一种单约束柱体涡激振动星型发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单约束柱体涡激振动星型发电装置，包括星型发电机、若干个振动舱和振动杆，所述振动杆竖向布置，振动杆为上大小下的锥状体，振动杆通过连接装置固定杆连接，固定杆的下端固定在水底或者海峡石壁上，固定杆为镂空结构，固定杆的壁上设有若干个通孔，振动舱穿过通孔，振动舱内安装有活塞，活塞与连杆连接，所述星型发电机包含壳体、星型转子和盖板，所述壳体通过盖板密封，星型转子与连杆连接，星型转子与转动杆连接，转动杆插入到传动块上，传动块与位于星型发电机中心的转轴连接，转轴与旋转电机连接。本发明专利技术通过布置一端自由一端约束的竖直振动杆，在发生涡激振动时将具有更大的振动幅度，有利于产生电能。

A single constrained cylinder vortex excited vibration star type power generation device

The invention discloses a single constraint column of vortex induced vibration of star type power generation device, including star generator, a plurality of vibration and vibration of cabin rod, the vibration rod vertical layout, cone rod vibration for size, vibration rod through a connecting rod connecting device is fixed, the lower end of a fixed pole fixed on the bottom or the channel walls, fixed rod is a hollow structure, the rod wall is provided with a plurality of through holes, the vibration chamber through the through hole vibration cabin provided with a piston, piston and connecting rod, the star type generator comprises a shell, a star rotor and a cover plate, wherein the shell through the sealing cover, star the rotor is connected with the connecting rod, the star type rotor is connected with the rotating rod, a rotating rod inserted into the transmission block and transmission block is connected with the rotating shaft star is located in center of the generator is connected with the rotating shaft. By arranging the vertical vibrating rod with one end free end restraint, the vibration amplitude of the vibrating rod will be larger when the vortex excited vibration is generated, which is beneficial to the generation of electric energy.

