ES2930356T3

ES2930356T3 - Vortex Induced Vibration Energy Extraction Apparatus

Info

Publication number: ES2930356T3
Application number: ES18832407T
Authority: ES
Inventors: Jong Su Choi; Sup Hong; Young Shik Kim; Bu Geun Paik; Hyung Woo Kim; Cheon Hong Min; Hong Gun Sung; Ji Yong Park; Chang Ho Lee; Seong Soon Kim; Su Gil Cho; Gil Won Kim; Tae Hwan Joung
Original assignee: Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Current assignee: Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2038-07-13
Also published as: WO2019013590A1

Abstract

Se divulga un aparato de extracción de energía de vibración inducida por vórtice. De acuerdo con la presente invención, el aparato de extracción de energía por vibración inducida por vórtice extrae, como energía eléctrica, la energía mecánica generada cuando un vibrador genera vibraciones inducidas por vórtice, en el que la pluralidad de vibradores están provistos respectivamente en ambos lados con respecto a un soporte, el el vibrador en un lado del mismo genera las vibraciones inducidas por vórtice por medio del fluido que fluye en una dirección para generar la energía mecánica, y el vibrador en el lado opuesto genera las vibraciones inducidas por vórtice por medio del fluido que fluye en la dirección opuesta para generar la energía mecánica. Cuando el vibrador colocado en el lado superior en la dirección del flujo con respecto a la dirección del flujo del fluido genera vibraciones inducidas por vórtice por el flujo del fluido en el lado superior del mismo para generar la energía mecánica, se produce un galope de estela debido a un vórtice generado en la parte posterior del vibrador colocado en la parte superior, de manera que el vibrador colocado en la parte inferior genera la energía mecánica. De acuerdo con la presente invención, el aparato de extracción de energía de vibración inducida por vórtice provisto en el mar puede proporcionar los efectos de: permitir que la energía sea extraída generando las vibraciones inducidas por vórtice incluso por mareas crecientes y menguantes; permitir mejorar la eficiencia de extracción de energía mediante el galope de estela; y permitir extraer la energía en correspondencia con una corriente de marea, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A vortex induced vibration energy extraction apparatus is disclosed. According to the present invention, the vortex-induced vibration energy extraction apparatus extracts, as electrical energy, the mechanical energy generated when a vibrator generates vortex-induced vibrations, wherein the plurality of vibrators are respectively provided on both sides With respect to a support, the vibrator on one side of it generates the vortex-induced vibrations by means of the fluid flowing in one direction to generate the mechanical energy, and the vibrator on the opposite side generates the vortex-induced vibrations by means of of the fluid flowing in the opposite direction to generate mechanical energy. When the vibrator placed on the upper side in the flow direction with respect to the fluid flow direction generates vortex-induced vibrations by the fluid flow on the upper side thereof to generate the mechanical energy, a wake gallop is produced. due to a vortex generated at the back of the vibrator placed at the top, so that the vibrator placed at the bottom generates the mechanical energy. According to the present invention, the sea-provided vortex-induced vibration energy extraction apparatus can provide the effects of: allowing energy to be extracted by generating the vortex-induced vibrations even by ebb and flow tides; allow to improve the efficiency of energy extraction through wake gallop; and allow extracting energy in correspondence with a tidal current, (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aparato de extracción de energía por vibración inducida por vórticeVortex Induced Vibration Energy Extraction Apparatus

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Campo de la invenciónfield of invention

La presente divulgación se refiere a un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice. Más específicamente, la presente descripción se refiere a un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice donde, cuando la energía eléctrica se extrae de la energía mecánica causada por la vibración inducida por vórtice en dirección hacia arriba/abajo o hacia la izquierda/derecha que resulta de un vórtice generado en una superficie debido al desprendimiento del vórtice causado por el flujo de una corriente de marea (flujo de fluido), la energía se puede extraer de manera adaptativa en varias direcciones de flujo del fluido, incluida una corriente de marea o una corriente oceánica, y la eficiencia de generación de energía se puede mejorar sustancialmente como un resultado del fenómeno de estela galopante.The present disclosure relates to a vortex-induced vibration energy extraction device. More specifically, the present disclosure relates to a vortex-induced vibration energy extracting device where, when electrical energy is extracted from mechanical energy caused by vortex-induced vibration in up/down or counterclockwise/ resulting from a vortex generated at a surface due to shedding of the vortex caused by the flow of a tidal stream (fluid flow), energy can be adaptively extracted in various fluid flow directions, including a tidal current tidal or ocean current, and power generation efficiency can be substantially improved as a result of the wake phenomenon.

Descripción del estado de la técnicaDescription of the state of the art

La generación de energía se refiere a la conversión de energía mecánica, energía térmica, energía química u otro tipo de energía en energía eléctrica. Los tipos de generación de energía actualmente conocidos incluyen: generación de energía térmica que utiliza combustible fósil como fuente de energía; generación de energía hidroeléctrica que utiliza la energía potencial del agua; generación de energía eólica que utiliza la energía cinética del viento; generación de energía fotovoltaica que utiliza calor solar como fuente de energía; generación de energía nuclear que utiliza la fisión nuclear; generación de energía undimotriz que utiliza las olas como fuente de energía; generación de energía térmica oceánica que utiliza la diferencia de temperatura entre las profundidades de las corrientes oceánicas; generación de energía mareomotriz que utiliza la amplitud de las mareas; y la generación de energía de corrientes oceánicas que utiliza la amplitud de las mareas o las corrientes oceánicas resultantes de elementos topográficos como fuente de energía. Power generation refers to the conversion of mechanical energy, thermal energy, chemical energy, or other energy into electrical energy. Currently known types of power generation include: thermal power generation using fossil fuel as a power source; hydroelectric power generation that uses the potential energy of water; wind power generation using the kinetic energy of the wind; photovoltaic power generation that uses solar heat as a power source; nuclear power generation using nuclear fission; wave power generation using waves as a power source; ocean thermal power generation that uses the temperature difference between the depths of ocean currents; tidal power generation using tidal range; and ocean current power generation that uses tidal range or ocean currents resulting from topographic features as a power source.

La generación de energía térmica y la generación de energía hidroeléctrica necesitan enormes costos de construcción, y la generación de energía térmica involucra el problema de la contaminación ambiental causada por la energía fósil. La generación de energía hidroeléctrica no solo cambia el ecosistema cuando un área extensa se sumerge en agua después de la construcción de la represa, sino que también cambia la atmósfera en el área correspondiente en los peores casos (problema ambiental secundario).Thermal power generation and hydropower generation need huge construction costs, and thermal power generation involves the problem of environmental pollution caused by fossil energy. Hydropower generation not only changes the ecosystem when a large area is submerged in water after dam construction, but also changes the atmosphere in the corresponding area in the worst cases (secondary environmental problem).

La generación de energía eólica y la generación de energía fotovoltaica se ven afectadas por las condiciones climáticas, lo que significa que los sistemas de generación de energía no pueden funcionar si no hay viento o si la energía de la radiación solar está bloqueada.Wind power generation and photovoltaic power generation are affected by weather conditions, which means that power generation systems cannot work if there is no wind or if the energy from solar radiation is blocked.

La generación de energía nuclear requiere enormes costos para construir instalaciones que bloqueen las fugas de radiación y para eliminar los desechos nucleares. Además de varias limitaciones relacionadas con esto, siempre existe el riesgo de que incluso un solo accidente pueda causar un desastre ambiental grave.Nuclear power generation requires enormous costs to build facilities that block radiation leaks and to dispose of nuclear waste. In addition to various limitations related to this, there is always the risk that even a single accident could cause a serious environmental disaster.

La generación de energía undimotriz y la generación de energía térmica oceánica tienen aplicaciones limitadas debido a que pocas áreas pueden satisfacer las condiciones requeridas.Wave power generation and ocean thermal power generation have limited applications because few areas can satisfy the required conditions.

La generación de energía mareomotriz utiliza la amplitud de marea resultante de las mareas crecientes y menguantes, las cuales están gobernadas por las fuerzas gravitatorias del sol y la luna, y que también están influenciadas por la diferencia en la fuerza centrífuga resultante de la rotación de la tierra. Para generar electricidad a partir de la energía de las mareas, el estuario o la bahía de un área que tiene un rango de mareas se bloquea con una presa para rodear el agua de mar, y se instala un generador de turbina de agua para generar electricidad utilizando la diferencia de nivel del agua. La generación de energía mareomotriz es ventajosa porque, una vez que se determina el lugar para la generación, se puede predecir el cambio del nivel del mar y se obtiene energía limpia. Sin embargo, el medio ambiente marino se ve muy afectado porque se requiere una gran área y la marisma también queda devastada. La altura efectiva mínima requerida para una conversión de energía plausible es de aproximadamente 5 m. En otras palabras, el sistema debe instalarse en un lugar que tenga un rango de marea de al menos 5 m. Para obtener una mayor eficiencia, los diferentes lados de la presa deben tener un rango de marea grande.Tidal power generation uses the tidal amplitude resulting from ebb and flow tides, which are governed by the gravitational forces of the sun and moon, and which are also influenced by the difference in centrifugal force resulting from the rotation of the land. To generate electricity from tidal power, the estuary or bay of an area that has a tidal range is blocked with a dam to encircle seawater, and a water turbine generator is installed to generate electricity. using the difference in water level. Tidal power generation is advantageous because once the location for generation is determined, sea level change can be predicted and clean energy is obtained. However, the marine environment is greatly affected because a large area is required and the salt marsh is also devastated. The minimum effective height required for a plausible power conversion is approximately 5 m. In other words, the system must be installed in a place that has a tidal range of at least 5m. In order to obtain greater efficiency, the different sides of the dam must have a large tidal range.

La generación de energía de corrientes oceánicas utiliza activamente la energía cinética de las corrientes oceánicas y la convierte en energía eléctrica. Una central eléctrica de corriente oceánica se puede construir no solo en un área que tenga un gran rango de mareas, sino también en un área que tenga una alta velocidad de corriente oceánica. Se puede generar electricidad incluso si la altura efectiva es inferior a 5 m, que es el requisito mínimo para la generación de energía mareomotriz.Ocean current power generation actively uses the kinetic energy of ocean currents and converts it into electrical energy. An ocean current power station can be built not only in an area that has a large tidal range, but also in an area that has a high velocity of ocean current. Electricity can be generated even if the effective height is less than 5 m, which is the minimum requirement for tidal power generation.

La generación de energía por corrientes oceánicas se considera más ventajosa que otros tipos de sistemas de generación porque la electricidad se puede generar de forma continua independientemente del clima cambiante y no se produce contaminación porque se utiliza una fuente de energía limpia.Ocean current power generation is considered more advantageous than other types of generation systems because electricity can be generated continuously regardless of changing weather and is not produced pollution because a clean energy source is used.

Los tipos de sistemas de generación de energía por corrientes oceánicas incluyen un sistema de generación de energía por corrientes oceánicas instalado dentro de un rompeolas, que tiene un túnel formado en el rompeolas para generar electricidad mediante un módulo generador en el túnel; un sistema de generación de energía de corriente oceánica fijado a un lecho marino, que está fijado a un soporte fijado al lecho marino; y una generación de energía de corriente oceánica de tipo flotante que está unida a un cuerpo flotante que flota sobre una superficie de agua de mar.The types of ocean current power generation systems include an ocean current power generation system installed within a breakwater, having a tunnel formed in the breakwater for generating electricity by means of a generator module in the tunnel; an ocean current power generation system attached to a seabed, which is attached to a bracket attached to the seabed; and a floating type ocean current power generation which is attached to a floating body floating on a seawater surface.

Mientras tanto, los medios convencionales de generación de energía incluyen un dispositivo de extracción de energía limpia y amigable con el medio ambiente que emplea vibración inducida por vórtice (VIV), divulgado en la Publicación de Patente Registrada de Corea No. 10-1061824 (fecha de publicación: 5 de septiembre de 2011), y un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de tipo de rotación de pivote alternativo simple y una extracción de energía por vibración inducida por vórtice utilizando el mismo, divulgado en la Publicación de Patente Registrada de Corea No. 10-1284106 (fecha de publicación: 10 de julio de 2013).Meanwhile, the conventional means of power generation include an environment-friendly and clean power extraction device employing Vortex-Induced Vibration (VIV), disclosed in Korea Registered Patent Publication No. 10-1061824 (date of publication: September 5, 2011), and a simple reciprocating pivot rotation type vortex-induced vibration energy extraction device and a vortex-induced vibration energy extraction using the same, disclosed in the Patent Publication Korea Registered No. 10-1284106 (publication date: July 10, 2013).

