本实用新型专利技术公开了一种多孔增流转动栅格式压电‑电磁复合发电机，为解决已有压电发电机在高压气体直接冲击压电发电机俘获电能时存在俘能功率小、效率低、输出电流小等技术问题。本实用新型专利技术由多孔阵列式增流装置、转动栅格式发电机组件和紧定螺栓组成。所述环形孔增流装置可对高压小流量气体的流量进行放大，转动栅格式压电‑电磁复合发电机可将气体的动能转化为电能。本实用新型专利技术在不影响工业生产的情况下，俘获工业环境中气体的能量，并将其转化为电能，为工业环境低功耗用电器供能。本实用新型专利技术具有能量转换效率高、清洁无污染以及使用寿命长等优势，在低功耗电子器件供能技术领域具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机
本技术涉及一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机，属于低功耗电子设备供能
技术介绍
随着制造装备技术的智能化水平不断提高及其与物联网技术的深度融合，大量的物联网节点等低功耗器件在机械制造装备领域得到广泛应用。目前，对物联网节点进行稳定、可靠的持续供电，是保证物联网节点等低功耗器件正常工作的前提。当前机械制造领域的物联网节点等低功耗器件供能方式主要有电源直接供电和化学电池供电两种方式。其中，电源直接供电方式导致系统布线复杂等问题，而化学电池供电方式则存在电池使用寿命有限、需定期更换以及环境污染等不足。因此，需研究一种用于物联网节点等低功耗器件供能的新型能源供给技术以解决传统供能技术所带来的诸多弊端。利用压电材料的正压电效应和线圈与磁铁间的电磁感应俘获环境微能源转化为电能的环境能源收集技术，由于具有能量转换效率高、清洁无污染、使用寿命长等优势，成为微能源转化与供给技术的研究热点。气体动能是工业生产中大量存在的能量形式，其同样具备安全清洁可再生等优势。因此，合理利用工业生产环境中的气体能量，结合压电材料的正压电效应和线圈与磁铁间的电磁感应将气体能量转化为电能为物联网节点等低功耗器件供能，可有效解决传统电源供电带来的布线复杂及化学电池供电带来的需定期更换、污染环境等问题，对提高工业制造装备技术的智能化水平具有促进作用。传统的压电发电机普遍利用工业环境中的高压气体直接冲击压电发电机来俘获电能，使得传统气体冲击式压电发电机存在俘能功率小、效率低、输出电流小的问题，限制了压电发电机在低功耗电子设备供能
的发展与应用。
技术实现思路
为解决已有压电发电机在高压气体直接冲击压电发电机俘获电能时存在俘能功率小、效率低、输出电流小等技术问题，本技术公开一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机，为低功耗器件提供一种功率大、效率高、输出电流大的供能装置。本技术所采用的技术方案是：所述一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机，其特征在于该多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机由多孔阵列式增流装置、转动栅格式发电机组件和紧定螺栓Ⅰ组成，其中多孔阵列式增流装置和转动栅格式发电机组件通过紧定螺栓Ⅰ紧固连接；所述多孔阵列式增流装置设置有进气孔、环形高压容气腔、增流装置螺纹连接孔、锥形吸气端、微型射流孔和锥形气流喷射端；所述转动栅格式发电机组件包括风扇支撑架、压电发电组件安装架、压电发电组件、转轴、磁铁组件、线圈、轴承Ⅰ、紧定螺栓Ⅱ、轴承Ⅱ和风扇，风扇支撑架和多孔阵列式增流装置通过紧定螺栓Ⅱ进行螺纹连接。