一种零电耗离子发生器制造技术

本发明专利技术提供一种零电耗离子发生器，包括摩擦纳米发电机单元、离子产生单元、机械传动单元、空气循环单元以及AC‑DC电源管理模块，机械传动单元配置为将机械能传递至摩擦纳米发电机单元和空气循环单元；所述摩擦纳米发电机单元配置为将所述机械传动单元的机械能转化为交流电，并通过所述AC‑DC电源管理模块整流为直流电后，传递至所述离子产生单元；所述摩擦纳米发电机单元为旋转滑动式摩擦纳米发电机。本发明专利技术的空气离子发生器，无需外部供能，能够利用外界的机械能，通过自身的摩擦纳米发电机和AC‑DC电源管理模块自身产生高压，再利用高压实现空气离子产生。

【技术实现步骤摘要】
一种零电耗离子发生器
本专利技术涉及离子发生器
，特别是涉及一种零电耗离子发生器。
技术介绍
空气负离子能够中和空气中带正电的细菌、灰尘、烟雾等颗粒污染物，从而达到空气净化的作用。同时空气负离子也能进入人体循环系统，减小红细胞沉降率，提高血钙含量，加强组织氧化过程，因此也具有缓和神经、舒缓疲劳的作用。城市中由于缺乏空气负离子自然产生的条件，目前人工产生的方法主要有：(1)利用高压电产生电离使空气产生负离子；(2)利用高压水的喷射作用，从喷嘴向空气中喷出一股微细水流，它在散裂开时，形成空气负离子；(3)利用天然矿物质，并经过加工形成能够释放负离子的材料。出于空气负离子产生场景和负离子产生效率的考虑，现在已有的空气负离子发生器主要采用的是上述第(1)种方法，通过外部供电的方式，利用高压电电离空气产生负离子。然而，外部供电的方式除了供电需要消耗能源这个缺点外，目前外部供电的方式包括交流与直流两种：交流电供电需要外界插座，在空间上限制了产品的使用；直流供电的方式这里主要指的用电池供电，一方面会增加产品的重量，另一方面电池对环境的影响较大。因此，外部供电的方式既加大了对能量的消耗，也影响了负离子发生器使用的便携性。此外，空气正离子同样具有特定的用途，例如去除腔体内静电、利用空气正离子对食物进行保鲜等。目前空气正离子的人工产生方法，同样存在类似空气负离子产生过程中存在的问题。
技术实现思路
为了至少部分解决上述技术问题，本专利技术旨在提出一种空气离子发生器，通过摩擦纳米发电机单元，结合AC-DC电源管理模块和离子产生单元，在无需外部供能的情况下，利用外界的机械能产生空气离子。具体地，本专利技术提供一种零电耗离子发生器，包括摩擦纳米发电机单元、离子产生单元、机械传动单元、空气循环单元以及AC-DC电源管理模块，所述机械传动单元连接所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元，并配置为将自身的机械能传递至所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元；所述摩擦纳米发电机单元连接所述AC-DC电源管理模块的输入端，所述AC-DC电源管理模块的输出端连接离子产生单元，所述摩擦纳米发电机单元将所述机械传动单元的机械能转化为交流电，并通过所述AC-DC电源管理模块整流为直流电后，传递至所述离子产生单元；所述摩擦纳米发电机单元为旋转滑动式摩擦纳米发电机。本专利技术提供的离子发生器，能够采集的外部的机械能并转化为电能，并利用AC-DC电源管理模块，形成稳定的直流高压电，进而产生高效率的空气离子输出。本产品能有效利用机械能，无需外部供能，减小电能消耗的同时，提高了空气离子发生器使用的便携性。进一步，所述旋转滑动式摩擦纳米发电机包括圆盘式的转动单元和静止单元，所述转动单元配置为在所述机械传动单元驱动下相对所述静止单元旋转，所述转动单元包括第一中心通孔，所述静止单元包括第二中心通孔，所述转动单元包括第一基板和设置在所述第一基板下方的第一摩擦起电层；所述静止单元包括第二基板、设置在所述第二基板上方的电极层以及设置在所述电极层上方的第二摩擦起电层；所述电极层包括多个间隔设置的扇形电极，所述第一摩擦起电层包括多个间隔设置的扇形摩擦起电块。进一步，所述旋转滑动式摩擦纳米发电机包括圆盘式的转动单元和静止单元，所述转动单元配置为在所述机械传动单元驱动下相对所述静止单元旋转，所述转动单元包括第一中心通孔，所述静止单元包括第二中心通孔，所述转动单元包括第一基板和设置在所述第一基板下方的电极层，以及设置在所述电极层下方的第一摩擦起电层；所述静止单元包括第二基板、设置在所述基板上的第二摩擦起电层；所述电极层包括多个间隔设置的扇形电极，所述第二摩擦起电层包括多个间隔设置的扇形摩擦起电块。进一步，所述扇形摩擦起电块的面积小于或等于所述扇形电极的面积，所述扇形电极的数量为所述摩擦起电块的两倍。进一步，所述扇形电极的数量为2-20个，所述扇形摩擦起电单元的数量为1-10个；所述扇形电极的相邻两电极之间的间距为10μm～1cm。