双振子流致摆振发电装置制造方法及图纸

一种双振子流致摆振发电装置，涉及流体力学及新能源发电领域。采用双振子摆动的方式进行发电，包括上游振子、下游振子以及其两端连接的支撑端板。首先，采用双振子上下游顺流向布局方式，实现双振子水力、机械双重耦合效果，增强摆振幅度，增大发电能力。其次，双振子顺流向间距可根据实际来流进行调整，内部弹簧也可进行灵活更换，且在大规模架设后，若更换某个对振子，并不影响其他振子的持续发电。再次，本装置的所有部件均为装配式结构，可根据实际水流情况灵活更换与调整位置，增强了装置的适用范围。此外，该装置结构简单，易于实现，具有良好的运用前景。

【技术实现步骤摘要】
双振子流致摆振发电装置
本技术涉及流体力学及新能源发电领域，是采用双振子实现流致摆振的发电装置。
技术介绍
流致振动发电已成为可再生能源利用的新热点。随着研究的深入，人们发现，顺水流的串列双圆柱中，下游圆柱因处于上游圆柱尾流区，在某些特定情况下会发生尾流驰振，振动强度大于单圆柱涡激振动。为增强单圆柱的振动强度，许多研究系统探讨了串列双(多)圆柱自由振动下的振动特性及致振机理，一定程度提升了振动发电效果。不过目前，尚未有研究深入探讨双(多)圆相互耦联条件下的振动特性，及联合发电效果。若下游圆柱与上游圆柱耦联，一旦下游圆柱发生尾流驰振，振动增强，很可能会带动上游圆柱增强振动，进一步提升泄涡能力，从而两圆柱振动发电效果可进一步提升。为此，本申请提出双振子流致振摆振发电装置，该装置将双振子顺水流方向耦联，并围绕几何中心点摆动，共同发电，在保证各发电个体独立性的条件下尽可能增大发电效果。
技术实现思路
本技术旨在提出一种流致摆振发电装置，该装置采用双振子流致摆动进而发电，增强并利用流致振动强度，提高设备的发电能力。本技术采用的技术方案是：双振子流致摆振发电装置，包括上游振子、下游振子以及其两端连接的支撑端板，每个支撑端板的中部外侧通过轴承与支撑板底部连接，且轴承内部设置扭转弹簧；支撑板上部与支撑架固定连接，支撑架背部与基座固定连接，基座顶部设有发电机层，发电机层上设置发电机组；所述的支撑端板内侧固定连接转轮，该转轮因支撑端板摆动而往复旋转；转轮和发电机组通过传动带连接，带动发电机组的转子往复旋转进行发电。本技术上游振子与下游振子顺水流方向等高度布置，上游振子布置在水流方向上游，下游振子布置在顺水流方向下游。上游振子与下游振子间距为5倍振子直径。本技术上游振子与下游振子为同截面等长度柱体结构。本技术支撑端的长度根据上游振子与下游振子的间距进行确定，其高度为振子直径的1.5倍～2倍。本技术发电机组包括减速机和发电机，转轮上设置传动带，传动带连接发电机层的转轮，该发电机层的转轮设置在发电机层靠近支撑板一端，传送带通过该发电机层的转轮后连接减速机，减速机与发电机进行连接。本技术支撑架为“井”字形状。有益效果是：双振子流致摆振发电装置采用双振子摆动的方式进行发电既可实现上下游振子相互增强振动，有保证了振子的相对独立，具有显著的有益效果。首先，采用双振子上下游顺流向布局方式，可使得上游振子的脱落漩涡带动下游振子增强振动，而下游振子的振动增强也进一步带动上游振子，实现双振子水力、机械双重耦合效果，增强摆振幅度，增大发电能力。其次，双振子顺流向间距可根据实际来流进行调整，内部弹簧也可进行灵活更换，且在大规模架设后，若更换某个对振子，并不影响其他振子的持续发电。再次，本装置的所有部件均为装配式结构，可根据实际水流情况灵活更换与调整位置，增强了装置的适用范围。此外，该装置结构简单，易于实现，具有良好的运用前景。附图说明图1双振子流致摆振发电装置立体图；图2双振子流致摆振发电装置各部件拆分示意图图中1、上游振子；2、下游振子；3、支撑端板；4、支撑板；5、支撑架；6、基座；7、发电机层；8、转轮；9、传动带；10、减速机；11、发电机。具体实施方式双振子流致摆振发电装置由上游振子1、下游振子2、支撑端板3、支撑板4、支撑架5、基座6、发电机层7、转轮8、传动带9、减速机10、发电机11组成。