流體動力納米發(fā)電機的制作方法
【專利摘要】流體動力納米發(fā)電機是將流體動力機械能轉(zhuǎn)換成電能的一種新型發(fā)電機，有氣體和液體兩種類型：氣體動力納米發(fā)電機由濾風(fēng)罩、加熱器、風(fēng)門總成、機架、保溫層、單元矩陣塊、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器、蓄電池等控制系統(tǒng)組成。氣體動力納米發(fā)電機利用交通工具，建構(gòu)筑物等自然風(fēng)力持續(xù)的發(fā)電，有移動和固定型。液體動力納米發(fā)電機由固定樁，拉桿、電纜線、單元矩陣塊、顯示燈等控制系統(tǒng)組成。液體動力納米發(fā)電機利用海水等動蕩液體的自然能量進行發(fā)電，有矩陣和樓狀型。本發(fā)明是一種利用自然能源，無燃料，無污染、無噪音，無碳排、清潔環(huán)保，安全可靠，成本低廉，效能倍增的新型納米發(fā)電機。其結(jié)構(gòu)簡單，造價低，效率高，體積小、運用廣，具有大規(guī)模運用前景。
【專利說明】流體動力納米發(fā)電機 【背景技術(shù)】 本發(fā)明涉及一種利用流體運動(主要指氣體、液體)產(chǎn)生的作用力結(jié)合納米技術(shù)進行發(fā) 電的裝置，特別涉及一種以流體運動能量為動力的納米發(fā)電機。目前人類社會現(xiàn)有能源主 要有煤炭、石油、天然氣、頁巖氣、可燃冰、潮汝、波浪、海流、地?zé)?、太陽能、風(fēng)能、水能、生物 能、機械能和核能等；隨著人類對自然礦物資源不斷地的開發(fā)，其儲量逐年的減少，并有枯 竭的的趨勢。由于風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定和開發(fā)技術(shù)的局限，效力低，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難 于形成大規(guī)模運用。流體動力納米發(fā)電機是利用設(shè)備移動產(chǎn)生的風(fēng)力，海水和船體移動等 自然動蕩水源產(chǎn)生的能量進行發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，效率高，運用廣，具有大規(guī)模運用的 前景。中國科學(xué)院納米研究所公開的摩擦納米發(fā)電機是一種基于壓電材料的納米線，納米 薄膜、納米纖維等單元結(jié)構(gòu)，利用材料自身的壓電效應(yīng)實現(xiàn)了將各種形式的機械能轉(zhuǎn)化為 可利用的電能的目的，并未涉及到流體動力納米發(fā)電機的構(gòu)造方案及其應(yīng)用。 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明的目的在于系統(tǒng)的提供一種將取之不盡、用之不竭的自然流體動力的機械能轉(zhuǎn) 換成電能的新型的發(fā)電機，該發(fā)電機是一種無燃料，無污染、無噪音，無碳排、清潔環(huán)保，安 全可靠，成本低廉，效能倍增的納米發(fā)電機。流體動力納米發(fā)電機由若干具有納米材料和技 術(shù)制成的發(fā)電單元，發(fā)電單元在微風(fēng)、雨滴、聲音、動蕩液體的摩擦、推力、按壓或振動作用 下，發(fā)電單元結(jié)構(gòu)平面發(fā)生微量變形導(dǎo)致正負極接觸和分開產(chǎn)生電荷。流體動力納米發(fā)電 機按流體性質(zhì)分類有氣體和液體動力納米發(fā)電機兩種類型。按照用途可以分為移動和固定 兩種類型氣(液)體動力納米發(fā)電機。
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一、氣體動力納米發(fā)電機。
[0004] 1、移動型 該類型主要適用于公路、軌道、水面(船舶）、空中交通工具，氣體動力納米發(fā)電機功能 是利用交通工具或移動設(shè)備的移動風(fēng)力、聲音、振動等資源，并將該類自然資源與納米技 術(shù)相結(jié)合持續(xù)不斷的產(chǎn)生電能. 氣體動力納米發(fā)電機主要由濾風(fēng)罩、加熱器、風(fēng)門機構(gòu)、機架、保溫層、發(fā)電單元矩陣 塊、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器、蓄電池和控制系統(tǒng)及供電回路組成. 濾風(fēng)罩安裝在加熱器的前部、由罩殼和金屬絲網(wǎng)制成，主要功能是阻止空中飛行物和 漂浮物進入發(fā)電機內(nèi)部，堵塞氣流空間. 加熱器安裝在風(fēng)罩的后面，風(fēng)門機構(gòu)的前部、主要由罩殼、電阻絲等構(gòu)成，該裝置用于 寒冷地區(qū)的冬季的防凍和保溫，可防止雨水結(jié)冰和飛雪堵塞，影響發(fā)電機正常工作. 風(fēng)門機構(gòu)安裝在加熱器的后部和發(fā)電機機架的前部，主要有微型電機、傳動軸，非金屬 風(fēng)門和軸承等構(gòu)成，主要功能是保證發(fā)電機進行高頻率充氣和斷氣. 機架是發(fā)電機的框架，安裝在風(fēng)門機構(gòu)的后部，內(nèi)部裝有若干納米發(fā)電機單元矩陣塊. 