进一步，所述摩擦纳米发电机单元包括主摩擦发电机以及向所述主摩擦发电机提供电荷的辅助摩擦发电机，所述主摩擦发电机和所述辅助摩擦发电机分别与所述机械传动单元连接，所述主摩擦发电机的电极与所述AC-DC电源管理模块的输入端连接，所述主摩擦发电机和所述辅助摩擦发电机之间连接倍压整流电路。进一步，所述辅助摩擦发电机与所述旋转滑动式摩擦纳米发电机的结构相同，所述主摩擦发电机包括从上至下依次设置的上基底层、上电极层、摩擦起电层、下电极层和下基底层，所述上电极层设置在所述上基底层下方，所述下电极层设置在所述下基底层上方，所述摩擦起电层设置在所述上电极层下方或所述下电极层上方，当所述摩擦起电层设置在所述上电极层下方时，所述上基底层、上电极层和所述摩擦起电层共同构成所述主摩擦发电机的转动单元，所述下基底层与所述下电极层共同构成所述主摩擦发电机的静止单元；当所述摩擦起电层设置在所述下电极层上方时，所述上基底层和上电极层共同构成所述主摩擦发电机的转动单元，所述下基底层、所述下电极层和所述摩擦起电层共同构成所述主摩擦发电机的静止单元。进一步，所述上电极层包括多个间隔布置的电极，所述下电极层包括多个间隔布置的电极；所述上电极层和所述下电极层的电极的数目设置为2-20个，相邻电极的间隔距离为10μm～1cm。进一步，所述机械传动单元包括传动主轴、以及连接在所述传动主轴上的第一驱动部件和第二驱动部件，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件分别与所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元连接，所述第一通孔和所述第二通孔用于接收机械传动单元的传动主轴。进一步，所述第二驱动部件的输入转速与输出转速的变速比例为0.005～1。进一步，本专利技术的离子发生器还包括第一发生器基底层、第二发生器基底层、封装层以及侧封装单元；所述摩擦纳米发电机单元设置在所述第一发生器基底层上方，所述离子产生单元设置在所述第二发生器基底层上方，所述空气循环单元设置在所述第二发生器基底层下方，所述侧封装单元连接所述第一发生器基底层和所述第二发生器基底层，共同形成第一空腔结构；所述封装层为门字型结构，所述封装层连接所述第一发生器基底层共同构成第二空腔结构。进一步，所述第一发生器基底层包括用于接收所述机械传动单元的第一开孔和用于空气流动的一个或多个第二开孔，所述第二发生器基底层、所述封装层的顶面以及侧封装单元均设置一个或多个气流开孔。进一步，所述第一发生器基底层的第一开孔的直径为3mm～10cm，所述第一发生器基底层的第二开孔以及所述第二发生器基底层、所述封装层的顶面以及侧封装单元的气流开孔直径为1μm～10mm。进一步，所述AC-DC电源管理模块可设置在所述离子发生器的任意位置，优选地，所述AC-DC电源管理模块设置在所述第二空腔结构内。进一步，所述AC-DC电源管理模块包括一个或多个串联的整流二极管，一个或多个高压电容和稳压二极管。所述AC-DC电源管理模块如此设置目的是，将摩擦纳米发电机单元输入的交流电信号通过有多个串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零电耗离子发生器，其特征在于：包括摩擦纳米发电机单元、离子产生单元、机械传动单元、空气循环单元以及AC-DC电源管理模块，所述机械传动单元连接所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元，并配置为将自身的机械能传递至所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元；所述摩擦纳米发电机单元连接所述AC-DC电源管理模块的输入端，所述AC-DC电源管理模块的输出端连接所述离子产生单元，所述摩擦纳米发电机单元配置为将所述机械传动单元的机械能转化为交流电，并通过所述AC-DC电源管理模块整流为直流电后，传递至所述离子产生单元；所述摩擦纳米发电机单元为旋转滑动式摩擦纳米发电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种零电耗离子发生器，其特征在于：包括摩擦纳米发电机单元、离子产生单元、机械传动单元、空气循环单元以及AC-DC电源管理模块，所述机械传动单元连接所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元，并配置为将自身的机械能传递至所述摩擦纳米发电机单元和所述空气循环单元；所述摩擦纳米发电机单元连接所述AC-DC电源管理模块的输入端，所述AC-DC电源管理模块的输出端连接所述离子产生单元，所述摩擦纳米发电机单元配置为将所述机械传动单元的机械能转化为交流电，并通过所述AC-DC电源管理模块整流为直流电后，传递至所述离子产生单元；所述摩擦纳米发电机单元为旋转滑动式摩擦纳米发电机。


