本發(fā)明屬于摩擦發(fā)電機領域，具體涉及一種氣流摩擦發(fā)電方法及發(fā)電機。

背景技術：

物體和物體之間相互摩擦時會使一方帶負電，另一方帶正電，這種由于物體間摩擦而產生的電叫摩擦電。摩擦電是自然界最常見的現(xiàn)象之一，且摩擦電的產生條件非常寬泛，依據物體摩擦發(fā)電現(xiàn)象研制的發(fā)電機稱為摩擦發(fā)電機。

現(xiàn)有的摩擦發(fā)電機大體分兩類，一類是利用高溫高壓和少量介質使氣體電離形成等離子體，等離子體高速穿過磁場發(fā)出直流電，例如公開號為CN102545694A的發(fā)明專利，公開了一種磁流體發(fā)電裝置，由太陽能反射鏡、進氣管、噴氣室、電離室、發(fā)電通道、回收室、排氣管、永磁體、輸電系統(tǒng)、蓄電池組組成，該發(fā)明是以氣體為媒介，充分吸收太陽能后升至高溫，少量氣體被電離，再利用氣泵加速、與電氣石網摩擦、噴入電離室實施電暈放電，產生等離子氣體，噴入發(fā)電通道發(fā)出電能。該發(fā)電裝置需要高壓、高溫條件，占用空間大；另一類是利用固體物質機械運動摩擦起電原理設計的發(fā)電機，例如公開號為CN102710166A的發(fā)明專利，公開了一種摩擦發(fā)電機，包括第一電極、第二電極和居間薄膜，該發(fā)電機是以柔性聚合物片為基礎，依靠內部摩擦起電電勢的變化以及兩側金屬極板的誘導效應產生電能，由于該發(fā)電機輸出電流小，難以滿足日常生活需要。

目前尚未公開利用氣體與物體摩擦直接產生電能的氣流摩擦發(fā)電機。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種氣流摩擦發(fā)電方法及氣流摩擦發(fā)電機。本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種氣流摩擦發(fā)電方法，該方法是基于氣流與物體摩擦直接產生電能的原理，該方法包括下述步驟：將氣流與摩擦裝置摩擦交換電荷，使氣流帶上與摩擦裝置相反的電荷；帶有與摩擦裝置相反電荷的帶電氣流由摩擦裝置移動到集電裝置，在摩擦裝置和集電裝置間形成電動勢后產生電能。更具體地，該方法是采用管道來約束氣體，使氣體流過不同作用的管道而產生電荷交換，實現(xiàn)發(fā)電功能。

更具體地，該發(fā)電方法是基于摩擦發(fā)電原理，任何物質分子（原子）間的摩擦理論上都會有電荷轉移，即摩擦生電。不同分子（或者原子）對其外層電子的束縛能力是不同的，因此，當讓束縛能力相差較大的兩種物質發(fā)生摩擦時，束縛能力相對小的物質上將失去電子而帶正電，束縛能力強的物質得到電子帶負電。

本發(fā)明還公開了一種氣流摩擦發(fā)電機，包括與氣流交換電荷的摩擦管、收集氣流電荷的集電管及將摩擦管與集電管隔離絕緣的隔離節(jié)，所述隔離節(jié)為空心結構，所述摩擦管上設有第一電極，所述集電管上設有第二電極，所述隔離節(jié)分別連接摩擦管和集電管。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述摩擦管上設有導電帶。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述摩擦管內設有氣流穿過摩擦管時增大氣流摩擦性能的摩擦體。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述集電管內設有集電柵。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述集電柵上設有多個尖刺狀的突起物。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述摩擦管或集電管上設有閥門。

作為本發(fā)明的進一步限定，氣流摩擦發(fā)電機還包括控制器，所述控制器分別與閥門、第一電極、第二電極連接。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述摩擦管、集電管的外壁分別設有絕緣套。

