一種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括：納米摩擦發(fā)電機(jī)，其用于在外力作用下產(chǎn)生交流電流；整流電路，其用于將所述交流電流整合成直流電信號(hào)；充電電路，其用于在充電模式下存儲(chǔ)整流電路輸出的直流電，在供電模式下，用于向用電器供電；開關(guān)，其用于控制該納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)處于供電模式還是充電模式。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并能夠成為生活用電中的一個(gè)有的效電源補(bǔ)給。
【專利說明】一種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于能源發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種通過納米發(fā)電機(jī)將生活中常見的風(fēng)能、流水能等轉(zhuǎn)化成電能的納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的不斷枯竭，清潔能源逐漸成為人類未來能源發(fā)展的新途徑之一。在這些新型能源之中，利用風(fēng)能、流水能、潮汐能等發(fā)電已成為各國新能源建設(shè)的重要項(xiàng)目之一。在我國，三峽水電站、烏魯木齊鹽湖風(fēng)力發(fā)電站等，這些發(fā)電站都是將自然界中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。然而，這些發(fā)電站對(duì)自然界中的能量要求都較大。對(duì)于生活中一些常見的小型河流、小型季風(fēng)等自然界的小規(guī)模動(dòng)能的利用卻相對(duì)甚少，這主要是因?yàn)榇笮碗娬镜慕ㄔO(shè)成本和后期維護(hù)費(fèi)用較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型利用納米發(fā)電機(jī)組成納米發(fā)電系統(tǒng)，以將生活中的自然風(fēng)能、小河流中的動(dòng)能等能量收集起來，并儲(chǔ)存起來，供一部分生活用電的使用。
[0004]根據(jù)本發(fā)明一方面，其提供了一種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括:
[0005]納米摩擦發(fā)電機(jī)，其用于在外力作用下產(chǎn)生交流電流；
[0006]整流電路，其用于將所述交流電流整合成直流電信號(hào)；
[0007]充電電路，其用于在充電模式下存儲(chǔ)整流電路輸出的直流電，在供電模式下，用于向用電器供電；
[0008]開關(guān)，其用于控制所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)處于供電模式或者充電模式。
[0009]可選地，所述納米發(fā)電機(jī)為轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)或滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)。
[0010]可選地，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)為轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)，其包括相互摩擦接觸的第一摩擦件和第二摩擦件，第一摩擦件和第二摩擦件通過中心軸接觸設(shè)置，所述中心軸的另一端連接至驅(qū)動(dòng)葉輪，所述驅(qū)動(dòng)葉輪在外力作用下通過中心軸帶動(dòng)第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)滑動(dòng)摩擦。
[0011]可選地，所述第一摩擦件和第二摩擦件分別包括數(shù)量相同的多個(gè)子部件，構(gòu)成第一摩擦件的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，構(gòu)成第二摩擦件的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，且構(gòu)成第一摩擦件的每個(gè)子部件始終與構(gòu)成第二摩擦件的多個(gè)子部件之一相接觸。
[0012]可選地，所述第一摩擦件和第二摩擦件的多個(gè)子部件均為扇形葉片狀，且每個(gè)子部件外表面均設(shè)置有金屬電極。
[0013]可選地，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)為滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)，其包括內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒外表面設(shè)置有第一摩擦件，所述外筒內(nèi)表面設(shè)置有第二摩擦件，且第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)摩擦接觸。[0014]可選地，所述外筒或內(nèi)筒的一底端通過中心軸連接至驅(qū)動(dòng)葉輪，所述驅(qū)動(dòng)葉輪在外力作用下通過中心軸帶動(dòng)外筒或內(nèi)筒相對(duì)內(nèi)筒或外筒滑動(dòng)。
