[发明专利]垂直轴径向激振式风能俘获装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能俘获装置，具体涉及一种垂直轴径向激振式风能俘获装置，属于风力发电新能源领域。

背景技术

随着自然资源的逐步减少，不消耗自然资源和能反复多次使用的能源正在不断研发，而利用自然界风能进行发电，为各种户外设施进行自供电的系统符合当今节能、环保、低碳的发展趋势，但是传统的风力发电都是采用较大的风力转动叶片带动发电的，这种传统的方式，在安装使用上，存在体积大、很难大面积普及的问题。

公开日为2014年1月1日、公开号为CN103490667A、发明名称为“弹性片式压电发电装置及方法”的专利申请，它首次提出了一种采用弹性压电片的压电效应进行发电的小型风力发电装置，成功地避免了传统风力发电体积大的问题，具有适应性广泛等优点；但是，其结构复杂、成本高、发电效率低以及很难大面积普及。

发明内容

本发明为解决现有小型弹性片式压电发电装置存在的结构复杂、成本高、发电效率低以及很难大面积普及的问题，提供一种垂直轴径向激振式风能俘获装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的垂直轴径向激振式风能俘获装置包括外壳、转转轴、动风轮和R组俘能总成；每组俘能总成包括固定座、圆盘、M个悬臂梁压电俘能器、M组激振永磁体和M组受激永磁体；且R≥2，M≥6；每组俘能总成中的M组激振永磁体与M组受激永磁体的磁极性相反；每组受激永磁体为两个受激永磁体；每组激振永磁体为两个激振永磁体；

R组俘能总成沿旋转轴的轴向相间设置，任意相邻的两组俘能总成之间的旋转轴上固装有动风轮，每个固定座与旋转轴转动连接，每个固定座与外壳可拆卸连接，每个圆盘的中部固装在旋转轴上，每个圆盘的外周侧面上沿圆盘的周向均布安装有M组激振永磁体；每个固定座上沿圆盘的周向均布安装有M个悬臂梁压电俘能器，每个悬臂梁压电俘能器的压电片竖直设置，每个悬臂梁压电俘能器的压电片的两侧面各安装有一个受激永磁体，每组俘能总成中的M组激振永磁体与M组受激永磁体构成圆形的同心内外双环结构。

本发明的有益效果是：本发明的垂直轴径向激振式风能俘获装置主要通过旋转轴带动均布在固定座周围的多个悬臂梁压电俘能器的水平往复摆动来发电。悬臂梁压电俘能器的一端固定在固定座上，另一端的表面分别粘接着两个受激永磁体。而在旋转轴上安装着多个圆盘，每个圆盘的外周侧面也分别安装着两块激振永磁体。安装在悬臂梁压电俘能器上的永磁体与安装在圆盘上的永磁体分别在同一高度和同一中心圆周角上对应，也即每组俘能总成中的M组激振永磁体与M组受激永磁体构成圆形的同心内外双环结构。当外部的风力带动动风轮旋转时，动风轮将转动传递给旋转轴，由旋转轴带动圆盘和圆盘上的激振永磁体绕旋转轴的中心轴线转动。由于圆盘上的两个永磁体吸引粘接在悬臂梁压电俘能器上的两个永磁体，进而使悬臂梁压电俘能器激振产生电能。

本发明的垂直轴径向激振式风能俘获装置采用使悬臂梁压电俘能器激振的方式发电，加工装配十分简便，结构简单；此外，可以通过控制悬臂梁压电俘能器在固定座上伸出的长度来使其在激振过程中拥有较为理想的激振频率，提高发电效率。

本发明的垂直轴对称径向激振式风能俘获装置具有结构简单、成本较低、发电效率高、可实现大面积普及的优点。

附图说明

图1是本发明的垂直轴径向激振式风能俘获装置的主剖面示意图，图2是垂直轴对称径向激振式风能俘获装置主视图，图3是圆盘、旋转轴、动风轮和多个悬臂梁压电俘能器连接的结构示意图，图4是圆盘、旋转轴、动风轮和两个悬臂梁压电俘能器连接的结构示意图，图5是本发明的旋转轴、两个圆盘和两个悬臂梁压电俘能器之间的空间对应位置的示意图，图6是具体实施方式六的固定座的结构示意图，图7是具体实施方式七的压板的结构示意图，图8是装有激振永磁体的圆盘工作状态示意图，图9是旋转轴带动悬臂梁压电俘能器变形而发电的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明，本实施方式的垂直轴径向激振式风能俘获装置包括外壳12、转转轴9、动风轮5和R组俘能总成；

每组俘能总成包括固定座1、圆盘8、M个悬臂梁压电俘能器6、M组激振永磁体13和M组受激永磁体14；且R≥2，M≥6；每组俘能总成中的M组激振永磁体与M组受激永磁体的磁极性相反；每组受激永磁体为两个受激永磁体14；每组激振永磁体为两个激振永磁体13；