[发明专利]一种利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置

说明书

本发明涉及一种利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置，包括底盘、转轴、套筒和若干椭球体。底盘内部开设有圆柱形空腔。圆柱形空腔内壁设置有摩擦层一。转轴通过轴承转动安装在底盘内且一端连接圆盘。转轴侧壁上安装摩擦块。套筒内壁安装有与摩擦块相接触的摩擦层二。摩擦层二与摩擦块之间组成第一发电结构。椭球体一端固定安装在圆盘上，另一端与圆柱形空腔内壁相接触。椭球体与圆柱形空腔内壁之间组成第二发电结构。该装置通过驱动叶片转动带动转轴转动，安装在转轴上的摩擦块与套筒内壁的摩擦层二进行摩擦发电；圆盘跟随转轴转动，安装在圆盘上的椭球体与圆柱形空腔内壁摩擦层一摩擦发电，大大提高了风能和波浪能的利用转换率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置。

背景技术

摩擦起电是自然界中最常见的一种现象之一，但摩擦起电又很难被收集和利用，因此往往被忽视。摩擦纳米发电机作为一种新兴的能量捕获技术，以麦克斯韦方程导出的位移电流为主导，通过摩擦起电与静电感应的耦合捕获机械能并将其转换为电能。当两种不同的材料相接触时，它们的表面由于极性的不同会产生正负静电荷，当两种材料由于力的作用分离时，接触起电产生的正负电荷也会分离，这种电荷分离会相应的在材料的上下电极上产生感应电势差，如果在两个电极之间接入负载或者处于短路状态，这个感应电势差会驱动电子通过外电路在两个电极之间流动从而实现“摩擦发电”。

风能，波浪能作为我们日常生活中常见的能源，由于其可再生性、丰富性和清洁性等优点，已经引起了大家的关注。但现有的发电装置对风能以及波浪能的收集转换效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对现有的发电装置对风能以及波浪能的收集转换效率不高的问题，提供一种利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置。

一种利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置，包括底盘、转轴、套筒和若干椭球体。底盘内部开设有圆柱形空腔。圆柱形空腔内壁设置有摩擦层一。转轴通过轴承转动安装在底盘内，转轴位于圆柱形空腔内的一端连接有圆盘，圆盘与圆柱形空腔底部滑动接触。转轴位于底盘外的一端连接有用于驱动转轴转动的驱动叶片。转轴位于底盘外的侧壁上安装有若干摩擦块。套筒同轴套设在转轴外，套筒一端与底盘上表面固定连接，另一端通过轴承与转轴转动连接。套筒内壁安装有与摩擦块相接触的摩擦层二。摩擦层二与摩擦块之间组成第一发电结构。第一发电结构通过摩擦块与套筒内壁的摩擦层二相对转动而摩擦发电。椭球体均布在圆盘上。椭球体一端固定安装在圆盘上，另一端与圆柱形空腔内壁相接触。椭球体与圆柱形空腔内壁之间组成第二发电结构。第二发电结构通过椭球体与圆柱形空腔内壁的摩擦层一相对转动而摩擦发电。

上述利用风能波浪能的摩擦纳米发电装置在风能以及波浪能的作用下，驱动叶片转动带动转轴转动，进而安装在转轴上的摩擦块与套筒内壁的摩擦层二组成的第一发电结构进行摩擦发电；同时，圆盘跟随转轴转动，进而安装在圆盘上的椭球体与圆柱形空腔内壁摩擦层一组成的第二发电结构进行摩擦发电；圆盘侧壁的摩擦球与圆柱形空腔内壁摩擦层一组成的第三发电结构进行摩擦发电；圆盘底部的滚球与圆柱形空腔内壁摩擦层一组成的第四发电结构进行摩擦发电，通过四组发电结构的设计，大大提高了风能和波浪能的利用转换率。

在其中一个实施例中，圆盘侧壁固定安装有若干连接杆，连接杆远离圆盘的一端固定安装有摩擦球。摩擦球与圆柱形空腔侧壁相接触。摩擦球与圆柱形空腔侧壁组成第三发电结构。第三发电结构通过摩擦球与圆柱形空腔侧壁的摩擦层一相对转动而摩擦发电。

在其中一个实施例中，圆盘下表面设置有若干滚珠。滚珠与圆柱形空腔底部相接触。滚珠与圆柱形空腔底部组成第四发电结构。第四发电结构通过滚珠与圆柱形空腔底部的摩擦层一相对转动而摩擦发电。

在其中一个实施例中，椭球体包括下半球和上半球。下半球固定安装在圆盘上，下半球和上半球同轴布设且通过固定弹簧相连接。

在其中一个实施例中，驱动叶片包括三块矩形组板。三块矩形组板在圆周方向上均布在转轴侧壁。