CN201163751Y - 自然风振动式陶瓷发电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属发电机技术领域，尤其涉及一种变电容式自然风振动陶瓷发电机，它包括发电单元、激励电源、自然风收集仓、换向配送开关；发电单元含有腔体单元(N)；在腔体单元(N)内设有正极性固定板(M)以使其形成两个独立腔室；在所述独立腔室内分别配有导电膜片(A1、A2、B、C)；所述独立腔室单元(B、C)分别设有气流配送通道(O、P)；所述正极性固定板(M)上配有通孔(D)；所述激励电源与正极性固定板(M)及导电膜片相配接；所述自然风收集仓含有壳体、风力叶片；换向配送开关包括箱体、入气口；所述箱体内配有导流片转轴；在导流片转轴上配有双组合导流片；在箱体内配有导流柱；所述箱体的另一端配有双气体流通通道。

Description

自然风振动式陶瓷发电机
技术领域
本实用新型属发电机技术领域，尤其涉及一种变电容式自然风振动陶瓷发电机。
背景技术
现有发电装置主要是电磁感应发电机，此类发电机所需推动功率大，转换效率低下。变电容式发电机已经提出不少种形式，一般也存在着结构不合理，发电量小，系统设计困难等缺陷。
实用新型内容
本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，容量大，能量转换效率高的自然风振动式陶瓷发电机。
为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：
自然风振动式陶瓷发电机，包括含有数个并联的发电单元、激励电源、自然风收集仓、换向配送开关；所述发电单元含有腔体单元；在腔体单元内中间位置设有正极性固定板以使其形成两个独立腔室；在所述独立腔室内分别配有导电膜片以使腔体单元最终形成四个独立腔室单元；所述独立腔室单元分别设有气流配送通道；所述正极性固定板上配有通孔；所述激励电源与正极性固定板及导电膜片相配接；所述自然风收集仓含有壳体、配于壳体内的风力叶片、与所述风力叶片固定配接的轴承及与轴承配接的轴承座；所述换向配送开关包括箱体、与所述箱体一端固定相接的入气口；在所述箱体内与入气口相交接处配有导流片转轴；在所述导流片转轴上配有双组合导流片；在所述箱体内配有导流柱；所述导流柱的工作端与双组合导流片端部旋转的弧面相切；在所述箱体的另一端配有双气体流通通道；所述双气体流通通道经双组合导流片形成的通道与入气口实现开闭；所述自然风收集仓的出口与入气口相配接。
作为一种优选方案，本实用新型所述发电单元间可配有绝缘材料层。
作为另一种优选方案，本实用新型所述正极性固定板采用导电薄板；在所述导电薄板的双面覆有高介电陶瓷介质层。
本实用新型振动式陶瓷发电机结构简单，容量大，能量转换效率高。采用陶瓷介质，缩小了体积，增加了电容量。因本实用新型是克服电场力而发电，发电机每输出1KW电功率，振动膜片仅需克服600kg引力，所需空气压力并不是很大。风压在1kg/cm2左右。经论证，本实用新型较现有电磁感应式发电机能量转换效率高3.5倍，单机的发电能力大幅度提高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。
图1为本实用新型的工作原理框图；
图2为本实用新型换向配送开关部分结构示意图；
图3为本实用新型自然风收集仓结构示意图；
图4为本实用新型的电路原理框图；
图5为本实用新型的整体结构示意图；
图6为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1～5所示，自然风振动式陶瓷发电机，包括含有数个并联的发电单元、激励电源、自然风收集仓、换向配送开关；所述发电单元含有腔体单元N；在腔体单元N内中间位置设有正极性固定板M以使其形成两个独立腔室；在所述独立腔室内分别配有导电膜片以使腔体单元N最终形成四个独立腔室单元A1、A2、B、C；所述独立腔室单元B、C分别设有气流配送通道O、P；所述正极性固定板M上配有通孔D；所述激励电源与正极性固定板M及导电膜片相配接。如图3，本实用新型所述自然风收集仓含有壳体1、配于壳体1内的风力叶片2、与所述风力叶片2固定配接的轴承3及与轴承3配接的轴承座4。如图2，本实用新型所述换向配送开关包括箱体5、与所述箱体5一端固定相接的入气口6；在所述箱体5内与入气口6相交接处配有导流片转轴7、7`；在所述导流片转轴7、7`上配有双组合导流片8、8`；在所述箱体5内配有导流柱9；所述导流柱9的工作端10与双组合导流片8、8`端部11、11`旋转的弧面相切；在所述箱体5的另一端配有双气体流通通道12、12`；所述双气体流通通道12、12`经双组合导流片8、8`形成的通道与入气口6实现开闭；所述自然风收集仓的出口13与入气口6相配接；本实用新型所述发电单元间配有绝缘材料层E；所述正极性固定板M采用导电薄板；在所述导电薄板的双面覆有高介电陶瓷介质层。
本实用新型振动式陶瓷发电机可设计在一个筒形箱体内，均匀分设数个发电单元，每个发电单元就是一台振动变电容式陶瓷发电机，多个发电单元并联使用，组成一个大的完整的发电机。
箱体及各发电单元采用绝缘材料制成，各发电单元独立密闭，不透气，并能承受额定气体压力。在发电单元中间位置设置正极性固定板，正极性固定板基板采用导电薄板制成，双面披覆高介电陶瓷介质层，在板面上钻若干个通气孔D。正极性固定板将发电单元分成两半，采用两片弹性导电膜片，把已分成两半的组合发电单元再分成四个四分之一的独立腔室单元A1、A2、B、C，分别称A1、A2、B、C室，其中B、C小室各自独立密闭，在箱体上的对应位置各自开一个通气管道孔，便于充放气，A1、A2室虽然已被正极性固定板隔开，但由于该板上有若干通气孔，可以使两侧空气自由流通，A1、A2室也要组合成一个自闭空间与外界隔绝，并要保证室内能维持一个稳定的额定气压值，以协调两侧弹性膜片同步动作。
如图6，本实用新型当C室的通气孔被控制阀控制在开启状态时，B室充气并达到额定气压值，使振动膜片(也称负极性片)贴向右侧，凡奇数膜片X组均靠近正极性固定板，两者形成一个完整的电容器，激励电源将对该电容充电，充电电量Q＝CU。凡偶数膜片Y组均靠近侧壁，此态呈放电状态，然后控制阀将B室通气孔打开放气，C室充气，迫使弹性膜片靠向左侧，这时凡X组膜片均处于放电状态，Y组膜片均处于充电状态。
如图2、3所示，本实用新型自然风收集仓含有壳体1、配于壳体1内的风力叶片2、与所述风力叶片2固定配接的轴承3及与轴承3配接的轴承座4。风力叶片2接收外界自然风，通过收集仓的出口13及换向配送开关箱体5的入气口6进入换向配送开关箱体5内。本实用新型在所述换向配送开关箱体5内与入气口6相交接处配有导流片转轴7、7`；在所述导流片转轴7、7`上配有双组合导流片8、8`；根据振动式陶瓷发电机发电单元的工作情况，调整双组合导流片8、8`的开闭状态，当双组合导流片8、8`顺时针旋转至导流片8的端部11与箱体5的侧壁相交时，导流片8`的端部11`与导流柱9的工作端10相遇；这时，风力叶片2收集的自然风经入气口6、双组合导流片8、8`形成的通道、气体流通通道12及气流配送通道O进入振动式陶瓷发电机发电单元中的B室，使振动膜片(也称负极性片)贴向右侧，凡奇数膜片X组均靠近正极性固定板，两者形成一个完整的电容器，激励电源将对该电容充电。调整双组合导流片8、8`的开闭状态，当双组合导流片8、8`逆时针旋转至导流片8的端部11与导流柱9的工作端10相遇时，导流片8`的端部11`与箱体5的侧壁相交：这时，风力叶片2收集的自然风经入气口6、双组合导流片8、8`形成的通道、气体流通通道12`及气流配送通道P进入振动式陶瓷发电机发电单元中的C室；控制阀将B室通气孔打开放气，C室充气，迫使弹性膜片靠向左侧，这时凡X组膜片均处于放电状态，Y组膜片均处于充电状态。
从激励电源来看，X、Y组膜片均处于等电位，但从动作时看，X、Y组因一组处于充电状态，另一组处于放电状态。根据公式Q＝CU，当充电电量Q值存在时，当C→O，则U→∞，两者产生了一个电位差，在外电路即可形成电流。
本实用新型采用自然风力，经漏斗式进风通道(其前端进风口面积大，出风口面积小)使风力进入该装置后，在出口端提高了风速和风压。经换向配送开关，控制发电机进气和排气。在漏斗式进风通道内设有风力叶片2。