保溫層安裝在機架的四周表面、防止發(fā)電機內(nèi)部溫度過低而結(jié)冰. 發(fā)電單元矩陣塊安裝在機架內(nèi)部，是納米發(fā)電機主體;納米發(fā)電機是由若干發(fā)電單元 矩陣塊、側(cè)邊定位板，中間定位板、不銹鋼底板等構(gòu)成。發(fā)電單元矩陣塊是由若干發(fā)電單元 矩陣組成，發(fā)電單元矩陣由若干發(fā)電單元組成，發(fā)電單元是電能產(chǎn)生的基本單位。納米發(fā)電 機發(fā)電單元是由微米級厚度的高分子薄膜材料和納米級薄膜及氧化合金電極材料制成。連 在一起的兩塊薄片正負電極板，在風(fēng)力、聲音、振動的摩擦、按壓、推力作用下，使其表面發(fā) 生機械變形、位移和接觸。發(fā)電單元運動產(chǎn)生感應(yīng)電荷分離并形成電勢差，流向外電路形成 電流. 納米發(fā)電機發(fā)電單兀可以分單倍率、雙倍率和多倍率。單倍率發(fā)電單兀為一組產(chǎn)生電 荷的正負電極;雙倍率發(fā)電單元為二組產(chǎn)生電荷的正負電極，它們是復(fù)合結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的電 荷將增加一倍;多倍率發(fā)電單元為若干組產(chǎn)生電荷的正負電極，其產(chǎn)生的電荷為若干倍. 納米發(fā)電機是由若干發(fā)電單元矩陣塊構(gòu)成，發(fā)電單元矩陣塊是由若干發(fā)電單元矩陣組 成。納米發(fā)電機發(fā)電單元和發(fā)電單元矩陣為柔性，將單元矩陣用環(huán)氧樹脂粘貼在不銹鋼底 板的上下兩個面上形成矩陣塊。然后將不銹鋼底板或矩陣塊插入側(cè)邊定位板和中間定位板 之間，并將矩陣塊從上到下依次排列，上下間隔為3毫米左右. 阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器安裝在機架和發(fā)電機的后部，主要由阻風(fēng)門和調(diào)節(jié)器組成，阻風(fēng)門功 能是提高作用于發(fā)電單元的單位面積的風(fēng)壓和改變風(fēng)力與發(fā)電單元工作面的角度，若高速 空氣在納米發(fā)電機內(nèi)部流動時，與納米發(fā)電機發(fā)電單元的作用面夾角180度，難于形成足夠 的壓力，從而使發(fā)電機的工作效率受到影響。在發(fā)電機發(fā)電單元的工作面所承受的作用力， 不能達到發(fā)電所需的受力變形要求時，將阻風(fēng)門關(guān)閉，使發(fā)電機內(nèi)部單位面積的壓強增大， 同時改變空氣作用力的方向，由原來的180度改變?yōu)?0度;此時發(fā)電機內(nèi)部發(fā)電單元工作表 面氣壓處處相等，發(fā)電機的發(fā)電單元工作面均勻振動或受壓變形，使發(fā)電單元正負極接觸。 當(dāng)壓力增加后，推開阻風(fēng)門，納米發(fā)電機發(fā)電單元正負極斷開。風(fēng)力大于納米發(fā)電機發(fā)電單 元工作面變形的作用力時，阻風(fēng)門自動打開，風(fēng)力大小可通過調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)或控制. 若納米發(fā)電機發(fā)電單元在風(fēng)力、聲音、振動等作用下的作用力，足以使發(fā)電單元工作面 變形使正負電極接觸時，阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器可以拆除. 若熱帶或亞熱帶地區(qū)的交通工具可以不考慮或拆除加熱器和保溫層。
[0005] 2、固定型 (1)樓式氣體動力納米發(fā)電廠主要由濾風(fēng)罩、加熱器、風(fēng)門機構(gòu)、機架、保溫層、發(fā)電單 元矩陣、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器、樓式框架，電梯、輕型橋式起重機、扶梯、控制室、電力輸送線路和 電網(wǎng)等組成。樓式氣體動力納米發(fā)電廠可以建設(shè)在風(fēng)力資源、聲響資源、振動資源豐富的地 區(qū)和地點。樓式氣體動力納米發(fā)電廠為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，大樓基礎(chǔ)符合建筑 設(shè)計要求，大樓分為若干層，每層劃分若干區(qū)域，每個區(qū)域劃分為若干單位區(qū)域，每個單位 區(qū)域之間有人工維修保養(yǎng)通道，每個單位區(qū)域有若干發(fā)電機，每層頂部裝有輕型電動橋式 起重機，發(fā)電樓左邊安裝電梯，右邊人行扶梯，發(fā)電樓無需墻體，正面有走廊，走廊安裝欄 桿，后側(cè)和左右側(cè)墻體由欄桿替代。每個發(fā)電單元矩陣塊包含若干發(fā)電單元。發(fā)電單元的結(jié) 構(gòu)、材料、功能、安裝方式與移動氣體動力納米發(fā)電機的相同。大樓上部為發(fā)電區(qū)域，大樓的 底部為發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換控制室，轉(zhuǎn)換控制室采用屏蔽方式，減少上下之間的干擾和影響，轉(zhuǎn)換 與控制室也可以在發(fā)電大樓附近另建。