所述多孔阵列式增流装置中进气孔位于环形高压容气腔的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔与紧定螺栓Ⅰ螺纹连接，所述锥形吸气端位于多孔阵列式增流装置的端面，所述微型射流孔位于环形高压容气腔的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔紧贴多孔阵列式增流装置的排气端壁面，所述锥形气流喷射端位于多孔阵列式增流装置的排气端。所述转动栅格式发电机组件中风扇支撑架与转轴通过螺纹连接，所述风扇支撑架设置有进气口，进气口位于风扇支撑架端面，所述风扇支撑架设置有轴承安装孔Ⅰ用于轴承Ⅱ的轴向定位，所述风扇支撑架设置有风扇支撑架连接孔，紧定螺栓Ⅱ与风扇支撑架连接孔螺纹配合，所述的风扇支撑架设置有增流装置连接孔与紧定螺栓Ⅰ螺纹配合；所述的压电发电组件安装架设置有压电发电组件安装架连接孔，用于固定安装压电发电组件安装架，所述的压电发电组件安装架设置有弹性基板固定槽与压电发电组件紧固连接，所述的压电发电组件安装架设置有压电发电端出气口，压电发电端出气口位于压电发电组件安装架侧面；所述压电发电组件由弹性基板和压电元件组成，所述弹性基板与压电元件粘接；所述转轴设置定位轴肩Ⅰ，用于轴承Ⅱ的轴向定位，所述转轴设置有定位轴肩Ⅱ，用于轴承Ⅰ的轴向定位，所述转轴设置有转轴螺纹孔与所述磁铁组件上的紧固螺钉配合连接；所述磁铁组件设置有磁铁和磁铁固定架，磁铁粘接磁铁固定架，所述磁铁由n块不同极性的扇形磁铁沿圆周间隔分布组成，n为大于1的正整数，所述磁铁组件设置有紧固螺钉与转轴螺纹孔配合连接；所述线圈粘接在压电发电组件安装架底部，所述线圈由m个扇形线圈组成，m为大于等于1的正整数；所述轴承Ⅰ安装在压电发电组件安装架上，所述轴承Ⅰ与转轴配合连接；所述轴承Ⅱ安装在风扇支撑架上，所述轴承Ⅱ与转轴配合连接；所述风扇通过螺纹配合固定在转轴上。本技术的有益效果是：在不影响工业生产的工作情况下，利用所专利技术的多孔阵列式增流装置对小流量高压气体流量放大，所放大的流量通过锥形气流喷射端喷出，激励转动栅格式发电机组件，使内部压电发电组件产生弯曲形变，同时使风扇带动磁铁旋转，线圈在变化的磁场中产生感应电流，提高发电装置的俘能效率，以达到利用放大气流进行能量收集与电能的转化效果。本技术具有利用高压小流量气体进行气体流量放大的效果，并兼具充分利用放大的气体流量进行压电能量收集和电磁能量收集的技术优势，在低功耗电子设备供能
具有广泛的应用前景。附图说明图1所示为本技术提出的一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机的结构示意图；图2所示为本技术提出的多孔阵列式增流装置剖视图；图3所示为本技术提出的锥形吸气端剖视图；图4所示为本技术提出的微型射流孔结构剖视图；图5所示为本技术提出的锥形气流喷射端剖视图；图6所示为本技术提出的转动栅格式发电机组件结构示意图；图7所示为本技术提出的风扇支撑架主视图；图8所示为本技术提出的风扇支撑架剖视图；图9所示为本技术提出的压电发电组件安装架剖视图；图10所示为本技术提出的压电发电组件结构示意图；图11所示为本技术提出的转轴结构示意图；图12所示为本技术提出的磁铁组件结构剖视图；图13所示为本技术提出的磁铁分布示意图；图14所示为本技术提出的线圈结构示意图。具体实施方式结合图1~图14说明本实施方式。本实施方式提供了一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机的具体实施方案。