一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，包括底座、底座导向槽、水轮机和反相联动流致振动发电装置；底座导向槽设置在底座上，水轮机和反相联动流致振动发电装置均设置在底座导向槽内；反相联动流致振动发电装置用于通过水轮机产生流致振动进行发电。本实用新型专利技术S型水轮机在运行过程中会周期性地脱落旋涡，在尾流区形成涡街，旋涡内压力较低，有利于流致振动产生，利用这一特性可在S型水轮机尾流区与非尾流区交界处布置流致振动发电装置，从而提高流致振动发电装置的能量收集效率。提高流致振动发电装置的能量收集效率。提高流致振动发电装置的能量收集效率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多机互补的集成化海流能发电装置
[0001]本技术属于海流发电
，特别涉及一种基于多机互补的集成化海流能发电装置。
技术介绍
[0002]海流中包含巨大的可回收流体动能，海流能和流速的立方成正比。据相关理论推算，全世界蕴含的可回收海流能每年约为22000TWh，而世界总年发电量为19000TWh。显然，海流能是一种有巨大潜力的可再生资源，且海流速度稳定，具有较大的实际应用潜力。沿海区域具有丰富的海流能，年平均海流能估算功率约为1.4
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107kW(122TWh/年)。S型水轮机与流致振动装置是海流能收集利用的重要装置，S型水轮机为阻力型轮机，能量收集效率较高，但由于受到叶片尖速比的限制，在低流速环境下相比于流致振动装置自启动性差；而流致振动装置可适应低流速环境，但与S型水轮机相比效率较低。
技术实现思路
[0003]本技术的目的在于提供一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，以解决S型水轮机受到叶片尖速比的限制，在低流速环境下相比于流致振动装置自启动性差，而流致振动装置可适应低流速环境，但与S型水轮机相比效率较低的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，包括底座、底座导向槽、水轮机和反相联动流致振动发电装置；底座导向槽设置在底座上，水轮机和反相联动流致振动发电装置均设置在底座导向槽内；反相联动流致振动发电装置用于通过水轮机产生流致振动进行发电。
[0006]反相联动流致振动发电装置包括流致振动振子、扭转弹簧、约束弹簧、柔性传动皮带和发电机；两个流致振动振子分别位于底座导向槽内侧两端处，扭转弹簧位于底座导向槽中心处；约束弹簧在底座导向槽内，一端连接流致振动振子，一端连接底座；柔性传动皮带一端连接流致振动振子，一端绕在扭转弹簧上，发电机与扭转弹簧通过轴连接。
[0007]进一步的，水轮机位于底座垂直于宽的对称轴上，底座导向槽垂直于水轮机所在对称轴设置。
[0008]进一步的，每个流致振动振子上设置有两个约束弹簧连接到底座。
[0009]进一步的，每个流致振动振子上设置有两个柔性传动皮带连接到扭转弹簧。
[0010]进一步的，水轮机的直径为D，底座长5D、宽4D；扭转弹簧直径0.5D，流致振动振子直径0.5D。
[0011]进一步的，扭转弹簧位于水轮机所在对称轴上，其中心距水轮机中心距离为2D；流致振动振子平衡位置在底座上的投影距水轮机所在对称轴距离为D。
[0012]进一步的，底座导向槽中心线与扭转弹簧相切，流致振动振子的运动方向始终垂直于水轮机所在对称轴。
[0013]进一步的，约束弹簧始终受压，柔性传动皮带在装置运行过程中始终受到拉力作用；柔性传动皮带自切点处与扭转弹簧接触后绕扭转弹簧半周，其一端与扭转弹簧相连接，接触长度为0.785D。
[0014]进一步的，水轮机为S型水轮机。
[0015]与现有技术相比，本技术有以下技术效果：
[0016]本技术S型水轮机在运行过程中会周期性地脱落旋涡，在尾流区形成涡街，旋涡内压力较低，有利于流致振动产生，利用这一特性可在S型水轮机尾流区与非尾流区交界处布置流致振动发电装置，从而提高流致振动发电装置的能量收集效率。且可利用尾流涡街的周期性特性，使两个流致振动振子始终相差半个周期反相运动，将两个反相运动的流致振动振子通过传动装置相联结，从而形成合力矩，减少系统所用电机数量。