作為本發(fā)明的進一步限定，所述摩擦管的進氣口設有用于給氣體預熱的加熱裝置。

本發(fā)明還公開了一種氣流摩擦發(fā)電機組，該氣流摩擦發(fā)電機組由多個單體氣流摩擦發(fā)電機并聯(lián)或串聯(lián)組成。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明屬于開拓性發(fā)明，本發(fā)明是通過氣流和摩擦管的摩擦，使氣流帶上與管壁相反的電荷，摩擦管的電荷被匯流排引到第一電極；帶電氣流的電荷在集電管中被收集后匯聚到第二電極，完成發(fā)電過程。本發(fā)明小巧輕便，是一種直接將氣體的動能和勢能轉換為電能的發(fā)電機。

以下將結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體圖；

圖2是本發(fā)明的剖面圖；

圖3本發(fā)明的主視圖；

圖4是圖3的A-A剖視圖；

圖5是圖2中摩擦體的局部放大圖

圖6是圖3的B-B剖視圖；

圖7是圖2中集電柵的局部放大圖；

圖中：1、摩擦管；11、摩擦體；2、第一電極；3、集電管；31、集電柵；4、第二電極；5、隔離節(jié)；6、閥門；7、控制器。

具體實施方式

為進一步闡述本發(fā)明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發(fā)明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1：

氣流摩擦發(fā)電方法，該方法是基于氣流與物體摩擦直接產生電能的原理，包括以下步驟：控制氣流在摩擦裝置中運動，使其與摩擦裝置摩擦而交換電荷，使氣流帶上與摩擦裝置相反的電荷；帶有與摩擦裝置相反電荷的帶電氣流由摩擦裝置移動到集電裝置，在摩擦裝置和集電裝置間形成電動勢，產生電能。更具體地，該方法是采用管道來約束氣體，使氣體流過不同作用的管道而產生電荷交換，實現(xiàn)發(fā)電功能。參照圖1、圖2、圖3，具體來說，將氣流與摩擦管1內的摩擦體11摩擦交換電荷，使氣流帶上與摩擦體11相反的電荷；帶有與摩擦體11相反電荷的帶電氣流由摩擦管1移動到集電管3，在摩擦管1和集電管3間形成電動勢，此時，摩擦管1內壁上的電荷被匯聚到第一電極2上，與摩擦管1相反的電荷被匯聚到第二電極4上，第一電極2和第二電極4形成正負相反的電極，由于氣流帶動與摩擦管1相反的電荷定向移動，在第一電極2與第二電極4兩端形成電壓，從而完成發(fā)電的整個過程。

更具體地，該方法是采用管道來約束氣體，使氣體流過不同作用的管道而產生電荷交換，實現(xiàn)發(fā)電功能。

更具體地，該發(fā)電方法是基于摩擦發(fā)電原理，任何物質分子（原子）間的摩擦理論上都會有電荷轉移，即摩擦生電。不同分子（或者原子）對其外層電子的束縛能力是不同的，因此，當束縛能力相差較大的兩種物質發(fā)生摩擦時，束縛能力相對小的物質上將失去電子而帶正電，束縛能力強的物質得到電子帶負電。

其中，參照圖1、圖2、圖3，具體詳述電荷匯聚的原理：在摩擦管1內，氣流與摩擦管1摩擦產生的電荷會分布在整個管壁，為了減少電荷移動的損耗，在摩擦管1中布置導電性能良好的導電帶，以減少電阻，摩擦管1本身導電優(yōu)良時可不用。

其中，集電管3的作用是收集帶電氣體攜帶的電荷，帶電氣體流到集電管3后，集電管3內設有集電柵31，該集電柵31是多層結構，集電柵31設有多個尖刺狀的突起物，結構如圖6、7所示，利用尖端放電原理提高收集氣體電荷的效率。最好將各層集電柵31用導體連接能夠充分收集電荷，繼而匯聚到第二電極4。

實施例2

參照圖1、圖2、圖3，氣流摩擦發(fā)電過程是：讓氣體在電子束縛能力與其相差較大的摩擦管1內流動，氣體與摩擦管1摩擦交換電荷，使氣流帶上與摩擦管1相反的電荷，摩擦管1內壁上的電荷被匯聚到第一電極2上，與此同時，帶有與摩擦管1相反電荷的氣流在集電管3中被集電柵31收集，匯聚到第二電極4上，此時，第一電極2和第二電極4為正負相反的電極，由于氣流帶動與摩擦管1相反的電荷定向移動，在電極兩端形成電壓，從而完成發(fā)電的整個過程。

