[发明专利]直流式带电颗粒流发电机

说明书

一种直流式带电颗粒流发电机，包括绝缘支架、电荷收集及转换装置、电能存储装置，电荷收集及转换装置设置在绝缘支架上，电荷收集及转换装置与电能存储装置电性连接，电荷收集及转换装置通过导体网状面与带电的沙粒接触及摩擦，同时获取沙粒自身携带电荷和沙粒与导体网面摩擦电荷，并将获取的电荷汇流为电流后输送给电能存储装置，电能存储装置存储电流。

技术领域

本发明涉及发电装置，特别涉及一种直流式带电颗粒流发电机。

背景技术

气固二相流是工业、环境、气象过程中极为常见的一种现象，如工业粉料输运、沙漠地表风沙流、沙尘暴过程等，都是当前相关科研领域关注的主要研究对象。这类二相流中的固体颗粒物质在运动过程中由于相互的接触碰撞等原因，而使得自身携带大量静电荷，并因此产生强度高达数十至数百千伏每米的静电场。这些静电能量是否可以作为一种能源而加以利用？对于涉及风沙环境的科学实验及居民生活具有非常重要的意义。尤其是这一技术有助于解决地外星球探测中机器人太阳能电池板由于被沙尘遮盖使得电池存储电量不足进而导致机器人系统无法正常工作或无法对系统实施热保护的问题。

目前，静电发电机已有一定数量的专利成果出现：例如，发明名称为 “静电发电机”、专利申请号为200410075314.4的中国专利申请、发明名称为 “静电感应发电机”、专利申请号为87103646的中国专利申请，上述专利申请都是假定存在一个接地屏蔽的、稳定的静电环境，进而依靠导体在电场中的极化现象产生带正电荷和负电荷的两端，基于此间的电势差产生电流，其实用性极低；另外，在带电颗粒流环境下，前述方案中的屏蔽环境同时也会将电场屏蔽，从而导致上述专利方案失效。

针对上述技术问题，现有技术中给出如下解决技术方案，例如发明名称为 “风沙静电发电机”、专利申请号为201410111610.9的中国专利申请，该技术方案中：导体基板与绝缘外壳形成密闭结构，以阻止沙尘进入内部，外漏的导体基板在风沙静电场的作用下发生极化，其表面带电，由于静电感应，静电感应导体板会产生与导体基板相反极性的电荷，感应电荷搬运导体板在与静电感应导体板接触时，携带与导体基板相反极性的电荷，感应电荷搬运导体板与静电感应导体板分离后与感应电荷输送导体板接触，将携带的电荷转移到感应电荷输送导体板，感应电荷输送导体板通过导线将电荷输送给电能存储装置存储。然而，上述专利申请号为201410111610.9的中国专利申请中的风沙静电发电机结构复杂，且因采用收集感应电荷的方式实现静电能的储存而致使其实用性较低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构简单且以电流方式存储电能的直流式带电颗粒流发电机。

一种直流式带电颗粒流发电机，包括绝缘支架、电荷收集及转换装置、电能存储装置，电荷收集及转换装置设置在绝缘支架上，电荷收集及转换装置与电能存储装置电性连接，电荷收集及转换装置通过导体网状面与带电的沙粒接触及摩擦，以获取颗粒自身携带静电荷以及颗粒与导体网状面相互摩擦产生的静电荷，并将获取的静电荷汇流为电流后输送给电能存储装置，电能存储装置存储电流。

上述直流式带电颗粒流发电机结构简单，亦即，电荷收集及转换装置设置在绝缘支架上，电荷收集及转换装置通过导体网状面与带电的颗粒（例如沙粒）接触及摩擦，以获取大量静电荷，并将获取的电荷转化为电流后输送给电能存储装置，进而达到便于存储电能的目的。

附图说明

附图1是一较佳实施方式的直流式带电颗粒流发电机的结构示意图。

附图2是附图1中金属网的结构示意图。

附图3是另一较佳实施方式的直流式带电颗粒流发电机的结构示意图。

附图4是附图3中金属网组件的结构示意图。