El medio de generación de potencia convencionales se instala en alta mar de manera que los cuerpos vibratorios experimentan vibraciones inducidas por vórtices por medio del flujo de corriente de marea (corriente oceánica), y la energía mecánica resultante se convierte en energía eléctrica.Conventional power generation means are installed offshore so that the vibrating bodies experience vortex-induced vibrations by means of tidal current flow (ocean current), and the resulting mechanical energy is converted into electrical energy.

Sin embargo, los medios convencionales de generación de energía basados en vibraciones inducidas por vórtices tienen el problema de que están configurados para operar solo con una corriente de marea (flujo de fluido) que fluye en una dirección, lo que hace imposible utilizar la energía mecánica resultante de las mareas de inundación y mareas bajas en aguas que tienen mareas crecientes y bajas.However, conventional means of power generation based on vortex-induced vibrations have the problem that they are configured to operate only with a tidal current (fluid flow) flowing in one direction, making it impossible to use mechanical energy. resulting from flood tides and low tides in waters that have ebb and flow tides.

Por ejemplo, los medios convencionales de generación de energía basados en la vibración inducida por vórtices tienen el problema de que están configurados para convertir la energía mecánica en energía eléctrica en el curso de las vibraciones inducidas por vórtices de los cuerpos vibratorios mediante un flujo en una dirección durante la marea de crecida del agua de mar o durante la marea de bajada, pero los cuerpos vibratorios no pueden sufrir vibraciones inducidas por vórtices por medio de un flujo de agua de mar (fluido) en la dirección opuesta a la dirección inicial del flujo, lo que hace imposible utilizar eficazmente las corrientes de marea en ambas direcciones en un lugar que tenga corrientes de marea en ambas direcciones (mareas de crecida y de bajada).For example, conventional vortex-induced vibration-based power generation means have a problem that they are configured to convert mechanical energy into electrical energy in the course of vortex-induced vibrations of vibrating bodies by flowing in a direction during the rising tide of seawater or during the ebb tide, but the vibrating bodies cannot undergo vortex-induced vibrations by means of a flow of seawater (fluid) in the opposite direction to the initial direction of flow , making it impossible to effectively use tidal currents in both directions in a location that has tidal currents in both directions (both high and low tides).

Existe otro problema en el sentido de que, aunque es posible hacer frente a un cambio de dirección del flujo (cambio de dirección del flujo de fluido) utilizando oscilación (“yawining”) y veleta (“vaning”), este enfoque requiere un dispositivo adicional, lo que aumenta los costes de fabricación y reparación/mantenimiento. En otras palabras, un dispositivo de cambio de dirección separado necesario para hacer frente a un cambio de dirección de flujo aumenta los costes de fabricación y reparación/mantenimiento.There is another problem in that, although it is possible to deal with a change in direction of flow (change of direction of fluid flow) using yawining and vaning, this approach requires a device additional, which increases manufacturing and repair/maintenance costs. In other words, a separate change of direction device required to cope with a change of flow direction increases manufacturing and repair/maintenance costs.

El documento KR 20130035105A enseña un sistema que genera energía utilizando el caudal y el calor del agua caliente. El sistema comprende un sistema de generación de energía que comprende un cilindro de inducción de vórtice, columnas de soporte, una cámara de compresión, una unidad de refrigeración y una unidad de calefacción. El cilindro de inducción de vórtice vibra a través de la interacción con un vórtice generado por la velocidad del agua residual caliente.Document KR 20130035105A teaches a system that generates energy using the flow and heat of hot water. The system comprises a power generation system comprising a vortex induction cylinder, support columns, a compression chamber, a refrigeration unit and a heating unit. The vortex induction cylinder vibrates through interaction with a vortex generated by the velocity of the hot wastewater.

Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention

La presente descripción se ha realizado para resolver los problemas mencionados anteriormente en la técnica anterior, y un aspecto de la presente descripción es proporcionar un medio para permitir que un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice instalado en alta mar extraiga energía tanto a través de vibración inducida por vórtice que resulta de una marea alta y a través de la vibración inducida por vértice que resulta de una marea baja, es decir, para extraer energía de forma adaptativa en varias direcciones de flujo de fluidos (por ejemplo, corrientes de marea bidireccionales o corrientes oceánicas).The present disclosure has been made to solve the aforementioned problems in the prior art, and one aspect of the present disclosure is to provide a means for enabling an offshore vortex-induced vibration energy extraction device to extract energy from both through vortex-induced vibration resulting from high tide and through vortex-induced vibration resulting from low tide, that is, to adaptively extract energy in various fluid flow directions (e.g., tidal currents). bidirectional or ocean currents).

Otro aspecto de la presente divulgación es proporcionar un medio que incluya cuerpos vibratorios configurados para la vibración inducida por vórtices (o simplemente denominados cuerpos vibratorios) y provistos para enfrentarse entre sí de tal manera que, cuando el cuerpo vibratorio posicionado en la parte delantera (corriente ascendente) sufre una vibración inducida por vórtices debido a un flujo de fluido (por ejemplo, corriente de marea o corriente oceánica), el cuerpo vibratorio posicionado en la parte trasera (corriente descendente) también sufre una vibración inducida por vórtices como resultado del fenómeno de estela galopante, mejorando así sustancialmente la eficiencia de generación de energía.Another aspect of the present disclosure is to provide a means that includes vibrating bodies configured for vortex-induced vibration (or simply referred to as vibrating bodies) and provided to face one another in such a way that when the vibrating body is positioned in the front (current updraft) undergoes vortex-induced vibration due to a fluid flow (for example, tidal current or ocean current), the vibrating body positioned at the rear (downdraft) also undergoes vortex-induced vibration as a result of the phenomenon of galloping wake, thus substantially improving power generation efficiency.

Otro aspecto de la presente descripción es proporcionar un medio capaz de hacer frente de manera eficiente a corrientes de marea bidireccionales u otros flujos de fluidos en varias direcciones variando la postura y la forma de los cuerpos vibratorios de un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice, o adoptando una estructura de disposición de cuerpo vibratorio diferente a la de la técnica anterior, y capaz de detener o minimizar la vibración inducida por vórtice de las cuerpos vibratorios durante la reparación o en caso de emergencia.Another aspect of the present disclosure is to provide a means capable of efficiently coping with bidirectional tidal currents or other fluid flows in various directions by varying the posture and shape of the vibrating bodies of an induced vibration energy extraction device. by vortexing, or by adopting a vibrating body arrangement structure different from that of the prior art, and capable of stopping or minimizing the vortex-induced vibration of the vibrating bodies during repair or in an emergency.

La presente invención proporciona un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice que incluye: un par de cuerpos vibratorios acoplados a un cuerpo de soporte instalado en un lecho marino de manera que ambos extremos de los mismos están acoplados a ambos lados del cuerpo de soporte mediante ejes, respectivamente, los cuerpos vibratorios estando dispuesto a lo largo de una línea recta con respecto a una dirección de flujo de un fluido; y un dispositivo de conversión de energía provisto en el cuerpo de soporte para convertir la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice de los cuerpos vibratorios debido al flujo del fluido en energía eléctrica, donde el cuerpo vibratorio se coloca aguas arriba en la dirección del flujo, con respecto a la dirección del flujo del fluido, está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice que resulta del flujo del fluido aguas arriba, y el cuerpo vibratorio colocado aguas abajo en la dirección del flujo está configurado para generar energía mecánica a través de la estela galopante causada por un vórtice generado detrás del cuerpo vibratorio posicionado aguas arriba, caracterizado porque el cuerpo de soporte comprende un medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento configurado para controlar de forma variable el ángulo del cuerpo vibratorio con respecto al flujo del fluido, deteniendo o minimizando así la vibración inducida por el vórtice del cuerpo vibratorio.The present invention provides a vortex induced vibration energy extraction device including: a pair of vibrating bodies coupled to a supporting body installed on a seabed such that both ends thereof are coupled to both sides of the supporting body via shafts, respectively, the vibrating bodies being arranged along a straight line with respect to a flow direction of a fluid; and an energy conversion device provided on the supporting body for converting mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of the vibrating bodies due to the flow of the fluid into electrical energy, wherein the vibrating body is placed upstream in the direction of the flow, with respect to the fluid flow direction, is configured to generate mechanical energy through vortex-induced vibration resulting from the upstream fluid flow, and the vibrating body placed downstream in the flow direction is configured to generating mechanical energy through the galloping wake caused by a vortex generated behind the vibrating body positioned upstream, characterized in that the support body comprises positioning condition maintaining means configured to variably control the angle of the vibrating body with relative to fluid flow, thus stopping or minimizing vibration. ion induced by the vortex of the vibrating body.

El cuerpo de soporte puede acoplarse a un cuerpo de anclaje que incluye tres bloques de soporte dispuestos en un ángulo de 120°, o a un cuerpo de anclaje que incluye un monopilote, un ancla de gravedad o un ancla de pilote.The support body can be coupled to an anchor body that includes three support blocks arranged at an angle of 120°, or to an anchor body that includes a monopile, a gravity anchor, or a pile anchor.

Un cuerpo de soporte entre el cuerpo vibratorio aguas arriba y el cuerpo vibratorio aguas abajo puede tener ambos lados formados en forma de "]", formando así un espacio de evitación, de modo que el fluido que ha pasado a través del cuerpo vibratorio aguas arriba no se interfiere antes de actuar sobre el cuerpo vibratorio aguas abajo.A supporting body between the upstream vibrating body and the downstream vibrating body may have both sides formed in the shape of "]", thus forming a bypass gap, so that the fluid which has passed through the upstream vibrating body it is not interfered with before acting on the downstream vibrating body.

Se puede formar un cuerpo de soporte entre el cuerpo vibratorio aguas arriba y el cuerpo vibratorio aguas abajo con la forma de una placa delgada aerodinámica, formando así una porción de evitación, de modo que el fluido que ha pasado a través del cuerpo vibratorio aguas arriba no se interfiere antes de actuar sobre el cuerpo vibratorio aguas abajo.A support body can be formed between the upstream vibrating body and the downstream vibrating body in the shape of a streamlined thin plate, thus forming a bypass portion, so that the fluid which has passed through the upstream vibrating body it is not interfered with before acting on the downstream vibrating body.

Se puede instalar una estructura inductora de corrientes de marea cerca del cuerpo de soporte para inducir el flujo de un fluido, incluida una corriente de marea o una corriente oceánica resultante de una marea alta o baja, en una dirección que coincida con los respectivos cuerpos vibratorios en ambos lados.A tidal current inducing structure may be installed near the supporting body to induce the flow of a fluid, including a tidal current or an ocean current resulting from high or low tide, in a direction coinciding with the respective vibrating bodies on both sides.

El cuerpo de soporte puede incluir un medio de mantenimiento de la potencia nominal configurado para controlar de forma variable el ángulo del cuerpo vibratorio con respecto al flujo del fluido, para controlar de forma variable la forma del cuerpo vibratorio, manteniendo así la potencia nominal, o para detener la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio. The support body may include power rating maintaining means configured to variably control the angle of the vibrating body with respect to fluid flow, to variably control the shape of the vibrating body, thereby maintaining power rating, or to stop the vortex-induced vibration of the vibrating body.

El medio de mantenimiento de la potencia nominal puede incluir un actuador que tiene un extremo acoplado al cuerpo vibratorio y el otro extremo acoplado a los bastidores de soporte que acoplan el cuerpo vibratorio a un eje para empujar o tirar del cuerpo vibratorio a través de operaciones de contracción/extensión, por lo tanto, variando el ángulo del cuerpo vibratorio.The power rating holding means may include an actuator having one end coupled to the vibratory body and the other end coupled to support frames that couple the vibratory body to a shaft for pushing or pulling the vibrating body through slewing operations. contraction/extension, therefore, varying the angle of the vibrating body.

