水电分离型滴水起电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于静电发生与利用技术领域，涉及一种滴水起电装置，具体涉及一种水电分离型滴水起电装置。
【背景技术】
[0002]滴水起电机，又名开尔文滴水发电机(英文:Kelvin Water Drop)是英国科学家开尔文于1867年所发明的一种静电产生器。该装置利用水滴滴落过程中对电压差的正反馈作用和水中正负离子对由电偶极子产生的静电场的静电感应作用来形成电压差。
[0003]水滴可能偶然地把极微量的电荷带给金属水桶，由于装置结构的巧妙设置，形成正反馈，电荷积累量随时间呈指数增长，短时间内在两桶间可形成极高的电势差。
[0004]图1是传统的滴水起电装置示意图，此装置的每一部分开始时几乎都不带电，由于滴水槽I水中有正负离子(正负电荷)，由滴水口 2滴出的水滴可能偶然地把极微量的电荷带给金属水桶4，造成金属水桶4带有微量电荷。任何一个金属水桶4获得微量电荷则装置开始电荷积累过程。假设左边金属水桶4获得正电荷，则与之相连的右边导电环3也有一定的正电荷。由于静电感应作用，右边导电环3上的正电荷，会吸引负电荷到右边的水流中，右边的水滴会携带负电荷滴落，最终滴到右边的金属水桶4内，使右边的金属水桶4所带负电荷增加积累，从而又使与之相边的左边导电环3也带负电荷，它将会吸引正电荷到左边的水流中。当水滴落到金属水桶4内，他们各自携带的正负电荷就会转移到金属水桶并积累。因此，正电荷由于左边导电环3的吸引作用被吸引到左边水流，使左边金属水桶4携带正电荷不断积累；负电荷被吸引到右侧水流，使右边金属水桶4携带负电荷不断积累。这个正反馈过程使每个金属水桶4和导电环3获得更多的电荷，形成更强的静电感应。如此这般积少成多，循环进行，电荷分离速度逐步加快电荷积累量随时间呈指数增长。但是此过程金属桶4中的水作为储电及导电媒质，一旦水体积超过金属水桶4溢出，装置由于漏电而失效，这也是限制滴水起电装置应用于实际的缺陷。
[0005]传统滴水起电装置受到水体积的限制，电荷积累有限，目前只用于教学演示用途，因此缺少在实际工程上的应用实例。
【发明内容】
[0006]基于上述原因，本发明目的是在于克服现有滴水起电装置在实际应用中的弊端，通过利用静电屏蔽原理将传统滴水起电装置进行改进，采用储电环结构，利用储电环使水电分离，将水中电荷引出至感应线圈，水滴失去电荷后可以直接排出不再作为导电媒质，使滴水起电装置结构更加紧凑，将完成滴水起电过程缩短，并且将装置体积大大缩小，解决了现有技术存在的上述问题。
[0007]本发明的技术方案是，一种水电分离型滴水起电的装置，包括下方带有两个滴水口的滴水容器，所述滴水容器滴水口下方设有左、右两个感应线圈，左、右两个感应线圈分别与其下方的圆筒形右、左储电筒通过导线交叉相连接，左、右边储电筒内嵌有铁网，下方还设有共用的储水槽。
[0008]本发明所述的水电分离型滴水起电的装置，其特征还在于:
[0009]所述储电筒内嵌有的铁网为一个W型铁网。
[0010]所述与左、右两个感应线圈交叉连接的储电筒，利用静电屏蔽作用使带电水滴将电荷传递到感应线圈上完成水电分离，电荷产生电场使水滴带电，以正反馈的形式积累电荷。
[0011]由所述储电筒内嵌的w形铁网构成水滴与储电筒的接触界面，使电荷得以转移又能确保水滴顺势滴下，并根据静电屏蔽原理，将电荷分布到作为边储电筒外部的筒壁上，实现水电分离。
[0012]本发明水电分离型滴水起电装置，通过储电筒，利用静电屏蔽作用将水中电荷引出至感应线圈，水滴失去电荷后可直接排出不再作为储电介质，极大地提高了滴水起电的效率和作用效果，通过静电屏蔽原理将传统滴水起电装置进行改进，利用储电筒和W型铁网使水电分离，让装置结构更加紧凑，仅需几个主要构件便可完成滴水起电过程，且装置体积将大大缩小。
[0013]本发明区别于传统技术，还提供了一种水电分离的方法:利用储电筒的静电屏蔽效果将水中电荷提取出来，使得不带电的水能及时排出，解决了水体积超过金属水桶时溢出，装置由于漏电而失效的问题；并将仅用于教学演示实验阶段的滴水起电装置，广泛的应用到实际工程方面。
【附图说明】
[0014]图1是现有滴水起电装置结构示意图；
[0015]图2是本发明水电分离型滴水起电装置结构示意图；
[0016]图3是本发明水电分离型滴水起电装置储电筒结构示意图；
[0017]图中，1.滴水容器，2.滴水口，3.导电环，4.金属水桶，5.感应线圈，6.储电筒，
7.铁网，8.储水槽。
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0019]本发明水电分离型滴水起电装置，如图2和图3所示，包括下方带有两个滴水口 2的滴水容器I，所述滴水容器I滴水口 2下方设有左、右两个感应线圈5，左、右两个感应线圈5分别与其下方的右、左储电筒6通过导线交叉相连接，左、右边储电筒6内嵌有铁网7，下方还设有共用的储水槽8 ;所述的所述储电筒6内嵌有的铁网7为一个W型铁网。
