一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机，具体包括：热传导模块、热

【技术实现步骤摘要】
一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机


[0001]本专利技术涉及适用于不需要换热器和叶轮机械直接利用中高温余热产生电压的场合，尤其涉及一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机。

技术介绍

[0002]当今许多重工业工厂生产过程中消耗大量的电力、燃料等能源，除了生产产品之外，很多的热量在通过热力管道运输的过程中被散失或者以储存在废料废渣中的余热被遗弃，在这个过程中造成了极大的能量损失，然而由于工厂内管道错综复杂，空间狭小，要使用大型的装置回收余热性价比较低且难以在已建成的管道网络内实施，因此急需一种尺寸小，结构简单，操作方便的热-电转换装置将这些难以收集和利用的低品位热能转换为高品位的电能或者其他形式的能量，提高燃料利用效率。

技术实现思路

[0003]根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机，具体包括：
[0004]热传导模块、热动转换模块、动力传导模块和电力转换模块；
[0005]所述热传导模块包括铜质导热片和表面镀有特氟龙材料的铝制接触板，所述铜质导热片与铝制接触板相连接；
[0006]所述热动转换模块包括石英气缸和凝胶球，所述凝胶球在石英气缸内做往复弹跳运动；
[0007]所述动力传导模块包括石英接触板和传动轴，所述传动轴的一端采用耐高温胶与石英接触板的中心相连接、另一端穿过电极并采用导电银浆与电极相接；
[0008]所述电力转换模块包括电极基板、导电铜箔、FEP薄膜、丁腈橡胶膜和极薄钢片，所述FEP薄膜粘附在导电铜箔上构成电极的正极，其中电极正极粘附在电极基板上，采用导电银浆将所述丁腈橡胶膜粘附在极薄钢片上构成电极的负极。
[0009]由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机，该装置具有如下有益效果是：(1)由于热量是通过铜质导热片传导至铝制接触板上的，且由于铜质导热片质地较软，可以方便的环绕、固定在各种尺寸粗细的管道或者加热面上。(2)发电机主体部分长高尺寸均不超过60mm，可以方便的放入管道间隙等狭小的空间内，不需要对已建成结构进行动工改造。(3)与传统发电设备相比，弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机的结构简单，不包含转动部件，维护简单。(4)发电机制作材料价格低廉，工艺简单，安装方便，适合大批量的安装使用。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机装置示意图。
[0012]图2是一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机装置分解图。
[0013]图3是球体撞击石英接触板导致正负电极分离的过程。
[0014]图4是球体与电极在重力作用下回落的过程。
[0015]图中：1-1铜质导热片、1-2、铝制接触板、2-1凝胶球、2-2石英气缸、3-1石英接触板、3-2传动轴、4-1电极基板、4-2导电铜箔、4-3FEP薄膜、4-4丁腈橡胶膜、4-5极薄钢片。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
