利用涡激振动的风能压电转换发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103066885A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103066885103066885A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201310031613.7(22)申请日2013.01.28(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人冉景煜王军雷黎柴佐丁林张力杨仲卿(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人穆祥维(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)H02J7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称利用涡激振动的风能压电转换发电装置(57)摘要本发明公开了一种利用涡激振动的风能压电转换发电装置，包括壳体、集风道、钝体、支撑架、压电片、箱体、以及设置在箱体内的电桥、直流稳压器和蓄电池；集风道与壳体的进风口连接，壳体内、且靠近进风口设多个钝体；支撑架安装在壳体内，其上设置至少一个压电片，压电片的自由端与钝体的内凹弧面对应；压电片的金属电极通过导线与电桥连接；电桥将交流电整流为直流电传输至直流稳压器；蓄电池用于存储直流稳压器输出的直流电。该发电装置利用可再生、洁净的清洁风绕流钝体产生卡门涡街，再通过带动能量密度大，发电效率高的压电片进行振动发电，提高了能源利用率，节约了能源，实现了无人自动控制持续自供电，并可以保护大气环境。CN103066885ACN103685ACN103066885A权利要求书1/1页1.利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于，包括壳体（1）、集风道（2）、钝体（3）、支撑架（4）、压电片（5）、箱体（6）、以及设置在箱体（6）内的电桥（7）、直流稳压器（8）和蓄电池（9）；所述壳体（1）为筒状结构，筒状结构的壳体（1）的一端为进风口，另一端为出风口；所述集风道（2）为喇叭结构，喇叭结构的集风道（2）的小端口与壳体（1）的进风口连接；所述钝体（3）为三角柱，三角柱的一面为平面（16），该平面（16）为迎风面；三角柱的另外两面为内凹弧面（17）；所述壳体（1）内、且靠近进风口设置多个钝体（3），钝体（3）的迎风面与进风方向对应；支撑架（4）安装在壳体（1）内，支撑架（4）上设置至少一个压电片（5），所述压电片（5）的一端固定在支撑架（4）上，另一端为自由端并与钝体（3）的内凹弧面对应；所述压电片（5）的上、下表面的金属电极通过导线（10）与电桥（7）连接；所述电桥（7）用于将所述压电片（5）上产生的交流电整流为直流电传输至所述直流稳压器（8）；所述直流稳压器（8）用于将直流电进行稳压处理，输出稳定的电流；所述蓄电池（9）用于存储所述直流稳压器（8）输出的直流电。2.根据权利要求1所述的利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于：还包括控制器（11）和逆变器（12）；所述控制器（11）用于检测流经电桥（7）的电流以及所述蓄电池（9）的电量，并根据流经所述电桥（7）的电流的大小来判断所述压电片（5）的工作状态，当所述蓄电池（9）的电量达到预先设定的阈值且有电流流经所述电桥（7）时，启动所述逆变器（12）；所述逆变器（12）用于在所述控制器（11）的控制下将所述蓄电池（9）存储的直流电转换成交流电输出。3.根据权利要求1所述的利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于：还包括增幅薄片（13），所述增幅薄片（13）连接在压电片（5）的自由端上。4.根据权利要求1所述的利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于：所述增幅薄片（13）的材料为塑料薄膜。5.根据权利要求1所述的利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于：所述压电片（5）由压电陶瓷材料制成。6.根据权利要求1所述的利用涡激振动的风能压电转换发电装置，其特征在于：所述支撑架（4）上设有与压电片（5）数量相等的插槽（14），在插槽（14）内的两侧分别设置导电铜片（15），所述压电片（5）插入插槽（14）内，压电片（5）的上、下表面的金属电极分别与插槽（14）内两侧的导电铜片（15）接触，导电铜片（15）通过导线（10）与电桥（7）连接。2CN103066885A说明书1/3页利用涡激振动的风能压电转换发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种利用风能经过绕流钝体产生涡街驱动压电材料进行涡激振动发电的装置。背景技术[0002]无人传感器是一种世界范围内较为常见的研究项目。在地区偏远，环境恶劣的地方，使用电池对其供电存在巨大的不便性和技术难度。因此，设计出一种解决较小功率范围内持续稳定供电的装置，具有很强的实际意义和应用价值。[0003]压电效应是居里兄弟在100年前发现的，如果对压电材料施加应力，