El medio de mantenimiento de la potencia nominal puede estar configurado para variar la forma de la sección transversal del cuerpo vibratorio y pueden incluir: múltiples primera, segunda, tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio formadas al dividir el cuerpo vibratorio en la dirección longitudinal, y dispuestas de tal manera que el cuerpo vibratorio tiene una forma de sección transversal poligonal, estando acoplados axialmente y conectados entre sí los extremos respectivos de la primera, segunda, tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio; una plataforma de soporte instalada en la dirección longitudinal dentro de la primera, segunda, tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio; y una unidad de actuador que incluye primer, segundo, y tercer actuadores de cambio de forma, donde los respectivos extremos del primer y segundo actuadores de cambio de forma están acoplados al interior de la primera y segunda piezas de cuerpo vibratorio, y los otros extremos respectivos de los mismos están acoplados a la plataforma de soporte de manera que el primer y segundo actuadores de cambio de forma se extiendan y contraigan para desplegar o plegar ambos lados de la primera y segunda piezas del cuerpo vibratorio; el tercer actuador de cambio de forma está configurado para contraerse cuando el primer y segundo actuadores de cambio de forma se extienden, tirando así de la tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio hacia la plataforma de soporte; y el tercer actuador de cambio de forma está configurado para extenderse cuando el primer y el segundo actuador de cambio de forma se contraen, empujando así las tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio alejándolas de la plataforma de soporte.The power rating holding means may be configured to vary the cross-sectional shape of the vibratory body and may include: multiple first, second, third, and fourth pieces of the vibratory body formed by dividing the vibratory body in the longitudinal direction, and arranged in such a way that the vibratory body has a polygonal cross-sectional shape, the respective ends of the first, second, third and fourth vibratory body parts being axially coupled and connected to each other; a support platform installed in the longitudinal direction inside the first, second, third and fourth vibratory body parts; and an actuator unit including first, second, and third shape change actuators, wherein respective ends of the first and second shape change actuators are coupled to the inside of the first and second vibratory body pieces, and the other ends respective ones thereof are coupled to the support platform such that the first and second shape change actuators extend and contract to unfold or fold both sides of the first and second vibratory body parts; the third shape change actuator is configured to contract when the first and second shape change actuators are extended, thereby pulling the third and fourth vibratory body pieces toward the support platform; and the third shape change actuator is configured to extend when the first and second shape change actuators contract, thus urging the third and fourth vibratory body pieces away from the support platform.

El medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento puede incluir un actuador de posicionamiento instalado en el eje del cuerpo vibratorio dentro de los bastidores de soporte para variar el ángulo del cuerpo vibratorio, siendo controlado el funcionamiento del actuador de posicionamiento por una unidad de control.The positioning condition maintaining means may include a positioning actuator installed on the axis of the vibrating body within the support frames for varying the angle of the vibrating body, the operation of the positioning actuator being controlled by a control unit.

La presente divulgación es ventajosa porque la energía se puede extraer de forma adaptativa en relación con las corrientes de marea bidireccionales resultantes de las mareas crecientes y menguantes, o las corrientes oceánicas que se mueven en varias direcciones, al proporcionar un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice instalado en alta mar, incluidos los cuerpos vibratorios proporcionados en ambos lados de un cuerpo de soporte de forma simétrica o asimétrica, respectivamente, de modo que la energía pueda ser extraída tanto a través de vibraciones inducidas por vórtices resultantes de la marea creciente como a través de vibraciones inducidas por vórtices resultantes de la marea menguante.The present disclosure is advantageous in that energy can be adaptively extracted in relation to bidirectional tidal currents resulting from rising and falling tides, or ocean currents moving in various directions, by providing an energy extraction device by vortex-induced vibration installed offshore, including vibrating bodies provided on both sides of a supporting body in a symmetrical or asymmetrical shape, respectively, so that energy can be extracted both through vortex-induced vibrations resulting from the tide rising as well as through vibrations induced by vortices resulting from the ebb tide.

Además, el hecho de que no haya necesidad de un dispositivo de cambio de dirección para hacer frente a un cambio de dirección del flujo permite reducir los costes de fabricación y reparación/mantenimiento.In addition, the fact that there is no need for a change of direction device to cope with a change of direction flow direction allows for reduced manufacturing and repair/maintenance costs.

Además, dos cuerpos vibratorios están dispuestos a lo largo de una línea recta con respecto a la dirección del flujo del fluido, de modo que el cuerpo vibratorio colocado en la parte delantera y el cuerpo vibratorio colocado en la parte trasera pueden experimentar simultáneamente vibraciones inducidas por vórtices por medio de un fluido que fluye en una dirección (corriente de marea), mejorando así sustancialmente la eficiencia de generación de energía. Es decir, el cuerpo vibratorio ubicado aguas arriba en la dirección del flujo, con respecto a la dirección del flujo del fluido, genera energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice causada por el flujo del fluido aguas arriba, y el cuerpo vibratorio ubicado aguas abajo en la dirección del flujo genera energía mecánica como como resultado de la estela galopante causada por un vórtice generado detrás del cuerpo vibratorio colocado aguas arriba, mejorando así sustancialmente la eficiencia de generación de energía.Furthermore, two vibrating bodies are arranged along a straight line with respect to the flow direction of the fluid, so that the vibrating body placed at the front and the vibrating body placed at the rear can simultaneously experience vibrations induced by vortices by means of a fluid flowing in one direction (tidal current), thus substantially improving power generation efficiency. That is, the vibrating body located upstream in the flow direction, with respect to the fluid flow direction, generates mechanical energy through vortex-induced vibration caused by the upstream fluid flow, and the vibrating body located downstream in the flow direction generates mechanical power as a result of the galloping wake caused by a vortex generated behind the vibrating body placed upstream, thus substantially improving the power generation efficiency.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Los aspectos, características y ventajas anteriores y otros de la presente descripción serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:The foregoing and other aspects, features and advantages of the present description will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la primera realización de la presente invención;Fig. 1 is a perspective view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the first embodiment of the present invention;

La Fig. 2 es una vista en perspectiva que ilustra otra realización del cuerpo de anclaje ilustrado en la Fig. 1;Fig. 2 is a perspective view illustrating another embodiment of the anchor body illustrated in Fig. 1;

La Fig. 3 es una vista superior para describir el funcionamiento del dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice ilustrado en la FIG. 1;Fig. 3 is a top view for describing the operation of the vortex-induced vibration energy extracting device illustrated in FIG. 1;

La Fig. 4 es una vista frontal del dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice ilustrado en la Fig. 1;Fig. 4 is a front view of the vortex-induced vibration energy extraction device illustrated in Fig. 1;

La Fig. 5 es una vista superior esquemática para describir la estela galopante que se produce en el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice ilustrado en la Fig. 1;Fig. 5 is a schematic top view for depicting the galloping wake produced in the vortex-induced vibration energy extracting device illustrated in Fig. 1;

La Fig. 6 es una vista superior esquemática para describir un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la segunda realización de la presente invención;Fig. 6 is a schematic top view for describing a vortex-induced vibration energy extracting device according to the second embodiment of the present invention;

La Fig. 7 es una vista superior esquemática para describir un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la tercera realización de la presente invención;Fig. 7 is a schematic top view for describing a vortex-induced vibration energy extracting device according to the third embodiment of the present invention;

La Fig. 8 y la Fig. 9 son vistas frontales que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la cuarta realización que no forma parte de la presente invención;Fig. 8 and Fig. 9 are front views illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the fourth embodiment not forming part of the present invention;

La Fig. 10 y la Fig. 11 ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la quinta realización de la presente invención y, específicamente, la Fig. 10 y la Fig. 11 son una vista en perspectiva y una vista superior esquemática que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice que tiene un medio de mantenimiento de potencia nominal tal que el ángulo de los cuerpos vibratorios es variado por actuadores; La Fig. 12 y la Fig. 13 son vistas frontales esquemáticas que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la sexta realización de la presente invención, que tiene un medio de mantenimiento de potencia nominal, donde la sección transversal del cuerpo vibratorio varía mediante múltiples unidades de actuador; La Fig. 14 es una vista superior esquemática que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la séptima realización de la presente invención;Fig. 10 and Fig. 11 illustrate a vortex-induced vibration energy extracting device according to the fifth embodiment of the present invention, and specifically, Fig. 10 and Fig. 11 are a perspective view and a schematic top view illustrating a vortex induced vibration energy extracting device having nominal power holding means such that the angle of the vibrating bodies is varied by actuators; Fig. 12 and Fig. 13 are schematic front views illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the sixth embodiment of the present invention, having rated power holding means, where the section cross section of the vibrating body is varied by multiple actuator units; Fig. 14 is a schematic top view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the seventh embodiment of the present invention;

La Fig. 15 es una vista en perspectiva esquemática que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la octava realización de la presente invención;Fig. 15 is a schematic perspective view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the eighth embodiment of the present invention;

La Fig. 16 es un diagrama de bloques esquemático para describir un proceso de conversión de energía de un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la presente invención; yFig. 16 is a schematic block diagram for describing a power conversion process of a vortex-induced vibration power extracting device according to the present invention; Y

La Fig. 17 es una vista en perspectiva para describir una función para mantener una unidad operativa en una condición posicionada variando el ángulo del cuerpo vibratorio ilustrado en la Fig. 1.Fig. 17 is a perspective view for describing a function for maintaining an operating unit in a positioned condition by varying the angle of the vibrating body shown in Fig. 1.

Breve descripción de los números de referencia con respecto a las partes principales en los dibujosBrief description of the reference numbers with respect to the main parts in the drawings

10: dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice10: vortex-induced vibration energy extraction device

20: cuerpo de anclaje20: anchor body

30: medio de generación de potencia30: means of power generation

40: cuerpo de soporte40: support body

50, 50A, 50B: unidades operativas50, 50A, 50B: operating units

52: bastidor de soporte52: support frame

54, 54A, 54B: cuerpos vibratorios54, 54A, 54B: vibrating bodies

60: medio de mantenimiento de potencia nominal60: rated power holding medium

62: actuador62: actuator

64: plataforma de soporte64: support platform

66: unidad de actuador66: actuator unit

70: estructura inductora de corriente de marea70: tidal current inducing structure

80: miembro de cambio de dirección80: address change member

A, B: corrientes de mareaA, B: tidal currents

FL: dirección del flujo de fluidoFL: fluid flow direction

C: unidad de control C: control unit

FL1: lado aguas arribaFL1: upstream side

FL2: lado aguas abajoFL2: downstream side

D: vórticeD: vortex

S: espacio de evitaciónS: avoidance space

AC: actuador de posicionamientoAC: positioning actuator

Descripción detallada de las realizaciones preferidasDetailed Description of the Preferred Embodiments

La presente descripción se refiere a un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice configurado para extraer energía eléctrica de la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice de un cuerpo vibratorio provocada por un flujo de fluido. El dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice incluye: un par de cuerpos vibratorios acoplados a un cuerpo de soporte instalado en un fondo marino de manera que ambos extremos de los mismos están acoplados a ambos lados del cuerpo de soporte por ejes, respectivamente, estando dispuestos los cuerpos vibratorios a lo largo de una línea recta con respecto a la dirección del flujo de un fluido; yThe present disclosure relates to a vortex-induced vibration energy extracting device configured to extract electrical energy from mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of a vibrating body caused by a fluid flow. The vortex-induced vibration energy extraction device includes: a pair of vibrating bodies coupled to a support body installed on a seabed such that both ends thereof are coupled to both sides of the support body by shafts, respectively , the vibrating bodies being arranged along a straight line with respect to the direction of flow of a fluid; Y

un dispositivo de conversión de energía provisto en el cuerpo de soporte para convertir la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice de los cuerpos vibratorios debido al flujo del fluido en energía eléctrica, donde el cuerpo vibratorio se coloca aguas arriba en la dirección del flujo, con respecto a la dirección del flujo del fluido, está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice que resulta del flujo del fluido aguas arriba, y el cuerpo vibratorio colocado aguas abajo en la dirección del flujo está configurado para generar energía mecánica a través de la estela galopante causada por un vórtice generado detrás del cuerpo vibratorio posicionado aguas arriba, caracterizado porque el cuerpo de soporte comprende un medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento configurado para controlar de forma variable el ángulo del cuerpo vibratorio con respecto al flujo del fluido, deteniendo o minimizando así la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio.an energy conversion device provided on the supporting body for converting mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of the vibrating bodies due to the flow of the fluid into electrical energy, where the vibrating body is placed upstream in the flow direction , with respect to the fluid flow direction, is configured to generate mechanical energy through vortex-induced vibration resulting from the upstream fluid flow, and the vibrating body placed downstream in the flow direction is configured to generate mechanical energy through the galloping wake caused by a vortex generated behind the vibrating body positioned upstream, characterized in that the support body comprises positioning condition maintaining means configured to variably control the angle of the vibrating body with respect to to fluid flow, thus stopping or minimizing vibration induced by vortex of the vibrating body.

