[发明专利]仿尾鳍摇摆激振流体动能转化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量转化装置，具体涉及一种仿尾鳍摇摆激振流体动能转化装置，属于新能源压电发电领域。

背景技术

近年来随着能源危机的日益严重，新能源技术得到了广泛关注。在一些远离海岸线的偏远海岛，能源匮乏，物资运输成本高，致使一些设备不能正常工作，给岛上居民和平台工作人员生活带来极大不便。而海洋是一个非常巨大的能源宝库，其中海浪能能量密度大，储量丰富，分布范围广，适于大规模开发利用。据测算，海上波浪所蕴藏的能量高达5000GW，如果能够进行收集利用，不仅能够解决海洋浮标、灯塔等的供电需求，还可以用于大规模并网发电，解决能源短缺问题。

从1910年法国人布索在其海滨住宅附近建造第一座气动波浪发电站至今，波浪能发点已经得到很大的发展，英国、日本、挪威等国家在这方面做了很多研究。现有的波浪能发电方案按海浪能的捕获方式不同可分为点吸收式、波浪衰减式、水柱振荡式、越顶式、浪涌摆荡式和沉潜压差式等。尽管如此，现有技术尚处于科学研究阶段，不能大规模应用。2008年Aquamarine公司建造了315kW的海床式摆动波浪能转换装置Oyster，并于2009年开始向苏格兰国家电网供电，但适用性有限，维护困难，发电成本高。

公开日为2013年1月30日、公开号为CN102185521B、发明名称为“一种利用海浪能发电的装置”的专利申请，它提出了一种利用永磁元件，将阻尼板和漂浮体在随海浪的上下起伏过程中产生的相对运动转化为金属悬臂梁的受迫振动，从而使压电片产生电能输出的装置，但是其振动幅度有限，频带宽较窄，换能效率偏低。

公开日为2013年3月13日、公开号为CN102969937A、发明名称为“海洋压力发电装置”的专利申请，它提出了一种利用压电技术开发海洋能量的装置。它的主体是一个形如风向标的框架结构，框架内安装有压电板，利用压电材料的压电特性将海洋能量转化为电能。它充分利用了压电材料特性，结构简单，能量转换中间环节少，具有很好的优势，但是只是单纯利用海水压力让压电片产生变形，压电片形变量小，发电量少，能量利用率低，不适合规模化应用，环境适应性差。

发明内容

本发明是为解决现有波浪能发电装置存在振动幅度有限，响应频带窄，换能效率偏低，以及单纯利用海水压力让压电片产生变形，能量利用率低，不适合规模化应用，环境适应性差的问题，进而提供一种仿尾鳍摇摆激振流体动能转化装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种仿尾鳍摇摆激振流体动能转化装置包括底座、摆动组件、两个拉杆和两个压电发电组件；摆动组件包括仿生尾鳍、摆杆、连接滑块和摆杆基座，摆杆基座安装在底座的中部，摆杆的下端与摆杆基座铰接，连接滑块套在摆杆上，仿生尾鳍安装在摆杆的上端；两个压电发电组件正对设置在底座上；

每个压电发电组件包括滑动杆、永磁体座、密封盖、外壳、压电发电基座、两个弹簧、多个激振永磁体、多个受振永磁体和多个压电片；压电片为长条片状结构；多个激振永磁体和多个受振永磁体磁极性相反；外壳安装在压电发电基座上，密封盖封装在外壳上，密封盖、外壳和压电发电基座构成一个封闭的腔室；两组弹簧、多个压电片、多个激振永磁体和多个受振永磁体位于腔体内部；滑动杆水平布置，滑动杆的一端穿出密封盖，滑动杆的另一端滑动安装在压电发电基座的中心孔内，多个压电片沿滑动杆的周向布置，多个压电片的一端安装在压电发电基座上，多个压电片的另一端各固装有一个受激永磁体，滑动杆上固装有永磁体座，永磁体座上沿滑动杆的周向安装有多个激振永磁体，激振永磁体和受振永磁体正对设置；两个弹簧套装在滑动杆上，一个弹簧顶靠在密封盖和永磁体座上，另一个弹簧顶靠在永磁体座和压电发电基座上，拉杆的一端与连接滑块铰接，拉杆的另一端与滑动杆铰接，摆杆的铰接轴的轴向与滑动杆的长度方向垂直。