樓式氣體動力納米發(fā)電廠與電網(wǎng)之間采用架空輸送 線路. (2)柜式氣體動力納米發(fā)電機主要由濾風(fēng)罩、加熱器、風(fēng)門機構(gòu)、柜式機架、保溫層、發(fā) 電單元矩陣塊、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器、儀表、控制系統(tǒng)及供電回路組成。柜式氣體動力納米發(fā)電 機可以安裝在建筑物、構(gòu)筑物頂部，柜體骨架為型鋼焊接，其骨架采用螺栓或電焊與建筑 物或構(gòu)筑物連接固定，在自然風(fēng)力、聲音的作用下流體納米發(fā)電機進行工作。柜子的上部為 發(fā)電機，下部為控制室，發(fā)電柜有若干發(fā)電單元矩陣塊，每個發(fā)電單元矩陣塊包含若干發(fā)電 單元矩陣，每個發(fā)電單元矩陣包含若干發(fā)電機的發(fā)電單元。發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安 裝方式與氣體動力發(fā)電機相同。納米發(fā)電機系統(tǒng)輸出端與電網(wǎng)連接. 二、液體動力納米發(fā)電機。
[0006] 1、矩陣型 該類型主要適用于江河湖海、島嶼，液體動力納米發(fā)電機功能是利用海水、江水、河水、 湖水、山泉水等動蕩液體的內(nèi)在能量，將這些自然資源與納米技術(shù)結(jié)合，使液體納米發(fā)電機 連續(xù)不斷發(fā)電. 矩陣型液體動力納米發(fā)電場主要由固定粧，鋼索或型鋼、電纜線、發(fā)電機、顯示燈、控制 系統(tǒng)及供電回路和電網(wǎng)組成;它們通常被安裝在海水平面負3米以下的動蕩的水域深處，安 裝的深度取決于海平面的年平均浪高，安裝深度與浪高成反比，納米發(fā)電機的發(fā)電單元是 依靠永續(xù)不斷的動蕩液體的動力工作。波浪大安裝深度大，投資成本高，波浪小安裝深度 淺，投資成本小，液體強烈動蕩容易破壞或減少發(fā)電系統(tǒng)使用壽命. 液體納米發(fā)電機固定在鋼索或型鋼組成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，構(gòu)成立體矩陣，從而形成大型 的發(fā)電場;大型發(fā)電場是由若干發(fā)電區(qū)域組成，發(fā)電區(qū)域由若干發(fā)電單位區(qū)域組成，發(fā)電單 位區(qū)域由若干發(fā)電機組成. 固定粧由鋼筋混凝土預(yù)制而成，下端為錐體便于安裝，按間隔等距離留有洞孔或扣環(huán)， 以便同鋼索或型鋼連接或串聯(lián)，同時方便發(fā)電機的固定。其長度根據(jù)現(xiàn)場的水下的地質(zhì)地 貌以及發(fā)電場的規(guī)模而定，發(fā)電場由若干個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域組成，每一個網(wǎng)絡(luò)單位區(qū)域為20m*20m 左右，網(wǎng)格的距離要考慮單個發(fā)電機排列后，留有一定空間，便于維修人員攜帶氧氣瓶和配 件在網(wǎng)格中自由穿梭進行維修和更換，網(wǎng)格上下左右之間距離不小于〇.8m*0.8m，納米發(fā)電 機通常交錯安裝. 鋼索或型鋼通常由不銹鋼絲等材料編制而成的繩索或抗腐蝕的金屬型鋼材料，不僅能 確保納米發(fā)電機的安全定位，而且能確保鋼索或型鋼長期使用而不會造成腐蝕和拉斷，鋼 索或型鋼另一功能是作為敷設(shè)納米發(fā)電機的電線電纜以及顯示燈的定位，單位區(qū)域內(nèi)鋼索 或型鋼與固定柱之間組成立體網(wǎng)絡(luò)方格矩陣. 電纜線是納米發(fā)電機的能量輸出的導(dǎo)線，按層級由若干電線匯聚并入電纜線，再由若 干電纜線匯聚并入更粗電纜，電纜和接線盒沿鋼索或型鋼敷設(shè)，電纜的接線盒具有防水和 防老化功能，一般采用直插式接頭. 納米發(fā)電機外形通常為圓柱體或立方體結(jié)構(gòu)、也可以采用球體，圓柱體和立方體結(jié)構(gòu) 簡單，制作方便。由于可層疊，發(fā)電單元的工作面積大。圓柱體和立方體內(nèi)的若干發(fā)電單元 組成矩陣，固定在底板的正反兩個面上，形成矩陣塊，然后將底板一層一層串聯(lián)或插入定位 架。球體發(fā)電機的發(fā)電單元分布在球體表面，其工作面積僅同球體的表面積，制造工藝復(fù) 雜，占用空間大. 圓柱狀納米發(fā)電機主要由發(fā)電單元矩陣塊、端板、串聯(lián)螺栓、隔離墊圈等組成。發(fā)電單 元是由高分子薄膜與納米級合金材料組成，并構(gòu)成正負兩極，矩形結(jié)構(gòu)。若干發(fā)電單元形成 矩陣，再將單元矩陣用環(huán)氧樹脂粘貼在不銹鋼圓形底板的上下兩個面上，形成矩陣塊。再將 若干矩陣塊通過6根串聯(lián)螺栓從上到下依次串聯(lián)固定，上下間隔為3毫米左右. 顯示燈為LED兩極發(fā)光管，耗能小，光亮強、壽命長，其主要功能是顯示單位區(qū)域內(nèi)的發(fā) 電機工作是否正常，同時多區(qū)域的顯示燈組成燈光矩陣，以示該區(qū)域為禁區(qū)，告知不能通 行. 控制系統(tǒng)及供電回路是將納米發(fā)電機產(chǎn)生的交流電經(jīng)過橋式整流和穩(wěn)壓系統(tǒng)按用途 轉(zhuǎn)換成直流電或逆變?yōu)榻涣麟娞峁┙o負載或輸送到電網(wǎng). 發(fā)電場四周安裝防護網(wǎng)，防護網(wǎng)下部與海底接觸，上部高出水面，防止大型魚類進入發(fā) 電場破壞發(fā)電場的納米發(fā)電機，防護網(wǎng)中部設(shè)置若干單向通道讓中等魚類只能從發(fā)電場內(nèi) 出去，而不能進入。