A continuación, se describirán realizaciones de la presente invención en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En la siguiente descripción de la presente divulgación, se omitirán las descripciones de funciones o configuraciones ya conocidas para aclarar la esencia de la presente divulgación.In the following, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present disclosure, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the essence of the present disclosure.

En los dibujos adjuntos, la Fig. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la primera realización de la presente invención.In the accompanying drawings, Fig. 1 is a perspective view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the first embodiment of the present invention.

La Fig. 2 es una vista en perspectiva que ilustra otra realización del cuerpo de anclaje ilustrado en la Fig. 1. La Fig. 3 es una vista superior para describir el funcionamiento del dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice ilustrado en la FIG. 1. La Fig. 4 es una vista frontal del dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice ilustrado en la Fig. 1.Fig. 2 is a perspective view illustrating another embodiment of the anchor body illustrated in Fig. 1. Fig. 3 is a top view for describing the operation of the vortex-induced vibration energy extracting device illustrated in Fig. 1. FIG. 1. Fig. 4 is a front view of the vortex-induced vibration energy extraction device illustrated in Fig. 1.

De ahora en adelante, los flujos de corrientes de marea o corrientes oceánicas resultantes de mareas crecientes y mareas bajas se denominarán "flujos de fluidos".From now on, the flows of tidal streams or ocean currents resulting from rising tides and low tides will be referred to as "fluid flows".

Como se ilustra en las Fig. 1 a la Fig. 4, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 según la primera realización de la presente invención está configurado para extraer energía eléctrica de la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice de los cuerpos vibratorios 54A y 54B debido a un flujo de fluido. El dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 incluye: un cuerpo de anclaje 20 instalado en un lecho marino; un cuerpo de soporte 40 instalado en el cuerpo de anclaje 20 y provisto de un medio de generación de potencia 30 para convertir energía de flujo (vibración inducida por vórtice) en energía eléctrica; y una unidad operativa 50 configurada para entregar energía mecánica resultante de los movimientos de rotación alternativos de los cuerpos vibratorios 54 al medio de generación de potencia 30 a través de un medio de conversión de energía.As illustrated in Fig. 1 to Fig. 4, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the first embodiment of the present invention is configured to extract electrical energy from the mechanical energy resulting from vortex-induced vibration. vortex of the vibrating bodies 54A and 54B due to a fluid flow. The vortex-induced vibration energy extraction device 10 includes: an anchor body 20 installed on a seabed; a support body 40 installed on the anchor body 20 and provided with a power generating means 30 for converting flow energy (vortex-induced vibration) into electrical energy; and an operating unit 50 configured to deliver mechanical energy resulting from the reciprocating rotational movements of the vibrating bodies 54 to the power generation means 30 through energy conversion means.

Las unidades operativas mencionadas anteriormente 50 están instaladas en el cuerpo de soporte 40 y posicionadas para ser simétricas o asimétricas entre sí con referencia al cuerpo de soporte 40. El cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa 50A de un lado está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice debido a un flujo de fluido en una dirección, y el cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B del lado opuesto está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtices debido a un flujo de fluido en la dirección opuesta. Es decir, las unidades operativas 50 tienen cuerpos vibratorios 54A y 54B provistos a ambos lados del cuerpo de soporte 40 y, por lo tanto, están estructuradas para generar energía mecánica a través de vibraciones inducidas por vórtices por medio de flujos de fluidos en varias direcciones, incluidas mareas crecientes y menguantes.The aforementioned operating units 50 are installed on the supporting body 40 and positioned to be symmetrical or asymmetrical to each other with reference to the supporting body 40. The vibrating body 54A of the one-sided operating unit 50A is configured to generate mechanical power at through vortex-induced vibration due to a fluid flow in one direction, and the vibrating body 54B of the operating unit 50B on the opposite side is configured to generate mechanical energy through vortex-induced vibration due to a fluid flow in the opposite direction. That is, the operating units 50 have vibrating bodies 54A and 54B provided on both sides of the supporting body 40 and are therefore structured to generate mechanical energy through vortex-induced vibrations by means of fluid flows in various directions. , including ebb and flow tides.

El dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 se describirá ahora con más detalle.The vortex-induced vibration energy extraction device 10 will now be described in more detail.

El cuerpo de anclaje 20 instalado en un lecho marino tiene el propósito de soportar de manera estable el cuerpo de soporte 40 que tiene unidades operativas 50 instaladas en el mismo. El cuerpo de anclaje 20 puede incluir tres bloques de soporte 21 hechos de hormigón o metal y dispuestos en un ángulo de 120°, soportando así el cuerpo de soporte 40. Cada bloque de soporte 21 tiene una parte de acoplamiento 22 formada en el centro del mismo de manera que el extremo inferior del cuerpo de soporte 40 se acopla al mismo. Al configurar el cuerpo de anclaje 20 para que incluya tres bloques de soporte 21 de esta manera, el cuerpo de soporte 40 se puede sostener de manera más estable. The anchor body 20 installed on a seabed is intended to stably support the supporting body 40 having operating units 50 installed therein. The anchor body 20 may include three support blocks 21 made of concrete or metal and arranged at an angle of 120°, thus supporting the support body 40. Each support block 21 has a coupling part 22 formed in the center of the itself so that the lower end of the supporting body 40 engages therewith. By configuring the anchor body 20 to include three support blocks 21 in this way, the support body 40 can be more stably supported.

Mientras tanto, como se ilustra en la Fig. 2, el cuerpo de anclaje 20 que soporta el cuerpo de soporte 40 puede estar hecho de un monopilote 20B, pero no se limita a ello, y también puede estar hecho de un anclaje de gravedad o un anclaje de pilote. Cuando el cuerpo de anclaje 20 está hecho de un monopilote 20B, el monopilote 20B penetra en el lecho marino y tiene una parte de acoplamiento 22B formada en el extremo superior del mismo de manera que el extremo inferior del cuerpo de soporte 40 se acopla al mismo. Al configurar el cuerpo de anclaje 20 para que esté hecho de un monopilote 20B, la configuración del cuerpo de anclaje 20 se simplifica, haciendo así posible construir el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 fácilmente con bajos costos.Meanwhile, as illustrated in Fig. 2, the anchor body 20 supporting the support body 40 may be made of a monopile 20B, but not limited to, and may also be made of a gravity anchor or a pile anchor. When the anchor body 20 is made of a monopile 20B, the monopile 20B penetrates the seabed and has a coupling part 22B formed at the upper end thereof so that the lower end of the supporting body 40 is coupled thereto. . By configuring the anchor body 20 to be made of a monopile 20B, the configuration of the anchor body 20 is simplified, thus making it possible to construct the vortex-induced vibration energy extraction device 10 easily with low costs.

El cuerpo de soporte 40 está instalado verticalmente en el centro del cuerpo de anclaje 20 y tiene un medio de generación de potencia 30 para convertir la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B en energía eléctrica. El cuerpo de soporte 40 tiene una configuración mecánica para soportar la rotación estable de las unidades operativas 50 y entregar energía mecánica desde los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B, a través de la conversión, al medio de generación de potencia 30. El cuerpo de soporte 40 es una estructura cilíndrica configurada para soportar rotaciones estables de las unidades operativas 50. El cuerpo de soporte 40 tiene un medio de generación de potencia 30 provisto en el extremo superior del mismo, y tiene un medio de conversión de energía incrustado en él para convertir la energía mecánica resultante de las respectivas unidades operativas 50 en energía cinética y entregar la misma al medio de generación de potencia 30 tal que la misma se convierte en energía eléctrica. The supporting body 40 is vertically installed in the center of the anchoring body 20 and has a power generating means 30 for converting mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of the respective vibrating bodies 54A and 54B into electrical energy. The support body 40 has a mechanical configuration to support the stable rotation of the operating units 50 and deliver mechanical energy from the respective vibrating bodies 54A and 54B, through conversion, to the power generation means 30. The support body 40 is a cylindrical structure configured to support stable rotations of the operating units 50. The support body 40 has a power generation means 30 provided at the upper end thereof, and has a power conversion means embedded therein for converting the resulting mechanical energy of the respective operating units 50 into kinetic energy and deliver the same to the power generation means 30 such that it is converted into electrical energy.

Como se ilustra en las Fig. 16, el medio de conversión de energía incluye, por ejemplo, un miembro de conversión de energía 53 conectado a los ejes 52B de los bastidores de soporte 52 que soportan los cuerpos vibratorios 54A y 54B de las unidades operativas 50, y un dispositivo de conversión hidrostática 53A para convertir una presión hidráulica generada por el miembro de conversión de energía 53 a una presión hidrostática. Puede instalarse un motor hidráulico entre el dispositivo de conversión hidrostática 53A y el generador 30, y el miembro de conversión de energía 53 puede estar hecho de una bomba hidráulica. Además, la electricidad producida al operar la turbina dentro del generador 30 por medio de la presión hidráulica, que se convierte en presión hidrostática mediante el dispositivo de conversión hidrostática 53A, se suministra a un sistema de energía eléctrica a través del dispositivo de conversión de energía 31. Además, las unidades operativas 50, el miembro de conversión de energía 53, el dispositivo de conversión hidrostática 53A, el dispositivo de conversión de energía 31 y similares están controlados por una unidad de control C.As illustrated in Fig. 16, the power conversion means includes, for example, a power conversion member 53 connected to the shafts 52B of the support frames 52 supporting the vibrating bodies 54A and 54B of the operating units. 50, and a hydrostatic conversion device 53A for converting a hydraulic pressure generated by the power conversion member 53 to a hydrostatic pressure. A hydraulic motor can be installed between the hydrostatic conversion device 53A and the generator 30, and the power conversion member 53 can be made of a hydraulic pump. In addition, the electricity produced by operating the turbine inside the generator 30 by means of hydraulic pressure, which is converted to hydrostatic pressure by the hydrostatic conversion device 53A, is supplied to an electric power system through the power conversion device. 31. In addition, the operating units 50, the power conversion member 53, the hydrostatic conversion device 53A, the power conversion device 31 and the like are controlled by a control unit C.

Mientras tanto, aunque no se ilustre en los dibujos, el medio de conversión de energía puede incluir, por ejemplo, múltiples engranajes de transmisión y engranajes de seguimiento conectados a los ejes 52B de los bastidores de soporte 52 para recibir potencia de rotación de los ejes 52B, y un eje de turbina de un generador 30 accionado por los engranajes de seguimiento. Es decir, el medio de conversión de energía puede configurarse de modo que la turbina gire por la potencia rotacional de los ejes 52B.Meanwhile, though not illustrated in the drawings, the power conversion means may include, for example, multiple transmission gears and tracking gears connected to the shafts 52B of the support frames 52 to receive rotational power from the shafts. 52B, and a turbine shaft of a generator 30 driven by the tracking gears. That is, the power conversion means can be configured so that the turbine is rotated by the rotational power of the shafts 52B.

El medio de conversión de energía no se limita a la realización descrita anteriormente y puede emplear varios medios capaces de convertir energía cinética en energía eléctrica.The energy conversion means is not limited to the embodiment described above and may employ various means capable of converting kinetic energy into electrical energy.

Como se describió anteriormente, el medio de conversión de energía puede configurarse de diversas formas para convertir la energía mecánica que se produce en los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B (movimientos de rotación alternativos) en energía cinética rotacional, y entregar la misma al medio de generación de potencia 30.As described above, the energy conversion means can be configured in various ways to convert the mechanical energy that is produced in the respective vibrating bodies 54A and 54B (reciprocating rotational motions) into rotational kinetic energy, and deliver the same to the energy conversion means. power generation 30.