附图说明
[0017]图1为本技术总成剖视图；
[0018]图2为本技术立体图；
[0019]图3为柔性传动皮带与扭转弹簧连接处的局部细节图；
[0020]图4为柔性传动皮带与流致振动振子连接处的局部细节图；
[0021]图5为约束弹簧与底座连接处的局部细节图；
[0022]图6为约束弹簧与流致振动振子连接处的局部细节图；
[0023]图7为发电机与底座连接处的局部细节图。
[0024]其中：
[0025]底座1，S型水轮机2，反相联动流致振动发电装置3，其中3包括流致振动振子31、扭转弹簧32、约束弹簧33、柔性传动皮带34、发电机35，底座导向槽4。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，包括底座1，S型水轮机2，反相联动流致振动发电装置3，其中3包括流致振动振子31、扭转弹簧32、约束弹簧33、柔性传动皮带34、发电机35，底座导向槽4。
[0030]本技术的核心技术是一种基于多机互补的集成化海流能发电装置。S型水轮机在运行过程中会周期性地脱落旋涡，在尾流区形成涡街，旋涡内压力较低，有利于流致振动产生，利用这一特性可在S型水轮机尾流区与非尾流区交界处布置流致振动发电装置，从而提高流致振动发电装置的能量收集效率。且可利用尾流涡街的周期性特性，使两个流致振动振子始终相差半个周期反相运动，将两个反相运动的流致振动振子通过传动装置相联结，从而形成合力矩，减少系统所用电机数量。
[0031]图1和图2是系统总成图，其中底座1为对称一体结构。S型水轮机2的直径为D，位于底座垂直于宽的对称轴(下面简称底座对称轴)上，底座1长5D、宽4D。扭转弹簧32直径0.5D，位于底座对称轴上，其中心距S型水轮机2中心2D。流致振动振子31直径0.5D，平衡位置在底座上的投影距底座对称轴D。底座导向槽4垂直于底座对称轴，其中心线与扭转弹簧32相切，使流致振动振子31的运动方向始终垂直于底座对称轴。约束弹簧33在底座导向槽4内，一端连接流致振动振子31，一端连接底座1。柔性传动皮带34一端连接流致振动振子31本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，其特征在于，包括底座(1)、底座导向槽(4)、水轮机(2)和反相联动流致振动发电装置(3)；底座导向槽(4)设置在底座(1)上，水轮机(2)和反相联动流致振动发电装置(3)均设置在底座导向槽(4)内；反相联动流致振动发电装置(3)用于通过水轮机(2)产生流致振动进行发电；反相联动流致振动发电装置(3)包括流致振动振子(31)、扭转弹簧(32)、约束弹簧(33)、柔性传动皮带(34)和发电机(35)；两个流致振动振子(31)分别位于底座导向槽(4)内侧两端处，扭转弹簧(32)位于底座导向槽(4)中心处；约束弹簧(33)在底座导向槽(4)内，一端连接流致振动振子(31)，一端连接底座(1)；柔性传动皮带(34)一端连接流致振动振子(31)，一端绕在扭转弹簧(32)上，发电机(35)与扭转弹簧(32)通过轴连接。2.根据权利要求1所述的一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，其特征在于，水轮机(2)位于底座(1)垂直于宽的对称轴上，底座导向槽(4)垂直于水轮机(2)所在对称轴设置。3.根据权利要求1所述的一种基于多机互补的集成化海流能发电装置，其特征在于，每个流致振动振子(31)上设置有两个约束弹簧(33)连接到底座(1)。4.根据权利要求1所述的一种基于多机互补的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雅楠，史锦康，郭朋华，杨昌全，傅玉蔚，周家逸，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：
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