一种能量转换装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114285320A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111581123.5(22)申请日2021.12.22(71)申请人北京纳米能源与系统研究所地址101400北京市怀柔区雁栖经济开发区杨雁东一路8号(72)发明人吴治峄魏雪莲王中林(74)专利代理机构北京同达信恒知识产权代理有限公司11291代理人李迪(51)Int.Cl.H02N1/04(2006.01)H02N1/06(2006.01)F01K27/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称一种能量转换装置(57)摘要本发明涉及能源设备技术领域，公开了一种能量转换装置，该能量转换装置包括支撑架以及位于支撑架上的热磁单元、摩擦纳米发电单元和连接件；支撑架具有热温区和冷温区，热温区具有热源；热磁单元包括可相互吸引的第一磁性件和第二磁性件，第一磁性件固定设置于热温区的附近，第二磁性件位于第一磁性件临近热温区的一侧，在第一磁性件和热源的作用下，第二磁性件可在热温区与冷温区之间做往复运动；摩擦纳米发电单元通过连接件与第二磁性件连接，摩擦纳米发电单元可在第二磁性件的带动下摩擦发电。该能量转换装置能够实现热能转换为机械能、机械能再转换为电能的能量转换，可以应用于不同温差的自然环境中，借助摩擦纳米发电实现低品位热能的采集。CN114285320ACN114285320A权利要求书1/2页1.一种能量转换装置，其特征在于，包括支撑架以及位于所述支撑架上的热磁单元、摩擦纳米发电单元和连接件；所述支撑架具有热温区和冷温区，所述热温区具有热源；所述热磁单元包括可相互吸引的第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件固定设置于所述热温区的附近，所述第二磁性件位于所述第一磁性件临近所述热温区的一侧，在所述第一磁性件和所述热源的作用下，所述第二磁性件可在所述热温区与冷温区之间做往复运动；所述摩擦纳米发电单元通过所述连接件与第二磁性件连接，所述摩擦纳米发电单元可在所述第二磁性件的带动下摩擦发电。2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一磁性件位于热温区远离所述冷温区的一侧。3.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述支撑架包括从下到上依次设置的第一载物板和第二载物板，所述热源位于所述第一载物板与所述第二载物板之间，所述热磁单元、摩擦纳米发电单元以及连接件位于所述第二载物板远离所述第一载物板的一侧。4.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一磁性件固定于所述第二载物板上，所述第二载物板与所述热温区和所述冷温区对应的区域具有镂空区域，所述第二磁性件与所述镂空区域相对。5.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述连接件为连接杆，所述连接杆的第一端与所述第二磁性件连接，所述连接杆的第二端与所述摩擦纳米发电单元连接，所述摩擦纳米发电单元位于所述第二磁性件远离所述第二载物板的一侧；当所述第二磁性件位于所述热温区时所述连接杆的延伸方向与所述连接杆自然下垂时的延伸方向呈预设角度，所述预设角度大于0°且小于90°。6.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述摩擦纳米发电单元包括至少一个摩擦纳米发电机。7.根据权利要求6所述的能量转换装置，其特征在于，当所述摩擦纳米发电单元包括多个摩擦纳米发电机时，多个所述摩擦纳米发电机并联。8.根据权利要求6所述的能量转换装置，其特征在于，每个所述摩擦纳米发电机包括第一摩擦层、第一电极层、第二摩擦层以及第二电极层，所述第一摩擦层与所述第二摩擦层相对，所述第二摩擦层与所述连接件连接，且所述第二摩擦层可在所述第二磁性件的带动下与所述第一摩擦层配合摩擦发电，所述第一电极层在所述第一摩擦层远离所述第二摩擦层的一侧、且与所述第一摩擦层相接触，所述第二电极层在所述第二摩擦层远离所述第一摩擦层的一侧、且与所述第二摩擦层相接触。9.根据权利要求8所述的能量转换装置，其特征在于，所述第二电极层可复用为第二摩擦层。10.根据权利要求8所述的能量转换装置，其特征在于，所述摩擦纳米发电单元还包括与所述支撑架连接的第一基板以及与所述第一基板相对的第二基板，所述第一摩擦层位于所述第一基板朝向所述第二基板的一侧，所述第二摩擦层位于所述第二基板朝向所述第一基板的一侧，所述连接件与所述第二基板相连接以使所述第二磁性件带动所述第二基板运2CN114285320A权利要求书2/2页动，使得所述第二摩擦层和所述第一摩擦层摩擦发电。11.根据权利要求1‑10任一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述支撑架还包括限位机构，所述限位机构临近所述第一磁性件设置，所述限位机构用于在所述第一磁性件和所述第二磁性件相互吸引时限制所述第二磁性件的位置。12.