[发明专利]一种聚风开关门式压电-电磁发电装置

权利要求书

1.一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：

本装置具体结构为：外层圆环外壁(1)开通四条风道(3)，与之相连的内壁连有定向挡板(2)，圆环外壁(1)内侧整体部分为发电部，该发电部包括两部分：两块门形挡板(9)位于同一门框(11)内，挡板水平方向靠近门框(11)边沿一端通过三条支撑层(10)固定在门框(11)上，另一端自由，其上下两端固定有永磁铁(8)，与其相邻的门框(11)内侧固定有线圈(7)，构成电磁发电部分；压电片(5)粘贴在弹性板(6)的正反两面组成压电振子，门框(11)及门形挡板(9)连接在弹性板(6)一端与压电振子构成压电发电部分；整个发电部分通过弹性板(6)与转动轴(4)连接;

本装置发电方法包括以下步骤：

步骤一：自然界风从某一方向吹向本装置，并通过通风道(3)口进入装置内部，由于通风道(3)口外宽内窄，外部吹来的风会被聚集起来，并且风力作用明显增强；

步骤二：聚集的风进入装置内部时，会通过与圆环外壁(1)相连的定向挡板(2)，通过其定向作用吹到门形挡板(9)中央处，由于门形挡板(9)一端与支撑层连接，另一端自由，自由端会在风力作用下被向后推动，支撑层(10)发生弹性形变，挡板呈现出开门的状态，与此同时，由于门形挡板(9)另一端与支撑层(10)连接，不能完全打开，因此会持续受到风力作用，门形挡板(9)及门框(11)整体通过弹性板(6)连接的转动轴(4)向后转动；

步骤三：待受风挡板转过90°后，下一个挡板转至迎风道(3)入口处时，首个受力迎风门形挡板(9)将不再受风力作用，支撑层(10)需要恢复初始位置，此时门形挡板(9)在支撑层(10)的作用下回弹，呈现出关门趋势；由于惯性，两块门形挡板(9)不会只停留在初始位置，而是在支撑层(10)弹力和惯性力作用交互下，前后作摆动范围逐渐减小的开关门运动；此时，门形挡板(9)上固定的永磁铁(8)与门框(11)内侧上下固定的线圈(7)会发生切割磁感线运动，在线圈(7)内产生感应电流，在门框(11)和门形挡板(9)转动的同时，会使弹性板(6)发生形变，贴在弹性板(6)末端两侧的压电片(5)因正压电效应产生电压；四对门形挡板(9)轮流转动至迎风口处，重复上述原理振动；

当风向发生变化时，重复步骤一到三，由此可以利用自然界多风向的风能，从而大大提高发电效率。

2.依据权利要求1所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述风道(3)外侧入口宽度大于内侧出口宽度，使外部进入的风集中，从而起到聚风效果，内侧出口末端与定向挡板(2)紧密无缝连接，使两定向挡板(2)成为通道出风口。

3.依据权利要求2所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述定向挡板(2)出风口方向指向两门形挡板(9)自由端处，使两门更易受力打开。

4.依据权利要求1所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述门形挡板(9)与门框(11)采用轻质合金材料，以减轻重力使装置整体更易受力转动。

5.依据权利要求1所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述门形挡板(9)形状为薄壁空壳状，自由端最大幅度可前后打开60°角。

6.依据权利要求1所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述支撑层(10)为弹性材料，可在前后方向发生弹性形变，支撑层采用三条等距分布从而支撑起门形挡板(9)，限制其竖直方向振动。

7.依据权利要求1所述的一种聚风开关门式压电-电磁发电装置，其特征在于：所述两块门形挡板(9)间的距离大于门形挡板(9)边缘宽度，以保证两门形挡板(9)可前后自由活动，边缘不会相互阻挡。