[0020]本发明水电分离型滴水起电的装置，与左、右两个感应线圈5交叉连接的储电筒6，利用静电屏蔽作用使带电水滴将电荷传递到感应线圈5上完成水电分离，电荷产生电场使水滴带电，以正反馈的形式积累电荷。
[0021]本发明水电分离型滴水起电的装置，由储电筒6内嵌的w形铁网7构成水滴与储电筒6的接触界面，使电荷得以转移又能确保水滴顺势滴下，并根据静电屏蔽原理，将电荷分布到作为储电筒6外部的筒壁上，实现水电分离。
[0022]本发明水电分离型滴水起电装置，滴水口 2与感应线圈的距离保持在I?2cm范围内，以便保证感应起电效果，滴水容器I的形式可根据实际应用情况进行相应改动；感应线圈5与储电筒6通过导线交叉相连，保证形成正反馈；储电筒6中的w形铁网7与筒壁连接，水滴与其接触过程中水中电荷迅速分布在筒外壁或者感应线圈上，W形铁网7加大了与水接触的面积，使电荷分离效果更好，不会造成电荷流失；滴落不带电的水滴直接落入储水槽8可继续使用。
[0023]本发明水电分离型滴水起电装置工作过程分为以下阶段:
[0024]1、起电阶段:此阶段有两种方法一一
[0025](I)直接给其中一个感应线圈带上电荷；
[0026](2)利用偶然因素使滴下的水滴开始带电并通过储电环将电荷储存在感应线圈上，本阶段为电荷积累提供了初始条件。
[0027]2、水滴带电阶段:水滴滴落前，受到感应线圈所带电荷产生的电场作用而带异种电荷。
[0028]3、水电分离阶段:由于静电屏蔽作用使得电荷只分布在导体最外层，在储电环内，水滴所带电荷与铁网接触后，立即转移到与之连接的感应线圈上，水滴处于导体腔内不带电，由于重力作用而滴落。此时水滴中已不带电荷。
[0029]4、循环进行步骤2、3，感应线圈以正反馈的形式按指数速度积累电荷，引出可作其他用途的静电。
[0030]5、步骤3中滴落的不带电水滴可直接排出，不会造成电荷流失，且不再需要将水保留起来，至此原始装置中受水体积限制的问题得到解决。
[0031]本发明水电分离型滴水起电装置区别于传统技术，所提供的水电分离方法:利用储电筒的静电屏蔽效果将水中电荷提取出来，使得不带电的水能及时排出，解决了水体积超过金属水桶4溢出，由于装置漏电而失效的问题，并且将仅用于教学演示实验阶段的滴水起电装置，广泛的应用到实际工程方面，有效地利用了滴水起电装置产生的资源。
[0032]上述实施方式只是本发明的几个实例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。
【主权项】
1.一种水电分离型滴水起电的装置，包括下方带有两个滴水口(2)的滴水容器(I)，其特征在于，所述滴水容器(I)滴水口(2)下方设有左、右两个感应线圈(5)，左、右两个感应线圈(5)分别与其下方的右、左储电筒(6)通过导线交叉连接，左、右储电筒(6)内嵌有铁网(7)，下方还设有共用的储水槽(8)。
2.根据权利要求1所述的水电分离型滴水起电的装置，其特征在于:所述储电筒(6)内嵌有的铁网(7)为一个W型铁网。
3.根据权利要求1所述的水电分离型滴水起电的装置，其特征在于:所述与左、右两个感应线圈(5)交叉连接的储电筒(6)，利用静电屏蔽作用使带电水滴将电荷传递到感应线圈上完成水电分离，电荷产生电场使水滴带电，以正反馈的形式积累电荷。
4.根据权利要求1所述的水电分离型滴水起电的装置，其特征在于:由所述储电筒(6)内嵌的w形铁网(7)构成水滴与储电筒￠)的接触界面，使电荷得以转移又能确保水滴顺势滴下，并根据静电屏蔽原理，将电荷分布到作为储电筒(6)外部的筒壁上，实现水电分离。
【专利摘要】本发明提供了一种水电分离型滴水起电装置，包括下方带有两个滴水口的滴水容器，滴水口下方设有左、右两个感应线圈，左、右两个感应线圈分别与其下方的圆筒形右、左储电筒通过导线交叉连接，储电筒内嵌有铁网，下方还设有共用的储水槽；所述储电筒内嵌有的铁网为一个W型铁网。本发明左、右两个感应线圈交叉连接的右、左储电筒，利用静电屏蔽作用使带电水滴将电荷传递到感应线圈上完成水电分离，电荷产生电场使水滴带电，以正反馈的形式积累电荷；由储电筒内嵌的w形铁网构成水滴与储电筒的接触界面，使电荷得以转移又能确保水滴顺势滴下，并根据静电屏蔽原理，将电荷分布到作为储电筒外部的筒壁上，实现水电分离，并可将产生静电应用于实际工程。
【IPC分类】H02N1-06
【公开号】CN104779833
【申请号】CN201510098906
【发明人】吴亮, 刘刚, 金尚儿, 曾锐锋, 陈榆丰, 王文斌
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月5日