[0007] 2、樓狀型 海底樓狀型液體動力納米發(fā)電廠主要由鋼結(jié)構(gòu)樓架、納米發(fā)電機、發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換與控 制室，電力輸送線路及電網(wǎng)等組成。海底樓狀型液體動力納米發(fā)電廠可以建設(shè)在海底，樓架 為一般為鋼結(jié)構(gòu)，與地粧連接固定，大樓分為若干層，每層劃分若干區(qū)域，每個區(qū)域劃分為 若干單位區(qū)域，每個單位區(qū)域之間有人工維修保養(yǎng)通道，每個單位區(qū)域有若干發(fā)電機，每臺 發(fā)電機有若干單元矩陣塊，每個單元矩陣塊有若干發(fā)電單元矩陣，每個單元矩陣有若干發(fā) 電單元，發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體或液體動力納米發(fā)電機的主要結(jié)構(gòu) 相同。發(fā)電廠四周設(shè)有防護網(wǎng)，防止大型魚類破壞納米發(fā)電機，同時安裝顯示燈以防止船舶 駛?cè)牖蛲？俊：５讟鞘揭后w動力納米發(fā)電廠結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，效率高發(fā)電容量大。
[0008] 【附圖說明】，通過附圖可進一步理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和特點： 圖1移動型氣體動力納米發(fā)電機主視圖 圖2移動型氣體動力納米發(fā)電機左視圖 圖3移動型氣體動力納米發(fā)電機府視圖 圖4流體動力納米發(fā)電機A-A剖視圖 圖5流體動力納米發(fā)電機B-B剖視圖 圖6移動型氣體動力納米發(fā)電機C-C剖視圖 圖7矩陣型液體動力納米發(fā)電場單位區(qū)域主視圖 圖8矩陣型液體動力納米發(fā)電場單位區(qū)域左視圖 圖9矩陣型液體動力納米發(fā)電場單位區(qū)域府視圖 圖10矩陣型球狀液體動力納米發(fā)電機主視圖 圖11矩陣型立方狀液體動力納米發(fā)電機主視圖 圖12矩陣型立方狀液體動力納米發(fā)電機左視圖 圖13矩陣型立方狀液體動力納米發(fā)電機府視圖 圖14矩陣型立方狀液體動力納米發(fā)電機D-D剖視圖 圖15流體動力納米發(fā)電機發(fā)電單元E放大視圖 圖16流體動力納米發(fā)電機發(fā)電單元雙倍率E放大視圖 圖17流體動力納米發(fā)電機發(fā)電單元多倍率E放大視圖 圖18圓柱狀液體動力納米發(fā)電機主視圖 圖19圓柱狀液體動力納米發(fā)電機府視圖 圖20圓柱狀液體動力納米發(fā)電機E-E剖視圖 圖21氣體動力納米發(fā)電機電氣示意圖 圖22氣體動力納米發(fā)電氣原理框圖 圖23液體動力納米發(fā)電機電氣示意圖 圖24固定型樓式氣體動力納米發(fā)電廠正面圖 圖25固定型樓式氣體動力納米發(fā)電廠側(cè)面圖 圖26固定型樓式氣體動力納米發(fā)電廠俯視圖 圖27固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機正面圖 圖28固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機側(cè)面圖 圖29固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機俯視圖 圖30樓狀型液體動力納米發(fā)電廠俯視圖 圖31樓狀型液體動力納米發(fā)電廠俯視圖。
[0009] 圖中：1、加熱器;2、風(fēng)門機構(gòu)；3、氣體發(fā)電單元矩陣塊;4、機架;5、保溫層;6、濾風(fēng) 罩;7、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)裝置;8、側(cè)邊定位架;9、金屬底板;10、中間定位架；11、固定螺栓;12、電 纜線；13、鋼索及主電纜；14、鋼索或型鋼；15、電線；16、液體發(fā)電單元矩陣塊；17、固定粧； 18、納米發(fā)電機發(fā)電單元；19、球狀納米發(fā)電機框架;20、立方狀納米發(fā)電機框架;21、立方狀 側(cè)邊定位架;22、隔離墊片；23、端板;24、串聯(lián)螺栓;25、辦公室;26、電梯;27、樓狀型發(fā)電機 框架;28、走廊欄桿;29、扶梯;30、系統(tǒng)控制室;31、維保車間；32、側(cè)、后部欄桿;33、滑軌;34、 發(fā)電機柜式框架。
