[实用新型]一种牵引式单立柱涡激振动海流能发电装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明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，本发明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。