[0015]可選地，所述第一摩擦件和第二摩擦件分別包括數(shù)量相同的多個(gè)子部件，第一摩擦件的多個(gè)子部件在圓周方向上均勻分布且大小相同，第二摩擦件的多個(gè)子部件在圓周方向上均勻分布且大小相同，且第一摩擦件的多個(gè)子部件始終與所述第一摩擦件的多個(gè)子部件之一相接觸。
[0016]可選地，所述第一摩擦件和第二摩擦件的多個(gè)子部件表面分別設(shè)置有金屬電極。
[0017]可選地，所述第一摩擦件由金屬制成，所述第二摩擦件由高分子絕緣材料制成。
[0018]可選地，所述金屬包括鋁、銅和鉬；所述高分子絕緣材料包括聚酰亞胺和聚四氟乙烯。
[0019]可選地，所述第一摩擦件的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接，所述第二摩擦件上的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接。
[0020]可選地，所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)通過密封罩封裝。
[0021 ] 可選地，所述內(nèi)筒和外筒由剛性材料制成。
[0022]本實(shí)用新型的方案通過生活中的風(fēng)吹動(dòng)或小河中的流水運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)納米發(fā)電機(jī)的葉輪，葉輪再帶動(dòng)納米發(fā)電機(jī)，把發(fā)出的電通過整流電路儲(chǔ)存到蓄電池中，通過收集生活中自然界的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為電能，為生活用電提供良好的補(bǔ)充。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并能夠成為生活用電中的一個(gè)有效的電源補(bǔ)給。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型提出的納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中提出的轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中提出的滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027]圖1示出了本實(shí)用新型提出的納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。如圖1所示，其包括:葉輪驅(qū)動(dòng)的納米發(fā)電機(jī)1、驅(qū)動(dòng)葉輪2、整流電路3、充電電路4、開關(guān)5和用電器6。其中，所述葉輪驅(qū)動(dòng)的納米發(fā)電機(jī)I在外力作用下產(chǎn)生電流，其可制備成旋轉(zhuǎn)摩擦型、滾筒摩擦型等繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)型納米發(fā)電機(jī)，并將其密封起來。所述納米發(fā)電機(jī)I的兩端輸出電極與整流電路3連接，所述整流電路3由四個(gè)二極管組成，由于二極管具有單向?qū)ㄌ匦裕稣麟娐?可以用于將具有反向的交流電流信號(hào)整合成單向的直流(或直流脈沖)信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)葉輪2通過軸承與納米發(fā)電機(jī)I相連，其在外力如水流或風(fēng)力作用下驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而將動(dòng)力傳送至所述納米發(fā)電機(jī)I。所述整流電路3的第一端、充電電路4的第一端和用電器6的第一端相互連接。所述充電電路4的第二端通過兩相開關(guān)5分別與整流電路3的第二端和用電器6的第二端連接。所述兩相開關(guān)5用于控制所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)處于充電模式或者供電模式。在充電模式下，所述兩相開關(guān)5將整流電路3的第二端與充電電路4的第二端相連，使得充電電路4儲(chǔ)存整流電路3輸出的直流電；在供電模式下，所述兩相開關(guān)5用于將充電電路4的第二端與用電器6的第二端相連，使得充電電路4向用電器6供電。所述充電電路4可以為電容器或蓄電池(圖1示出得失電容器的形式)。
[0028]所述納米發(fā)電機(jī)I可以為納米摩擦發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)和滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)。
[0029]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，所述轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)核心部件包括一對(duì)或多對(duì)位于中心軸13上的能夠相對(duì)滑動(dòng)的第一摩擦件11和第二摩擦件12。其中，第一摩擦件11和第二摩擦件12分別包括數(shù)量相同的多個(gè)子部件，且每個(gè)子部件均為扇形葉片狀。構(gòu)成第一摩擦件11的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，構(gòu)成第二摩擦件11的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，且構(gòu)成第一摩擦件的每個(gè)子部件始終與構(gòu)成第二摩擦件的多個(gè)子部件之一相接觸。