[发明专利]一种利用摩擦发电原理的风力发电装置

权利要求书

1.一种利用摩擦发电原理的风力发电装置，所述发电装置包括支架(6)，主轴(4)和扇叶(3)，两个支架(6)分别通过地脚螺钉安装于基座，起支撑固定整体结构作用；主轴(4)的两端安装在两个支架(6)的中心，主轴(4)的一端安装扇叶(3)，风力带动扇叶(3)，从而带动主轴转动，其特征在于：还设有插片盘(2)，插片杆(8)和摩擦片(1)，插片盘(2)安装在主轴(4)上，采用键连接，插片盘(2)上装有摩擦片(1)，同时支架(6)边缘上均匀开八个孔，使得插片杆(8)固定于其上，每支插片杆上装有另外的一副摩擦片，此处的摩擦片应该与插片盘上的摩擦片在空间位置上实现对正对齐，即当主轴旋转起来时，能够实现摩擦片之间的相互拍打，接触，摩擦与分离，从而形成电荷的移动；

摩擦片采用三层结构，PDMS材料(11)与铝箔胶带(13)贴装在碳纤维贴片(12)的正反两面上，占据碳纤维贴片( 12)的前端80％的部分，剩余部分由韧性材料包裹，从而让拍打过程中产生形变的摩擦片(1)根部的弯曲应力主要由韧性材料承受，从而防止摩擦材料的磨损或折断，提高使用寿命；

两个支架上有八个在360度上按步距角45度，位置均匀排布的通孔，插片杆从一个支架的一端插入，从另一端伸出，然后用螺母锁紧，从而保证整体结构的稳定性，同时这样的结构便于拆装插片杆，使得其上的摩擦片便于检修与更换，同时这样用螺杆连接，大大减小了支架的结构复杂性，从而使得支架更容易加工，减少了支架的成本；插片杆插入支架后，将杆旋转适当角度，使得槽对着外面，以便于摩擦片安装，安装上摩擦片后，再将杆旋转到对心方向，锁紧螺母即可，这种设计安装方便，更换摩擦片时无需拆散整个框架，只需松开螺母，重复上述步骤即可，同时可以按需添加插片杆和插片盘上摩擦片的数量；

在摩擦片与插片杆和插片盘的连接方面，将摩擦片直接插装在其中，两侧再用螺钉拧紧，增加了联结结构的接触面积，极大减小了弯曲应力，有效防止摩擦片根部折断，延长了摩擦片的使用寿命；摩擦片设计为条状，根部插于槽内，从而大大增加了摩擦片之间的接触面积，提高了摩擦片安装的稳定性，提高了发电机的功率。

2.如权利要求1所述的一种利用摩擦发电原理的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电装置还设有电极一和电极二，插片杆上的摩擦片连接导线并通过各自插片杆上的槽通到支架，串联之后导出作为电极一；插片盘上的摩擦片通过导线串联，串联之后的导线通过插片盘上开出的槽汇聚到一起，并穿过主轴中间的空腔导出，由于这部分导线将随着主轴旋转，故需外接电刷，形成电极二。

3.如权利要求1所述的一种利用摩擦发电原理的风力发电装置，其特征在于：在主轴与支架相接处，用轴承来控制径向跳动与轴向窜动，轴承一端用轴肩，另一端用轴承端盖来确保轴承在主轴上的定位与安装的稳定性；插片盘在主轴上安装主要靠轴肩和轴套来控制位置度；插片盘与主轴之间用标准键连接。

4.如权利要求1所述的一种利用摩擦发电原理的风力发电装置，其特征在于：当风力带动扇叶，扇叶带动主轴，主轴带动插片盘，插片盘上的摩擦片随之转动，与插片杆上的摩擦片相互拍打，发生接触与分离；在接触与分离的过程中，金属与PDMS高分子聚合物本身的电荷平衡被打破，从而形成了电势差，产生得失电子的过程，进而形成了电荷流动，有效地将风能转化电能。