一种基于摩擦纳米发电的自发电水龙头

1.本发明涉及厨卫技术领域，具体涉及一种基于摩擦纳米发电的自发电水龙头。


背景技术：

2.自发电水龙头是一种可以利用水力发电的装置，可用于驱动其自身的红外传感器、杀菌消毒模块或指示灯等。目前，自发电水龙头是利用水管中的水推动微型水轮机旋转，进而带动发电机发电的。但是由于流经水龙头的水量小，时间短等原因导致用于发电的微型水轮机不能充分、持续高速旋转，进而无法稳定带动发电机发电，严重影响发电效率。此外，不稳定的高速旋转会损坏微型水轮机内部叶片、轴承等运动部件，需要后期维护。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种基于摩擦纳米发电的自发电水龙头，既可以在小水量、短时工作的条件下具有较高的发电效率，又能避免后期维护麻烦的问题。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于摩擦纳米发电的水龙头，包括水射器、分液头和管状液-固式摩擦纳米发电装置。所述水射器的高压进水口与水管连接；所述水射器的低压引射口与大气连通；所述水射器的混合流体出口与所述分液头的入口连接；所述分液头的出口与所述管状液-固式摩擦纳米发电装置的一端连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置的另一端与水龙头出水口连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置通过导线与整流储能模块连接。
5.本发明所述的水射器包括混合室、扩散室、高压进水口、低压引射口和混合流体出口。
6.本发明所述的管状液-固式摩擦纳米发电装置包括管子和金属箔，所述管子的材料为摩擦电负性强的材料；所述金属箔缠绕在管子外侧。
7.本发明所述摩擦电负性强的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物即fep或聚四氟乙烯即ptfe。
8.本发明所述整流储能模块由整流桥电路与电容组成。
9.本发明所述金属箔包括铜箔或铝箔。
10.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
11.1、本发明利用水流驱动水射器，进而驱动管状液-固式摩擦纳米发电装置进行发电。在小水量、短时工作的条件下，摩擦纳米发电机的发电效率可以达到80％，发电效率明显提高。
12.2、本发明利用摩擦纳米发电装置进行发电，无需微型水轮机中的叶片、轴承等运动机械的参与，避免了装置内部机件的磨损，后期维护成本低。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图。
14.图2为本发明中水射器的示意图。
15.图3为本发明中管状液-固式摩擦纳米发电机和整流储能模块的示意图。
16.图中：1、水射器，2、分液头，3、管状液-固式摩擦纳米发电装置，4、整流储能模块，10、高压进水口，11、低压引射口，12、混合室，13、扩散室，31、管子，32、金属箔，41、整流桥电路，42、电容。
具体实施方式
17.为使本发明的技术手段、达成目的便于了解，下面结合附图对本发明进行进一步地说明。
18.如图1-3所示，一种基于摩擦纳米发电的水龙头，包括水射器1、分液头2和管状液-固式摩擦纳米发电装置3。所述水射器1的高压进水口10与水管连接；所述水射器1的低压引射口11与大气连通；所述水射器1的混合流体出口与所述分液头2的入口连接；所述分液头2的出口与所述管状液-固式摩擦纳米发电装置3的一端连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置3的另一端与水龙头出水口连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置3通过导线与整流储能模块4连接。
19.本发明所述的水射器1包括混合室12、扩散室13、高压进水口10、低压引射口11和混合流体出口。
20.本发明所述的管状液-固式摩擦纳米发电装置3包括管子31和金属箔32，所述管子31的材料为摩擦电负性强的材料；所述金属箔32缠绕在管子31外侧。
21.本发明所述摩擦电负性强的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物即fep或聚四氟乙烯即ptfe。
22.本发明所述金属箔32包括铜箔或铝箔。
23.本发明所述整流储能模块4由整流桥电路41与电容42组成。
24.本发明的工作原理如下：
25.通过阀芯和手柄控制水管内的水流进入水射器1的高压进水口10，使得水射器1工作。水射器1工作时，水流通过负压室形成真空负压，由低压引射口11吸入空气进入负压室后，在混合室12内混合，形成气液由扩压室13出口排出完成混合。然后形成的气液混合物进入分液头2。在分液头2内生成多股气液混合流进入管状液-固式摩擦纳米发电装置3，通过接触带电和静电感应的耦合作用，利用水和管状液-固式摩擦纳米发电装置3中管子31和管外部缠绕的金属箔32的摩擦电负性的性质相反来发电。发出的交流电经过整流储能模块4中的整流桥电路41转变成直流电后接电容42储存或直接供用电设备使用。流经管状液-固式摩擦纳米发电装置3后的气液混合物通过出水口流出供人们使用。
26.以上所述仅为本发明的技术方案的优选实施方式，并不用于限制本发明，但本领域内的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，对实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：包括水射器(1)、分液头(2)和管状液-固式摩擦纳米发电装置(3)；所述水射器(1)的高压进水口(10)与水管连接；所述水射器(1)的低压引射口(11)与大气连通；所述水射器(1)的混合流体出口与所述分液头(2)的入口连接；所述分液头(2)的出口与所述管状液-固式摩擦纳米发电装置(3)的一端连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置(3)的另一端与水龙头出水口连接；所述管状液-固式摩擦纳米发电装置(3)通过导线与整流储能模块(4)连接。2.根据权利要求1所述一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：所述的水射器(1)包括混合室(12)、扩散室(13)、高压进水口(10)、低压引射口(11)和混合流体出口。3.根据权利要求1所述一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：所述的管状液-固式摩擦纳米发电装置(3)包括管子(31)和金属箔(32)，所述管子(31)的材料为摩擦电负性强的材料；所述金属箔(32)缠绕在管子(31)外侧。4.根据权利要求1所述一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：所述摩擦电负性强的材料包括氟化乙烯丙烯共聚物即fep或聚四氟乙烯即ptfe。5.根据权利要求1所述一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：所述金属箔(32)包括铜箔或铝箔。6.根据权利要求1所述一种基于摩擦纳米发电的水龙头，其特征在于：所述的整流储能模块(4)由整流桥电路(41)与电容(42)组成。

技术总结
本发明公开了一种基于摩擦纳米发电的水龙头，包括水射器、分液头和管状液-固式摩擦纳米发电装置，水射器的高压进水口与水管连接；水射器的低压引射口与大气连通；水射器的混合流体出口与分液头的入口连接；分液头的出口与管状液-固式摩擦纳米发电装置的一端连接；管状液-固式摩擦纳米发电装置的另一端与水龙头出水口连接。本发明利用水流驱动水射器，进而驱动管状液-固式摩擦纳米发电装置进行发电。在小水量、短时工作的条件下，摩擦纳米发电机的发电效率可以达到80％，发电效率明显提高。本发明利用摩擦纳米发电装置进行发电，无需微型水轮机中的叶片、轴承等运动机械的参与，避免了装置内部机件的磨损，后期维护成本低。后期维护成本低。后期维护成本低。


技术研发人员：董景明 蔡旭航 陈晨 宋率瑀 潘新祥 徐敏义
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2022/7/29