[0010] 實施例1:當(dāng)本發(fā)明用于新能源大客車時，移動型氣體動力納米發(fā)電機體積為2.3m X 2.5mX 0.25m，其安裝在車輛外部頂端。車輛運行時，利用車頂上的流動空氣的風(fēng)聲、風(fēng)力 進行發(fā)電；見圖1、圖2、圖3、圖6。大客車在北方地區(qū)冬季運行時，流動的空氣和雪花通過濾 風(fēng)罩6進入電阻絲加熱器1融化后再經(jīng)過風(fēng)門機構(gòu)2,微電機帶動風(fēng)門高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速頻率一 般控制在200-600r/min。葉片水平狀態(tài)時空氣進入納米發(fā)電機，葉片垂直狀態(tài)時空氣被切 斷，瞬間流動空氣的聲力和風(fēng)力P振動和擠壓發(fā)電機發(fā)電單元18,發(fā)電機的發(fā)電單元17為雙 倍率，見圖16。發(fā)電單元18表面變形導(dǎo)致正負極接觸，而后斷開，在閉合與釋放的過程中產(chǎn) 生電流;這些無限個發(fā)電單元18所產(chǎn)生的電流匯聚，圖4、圖5。經(jīng)控制系統(tǒng)進行整流穩(wěn)壓等 轉(zhuǎn)換成直流電提供給負載;見圖21、圖22。若進入納米發(fā)電機的風(fēng)力P與發(fā)電單元18的作用 面成180°振動和擠壓變形不能觸動發(fā)電單元18,此時阻風(fēng)門7關(guān)閉，進入的發(fā)電機的氣體單 位壓強q急劇增加，風(fēng)力P與發(fā)電單元18工作面的作用力方向迅速改變?yōu)?0°，F(xiàn)是發(fā)電單元 18工作的所需的力F = q? A(A為發(fā)電單元工作面面積），在風(fēng)力P〈F時，阻風(fēng)門關(guān)閉，單位面 積壓強q增加；當(dāng)風(fēng)力P>F時，阻風(fēng)門打開，單位面積壓強q消失，風(fēng)力P的大小可通過阻風(fēng)門 的調(diào)節(jié)器7控制。
[0011] 實施例2:當(dāng)本發(fā)明用于湛江雷州半島海水發(fā)電場時，矩陣型液體動力納米發(fā)電場 安裝在海平面負6m以下，納米發(fā)電場由若干納米發(fā)電區(qū)域組成;每個納米發(fā)電區(qū)域由若干 納米發(fā)電單位區(qū)域組成，納米發(fā)電單位區(qū)域為20mX20mXH立體空間矩陣，每個發(fā)電單位區(qū) 域有4根鋼筋混凝土固定粧17和不銹鋼索或型鋼14等高強度防腐材料連接組成，并于0.8 米X 0.8米間隔交織形成立體方格網(wǎng)絡(luò)，液體動力發(fā)電機交錯固定在立體網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點上，發(fā) 電機的電線15、電纜12、主電纜13、接線盒、顯示燈固定和敷設(shè)在鋼索或型鋼(或鋼結(jié)構(gòu)）14 上;每個發(fā)電單位區(qū)域安裝4個顯示燈，見圖7、圖8、圖9。發(fā)電場液體納米發(fā)電機發(fā)電單元矩 陣塊16采用圓柱狀結(jié)構(gòu)類型，其體積尺寸為0〇. 4mX0. 6m，納米發(fā)電機由發(fā)電單元18組成單 元矩陣，固定在金屬底板9的正反兩個面上，底板上邊緣設(shè)置6個孔，用上層、下層和中間層3 塊端板23和用6根螺栓24將底板或發(fā)電單元矩陣塊16按3mm左右間隔一層一層串聯(lián)起來，每 層之間用隔離墊片22并加于隔開和固定;見圖18、圖19、圖20。由于海水的動蕩，使得液體動 力納米發(fā)電機的發(fā)電單元工作面18受到擠壓變形，正負極反復(fù)接觸和斷開產(chǎn)生靜電感應(yīng)電 荷，發(fā)電機的發(fā)電單元18為多倍率，見圖17。由無限個單元電流的聚合，經(jīng)控制系統(tǒng)進行轉(zhuǎn) 換成交流電輸送給電網(wǎng)或用電設(shè)備。見圖22、圖23。發(fā)電場四周安裝防護網(wǎng)，防護網(wǎng)下部與 海底接觸，上部高出水面，防止大型魚類進入發(fā)電場破壞發(fā)電場的納米發(fā)電機。防護網(wǎng)中部 設(shè)置若干單向通道(或門）讓中等魚類只能從發(fā)電場內(nèi)出去，而不能進入。
[0012] 實施例3:當(dāng)本發(fā)明用于浙江舟山群島時，固定型樓式氣體動力納米發(fā)電廠體積為 50m X 14m X 45m，其建筑在島內(nèi)的山頂端，大樓基礎(chǔ)符合建筑設(shè)計要求。利用海島上的流動 空氣的風(fēng)力風(fēng)聲進行發(fā)電；樓式氣體動力納米發(fā)電廠的框架27為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，框架正 面有走廊，走廊有欄桿28，大樓框架27有15層，左邊有電梯26，右邊有人行扶梯29，每層安裝 電動輕型橋式起重機，大樓框架無墻壁，墻壁用欄桿32替代，見圖24、圖25、圖26。每層樓內(nèi) 劃分若干發(fā)電區(qū)域，發(fā)電區(qū)域再劃分若干發(fā)電單位區(qū)域，單位區(qū)域安裝若干液體納米發(fā)電 機矩陣。發(fā)電機有若干發(fā)電單元矩陣塊，每個發(fā)電單元矩陣塊包含若干發(fā)電機的發(fā)電單元。 發(fā)電機的發(fā)電單元18為單倍率，見圖15。發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體或液 體動力納米發(fā)電機的相同。發(fā)電機的控制系統(tǒng)安裝在底層，底層可砌筑墻體，并可進行屏 蔽，發(fā)電機產(chǎn)生的電能通過架空線路輸送的電網(wǎng)。
