CN212837534U - 发电窗纱 - Google Patents
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Abstract
一种发电窗纱，包括多层纱网、转换器、电容器，所述纱网包括外集电层、外释电层、内释电层、内集电层，所述外集电层、外释电层、内释电层、内集电层从外向内依次分布，所述外集电层、内集电层与所述转换器电连接之间、所述转换器与所述电容器之间通过发电电路电连接。其有益效果是：通过声音、振动、人行走、门的开闭风的流动摩擦产生电荷，并收集储存，通过窗纱的多层结构实现发电功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及窗纱领域，特别是一种发电窗纱。
背景技术
窗纱是建筑中少有的几种具备柔性和一定伸缩性能的材料之一。借助窗纱在气流、声音、建筑物振动等作用下的经线、纬线相互滑移摩擦引起的电荷转移，用于充电储能、显示发光、高压杀蚊等目的，具有实用意义。
目前研究采用纱窗产生电能的装置和设备较少，光伏发电、风力发电、光热发电等途径都不适用于体积和空间有限的窗纱纱线。摩擦发电技术的产生为窗纱发电打开了思路。科学地讲，摩擦起电应该叫接触起电，充分利用身边的声音、行走、水流、微风等机械能，都可以发电。目前有四种发电模式，分别是风离式、滑动式、单电极式和带电体感应式。
如何实现窗纱摩擦发电，具有一定的难度。窗纱接触面积少，有效摩擦电量低，如何及时导走电荷，如何达到接触分离的目的。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种发电窗纱。具体设计方案为：
一种发电窗纱，包括多层纱网、转换器、电容器，所述纱网包括外集电层、外释电层、内释电层、内集电层，所述外集电层、外释电层、内释电层、内集电层从外向内依次分布，所述外集电层、内集电层与所述转换器电连接之间、所述转换器与所述电容器之间通过发电电路电连接。
所述外集电层、内集电层的材质包括铜纤维、不锈钢纤维、碳纤维。
所述外释电层、内释电层的材质包括聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺。
所述内释电层喷涂于所述内集电层表面并热压定型。
所述外释电层喷涂于所述外集电层表面并热压定型。
所述发电电路中，
外集电层接二极管D1的正极脚、二极管D2的负极脚；
内集电层接二极管D3的正极脚、二极管D4的负极脚；
二极管D1的负极脚、二极管D3的负极脚接电阻R3的一脚、芯片 U1的6脚；
芯片U1的2脚接电阻R3的另一脚；
芯片U1的3脚接电容C2的负极脚、USB-9V电源的负极脚；
芯片U1的5脚接电阻R2的一脚；
芯片U1的8脚接接电阻R1的一脚；
芯片U1的9脚接电容C1的正极脚；
电阻R2的另一脚接电容C2的正极脚、发光二极管D5的正极脚；
发光二极管D5的负极脚接USB-9V电源的正极脚；
二极管D2的正极脚、二极管D4的正极脚、电阻R1的另一脚、电容C1的负极脚、芯片U1的10脚接参考地；
所述芯片U1为型号为HA22006P的恒流源驱动芯片；
所述二极管D1-D4型号优先为1N4004。
通过本实用新型的上述技术方案得到的发电窗纱，其有益效果是：通过声音、振动、人行走、门的开闭风的流动摩擦产品电荷，并收集储存，通过窗纱的多层结构实现发电功能。
附图说明
图1是本实用新型所述发电窗纱的结构示意图；
图2是本实用新型所述发电电路的电路原理图；
图中，1、转换器；2、电容器；3、外集电层；4、外释电层；5、内释电层；6、内集电层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体描述。
一种发电窗纱，包括多层纱网、转换器1、电容器2，所述纱网包括外集电层3、外释电层4、内释电层5、内集电层6，所述外集电层3、外释电层4、内释电层5、内集电层6从外向内依次分布，所述外集电层3、内集电层6与所述转换器1电连接之间、所述转换器1与所述电容器2之间通过发电电路电连接。
所述外集电层3、内集电层6的材质包括铜纤维、不锈钢纤维、碳纤维。
所述外释电层4、内释电层5的材质包括聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰胺。
