CN104747353B - 一种利用压电技术发电的流体管道系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用压电技术发电的流体管道系统，包括内管和外管，内管和外管均为中空的圆柱形，内管从外管内穿过并且内管两端外露，并且两管同轴，内管内有螺旋叶片，并与内管固定连接，外管内壁有压电器，流体通过内管推动螺旋叶片，使内管旋转挤压外管内壁的压电器产生电荷引出。能够利用日常生活和生产中给水、排水的动能，把发电设备与日常生活和生产相结合，把压电技术与流体管道相结合的方法，解决了大型水轮机发电系统不能在日常生活生产应用这一问题，为人们生活带来便利。与现在的发电设备相比，本发明不会产生任何污染，保护环境，充分利用流体的动能，达到了能源的充分利用，体积小，可应用于日常的生产生活当中。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体动能发电技术，特别涉及一种利用压电技术发电的流体管道系统。
背景技术
目前水力发电主要是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机的机械能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。利用水力(具有流体头)推动水力机械(水轮机)转动，将水的动能转变为机械能，再在水轮机上接上发电机，随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。但是，这种发电形式只适合特殊场合，不可以广泛应用于人们的日常生活中，存在地形限制。
发明内容
本发明是针对发电装置体积大,一般无法直接运用到家庭的问题，提出了一种利用压电技术发电的流体管道系统，能够利用日常生活和生产中给水、排水的动能，把发电设备与日常生活和生产相结合，把压电技术与流体管道相结合的方法，本发明流体管道系统解决了大型水轮机发电系统不能在日常生活生产应用这一问题，为人们生活带来便利。
本发明的技术方案为：一种利用压电技术发电的流体管道系统，包括内管和外管，内管和外管均为中空的圆柱形，内管从外管内穿过并且内管两端外露，两管同轴，内管内有螺旋叶片，并与内管固定连接，外管内壁有压电器，流体通过内管推动螺旋叶片，使内管旋转挤压外管内壁的压电器产生电荷引出。
所述内管的内管管道内壁上有成矩阵排列的齿牙，外管管道内管壁上有与内管管道外管上的齿牙位置相对的一个个压电器，每一个压电器上接一导线，穿过外管管道，所有的导线将组成一个并联输电系统。
所述外管包括外管管道和外层的绝缘保护层，并联输电系统分布在外管管道和绝缘保护层两部分之间，将产生的所有电荷量汇聚在一起，最后由一根主导线引出。
所述每个压电器上安装有弹簧片。
所述内管的内管管道内壁面上加工与螺旋叶片相等螺距的螺纹槽，螺旋叶片的直径与内螺纹槽直径相匹配，将螺旋叶片旋转进内管，螺旋叶片旋入到底，螺旋叶片末端与内管进行焊接，螺旋叶片头端外露一部分在内管管道外。
所述利用压电技术发电的流体管道系统，还包括端盖和轴承，所述轴承套在内管的内管管道端上，轴承内圈紧贴内管管道外壁；外管套在内管和轴承的外部,两端的轴承的外圈紧贴外管管6内壁，外管两边的端口由端盖固定，内管管道在端口处成阶梯形，与轴承扣合，外管的端口处也成阶梯形，与端盖的台阶配合，端盖与外管管道固定连接后，内管管道和轴承固定在内部，不会产生圆柱体轴向的相对位置改变。
本发明的有益效果在于：本发明利用压电技术发电的流体管道系统，与现在的发电设备相比，本发明不会产生任何污染，保护环境，充分利用流体的动能，达到了能源的充分利用，体积小，可应用于日常的生产生活当中。
附图说明
图1为本发明利用压电技术发电的流体管道系统外形图；
图2为本发明利用压电技术发电的流体管道系统爆炸图；
图3为本发明利用压电技术发电的流体管道系统中压电管道剖面图。
具体实施方式
如图1所示利用压电技术发电的流体管道系统外形图，整个系统外形是圆柱形，内管1和外管2均为圆柱形，内管1从外管2内穿过并且内管1两端外露，并且两管同轴。
