[发明专利]流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊及采能阵列

权利要求书

1.一种流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊，其特征在于：所述发电微纳囊置于流体输运管道节点处的流体内使用，且发电微纳囊的顶壁朝向流体中心 ，且发电微纳囊的外表面进行绝缘设计，发电微纳囊为由顶壁、底壁和侧壁围合而成的密封结构且发电微纳囊的内部中空，发电微纳囊设有摩擦发电单元、压电发电单元、卡门涡街发电单元和电磁感应单元；

其中，所述摩擦发电单元和压电发电单元由外而内设于发电微纳囊的顶壁，所述摩擦发电单元包括由外而内设置的第一摩擦层和第二摩擦层，所述第一摩擦层与流体相接触且所述第一摩擦层和第二摩擦层在流体的作用下相对运动进行摩擦发电；所述压电发电单元包括压电发电材料层，所述压电发电材料层在流体的作用下发生形变时进行压电发电；

所述卡门涡街发电单元设于发电微纳囊的侧壁，所述卡门涡街发电单元包括沿发电微纳囊的侧壁周向延伸的环形压电片，所述环形压电片利用流体绕过发电微纳囊时形成的卡门涡街发电；

所述电磁感应单元设于发电微纳囊的内部，所述电磁感应单元包括磁性浮子和磁感线圈，发电微纳囊的内部填充有惰性气体，所述磁性浮子悬浮于其中，以该磁性浮子为中心，磁感线圈排列分布于发电微纳囊的内部，当磁性浮子在流体的作用下发生位移时，切割磁感线圈发电；

所述摩擦发电单元，压电发电单元，卡门涡街发电单元和电磁感应单元彼此绝缘设置，且各自通过导线导出发电电流。

2.根据权利要求1所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊，其特征在于：所述压电发电材料层由向外凸起的柔性压电薄膜构成。

3.根据权利要求1所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊，其特征在于：所述磁性浮子呈一相反磁极交叉分布的等分球状多瓣结构。

4.根据权利要求1所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊，其特征在于：所述磁性浮子内部中空且填充有氢气。

5.权利要求1至4任一项所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊阵列分布构成的采能阵列，其特征在于：所述采能阵列中相邻的发电微纳囊均以侧壁相接的方式阵列分布，每个发电微纳囊的侧壁的外表面沿周向设有与其摩擦发电单元，压电发电单元，卡门涡街发电单元和电磁感应单元相连接的导电用互连线，且相邻的发电微纳囊之间通过彼此的互连线相电连。

6.根据权利要求5所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊阵列分布构成的采能阵列，其特征在于：所述采能阵列设有电流输出端，所述电流输出端与位于发电微纳囊阵列边缘的任一发电微纳囊的互连线相电连。

7.根据权利要求6所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊阵列分布构成的采能阵列，其特征在于：对于任一发电微纳囊，其摩擦发电单元，压电发电单元，卡门涡街发电单元和电磁感应单元的发电电流分别经整流并导流至其互连线后，再经采能阵列中相电连的互连线导流至所述电流输出端。

8.根据权利要求7所述的流体输运管道节点适用的多能量发电微纳囊阵列分布构成的采能阵列，其特征在于：所述采能阵列整体呈筒状结构且套接于流体输运管道节点处的管道内壁，并保证每个发电微纳囊的摩擦发电单元朝向流体中心，采能阵列的两端设有延伸的柔性部且两端的柔性部可翻折套设于流体输运管道节点处的管道外壁。