一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，包括主箱体，所述主箱体上设有振动杆组件，振动杆组件上套有传动套，传动套位于主箱体内，传动套周向上连接有若干根牵引绳，主箱体内安装有与牵引绳根数相同的传动箱，传动箱的两侧安装有发电箱组件，传动箱上安装有旋转轴，在旋转轴上依次安装有永磁体、三级齿轮和永磁体，永磁体位于发电箱组件内；通过振动杆组件上下移动，从而通过牵引绳带动直齿轮上下移动，从而带动旋转轴的转动，从而带动永磁体的转动，从而在发电箱组件内发电。本发明专利技术的一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，涡激振动装置产生更大振幅，运用该形式能够更广泛用于不同环境进行涡激振动发电。

Traction type single column vortex excited vibration current energy power generation device

The invention discloses a traction type single column vortex induced vibration of marine current power generation device comprises a main body, a vibrating rod assembly is provided with the main body, a transmission sleeve is sheathed on the vibration rod assembly, transmission sleeve in the main box body, a transmission sleeve is connected with a plurality of circumferential traction rope, installed in the main body box with traction transmission ropes of the same number, both sides of the transmission box installed power box assembly, gear box is installed on the rotating shaft, the rotating shaft is installed on the permanent magnet, the three gear and the permanent magnet in permanent magnet in power box assembly; the vibration rod assembly moves up and down, so as to spur gear on the next move is driven by the traction rope, so as to drive the rotation of the rotary shaft, thereby driving the rotating permanent magnet, resulting in power components within the power box. The invention relates to a traction type single column vortex vibration vibration current energy generating device, wherein, the vortex excited vibration device generates more amplitude, and can be used for vortex induced vibration generation in different environments in this way.

【技术实现步骤摘要】
一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置
本专利技术涉及牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，属于海流能发电领域。
技术介绍
