[實用新型]一種沖擊小球式風力壓電發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202222603253.0
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN218581736U
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 張昌松;劉欣帥;王如鵬;高峰;王向陽;張白亮;李偉;金光
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D3/00;H02N2/18
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權代理有限公司 11703
• 代理人: 齊書田

本實用新型提供一種沖擊小球式風力壓電發(fā)電裝置，框體結構下段設置有渦輪結構，上段設置有壓電振子腔體，上段和下段之間設置有擋板；渦輪結構包括底座和設置于底座上的渦輪，渦輪頂部同軸設置有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸貫穿擋板設置，且自由端設置有扇葉；扇葉與擋板間隙設置；壓電振子腔體內(nèi)設置有多個彈性小球，本申請結構簡單，通過渦輪轉(zhuǎn)動帶動扇葉的旋轉(zhuǎn)，擊打彈性小球，其中，渦輪的任意轉(zhuǎn)動方向即可實現(xiàn)發(fā)電過程，通用性強，壓電振子腔體內(nèi)壁受彈性小球的撞擊形成彈性形變，壓電振子腔體內(nèi)壁復原過程中將機械能轉(zhuǎn)化為電能，能夠持續(xù)穩(wěn)定的得到電能，解決高空電子設備的充電需求。

技術領域

本實用新型屬于發(fā)電技術領域，具體涉及一種沖擊小球式風力壓電發(fā)電裝置。

背景技術

隨著傳感器技術的發(fā)展，出現(xiàn)了許多超低功耗的傳感器，這些極低功耗的傳感器使得壓電材料產(chǎn)生的電能能夠滿足其供電需求。

目前大多數(shù)傳感器使用的是電池，有時傳感器工作環(huán)境特殊，需要安裝在人類難以接觸或者比較危險的地方，如火電廠需要進行氣體污染物檢測，空氣質(zhì)量檢測傳感器需要安裝在距離地面50m處，還有偏遠山區(qū)、峽谷、高空電纜以及氣象站等用于空氣質(zhì)量檢測的傳感器；而傳感器的電池電能儲量有限，需要定期更換，這樣就會造成不變甚至危險；而在自然界中，廣泛存在太陽能，潮汐能和風能，其中太陽能發(fā)電以及發(fā)展非常成熟。風能作為一種綠色環(huán)保的可再生資源，越來越受到世界各國的重視，其蘊含量巨大，可比地球上可開發(fā)利用的水能總量大10倍。

目前風力壓電發(fā)電裝置根據(jù)激勵方式的不同實現(xiàn)能量回收的主要方式有自由振動和強迫振動，強迫振動一般是風能驅(qū)動風扇轉(zhuǎn)動，通過扇葉擊打懸臂梁結構的壓電振子，該方式實際工作中需要考慮風向，且當風速過高時，扇葉旋轉(zhuǎn)過快，懸臂梁結構的壓電振子被擊打變形后難以即使恢復正常狀態(tài)，導致發(fā)電效果差；自由振動又分為慣性振動和沖擊振動，慣性振動即在懸臂梁尾部加一個質(zhì)量塊，通過風直接接觸懸臂梁使壓電振子變形發(fā)電，但這些裝置迎風面積小，因此獲得的能量極小；而沖擊振動是在突然有很大的勢能的物體沖擊壓電振子，沖擊瞬間，能量很好，但缺點就是不能持續(xù)沖擊。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種沖擊小球式風力壓電發(fā)電裝置，結構簡單，且能夠持續(xù)穩(wěn)定的將風能轉(zhuǎn)化為電能。

本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種沖擊小球式風力壓電發(fā)電裝置，包括框體結構，所述框體結構下段設置有渦輪結構，上段設置有壓電振子腔體，上段和下段之間設置有擋板；

所述渦輪結構包括底座和設置于底座上的渦輪，所述渦輪頂部同軸設置有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸貫穿擋板設置，且自由端設置有扇葉；

所述扇葉與擋板間隙設置；

所述壓電振子腔體內(nèi)設置有多個彈性小球。

優(yōu)選的，所述框體結構包括多根豎直設置于底座上且貫穿擋板的支撐柱。

優(yōu)選的，所述支撐柱為四根，所述擋板四角設置有第一通孔，四根支撐柱與第一通孔分別一一對應貫穿設置。

優(yōu)選的，所述多根支撐柱桿身等高位置均設置有圓柱體卡扣，用于支撐擋板。

優(yōu)選的，所述圓柱體卡扣沿豎直方向滑動設置于支撐柱桿身上。

優(yōu)選的，所述壓電振子腔體包括多個壓電振子，所述多個壓電振子分別固接于相鄰支撐柱之間，以及多根支撐柱頂端，形成空腔結構。

優(yōu)選的，壓電振子包括相粘接的壓電陶瓷和鈹銅基板；

所述鈹銅基板設置于壓電振子腔體內(nèi)側(cè)，所述壓電陶瓷設置于壓電振子腔體外側(cè)。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)軸自由端設置的扇葉為多個；所述扇葉與壓電振子腔體內(nèi)壁間隙設置，且間隙小于彈性小球的直徑。

優(yōu)選的，所述多個彈性小球為三個。