CN105391344A - 一种噪音发电机 - Google Patents

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严慈磊
张茜
杨佩钊
王栋梁
范起飞
赵陈闯
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H02N2/18Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/183Electric machines in general using piezo-electric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using impacting bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/04Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving coil systems and stationary magnets

Abstract

本发明公开了一种噪音发电机,包括发声单体以及用于放置发声单体的底座,底座安装于支架上,支架上还放置有电池以及连接于电池和发声单体的控制器;其中发声单体包括吸声耳,吸声耳依次连接有一级换能装置和二级换能装置,一级换能转置包括连接于吸声耳的传声道,传声道一端用PVDF膜密封,形成一个一端封闭的管道,使声波和PVDF膜产生共振,二级换能装置包括安装于PVDF膜另一端的感应线圈,感应线圈置于永磁铁中,感应线圈内部装有铁芯。本发明利用发声单体实现将噪声能吸收并将其转化为可以利用的电能,而不是直接将噪声消除,既达到消除噪声的目的,又利用噪声来发电,变废为宝,从而将无用的环境噪音变化为可以利用的电能,实现能源的回收和利用。

Description

一种噪音发电机
技术领域
[0001] 本发明属于能量转化技术领域,特别涉及一种可利用噪音发电的噪音发电机。
背景技术
[0002] 面对全球能源危机及环境污染的压力下,低碳经济,绿色发展势在必行,如何更合理的利用身边的能源,做到变废为宝是解决能源危机的重要途径。
[0003] 随着近代工业的发展,环境污染也随着产生,噪声污染实际上是一种能量的污染,据相关资料研究表明,噪声的能量是很大的,一架噪声达到160分贝的喷气式飞机在20米之内的噪声功率可达到10千瓦,也就是说1小时可以发10度电。如果在机场安装噪声发电机,每天飞机起降产生的电能十分可观,另一方面,噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。传统降噪时仅仅把噪声作为一种污染物考虑,采用隔音墙等设备,使噪声能量在消声结构中逐渐消除,这种方法效率较低效果不太好。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种噪音发电机,本发明能够降噪的同时利用噪音发电,实现废物利用的目的。
[0005] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] —种噪音发电机,包括发声单体以及用于放置发声单体的底座,底座安装于支架上,支架上还放置有电池以及连接于电池和发声单体的控制器;
[0007] 所述发声单体包括吸声耳,吸声耳依次连接有一级换能装置和二级换能装置,一级换能转置包括连接于吸声耳的传声道,传声道一端用PVDF膜密封,形成一个一端封闭的管道,使声波和PVDF膜产生共振,二级换能装置包括安装于PVDF膜另一端的感应线圈,感应线圈置于永磁铁中,感应线圈内部装有铁芯。
[0008] 进一步的,其中吸声耳设有蝙蝠耳状接收面和回旋的凹陷面,传声道为耳道状,两处狭窄,增强声压。
[0009] 进一步的,所述底座上设有用于安装发声单体的前置孔和后置孔。
[0010] 进一步的,其中发声单体呈阵列分布在底座上。
[0011] 进一步的,其中支架包括一对通过螺栓固定连接的支撑腿和斜支杆,两个支撑腿之间通过两个相互交叉的支撑肋固定,支撑肋与支撑腿之间通过螺栓连接,两个斜支杆均设有卡槽,两个斜支杆底部设有底部护板,底座固定安装在斜支杆的卡槽内,底座上端设有用于放置电池的电池箱。
[0012] 进一步的,所述底座上还设置有控制器槽,控制器安装在控制器槽内。
[0013] 进一步的,前置孔和后置孔不在一条轴线上,吸声耳的固定胶粘在底座的前置孔上。
[0014] 进一步的,所述控制器设有电压采集电路、输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路;控制器上还设有电源指示灯、能量显示器、显示屏、外接电源插口和开关。
[0015] 进一步的,所述的电池采用的是可充电的锂电池。
[0016] 进一步的,感应线圈为低阻值线圈。
[0017] 与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
[0018] 本发明一种噪音发电机,通过发声单体以及用于放置发声单体的底座,底座安装于支架上,支架上还放置有电池以及连接于电池和发声单体的控制器;其中发声单体包括吸声耳,吸声耳依次连接有一级换能装置和二级换能装置,一级换能转置包括连接于吸声耳的传声道,传声道一端用PVDF膜密封,形成一个一端封闭的管道,使声波和PVDF膜产生共振,二级换能装置包括安装于PVDF膜另一端的感应线圈,感应线圈置于永磁铁中,感应线圈内部装有铁芯,利用发声单体实现了将噪声能吸收并将其转化为可以利用的电能,而不是直接将噪声消除,既达到消除噪声的目的,又利用噪声来发电,变废为宝,从而将无用的环境噪音变化为可以利用的电能,实现能源的回收和利用。
附图说明
[0019] 图1是本发明结构示意图;
[0020]图2是本发明发电单体的结构示意图;
[0021] 图3是本发明控制器的结构示意图;
[0022] 图4是本发明固定支架的结构示意图;
[0023] 图5是本发明底座的结构不意图;
[0024] 其中,001、支架;002、电池;003、底座;004、发声单体;101、卡槽;102、底部护板;103、支撑腿;104、支撑肋;105、电池箱;106、斜支杆;301、控制器槽;302、前置孔;303、后置孔;401、吸声耳;402、传声道;403、PVDF膜;404、感应线圈;405、永磁铁;406、铁芯;501、电源指示灯;502、能量显示器;503、显示屏;504、外接电源插口 ;505、开关。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0026] 如图1所示,一种噪音发电机,包括发声单体004以及用于放置发声单体004的底座003,底座003安装于支架001上,支架001上还放置有电池002以及控制器005 ;