如图2所示利用压电技术发电的流体管道系统爆炸图，内管1包括螺旋叶片3，齿牙5和圆柱形中空的内管管道4，齿牙5是成矩阵排列焊接在内管管道4外表面上。在内管管道4内壁面上加工出与螺旋叶片3相等螺距的螺纹槽与螺旋叶片相匹配，螺旋叶片3的直径与内螺纹槽直径相匹配，将螺旋叶片3旋转进去，因为内螺纹槽是定长的，所以螺旋叶片3旋入到底就会卡死，螺旋叶片3头端外露一部分在内管管道4外，在螺旋叶片3旋入后，将其在末端与内管进行焊接，这样螺旋叶片3就会牢牢地固定在内管管道4上。当流体通过内管管道4中，会在螺旋叶片3产生向前的推力，整个内管1会因为流体的动能旋转起来。
轴承9套在内管管道4两端上，轴承9内圈紧贴内管管道4外壁。外管2套在内管1和轴承9的外部,两端的轴承9的外圈紧贴外管管道6内壁，外管2两边的端口由端盖10固定。轴承9的尺寸视内、外管道的直径而定。内管管道4在端口处成阶梯形，便于和轴承9配合扣合，确定内管管道4和轴承9的位置。外管2的端口处也成阶梯形，与端盖10的台阶配合，同时用于确定外管管道6和轴承9的位置。端盖10与外管管道6连接固定后，内管管道4和轴承9固定在内部，工作时不会产生圆柱体轴向的相对位置改变。端盖10与外管管道6由四个螺钉11连接固定，端盖10螺孔和螺钉11的直径根据受力的大小而选取。由于端盖10与外管管道6固定，因此端盖10与内管管道4有相对转动关系，为避免端盖10与内管管道4发生摩擦，产生能量损失，同时避免材料的磨损，端盖10与内管管道4的配合部位需要留有一定间隙。外管2分两层，在外管管道6外还套了一层绝缘保护层7。
如图3所示利用压电技术发电的流体管道系统中压电管道剖面图，外管管道6内管壁上有与内管管道4外管上的齿牙5位置相对的一个个压电器8，当内管1旋转时，齿牙5每每压合一次压电器8，就会产生电荷，每一个压电器8上接一导线，穿过外管管道6，所有的导线将组成一个并联输电系统，并联输电系统分布在外管管道6和绝缘保护层7两部分之间，将产生的所有电荷量汇聚在一起，最后由一根主导线引出，再经整流、稳压供人们所使用。为了保护并联输电系统，需要在并联输电系统外包裹一层绝缘耐磨材料，用于做绝缘保护层7。
压电器8的核心部分是压电材料，本发明可采用工业上普通应用的压电材料，例如：石英晶体，压电陶瓷，有机压电材料等。压电器8安装有弹簧片起到减少压电器损耗，增加其使用寿命的作用。从压电器8引外端引出一根导线，将产生的电荷量引出。
通过流体的动能带动螺旋叶片3转动从而带动内管管道4及其上的齿牙5转动，转动的齿牙5不停地挤压外管管道6上的压电器8，使压电器8里的压电材料产生电荷。压电器8上会安装有弹簧片，这样可以在齿牙5和压电器8之间起到一个缓冲作用，增加压电器使用寿命。
本发明充分利用了流体的动能，使流体浪费掉的能量得到了充分利用，通过流体的动能使螺旋叶片旋转从而带动内管管道及其上的齿牙旋转，齿牙挤压压电器，使压电材料产生电荷，产生的电荷经过稳压，整流供人们使用。
Claims (3)
1.一种利用压电技术发电的流体管道系统，其特征在于，包括内管和外管，内管和外管均为中空的圆柱形，内管从外管内穿过并且内管两端外露，两管同轴，内管内有螺旋叶片，并与内管固定连接，外管内壁有压电器，流体通过内管推动螺旋叶片，使内管旋转挤压外管内壁的压电器产生电荷引出，所述内管的内管管道外表面上有成矩阵排列的齿牙，外管管道内管壁上有与内管管道外表面上的齿牙位置相对的一个个压电器，每一个压电器上接一导线，穿过外管管道，所有的导线将组成一个并联输电系统；所述内管的内管管道内壁面上加工与螺旋叶片相等螺距的螺纹槽，螺旋叶片的直径与内螺纹槽直径相匹配，将螺旋叶片旋转进内管，螺旋叶片旋入到底，螺旋叶片末端与内管进行焊接，螺旋叶片头端外露一部分在内管管道外。
2.根据权利要求1所述利用压电技术发电的流体管道系统，其特征在于，还包括端盖和轴承，所述轴承套在内管的内管管道端上，轴承内圈紧贴内管管道外壁；外管套在内管和轴承的外部,两端的轴承的外圈紧贴外管管内壁，外管两边的端口由端盖固定，内管管道在端口处成阶梯形，与轴承扣合，外管的端口处也成阶梯形，与端盖的台阶配合，端盖与外管管道固定连接后，内管管道和轴承固定在内部，不会产生圆柱体轴向的相对位置改变。
3.根据权利要求1所述利用压电技术发电的流体管道系统，其特征在于，所述每个压电器上安装有弹簧片。
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