[0013] 實施例4:當(dāng)本發(fā)明用于上海國際飯店時，固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機利用建 筑物高空的流動空氣的風(fēng)力風(fēng)聲進行發(fā)電；柜式氣體動力納米發(fā)電機體積為3m X 2m X 3.6m，其安裝飯店頂層外部頂端平臺上。柜式框架34為6X60X60角鋼焊接，上部為發(fā)電機， 下部為控制系統(tǒng)，見圖27、圖28、圖29?？蚣?4內(nèi)有若干發(fā)電單元矩陣塊3,發(fā)電單元矩陣塊 3由若干發(fā)電單元矩陣組成，發(fā)電單元矩陣由若干發(fā)電單元18組成，發(fā)電機的發(fā)電單元18為 雙倍率，見圖16。發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體動力發(fā)電機的相同，納米發(fā) 電機系統(tǒng)輸出端與電網(wǎng)連接。
[0014]實施例5:當(dāng)本發(fā)明用于海南某島時，樓狀型液體動力納米發(fā)電廠體積為60mX 15m X50m(具體尺寸視現(xiàn)場確定），其設(shè)定在島外附近的南海海水以下，大樓與固定粧連接并固 定。利用動蕩的海水進行發(fā)電;樓狀型液體動力納米發(fā)電廠的框架27為型鋼結(jié)構(gòu)，框架正面 有走廊，走廊有欄桿28,大樓框架27有17層，大樓每層框架四周有欄桿，見圖30、圖31。每層 樓內(nèi)劃分若干發(fā)電區(qū)域，發(fā)電區(qū)域再劃分若干發(fā)電單位區(qū)域，單位區(qū)域安裝若干液體納米 發(fā)電機。發(fā)電機有若干發(fā)電單元矩陣塊，每個發(fā)電單元矩陣塊包含若干發(fā)電機的發(fā)電單元 矩陣。每個發(fā)電單元矩陣由若干發(fā)電機的發(fā)電單元組成。發(fā)電機的發(fā)電單元18為雙倍率，見 圖16。發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體或液體動力納米發(fā)電機的結(jié)構(gòu)相同。發(fā) 電廠的控制系統(tǒng)安裝島上，發(fā)電廠產(chǎn)生的電能通過地下電纜輸送到島內(nèi)負載。
【主權(quán)項】
1. 流體動力納米發(fā)電機按流體性質(zhì)分類可分為氣體和液體動力納米發(fā)電機兩種類型. 按照用途可以分為移動和固定兩種類型氣(液)體動力納米發(fā)電機. 氣體動力納米發(fā)電機包括濾風(fēng)罩(6)、加熱器（1)、風(fēng)門機構(gòu)（2)、機架(4)、保溫層(5)、 發(fā)電單元矩陣塊(3)、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器(7)、蓄電池、儀表和控制系統(tǒng)及供電回路組成.其特 征在于交通工具采用氣體動力納米發(fā)電機，寒冷地帶空氣氣流通過濾風(fēng)罩(6)將飛行物或 空氣中的雜物過濾進入加熱器（1 )，加熱器（1)由電阻絲制成，將進入的雪花和冰等融化，加 熱后的空氣通過風(fēng)門機構(gòu)（2).風(fēng)門機構(gòu)（2)由小電機、傳動軸、風(fēng)門葉片和軸承等組成.小 電機旋轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)門葉片水平狀態(tài)時，風(fēng)門打開空氣進入發(fā)電機，當(dāng)風(fēng)門葉片垂直狀態(tài)時，風(fēng) 門關(guān)閉空氣被切斷;空氣進入發(fā)電機后，風(fēng)力、風(fēng)聲導(dǎo)致納米發(fā)電機發(fā)電單元（18)產(chǎn)生輕微 的摩擦、推擠、按壓或振動，使發(fā)電單元（18)工作表面發(fā)生變形、位移.納米發(fā)電機發(fā)電單元 (18)是由微米級厚度的高分子薄膜材料和納米級薄膜及氧化合金電極材料制成，若干發(fā)電 單元組成發(fā)電單元矩陣.納米發(fā)電機發(fā)電單元和發(fā)電單元矩陣為柔性，該矩陣用環(huán)氧樹脂 粘貼在金屬底板(9)的上下兩個面上形成矩陣塊(3)，再將矩陣塊(3)插入側(cè)邊定位板(8)和 中間定位板（10)之間，然后將若干矩陣塊(3)從上到下依次排列，上下間隔為3毫米左右，這 樣由若干矩陣塊(3)構(gòu)成納米發(fā)電機.保溫層(5)安裝在機架的四周表面、防止發(fā)電機內(nèi)部 溫度過低而結(jié)冰.若空氣在納米發(fā)電機內(nèi)部流動時，與納米發(fā)電機發(fā)電單元的作用面平行， 難于形成足夠的壓力、振幅和位移，從而使發(fā)電機的工作效率受到影響.