第一摩擦件11和第二摩擦件12的多個(gè)子部件外表面(兩者不會(huì)發(fā)生接觸的表面)分別鍍有一層金屬電極，金屬電極上具有向外引出的導(dǎo)線，且第一摩擦件11由如金屬鋁(Al)或銅、鉬等金屬制成，第二摩擦件12由如聚酰亞胺(Kapton)或聚四氟乙烯等高分子絕緣材料制成。如果是所述納米摩擦發(fā)電機(jī)包括多對(duì)摩擦件，則可以通過并聯(lián)方式，將所有的第一摩擦件11相互連接，所有的第二摩擦件12相互連接，以提高發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的總電流。其中，每對(duì)摩擦件可相對(duì)中心軸進(jìn)行滑動(dòng)，并且在滑動(dòng)過程中能夠產(chǎn)生摩擦電荷，所產(chǎn)生的摩擦電荷通過位于第一摩擦件11和第二摩擦件12外表面的金屬電極上的導(dǎo)線引出。該納米摩擦發(fā)電機(jī)外面通過密閉罩密封起來，防止進(jìn)水。所述密閉罩可采用剛性材料制成。所述納米摩擦發(fā)電機(jī)中心軸13的另一端連接至驅(qū)動(dòng)葉輪2。所述納米摩擦發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來源可以是風(fēng)力或水流等流體，SP風(fēng)力或水流帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)葉輪2轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而通過中心轉(zhuǎn)軸引起所述納米摩擦發(fā)電機(jī)上的第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)滑動(dòng)摩擦。
[0030]這種納米發(fā)電機(jī)可以擴(kuò)展到所有以旋轉(zhuǎn)形式發(fā)電的納米發(fā)電機(jī)。除旋轉(zhuǎn)摩擦類型的發(fā)電機(jī)外，還包括滾筒型納米發(fā)電機(jī)等。
[0031]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，所述滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)包括內(nèi)筒和外筒(圖中未示出)。所述內(nèi)筒外表面設(shè)置有第一摩擦件21，所述外筒內(nèi)表面設(shè)置有第二摩擦件22，第一摩擦件21和第二摩擦件22相對(duì)摩擦接觸，所述內(nèi)筒或外筒的一底端通過中心轉(zhuǎn)軸23連接至所述驅(qū)動(dòng)葉輪2。其中，第一摩擦件21和第二摩擦件22的外表面分別鍍有一層金屬電極,金屬電極上具有向外引出的導(dǎo)線，且第一摩擦件21由如金屬鋁(Al)或銅、鉬等金屬制成，第二摩擦件22由如聚酰亞胺(Kapton)或聚四氟乙烯等高分子絕緣材料制成。其中，所述內(nèi)筒或外筒在中心軸的帶動(dòng)下可相對(duì)外筒或內(nèi)筒滑動(dòng)，在滑動(dòng)中，第一摩擦件21和第二摩擦件22相對(duì)摩擦滑動(dòng)，并且在滑動(dòng)過程中能夠產(chǎn)生摩擦電荷，所產(chǎn)生的摩擦電荷通過位于第一摩擦件21和第二摩擦件22表面設(shè)置的金屬電極(圖中未示出)上的導(dǎo)線引出。所述外筒和內(nèi)筒采用剛性材料制成,且整體上密封。
[0032]可選地，所述第一摩擦件21和第二摩擦件22分別包括相同數(shù)量的多個(gè)子部件，構(gòu)成第一摩擦件21的各個(gè)子部件大小相等且在圓周上問隔均勻分布，構(gòu)成所述第二摩擦件22的各子部件大小相等且在圓周上間隔均勻分布，且第一摩擦件21的每個(gè)子部件與第二摩擦件22的多個(gè)子部件之一始終接觸。所述納米摩擦發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來源可以是風(fēng)力或水流，即風(fēng)力或水流帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)葉輪2轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而通過中心轉(zhuǎn)軸引起所述納米摩擦發(fā)電機(jī)上的第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)滑動(dòng)摩擦。
[0033]對(duì)于轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)或者滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)，第一摩擦件的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接，形成發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出端；第二摩擦件上的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接，形成發(fā)電機(jī)的另一個(gè)輸出端，在這兩個(gè)輸出端之間連接整流電路。
[0034]這種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可以收集生活中來自自然界的風(fēng)、流水等動(dòng)能，轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的電能。該納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，無污染，適用于所有具有風(fēng)力資源和水資源的地區(qū)。