所述内释电层5喷涂于所述内集电层6表面并热压定型。
所述外释电层4喷涂于所述外集电层3表面并热压定型。
所述发电电路中，
外集电层接二极管D1的正极脚、二极管D2的负极脚；
内集电层接二极管D3的正极脚、二极管D4的负极脚；
二极管D1的负极脚、二极管D3的负极脚接电阻R3的一脚、芯片 U1的6脚；
芯片U1的2脚接电阻R3的另一脚；
芯片U1的3脚接电容C2的负极脚、USB-9V电源的负极脚；
芯片U1的5脚接电阻R2的一脚；
芯片U1的8脚接接电阻R1的一脚；
芯片U1的9脚接电容C1的正极脚；
电阻R2的另一脚接电容C2的正极脚、发光二极管D5的正极脚；
发光二极管D5的负极脚接USB-9V电源的正极脚；
二极管D2的正极脚、二极管D4的正极脚、电阻R1的另一脚、电容C1的负极脚、芯片U1的10脚接参考地；
所述芯片U1为型号为HA22006P的恒流源驱动芯片；
所述二极管D1-D4型号优先为1N4004。
外集电层和内集电层分别接转换器的正负端子，转换器将不稳定的交流电转换为稳定的直流电并通过输出端子连接到电容器。其中外集电层和内集电层均为导电纱网组成作为集电电极，可以是铜纤维、不锈钢纤维、碳纤维的编制网格等，外释电层和内释电层均为高分子纳米纤维材料，是易得和易失电子的两种聚合物对，如外释电层和内释电层可以分别是聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯，也可以是聚二甲基硅氧烷和聚酰胺等。
外集电层和内集电层在封装时，要求中间由绝缘材料隔离，不相互接触，否则会导致短路；同时外集电层和内集电层在封装的过程中要给予不同的松弛度，以保证气流、振动等作用下，内外集电层处于不同的摆动幅度，从而增加覆于其上的内外释电层有更多的接触和摩擦机会，提高发电效率。
制造步骤：
采用金属线或石墨线编织外集电层纱网，然后在纱网上喷纺覆盖聚四氟乙烯纳米纤维的外释电层，热压定型；
采用金属线或石墨线编织内集电层纱网，然后在纱网上喷纺聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米纤维的内释电层，热压定型；
将覆盖有喷纺纳米纤维外集电层纱网和内集电层纱网按照外集电层、外释电层、内释电层、内集电层顺序相对复合；并采用绝缘热熔胶封装，并按照不同窗纱尺寸切割。
将上述封装好的窗纱和小型转换器和电容器连接。
安装后，在开门，刮风等产生内外呈窗纱产生相对运动的时候，二者会产生摩擦，利用摩擦生电产生电能。
上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种发电窗纱，包括多层纱网、转换器(1)、电容器(2)，其特征在于，所述纱网包括外集电层(3)、外释电层(4)、内释电层(5)、内集电层(6)，所述外集电层(3)、外释电层(4)、内释电层(5)、内集电层(6)从外向内依次分布，所述外集电层(3)、内集电层(6)与所述转换器(1)电连接之间、所述转换器(1)与所述电容器(2)之间通过发电电路电连接。
2.根据权利要求1中所述的发电窗纱，其特征在于，所述外集电层(3)、内集电层(6)的材质包括铜纤维、不锈钢纤维、碳纤维。
3.根据权利要求1中所述的发电窗纱，其特征在于，所述内释电层(5)喷涂于所述内集电层(6)表面并热压定型。
4.根据权利要求1中所述的发电窗纱，其特征在于，所述外释电层(4)喷涂于所述外集电层(3)表面并热压定型。
5.根据权利要求1中所述的发电窗纱，其特征在于，所述发电电路中，
外集电层接二极管D1的正极脚、二极管D2的负极脚；
内集电层接二极管D3的正极脚、二极管D4的负极脚；
二极管D1的负极脚、二极管D3的负极脚接电阻R3的一脚、芯片U1的6脚；
芯片U1的2脚接电阻R3的另一脚；
芯片U1的3脚接电容C2的负极脚、USB-9V电源的负极脚；
芯片U1的5脚接电阻R2的一脚；
芯片U1的8脚接接电阻R1的一脚；
芯片U1的9脚接电容C1的正极脚；
电阻R2的另一脚接电容C2的正极脚、发光二极管D5的正极脚；
发光二极管D5的负极脚接USB-9V电源的正极脚；
二极管D2的正极脚、二极管D4的正极脚、电阻R1的另一脚、电容C1的负极脚、芯片U1的10脚接参考地。
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