[實用新型]一種扇貝型風振發電裝置

有效

• 申請號: 201920005938.0
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN209088839U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 盧衛萍;劉燁;任可亦
• 申請（專利權）人: 南通理工學院
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 孫兵

本實用新型公開了一種扇貝型風振發電裝置，包括貝殼形殼體，為正反面分別具備凸曲面、凹曲面的殼體；壓電膜，附著在貝殼形殼體的凸曲面上；壓電振子，呈懸臂結構與貝殼形殼體的凹曲面連接。貝殼形殼體的凹曲面上具備接收換能裝置，壓電膜、壓電振子通過導線并聯。壓電振子包括基板和貼附于基板上的呈矩形的壓電陶瓷片。基板的一端與貝殼形殼體的凹曲面通過夾具裝配，基板在遠離夾具的一端具備配重塊。采用此實用新型貝殼形殼體的凸曲面為迎風面，其自身面積比平直面的面積大，能夠利用更多方向上的風能來發電，風能在壓電膜上壓力發電，懸臂結構隨著整體的加速度變化而自身發生內應力彎折，內外雙重發電形式，整體結構緊湊，電能轉化效率高。

技術領域

本實用新型涉及發電設備領域，具體涉及一種扇貝型風振發電裝置。

背景技術

目前，世界各國對能源的需求不斷增長，對環境的保護日益加強。因此，可再生能源的利用與發展在加速。壓電發電是一項最近幾十年興起的高新技術，最近十幾年更是在全世界被廣泛研究。壓電裝置在外力交變作用下產生電荷，將這些電荷收集起來儲存在電容或電池中，就可為后級電子元器件和系統供電。壓電能量收集裝置其體積小，結構簡單，無電磁干擾，易加工制作，而且其功率密度可達到200μW/cm³。從目前各研究機構、專家學者的研究成果來看，壓電材料可用在傳感器與執行器上，也可作為提供電能的裝置。隨著壓電材料壓電性能的提高及高集成度，低能耗電力電子器件的使用，壓電式發電技術成為了研究的熱點。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題在于提供一種扇貝型風振發電裝置，貝殼形殼體的凸曲面為迎風面，其自身面積比平直的面積大，能夠利用更多方向上的風能來發電，風能在壓電膜上壓力發電，懸臂結構隨著整體的加速度變化而自身發生內應力彎折，內外雙重發電形式，整體結構緊湊，電能轉化效率高。

為解決上述問題，本實用新型提供一種扇貝型風振發電裝置，為達到上述目的，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種扇貝型風振發電裝置，包括：貝殼形殼體，為正反面分別具備凸曲面、凹曲面的殼體；壓電膜，附著在貝殼形殼體的凸曲面上；壓電振子，呈懸臂結構與貝殼形殼體的凹曲面連接。

采用上述技術方案的有益效果是：本裝置通過對壓電發電模型的分析，創新性得將扇貝形狀用于壓電裝置的設計，從而設計出一種基于壓電材料的扇貝型風振發電裝置。合理利用扇貝的凹凸結構，扇貝結構也一定程度上可以保護內部的結構。扇貝形外殼也符合風機葉片的結構。極大的提高了風能的利用效率，打破了風力發電的局限性，使風力發電更加便捷。利用振動，壓電，聲波，把三者有機融合一體，使其既具有在一定壓力下產生電能，也可在一定頻率振動下產生電能，但在頻率振動下也可與貝殼形殼體的凹曲面構成的內腔產生共鳴發出聲波，再由換能器轉換發出電能。將壓電材料和振動結合在一起。既可利用壓電材料的正壓電效應，也可利用振動不斷在壓電材料上施加正負信號，使其不斷震蕩產生聲波共振，循環振動不斷發電。貝殼形殼體的凸曲面為迎風面，其自身面積比平直的面積大，能夠利用更多方向上的風能來發電，風能能夠在壓電膜上體現出壓力，懸臂結構隨著整體的加速度變化而自身發生內應力彎折，可以利用此再發電。整體結構緊湊，電能轉化效率高。

作為本實用新型的進一步改進，貝殼形殼體的凹曲面上具備接收換能裝置，壓電膜、壓電振子通過導線并聯。

采用上述技術方案的有益效果是：本裝置的結構類似于扇貝的外形，其裝置的設計采用內外雙層。該雙層結構的外層采用壓電薄膜，內腔采用陶瓷壓電材料制成的箔片，兩者均與導線連接引出后并聯。

作為本實用新型的更進一步改進，貝殼形殼體呈扇形，貝殼形殼體的凹曲面上具備頻率測試儀，壓電振子設置在接收換能裝置、頻率測試儀之間。

采用上述技術方案的有益效果是：頻率測試儀能夠收集數據，得知此時的運動狀態，頻率測試儀的固定位置在振動幅度大的地方，方便數據的測量，接收換能裝置在晃動幅度小的地方，防止其被晃動損傷。