[发明专利]一种换能组件以及一种库伦循环发电机

权利要求书

1.一种换能组件，其特征在于：包括至少两个相对设置的换能元件，单个所述换能元件采用如下任意一种结构形式：

一面柔性绝缘基底，所述柔性绝缘基底的任意一面上设有一组电极；

一面柔性绝缘基底，所述柔性绝缘基底的两面上分别设有一组电极；

两面柔性绝缘基底，两面所述柔性绝缘基底之间设有一组电极；

一组所述电极为多个分立电极或者一个整体电极，相邻两个换能元件之间形成多个分立电极对多个分立电极或者多个分立电极对一个整体电极的形式；

相邻换能元件的两组电极之间设置为不能够直接电接触形式。

2.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：单个所述换能元件采用一面柔性绝缘基底的两面上分别设有一组电极的结构形式，所述柔性绝缘基底由具有弹性的柔性绝缘材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：所述柔性绝缘基底的竖直夹持下垂长度不小于5㎝。

4.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：任意一面所述柔性绝缘基底的重量面密度值小于0.89g/cm²。

5.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：相邻两个换能元件的柔性绝缘基底之间设置有若干柔性连接固定结构。

6.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：所述柔性连接固定结构采用连接固定线，且所述连接固定线长度Ln≤10cm。

7.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：连接固定线的长度L_n与柔性绝缘基底的水平延伸长度L_F之间满足0.001≤L_n/L_F≤0.1。

8.根据权利要求1所述的一种换能组件，其特征在于：每相邻两个换能元件之间形成有至少一个封闭的换能腔，单个所述换能腔的腔体内分别含有气体，通过外力使换能腔发生形变，实现相邻两个换能元件的靠近，或远离，或接触。

9.根据权利要求8所述的一种换能组件，其特征在于：还包括与一个换能腔对应的或者与多个换能腔对应的封闭式驱动腔，所述驱动腔内设有驱动液，所述驱动液的体积不超过驱动腔容积的一半；

通过外力使驱动液于驱动腔内来回晃动，使对应的一个或者多个换能腔发生形变，实现相邻换能元件之间的部分电极发生靠近，或远离，或接触。

10.一种库伦循环发电机，其特征在于，其工作过程为至少包含电荷注入过程、能量转换过程和电能输出过程三个过程的库伦循环，包括：

至少一个如权利要求1～9任意一项所述的换能组件，用于将机械能转化为电能，实现库伦循环中的能量转换过程；

电荷注入源，用于给每组电极注入电荷，实现库伦循环中的电荷注入过程，其与换能组件电连接形成电荷注入回路；

电能输出电路，与换能组件电连接，用于向外输出换能组件转化的电能实现库伦循环中的电能输出过程；

控制单元，用于控制电荷注入源给每组电极注入电荷，以及控制电能输出电路向外输出电能；

通过控制单元控制电荷注入源给每组电极注入电荷，单个库伦循环的电荷注入过程中的电荷量用Q表示、最大注入电荷量记为Q_max，电荷注入过程中的电压用U表示、电荷注入过程中电压最小值记为U_min，通过外力使相邻的两组换能元件之间的距离发生变化，导致带有电荷的、相邻两组换能元件之间的电压发生变化，在两组换能元件之间的电压变化至预设值U_out或者极大值U_max时，再由控制单元控制电能输出电路向外输出电能，满足：且电荷最大状态点Q_max到电压最高状态点U_max过程中满足其中所涉及的电荷量单位为库伦，电压单位为伏特。