此時將阻風(fēng)門（7) 關(guān)閉，發(fā)電單元（18)工作面的單位壓強增大，空氣氣流作用力的方向由原來的180度改變?yōu)?90度，使發(fā)電機的發(fā)電單元（18)工作面均勻受壓而使正負電極接觸.風(fēng)力大于發(fā)電單元工 作的作用力時，阻風(fēng)門自動打開，風(fēng)力大小可通過調(diào)節(jié)器(7)進行調(diào)節(jié)或控制. 納米發(fā)電機發(fā)電單兀（18)可以分單倍率、雙倍率和多倍率.單倍率發(fā)電單兀為一組產(chǎn) 生電荷的正負電極;雙倍率發(fā)電單元為二組產(chǎn)生電荷的正負電極，其產(chǎn)生的電荷量將增加 一倍;多倍率發(fā)電單元為若干組產(chǎn)生電荷的正負電極，其產(chǎn)生的電荷量為若干倍. 若在熱帶或亞熱帶地區(qū)的使用，加熱器（1)和保溫層(4)可以不考慮或拆除.若風(fēng)力或 風(fēng)聲摩擦、推擠、按壓或振動作用力足以使發(fā)電單元的正負電極位移和接觸時，阻風(fēng)門及調(diào) 節(jié)器(7)可以拆除。2. 液體動力納米發(fā)電機用于矩陣型發(fā)電場包括固定粧（17)，鋼索或型鋼（14)、電纜線 (12)、發(fā)電單元矩陣塊(16)、顯示燈、儀表、控制系統(tǒng)及供電回路和電網(wǎng)組成.其特征在于動 蕩液體中采用液體動力納米發(fā)電機，它們通常被安裝在海水平面負3米以下的動蕩的水域 深處，液體納米發(fā)電機固定在固定粧（17)和鋼索或型鋼（14)組成的立體矩陣的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 上，從而形成大型的發(fā)電場.大型發(fā)電場是由若干發(fā)電區(qū)域組成，發(fā)電區(qū)域由若干發(fā)電單位 區(qū)域組成，發(fā)電單位區(qū)域由若干發(fā)電機組成.固定粧(17)由鋼筋混凝土預(yù)制而成，下端為錐 體便于安裝，按間隔等距離留有洞孔或扣環(huán)，以便同鋼索或型鋼（14)連接或串聯(lián)，同時方便 發(fā)電機的固定.其長度根據(jù)現(xiàn)場水下的地質(zhì)地貌以及發(fā)電場的規(guī)模而定，發(fā)電場單位區(qū)域 的網(wǎng)格上下左右之間距離不小于〇. 8m*0.8m，液體動力納米發(fā)電機一般交錯安裝.鋼索通常 由不銹鋼絲編制而成的繩索或型鋼，不僅確保納米發(fā)電機的安全定位，而且確保鋼索或型 鋼(14)長期使用而不會造成腐蝕和拉斷，鋼索或型鋼另一功能是作為敷設(shè)納米發(fā)電機的電 線（15)、電纜線（12)以及顯示燈的敷設(shè)基礎(chǔ)，單位區(qū)域內(nèi)鋼索或型鋼（14)與固定柱（17)之 間組成立體網(wǎng)絡(luò)方格.電纜線（12)是納米發(fā)電機的能量輸出的導(dǎo)線，按層級由若干電線 (15)匯聚并入電纜線（12)，再由若干電纜線（12)匯聚并入更粗電纜，電纜（15)和接線盒沿 鋼索或型鋼(17)敷設(shè)，納米發(fā)電機外形通常為圓柱體或立方體結(jié)構(gòu)、也可以采用球體.圓柱 體或立方體內(nèi)的發(fā)電機發(fā)電單元（18)組成發(fā)電單元矩陣.發(fā)電單元是由微米級高分子薄膜 與納米級薄膜及合金材料組成，并構(gòu)成正負兩電極，發(fā)電單元矩陣用環(huán)氧樹脂粘貼在金屬 底板的上下兩個面上形成矩陣塊（16)，再將矩陣塊（16)插入側(cè)邊定位架(8)和中間定位架 (10)之間，最后將若干矩陣塊（16)從上到下依次排列，上下間隔為3毫米左右，以此構(gòu)成納 米發(fā)電機.球體發(fā)電機的發(fā)電單元分布在球體表面，顯示燈為LED兩極發(fā)光管，其主要功能 是顯示單位區(qū)域內(nèi)的發(fā)電機工作是否正常，同時多區(qū)域的顯示燈組成燈光矩陣，以示該區(qū) 域為禁區(qū)，告知不能通行.控制系統(tǒng)及供電回路是將納米發(fā)電機產(chǎn)生的交流電經(jīng)過橋式整 流、穩(wěn)壓和逆變系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成交流電，輸送到電網(wǎng)。3. 氣體動力納米發(fā)電機用于固定型樓式發(fā)電廠包括濾風(fēng)罩(6)、加熱器（1)、風(fēng)門機構(gòu) (2)、機架(4)、保溫層(5)、發(fā)電單元矩陣塊(3)、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器(7)、大樓框架（27)，電梯 (26)、地面操作橋式起重機、扶梯(29)、系統(tǒng)控制室(30)、電力輸送線路和電網(wǎng)等組成.其特 征在于在風(fēng)資源豐富的地區(qū)或地點采用樓式氣體納米發(fā)電機，固定型樓式氣體動力納米發(fā) 電廠的樓架為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)(27)，大樓基礎(chǔ)符合建筑設(shè)計要求，大樓分為 若干層，每層劃分若干區(qū)域，每個區(qū)域劃分為若干單位區(qū)域，每個單位區(qū)域之間有人工維修 保養(yǎng)通道，每個單位區(qū)域有若干臺發(fā)電機，每層頂部裝有地面遙控操作橋式起重機，發(fā)電樓 左邊安裝電梯(26)，右邊人行扶梯(29)，發(fā)電樓無需墻體，正面有走廊，走廊安裝欄桿(28)， 無內(nèi)墻體，外墻體由欄桿替代(32)，每臺發(fā)電機有若干發(fā)電單元矩陣塊(3)，每個發(fā)電單元 矩陣塊(3)包含若干氣體動力納米發(fā)電機的發(fā)電單元(18).