一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體動能發(fā)電技術，特別涉及一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統。
【背景技術】
[0002]目前水力發(fā)電主要是利用河流、湖泊等位于高處具有勢能的水流至低處，將其中所含勢能轉換成水輪機的機械能，再借水輪機為原動力，推動發(fā)電機產生電能。利用水力(具有流體頭)推動水力機械(水輪機)轉動，將水的動能轉變?yōu)闄C械能，再在水輪機上接上發(fā)電機，隨著水輪機轉動便可發(fā)出電來，這時機械能又轉變?yōu)殡娔?。但是，這種發(fā)電形式只適合特殊場合，不可以廣泛應用于人們的日常生活中，存在地形限制。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是針對發(fā)電裝置體積大，一般無法直接運用到家庭的問題，提出了一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，能夠利用日常生活和生產中給水、排水的動能，把發(fā)電設備與日常生活和生產相結合，把壓電技術與流體管道相結合的方法，本發(fā)明流體管道系統解決了大型水輪機發(fā)電系統不能在日常生活生產應用這一問題，為人們生活帶來便利。
[0004]本發(fā)明的技術方案為:一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，包括內管和外管，內管和外管均為中空的圓柱形，內管從外管內穿過并且內管兩端外露，兩管同軸，內管內有螺旋葉片，并與內管固定連接，外管內壁有壓電器，流體通過內管推動螺旋葉片，使內管旋轉擠壓外管內壁的壓電器產生電荷引出。
[0005]所述內管的內管管道內壁上有成矩陣排列的齒牙，外管管道內管壁上有與內管管道外管上的齒牙位置相對的一個個壓電器，每一個壓電器上接一導線，穿過外管管道，所有的導線將組成一個并聯輸電系統。
[0006]所述外管包括外管管道和外層的絕緣保護層，并聯輸電系統分布在外管管道和絕緣保護層兩部分之間，將產生的所有電荷量匯聚在一起，最后由一根主導線引出。
[0007]所述每個壓電器上安裝有彈簧片。
[0008]所述內管的內管管道內壁面上加工與螺旋葉片相等螺距的螺紋槽，螺旋葉片的直徑與內螺紋槽直徑相匹配，將螺旋葉片旋轉進內管，螺旋葉片旋入到底，螺旋葉片末端與內管進行焊接，螺旋葉片頭端外露一部分在內管管道外。
[0009]所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，還包括端蓋和軸承，所述軸承套在內管的內管管道端上，軸承內圈緊貼內管管道外壁；外管套在內管和軸承的外部，兩端的軸承的外圈緊貼外管管6內壁，外管兩邊的端口由端蓋固定，內管管道在端口處成階梯形，與軸承扣合，外管的端口處也成階梯形，與端蓋的臺階配合，端蓋與外管管道固定連接后，內管管道和軸承固定在內部，不會產生圓柱體軸向的相對位置改變。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，與現在的發(fā)電設備相比，本發(fā)明不會產生任何污染，保護環(huán)境，充分利用流體的動能，達到了能源的充分利用，體積小，可應用于日常的生產生活當中。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統外形圖；
圖2為本發(fā)明利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統爆炸圖；
圖3為本發(fā)明利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統中壓電管道剖面圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統外形圖，整個系統外形是圓柱形，內管I和外管2均為圓柱形，內管I從外管2內穿過并且內管I兩端外露，并且兩管同軸。
[0013]如圖2所示利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統爆炸圖，內管I包括螺旋葉片3，齒牙5和圓柱形中空的內管管道4，齒牙5是成矩陣排列焊接在內管管道4外表面上。在內管管道4內壁面上加工出與螺旋葉片3相等螺距的螺紋槽與螺旋葉片相匹配，螺旋葉片3的直徑與內螺紋槽直徑相匹配，將螺旋葉片3旋轉進去，因為內螺紋槽是定長的，所以螺旋葉片3旋入到底就會卡死，螺旋葉片3頭端外露一部分在內管管道4外，在螺旋葉片3旋入后，將其在末端與內管進行焊接，這樣螺旋葉片3就會牢牢地固定在內管管道4上。當流體通過內管管道4中，會在螺旋葉片3產生向前的推力，整個內管I會因為流體的動能旋轉起來。
[0014]軸承9套在內管管道4兩端上，軸承9內圈緊貼內管管道4外壁。外管2套在內管I和軸承9的外部，兩端的軸承9的外圈緊貼外管管道6內壁，外管2兩邊的端口由端蓋10固定。軸承9的尺寸視內、外管道的直徑而定。內管管道4在端口處成階梯形，便于和軸承9配合扣合，確定內管管道4和軸承9的位置。外管2的端口處也成階梯形，與端蓋10的臺階配合，同時用于確定外管管道6和軸承9的位置。端蓋10與外管管道6連接固定后，內管管道4和軸承9固定在內部，工作時不會產生圓柱體軸向的相對位置改變。端蓋10與外管管道6由四個螺釘11連接固定，端蓋10螺孔和螺釘11的直徑根據受力的大小而選取。由于端蓋10與外管管道6固定，因此端蓋10與內管管道4有相對轉動關系，為避免端蓋10與內管管道4發(fā)生摩擦，產生能量損失，同時避免材料的磨損，端蓋10與內管管道4的配合部位需要留有一定間隙。外管2分兩層，在外管管道6外還套了一層絕緣保護層7。