Mientras tanto, la presente realización se describirá asumiendo que el medio de generación de potencia 30 se proporcionan en el extremo superior del cuerpo de soporte 40. Sin embargo, esta suposición no es limitativa de ninguna manera, y el medio de generación de potencia pueden proporcionarse en miembros de conversión de energía 53 conectados a ejes 52B de bastidores de soporte 52 que soportan cuerpos vibratorios 54A y 54B de unidades operativas 50A y 50B. Esto es, como se ilustra en la Fig. 1, los otros extremos de los bastidores de soporte 52 están acoplados de forma giratoria a las partes superior e inferior de los soportes 41, que están instalados de manera fija en el cuerpo de soporte 40, mediante ejes 52B, y el medio de conversión de energía 53 está acoplado a las partes superior e inferior de los soportes 41, respectivamente. Aunque el medio de generación de potencia puede proporcionarse en los miembros de conversión de energía 53 que tienen la estructura anterior, la presente realización se describirá asumiendo que el medio de generación de potencia 30 están provistos en el extremo superior del cuerpo de soporte 40. Además, el miembro de conversión de energía 53 puede soportar elásticamente el eje 52B, controlando así la resonancia de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B conectados a través de los bastidores de soporte 52. Es decir, aunque no se ilustra en los dibujos, los ejes 52B pueden tener múltiples resortes instalados para controlar la resonancia de los cuerpos vibratorios 54A y 54B. Dicho control de resonancia es ampliamente conocido y se omitirá aquí su descripción detallada.Meanwhile, the present embodiment will be described assuming that the power generation means 30 are provided at the upper end of the supporting body 40. However, this assumption is not limiting in any way, and the power generation means can be provided in power conversion members 53 connected to shafts 52B of support frames 52 supporting vibrating bodies 54A and 54B of operating units 50A and 50B. That is, as illustrated in Fig. 1, the other ends of the support frames 52 are rotatably coupled to the upper and lower parts of the supports 41, which are fixedly installed on the support body 40, by shafts 52B, and the power conversion means 53 is attached to the upper and lower parts of the brackets 41, respectively. Although the power generation means can be provided in the power conversion members 53 having the above structure, the present embodiment will be described assuming that the power generation means 30 are provided in the upper end of the support body 40. In addition , the energy conversion member 53 can elastically support the shaft 52B, thus controlling the resonance of the respective vibrating bodies 54A and 54B connected through the supporting frames 52. That is, although not illustrated in the drawings, the shafts 52B may have multiple springs installed to control the resonance of vibrating bodies 54A and 54B. Said resonance control is widely known and its detailed description will be omitted here.

Las unidades operativas 50 están configuradas para incluir un par de bastidores de soporte 52 que tienen un extremo acoplado a ambos extremos de los cuerpos vibratorios 54A y 54B en ambos lados, respectivamente, para girar los respectivos ejes 52B provistos en el cuerpo de soporte 40. Es decir, los ejes 52B están acoplados tanto a los bastidores de soporte 52 como al cuerpo de soporte 40 mediante soportes 41 de tal manera que la energía mecánica resultante de los movimientos de rotación alternativos (vibración inducida por vórtice) de los cuerpos vibratorios respectivos 54A y 54B se entrega al medio de generación de potencia 30 a través de los ejes 52B de los bastidores de soporte 52.The operating units 50 are configured to include a pair of supporting frames 52 having one end coupled to both ends of the vibrating bodies 54A and 54B on both sides, respectively, to rotate the respective shafts 52B provided in the supporting body 40. That is, the shafts 52B are coupled to both the support frames 52 and the support body 40 via brackets 41 in such a way that the mechanical energy resulting from the reciprocating rotational movements (vortex-induced vibration) of the respective vibrating bodies 54A and 54B is delivered to the power generating means 30 through the shafts 52B of the support frames 52.

Los ejes 52B acoplados a los bastidores de soporte 52 giran por medio de los movimientos de rotación alternativos de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B, y la potencia de rotación resultante se entrega al medio de generación de potencia 30 a través del medio de conversión de energía antes mencionado, y por lo tanto es convertida en energía eléctrica.The shafts 52B coupled to the support frames 52 rotate by means of the reciprocating rotational movements of the respective vibrating bodies 54A and 54B, and the resulting rotation power is delivered to the power generating means 30 through the above-mentioned power conversion means, and is thereby converted into electric power.

Las unidades operativas 50, configuradas como se describió anteriormente, están posicionadas para ser simétricas entre sí con referencia al cuerpo de soporte 40, como se ilustra en la Fig. 3. Es decir, las unidades operativas 50 están dispuestas a ambos lados del cuerpo de soporte 40 de manera que el cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa 50 de un lado sufre una vibración inducida por vórtice por medio de una corriente de marea en una dirección A (flujo de fluido), generando así energía mecánica, y el cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B del lado opuesto experimenta una vibración inducida por vórtice por medio de una corriente de marea en la dirección opuesta B (flujo de fluido), generando así energía mecánica.The operating units 50, configured as described above, are positioned to be symmetrical to each other with reference to the supporting body 40, as illustrated in Fig. 3. That is, the operating units 50 are arranged on both sides of the supporting body. support 40 so that the vibrating body 54A of the operating unit 50 on one side undergoes a vortex-induced vibration by means of a tidal current in a direction A (fluid flow), thereby generating mechanical energy, and the vibrating body 54B of the operating unit 50B on the opposite side undergoes a vortex-induced vibration by means of a tidal current in the opposite direction B (fluid flow), thus generating mechanical energy.

Las unidades operativas 50A y 50B instaladas simétricamente a ambos lados del cuerpo de soporte 40 funcionan de la siguiente manera. Por ejemplo, si se produce una corriente de marea A (flujo de fluido) en una dirección debido a una marea creciente, el cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa de un lado 50A experimenta una vibración inducida por vórtice por medio de la corriente de marea en una dirección A, generando así energía mecánica. En este proceso, después de pasar a través del cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa 50A de un lado, la corriente de marea A en una dirección actúa sobre el cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B del lado opuesto, provocando así que el cuerpo vibratorio 54B experimente vibración inducida por vórtice.The operating units 50A and 50B installed symmetrically on both sides of the supporting body 40 function as follows. For example, if a tidal current A (fluid flow) is produced in one direction due to a rising tide, the vibrating body 54A of the one-sided operating unit 50A experiences a vortex-induced vibration by means of the tidal current. in a direction A, thus generating mechanical energy. In this process, after passing through the vibrating body 54A of the operating unit 50A on one side, the tidal current A in one direction acts on the vibrating body 54B of the operating unit 50B on the opposite side, thereby causing the body vibrator 54B undergoes vortex-induced vibration.

Además, si se produce una corriente de marea B (flujo de fluido) en la dirección opuesta debido a un reflujo, el cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B del lado opuesto sufre una vibración inducida por vórtice por medio de la corriente de marea en la dirección opuesta B, generando así energía mecánica. En este proceso, después de pasar a través del cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B del lado opuesto, la corriente de marea B en la dirección opuesta actúa sobre el cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa 50A de un lado, provocando así que el cuerpo vibratorio 54A someterse a vibraciones inducidas por vórtices.In addition, if a tidal current B (fluid flow) occurs in the opposite direction due to ebb, the vibrating body 54B of the opposite side operating unit 50B undergoes a vortex-induced vibration by means of the tidal current in the opposite direction B, thus generating mechanical energy. In this process, after passing through the vibrating body 54B of the opposite side operating unit 50B, the tidal current B in the opposite direction acts on the vibrating body 54A of the one side operating unit 50A, thereby causing the vibrating body 54A undergoing vortex-induced vibrations.

Como tal, incluso si las corrientes de marea A y B ocurren en diferentes direcciones debido a las mareas altas y bajas, los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B de las respectivas unidades operativas 50A y 50B en ambos lados del cuerpo de soporte 40 experimentan vibraciones inducidas por vórtices correspondientes a las respectivas corrientes de marea A y B, lo que permite extraer energía eléctrica de las corrientes de marea A y B que fluyen en varias direcciones.As such, even if the tidal currents A and B occur in different directions due to high and low tides, the respective vibrating bodies 54A and 54B of the respective operating units 50A and 50B on both sides of the supporting body 40 experience induced vibrations. by vortices corresponding to the respective tidal currents A and B, which makes it possible to extract electrical energy from tidal currents A and B flowing in various directions.

Dicho de otro modo, con referencia al cuerpo de soporte 40, los cuerpos vibratorios 54A y 54B de ambos lados están dispuestos en línea recta con respecto a la dirección del flujo de la corriente de marea A o B, provocando así el fenómeno de estela galopante. En consecuencia, las vibraciones inducidas por vórtice de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B pueden maximizarse y la eficiencia de generación de energía puede mejorar. Es decir, un efecto de sinergia puede ser causado por múltiples cuerpos en vibración, aumentando así la eficiencia de recolección de energía.In other words, with reference to the supporting body 40, the vibrating bodies 54A and 54B on both sides are arranged in a straight line with respect to the flow direction of the tidal current A or B, thus causing the phenomenon of galloping wake. . Consequently, the vortex-induced vibrations of the respective vibrating bodies 54A and 54B can be maximized and the power generation efficiency can be improved. That is, a synergy effect can be caused by multiple vibrating bodies, thus increasing energy harvesting efficiency.

A continuación, se describirá el fenómeno de estela galopante que se produce en el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 según la presente realización.Next, the galloping wake phenomenon that occurs in the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the present embodiment will be described.

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 5 es una vista superior esquemática para describir la estela galopante que se produce en el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la presente realización.Among the accompanying drawings, Fig. 5 is a schematic top view for describing the galloping wake that is produced in the vortex-induced vibration energy extracting device according to the present embodiment.

Como se ilustra en la Fig. 5, los cuerpos vibratorios 54A y 54B están dispuestos simétricamente a ambos lados del cuerpo de soporte 40. Si se produce un flujo de fluido debido a una marea creciente y marea menguante, o si se produce un flujo de fluido en una sola dirección, el cuerpo vibratorio 54A situado aguas arriba FL1 en la dirección directa FL con respecto a la dirección de flujo de fluido FL sufre una vibración inducida por vórtice por medio del flujo de fluido aguas arriba FL1, generando así energía mecánica (energía obtenida al cambiar el campo de presión a un tipo de movimiento alternativo). El cuerpo vibratorio 54B colocado aguas abajo FL2 en la dirección del flujo FL provoca una estela galopante debido al vórtice D generado detrás del cuerpo vibratorio 54A colocado aguas arriba FL1, generando así energía mecánica. Es decir, el cuerpo vibratorio 54B ubicado aguas abajo FL2 en la dirección del flujo FL sufre una vibración inducida por vórtice por medio del vórtice D generado detrás del cuerpo vibratorio 54A ubicado aguas arriba FL1, generando así energía mecánica (energía obtenida al cambiar el campo de presión a un tipo de movimiento alternativo).As illustrated in Fig. 5, the vibrating bodies 54A and 54B are arranged symmetrically on both sides of the support body 40. If a fluid flow occurs due to rising tide and ebb tide, or if a flow of flow in only one direction, the vibrating body 54A located upstream FL1 in the direct direction FL with respect to the fluid flow direction FL undergoes vortex-induced vibration by means of the upstream fluid flow FL1, thereby generating mechanical energy ( energy obtained by changing the pressure field to a type of reciprocating movement). The vibrating body 54B placed downstream FL2 in the flow direction FL causes a galloping wake due to the vortex D generated behind the vibrating body 54A placed upstream FL1, thus generating mechanical energy. That is, the vibrating body 54B located downstream FL2 in the flow direction FL undergoes vortex-induced vibration by means of the vortex D generated behind the vibrating body 54A located upstream FL1, thereby generating mechanical energy (energy obtained by changing the field of pressure to a type of reciprocating movement).

Al disponer un par de cuerpos vibratorios 54A y 54B en ambos lados del cuerpo de soporte 40 de esta manera, un flujo de fluido puede generar energía mecánica a través de la vibración simultánea inducida por vórtice del par de cuerpos vibratorios 54A y 54B, mejorando así sustancialmente la eficiencia de generación de potencia (eficiencia de extracción de energía).By arranging a pair of vibrating bodies 54A and 54B on both sides of the support body 40 in this way, a fluid flow can generate mechanical energy through the vortex-induced simultaneous vibration of the pair of vibrating bodies 54A and 54B, thus improving substantially the power generation efficiency (power extraction efficiency).

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 6 es una vista superior esquemática para describir un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la segunda realización de la presente divulgación.Among the accompanying drawings, Fig. 6 is a schematic top view for describing a vortex-induced vibration energy extracting device according to the second embodiment of the present disclosure.

Como se ilustra en las Fig. 6, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la segunda realización tiene la misma configuración que la de la realización descrita anteriormente excepto que, con referencia a la dirección del flujo de fluido FL, el cuerpo de soporte 40 entre el cuerpo vibratorio aguas arriba 54A y el cuerpo vibratorio aguas abajo 54B es formado en la forma de una placa delgada aerodinámica, formando así una unidad de evitación 41A, de modo que el fluido que ha pasado a través del cuerpo vibratorio 54A aguas arriba FL1 no interfiere antes de actuar sobre el cuerpo vibratorio 54B aguas abajo FL2.As illustrated in Fig. 6, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the second embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment except that, with reference to the fluid flow direction FL, the supporting body 40 between the upstream vibrating body 54A and the downstream vibrating body 54B is formed in the form of a streamlined thin plate, thus forming a bypass unit 41A, so that the fluid that has passed through the upstream vibrating body 54A FL1 does not interfere before acting on the vibrating body 54B downstream FL2.