2.根据权利要求1所述的一种零电耗离子发生器，其特征在于：所述旋转滑动式摩擦纳米发电机包括圆盘式的转动单元和静止单元，所述转动单元配置为在所述机械传动单元驱动下相对所述静止单元旋转，所述转动单元包括第一中心通孔，所述静止单元包括第二中心通孔，
所述转动单元包括第一基板和设置在所述第一基板下方的第一摩擦起电层；所述静止单元包括第二基板、设置在所述第二基板上方的电极层以及设置在所述电极层上方的第二摩擦起电层；所述电极层包括多个间隔设置的扇形电极，所述第一摩擦起电层包括多个间隔设置的扇形摩擦起电块，
或者所述转动单元包括第一基板、设置在所述第一基板下方的电极层以及设置在所述电极层下方的第一摩擦起电层；所述静止单元包括第二基板和设置在所述第二基板上的第二摩擦起电层；所述电极层包括多个间隔设置的扇形电极，所述第二摩擦起电层包括多个间隔设置的扇形摩擦起电块。


3.根据权利要求2所述的一种零电耗离子发生器，其特征在于：所述扇形摩擦起电块的面积小于或等于所述扇形电极的面积，所述扇形电极的数量为所述摩擦起电块的两倍。


4.根据权利要求3所述的一种零电耗离子发生器，其特征在于：所述扇形电极的数量为2-20个，所述扇形摩擦起电单元的数量为1-10个；所述扇形电极的相邻两电极之间的间距为10μm～1cm。


5.根据权利要求1所述的一种零电耗离子发生器，其特征在于：所述摩擦纳米发电机单元包括主摩擦发电机以及向所述主摩擦发电机提供电荷的辅助摩擦发电机，所述主摩擦发电机和所述辅助摩擦发电机分别与所述机械传动单元连接，所述主摩擦发电机的电极与所述AC-DC电源管理模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭恒宇，唐乾，陈杰，蒲贤洁，萧桂森，胡陈果，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50