[發明專利]以電活性聚合物作為波浪能-電能轉換器的彈性管型結構設計

在審

• 申請號: 201810504415.0
• 申請日: 2018-05-19
• 公開（公告）號: CN108590935A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 鄂世舉;李佳玲;曹建波;夏文俊;陳亦開;陸剛強;蘭猛
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種以電活性聚合物作為波浪能?電能轉換器的彈性管型結構設計，該結構包括彈性管、圓形發電環、連接剛體、系泊線、環形線卡。該結構的主體為彈性管，管內是加壓的海水，彈性管兩端用剛體密封，環發電機均勻分布纏繞在彈性管上，隨著彈性管變形而發生變形，將波浪能轉換為電能。整個結構漂浮在海面下，用系泊線固定位置。本發明具有結構簡單、變形均勻、系統靈活、環保無聲等優點。

所屬技術領域

本發明專利屬于功能材料發電領域，涉及一種以電活性聚合物作為波浪能-電能轉換器的彈性管型結構設計。

背景技術

海洋能是是一個巨大的能源寶庫，海洋能主要包括波浪能、潮流能、潮汐能、溫差和鹽差能等。蘊藏于海水中的海洋能是十分巨大的，開發海洋能其本身對環境污染影響非常小。而介電彈性體是一種新型材料，是一種電活性的聚合物，在電場中形狀發生改變將電能轉換為機械能。相反，通過材料變形DE可將機械能轉換為電能。

發明內容

本發明的目的是提供一種以電活性聚合物作為波浪能-電能轉換器的彈性管型結構設計。利用該發明能夠將海洋能轉換為電能，電活性聚合物發電機按照海浪波長的規律分布在彈性體管上發生形變，直接轉換成電能。其輸出為高電壓多項直流電流。與其他一般的波能轉換器不同，彈性管電活性聚合物波能轉換器不需要維護運動部件。其設計和運作原理將大大降低運營和支出成本。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：該裝置由彈性管、圓形發電環、連接剛體、系泊線、環形線卡組成。該結構的主體為彈性管，管內是加壓的海水，彈性管兩端用剛體密封，環發電機按照波長的規律均勻分布在彈性管上，隨著彈性管變形而發生變形，將波浪能轉換為電能。整個結構漂浮在海洋表面之下，用系泊線固定位置。

本發明的有益效果是：該結構將環保節能的海洋能轉換為電能，幫助緩解現在能源緊缺的現狀。相比較其他的海洋能發電，該發明又結構簡單，便于維護，節約成本，整個系統穩定靈活的優勢。

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明的主視圖圖；

圖3為本發明的彈性管局部放大圖。

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

參見圖1～2，本發明的以電活性聚合物作為波浪能-電能轉換器的彈性管型結構，包括(1)、剛體(2)、環形線卡(3)、圓形發電環(4)、系泊線(5)、彈性管。剛體(1)起著密封作用，彈性管電活性聚合物波能轉換器漂浮在海洋表面之下，由環形線卡(2)與系泊線(4)一起對整個結構進行固定。彈性管(5)內是加壓的海水，視為不可壓縮。當海浪波傳過來時候，彈性管(5)會隨著變形，帶動圓形發電環(3)發生變形。從而將波浪能改變為電能輸出。圓形發電環(3)，上下兩表面涂覆一層柔性電極材料呈現“三明治”結構，柔性電極材料一般為石墨、碳油。兩側引出并聯電極銅片，圍成獨立的環結構。圓形發電機按照海浪波長的規律分布在彈性體管中。圓形發電機處于海浪波峰時，DE變形大，電容增大，此時利用發電機內部的偏置電壓充電。當處于海浪波腹時，DE變形小，電容變小，從而使電壓增大，直接將波浪能轉換成電能，實現能量轉換。

參見圖(3)，彈性管表面的波紋是為了防止聚合物在拉伸期間金屬電極被撕裂。使在同一個方向上拉伸收縮時，電極的電導率保持不變。該發明結構簡單，不需要維護運動部件，相比于傳統的波能轉換器具有很大的優勢。