[发明专利]垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体动能俘获装置，具体涉及一种垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置，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，提供一种垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置包括底座、外壳、旋转轴、动风轮、圆盘、M个激振永磁体、M个受激永磁体和M个悬臂梁压电俘能器；其中M为正整数；

旋转轴的一端转动安装在底座的中部，旋转轴上固装有圆盘，圆盘的上表面上沿圆盘的周向均布铺设有M个激振永磁体，底座上固装有M个悬臂梁压电俘能器，每个悬臂梁压电俘能器的压电片水平布置，每个悬臂梁压电俘能器的压电片的下表面上安装有一个受激永磁体，受激永磁体设置在圆盘的上方，激振永磁体与受激永磁体极性相同，外壳罩在圆盘、M个激振永磁体、M个受激永磁体和M个悬臂梁压电俘能器上与底座连接，旋转轴的另一端穿过外壳，动风轮安装在旋转轴的另一端。

本发明的有益效果是：本发明的垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置主要通过旋转轴带动均布在其周围的多个悬臂梁压电俘能器的竖直往复摆动来发电。悬臂梁压电俘能器的一端固定在底座上，另一端的表面粘接着一块受激磁体片。而在旋转轴上安装着一个圆盘，圆盘内部的沿圆盘的周向均布也粘接着一块激振磁体片。安装在悬臂梁压电俘能器上的受激磁体片与安装在圆盘上的同磁极的激振磁体片分别在同一竖直平面上和同一中心圆周角上对应。当外部的风力带动动风轮旋转时，动风轮的叶片将转动传递给旋转轴，由旋转轴带动圆盘和圆盘内的激振磁体片绕中心轴线转动。由于圆盘内激振磁体片排斥粘接在悬臂梁压电俘能器上的同磁极受激磁体片，进而使悬臂梁压电俘能器竖直往复偏摆激振产生电能。

本发明的垂直轴轴向激振式流体动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伸出的长度，也即激振磁体片和受激磁体片的错位的面积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。

本发明的垂直轴轴向激振式流体动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是本发明的垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置的主剖面示意图，图2是拆掉外壳后的结构示意图，图3是圆盘、旋转轴和悬臂梁压电俘能器的结构示意图，图4是本发明中悬臂梁压电俘能器与圆盘的空间对应位置示意图，图5是圆盘的结构示意图，图6是装有激振磁体片的圆盘工作状态示意图，图7是圆盘转动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轴向激振式流体动能俘获装置包括底座1、外壳2、旋转轴9、动风轮11、圆盘7、M个激振永磁体13、M个受激永磁体14和M个悬臂梁压电俘能器4；其中M为正整数；

旋转轴9的一端转动安装在底座1的中部，旋转轴9上固装有圆盘7，圆盘7的上表面上沿圆盘7的周向均布铺设有M个激振永磁体13，底座1上固装有M个悬臂梁压电俘能器4，每个悬臂梁压电俘能器4的压电片水平布置，每个悬臂梁压电俘能器4的压电片的下表面上安装有一个受激永磁体14，受激永磁体14设置在圆盘7的上方，激振永磁体13与受激永磁体14极性相同，外壳2罩在圆盘7、M个激振永磁体13、M个受激永磁体14和M个悬臂梁压电俘能器4上与底座1连接，旋转轴9的另一端穿过外壳2，动风轮11安装在旋转轴9的另一端。