一种声波共振发电装置的制作方法

文档序号:14943085发布日期:2018-07-13 21:34

本发明涉及电力领域,尤其涉及一种声波共振发电装置。



背景技术:

水力发电受限水资源的枯水期,太阳能发电受天气影响,燃料蒸汽发电、燃油发电都存在排放污染,当前缺少更好的清洁能源。



技术实现要素:

本发明主要解决的技术问题是提供一种声波共振发电装置,利用声波共振原理,用小的声波能量激励对应质量更大的共振体震动,再将共振体的震动势能转换为电能,实现新的能源利用和转化方式,为生产生活提供源源不断的电力支持。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种声波共振发电装置,包括外壳体、底座、扬声器、封闭式音箱框架、亥姆霍兹共鸣器、螺栓、陶瓷发电模块、整流输出电路、音频驱动电路、输入面板以及输出面板,所述底座上罩设有外壳体,所述扬声器通过封闭式音箱框架固定在底座上,所述亥姆霍兹共鸣器通过螺栓悬挂在所述扬声器上方,所述陶瓷发电模块贴附在所述亥姆霍兹共鸣器外表面,所述底座上设置有整流输出电路和音频驱动电路,所述外壳体表面内嵌有输入面板和输出面板,所述输入面板经由音频驱动电路连接到所述扬声器,所述输出面板经由整流输出电路连接到陶瓷发电模块。

在本发明一个较佳实施例中,所述亥姆霍兹共鸣器呈半开放中空圆筒形状,底部开设有声波传入口,所述声波传入口半径小于所述亥姆霍兹共鸣器半径。

在本发明一个较佳实施例中,所述螺栓和所述外壳体的连接部设置有垫片,所述垫片和所述亥姆霍兹共鸣器之间的螺栓上穿套有弹簧。

在本发明一个较佳实施例中,所述底座上开设有若干气孔。

在本发明一个较佳实施例中,所述输入面板设置有电源输入接口、开关以及声波频率调节旋钮。

在本发明一个较佳实施例中,所述输出面板设置有音量调节旋钮、发电指示灯、12V电源输出接口以及5.5V标准USB电源输出接口。

本发明的有益效果是:本发明提供的一种声波共振发电装置,利用声波共振原理,用小的声波能量激励对应质量更大的共振体震动,再将共振体的震动势能转换为电能,实现新的能源利用和转化方式,为生产生活提供源源不断的电力支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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它的附图,其中:

图1是本发明一种声波共振发电装置的一较佳实施例的结构图;

图2是本发明一种声波共振发电装置的一较佳实施例的结构图;

图3是本发明一种声波共振发电装置的一较佳实施例的结构图;

图4是本发明一种声波共振发电装置的一较佳实施例的结构图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示,本发明实施例包括:

一种声波共振发电装置,包括外壳体1、底座2、扬声器3、封闭式音箱框架4、亥姆霍兹共鸣器5、螺栓6、陶瓷发电模块7、整流输出电路8、音频驱动电路9、输入面板10以及输出面板11,所述底座2上罩设有外壳体1,所述扬声器3通过封闭式音箱框架4固定在底座2上,所述亥姆霍兹共鸣器5通过螺栓6悬挂在所述扬声器3上方,所述陶瓷发电模块7贴附在所述亥姆霍兹共鸣器5外表面,所述底座2上设置有整流输出电路8和音频驱动电路9,所述外壳体1表面内嵌有输入面板10和输出面板11,所述输入面板10经由音频驱动电路9连接到所述扬声器3,所述输出面板11经由整流输出电路8连接到陶瓷发电模块7。

其中,所述亥姆霍兹共鸣器5呈半开放中空圆筒形状,底部开设有声波传入口,所述声波传入口半径小于所述亥姆霍兹共鸣器5半径。

进一步的,所述螺栓6和所述外壳体1的连接部设置有垫片,所述垫片和所述亥姆霍兹共鸣器5之间的螺栓6上穿套有弹簧12。

进一步的,所述底座2上开设有若干气孔13。

进一步的,所述输入面板10设置有电源输入接口、开关以及声波频率调节旋钮。

进一步的,所述输出面板11设置有音量调节旋钮、发电指示灯、12V电源输出接口以及5.5V标准USB电源输出接口。

本装置依据斐波那契数列,选取f=144Hz为中心频率,做Rc谐振电路(中心频率为144Hz正负10%可微调),连接6.5寸扬声器(直径为16.7厘米)、阻抗为8欧姆、功率P=5瓦特及适配功放电路(LM386功放)。各部件、连线、固定在封闭音箱内。控扭接线在相应的位置。(音箱可以提高15%的声波增益,构成设备的声波激励输入)