[0035]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括: 納米摩擦發(fā)電機(jī)，其用于在外力作用下產(chǎn)生交流電流； 整流電路，其用于將所述交流電流整合成直流電信號(hào)； 充電電路，其用于在充電模式下存儲(chǔ)整流電路輸出的直流電，在供電模式下，用于向用電器供電； 開關(guān)，其用于控制所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)處于供電模式或者充電模式。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米發(fā)電機(jī)為轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)或滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)為轉(zhuǎn)盤式納米摩擦發(fā)電機(jī)，其包括相互摩擦接觸的第一摩擦件和第二摩擦件，第一摩擦件和第二摩擦件通過中心軸接觸設(shè)置，所述中心軸的另一端連接至驅(qū)動(dòng)葉輪，所述驅(qū)動(dòng)葉輪在外力作用下通過中心軸帶動(dòng)第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)滑動(dòng)摩擦。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件和第二摩擦件分別包括數(shù)量相同的多個(gè)子部件，構(gòu)成第一摩擦件的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，構(gòu)成第二摩擦件的多個(gè)子部件大小相同且間隔均勻，且構(gòu)成第一摩擦件的每個(gè)子部件始終與構(gòu)成第二摩擦件的多個(gè)子部件之一相接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件和第二摩擦件的多個(gè)子部件均為扇形葉片狀，且每個(gè)子部件外表面均設(shè)置有金屬電極。
6.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)為滾筒型納米摩擦發(fā)電機(jī)，其包括內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒外表面設(shè)置有第一摩擦件，所述外筒內(nèi)表面設(shè)置有第二摩擦件，且第一摩擦件和第二摩擦件相對(duì)摩擦接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述外筒或內(nèi)筒的一底端通過中心軸連接至驅(qū)動(dòng)葉輪，所述驅(qū)動(dòng)葉輪在外力作用下通過中心軸帶動(dòng)外筒或內(nèi)筒相對(duì)內(nèi)筒或外筒滑動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件和第二摩擦件分別包括數(shù)量相同的多個(gè)子部件，第一摩擦件的多個(gè)子部件在圓周方向上均勻分布且大小相同，第二摩擦件的多個(gè)子部件在圓周方向上均勻分布且大小相同，且第一摩擦件的多個(gè)子部件始終與所述第一摩擦件的多個(gè)子部件之一相接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件和第二摩擦件的多個(gè)子部件表面分別設(shè)置有金屬電極。
10.如權(quán)利要求3-9任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件由金屬制成，所述第二摩擦件由高分子絕緣材料制成。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬包括鋁、銅和鉬；所述高分子絕緣材料包括聚酰亞胺和聚四氟乙烯。
12. 如權(quán)利要求4或8所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一摩擦件的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接，所述第二摩擦件上的多個(gè)子部件上設(shè)置的金屬電極并聯(lián)連接。
13.如權(quán)利要求1_9、11任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)通過密封罩封裝。
14.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于,所述內(nèi)筒和外筒由剛性材料制成。
15.如權(quán)利要求10所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)通過密封罩封裝。
16.如權(quán)利要求12所 述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)通過密封罩封裝。
【文檔編號(hào)】F03D9/02GK203685487SQ201320792713
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】韓昌報(bào), 張弛, 唐偉, 李曉慧, 王中林 申請(qǐng)人:國家納米科學(xué)中心