[0027] 如图4所示,其中支架001包括一对通过螺栓固定连接的支撑腿103和斜支杆106,两个支撑腿103之间通过两个相互交叉的支撑肋104固定,支撑肋104与支撑腿103之间通过螺栓连接,两个斜支杆106均设有卡槽101,两个斜支杆106底部设有底部护板102,底座003固定安装在斜支杆106的卡槽101内;底座003上端设有用于放置电池002的电池箱105 ;
[0028] 如图2和图5所示,所述底座003上设有用于安装发声单体004的前置孔302、后置孔303,其中发声单体004呈阵列分布在底座003上;所述发声单体004包括吸声耳401,吸声耳401依次连接有一级换能装置和二级换能装置,一级换能转置包括连接于吸声耳401的传声道402,传声道402 —端用PVDF膜403密封,形成一个一端封闭的管道,使声波和PVDF膜403产生共振,一级换能装置利用PVDF膜403的压电效应,其发电原理和我们耳朵听声后转化为神经脉冲的原理有些类似,噪声冲击压电薄膜后,会让薄膜产生振动,会挤压薄膜中的压电晶体会把振动的能量转化为电能;二级换能装置包括安装于PVDF膜403另一端的感应线圈404,感应线圈404为低阻值,感应线圈404置于永磁铁405中,感应线圈404内部装有铁芯406,二级换能装置采用电磁感应原理,PVDF膜403作为次级声源,吸收声波的同时将声能转换为自身的动能,并带动线圈404运动;线圈切割磁感线,产生电流,将动能转化为电能,其中吸声耳401根据蝙蝠耳设有蝙蝠耳状接收面和回旋的凹陷面,便于接收到的声波尽量往传声道反射,同时保护传声道402和振动膜403,传声道402模仿耳道,设计两处狭窄,增强声压;其中前置孔302和后置孔303起径向定位作用,前置孔302和后置孔304不在一条轴线上,在径向定位上,吸声耳401的固定胶粘在底座003前置孔302上。
[0029] 针对低频噪声对传声道长度进行设计,根据物理学原则,一端封闭的充气管道可与波长4倍管长的声波产生最大的共振作用,依据此原理对传声道进行设计,当噪音频率为500HZ时,根据V = λ f,可计算出,λ = 0.68m,传声道长度:L = λ /4 = 0.17m = 17cm,其中v为波速,空气中,V = 340m/s ; λ为波长;f为频率;
[0030] 如图3和图5所示,所述底座003上还设置有控制器槽301,控制器槽301内安装有控制器005,控制器005包括电源指示灯501、能量显示器502、显示屏503、外接电源插口504和开关505,控制器005上设有电压采集电路、输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路,控制整个系统的工作状态,并对电池起到过充电保护、过放电保护的作用;由于噪声大小可能不断变化,导致转化后的电能不稳定,通过控制器显示出噪声发电机运行的相关数据以及需要充电的时间,比如显示噪声能量源的分贝值(db),通过检测噪声发电机组件输出和蓄电池电量,从而确定系统的工作状态,实现了整个系统的自动控制和智能管理。
[0031] 所述的电池主要采用的是可充电的锂电池,能量密度高,充放电稳定,寿命长。
[0032] 以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种噪音发电机,其特征在于,包括发声单体(004)以及用于放置发声单体(004)的底座(003),底座(003)安装于支架(001)上,支架(001)上还放置有电池(002)以及连接于电池(002)和发声单体(004)的控制器(005); 所述发声单体(004)包括吸声耳(401),吸声耳(401)依次连接有一级换能装置和二级换能装置,一级换能转置包括连接于吸声耳(401)的传声道(402),传声道(402) —端用PVDF膜(403)密封,形成一个一端封闭的管道,使声波和PVDF膜(403)产生共振,二级换能装置包括安装于PVDF膜(403)另一端的感应线圈(404),感应线圈(404)置于永磁铁(405)中,感应线圈(404)内部装有铁芯(406)。
2.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,其中吸声耳(401)设有蝙蝠耳状接收面和回旋的凹陷面,传声道(402)为耳道状,两处狭窄,增强声压。
3.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,所述底座(003)上设有用于安装发声单体(004)的前置孔(302)和后置孔(303)。
4.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,其中发声单体(004)呈阵列分布在底座(003)上。
5.根据权利要求1或3所述的一种噪音发电机,其特征在于,其中支架(001)包括一对通过螺栓固定连接的支撑腿(103)和斜支杆(106),两个支撑腿(103)之间通过两个相互交叉的支撑肋(104)固定,支撑肋(104)与支撑腿(103)之间通过螺栓连接,两个斜支杆(106)均设有卡槽(101),两个斜支杆(106)底部设有底部护板(102),底座(003)固定安装在斜支杆(106)的卡槽(101)内,底座(003)上端设有用于放置电池(002)的电池箱(105)ο
6.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,所述底座(003)上还设置有控制器槽(301),控制器(005)安装在控制器槽(301)内。
7.根据权利要求3所述的一种噪音发电机,其特征在于,前置孔(302)和后置孔(304)不在一条轴线上,吸声耳(401)的固定胶粘在底座(003)的前置孔(302)上。
8.根据权利要求6所述的一种噪音发电机,其特征在于,所述控制器(005)设有电压采集电路、输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路;控制器(005)上还设有电源指示灯(501)、能量显示器(502)、显示屏(503)、外接电源插口 (504)和开关(505)。
9.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,所述的电池(002)采用的是可充电的锂电池。
10.根据权利要求1所述的一种噪音发电机,其特征在于,感应线圈(404)为低阻值线圈。
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