CN219888196U - 一种低空压电风能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低空压电风能发电装置，包括支撑架，叶片，转轴，转动圆环，压电片，防护外壳，发电凸起；转轴一侧与叶片相连，另一侧与转动圆环相接；在自然风的吹动下，叶片转动，带动转轴和转动圆环一起转动，使得固定在转动圆环上的压电片的另一端，不断接触并轻微碰撞防护外壳内部的发电凸起；压电片产生一定的形变，并回弹振动，同时产生电流，再通过整流装置和储能电池，将电能进行存储；本实用新型采用风吹叶片转动来带动压电片不断振动的方案，省去了传统风力发电机复杂的减速机构，将自然界的风能转化为振动产生的电能，具有低空小风速适应性好，家庭、野外均可用的优点，在新型能源领域具有广阔的发展空间。

Description

一种低空压电风能发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电装置技术领域，更具体的说是涉及一种低空压电风能发电装置。

背景技术

近年来，随着全球气候变暖的加剧以及煤炭、石油、天然气等过度开采，使得不可再生资源愈发紧缺，如何利用可再生的绿色能源则成为了亟待解决的研究课题；风能是自然界中常见的一种取之不尽、用之不竭的能量，其中风力发电机的使用，使得风能的利用更为方便；但由于风力发电机自身体积和重量的限制，；且结构比较复杂，一旦遇到问题，检修起来特别麻烦，不适用于家庭使用；现如今对风能的新型利用，主要集中在风致振动领域，国内外对振动俘能研究的时间也比较长，但主要集中在弹性振动带动磁体进行切割磁感线产生电流等方面，结构比较复杂，对振动频率和幅度要求较高；而压电陶瓷的应用，为振动俘能提供了一个新的方向。

如何通过压电原理，利用低空下的风能进行发电，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出的一种低空压电风能发电装置，它将压电片作为发电元件，利用风力推动叶片转动与多组压电片进行配合振动发电。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种低空压电风能发电装置，其特征在于，包括支撑架、叶片、转轴、防护外壳、密封前盖、密封后盖、前轴承、后轴承、转动圆环、压电片和滑环，其特征在于所述防护外壳、密封前盖和密封后盖所围成的腔体，作为该装置的发电主体，固定在支撑架上，所述叶片，位于发电主体的一侧，与转轴相连；所述前轴承，固定安装在密封前盖中，与密封前盖同轴心，所述后轴承，固定在防护外壳后端，与防护外壳同轴心，所述转轴放置于防护外壳内部，其前端固定在前轴承中，后端固定在后轴承中，所述叶片，安装固定在转轴上，所述转动圆环，与转轴同轴心，安装固定在转轴的中间部位；所述压电片有八组，圆周排布在转动圆环上，所述滑环设置有两个，与转轴同轴心，与转动圆环的距离一个远、一个近，均安装固定在防护外壳内部。

优选的，所述转动圆环包括圆环主体、长电刷和短电刷，圆环主体上带有压电片槽，用来固定安装压电片；压电片槽内有正负极接线端，用以连接压电片的正负极；所述长电刷对内与转动圆环内部的正极相接，短电刷对内与转动圆环内部的负极相接，长电刷和短电刷对外与不同位置的滑环相接触。

优选的，所述防护外壳内有发电凸起，滑环固定板；发电凸起有两组，对称布置在防护外壳内部，用来给压电片的转动产生一定的阻碍，使其发生振动；所述滑环固定板有两组，对称布置在防护外壳内部，与滑环接合，滑环固定板内有正负极接线口，正负极分别接在两个不同的滑环上。

优选的，所述支撑架内有整流装置和储能电池，支撑架上端开有接线孔，防护外壳底部开有接线孔，并与支撑架上端的接线孔相通；压电片产生的电，通过接线孔的导线进入到支撑架内的整流装置，经过整流后，电能存储在支撑架内的储能电池中。

本实用新型提供了一种低空压电风能发电装置，具备以下有益效果：

该发电装置通过叶片，转轴，转动圆环，压电片，发电凸起，滑环的配合，与传统风能发电装置相比，省去了复杂的减速机构，无需减小扭矩、增大转速，便可实现将环境中的风能转变为振动能，进而转化为电能；本实用新型通过设置转动圆环上的压电片槽，调整压电片向外延展的距离，从而调整压电片与发电凸起接触的长度，将压电片的形变控制在一定范围之内，确保其不会产生过度形变，避免了压电片的断裂损坏，提高了发电装置对不同环境条件下的振动特性的适应能力。

由于其体积小，保护全面，降低了日晒雨淋额影响，且拆卸方便，便于检修，具有低空下小风速适应性好，家庭、野外均可用的优点，在新型能源领域具有广阔的发展空间。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型发电结构轴向爆炸图。

