【技术实现步骤摘要】
一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置及其设计方法
[0001]本专利技术涉及海洋可再生能源利用装置
，具体地说是一种结构简单可靠、发电能力高、噪声低、易启动的利用弹性约束摆动圆柱的涡激振动现象获取潮流能的摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置及其设计方法。
技术介绍
[0002]众所周知，当圆柱固定在一定流速的流动中，会在其尾流中出现周期性交替脱落的漩涡，进而导致圆柱受到垂直来流方向的周期性的波动升力。如果释放圆柱在垂直来流方向的约束，则圆柱会在周期性波动升力的作用下发生垂直来流方向的振荡，这种振荡运动现象可以用于输出能量，称之为“涡激振动能”。当进一步改进圆柱在垂直来流方向的约束，譬如采用弹性约束，则能够在一定条件下强化这种振荡，提高能量转换率。
[0003]相比于传统的潮流能获取装置，如水平轴涡轮或垂直轴涡轮，在圆柱涡激振动能的获取中，其启动流速更低，特征速度也更低，因而噪声极小；并且涡激振动能获取装置没有持续旋转的部件，因而能够减轻对海洋生物的危害，降低出现异物缠绕的风险。尽管利用涡激振动现象获取潮流能具有很多优点...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，设有底座、圆柱、发电机，其特征在于所述的发电机的外侧套有上端封闭下端开口的筒状的驱动机舱，驱动机舱包裹在发电机的外部，发电机上方的输出轴与驱动机舱固定连接，驱动机舱的下端设有端盖，端盖的边缘经轴承与驱动机舱的下端相连接，端盖与发电机固定连接，端盖下方中部经旋转杆，旋转杆下端与底座转动连接，所述的驱动机舱的侧壁设有开口，开口内的发电机与尾翼连杆相连接，尾翼连杆穿过开口与尾翼相连接，所述的尾翼连杆的两侧经弹簧架与弹簧相连接，弹簧的一端与弹簧架相连接，弹簧的另一端与驱动机舱相连接，与开口对应的另一侧的驱动机舱经圆柱支架与圆柱相连接。2.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的底座与旋转杆之间设有支撑筒，所述的支撑筒的下端与底座固定连接，旋转杆的下端插入支撑筒的上端并与支撑筒经轴承转动连接。3.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的圆柱的上下两端分别设有挡板，以减轻端面流动损失，提高圆柱的能量转化率。4.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的弹簧架设为T型架，T型架的竖杆穿过开口与发电机相连接，T型架的横杆两端分别与弹簧相连接，T型架的横杆两端的弹簧分别对称的设有至少一对，所述的尾翼连杆插入T型架的横杆中部与T型架相连接。5.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的发电机上方的输出轴设为扁平状，驱动机舱上设有与扁平状输出轴配合的扁平孔，发电机上方的输出轴与扁平孔配合连接。6.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的端盖中部与旋转杆中部设有通透的引线孔，发电机的引出线经引线孔穿出。7.根据权利要求1所述的一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置，其特征在于所述的发电机的上端经轴承与驱动机舱内壁转动连接，通过轴承起到支撑稳定作用。8.一种摆动圆柱涡激振动潮流能利用装置的设计方法，其特征在于设计方法的步骤如下：（1）选定折合速度U
*
：U
*
的取值范围为7.0~12.0；（2）圆柱设计：包括圆柱尺寸和圆柱质量设计，以及端板的设计，根据功率要求设计圆柱尺寸，圆柱直径D和长度H与发电机输出功率Pout的关系为Pout=η Cp ρ V
3 D H / 2，η为发电机效率，视所选取的发电机确定；Cp为功率因数，取值为0.25
‑
0.35；ρ为水的密度，V为水流速度，二者采用国际标准单位，调整圆柱直径D和长度H，使其满足功率要求，并保证H/D>4.0，根据选取发电机取所需功率为Pout，所选发电...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅蕾，闫文辉，周军伟，丛立新，于东，郭彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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