[0017]当装置被置于高温表面上时，热量通过铜质导热片传导至表面镀有特氟龙材料的铝制接触板，当铝制接触板温度达到200摄氏度左右时，水凝胶球会产生弹性莱顿佛罗斯特现象，产生连续的往复弹跳运动，在这个过程中伴随着热能到机械能的转换，当球体弹跳到一定的高度时，就可以撞击到石英接触板，石英接触板受到撞击向上运动，通过传动轴将向上的速度传递给由丁腈橡胶及极薄钢片组成的电极正极，电极正极与固定在石英气缸上的由电极基板，导电铜箔和FEP薄膜组成的电极负极分离，在这个过程中，由于两种材料对自由电子的吸附能力不同，会在正极与负极之间会产生一个电势差从而向外输出电能，当电极正极与适应接触板和传动轴运动至顶点后受到重力的作用开始回落，重新回到接触状态，正负电荷相互中和，电势消失，水凝胶球再次接触到高温铝制接触板后起跳，重复上述过程，不断循环向外输出交流信号。
[0018]如图1所示，由FEP薄膜4-3及铜箔和塑料基板4-1组成的电极负极、由丁腈橡胶4-4与极薄钢片4-5组成的电极正极、由石英接触板3-1与传动轴3-2组成的传动装置、实现热能到动能转换的凝胶材料、表面镀有特氟龙的铝制接触板1-2。所述电极负极固定在石英缸套上，电极正极与传动轴3-2相接，可以与传动轴3-2、石英接触板3-1实现自由上下移动，从而实现正负电极的分离动作。由于水凝胶球高速撞击铝制接触板时，会产生局部失水进而与接触板产生黏连，破坏球体表面，因此我们在铝制接触板附着了一层特氟龙材料防止球体由于过度失水而产生的黏连现象，从而延长装置运行的寿命。
[0019]进一步的，表面镀有特氟龙材料的铝制接触板1-2与铜制导热片1-1通过耐高温的导热硅胶粘合；凝胶球2-1置于石英气缸2-2内；石英接触板3-1与传动轴3-2的一侧使用耐高温胶相连；铜箔4-2通过自身的粘性粘附在塑料基板4-1上，在突出处可以连接导线，所述FEP薄膜4-3的背面自带黏性，粘附铜箔4-2上，所述丁腈橡胶膜4-4通过在一面上涂抹导电银浆后粘附在极薄钢片4-5上，经过高温烘干后在其上开一直径与传动轴直径一致的小孔，将传动轴穿过位于电极正极上的圆孔后，另一端插入小孔用导电银浆封堵并连接导线，装置的组装。
[0020]实施例：当装置置于240摄氏度的高温表面上时，热量通过铜质导热片1-1向铝制接触板1-2传递，当铝制接触板温度上升至160摄氏度时，凝胶球2-1受到蒸汽做功的作用开始产生连续弹跳现象，随着铝制接触板的温度逐渐逼近高温表面的温度，球体在每一次接
触到高温表面时的蒸汽做功也会随着温度的升高而增加，在宏观表现上就是球体的弹跳高度上升，撞击力变大，弹跳过程也变得稳定，当铝制接触板的表面温度接近240度时，凝胶球已经可以实现稳定的弹跳。凝胶球弹跳产生的动能通过撞击将动量传递给石英接触板3-1，转换为石英接触板的动能，再通过传动轴3-2传递到由丁腈橡胶膜4-4与极薄钢片4-5组成的电极正极，使电极正极与负极产生如图3所示的分离动作，当球体与电极运动到最高点后会因为重力的作用发生如图4所示的回落过程，最终使得正负电极重新接触，在电极的接触与分离过程中，会产生位移电流与电压，向外输出电能。随着球体的持续弹跳，球体表面的水分蒸发殆尽，球体内部的水分开始以一定的速率向球体表面输运，并持续的供给蒸发做功过程的消耗，除了球体内部向表面的水分补充，在球体表面完成蒸发做功的水分会在球体表面温度较低的区域凝结并重新参与蒸发做功的过程，以补充每次做功导致的水分损失，且铝制接触板上旋涂有特氟龙涂层可以保护凝胶球不会因局部失水而被高温表面黏连破坏，因此在相对密闭的石英气缸2-2内球体可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性莱顿弗罗斯特摩擦发电机，其特征在于包括：热传导模块(1)、热动转换模块(2)、动力传导模块(3)和电力转换模块(4)；所述热传导模块(1)包括铜质导热片(1-1)和表面镀有特氟龙材料的铝制接触板(1-2)，所述铜质导热片(1-1)与铝制接触板(1-2)相连接；所述热动转换模块(2)包括石英气缸(2-1)和凝胶球(2-2)，所述凝胶球(2-2)在石英气缸(2-1)内做往复弹跳运动；所述动力传导模块(3)包括石英接触板(3-1)和传动轴(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东岳，王坤，陈贵军，东明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：