參照圖1、圖2、圖3，氣流摩擦發(fā)電機，包括與氣流交換電荷的摩擦管1、收集氣流電荷的集電管3及將摩擦管1與集電管3隔離絕緣的隔離節(jié)5，隔離節(jié)5為空心結構，摩擦管1上設有第一電極2，集電管3上設有第二電極4，隔離節(jié)5分別連接摩擦管1和集電管3。具體地，第一電極2由摩擦管1引出或固定在摩擦管1的外壁上；第二電極4由集電管3引出或固定在的外壁上；隔離節(jié)5選用絕緣材料制成，以隔離正負極。

需要說明的是：在滿足該氣流摩擦發(fā)電機功能的前提下，上述連接方式可以是機械連接、焊接、絲扣或粘接等任何方式；在本領域技術人員公知的范圍內，上述的摩擦管1、第一電極2、集電管3、第二電極4、隔離節(jié)5的材質不受限制，只需能夠完成發(fā)電過程即可。

通常情況下，本發(fā)明所使用的氣體不受任何限制，為了提高發(fā)電量，本發(fā)明的氣體最好是具有一定流速的高溫、高壓氣體。本發(fā)明的摩擦管1、集電管3只需要是管狀物即可，該管狀物可以是方管、圓管或者任何具有通孔結構的物體。

本實施例的有益效果是：通過氣流和摩擦管1的摩擦，使氣流帶上與摩擦管1相反的電荷，摩擦管1的電荷被匯流排引到第一電極2；帶電氣流的電荷在集電管3中被收集后匯聚到第二電極4，完成發(fā)電過程。本發(fā)明小巧輕便，是一種直接將氣體的動能和勢能轉換為電能的發(fā)電機。

實施例3：

參照圖4、圖5、圖6、圖7，與實施例2不同之處在于：

為了增大氣流摩擦，在摩擦管11的內壁設有增大氣流摩擦的摩擦體11，該摩擦體11的結構不受限制，可以是任何形狀，例如，該摩擦體11可以是管道內壁設計成皺褶或凸凹的幾何體，也可以一定厚度的片狀網孔結構體，可多層重疊。為了更好地摩擦，優(yōu)選如圖4、圖5所示的摩擦體11。在工業(yè)應用時，摩擦體11是構成第一電極2的主要部分。

為了更充分的收集帶電氣流的電荷，在集電管3內設有集電柵31，優(yōu)選該集電柵31具有尖細狀凸起物，以利于尖端放電，吸收電荷，集電柵可多層重疊，結構如圖6、圖7所示。在工業(yè)應用時，該集電柵31是構成第二電極4的主要部分。

實施例4：

參照圖1至圖7，與實施例2不同之處在于：

為了控制和調節(jié)氣流的速度、壓力、流量以及管控發(fā)出的電能，實現(xiàn)氣流摩擦發(fā)電機的自動化，在摩擦管1的前端或集電管3后端設置有閥門6，該閥門6優(yōu)選電控閥門，由控制器7檢測輸出電力和氣流情況控制閥門6開啟程度?？刂破?作為摩擦發(fā)電機的管控單元，可根據需要自動調整氣流流量、整定輸出電壓、電流。

需指出，為了將閥門與摩擦管1或集電管3絕緣，當閥門6設置在摩擦管1的前端時，閥門6與摩擦管1之間設有絕緣墊圈；當閥門6設置在集電管3的后端時，閥門6與集電管3之間設有絕緣墊圈；根據實際需要，也可以選擇非導電材料制成的閥門。

為了安全使用，優(yōu)選在摩擦管1、集電管3的外壁上設置絕緣套，該絕緣套可以是絕緣的塑料或橡膠外套，也可以是其他具有隔離功能的的外殼。

為了提高發(fā)電效率，可在摩擦管1的進氣口處設置用于給氣體預熱的加熱裝置，升溫后的氣體與摩擦管1的電荷交換更充分。

本發(fā)明還可以將多個單體氣流摩擦發(fā)電機并聯(lián)或串聯(lián)組成氣流摩擦發(fā)電機組以擴大輸出功率。本發(fā)明還可將氣流摩擦發(fā)電機的尾氣驅動普通發(fā)電機 ，進一步提高氣流發(fā)電的效率。

以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。