【技术实现步骤摘要】
一种单约束柱体涡激振动星型发电装置
本专利技术涉及单约束柱体涡激振动星型发电装置，属于发电领域。
技术介绍
涡激振动是流体通过钝形结构物时，由于在钝形结构物后方产生交替泻放的尾涡导致结构物表面压力分布发生周期性变化，进一步引起结构物发生规律振动的一种现象。这种现象在自然界非常普遍，如果能够将这种振动有效地加以利用并进行转化，能够为人类提供大量的能源。海洋与河流的水流作为一种无污染可再生的能源，采用涡激振动对这类能源进行捕获并转化为电能是近年来的研究热点，这种能源捕获方式绿色环保且捕获效率高。传统的涡激振动旋转电机将振动杆水平放置，当振动杆发生振动时，带动两端与振动杆固定的运动结构，然后进一步将其机械能转化为电能，这类水平布置的方式需要较大的支架以支撑振动杆，安装麻烦且成本较高，同时会影响装置后方的流场。此外，由于支架的存在，只能对振动杆横向的振动进行捕获。近年的研究表明，涡激振动除了存在横向振动，还存在更高频率的顺流向振动，虽然顺流向振动幅度较小，但是具有更高的振动频率，如果能够加以利用，具有更高的捕获效率，此外，横向布置的振幅受到极大影响。在这样的背景下，提出一种一端约束的立式涡激振动旋转电机，具有一定的意义。
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单约束柱体涡激振动星型发电装置，布置一端自由一端约束的竖直振动杆，在发生涡激振动时将具有更大的振动幅度，有利于产生电能。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的单约束柱体涡激振动星型发电装置，包括星型发电机、若干个振动舱和振动杆，所述振动杆竖向布置，振动杆为上大小下的锥状体，振动杆通过连接装置固定杆连接，固定杆的下端固定在水底或者海峡石壁上，固定杆为镂空结构，固定杆的壁上设有若干个通孔，振动舱穿过通孔，振动舱内安装有活塞，活塞与连杆连接，所述星型发电机包含壳体、星型转子和盖板，所述壳体通过盖板密封，星型转子与连杆连接，星型转子与转动杆连接，转动杆插入到传动块上，传动块与位于星型发电机中心的转轴连接，转轴与旋转电机连接；通过振动杆上下移动，带动活塞前后移动，从而通过连杆带动星型转子转动，星型转子转动从而带动转动杆转动，转动杆转动从而带动传动块转动，传动块转动从而带动转轴转动，从而带动旋转电机工作。作为优选，所述连接装置包含上连接柱、下连接柱和双联万向节双联叉，所述上连接柱与振动杆连接，下连接柱与固定杆连接，上连接柱和下连接柱的端部均设有节叉，双联万向节双联叉的两端均设有凹槽，节叉通过位于凹槽内的十字轴与双联万向节双联叉连接。作为优选，所述节叉上套有弹簧。作为优选，所述活塞外套有若干个密封圈。作为优选，所述活塞设有开孔，连杆转轴穿过开孔与连杆连接，在开孔上设有密封块。作为优选，所述振动舱、活塞、连杆为(2*n+1)个，n为正整数，其目的在于奇数个能够很好地度过死点。作为优选，所述传动块为偏心摆锤。作为优选，所述偏心摆锤包含扇形的本体和延伸的凸台，所述转轴位于本体的圆心处。有益效果：本专利技术的单约束柱体涡激振动星型发电装置，具有以下优点：1.由于柱体在一端自由一端约束的布置方式下会发生的涡激振动除了横向振动以外，还会产生顺流向的振动，同时顺流向和横向的振动是不会互相干扰而是同时存在的，因此在振动过程中，顺流向的振动也能够得到充分的利用。除此之外，单约束的情况下，自由端能够获得更大的振幅，综合这两点，该装置能够捕获更大的能量。2.采用活塞的方式能够保证在水下工作的时候具有一定的密封性，保证装置在水下的使用寿命。3.采用活塞、连杆和星型转子的结构能够将多个直线运动同时转化为圆周运动。附图说明图1是本专利技术的星型转子示意图；图2是本专利技术的振动杆示意图；图3是本专利技术的固定杆示意图；图4是本专利技术的双联万向节爆炸示意图；图5是本专利技术的双联万向节叉和弹簧示意图；图6是本专利技术的十字轴示意图；图7是本专利技术的双联万向节双联叉示意图；图8是本专利技术的星型发电机爆炸示意图；图9是本专利技术的星型发电机壳体示意图；图10是本专利技术的星型发电机盖一和星型发电机盖二示意图；图11是本专利技术的发电机和转轴示意图；图12是本专利技术的振动舱示意图；图13是本专利技术的活塞模块爆炸示意图；图14是本专利技术的连杆和连杆插销示意图；图15是本专利技术的星型转子垫片和转子插销示意图；图16是本专利技术的偏心摆锤垫片和偏心摆锤示意图；图17是本专利技术的星型发电机俯视结构示意图；图18为本专利技术的星型发电机主视结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1至18所示，本专利技术的单约束柱体涡激振动星型发电装置，包括星型发电机、若干个振动舱12和振动杆1，所述振动杆1竖向布置，振动杆1为上大小下的锥状体，振动杆1通过连接装置固定杆2连接，固定杆2的下端固定在水底或者海峡石壁上，固定杆2为镂空结构，固定杆2的壁上设有若干个通孔，振动舱12穿过通孔，振动舱12内安装有活塞131，活塞131与连杆14连接，所述星型发电机包含壳体7、星型转子17和盖板，所述壳体7通过盖板密封，星型转子17与连杆14连接，星型转子17与转动杆连接，转动杆插入到传动块上，传动块与位于星型发电机中心的转轴111连接，转轴111与旋转电机连接；通过振动杆1上下移动，带动活塞131前后移动，从而通过连杆14带动星型转子17转动，星型转子17转动从而带动转动杆转动，转动杆转动从而带动传动块转动，传动块转动从而带动转轴111转动，从而带动旋转电机工作。在本专利技术中，所述连接装置包含上连接柱、下连接柱3和双联万向节双联叉5，所述上连接柱与振动杆1连接，下连接柱与固定杆2连接，上连接柱和下连接柱的端部均设有节叉，双联万向节双联叉5的两端均设有凹槽，节叉通过位于凹槽内的十字轴4与双联万向节双联叉5连接。在振动杆1下端设有圆柱凹槽，在凹槽内设有螺纹孔，上连接柱设有外螺纹，通过螺纹将上连接柱与振动杆1连接。固定杆2内部为镂空状，固定杆2顶部设有螺纹孔，下连接柱设有外螺纹，下连接柱通过螺纹与固定杆2连接，所述节叉上套有弹簧6，通过弹簧的刚度来限制振动杆的运动角度，并吸收振动杆的运动缓冲。在本专利技术中，为了保持整个装置的密封性，所述活塞131外套有若干个密封圈136，活塞131设有凹槽132，密封圈136位于凹槽132内，所述活塞131设有开孔，连杆转轴134穿过开孔135与连杆14连接，在开孔上设有密封块133。星型发电机还包括两个星型发电机盖一81和星型发电机盖二91，星型发电机盖开孔82以及星型发电机螺钉83，转轴111孔92。两个发电机盖子通过开孔82和螺钉83与星型发电机壳体7的螺孔73配合，将上下的两个盖子81、91与壳体771紧密配合在一起，保证星型发电机的水密性。所述振动舱12、活塞131、连杆14为(2*n+1)个，n为正整数。所述传动块为偏心摆锤18，所述偏心摆锤18包含扇形的本体和延伸的凸台，所述转轴111位于本体的圆心处，偏心摆锤18的作用在于当结构出现死点时，能够利用偏心摆锤的惯性作用使运动平滑度过死点。在本专利技术中，振动杆包含振动杆本体，振动杆主体11上端大，下端小，由刚度足够质量较小的材料制成，下端有凹槽12，固定杆2伸入凹槽12在凹槽底部的螺孔13处通过螺纹上连接柱连接。振动舱12，包括舱体121，底座122，圆孔123本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单约束柱体涡激振动星型发电装置，其特征在于：包括星型发电机、若干个振动舱和振动杆，所述振动杆竖向布置，振动杆为上大小下的锥状体，振动杆通过连接装置固定杆连接，固定杆的下端固定在水底或者海峡石壁上，固定杆为镂空结构，固定杆的壁上设有若干个通孔，振动舱穿过通孔，振动舱内安装有活塞，当振动杆运动时，推动活塞发生运动，活塞与连杆连接，每个活塞对应一个连杆，所述星型发电机包含壳体、星型转子和盖板，所述壳体通过盖板密封，星型转子与连杆连接，星型转子与转动杆连接，转动杆插入到传动块上，传动块与位于星型发电机中心的转轴连接，转轴与旋转电机连接；通过振动杆上下移动，带动活塞前后移动，从而通过连杆带动星型转子转动，星型转子转动从而带动转动杆转动，转动杆转动从而带动传动块转动，传动块转动从而带动转轴转动，从而带动旋转电机工作。

