風沙靜電發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種風沙靜電發(fā)電機，包括具有開口的絕緣外殼、導體基板、靜電感應導體板、感應電荷搬運導體板、搬運動力提供裝置、感應電荷輸送導體板、電能存儲裝置。導體基板與絕緣外殼形成密閉結(jié)構(gòu)，以阻止沙塵進入內(nèi)部，同時，外漏的導體基板在風沙靜電場的作用下發(fā)生極化，其表面帶電。由于靜電感應，靜電感應導體板會產(chǎn)生與導體基板相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板與靜電感應導體板接觸時，也攜帶與導體基板相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板與靜電感應導體板分離后與感應電荷輸送導體板接觸，將攜帶的電荷轉(zhuǎn)移到感應電荷輸送導體板，感應電荷輸送導體板通過導線將電荷輸送給電能存儲裝置存儲。
【專利說明】風沙靜電發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及發(fā)電裝置，特別涉及一種風沙靜電發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]基于沙粒運動過程中的靜電現(xiàn)象早在1910年就被科學工作者所發(fā)現(xiàn)，且后續(xù)實驗測量發(fā)現(xiàn):尤其產(chǎn)生的空間靜電場強度高達120-300kV/m。如此高強度靜電場是否可以作為一種能源而加以利用的問題，對于沙漠腹地的科學實驗及居民生活具有一定的意義。
[0003]目前，靜電發(fā)電機已有一定數(shù)量的專利成果出現(xiàn):例如，發(fā)明名稱為“靜電發(fā)電機”、專利申請?zhí)枮?00410075314.4的中國專利申請、發(fā)明名稱為“靜電感應發(fā)電機”、專利申請?zhí)枮?7103646的中國專利申請，上述專利申請都是假定存在一個接地屏蔽的、穩(wěn)定的靜電環(huán)境，進而依靠導體在電場中的極化現(xiàn)象產(chǎn)生帶正電荷和負電荷的兩端，基于此間的電勢差產(chǎn)生電流，其實用性極低；另外，在風沙環(huán)境下，前述方案中的屏蔽環(huán)境同時也會將電場屏蔽，從而導致上述專利方案失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，有必要提供一種利用風沙環(huán)境下產(chǎn)生電能的風沙靜電發(fā)電機。
[0005]一種風沙靜電發(fā)電機，包括具有開口的絕緣外殼、導體基板、靜電感應導體板、感應電荷搬運導體板、搬運動力提供裝置、感應電荷輸送導體板、電能存儲裝置；絕緣外殼上還開設有伸出孔，靜電感應導體板、感應電荷搬運導體板、感應電荷輸送導體板設置在絕緣外殼內(nèi)，導體基板固定覆蓋在絕緣外殼的開口上形成密閉結(jié)構(gòu)；其中，靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板固定在絕緣外殼的內(nèi)壁上，靜電感應導體板位于導體基板、感應電荷輸送導體板之間，且靜電感應導體板、導體基板、感應電荷輸送導體板相互平行，靜電感應導體板還通過導線接地，感應電荷輸送導體板通過導線與接地的電能存儲裝置電性連接；搬運動力提供裝置的一端從絕緣外殼上的伸出孔伸出，搬運動力提供裝置的另一端與感應電荷搬運導體板固定連接，且感應電荷搬運導體板與靜電感應導體板平行，感應電荷搬運導體板位于靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板之間，搬運動力提供裝置帶動感應電荷搬運導體板在靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板之間周期運動，以使感應電荷搬運導體板交替接觸靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板。
[0006]上述風沙靜電發(fā)電機中，導體基板與絕緣外殼形成密閉結(jié)構(gòu)，以阻止沙塵進入內(nèi)部，外漏的導體基板在風沙靜電場的作用下發(fā)生極化，其表面帶電，由于靜電感應，靜電感應導體板會產(chǎn)生與導體基板相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板在與靜電感應導體板接觸時，攜帶與導體基板相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板與靜電感應導體板分離后與感應電荷輸送導體板接觸，將攜帶的電荷轉(zhuǎn)移到感應電荷輸送導體板，感應電荷輸送導體板通過導線將電荷輸送給電能存儲裝置存儲。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]附圖1是一較佳實施方式的風沙靜電發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]附圖2是附圖1中風沙靜電發(fā)電機的仰視圖。
