CN206785558U - 一种涡激振动环境俘能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种涡激振动环境俘能装置，它包括柱状钝体、连接在所述柱状钝体下部的炭纤维棒、架体和安装在所述炭纤维棒下端的磁感应发电机，所述炭纤维棒的中下部铰接在所述架体上实现单向摆动，所述磁感应发电机包括固定在所述炭纤维棒下端的磁铁摆锤、固定在所述架体上的摆动滑道和分别安装在所述摆动滑道两侧的两组线圈，所述摆动滑道的滑道方向与所述炭纤维棒的摆动方向一致。该涡激振动环境俘能装置具有设计科学、结构简单、不易损坏、环境要求低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电设备，具体的说，涉及了一种涡激振动环境俘能装置。
背景技术
近年来，环境俘能技术是新能源发电的重要领域，在风力发电领域，我们所看见的风力发电机都是水平轴扇叶风机，他们有着很大的风机叶片，以此来吸收风能并发电。然而，这样的风电机有一些弊端。由于需要的风力较大，对环境要求较高，一个风电场的众多风机之间的排列需要较大的安全距离，也就是说一块固定大小的地面上能够安装的风电机数量是有限的。且当风向改变时，扇叶难以进行相应的方向调整，发电效率较低。
在水力发电领域，目前采用的是水轮发电机，其原理与风力发电机类似，也存在与风力发电机相同的缺陷。
为了扩展环境俘能技术，弥补前述发电领域存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
涡激振动是一种自然界广泛存在的物理现象，其产生是由于流体流经钝体表面时可产生旋涡从而带动钝体振动。在涡激振动中有一种特殊的锁定现象，可使钝体在旋涡脱落频率接近其本征固有频率时达到共振状态，从而获得较大的能量。利用涡激振动进行发电的研究目前尚属探索阶段，其对风力要求低，可使用的环境广泛，是一种适合推广应用的新的发电手段。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构简单、不易损坏、环境要求低的一种涡激振动环境俘能装置。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种涡激振动环境俘能装置，包括柱状钝体、连接在所述柱状钝体下部的炭纤维棒、架体和安装在所述炭纤维棒下端的磁感应发电机，所述炭纤维棒的中下部铰接在所述架体上实现单向摆动，所述磁感应发电机包括固定在所述炭纤维棒下端的磁铁摆锤、固定在所述架体上的摆动滑道和分别安装在所述摆动滑道两侧的两组线圈，所述摆动滑道的滑道方向与所述炭纤维棒的摆动方向一致。
基上所述，所述柱状钝体的下部包裹所述炭纤维棒的上部。
基上所述，所述摆动滑道呈圆弧形，所述摆锤沿所述摆动滑道滑动。
基上所述，所述炭纤维棒的下部安装一内环状磁铁，所述架体的对应位置安装一对外环形磁铁，两磁铁同心排布使得内环形磁铁悬浮，所述内环形磁铁和所述外环形磁铁位于所述磁感应发电机的上方。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型将涡激振动的原理利用起来，空气流动或水体流动时产生的涡量就能造成柱状钝体振荡与摇晃，进而发电。一旦柱状钝体开始振荡，振荡时产生的机械能就会通过底部的磁感应发电机，摆锤相对线圈摆动，线圈切割磁感线，生成电流，将机械能转换为电能。
由于减少了扇叶结构，使得其制造成本降低了53%。由于整体设备的安装接近地面，从而便于组装和维护。
进一步的，为保证摆动的传递性良好，选用炭纤维棒，利用其较轻的特点，同时炭纤维棒的一部分被钝体包裹，一致性更好。