Claims (3)

1、自然风振动式陶瓷发电机，其特征在于：包括含有数个并联的发电单元、激励电源、自然风收集仓、换向配送开关；所述发电单元含有腔体单元(N)；在腔体单元(N)内中间位置设有正极性固定板(M)以使其形成两个独立腔室；在所述独立腔室内分别配有导电膜片以使腔体单元(N)最终形成四个独立腔室单元(A1、A2、B、C)；所述独立腔室单元(B、C)分别设有气流配送通道(O、P)；所述正极性固定板(M)上配有通孔(D)；所述激励电源与正极性固定板(M)及导电膜片相配接；所述自然风收集仓含有壳体(1)、配于壳体(1)内的风力叶片(2)、与所述风力叶片(2)固定配接的轴承(3)及与轴承(3)配接的轴承座(4)；所述换向配送开关包括箱体(5)、与所述箱体(5)一端固定相接的入气口(6)；在所述箱体(5)内与入气口(6)相交接处配有导流片转轴(7、7`)；在所述导流片转轴(7、7`)上配有双组合导流片(8、8`)；在所述箱体(5)内配有导流柱(9)；所述导流柱(9)的工作端(10)与双组合导流片(8、8`)端部(11、11`)旋转的弧面相切；在所述箱体(5)的另一端配有双气体流通通道(12、12`)；所述双气体流通通道(12、12`)经双组合导流片(8、8`)形成的通道与入气口(6)实现开闭；所述自然风收集仓的出口(13)与入气口(6)相配接。
2、根据权利要求1所述的自然风振动式陶瓷发电机，其特征在于：所述发电单元间配有绝缘材料层(E)。
3、根据权利要求1或2所述的自然风振动式陶瓷发电机，其特征在于：所述正极性固定板(M)采用导电薄板；在所述导电薄板的双面覆有高介电陶瓷介质层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102223105A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 南京航空航天大学 压电发电装置

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