Como tal, el cuerpo de soporte 40 entre el cuerpo vibratorio aguas arriba 54A y el cuerpo vibratorio aguas abajo 54B, específicamente, la porción media del cuerpo soporte 40, tiene la forma de una placa delgada aerodinámica con referencia a la dirección del flujo de fluido FL, formando así una unidad de evitación 41A, de modo que la interferencia pueda minimizarse en relación con la generación de un vórtice detrás del cuerpo vibratorio 54A aguas arriba.As such, the support body 40 between the upstream vibrating body 54A and the downstream vibrating body 54B, specifically, the middle portion of the support body 40, has the shape of a streamlined thin plate with reference to the fluid flow direction. FL, thus forming an avoidance unit 41A, so that the interference can be minimized in connection with the generation of a vortex behind the upstream vibrating body 54A.

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 7 es una vista superior esquemática para describir un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la tercera realización de la presente divulgación.Among the accompanying drawings, Fig. 7 is a schematic top view for describing a vortex-induced vibration energy extracting device according to the third embodiment of the present disclosure.

Como se ilustra en la Fig. 7, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la tercera realización tiene la misma configuración que la de las respectivas realizaciones descritas anteriormente excepto que el cuerpo de soporte 40 entre el cuerpo vibratorio aguas arriba 54A y el cuerpo vibratorio aguas abajo 54B tiene ambos lados formados en forma de "]", formando así un espacio de evitación S, de modo que el fluido que ha pasado a través del cuerpo vibratorio 54A aguas arriba FL1 no interfiere antes de actuar sobre el cuerpo vibratorio aguas abajo 54B. As illustrated in Fig. 7, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the third embodiment has the same configuration as that of the respective embodiments described above except that the supporting body 40 enters the vibrating body upstream 54A and the downstream vibrating body 54B have both sides formed in the shape of "]", thus forming a bypass gap S, so that the fluid that has passed through the upstream vibrating body 54A FL1 does not interfere before acting on the downstream vibrating body 54B.

Como tal, la porción media del cuerpo de soporte 40 está dividida en ambos lados, y las respectivas porciones de soporte divididas 41B y 41C están formadas en forma de "]", formando así un espacio de evitación S entre ellas. En consecuencia, el vórtice generado en el curso del paso a través del cuerpo vibratorio aguas arriba 54A no es interferido por el cuerpo de soporte 40 antes de actuar sobre el cuerpo vibratorio aguas abajo 54B, facilitando así la vibración inducida por el vórtice del cuerpo vibratorio aguas abajo 54B. Además, no se interfiere con la generación del vórtice detrás del cuerpo vibratorio aguas arriba 54A.As such, the middle portion of the supporting body 40 is divided on both sides, and the respective divided supporting portions 41B and 41C are formed in the shape of "]", thus forming a bypass space S between them. Consequently, the vortex generated in the course of passing through the upstream vibrating body 54A is not interfered with by the supporting body 40 before acting on the downstream vibrating body 54B, thus facilitating the vortex-induced vibration of the vibrating body. downstream 54B. In addition, the generation of the vortex behind the upstream vibrating body 54A is not interfered with.

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 8 y la Fig. 9 son vistas frontales que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.Among the accompanying drawings, Fig. 8 and Fig. 9 are front views illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the fourth embodiment of the present disclosure.

Como se ilustra en las Fig. 8 y la Fig. 9, en relación con el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la cuarta realización, ambos cuerpos vibratorios 54A y 54B de las respectivas unidades operativas 50A y 50B pueden estar dispuestos para desviarse entre sí en la dirección hacia arriba/hacia abajo para no ser afectado por las respectivas corrientes de marea A y B. Es decir, como se ilustra en la Fig. 8, entre las respectivas unidades operativas 50A y 50b instaladas en ambos lados del cuerpo de soporte 40, una unidad operativa 50A está ubicada en la porción superior de un lado, y la otra unidad operativa 50B está ubicada en la porción inferior del lado opuesto, desviándose así unos de otros. En contraste, como se ilustra en la Fig. 9, una unidad operativa 50A puede estar dispuesta en la porción inferior y la otra unidad operativa 50B puede estar dispuesta en la parte superior.As illustrated in Fig. 8 and Fig. 9, in connection with the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the fourth embodiment, both vibrating bodies 54A and 54B of the respective operating units 50A and 50B may be arranged to deviate from each other in the up/down direction so as not to be affected by the respective tidal currents A and B. That is, as illustrated in Fig. 8, between the respective operating units 50A and 50b installed on both sides of the supporting body 40, one operating unit 50A is located in the upper portion of one side, and the other operating unit 50B is located in the lower portion of the opposite side, thus deviating from each other. In contrast, as illustrated in Fig. 9, one operating unit 50A may be arranged in the lower portion and the other operating unit 50B may be arranged in the upper part.

Mientras que las dos unidades operativas 50A y 50B están dispuestas para desviarse entre sí de esta manera, la corriente de marea A que fluye en una dirección actúa directamente sobre cada uno de los cuerpos vibratorios 54A de la unidad operativa 50A colocados en el frente (aguas arriba) y el cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B colocado en la parte trasera (aguas abajo) (con referencia a la dirección de flujo de la corriente de marea en una dirección). Además, la corriente de marea B que fluye en la dirección opuesta actúa directamente sobre cada cuerpo vibratorio 54B de la unidad operativa 50B colocado en el lado opuesto y el cuerpo vibratorio 54A de la unidad operativa 50A colocado en el lado trasero (con referencia a la dirección de flujo de la corriente de marea en la dirección opuesta).While the two operating units 50A and 50B are arranged to deflect relative to each other in this way, the tidal current A flowing in one direction acts directly on each of the vibrating bodies 54A of the operating unit 50A placed in front (waters up) and the vibrating body 54B of the operating unit 50B placed at the rear (downstream) (with reference to the flow direction of the tidal stream in one direction). In addition, the tidal current B flowing in the opposite direction acts directly on each vibrating body 54B of the operating unit 50B placed on the opposite side and the vibrating body 54A of the operating unit 50A placed on the rear side (with reference to the direction of flow of the tidal stream in the opposite direction).

Tal acción ocurre porque las dos unidades operativas 50A y 50B no están colocadas a lo largo de una línea recta, sino que están dispuestas para desviarse entre sí en la dirección hacia arriba/hacia abajo. Además, las respectivas corrientes de marea A y B actúan independientemente sobre los cuerpos vibratorios 54A y 54B en ambos lados, respectivamente, provocando así vibraciones eficientes inducidas por vórtice de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B por medio de las corrientes de marea A y B.Such an action occurs because the two operating units 50A and 50B are not positioned along a straight line, but are arranged to deflect relative to each other in the up/down direction. Furthermore, the respective tidal streams A and B act independently on the vibrating bodies 54A and 54B on both sides, respectively, thereby causing efficient vortex-induced vibrations of the respective vibrating bodies 54A and 54B by means of the tidal streams A and B. .

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 10 y la Fig. 11 ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la quinta realización de la presente descripción. Específicamente, la Fig. 10 y la Fig. 11 son una vista en perspectiva y una vista superior esquemática que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice que tiene un medio de mantenimiento de potencia nominal tal que el ángulo de los cuerpos vibratorios es variado por actuadores.Among the accompanying drawings, Fig. 10 and Fig. 11 illustrate a vortex-induced vibration energy extracting device according to the fifth embodiment of the present disclosure. Specifically, Fig. 10 and Fig. 11 are a perspective view and a schematic top view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device having a rated power holding means such that the angle of the bodies vibrations is varied by actuators.

Como se ilustra en la Fig. 10 y la Fig. 11, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la quinta realización tiene la misma configuración que la de las respectivas realizaciones descritas anteriormente, excepto que las unidades operativas mencionadas anteriormente 50 tienen un medio de mantenimiento de potencia nominal 60 para controlar de forma variable el ángulo de respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B con respecto al flujo de una corriente de marea A o controlando de forma variable la forma de los cuerpos vibratorios 54A y 54B, manteniendo así la potencia nominal y realizando una función de mantenimiento de la condición de posicionamiento (función para evitar que los cuerpos vibratorios reciban resistencia tal que los mismos no realicen movimientos alternativos). As illustrated in Fig. 10 and Fig. 11, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the respective embodiments described above, except that the operating units mentioned above 50 have nominal power holding means 60 for variably controlling the angle of respective vibrating bodies 54A and 54B with respect to the flow of a tidal current A or by variably controlling the shape of the vibrating bodies 54A and 54B , thus maintaining the nominal power and carrying out a function of maintaining the positioning condition (function to prevent the vibrating bodies from receiving such resistance that they do not carry out alternative movements).

El medio de mantenimiento de potencia nominal 60 incluyen actuadores 62 que tienen un extremo acoplado a los cuerpos vibratorios 54A y 54B, ambos extremos de los cuales están acoplados a los respectivos bastidores de soporte 52 mediante ejes, y que tienen los otros extremos acoplados a los bastidores de soporte 52 de tal manera que, al empujar o tirando de los cuerpos vibratorios 54A y 54B mediante operaciones de contracción/extensión, se varía el ángulo de los cuerpos vibratorios 54A y 54B (ángulo de los cuerpos vibratorios con respecto a la dirección del flujo del fluido).The rated power holding means 60 includes actuators 62 having one end coupled to vibratory bodies 54A and 54B, both ends of which are coupled to respective support frames 52 by shafts, and having the other ends coupled to the support frames 52 such that, by pushing or pulling the vibrating bodies 54A and 54B by contraction/extension operations, the angle of the vibrating bodies 54A and 54B is varied (angle of the vibrating bodies with respect to the direction of the fluid flow).

Dicho de otro modo, como se ilustra en la Fig. 11, el actuador 62 puede operarse para variar el ángulo del cuerpo vibratorio 54, que permanece perpendicular a la dirección de flujo de la corriente de marea A (dirección de flujo de fluido), de modo que el mismo se incline hacia la dirección de flujo de la corriente de marea A , controlando así la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54. Es decir, la mayor vibración inducida por vórtice (movimiento de rotación alternativo) ocurre cuando el cuerpo vibratorio 54 que tiene una sección elíptica permanece perpendicular a la dirección del flujo de la corriente de marea A (cuando la superficie ancha del cuerpo vibratorio mira hacia la dirección del flujo del corriente de marea, como se indica mediante la línea continua en la Fig. 11). Además, se produce una pequeña vibración inducida por vórtice (RPM bajas o parada) cuando el cuerpo vibratorio 54 se inclina hacia la dirección de flujo de la corriente de marea A (cuando la superficie estrecha del cuerpo vibratorio mira hacia la dirección de flujo de la corriente de marea, como indicado por la línea discontinua larga y corta alternativa en la Fig. 11). En consecuencia, variando apropiadamente el ángulo del cuerpo vibratorio 54 con el actuador 62, se puede controlar la eficiencia de extracción de energía de la unidad operativa 50 (se mantiene la potencia nominal). Además, la unidad operativa 50 puede estacionarse y mantenerse en la condición posicionada por varias razones, incluido el mantenimiento/reparación del dispositivo.In other words, as illustrated in Fig. 11, the actuator 62 can be operated to vary the angle of the vibrating body 54, which remains perpendicular to the tidal current flow direction A (fluid flow direction), so that it is inclined towards the flow direction of the tidal current A , thus controlling the vortex-induced vibration of the vibrating body 54. That is, the greatest vortex-induced vibration (reciprocating motion) occurs when the body vibratory 54 having an elliptical section remains perpendicular to the flow direction of the tidal stream A (when the wide surface of the vibrating body faces the flow direction of the tidal stream, as indicated by the solid line in Fig. eleven). In addition, a small vortex-induced vibration (low RPM or standstill) occurs when the vibrating body 54 is tilted toward the flow direction of the tidal current A (when the narrow surface of the vibrating body faces the flow direction of the tidal stream A). tidal current, as indicated by the alternating long and short dashed lines in Fig. 11). Accordingly, by appropriately varying the angle of the vibrating body 54 with the actuator 62, the power extraction efficiency of the operating unit 50 can be controlled (rated power is maintained). Furthermore, the operating unit 50 may be parked and held in the positioned condition for various reasons, including maintenance/repair of the device.