根据输入频率f=144Hz、波长λ=2.36米,做亥姆霍兹共鸣器。

亥姆霍兹共鸣器的频率与共鸣器尺寸的计算公式:

其中,f0表示亥姆霍兹共鸣器的共振频率;

c表示声速;

S表示颈或所述亥姆霍兹共鸣器5的底部开口的截面积;

d表示颈或开口直径;

l表示颈的长度;

V表示容器的容积。

在强度一定的声波作用下,在上述共振频率时,颈内空气的震动速度最大。

f=144Hz、c=344米/秒、开口d=30厘米、S颈可以求得、l=0.5毫米(亥姆霍兹共鸣器材料的厚度)、V=桶底面积S*桶高H、(随亥姆霍兹共鸣器开口的直径大小,共鸣器的高是相应的定值)可以计算得到:桶直径D=40厘米时桶高H=58.9厘米。

1、亥姆霍兹共鸣器材料的选定

本案例选择0.5毫米厚的铁锌皮作为材料。

特点:导电(可直接为电极)、有弹性(利于震动恢复,容易共振)、廉价。

如果用0.5毫米厚铜皮,做亥姆霍兹共鸣器更佳。也可选用更优的材料,制作共鸣器。

2、亥姆霍兹共鸣器内部及接缝的要求

除亥姆霍兹共鸣器开口半敞口外,共鸣器的顶、底、侧面接缝要求全密封,光整(水、气、均无漏)。

除底部三颗密封固定螺钉外,共鸣器内无异物。

3、亥姆霍兹共鸣器震动发电部位的选择

共鸣器外表面积均可被利用,用于发电。

保守期间,本案例仅选择共鸣器的侧面积用于发电。

S侧=3.14*40*58.9=7397.84平方厘米。

共鸣器外壁与发电组件底面(其中的一个电极)用导电胶水无间隙的粘结。所有发电组件电路成全并联连接。

发电功率的预算:

可装组件片数S侧/Sf=308片。

其中Sf是发电单片组件的面积。

输出电压V=5伏、I=308*5mA=1540毫安

输出最大总功率:P=5伏*1.54安培=7.7瓦特

通过升压电路可以配套输出两个端口:

V=5.5伏、I=1400毫安=1.4安培

V=12伏、I=640毫安=0.64安培

已满足直接对小功率用电设备的供电或充电。

声源与亥姆霍兹共鸣器的共振配对过程如下:

1、打开声波源开关,把音量扭调到2/3位置或到最大。此时,亥姆霍兹共鸣器应产生轻微共振。

2、调节频率微调扭,使共振加强到最大。

3、分别调整设备顶部的三颗螺钉,可改变亥姆霍兹共鸣口与声波源音箱扬声器的距离(约5.5厘米可调)。解决声波源与制造共鸣器时的共振波长误差,让共鸣器共振最佳。(1、2、3步均观察发电指示灯到最亮为益。)

4、检测发电输出口的电压在正常值。

工作原理如下:

打开声波源,共振器接收声源激励做共振激励,直到共振器产生震动势能,将机械势能转变为电能输出。(调整设备输出电压,可作为多种用电设备的电源或充电输出端)

即用连续的特殊声、波源让共振腔自激励震动,腔体(共鸣器)的共振势能用于震动发电,整流稳压或升压处里后、对设备进行供电或充电。

利用共振势能远大于激励能这一优势。

主要部分:声源、共振腔(共鸣器)发电(共振腔、震动发电)、整流输出、消音净噪。

注:该设备适用城市低噪音共振器发电,可作为绿色电源。

后期不排出调整共振器的共振频率。适应环境需求,小型化设备。阵列累加提供较大的能源供电。

综上所述,本发明提供了一种声波共振发电装置,利用声波共振原理将声波能量转变为电能进行发电,实现新的能源利用和转化方式,为生产生活提供源源不断的电力支持,无碳排放,清洁干净能源,不受天气影响,不受资源限制。

综上所述,本发明提供了一种声波共振发电装置,利用声波共振原理,用小的声波能量激励对应质量更大的共振体震动,再将共振体的震动势能转换为电能,实现新的能源利用和转化方式,为生产生活提供源源不断的电力支持。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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