[實用新型]一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置

有效

• 申請號: 202123143353.1
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN216518397U
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 尹浩東;王明雨;張少君;李方昊;史培博;牛天祥
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D1/00;F03D1/06;F03D7/04;F03D13/20;H02N1/04
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• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置，包括產電模塊、支撐模塊和轉向模塊；所述的產電模塊設有風葉中心軸，風葉，風葉外端頭連接的弧形塑料片，三者為一體式結構，弧形塑料片外側面設有鋁片；所述的產電模塊還包括塑料外殼圈；所述的塑料外殼圈內設有PDMS摩擦層圈，兩者中間設有多塊銅片；所述的摩擦層圈與弧形塑料片同中心軸設計，且有一定間距；所述的塑料外殼圈與支撐模塊連接固定；所述的支撐模塊設有橫桿與風葉中心軸連接；所述的支撐模塊還設有豎桿和底座支撐整體結構；所述的轉向模塊由橫桿尾部的尾翼組成。本實用新型的體積小，結構精巧，安裝方便；對風力要求低且有效的利用了環境中各方位的風能；能源轉換效率高。

技術領域

本實用新型涉及到發電技術領域，具體涉及到一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置。

背景技術

隨著信息科技產業的快速發展，各式各樣的多種功能和高度集成化的微型電子器件被廣泛應用到各個領域，并且需求量展現出迅速增加的趨勢。然而，這些微型電子器件的供電系統的研究卻相對落后，目前，絕大多數微型電子器件采用電池作為電源。但是，使用電池作為電源則存在需要定期更換的缺點，在海洋、高山等特殊環境使用時將浪費大量的人力資源。因此，開發出利用環境中自然存在能源形成的機械能轉換為電能的技術，為微型電子儀器供電具有重要的意義。

風能作為一種具有巨大潛力的可再生能源，在世界上很多區域都有豐富的資源。利用風能解決傳統的化石能源供應緊縮和全球生態環境不斷惡化等問題，已經成為近年的研究熱點。傳統的風力發電技術均以切割磁感線的原理，需要感應發電機、逆變器等結構聯合工作，導致能源轉換效率較低等缺點。如專利CN 202545115 U報道了一種高效風力發電機，該設備具有傳統風力發電設備的共同缺點：體積大、質量大、結構復雜、成本高以及能源轉換效率較低等，不適合為微型電子儀器供電。隨著王中林院士團隊發明的摩擦納米發電機以來，以壓電和摩擦電為基礎的各種機械能轉化為電能的收集技術得到了廣泛的研究。摩擦納米發電技術作為新興的能源轉換技術，具有結構精巧、輕質便攜、選材廣泛、成本低、能源轉換效率較高等優點，在微型電子器件供電領域迅速的發展。

受傳統風力發電的啟發，并結合摩擦納米發電技術的優點，本專利設計出一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置。借助風葉結構收集風能并將其轉換為機械能從而產生了相對摩擦，并將平滑摩擦轉變為弧形摩擦，在一定程度上較少了摩擦阻力，具有接觸充分，運作面積大等優點。借助風能發電的摩擦納米發電機的收集技術是一個重要的研究方向，將自然風能轉換為電能，不僅規避了現有風力發電技術存在的缺點，并克服了在特殊環境工作的微型電子器件供電元件需定期更換的問題。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置，以解決現有技術存在的上述問題，利用風能驅動兩個摩擦層產生摩擦，從而產生電流向外輸出。

本實用新型提供的一種旋轉式風能收集摩擦納米發電裝置包括：產電模塊、支撐模塊和轉向模塊。所述的產電模塊設有風葉中心軸，風葉，風葉外端頭連接的弧形塑料片；所述的風葉中心軸、風葉與弧形塑料片三者為一體式結構；所述的弧形塑料片外側面設有發電摩擦片；所述的產電模塊還包括塑料外殼圈；所述的塑料外殼圈內側設有摩擦層圈；所述的摩擦層圈外側面設有多塊電極片，即設在塑料外殼圈與摩擦層圈之間；所述的摩擦層圈與弧形塑料片同中心軸設計，且有一定間距。

所述的支撐模塊包括橫桿、豎桿、底座、外殼圈支撐桿；所述的橫桿與豎桿是一體式結構；所述的橫桿首部和風葉中心軸連接處設有轉軸連接；所述的豎桿和底座在連接處設有轉軸連接；所述的外殼圈支撐桿一端與塑料外圈殼的水平位置兩側連接，另一端與橫桿連接，即外殼圈支撐桿將塑料外圈殼與橫桿固定連接。

所述的轉向模塊由尾翼部分組成，尾翼設置在橫桿尾部。

上述的風葉設有4片，等角度分布，風葉內端頭與風葉中心軸連接，風葉外端頭連接有的弧形塑料片以風葉中心軸為圓心，弧長是以風葉中心軸為圓心的同心圓周長的1/8，風葉外端頭連接弧形塑料片中心位置，即對稱分布。