置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，包括水波发电板(1)、能量控制器、蓄电池和照明装置；其中，水波发电板(1)通过能量控制器与蓄能池相连，蓄能池与照明装置相连。本实用新型可以收集水流波动的能量，不论是在供电高峰期还是在缓解供电压力期，均能够实现不间断照明，仅是是利用下水道内的水波流动转化成电能，这样不仅减少了对有限电能的依靠性，也实现了国家所倡导的“绿色无污染”的口号。
【专利说明】
置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置
技术领域
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[0001]本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置。
【背景技术】
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[0002]近年来，随着科学技术的不断进步，人类社会的不断发展，能源问题的日趋紧张，成为困扰发展的一个重要因素，新能源问题也是科学领域的前沿。
[0003]国民的生活水平逐年提高，用电量也是急剧增加。为了缓解用电压力，供电部门常采取分时段断电，保证在人们日常生活的电能的充足。但对于公共设施，例如进楼道照明用电，或是地下停车场，亦或是街道照明装置，一旦停止供电，会对人们的日常事或造成一定的困扰，在一定程度上会形成安全隐患。
【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的在于提供一种置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，为照明装置提供不间断的电能，以克服上述现有情形存在的缺点;该装置可以收集水流波动的能量，不论是在供电高峰期还是在缓解供电压力期，均能够实现不间断照明，仅是是利用下水道内的水波流动转化成电能，这样不仅减少了对有限电能的依靠性，也实现了国家所倡导的“绿色无污染”的口号。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的:
[0006]置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，包括水波发电板、能量控制器、蓄电池和照明装置;其中，
[0007]水波发电板通过能量控制器与蓄能池相连，蓄能池与照明装置相连。
[0008]本实用新型进一步的改进在于，水波发电板包括聚全氟乙丙烯层，以及设置在聚全氟乙丙烯层上的若干组电极，每组电极均包括第一电极和第二电极，每组电极的第一电极和第二电极位于聚全氟乙丙烯层的同一侧，平行且间隔放置;每组电极均通过能量控制器与蓄能池相连。
[0009]本实用新型进一步的改进在于，聚全氟乙丙烯层为75μπι厚的薄膜。
[0010]本实用新型进一步的改进在于，水波发电板还包括支架、聚合物纳米线网格、中空遮罩和镀铜层;其中，聚全氟乙丙烯层设置在中空遮罩上，若干组电极设置在中空遮罩内，并通过导线引出作为输出端，镀铜层设置在聚全氟乙丙烯层上，聚合物纳米线网格包络在聚全氟乙丙烯层、中空遮罩和镀铜层的外侧，且聚合物纳米线网格设置在支架上。
[0011]本实用新型进一步的改进在于，中空遮罩采用1.5mm的聚丙烯薄板利用激光切割
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[0012]本实用新型进一步的改进在于，镀铜层采用利用电子蒸发技术镀在聚全氟乙丙烯层表面上。
[0013]相较于现在的技术，本实用新型具有以下有益的效果:
[0014]本实用新型提供的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，通过下水道内的水波发电板的能量收集装置对水波能进行收集，其工作原理为:通过下水管道的导向作用使水流流经水波发电板，当水流流经水波发电板的能量回收装置时，水波与聚全氟乙丙烯层相接处，接触向平行方向滑落时，水和电极之间的相互重合的各种感应层通过静电作用产生电能。在聚全氟乙丙烯层表面的水作为感应媒介去吸收在电极上的相反电荷。由于水流的移动，各感应层之间的电容量不断的变化，在聚合物层达到一种平衡，当水流流动继续与其接受，这种平衡被打破，向另外一种平衡状态改变，改变的过程产生电流。为了清楚了解发电过程(请见示意图)，详解为以下四部:第一部分，当第一电极部分接触水波时，在水波和聚全氟乙丙烯层之间形成双电子层，此时，水中的正电子筛选聚全氟乙丙烯层表面的负极电子，由于电子的不均衡分布致使静电平衡被打破，使得自由电子从第二电极向第一电极游动，直至整个水波发电板一半与水波相接触。第二部分，当水波发电板的一半与水波进行接触时，早水波与聚全氟乙丙烯层的交合面处达到一种平衡，此时没有充放电现象产生;第三部，当水波行至第二电极或是第一电极全被淹没时，此时的的电流达到最大值;当水波行之第二电极时，所产生的电子开始返回第二电极，这是由于电能的分布是趋于平衡的一种状态。最终，当整个装置完全被水波淹没时，所有的摩擦电子均被屏蔽，结果就是所有产生的电子消失。当水波褪去，另一个交替的水流再次循环，因此，产生的电子是由于摩擦接触和静电感应相互作用的过程。由于整个过程中电流有两个移动方向，由此便产生了交流电，供照明系统使用。整个过程的充放电过程均有能量控制装置进行控制。
[0015]本实用新型可实现下水管道内的浪费的水波能被有效的利用起来，减缓了供电压力，节省了能源，其次，其结构简单，所用元件以及材料易获得，可适用于大面积推广。
【附图说明】
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[0016]图1为本实用新型的整体示意图。
[0017]图2?5为水波发电板的原理图。
[0018]图6为水波发电板的结构示意图。
[0019]图7为整个照明装置系统示意图。
[0020]图中:1为水波发电板，101为聚全氟乙丙烯层，102为镀铜层，103为中空遮罩，104为聚合物纳米线网格，105为支架，2为电极。
【具体实施方式】
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[0021]下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0022]如图1和7所示，本实用新型置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，包括水波发电板1、能量控制器、蓄电池和照明装置;其中，水波发电板I通过能量控制器与蓄能池相连，以保证充放电的平稳和实现能量的储存，蓄能池与照明装置相连，使整个供电过程处于一种平稳状态。
[0023]如图6所示，水波发电板I包括聚全氟乙丙烯层101以及数组电极2，每组电极2的第一电极和第二电极位于聚全氟乙丙烯层101的一侧，且每组电极2的第一电极和第二电极平行且间隔放置。在下水管道内的水流由于管道的导向，水流依次经过第一电极和第二电极，两者均与能量控制器相连，以保证充放电的平稳性。
[0024]聚全氟乙丙烯层101主要用来与水波进行直接接触，在水波发电板I和水波的交合面处产生摩擦电子;而数组电极2是将水波运动转化电能的主要装置，此转化原理均是依据静电平衡原理。
[0025]水波发电板I还包括支架105、聚合物纳米线网格104、中空遮罩103和镀铜层102;彼此之间的连接关系与位置关系如图6所示，数组电极2放置在中空遮罩103中，用导线进行连接，作为最终输出端。聚全氟乙丙烯层101放置在中空遮罩103之上，并在薄膜上利用电子蒸发技术渡一层镀铜层102，然后在其表面上利用等离子蚀刻技术将纳米线104包络整个水流发电板上，增加水的接触面积。其中，薄膜为75μπι厚的聚全氟乙丙烯层101，中空遮罩103是由1.5_的聚丙烯薄板利用激光精确切割，中空遮罩103就像电极2—样穿过整个装置。电极2的密度和数量是由中空遮罩103所决定。中空遮罩103安装在聚全氟乙丙烯层101上，镀铜层102利用电子蒸发技术镀在聚全氟乙丙烯层101表面之上，导线与电极2相连为最终的输出端。最后整个装置放置在支架105里面，防止其倾倒，影响水波与整个装置的接触面积。
[0026]水波发电板I的最外层为聚合物纳米线网格104，其作用是为了增加整个水流发电板与水的接触面积，不易被水沾湿，同时在与水接触式能够快速的是水波褪去，继而接受下一次的冲击，循环往复，进行充电放电，以此保证稳定电压的输出。