發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安 裝方式與氣體或液體動力納米發(fā)電機的相同.大樓上部為發(fā)電區(qū)域，大樓的底部為發(fā)電系 統(tǒng)轉(zhuǎn)換控制室(30)，轉(zhuǎn)換控制室采用屏蔽方式，減少上下之間的干擾和影響，轉(zhuǎn)換與控制室 也可以在發(fā)電大樓附近另建.固定型樓式流體動力納米發(fā)電機與電網(wǎng)之間采用架空輸送線 路。4. 液體動力納米發(fā)電機用于海底樓狀型發(fā)電廠的包括大樓框架（27)、固定粧、發(fā)電機 及單元矩陣塊(16)、發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換與控制室，電力輸送線路及電網(wǎng)等組成.其特征在于海洋 中采用液體動力納米發(fā)電機，固定型樓狀式液體動力納米發(fā)電廠可以建設(shè)在海底，大樓框 架(27)-般為鋼結(jié)構(gòu)，與固定粧連接固定，框架正面有走廊，走廊有欄桿(28)，大樓框架四 周有欄桿.固定粧為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為600*600*H，下部為錐形結(jié)構(gòu)便于打粧，大樓分 為若干層，每層劃分若干區(qū)域，每個區(qū)域劃分為若干單位區(qū)域，每個單位區(qū)域之間有人工維 修保養(yǎng)通道，每個單位區(qū)域有若干發(fā)電機，發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體或 液體動力納米發(fā)電機的相同·固定型樓狀式液體動力納米發(fā)電廠體積為60mX 15mX 50m(具 體尺寸視現(xiàn)場確定），其設(shè)定在島外附近的海平面以下，利用動蕩的海水進行發(fā)電.發(fā)電廠 的控制系統(tǒng)安裝島上或水面上，發(fā)電廠產(chǎn)生的電能通過地下電纜輸送到負載或電網(wǎng)。5. 固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機包括濾風(fēng)罩(6)、加熱器（1 )、風(fēng)門機構(gòu)（2)、柜式機 架(34)、保溫層(5)、發(fā)電單元矩陣塊(3)、阻風(fēng)門及調(diào)節(jié)器(7)、儀表、控制系統(tǒng)及供電回路 組成.其特征在于高層建筑采用氣體動力納米發(fā)電機，固定型柜式氣體動力納米發(fā)電機可 以安裝在建筑物、構(gòu)筑物頂部，高噪音音樂場所，高分貝、高振動生產(chǎn)車間.固定型柜式氣體 動力納米發(fā)電機柜式骨架(34)為角鋼焊接，其骨架(34)采用螺栓或電焊與建筑物或構(gòu)筑物 連接固定，在自然風(fēng)力、聲音、振動的作用下氣體納米發(fā)電機進行工作.柜子的上部為發(fā)電 機，下部為發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和控制室(30)，發(fā)電柜有若干發(fā)電單元矩陣塊(3)，每個發(fā)電單元 矩陣塊包含若干發(fā)電單元矩陣，每個發(fā)電單元矩陣包含若干發(fā)電機的發(fā)電單元（18).發(fā)電 單元的結(jié)構(gòu)、材料、功能、安裝方式與氣體動力發(fā)電機相同.納米發(fā)電機系統(tǒng)輸出端與建筑 物內(nèi)的負載或電網(wǎng)連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的流體動力納米發(fā)電機其特征在于氣體動力納米發(fā)電 機主要應(yīng)用在交通工具，建筑物、構(gòu)筑物、高山、島嶼、海邊、音樂場所、高噪音生產(chǎn)車間等風(fēng) 力資源、聲響資源、振動資源豐富的地區(qū)、地點；液體動力納米發(fā)電機主要用于海水、江水、 河水、湖水、山泉水、瀑布等動蕩液體資源豐富的地方、地點。7. 根據(jù)權(quán)利要求2、4所述的液體動力納米發(fā)電機發(fā)電場或固定型樓狀式液體動力納米 發(fā)電廠四周安裝防護網(wǎng)，其特征在于防護網(wǎng)下部與海底接觸，上部高出水面，防止大型魚類 進入發(fā)電場(廠)破壞發(fā)電場(廠）的納米發(fā)電機，防護網(wǎng)中部設(shè)置若干單向通道或門，讓中 等魚類只能從發(fā)電場內(nèi)出去，而不能進入。
【文檔編號】H02N1/06GK105958859SQ201610121668
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】石家智, 石峰
【申請人】上海天軒科技發(fā)展有限公司