[0009]附圖3是附圖1中提升裝置中圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖4是附圖1中提升裝置中連接桿及水平槽引導件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]附圖5是附圖1中提升裝置中風力機及圓盤的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖6是附圖1中提升裝置中風力機及圓盤的另一較佳傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:風沙靜電發(fā)電機10、絕緣外殼20、開口 21、伸出孔22、導體基板40、靜電感應導體板50、感應電荷搬運導體板60、搬運動力提供裝置70、風力機71、提升裝置72、連接桿720、水平槽引導件721、圓盤722、引導槽插入件723、轉(zhuǎn)軸724、感應電荷輸送導體板80、電能存儲裝置90、導線100。
【具體實施方式】
[0014]請參看圖1至圖2,風沙靜電發(fā)電機10包括具有開口 21的絕緣外殼20、導體基板40、靜電感應導體板50、感應電荷搬運導體板60、搬運動力提供裝置70、感應電荷輸送導體板80、電能存儲裝置90。
[0015]絕緣外殼20上還開設有伸出孔22，靜電感應導體板50、感應電荷搬運導體板60、感應電荷輸送導體板80設置在絕緣外殼20內(nèi)，導體基板40固定覆蓋在絕緣外殼20的開口 21上形成密閉結(jié)構(gòu)。其中，靜電感應導體板50、感應電荷輸送導體板80固定在絕緣外殼20的內(nèi)壁23上，靜電感應導體板50位于導體基板40、感應電荷輸送導體板80之間，且靜電感應導體板50、導體基板40、感應電荷輸送導體板80相互平行，靜電感應導體板50還通過導線100接地，感應電荷輸送導體板80通過導線100與接地的電能存儲裝置90電性連接；搬運動力提供裝置70的一端從絕緣外殼20上的伸出孔22伸出，搬運動力提供裝置70的另一端與感應電荷搬運導體板60固定連接，且感應電荷搬運導體板60與靜電感應導體板50平行，感應電荷搬運導體板60位于靜電感應導體板50、感應電荷輸送導體板80之間，搬運動力提供裝置70帶動感應電荷搬運導體板60在靜電感應導體板50、感應電荷輸送導體板80之間運動，以使感應電荷搬運導體板60交替接觸靜電感應導體板50、感應電荷輸送導體板80。其中，電能存儲裝置90可以是超級電容器。
[0016]風沙靜電發(fā)電機10還包括電介質(zhì)支座30，電介質(zhì)支座30安裝在絕緣外殼20上，以支撐絕緣外殼20。
[0017]進一步的，請同時參看圖3至圖4，搬運動力提供裝置70包括風力機71、提升裝置72，提升裝置72包括連接桿720、水平槽引導件721、圓盤722，圓盤722的一面上設置有引導槽插入件723，引導槽插入件723與圓盤722垂直且引導槽插入件723不在圓盤722的中心；連接桿720從絕緣外殼20的伸出孔22伸入至絕緣外殼20后與感應電荷搬運導體板60固定連接，連接桿720外漏在絕緣外殼20外的一端與水平槽引導件721固定連接，且連接桿720與水平槽引導件721的水平槽垂直，圓盤722的引導槽插入件723插入水平槽引導件721的水平槽中，圓盤722還與風力機71的動力輸出端連接，圓盤722在風力機71的動力輸出端的作用下以轉(zhuǎn)軸724為軸轉(zhuǎn)動，使得引導槽插入件723帶動連接桿720、水平槽引導件721上、下運動。風力機71可以為垂直軸結(jié)構(gòu)風力機或者為水平軸風力機。其中，請同時參看圖5至圖6，圓盤722與風力機71的動力輸出端的傳動方式可以為齒輪傳動方式、類齒輪傳動方式或皮帶傳動方式。
[0018]進一步的，絕緣外殼20為六面體結(jié)構(gòu)，絕緣外殼20的下底面為開口，導體基板40固定覆蓋在絕緣外殼20的開口面上,風沙靜電發(fā)電機10包括兩個靜電感應導體板50、兩個感應電荷輸送導體板80,兩個靜電感應導體板50對應的固定在絕緣外殼20的相對的兩個內(nèi)壁23上，兩個靜電感應導體板50位于同一平面上且兩個靜電感應導體板50之間有間隙；兩個感應電荷輸送導體板80對應的固定在絕緣外殼20的相對的兩個內(nèi)壁23上,兩個感應電荷輸送導體板80位于同一平面上且兩個感應電荷輸送導體板80之間有間隙。
