[实用新型]一种环境俘能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电设备，具体的说，涉及了一种环境俘能装置。

背景技术

近年来，环境俘能技术是新能源发电的重要领域，在风力发电领域，我们所看见的风力发电机都是水平轴扇叶风机，他们有着很大的风机叶片，以此来吸收风能并发电。然而，这样的风电机有一些弊端。由于需要的风力较大，对环境要求较高，一个风电场的众多风机之间的排列需要较大的安全距离，也就是说一块固定大小的地面上能够安装的风电机数量是有限的。且当风向改变时，扇叶难以进行相应的方向调整，发电效率较低。

在水力发电领域，目前采用的是水轮发电机，其原理与风力发电机类似，也存在与风力发电机相同的缺陷。

为了扩展环境俘能技术，弥补前述发电领域存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

涡激振动是一种自然界广泛存在的物理现象，其产生是由于流体流经钝体表面时可产生旋涡从而带动钝体振动。在涡激振动中有一种特殊的锁定现象，可使钝体在旋涡脱落频率接近其本征固有频率时达到共振状态，从而获得较大的能量。利用涡激振动进行发电的研究目前尚属探索阶段，其对风力要求低，可使用的环境广泛，是一种适合推广应用的新的发电手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、环境要求低、发电能力强、维护成本低的一种环境俘能装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种环境俘能装置，包括柱状钝体、连接在所述柱状钝体下部的碳纤维棒、架体和安装在所述碳纤维棒下端的直线发电机，所述碳纤维棒的中下部铰接在所述架体上，所述直线发电机安装在所述架体上，所述碳纤维棒的底端联动所述直线发电机的动子。

基上所述，所述柱状钝体的下部包裹所述碳纤维棒的上部。

基上所述，所述碳纤维棒通过关节轴承铰接在所述架体上。

基上所述，所述碳纤维棒的底端通过球头万向节连接一柔性连接件的一端，所述柔性连接件的另一端通过球头万向节连接所述直线发电机的动子。

基上所述，所述直线发电机的定子轨道呈圆弧形，所述动子沿所述轨道滑动。

基上所述，所述直线发电机通过一滚动轴承安装在所述架体上，所述直线发电机通过该滚动轴承实现水平360°的旋转，所述直线发电机的定子轨道呈圆弧形，所述动子沿所述轨道滑动。

基上所述，所述直线发电机固定在所述架体上，所述碳纤维棒通过铰链铰接在架体上做一个水平面内的摆动，所述直线发电机的定子轨道沿所述碳纤维棒的摆动方向设置并呈圆弧形，所述动子沿所述轨道滑动。

基上所述，所述柱状钝体为上细下粗或上粗下细或两端粗中间细或两端细中间粗的平滑过渡的柱体。

基上所述，所述碳纤维棒的下部安装一内环状磁铁，所述架体的对应位置安装一对外环形磁铁，两磁铁同心排布使得内环形磁铁悬浮，所述内环形磁铁和所述外环形磁铁位于所述直线发电机的上方。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型将涡激振动的原理利用起来，空气流动或水体流动时产生的涡量就能造成柱状钝体振荡与摇晃，进而发电。一旦柱状钝体开始振荡，振荡时产生的机械能就会通过底部的直线发电机，将机械能转换为电能。

由于减少了大量的中间设备，结构简单，与一般的风机相比，其成本可减少40%，其中扇叶的取消，使得其制造成本降低了53%。由于整体设备的安装接近地面，从而便于组装和维护。更重要的是，对风吹来的方向没有限制——这和传统的水平轴风机相比是一个极大的优势。

进一步的，为保证摆动的传递性良好，选用碳纤维棒，利用其较轻的特点，同时碳纤维棒的一部分被钝体包裹，一致性更好。

进一步的，碳纤维棒通过关节轴承铰接在架体上，实现大范围360°的摆动。为了适应360°摆动，碳纤维棒的下端通过球头万向节和柔性连接件联动直线发电机的动子，无论碳纤维棒朝哪个方向摆动，都能够通过球头万向节和柔性连接件，转化为动子的直线运动。

进一步的，为了提升传动效率，将直线发电机的定子轨道进行改造，设置成换弧形，与碳纤维棒的摆动行程对应，运动更加顺滑。

进一步的，为了适应碳纤维棒的动作，将直线发电机通过一滚动轴承装在支架上，使得直线发电机实现水平360度的转动，在碳纤维棒的带动下，动子跟随碳纤维棒摆动，进而带动直线发电机转动，以适应碳纤维棒的摆动方向。