其中，上游振子1与下游振子2为同一种铝合金中空圆柱，直径10cm，柱体轴线长度1m；作为本技术的等效替换，上游振子1与下游振子2为同截面等长度柱体结构，不限于上述限定，可为钢材、有机玻璃、塑料等材料，截面形状根据具体情况确定，可为圆形、三角形、多边形等。本技术上游振子1与下游振子2顺水流方向等高度布置，其间距可根据来流速度进行调整，本技术设置其间距为5倍振子直径；上游振子1布置在水流方向上游，下游振子2布置在顺水流方向下游；设有两块支撑端板3，上游振子1与下游振子2的左端均固定在一块支撑端板之上，其右端均固定在另一块端板之上；支撑端3的长度根据上游振子1与下游振子2的间距进行确定，其高度为振子直径的1.5倍～2倍；本技术实施例中设置支撑端板3的长度70cm，高度15cm；每个支撑端板3的中部外侧通过轴承与支撑板4底部连接，且轴承内部设置扭转弹簧，在扭转弹簧的作用下，可实现上游振子1和下游振子2与支撑端板3形成整体，并以支撑板4底部为中心进行往复摆动；支撑板4为钢材，其上部与支撑架5固定连接；支撑架5为钢材，为“井”字形状，其背部与基座6固定连接；基座6为可移动平台，材料为钢材；基座6是本技术各个部件的支撑基础，上述左右部件均安装在基座上。对于实际应用环境，基座6可放置在船舶、半潜驳、平台之上，且位置可以调整，最终保证支撑稳定。基座6顶部设置发电机层7，发电机层7上设置2台减速机与发电机；支撑端板3内侧固定连接转轮8，转轮8可因支撑端板3摆动而往复旋转；转轮8上设置传动带9，传动带9连接发电机层7的转轮，该发电机层7的转轮设置在发电机层7靠近支撑板4一端，其目的是将传送带通过该发电机层7的转轮后减小摩擦并最终连接减速机10；减速机10与发电机11进行连接；当来流带动上游振子1与下游振子2摆动时，支撑端板3围绕中心进行摆动，带动转轮8往复旋转，转轮8带动传动带9，并带动减速机10往复旋转，最终带动发电机11的转子往复旋转进行发电。本技术的现场使用方法是：将基座6放置在船舶、半潜驳、海上平台之上；将所有部件安装完成；将上游振子1与下游振子2浸没在海流当中；海流流经上、下游振子后，振子围绕中心进行摆动，带动传动带9并最终带动减速机10往复运动，进行发电。该实施例中，来流流速范围0.5～1.5m/s，发电效果可达到20W～40W。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双振子流致摆振发电装置，其特征是：包括上游振子(1)、下游振子(2)以及其两端连接的支撑端板(3)，每个支撑端板(3)的中部外侧通过轴承与支撑板(4)底部连接，且轴承内部设置扭转弹簧；支撑板(4)上部与支撑架(5)固定连接，支撑架(5)背部与基座(6)固定连接，基座(6)顶部设有发电机层(7)，发电机层(7)上设置发电机组；所述的支撑端板(3)内侧固定连接转轮(8)，该转轮(8)因支撑端板(3)摆动而往复旋转；转轮(8)和发电机组通过传动带(9)连接，带动发电机组的转子往复旋转进行发电。/n

【技术特征摘要】
1.双振子流致摆振发电装置，其特征是：包括上游振子(1)、下游振子(2)以及其两端连接的支撑端板(3)，每个支撑端板(3)的中部外侧通过轴承与支撑板(4)底部连接，且轴承内部设置扭转弹簧；支撑板(4)上部与支撑架(5)固定连接，支撑架(5)背部与基座(6)固定连接，基座(6)顶部设有发电机层(7)，发电机层(7)上设置发电机组；所述的支撑端板(3)内侧固定连接转轮(8)，该转轮(8)因支撑端板(3)摆动而往复旋转；转轮(8)和发电机组通过传动带(9)连接，带动发电机组的转子往复旋转进行发电。


2.根据权利要求1所述的双振子流致摆振发电装置，其特征是：上游振子(1)与下游振子(2)顺水流方向等高度布置，上游振子(1)布置在水流方向上游，下游振子(2)布置在顺水流方向下游。


3.根据权利要求1或2所述的双振子流致摆振发电装置，其特征是：上游振子(1)与下游振子(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕翔，邵楠，王孝群，刘昉，
申请(专利权)人：天津大学前沿技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12