La función de mantenimiento de la condición de posicionamiento antes mencionada tiene el propósito de operar el actuador 62 para variar el ángulo de tal manera que la superficie ancha del cuerpo vibratorio 54 mire en la dirección del flujo de la corriente de marea A, o para variar el ángulo de tal manera que la superficie estrecha del cuerpo vibratorio 54 mira hacia la dirección de flujo de la corriente de marea A, deteniendo así la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 o reduciéndola a un nivel mínimo. La función de mantenimiento de la condición de posicionamiento es muy útil cuando la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 necesita detenerse durante una reparación o en una emergencia.The aforementioned positioning condition keeping function is for the purpose of operating the actuator 62 to vary the angle in such a way that the wide surface of the vibrating body 54 faces in the direction of the flow of tidal current A, or to vary the angle such that the narrow surface of the vibrating body 54 faces the flow direction of the tidal current A, thus stopping the vortex-induced vibration of the vibrating body 54 or reducing it to a minimum level. The positioning condition holding function is very useful when the vortex-induced vibration of the vibrating body 54 needs to be stopped during a repair or in an emergency.

Por otro lado, de acuerdo con otra realización como se ilustra en la Fig. 17, se puede proporcionar un medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento (función para evitar que el cuerpo vibratorio reciba resistencia de modo que no realice movimientos alternativos) dentro del bastidor de soporte 52 para variar el ángulo del cuerpo vibratorio 54, deteniendo así o minimizando el movimiento alternativo causado por la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54. El medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento incluye un actuador de posicionamiento AC, cuya operación está controlada por una unidad de control C. El actuador de posicionamiento AC está instalado dentro del bastidor de soporte 52 para hacer girar el eje del cuerpo vibratorio 54. El actuador de posicionamiento AC está directamente acoplado al eje que soporta el cuerpo vibratorio 54, dentro del bastidores de soporte 52, o está conectado al eje por un medio de suministro de energía.On the other hand, according to another embodiment as illustrated in Fig. 17, a positioning condition maintaining means (function for preventing the vibrating body from being resisted so as not to reciprocate) can be provided within the support frame 52 for varying the angle of the vibrating body 54, thereby stopping or minimizing reciprocation caused by vortex-induced vibration of the vibrating body 54. The positioning condition maintaining means includes a positioning actuator AC, the operation of which is controlled by a control unit C. The positioning actuator AC is installed inside the support frame 52 to rotate the shaft of the vibrating body 54. The positioning actuator AC is directly coupled to the shaft supporting the vibrating body 54, inside of the support frames 52, or is connected to the shaft by a power supply means.

El medio de mantenimiento de la condición de posicionamiento que incluye el actuador de posicionamiento AC configurado como anteriormente tiene el propósito de detener o minimizar el movimiento alternativo resultante de la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 durante la reparación o en caso de emergencia.The positioning condition maintaining means including the positioning actuator AC configured as above is for the purpose of stopping or minimizing reciprocating resulting from vortex-induced vibration of the vibrating body 54 during repair or in an emergency.

A continuación, se describirá el funcionamiento del medio de mantenimiento del estado de posicionamiento antes mencionado.Next, the operation of the aforementioned positioning state maintaining means will be described.

Si el actuador de posicionamiento AC es operado por la unidad de control C para variar el ángulo del cuerpo vibratorio 54 de manera que la superficie ancha del cuerpo vibratorio 54 mira hacia la dirección de flujo de la corriente de marea A como se ilustra en la Fig. 17, la corriente de marea A actúa sobre la amplia superficie del cuerpo vibratorio 54, y el mayor movimiento de rotación alternativo se produce debido a la vibración inducida por el vórtice del cuerpo vibratorio 54. A partir de entonces, si el actuador de posicionamiento AC es operado por la unidad de control C para variar el ángulo del cuerpo vibratorio 54 de manera que la superficie estrecha del cuerpo vibratorio 54 se enfrenta a la dirección de flujo de la corriente de marea A como se ilustra en la Fig. 17, la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 se minimiza o se elimina. Esto se debe a que la corriente de marea A actúa en un área pequeña sobre el cuerpo vibratorio 54. Como tal, el actuador de posicionamiento AC varía el ángulo del cuerpo vibratorio 54 de manera que la superficie estrecha del cuerpo vibratorio 54 mira hacia la dirección del flujo de fluido, deteniendo así la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 o reduciéndola a in nivel mínimo. En consecuencia, se puede mantener la condición de posicionamiento del cuerpo vibratorio 54.If the positioning actuator AC is operated by the control unit C to vary the angle of the vibrating body 54 so that the wide surface of the vibrating body 54 faces the flow direction of the tidal current A as illustrated in Fig. 17, the tidal current A acts on the wide surface of the vibrating body 54, and the largest reciprocating motion occurs due to the vortex-induced vibration of the vibrating body 54. Thereafter, if the positioning actuator AC is operated by the control unit C to vary the angle of the vibrating body 54 so that the narrow surface of the vibrating body 54 faces the flow direction of the tidal current A as illustrated in Fig. 17, the Vortex-induced vibration of the vibrating body 54 is minimized or eliminated. This is because the tidal current A acts in a small area on the vibrating body 54. As such, the positioning actuator AC varies the angle of the vibrating body 54 so that the narrow surface of the vibrating body 54 faces the direction of the fluid flow, thus stopping the vortex-induced vibration of the vibrating body 54 or reducing it to a minimum level. Accordingly, the positioning condition of the vibrating body 54 can be maintained.

También es posible realizar la función del medio de mantenimiento de potencia nominal 60 descrita anteriormente, controlando apropiadamente el actuador de posicionamiento AC con la unidad de control C.It is also possible to realize the function of the rated power holding means 60 described above by appropriately controlling the positioning actuator AC with the control unit C.

En consecuencia, ajustando el ángulo del cuerpo vibratorio 54 con el actuador 62 o el actuador de posicionamiento AC, se puede controlar la eficiencia de extracción de energía de la unidad operativa 50 (se mantiene la potencia nominal). Además, la unidad operativa 50 puede posicionarse y mantenerse en la condición posicionada por varias razones, que incluyen reparación y emergencia. Accordingly, by adjusting the angle of the vibrating body 54 with the actuator 62 or the positioning actuator AC, the power extraction efficiency of the operating unit 50 can be controlled (rated power is maintained). In addition, the operating unit 50 can be positioned and maintained in the positioned condition for various reasons, including repair and emergency.

El actuador 62 mencionado anteriormente puede configurarse de diversas formas mediante un cuerpo vibratorio hidráulico, un cuerpo vibratorio neumático o un motor paso a paso.The aforementioned actuator 62 can be configured in various ways by means of a hydraulic vibrating body, a pneumatic vibrating body or a stepper motor.

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 12 y la Fig. 13 son vistas frontales que ilustran un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la sexta realización de la presente divulgación, que tiene un medio de mantenimiento de potencia nominal, donde la sección transversal del cuerpo vibratorio varía mediante múltiples actuadores.Among the accompanying drawings, Fig. 12 and Fig. 13 are front views illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the sixth embodiment of the present disclosure, having a rated power holding means , where the cross section of the vibrating body is varied by multiple actuators.

Como se ilustra en la Fig. 12 y la Fig. 13, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la sexta realización tiene la misma configuración que la de las respectivas realizaciones descritas anteriormente, excepto que las respectivas unidades operativas 50A y 50B tiene medio de mantenimiento de potencia nominal 60 tal que la forma de la sección de la respectiva vibración cuerpos 54 se controla de forma variable.As illustrated in Fig. 12 and Fig. 13, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the sixth embodiment has the same configuration as that of the respective embodiments described above, except that the respective units The operating units 50A and 50B have nominal power holding means 60 such that the sectional shape of the respective vibration bodies 54 is variably controlled.

Para ser específicos, el medio de mantenimiento de potencia nominal 60 del dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 según la sexta realización incluyen múltiples primera, segunda, tercera y cuarta piezas de cuerpo vibratorio 54C-1, 54C-2, 54C-3 y 54C-4 formadas por la división de un cuerpo vibratorio 54 en la dirección longitudinal y dispuesta de tal manera que el cuerpo vibratorio 54 tiene una sección transversal poligonal, estando los extremos respectivos de las piezas del cuerpo vibratorio acoplados axialmente y conectados entre sí. Una plataforma de soporte 64 está instalada en la dirección longitudinal dentro de la primera, segunda, tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio 54C-1, 54C-2, 54C-3 y 54C-4. El medio de mantenimiento de la potencia nominal incluye primer y segundo actuadores de cambio de forma 66A y 66B, cuyos extremos respectivos están acoplados al interior de la primera y segunda piezas del cuerpo vibratorio 54C-1 y 54C-2, y los otros extremos respectivos están acoplado a la plataforma de soporte 64, de modo que el primer y segundo actuadores de cambio de forma 66A y 66B se extienden o contraen para desplegar o plegar ambos lados de la primera y segunda piezas de cuerpo vibratorio 54C-1 y 54C-2. El medio de mantenimiento de la potencia nominal incluye un tercer actuador de cambio de forma 66C que se contrae cuando se extienden el primer y el segundo actuador de cambio de forma 66A y 66B, tirando así de la tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio 54C-3 y 54C-4 hacia la plataforma de soporte 64. El tercer actuador de cambio de forma 66C se extiende cuando el primer y segundo actuadores de cambio de forma 66A y 66B se contraen, empujando así la tercera y cuarta piezas de cuerpo vibratorio 54C-3 y 54C-4 lejos de la plataforma de soporte 64. El primero, segundo y tercero actuadores de cambio de forma 66A, 66B y 66C constituyen una unidad de actuador 66.To be specific, the nominal power maintaining means 60 of the vortex induced vibration energy extraction device 10 according to the sixth embodiment includes multiple first, second, third and fourth vibratory body parts 54C-1, 54C-2, 54C -3 and 54C-4 formed by dividing a vibrating body 54 in the longitudinal direction and arranged in such a way that the vibrating body 54 has a polygonal cross section, the respective ends of the vibrating body parts being axially coupled and connected to each other. Yeah. A support platform 64 is installed in the longitudinal direction inside the first, second, third and fourth vibratory body parts 54C-1, 54C-2, 54C-3 and 54C-4. The rated power holding means includes first and second shape change actuators 66A and 66B, the respective ends of which are coupled to the inside of the first and second vibratory body parts 54C-1 and 54C-2, and the other respective ends are attached to the support platform 64, so that the first and second shape change actuators 66A and 66B extend or contract to unfold or fold both sides of the first and second vibratory body parts 54C-1 and 54C-2 . The rated power holding means includes a third shape change actuator 66C that contracts when the first and second shape change actuators 66A and 66B are extended, thereby pulling the third and fourth vibratory body parts 54C- 3 and 54C-4 toward the support platform 64. The third shape change actuator 66C extends when the first and second shape change actuators 66A and 66B contract, thereby pushing the third and fourth vibratory body pieces 54C- 3 and 54C-4 away from the support platform 64. The first, second and third shape change actuators 66A, 66B and 66C constitute an actuator unit 66.

El medio de mantenimiento de potencia nominal 60 que tienen la estructura anterior pueden variar la forma de la sección transversal del cuerpo vibratorio 54 desplegando o doblando la primera, segunda, tercera y cuarta piezas del cuerpo vibratorio 54C-1, 54C-2, 54C-3 y 54C-4, que están separados entre sí, y que están acoplados axialmente para plegarse uno sobre otro, mediante el primer, segundo, tercero actuadores de cambio de forma 66A, 66B y 66C. En consecuencia, el área superficial en la que la corriente de marea A actúa perpendicularmente al cuerpo vibratorio 54 puede aumentar o disminuir. Es decir, cuanto mayor sea el área superficial en la que la corriente de marea A actúa perpendicularmente al cuerpo vibratorio 54, mayor será la vibración inducida por el vórtice. En consecuencia, la vibración inducida por el vórtice puede reducirse o eliminarse disminuyendo el área superficial en la que la corriente de marea A actúa perpendicularmente al cuerpo vibratorio 54.The rated power holding means 60 having the above structure can vary the cross-sectional shape of the vibrating body 54 by unfolding or folding the first, second, third and fourth vibrating body parts 54C-1, 54C-2, 54C- 3 and 54C-4, which are spaced apart from each other, and which are axially coupled to fold over each other, by first, second, third shape change actuators 66A, 66B and 66C. Consequently, the surface area in which the tidal current A acts perpendicular to the vibrating body 54 can be increased or decreased. That is, the greater the surface area in which the tidal current A acts perpendicular to the vibrating body 54, the greater the vibration induced by the vortex. Consequently, the vortex-induced vibration can be reduced or eliminated by decreasing the surface area on which the tidal current A acts perpendicular to the vibrating body 54.