[0027]本实用新型整个装置的创新关键在与聚全氟乙丙烯层101的应用。选取聚全氟乙丙烯层101主要因为聚全氟乙丙烯是良好的负性材料，其次耐高温，辐照稳定，以及化学惰性，使其成为水下的运作提供了可行性和持久性。
[0028]本实用新型的工作过程如下:
[0029]如图图2?5所示，本实用新型是依靠新能源为照明装置提供电能得一种装置。下水道内的水波在下水管道的导向作用下，流经水波发电板I上的聚合物纳米线网格104表层，与聚全氟乙丙烯层101直接接触，接触向平行方向滑落时，水和电极2之间的相互重合的各种感应层通过静电作用产生电能。在聚全氟乙丙烯层101表面的水作为感应媒介去吸收在电极2上的相反电荷，利用静电平衡原理产生电能。其工作原理是:当水波与经过水波发电板I时，与聚全氟乙丙烯层101相接触时，水波平行向前滑动，水与电极2之间的各个感应层产生感应电能。在聚合物纳米层网格104表面的水作为感应装置第一电极和第二电极上相反的电荷，由于水的流动，各个感应层所具有的电能有所不同，当水流达到聚合物纳米网格104时，各种正负离子以及水分子会按照一定的顺序在聚全氟乙丙烯层101表面聚集，当水波流动，这种平衡状态被打破，详细的能量产生原理可分为四部:第一步，当水波与第一电极接触时，水波经由聚合物纳米网格104表面与聚全氟乙丙烯层101接触时，水波感应带正电，此时在水波与聚全氟乙丙烯层101之间形成双电子层，为了保持静电平衡，自由电子由第二电极向第一电极游动(参照附图2);第二部，当水波行之第一电极和第二电极中位时，此时没有充放电现象。第三部，当水波行完第一电极开始与第二电极相接触式，水中的正电荷吸引聚全氟乙丙烯层101上的负电子，此时自由电子返回至第二电极，电容器之间的电荷移动完成，所产生的电流也达到了顶峰;第四部，当水波行之第二电极的末端之时，另一循环接踵而至，由于自由电子形成的电流有两个方向的流向，因此产生的交流电恰好可以为照明装置提供电能。
【主权项】
1.置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，包括水波发电板(I)、能量控制器、蓄电池和照明装置;其中， 水波发电板(I)通过能量控制器与蓄能池相连，蓄能池与照明装置相连。2.根据权利要求1所述的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，水波发电板(I)包括聚全氟乙丙烯层(101)，以及设置在聚全氟乙丙烯层(101)上的若干组电极(2)，每组电极(2)均包括第一电极和第二电极，每组电极(2)的第一电极和第二电极位于聚全氟乙丙烯层(101)的同一侧，平行且间隔放置;每组电极(2)均通过能量控制器与蓄能池相连。3.根据权利要求2所述的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，聚全氟乙丙稀层(101)为75μηι厚的薄膜。4.根据权利要求2所述的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，水波发电板(I)还包括支架(105)、聚合物纳米线网格(104)、中空遮罩(103)和镀铜层(102);其中，聚全氟乙丙烯层(101)设置在中空遮罩(103)上，若干组电极(2)设置在中空遮罩(103)内，并通过导线引出作为输出端，镀铜层(102)设置在聚全氟乙丙烯层(101)上，聚合物纳米线网格(104)包络在聚全氟乙丙烯层(101)、中空遮罩(103)和镀铜层(102)的外侧，且聚合物纳米线网格(104)设置在支架(105)上。5.根据权利要求4所述的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，中空遮罩(103)采用1.5_的聚丙烯薄板利用激光切割而成。6.根据权利要求4所述的置于下水道将水流波动的能量转化成电能进行照明的装置，其特征在于，镀铜层(102)采用利用电子蒸发技术镀在聚全氟乙丙烯层(101)表面上。
【文档编号】F21S9/04GK205535558SQ201620217771
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】亓利格, 党磊磊, 吕水明
【申请人】长安大学