进一步的，为了提升传动效率，将摆动滑道进行改造，设置成换弧形，与炭纤维棒的摆动行程对应，运动更加顺滑。
进一步的，为了让钝体能尽可能产生最大值振荡，两个环形相斥磁铁作为非电动马达，当钝体朝其中一个方向摆荡，底部相斥的磁铁便会将其推往另一个方向，因此无论风速如何，钝体本身都能持续产生最大值振荡。
其具有设计科学、结构简单、不易损坏、环境要求低的优点。
附图说明
图1是本实用新型中涡激振动环境俘能装置的结构示意图。
图2是本实用新型中磁感应发电机的结构示意图。
图中：1. 柱状钝体；2.炭纤维棒；3.架体；4.磁感应发电机；5.磁铁摆锤；6.线圈；7.摆动滑道。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种涡激振动环境俘能装置，包括柱状钝体1、连接在所述柱状钝体1下部的炭纤维棒2、架体3和安装在所述炭纤维棒2下端的磁感应发电机4，所述炭纤维棒2的中下部铰接在所述架体3上实现单向摆动，所述磁感应发电机4包括固定在所述炭纤维棒2下端的磁铁摆锤5、固定在所述架体3上的摆动滑道7和分别安装在所述摆动滑道7两侧的两组线圈6，所述摆动滑道7的滑道方向与所述炭纤维棒2的摆动方向一致。 所述柱状钝体1的下部包裹所述炭纤维棒2的上部。所述摆动滑道7呈圆弧形，所述摆锤6沿所述摆动滑道滑动。
工作原理，将该设备按照风向和摆动方向一致的方位安装，柱状钝体1在风力或水力作用下，产生涡激振动，柱状钝体1带动炭纤维棒2摆动，摆动过程中，炭纤维棒2的下端通过柔性连接件8将摆动动作传导至磁铁摆锤，磁铁摆锤摆动过程中经过摆动滑道7两侧的线圈6，线圈6切割磁感线形成电流，完成发电过程。
为了适应不同环境下的风速，所述柱状钝体1设计为上细下粗或上粗下细或两端粗中间细或两端细中间粗的平滑过渡的柱体。原因是，当柱状钝体1的振动频率与自振频率相同发生共振时，振动幅度最大，而钝体的直径与共振相关，保证总有一个位置能够发生共振。
为了降低传动的能量消耗，摆动滑道7呈圆弧形，所述磁铁摆锤5沿所述摆动滑道7滑动。
为了让钝体能尽可能产生最大值振荡，所述炭纤维棒的下部安装一内环状磁铁，所述架体的对应位置安装一对外环形磁铁，两磁铁同心排布使得内环形磁铁悬浮，所述内环形磁铁和所述外环形磁铁位于所述磁感应发电机的上方。当钝体朝其中一个方向摆荡，外环形磁铁便会将内环形磁铁推往另一个方向，因此无论风速如何，钝体本身都能持续产生较大值振荡。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种涡激振动环境俘能装置，其特征在于：它包括柱状钝体、连接在所述柱状钝体下部的炭纤维棒、架体和安装在所述炭纤维棒下端的磁感应发电机，所述炭纤维棒的中下部铰接在所述架体上实现单向摆动，所述磁感应发电机包括固定在所述炭纤维棒下端的磁铁摆锤、固定在所述架体上的摆动滑道和分别安装在所述摆动滑道两侧的两组线圈，所述摆动滑道的滑道方向与所述炭纤维棒的摆动方向一致。
2.根据权利要求1所述的一种涡激振动环境俘能装置，其特征在于：所述柱状钝体的下部包裹所述炭纤维棒的上部。
3.根据权利要求1或2所述的一种涡激振动环境俘能装置，其特征在于：所述摆动滑道呈圆弧形，所述摆锤沿所述摆动滑道滑动。
4.根据权利要求3所述的一种涡激振动环境俘能装置，其特征在于：所述炭纤维棒的下部安装一内环状磁铁，所述架体的对应位置安装一对外环形磁铁，两磁铁同心排布使得内环形磁铁悬浮，所述内环形磁铁和所述外环形磁铁位于所述磁感应发电机的上方。
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