随着人类对资源的需求日益增加，石油、煤炭、天然气等不可再生资源的消耗日趋加快。为了人类的可持续发展，对再生资源的研究和利用迫在眉睫。可再生能源领域中海洋能的能量密度是最高的，其包括波浪能、潮汐能、海流能，海水温差能、海水盐差能等，技术的进步也使海洋能的利用成为可能。其中海流能作为海洋能的一种拥有巨大的利用优势。首先海流能发电具有低流速环境要求的优势，同时海流能还具有较高的能流密度，可持续性强。世界上已有利用其他海洋能的岸式和近岸式装置，然而目前已经运营的大部分利用波浪能的发电装置存在着设备体积巨大，占地面积较大的问题，利用潮汐能的大部分发电装置存在利用率低，维护成本高的问题，利用海水温差能的发电装置也存在着换热面积大，热能提取效率低，建设费用高的问题。而利用海流能转化技术有着更高的装置集约程度和能量捕获效率，其可安装布置于海底、海洋平台等多处地方的特点增强了该类装置的适应性。目前利用海流能发电的主要形式为涡轮发电，然而此类装置也存在者自身体积过大的不利，安装施工复杂，且涡轮机对海流流速也有较高的要求。由此我们提出了利用涡激振动原理的海流能转化技术。涡激振动属于一类较复杂的流固耦合现象，当流体通过柱体时，由于柱体后逆压的变化会对结构产生一定的初始作用力，引起的初始振动导致流体以泻涡的形式发生漩涡脱落。，当漩涡脱落的频率即泻涡频率与柱体的固有频率接近时，将发生“频率锁定”，柱体会发生强烈的振动，即涡激振动。在这一频率范围内的柱体振幅会达到最大幅值，利用柱体的振动进行能量转化，将提供更为充足的能量来源。利用涡激振动原理进行海流能发电，具有绿色可再生，低流速环境要求，高能量密度，可持续性强，蕴藏量丰富等优势，这一领域的深入研究，必将为人类社会的能源领域提供更加广阔的发展前景。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，涡激振动装置产生更大振幅，运用该形式能够更广泛用于不同环境进行涡激振动发电。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，包括主箱体，所述主箱体上设有振动杆组件，振动杆组件上套有传动套，传动套位于主箱体内，传动套周向上连接有若干根牵引绳，主箱体内安装有与牵引绳根数相同的传动箱，传动箱的两侧安装有发电箱组件，传动箱上安装有旋转轴，在旋转轴上依次安装有永磁体、三级齿轮和永磁体，永磁体位于发电箱组件内，三级齿轮与二级齿轮的大齿轮啮合，二级齿轮的小齿轮与大齿轮同轴设置，二级齿轮的小齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮与棘轮同轴设置，棘轮与直齿条啮合，直齿条位于传动箱内，直齿条一端与牵引绳固定连接，另一端通过弹簧与传动箱的内壁连接，牵引绳通过位于传动箱上的传动组件与位于传动箱内的直齿轮连接；通过振动杆组件上下移动，从而通过牵引绳带动直齿轮上下移动，直齿轮上下移动带动棘轮转动，从而通过一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮的传动带动旋转轴的转动，从而带动永磁体的转动，从而在发电箱组件内发电。作为优选，所述发电箱组件包含壳体和线圈，所述壳体内安装有线圈绕组，永磁体转动从而切割磁力线，产生电能。作为优选，所述壳体内安装有绝缘板，绝缘板将壳体沿旋转轴方向分隔为两个独立空间，在每个空前的内壁均设有四个线圈绕组。作为优选，所述振动杆组件包含一级振动杆和与一级振动杆连接的二级振动杆，所述二级振动杆通过万向节安装在传动箱的底部，传动套安装在二级振动杆上。作为优选，所述万向节包含第一U形体、第二U形体和转动体，所述第一U形体的顶端设有第一螺纹凸台，第一螺纹凸台与二级振动杆螺纹连接，第一U形体的末端通过第一转轴与转动体连接，所述第二U形体的顶端设有第二螺纹凸台，第二螺纹凸台与传动箱内壁螺纹连接，第二U形体的末端通过第二转轴与转动体连接，转动体上的第一转轴和第二转轴可相对转动。作为优选，所述传动套的周向均匀连接有四根牵引绳。作为优选，所述传动组件包含支架和滑轮，所述滑轮通过轴安装在支架上，支架安装在传动箱上。作为优选，所述一级齿轮延伸有凸台，凸台设有凹槽，凹槽的轮廓由凹槽随边与凹槽导边形成，棘爪伸入此凹槽内，且凹槽随边为长边，凹槽导边为短边；所述棘轮的内壁设有棘爪槽，棘爪槽的中心处设有棘爪转柱，棘爪转柱穿过棘轮，同时棘轮还增设有回转弹簧将棘爪转柱与棘爪相连接。振动频率较快时，齿轮往复运动时比单向转动耗费更多能量，效率降低，其次棘轮可以使末端磁条始终朝一个方向加速，提高效率。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)采用一端固定一端自由振动的方式缩小了发电装置的体积，且比两端固定的涡激振动装置产生更大振幅，运用该形式能够广泛用于不同环境进行涡激振动发电。(2)振动杆采用可更换可调节的多级结构，通过对不同质量比和不同阻尼比等参数下的圆柱体涡激振动进行研究，得到不同工况下的振动响应结果，根据得到的结果，对不同海流作用下的装置进行振动杆的更换与调整，即能够根据具体工况进行调整长度、质量和外径。(3)采用多级齿轮传动加速转动，获取最大传动比达到最大转速，增大发电电流，同时采用多组条状永磁体切割多组线圈绕组的形式增加发电电压，提高发电效率。(4)应用范围广：该装置可以正置于海床，可以倒置固定于海洋平台，通过变化套筒形状可以安装在导管架等海洋平台上和潜艇等航行器上进行电量补充。(5)装置整体模块化布置，构件集约度和能量捕获率高，多组装置连接可组建海底电网进行大区域发电。