CN101820234B - 滚筒带式陶瓷发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属发电机领域，尤其涉及一种滚筒带式陶瓷发电机，包括充电激励单元、主动单元筒(1)及从动单元筒(2)；在主动单元筒(1)上配有主动导电薄层(4a)；在从动单元筒(2)上配有从动导电薄层(4b)；在主动导电薄层(4a)上设有主动陶瓷介质层(5c)；在从动导电薄层(4b)上设有从动陶瓷介质层(5d)；传动带(3)包括绝缘基体层(6)及附于其上的导电层(7)；在主/从陶瓷介质层上分别设有与导电单元层(7e)相接的信号采集端子；充电激励单元的正极接主动导电薄层(4a)；充电激励单元的负极接从动导电薄层(4b)。本发明额定电容量大，能量转换效率高，可实现旋转方式变电容发电，易于实现产业化生产。

Description

滚筒带式陶瓷发电机
技术领域
本发明属发电机领域，尤其涉及一种滚筒带式陶瓷发电机。
背景技术
目前，在发电机领域，主要基于电磁感应原理对机体结构进行设计，由于该类发电机需要线圈和导磁材料，其结构复杂，体积大，在实际应用中存在许多工程问题。为解决上述技术难点，研究人员曾设计一种陶瓷发电机，参见专利号为ZL200620019173.9的专利文献，但上述陶瓷发电机由于定转子间存在间隙，整机额定电容量达不到予期值，能量转换效率受到很大的限制。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，整机额定电容量大，能量转换效率高的滚筒带式陶瓷发电机。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种滚筒带式陶瓷发电机，它包括充电激励单元、主动单元筒、从动单元筒、配于主动单元筒及从动单元筒上的传动带；在所述主动单元筒上配有主动导电薄层；在所述从动单元筒上配有从动导电薄层；在所述主动导电薄层上设有主动陶瓷介质层；在所述从动导电薄层上设有从动陶瓷介质层；所述传动带包括绝缘基体层及附于其上的导电层；所述导电层由数个彼此绝缘隔离的导电单元层构成；在所述主动单元筒一端设有与导电单元层相接的第一信号采集端子；在所述从动单元筒一端设有与导电单元层相接的第二信号采集端子；在所述主动单元筒的另一端设有与导电单元层相接的第一充电触点；在所述从动单元筒的另一端设有与导电单元层相接的第二充电触点；所述第一充电触点与第二充电触点相接；所述充电激励单元的正极接主动导电薄层；所述充电激励单元的负极接从动导电薄层。
作为一种优选方案，本发明还配有动力机；所述动力机的输出轴与主动单元筒的传动轴固定相接。
作为另一种优选方案，本发明所述主动导电薄层由彼此绝缘隔离的主动导电薄层单元构成；所述主动导电薄层单元的数量为偶数；所述从动导电薄层由彼此绝缘隔离的从动导电薄层单元构成；所述从动导电薄层单元的数量为偶数。
进一步地，本发明所述充电激励单元包括充电电池、与所述充电电池并接的调整电容及充电二级管；所述充电电池及调整电容并接后再与充电二级管串接。
更进一步地，本发明所述主动导电薄层或从动导电薄层可采用薄金属或金属镀层材料。
另外，本发明所述导电单元层可采用柔性导电材料。
本发明结构简单，整机额定电容量大，能量转换效率高，可实现旋转方式变电容发电，其体积小，操作方便，易于实现产业化生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的电路原理图；
图3为本发明分区主动导电薄层结构示意图；
图4为本发明分区从动导电薄层结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种滚筒带式陶瓷发电机，它包括充电激励单元、主动单元筒1、从动单元筒2、配于主动单元筒1及从动单元筒2上的传动带3；在所述主动单元筒1上配有主动导电薄层4a；在所述从动单元筒2上配有从动导电薄层4b；在所述主动导电薄层4a上设有主动陶瓷介质层5c；在所述从动导电薄层4b上设有从动陶瓷介质层5d；所述传动带3包括绝缘基体层6及附于其上的导电层7；所述导电层7由数个彼此绝缘隔离的导电单元层7e构成；在所述主动单元筒1一端设有与导电单元层7e相接的第一信号采集端子A；在所述从动单元筒2一端设有与导电单元层7e相接的第二信号采集端子B；在所述主动单元筒1的另一端设有与导电单元层7e相接的第一充电触点D；在所述从动单元筒2的另一端设有与导电单元层7e相接的第二充电触点C；所述第一充电触点D与第二充电触点C相接；所述充电激励单元的正极接主动导电薄层4a；所述充电激励单元的负极接从动导电薄层4b。为使本发明进入工作状态，本发明还配有动力机；所述动力机的输出轴与主动单元筒1的传动轴8固定相接。当然，如果能量需求小，本发明也可采用其它启动方式。如图3所示，本发明所述主动导电薄层4a由彼此绝缘隔离的主动导电薄层单元4an构成；所述主动导电薄层单元4a-n的数量为偶数，图3显示的是2单元结构。如图4所示，本发明所述从动导电薄层4b由彼此绝缘隔离的从动导电薄层单元4b-m构成；所述从动导电薄层单元4bm的数量为偶数，图4显示的是2单元结构。如图2所示，本发明所述充电激励单元包括充电电池、与所述充电电池并接的调整电容及充电二级管；所述充电电池及调整电容并接后再与充电二级管串接。本发明所述主动导电薄层4a或从动导电薄层4b采用薄金属或金属镀层材料。本发明所述导电单元层7e采用柔性导电材料，如导电橡胶。
本发明主要由两个滚筒和环状绝缘带组成，其中有一主动单元筒和一从动单元筒，两筒间以环状绝缘带相围绕，传动转动动力，以求同步旋转。
本发明滚筒表面均附以导电薄层，并按园周方向均匀分2，4，6…区。在导电层以上再附以高介电陶瓷片，用以提高整机额定电容量，在筒的两端分别设有导电瓣环，导电瓣环和绝缘带上的分块导电区相接。
本发明在筒的转轴上设有两组碳刷滑环机构，其中一组与导电瓣环相连结，为附在环状绝缘带上的分块导电区，对外电路提供一条输出通道。另一组与筒表面的分区导电薄层相接，接受外电路提供的激励电压。
绝缘带的宽度和筒长相适应，环状周长以围绕两筒相适应，在环状绝缘带内侧，附有以导电橡胶(或其他导电软体物资)所构成的导电区，可分数区，区间绝缘互不连通。
在装置高速运转时，带上的导电区和筒上的导电区，相互构成完整电容。
依据Q＝CU；
C＝ε0εrS/R；
R为陶瓷片的厚度。
由于激励电源E0的存在，激励电源E0对筒上的导电薄层与绝缘环带上的导电单元层形成的电容分区充电，并达到额定值，随之运转两者又要分离，使完整的电容被破坏，充了电的带电导体随之成为孤立导体，显现出高的电压(即C→0，U→∞)并通过导电瓣环，炭刷滑环向另一侧放电，这样就完成了电路，电压的形成过程。