所述一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机由多孔阵列式增流装置1、转动栅格式发电机组件2和紧定螺栓Ⅰ3组成，其中多孔阵列式增流装置1与转动栅格式发电机组件2通过紧定螺栓Ⅰ3紧固连接。所述的多孔阵列式增流装置1设置有进气孔1-1、环形高压容气腔1-2、增流装置螺纹连接孔1-3、锥形吸气端1-4、微型射流孔1-5、锥形气流喷射端1-6，所述的进气孔1-1位于环形高压容气腔1-2的圆柱表面上，压缩气体通过进气孔1-1进入环形高压容气腔1-2；所述多孔阵列式增流装置1设置有增流装置螺纹连接孔1-3，所述增流装置螺纹连接孔1-3与紧定螺栓Ⅰ3螺纹连接；所述多孔阵列式增流装置1设置有锥形吸气端1-4，所述锥形吸气端1-4位于多孔阵列式增流装置1的左端，诱导气体由锥形吸气端1-4进入多孔阵列式增流装置1；所述多孔阵列式增流装置1设置有微型射流孔1-5，所述微型射流孔1-5位于环形高压容气腔1-2的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔1-5紧贴多孔阵列式增流装置1的排气端壁面，压缩气体经由微型射流孔1-5喷出环形高压容气腔1-2；所述多孔阵列式增流装置1设置有锥形气流喷射端1-6，混合气体经由本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多孔增流转动栅格式压电‑电磁复合发电机，其特征在于该多孔增流转动栅格式压电‑电磁复合发电机由多孔阵列式增流装置（1）、转动栅格式发电机组件（2）和紧定螺栓Ⅰ（3）组成，其中多孔阵列式增流装置（1）和转动栅格式发电机组件（2）通过紧定螺栓Ⅰ（3）紧固连接；所述的多孔阵列式增流装置（1）设置有进气孔（1‑1）、环形高压容气腔（1‑2）、增流装置螺纹连接孔（1‑3）、锥形吸气端（1‑4）、微型射流孔（1‑5）和锥形气流喷射端（1‑6）；所述转动栅格式发电机组件（2）包括风扇支撑架（2‑1）、压电发电组件安装架（2‑2）、压电发电组件（2‑3）、转轴（2‑4）、磁铁组件（2‑5）、线圈（2‑6）、轴承Ⅰ（2‑7）、紧定螺栓Ⅱ（2‑8）、轴承Ⅱ（2‑9）和风扇（2‑10）；所述的多孔阵列式增流装置（1）中进气孔（1‑1）位于环形高压容气腔（1‑2）的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔（1‑3）与紧定螺栓Ⅰ（3）螺纹连接，所述锥形吸气端（1‑4）位于多孔阵列式增流装置（1）的端面，所述微型射流孔（1‑5）位于环形高压容气腔（1‑2）的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔（1‑5）紧贴多孔阵列式增流装置（1）的排气端壁面，所述锥形气流喷射端（1‑6）位于多孔阵列式增流装置（1）的排气端；所述转动栅格式发电机组件（2）设置有风扇支撑架（2‑1），所述风扇支撑架（2‑1）设置有进气口（2‑1‑1），进气口（2‑1‑1）贯穿风扇支撑架（2‑1），所述风扇支撑架（2‑1）设置有轴承安装孔Ⅰ（2‑1‑2），所述风扇支撑架（2‑1）设置有风扇支撑架连接孔（2‑1‑3），紧定螺栓Ⅱ（2‑8）与风扇支撑架连接孔（2‑1‑3）螺纹配合，所述的风扇支撑架（2‑1）设置有增流装置连接孔（2‑1‑4）与紧定螺栓Ⅰ（3）螺纹配合；所述的压电发电组件安装架（2‑2）设置有压电发电组件安装架连接孔（2‑2‑1），所述的压电发电组件安装架（2‑2）设置有弹性基板固定槽（2‑2‑2）与压电发电组件（2‑3）实现配合连接，所述的压电发电组件安装架（2‑2）设置有轴承安装孔Ⅱ（2‑2‑3），所述的