[0015]如圖3所示利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統中壓電管道剖面圖，外管管道6內管壁上有與內管管道4外管上的齒牙5位置相對的一個個壓電器8，當內管I旋轉時，齒牙5每每壓合一次壓電器8，就會產生電荷，每一個壓電器8上接一導線，穿過外管管道6，所有的導線將組成一個并聯輸電系統，并聯輸電系統分布在外管管道6和絕緣保護層7兩部分之間，將產生的所有電荷量匯聚在一起，最后由一根主導線引出，再經整流、穩(wěn)壓供人們所使用。為了保護并聯輸電系統，需要在并聯輸電系統外包裹一層絕緣耐磨材料，用于做絕緣保護層7。
[0016]壓電器8的核心部分是壓電材料，本發(fā)明可采用工業(yè)上普通應用的壓電材料，例如:石英晶體，壓電陶瓷，有機壓電材料等。壓電器8安裝有彈簧片起到減少壓電器損耗，增加其使用壽命的作用。從壓電器8引外端引出一根導線，將產生的電荷量引出。
[0017]通過流體的動能帶動螺旋葉片3轉動從而帶動內管管道4及其上的齒牙5轉動，轉動的齒牙5不停地擠壓外管管道6上的壓電器8，使壓電器8里的壓電材料產生電荷。壓電器8上會安裝有彈簧片，這樣可以在齒牙5和壓電器8之間起到一個緩沖作用，增加壓電器使用壽命。
[0018]本發(fā)明充分利用了流體的動能，使流體浪費掉的能量得到了充分利用，通過流體的動能使螺旋葉片旋轉從而帶動內管管道及其上的齒牙旋轉，齒牙擠壓壓電器，使壓電材料產生電荷，產生的電荷經過穩(wěn)壓，整流供人們使用。
【主權項】
1.一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，包括內管和外管，內管和外管均為中空的圓柱形，內管從外管內穿過并且內管兩端外露，兩管同軸，內管內有螺旋葉片，并與內管固定連接，外管內壁有壓電器，流體通過內管推動螺旋葉片，使內管旋轉擠壓外管內壁的壓電器產生電荷引出。
2.根據權利要求1所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，所述內管的內管管道內壁上有成矩陣排列的齒牙，外管管道內管壁上有與內管管道外管上的齒牙位置相對的一個個壓電器，每一個壓電器上接一導線，穿過外管管道，所有的導線將組成一個并聯輸電系統。
3.根據權利要求2所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，所述外管包括外管管道和外層的絕緣保護層，并聯輸電系統分布在外管管道和絕緣保護層兩部分之間，將產生的所有電荷量匯聚在一起，最后由一根主導線引出。
4.根據權利要求1或2所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，所述每個壓電器上安裝有彈簧片。
5.根據權利要求1或2所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，所述內管的內管管道內壁面上加工與螺旋葉片相等螺距的螺紋槽，螺旋葉片的直徑與內螺紋槽直徑相匹配，將螺旋葉片旋轉進內管，螺旋葉片旋入到底，螺旋葉片末端與內管進行焊接，螺旋葉片頭端外露一部分在內管管道外。
6.根據權利要求1或2所述利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，其特征在于，還包括端蓋和軸承，所述軸承套在內管的內管管道端上，軸承內圈緊貼內管管道外壁；外管套在內管和軸承的外部，兩端的軸承的外圈緊貼外管管6內壁，外管兩邊的端口由端蓋固定，內管管道在端口處成階梯形，與軸承扣合，外管的端口處也成階梯形，與端蓋的臺階配合，端蓋與外管管道固定連接后，內管管道和軸承固定在內部，不會產生圓柱體軸向的相對位置改變。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用壓電技術發(fā)電的流體管道系統，包括內管和外管，內管和外管均為中空的圓柱形，內管從外管內穿過并且內管兩端外露，并且兩管同軸，內管內有螺旋葉片，并與內管固定連接，外管內壁有壓電器，流體通過內管推動螺旋葉片，使內管旋轉擠壓外管內壁的壓電器產生電荷引出。能夠利用日常生活和生產中給水、排水的動能，把發(fā)電設備與日常生活和生產相結合，把壓電技術與流體管道相結合的方法，解決了大型水輪機發(fā)電系統不能在日常生活生產應用這一問題，為人們生活帶來便利。與現在的發(fā)電設備相比，本發(fā)明不會產生任何污染，保護環(huán)境，充分利用流體的動能，達到了能源的充分利用，體積小，可應用于日常的生產生活當中。
【IPC分類】H02N2-18, F03B13-00
【公開號】CN104747353
【申請?zhí)枴緾N201510039957
【發(fā)明人】陳曦, 曹廣亮, 羅蘭, 朱傳輝, 馬文統, 武飛, 李廷宇, 唐愷
【申請人】上海理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月27日