[实用新型]一种封闭式的小型力—电转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及周期性动能回收和转换领域，以及新型电池、便携式电池的设计制作，具体涉及一种封闭式的小型力—电转换装置。

背景技术

日常生活中、工业中、科学技术中、自然现象中，都存在很多周期性动能，或者具体来说，振动能量。人在行走中，脚和鞋底之间的周期性的接触，工业中机器的振动，航空探测器受到干扰时的抖动，还有潮汐和地震。而这些现象中，有的能量属于有害振动，有的能量虽然无害，但是最终大量以热能形式耗散，对环境不利，导致总体能量利用率较低，因此，如果能在不违反热力学第二定律的情况下对这些能量加以吸收利用，将会大大提高能量的利用率和有效缓解温室效应，同时如果能将有害振动能量加以吸收利用，还可以“变废为宝”。

除此之外，近年来在能量转换方面，一种纳米多孔材料和电解质溶液组合的结构得到越来越多的关注和研究，包括该结构对冲击动能的吸收，将动能转化为内能，将电能转化为动能等，不同的物质和机构能实现力－热－电三者之间的相互转换，尤其对低品位热能、动能等具有较高的利用率，但是目前由于涉及到液体而缺乏严密的设计所以仍然没有广泛应用于生活中。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种封闭式的小型力—电转换装置，将行走奔跑中、振动机械中、宇宙干扰中、潮汐地震中多余的或有害的能量进行回收和转化，并可将其以电能形式输出，存储起来可以进一步利用。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种封闭式的小型力—电转换装置，包括厚壁薄底圆筒9，与厚壁薄底圆筒9通过螺纹连接的厚壁圆筒3，设置在厚壁圆筒3顶部的上薄盖1，所述厚壁薄底圆筒9、厚壁圆筒3和上薄盖1围成的空腔内从上到下依次分布有小圆珠2、上活塞4、薄纳米多孔合金材料5、盐溶液7、厚纳米多孔合金材料5＇、下活塞4＇和圆盘状弹性体8；所述厚纳米多孔合金材料5＇嵌入厚壁圆筒3和厚壁薄底圆筒9之间形成的凹槽内；所述薄纳米多孔合金材料5和厚纳米多孔合金材料5＇的侧面分别贴附有窄铜箔6和宽铜箔6＇，使薄纳米多孔合金材料5 和厚纳米多孔合金材料5＇分别在与厚壁圆筒3和厚壁薄底圆筒9接触的地方用窄铜箔6和宽铜箔6＇隔开，窄铜箔6与宽铜箔6＇连接上引线10和下引线10＇，分别将薄纳米多孔合金材料5和厚纳米多孔合金材料5＇的电位输出到装置外部。纳米多孔合金周围充满盐溶液，并被两片薄板作为活塞将溶液的上下液面封闭起来。

所述厚壁薄底圆筒9、厚壁圆筒3和上薄盖1均采用易加工和韧性、强度都好的45号钢材。

所述厚壁薄底圆筒9的壁厚与底面厚度之比应大于10:1。

所述厚壁薄底圆筒9、厚壁圆筒3和上薄盖1的表面都镀有一层绝缘的防腐蚀膜聚四氟乙烯PTFE。

所述厚壁圆筒3和厚壁薄底圆筒9内部表面刻有凹槽，上引线10和下引线10＇用绝缘胶固定在凹槽内。

在所述厚壁薄底圆筒9内部最下方填充圆盘状弹性体8，所述圆盘状弹性体8厚度为厚壁薄底圆筒9整体高度的1/3，直径与厚壁薄底圆筒9内径相同，并采用强度好、恢复形变快的复合水凝胶PAAm MWNTs。

所述盐溶液7采用质量百分数为25％的NaCl溶液。

所述上活塞4和下活塞4＇所采用材料为聚碳酸酯PC，厚度为厚壁薄底圆筒9整体高度的1/6～1/8；所述薄纳米多孔合金材料5和厚纳米多孔合金材料5＇采用蒙乃尔合金，厚度分别为厚壁薄底圆筒9整体高度的1/10和1/3。

所述上活塞4和薄纳米多孔合金材料5之间用双面导电胶带固定。

所述小圆珠2为坚硬的陶瓷颗粒或者不锈钢颗粒。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

本实用新型在实际应用当中，有封闭的发电体系，对内含液体进行了很好的限制与防护。复合水凝胶的填充充分利用了空间及凝胶的性质，同时对下活塞起到了很好的限制作用，防止溶液泄露，并且该凝胶恢复变形速度快，能较好地吸收大部分周期的振动能量。按小圆珠的紧密排列使得传递到上活塞上的力总是垂直于活塞表面的，并且限制了活塞在竖直方向的位移，使得上活塞总能保持相对水平。铜箔为导线与纳米多孔合金材料提供了很好的连接，大大减小了接触电阻。该装置是封闭系统，可以埋藏于其他元件或者设备中。

附图说明

图1为一种动力储能的力‐电转换装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细的说明：