[0019]上述風沙靜電發(fā)電機10中，導體基板40與絕緣外殼20形成密閉結(jié)構(gòu)，以阻止沙塵進入內(nèi)部，外漏的導體基板40在風沙靜電場的作用下發(fā)生極化，其表面帶電，由于靜電感應，靜電感應導體板50會產(chǎn)生與導體基板40相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板60在與靜電感應導體板50接觸時，攜帶與導體基板40相反極性的電荷，感應電荷搬運導體板60與靜電感應導體板50分離后與感應電荷輸送導體板80接觸，將攜帶的電荷轉(zhuǎn)移到感應電荷輸送導體板80，感應電荷輸送導體板80通過導線100將電荷輸送給電能存儲裝置90存儲。
【權(quán)利要求】
1.一種風沙靜電發(fā)電機,其特征在于:包括具有開口的絕緣外殼、導體基板、靜電感應導體板、感應電荷搬運導體板、搬運動力提供裝置、感應電荷輸送導體板、電能存儲裝置；絕緣外殼上還開設有伸出孔，靜電感應導體板、感應電荷搬運導體板、感應電荷輸送導體板設置在絕緣外殼內(nèi)，導體基板固定覆蓋在絕緣外殼的開口上形成密閉結(jié)構(gòu)；其中，靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板固定在絕緣外殼的內(nèi)壁上，靜電感應導體板位于導體基板、感應電荷輸送導體板之間，且靜電感應導體板、導體基板、感應電荷輸送導體板相互平行,靜電感應導體板還通過導線接地，感應電荷輸送導體板通過導線與另一端接地的電能存儲裝置電性連接；搬運動力提供裝置的一端從絕緣外殼上的伸出孔伸出，搬運動力提供裝置的另一端與感應電荷搬運導體板固定連接，且感應電荷搬運導體板與靜電感應導體板平行，感應電荷搬運導體板位于靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板之間，搬運動力提供裝置帶動感應電荷搬運導體板在靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板之間周期性運動，以使感應電荷搬運導體板交替接觸靜電感應導體板、感應電荷輸送導體板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:風沙靜電發(fā)電機還包括電介質(zhì)支座，電介質(zhì)支座安裝在絕緣外殼上以支撐絕緣外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:搬運動力提供裝置包括風力機、提升裝置，提升裝置包括連接桿、水平槽引導件、圓盤，圓盤的一面上設置有引導槽插入件，引導槽插入件與圓盤垂直且引導槽插入件不在圓盤的中心；連接桿從絕緣外殼的伸出孔伸入至絕緣外殼后與感應電荷搬運導體板固定連接，連接桿外漏在絕緣外殼外的一端與水平槽引導件固定連接，且連接桿與水平槽引導件的水平槽垂直，圓盤的引導槽插入件插入水平槽引導件的水平槽中，圓盤還與風力機的動力輸出端連接，圓盤在風力機的動力輸出端的作用下轉(zhuǎn)動，使得引導槽插入件帶動連接桿、水平槽引導件上、下運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:風力機為垂直軸結(jié)構(gòu)風力機或者為水平軸風力機。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:圓盤與風力機的動力輸出端的傳動方式為齒輪或類齒輪傳動方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:圓盤與風力機的動力輸出端的傳動方式為皮帶傳動方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:絕緣外殼為六面體結(jié)構(gòu)，絕緣外殼的下底面為開口，導體基板固定覆蓋在絕緣外殼的開口面上，風沙靜電發(fā)電機包括兩個靜電感應導體板、兩個感應電荷輸送導體板，兩個靜電感應導體板對應的固定在絕緣外殼的相對的兩個內(nèi)壁上，兩個靜電感應導體板位于同一平面上且兩個靜電感應導體板之間有間隙；兩個感應電荷輸送導體板對應的固定在絕緣外殼的相對的兩個內(nèi)壁上，兩個感應電荷輸送導體板位于同一平面上且兩個感應電荷輸送導體板之間有間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風沙靜電發(fā)電機，其特征在于:電能存儲裝置為超級電容器。
【文檔編號】H02N1/08GK103856097SQ201410111610
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】李興財, 劉丹丹 申請人:寧夏大學