Claims (6)

1.一种滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于，包括充电激励单元、主动单元筒(1)、从动单元筒(2)、配于主动单元筒(1)及从动单元筒(2)上的传动带(3)；
在所述主动单元筒(1)上配有主动导电薄层(4a)；在所述从动单元筒(2)上配有从动导电薄层(4b)；在所述主动导电薄层(4a)上设有主动陶瓷介质层(5c)；在所述从动导电薄层(4b)上设有从动陶瓷介质层(5d)；
所述传动带(3)包括绝缘基体层(6)及附于其上的导电层(7)；所述导电层(7)由数个彼此绝缘隔离的导电单元层(7e)构成；
在所述主动单元筒(1)一端设有与导电单元层(7e)相接的第一信号采集端子(A)；在所述从动单元筒(2)一端设有与导电单元层(7e)相接的第二信号采集端子(B)；在所述主动单元筒(1)的另一端设有与导电单元层(7e)相接的第一充电触点(D)；在所述从动单元筒(2)的另一端设有与导电单元层(7e)相接的第二充电触点(C)；所述第一充电触点(D)与第二充电触点(C)相接；
所述充电激励单元的正极接主动导电薄层(4a)；所述充电激励单元的负极接从动导电薄层(4b)。
2.根据权利要求1所述的滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于：还配有动力机；所述动力机的输出轴与主动单元筒(1)的传动轴(8)固定相接。 
3.根据权利要求1或2所述的滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于：所述主动导电薄层(4a)由彼此绝缘隔离的主动导电薄层单元(4a-n)构成；所述主动导电薄层单元(4a-n)的数量为偶数；所述从动导电薄层(4b)由彼此绝缘隔离的从动导电薄层单元(4b-m)构成；所述从动导电薄层单元(4b-m)的数量为偶数。
4.根据权利要求3所述的滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于：所述充电激励单元包括充电电池、与所述充电电池并接的调整电容及充电二极管；所述充电电池及调整电容并接后再与充电二极管串接。
5.根据权利要求4所述的滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于：所述主动导电薄层(4a)或从动导电薄层(4b)采用薄金属或金属镀层材料。
6.根据权利要求5所述的滚筒带式陶瓷发电机，其特征在于：所述导电单元层(7e)采用柔性导电材料。 
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