图3为本实用新型防护外壳结构示意图。

图4为本实用新型转动圆环结构示意图。

附图标记说明：1支撑架、2叶片、3转轴、4防护外壳、5密封前盖，6密封后盖、7前轴承、8后轴承、9转动圆环、10压电片、11滑环、12发电凸起，13滑环固定板、14圆环主体、15压电片槽、16长电刷、17短电刷。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1到图4所示，本实用新型所述的一种低空压电风能发电装置，包括支撑架1、叶片2、转轴3、防护外壳4、密封前盖5、密封后盖6、前轴承7、后轴承8、转动圆环9、压电片10、滑环11，其中，防护外壳4包括发电凸起12和滑环固定板13，滑环固定板13内有正负极接线柱，与滑环11直接接触，转动圆环9包括圆环主体14、长电刷16和短电刷17，长电刷16与短电刷17均插入到圆环主体14上；电刷结构材质部分，靠近圆环主体14且细而长的部分，材质为铜；远离圆环主体14且粗而短的部分，材质为石墨，电刷之间呈中心对称。

圆环主体14沿圆周等距设计压电片槽15，压电片槽15呈U型，且具有一定深度，用来安装压电片10，压电片槽15内有一正一负两个接线柱，所述叶片2，安装固定在转轴3上，是转轴3转动的动力来源。

压电片10的一端，嵌入在压电片槽15中，并用螺钉加固压电片槽15两侧，使压电片槽15向内压紧，从而将压电片10固定住；压电片10嵌入压电片槽15的深度，可根据需要进行调整，由此可改变压电片10与发电凸起12的接触面积，进而改变压电片10的振动幅度。

支撑架1底端为方形，搭配有固定装置，既可以安插在松软的林地草地，也可以固定在坚硬的水泥地面；支撑架1上端的框架为U字形，并开有接线孔，防护外壳4居中紧固在框架里面；防护外壳4底部开有接线孔，与支撑架1框架上的接线孔相通，防护外壳4内部发电元器件产生的电，通过接线孔两边的导线进入到支撑架内的整流装置；经过整流后，电能存储在支撑架1内的储能电池中。

本实用新型的工作原理是：在自然风的吹动下，叶片2转动，带动转轴3以及转动圆环9转动；固定在转动圆环9四周的压电片10的另一端从发电凸起12的边缘擦过，由于受到发电凸起12阻碍，压电片10产生弹性形变和振动，进而产生了电；安装于转动圆环9上的八组压电片10，依次不间断从发电凸起12的边缘擦过，并产生电，电通过导线传递到转动圆环9上的长电刷16和短电刷17上；转动圆环9在转动过程中，长电刷16和短电刷17与滑环11始终保持接触状态，将电通过滑环11传递至防护外壳4的底部，最终经过支撑架1内的整流装置，存储在支撑架1的储能电池中。

上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围；应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种低空压电风能发电装置，其特征在于，包括支撑架（1）、叶片（2）、转轴（3）、防护外壳（4）、密封前盖（5）、密封后盖（6）、前轴承（7）、后轴承（8）、转动圆环（9）、压电片（10）和滑环（11），其特征在于所述防护外壳（4）、密封前盖（5）和密封后盖（6）所围成的腔体，作为该装置的发电主体，固定在支撑架（1）上，所述叶片（2），位于发电主体的一侧，与转轴（3）相连；所述前轴承（7），固定安装在密封前盖（5）中，与密封前盖（5）同轴心，所述后轴承（8），固定在防护外壳（4）后端，与防护外壳（4）同轴心，所述转轴（3）放置于防护外壳（4）内部，其前端固定在前轴承（7）中，后端固定在后轴承（8）中，所述叶片（2），安装固定在转轴（3）上，所述转动圆环（9），与转轴（3）同轴心，安装固定在转轴（3）的中间部位；所述压电片（10）有八组，圆周排布在转动圆环（9）上，所述滑环（11）设置有两个，与转轴（3）同轴心，与转动圆环（9）的距离一个远、一个近，均安装固定在防护外壳（4）内部。

2.根据权利要求1所述的一种低空压电风能发电装置，其特征在于，所述转动圆环（9）包括圆环主体（14）、长电刷（16）和短电刷（17），圆环主体（14）上带有压电片槽（15），用来固定安装压电片（10）；压电片槽（15）内有正负极接线端，用以连接压电片（10）的正负极；所述长电刷（16）对内与转动圆环（9）内部的正极相接，短电刷（17）对内与转动圆环（9）内部的负极相接，长电刷（16）和短电刷（17）对外与不同位置的滑环（11）相接触。

3.根据权利要求1所述的一种低空压电风能发电装置，其特征在于，所述防护外壳（4）内有发电凸起（12），滑环固定板（13）；发电凸起（12）有两组，对称布置在防护外壳（4）内部，用来给压电片（10）的转动产生一定的阻碍，使其发生振动；所述滑环固定板（13）有两组，对称布置在防护外壳（4）内部，与滑环（11）接合，滑环固定板（13）内有正负极接线口，正负极分别接在两个不同的滑环（11）上。

4.根据权利要求1所述的一种低空压电风能发电装置，其特征在于，所述支撑架（1）内有整流装置和储能电池，支撑架（1）上端开有接线孔，防护外壳（4）底部开有接线孔，并与支撑架（1）上端的接线孔相通；压电片（10）产生的电，通过接线孔的导线进入到支撑架（1）内的整流装置，经过整流后，电能存储在支撑架（1）内的储能电池中。