Como tal, variando la forma de la sección transversal del cuerpo vibratorio 54, la potencia nominal puede controlarse y la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio 54 puede detenerse o reducirse a un nivel mínimo.As such, by varying the cross-sectional shape of the vibrating body 54, the power rating can be controlled and the vortex-induced vibration of the vibrating body 54 can be stopped or reduced to a minimum level.

Entre los dibujos adjuntos, la Fig. 14 es una vista superior esquemática que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la séptima realización de la presente divulgación.Among the accompanying drawings, Fig. 14 is a schematic top view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the seventh embodiment of the present disclosure.

Como se ilustra en las Fig. 14, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la séptima realización tiene la misma configuración que la de las respectivas realizaciones descritas anteriormente, excepto que una estructura inductora de corriente de marea 70 está instalada en el cuerpo de anclaje 20 o cerca del cuerpo de anclaje 20 de modo que como para inducir un flujo de una corriente de marea A formada por las mareas bajas y bajas en una dirección que coincide con la de las unidades operativas 50A y 50B en ambos lados.As illustrated in Fig. 14, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the seventh embodiment has the same configuration as that of the respective embodiments described above, except that a tidal current-inducing structure 70 is installed in the anchor body 20 or near the anchor body 20 so as to induce a flow of a tidal current A formed by low and low tides in a direction coinciding with that of the operating units 50A and 50B on both sides.

Al instalar una estructura inductora de corriente de marea 70 en el cuerpo de anclaje 20 o cerca del cuerpo de anclaje 20 para inducir un flujo de corrientes de marea A y B formadas por mareas crecientes y menguantes hacia las unidades operativas 50A y 50B en ambos lados, la marea las corrientes A y B actúan eficientemente sobre los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B en ambos lados, mejorando así la eficiencia de extracción de energía.By installing a tidal current inducing structure 70 on the anchor body 20 or near the anchor body 20 to induce a flow of tidal currents A and B formed by ebb and flow tides to the operating units 50A and 50B on both sides , the tide currents A and B efficiently act on the respective vibrating bodies 54A and 54B on both sides, thus improving the energy extraction efficiency.

La estructura inductora de corriente de marea 70 tiene preferiblemente una porción curva y tiene una altura igual a la altura de los respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B desde el lecho marino.The tidal current inducing structure 70 preferably has a curved portion and has a height equal to the height of the respective vibrating bodies 54A and 54B from the seabed.

La Fig. 15 es una vista en perspectiva esquemática que ilustra un dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la octava realización de la presente descripción.Fig. 15 is a schematic perspective view illustrating a vortex-induced vibration energy extracting device according to the eighth embodiment of the present disclosure.

Como se ilustra en las Fig. 15, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice 10 de acuerdo con la octava realización tiene la misma configuración que la de las respectivas realizaciones descritas anteriormente excepto que se proporciona un miembro de cambio de dirección 80 en el extremo superior del cuerpo de soporte 40 o en la parte superior de extremo del medio de generación de potencia 30.As illustrated in Fig. 15, the vortex-induced vibration energy extracting device 10 according to the eighth embodiment has the same configuration as that of the respective embodiments described above. except that a direction change member 80 is provided at the upper end of the supporting body 40 or at the upper end part of the power generating means 30.

El miembro de cambio de dirección 80 está configurado de tal manera que el cuerpo de soporte 40, que tiene unidades operativas 50A y 50B en ambos lados del mismo, puede cambiar la dirección de la unidad operativa 50A o 50B en la dirección de flujo de la corriente de marea A o B. Es decir, el extremo inferior del cuerpo de soporte 40 está acoplado de forma giratoria al cuerpo de anclaje 20, y un elemento de cambio de dirección 80 que tiene una forma triangular está acoplado al extremo superior del medio de generación de potencia 30. En consecuencia, si fluye una corriente de marea A o B (si fluye un fluido), el cuerpo de soporte 40 gira de tal manera que un cuerpo vibratorio 54A o 54B cambia la posición para estar frente a la dirección de flujo de la corriente de marea A o B, lo que permite respectivos cuerpos vibratorios 54A y 54B sufran vibraciones inducidas por vórtice por medio de la corriente de marea A o B.The direction change member 80 is configured in such a way that the support body 40, which has operating units 50A and 50B on both sides thereof, can change the direction of the operating unit 50A or 50B in the flow direction of the tidal current A or B. That is, the lower end of the support body 40 is rotatably coupled to the anchor body 20, and a direction change member 80 having a triangular shape is coupled to the upper end of the tidal current A or B. power generation 30. Consequently, if a tidal current A or B flows (if a fluid flows), the supporting body 40 rotates in such a way that a vibrating body 54A or 54B changes the position to face the direction of flow of tidal stream A or B, allowing respective vibrating bodies 54A and 54B to undergo vortex-induced vibrations by means of tidal stream A or B.

El miembro de cambio de dirección 80 permite que las unidades operativas 50A y 50B en ambos lados alcancen activamente la corriente de marea A o B que fluye en varias direcciones, extrayendo así energía.The direction change member 80 enables the operating units 50A and 50B on both sides to actively catch up with the tidal stream A or B flowing in various directions, thereby extracting energy.

Aplicabilidad IndustrialIndustry Applicability

El dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice de acuerdo con la presente divulgación está configurado para extraer energía eléctrica de la energía mecánica resultante de la vibración inducida por vórtice del cuerpo vibratorio, que es causada por un flujo de fluido. Se configuran y se instalan múltiples cuerpos vibratorios a ambos lados del cuerpo de soporte, respectivamente. El cuerpo vibratorio de un lado está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice por medio de un fluido que fluye en una dirección, y el cuerpo vibratorio del lado opuesto está configurado para generar energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtice por medio de un fluido que fluye en la dirección opuesta. En particular, cuando el cuerpo vibratorio ubicado aguas arriba en la dirección del flujo con respecto a la dirección del flujo del fluido genera energía mecánica a través de la vibración inducida por vórtices que resulta del flujo del fluido aguas arriba, el cuerpo vibratorio ubicado aguas abajo genera energía mecánica mediante la estela galopante resultante del vórtice generado detrás de la vibración colocada aguas arriba, mejorando así sustancialmente la eficiencia de extracción de energía. En consecuencia, el dispositivo de extracción de energía por vibración inducida por vórtice según la presente descripción se puede instalar en aguas que tienen un rango de marea grande y una corriente de marea rápida, produciendo así energía respetuosa con el medio ambiente y, por lo tanto, es aplicable industrialmente. The vortex-induced vibration energy extracting device according to the present disclosure is configured to extract electrical energy from mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of the vibrating body, which is caused by a fluid flow. Multiple vibrating bodies are configured and installed on both sides of the supporting body, respectively. The vibrating body on one side is configured to generate mechanical energy through vortex-induced vibration by means of a fluid flowing in one direction, and the vibrating body on the opposite side is configured to generate mechanical energy through induced vibration. by vortexing by means of a fluid flowing in the opposite direction. In particular, when the vibrating body located upstream in the flow direction with respect to the fluid flow direction generates mechanical energy through vortex-induced vibration resulting from the upstream fluid flow, the vibrating body located downstream It generates mechanical energy by the galloping wake resulting from the vortex generated behind the vibration placed upstream, thus substantially improving the energy extraction efficiency. Accordingly, the vortex-induced vibration energy extraction device according to the present description can be installed in waters having a large tidal range and fast tidal current, thus producing environmentally friendly energy and thus It is industrially applicable.

Claims

1. A vortex-induced vibration energy extraction device (10) comprising:

a pair of vibrating bodies (54A, 54B) coupled to a support body (40) installed on a seabed so that its two ends are coupled to both sides of the support body (40) by shafts, respectively, the vibrating bodies (54A , 54B) being arranged along a straight line with respect to the direction of flow of a fluid; and an energy conversion device provided on the supporting body (40) for converting mechanical energy resulting from vortex-induced vibration of the vibrating bodies (54A, 54B) due to fluid flow into electrical energy, where

The vibrating body (54A) positioned upstream in the flow direction, with respect to the fluid flow direction, is configured to generate mechanical energy through vortex-induced vibration resulting from the upstream fluid flow, and the vibrating body (54B) positioned downstream in the flow direction is configured to generate mechanical energy through a galloping wake caused by a vortex generated behind the vibrating body (54A) positioned upstream, characterized in that the support body (40) comprises a positioning condition maintaining means configured to variably control the angle of the vibrating body (54A, 54B) with respect to the fluid flow, thereby stopping or minimizing vortex-induced vibration of the vibrating body (54A, 54B).

The vortex-induced vibration energy extraction device (10) according to claim 1, wherein the support body (40) is coupled to an anchor body (20) comprising three support blocks arranged in a angle of 120°, or to an anchor body comprising a monopile, a gravity anchor or a pile anchor.

The vortex-induced vibration energy extracting device (10) according to claim 1, wherein the supporting body (40) between the upstream vibrating body (54A) and the downstream vibrating body (54B) has both sides formed in the shape of "]", thus forming a bypass space (S), so that the fluid which has passed through the upstream vibrating body (54A) is not interfered before acting on the downstream vibrating body (54B).

The vortex-induced vibration energy extracting device (10) according to claim 1, wherein the supporting body (40) between the upstream vibrating body (54A) and the downstream vibrating body (54B) has the shape of a streamlined thin plate, thus forming a bypass portion (41A), so that the fluid which has passed through the upstream vibrating body (54A) is not interfered before acting on the downstream vibrating body (54B). ).

The vortex-induced vibration energy extracting device (10) according to claim 1, wherein a tidal current inducing structure (70) is installed near the supporting body (40) to induce a flow of a fluid, comprising a tidal stream or an ocean current resulting from a rising tide or ebb tide, in a direction coinciding with the respective vibrating bodies (54A, 54B) on both sides.

The vortex-induced vibration energy extraction device (10) according to claim 1, wherein the support body (40) comprises nominal power holding means (60) configured to variably control the angle of the vibrating body (54A, 54B) with respect to the flow of the fluid, to variably control the shape of the vibrating body (54A, 54B), thus maintaining the rated power, or to stop the vortex-induced vibration of the vibrating body ( 54A, 54B).

The vortex-induced vibration energy extraction device (10) according to claim 6, wherein the rated power holding means (60) comprise an actuator (62) having one end coupled to the vibrating body (54A , 54B) and the other end coupled to support frames (52) that couple the vibratory body (54A, 54B) to a shaft for pushing or pulling the vibrating body (54A, 54B) through contraction/extension operations, thus varying the angle of the vibrating body (54A, 54B).

The vortex-induced vibration energy extracting device (10) according to claim 6, wherein the rated power holding means (60) is configured to vary the cross-sectional shape of the vibrating body (54A, 54B) and includes:

multiple first, second, third and fourth vibratory body pieces (54C-1, 54C-2, 54C-3, 54C-4) formed by dividing the vibratory body (54A, 54B) in the longitudinal direction, and arranged so that The vibratory body (54A, 54B) has a polygonal cross-sectional shape, the respective ends of the first, second, third and fourth vibratory body parts (54C-1, 54C-2, 54C-3, 54C-) being axially coupled. 4) and connected to each other;

a support platform (64) installed in the longitudinal direction inside the first, second, third and fourth vibratory body parts (54C-1, 54C-2, 54C-3, 54C-4); Y

an actuator unit (66) comprising first, second and third shape change actuators (66A, 66B, 66C), wherein the respective ends of the first and second shape change actuators (66A, 66B) are coupled to the inside of The first and second parts of the vibratory body (54C-1, 54C-2), and the respective other ends thereof are coupled to the support platform (64) in such a way that the first and second gear change actuators shape (66A, 66B) extend and contract to unfold or fold both sides of the first and second parts of the vibratory body (54C-1,54C-2); The third shape change actuator (66C) is configured to contract when the first and second shape change actuators (66A, 66B) are extended, thus pulling the third and fourth vibratory body pieces (54C-3, 54C- 4) towards the platform support (64); and the third shape change actuator (66C) is configured to extend when the first and second shape change actuators (66A, 66B) contract, thereby pushing the first and second vibratory body pieces (54C-3, 54C- 4) away from the support platform (64).

The vortex-induced vibration energy extraction device (10) according to claim 1, wherein the positioning condition maintenance means comprises a positioning actuator (AC) installed on an axis of the vibrating body (54A). , 54B) within support frames (52) to vary the angle of the vibrating body (54A, 54B), the operation of the positioning actuator (AC) being controlled by a control unit (C).