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的整体结构布置示意图；图3是本专利技术的一级振动杆示意图；图4是本专利技术的二级振动杆示意图；图5是本专利技术的万向节示意图；图6是本专利技术的牵引绳及传动套示意图；图7是本专利技术的滑轮组件示意图；图8是本专利技术的传动箱组件示意图；图9是本专利技术的直齿条示意图；图10是本专利技术的一级齿轮示意图；图11是本专利技术的棘轮示意图；图12是本专利技术的棘爪示意图；图13是本专利技术的传动结构的示意图；图14是本专利技术的棘爪与回转弹簧配合示意图；图15是本专利技术的二级齿轮示意图；图16是本专利技术的三级齿轮示意图；图17是本专利技术的主箱体组件示意图；图18是本专利技术的条状永磁体示意图；图19是本专利技术的发电箱组件示意图；图20为棘轮与一级齿轮配合的截面示意图。具体实施方式如图1至图20所示，本专利技术的一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，包括振动杆组件1、传动箱组件2、主箱体3以及发电箱组件4，其中传动箱组件2与发电箱组件4安装于主箱体3内部，主箱体3的顶盖31开有圆形凹槽32供振动杆组件1通过，振动杆组件1通过万向节14固定于主箱体3的底部螺纹33，牵引绳111通过滑轮组件21与传动箱组件2相连接，传动箱组件2内三级齿轮221与发电箱组件4中的条状永磁体41共轴。在本专利技术中，振动杆组件1包括一级振动杆11、二级振动杆12、万向节14，其中二级振动杆12上设有凸台13与一级振动杆11底部的凹槽相配，凸台13半径大于振动杆11底部外凹槽的半径，小于内部凹槽的半径，振动杆12可以在振动杆11内部伸缩，实现振动杆长度的调整，调整结束之后，通过锁紧螺栓锁紧一级振动杆11和二级振动杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，其特征在于：包括主箱体，所述主箱体上设有振动杆组件，振动杆组件上套有传动套，传动套位于主箱体内，传动套周向上连接有若干根牵引绳，主箱体内安装有与牵引绳根数相同的传动箱，传动箱的两侧安装有发电箱组件，传动箱上安装有旋转轴，在旋转轴上依次安装有永磁体、三级齿轮和永磁体，永磁体位于发电箱组件内，三级齿轮与二级齿轮的大齿轮啮合，二级齿轮的小齿轮与大齿轮同轴设置，二级齿轮的小齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮与棘轮同轴设置，棘轮与直齿条啮合，直齿条位于传动箱内，直齿条一端与牵引绳固定连接，另一端通过弹簧与传动箱的内壁连接，牵引绳通过位于传动箱上的传动组件与位于传动箱内的直齿轮连接；通过振动杆组件上下移动，从而通过牵引绳带动直齿轮上下移动，直齿轮上下移动带动棘轮转动，从而通过一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮的传动带动旋转轴的转动，从而带动永磁体的转动，从而在发电箱组件内发电。

【技术特征摘要】
1.一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，其特征在于：包括主箱体，所述主箱体上设有振动杆组件，振动杆组件上套有传动套，传动套位于主箱体内，传动套周向上连接有若干根牵引绳，主箱体内安装有与牵引绳根数相同的传动箱，传动箱的两侧安装有发电箱组件，传动箱上安装有旋转轴，在旋转轴上依次安装有永磁体、三级齿轮和永磁体，永磁体位于发电箱组件内，三级齿轮与二级齿轮的大齿轮啮合，二级齿轮的小齿轮与大齿轮同轴设置，二级齿轮的小齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮与棘轮同轴设置，棘轮与直齿条啮合，直齿条位于传动箱内，直齿条一端与牵引绳固定连接，另一端通过弹簧与传动箱的内壁连接，牵引绳通过位于传动箱上的传动组件与位于传动箱内的直齿轮连接；通过振动杆组件上下移动，从而通过牵引绳带动直齿轮上下移动，直齿轮上下移动带动棘轮转动，从而通过一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮的传动带动旋转轴的转动，从而带动永磁体的转动，从而在发电箱组件内发电。2.根据权利要求1所述的牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，其特征在于：所述发电箱组件包含壳体和线圈，所述壳体内安装有线圈绕组，永磁体转动从而切割磁力线，产生电能。3.根据权利要求2所述的牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置，其特征在于：所述壳体内安装有绝缘板，绝缘板将壳体沿旋转轴方向分隔为两个独立空间，在每个空前的内壁均设有四个线圈绕组。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：白旭，孙宇，朱琳，吴奕萱，乐智斌，徐重晖，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32