【技术特征摘要】
1.一种单约束柱体涡激振动星型发电装置，其特征在于：包括星型发电机、若干个振动舱和振动杆，所述振动杆竖向布置，振动杆为上大小下的锥状体，振动杆通过连接装置固定杆连接，固定杆的下端固定在水底或者海峡石壁上，固定杆为镂空结构，固定杆的壁上设有若干个通孔，振动舱穿过通孔，振动舱内安装有活塞，当振动杆运动时，推动活塞发生运动，活塞与连杆连接，每个活塞对应一个连杆，所述星型发电机包含壳体、星型转子和盖板，所述壳体通过盖板密封，星型转子与连杆连接，星型转子与转动杆连接，转动杆插入到传动块上，传动块与位于星型发电机中心的转轴连接，转轴与旋转电机连接；通过振动杆上下移动，带动活塞前后移动，从而通过连杆带动星型转子转动，星型转子转动从而带动转动杆转动，转动杆转动从而带动传动块转动，传动块转动从而带动转轴转动，从而带动旋转电机工作。2.根据权利要求1所述的单约束柱体涡激振动星型发电装置，其特征在于：所述连接装置包含上连接柱、下连接柱和双联万向节双...

【专利技术属性】
技术研发人员：白旭，罗小芳，嵇春艳，乐智斌，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32