压电发电组件安装架（2‑2）设置有压电发电端出气口（2‑2‑4），压电发电端出气口（2‑2‑4）位于压电发电组件安装架（2‑2）侧面；所述压电发电组件（2‑3）由弹性基板（2‑3‑1）和压电元件（2‑3‑2）组成，所述弹性基板（2‑3‑1）与压电元件（2‑3‑2）粘接；所述转轴（2‑4）设置定位轴肩Ⅰ（2‑4‑1），所述转轴（2‑4）设置有定位轴肩Ⅱ（2‑4‑2），所述转轴（2‑4）设置有转轴螺纹孔（2‑4‑3）；所述磁铁组件（2‑5）设置有磁铁（2‑5‑1），所述磁铁（2‑5‑1）粘接在磁铁固定架（2‑5‑2）上，所述磁铁（2‑5‑1）由n块不同极性的扇形磁铁沿圆周间隔分布组成，n为大于1的正整数，所述磁铁组件（2‑5）设置有紧固螺钉（2‑5‑3）与转轴螺纹孔（2‑4‑3）配合连接；所述线圈（2‑6）粘接在压电发电组件安装架（2‑2）底部，所述线圈（2‑6）由m个扇形线圈组成，m为大于等于1的正整数；所述轴承Ⅰ（2‑7）安装在压电发电组件安装架（2‑2）上，所述轴承Ⅰ（2‑7）与转轴（2‑4）配合连接；所述轴承Ⅱ（2‑9）安装在风扇支撑架（2‑1）上，所述轴承Ⅱ（2‑9）与转轴（2‑4）配合连接；所述风扇（2‑10）通过螺纹配合固定在转轴（2‑4）上。...
【技术特征摘要】
1.一种多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机，其特征在于该多孔增流转动栅格式压电-电磁复合发电机由多孔阵列式增流装置（1）、转动栅格式发电机组件（2）和紧定螺栓Ⅰ（3）组成，其中多孔阵列式增流装置（1）和转动栅格式发电机组件（2）通过紧定螺栓Ⅰ（3）紧固连接；所述的多孔阵列式增流装置（1）设置有进气孔（1-1）、环形高压容气腔（1-2）、增流装置螺纹连接孔（1-3）、锥形吸气端（1-4）、微型射流孔（1-5）和锥形气流喷射端（1-6）；所述转动栅格式发电机组件（2）包括风扇支撑架（2-1）、压电发电组件安装架（2-2）、压电发电组件（2-3）、转轴（2-4）、磁铁组件（2-5）、线圈（2-6）、轴承Ⅰ（2-7）、紧定螺栓Ⅱ（2-8）、轴承Ⅱ（2-9）和风扇（2-10）；所述的多孔阵列式增流装置（1）中进气孔（1-1）位于环形高压容气腔（1-2）的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔（1-3）与紧定螺栓Ⅰ（3）螺纹连接，所述锥形吸气端（1-4）位于多孔阵列式增流装置（1）的端面，所述微型射流孔（1-5）位于环形高压容气腔（1-2）的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔（1-5）紧贴多孔阵列式增流装置（1）的排气端壁面，所述锥形气流喷射端（1-6）位于多孔阵列式增流装置（1）的排气端；所述转动栅格式发电机组件（2）设置有风扇支撑架（2-1），所述风扇支撑架（2-1）设置有进气口（2-1-1），进气口（2-1-1）贯穿风扇支撑架（2-1），所述风扇支撑架（2-1）设置有轴承安装孔Ⅰ（2-1-2），所述风扇支撑架（2-1）设置有风扇支撑架连接孔（2-1-3），紧定螺栓Ⅱ（2-8）与风扇支撑架连接孔（2-1-3）螺纹配合，所述的风扇支撑架（2-1）设置有增流装置连接孔（2-1-4）与紧定螺栓Ⅰ（3）螺纹...
【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，刘文博，卢晓晖，张晓松，陈鹏飞，周宇，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。