[实用新型]一种涡激共振复合发电装置

说明书

本实用新型公开了一种涡激共振复合发电装置，包括底座和竖直的支撑杆；箱体，承载于支撑杆上，箱体包括底板和侧板；振动组件，包括柔性材质的竖直结构和横向结构，竖直结构竖直设在底板上，横向结构悬伸在侧板上，竖直结构和横向结构上设有压电组件；电磁感应部件，包括感应部件和磁力部件，磁力部件设在竖直结构上，竖直结构带动磁力部件运动，与感应部件发生感应；电量收集模块，分别与压电组件和电磁感应部件连接；此涡激共振复合发电装置利用涡激共振伴有的高频与大幅振动特征以及锁频现象，使得竖直结构和横向结构的振动频率大幅提升，同时利用竖直结构带动磁力部件与感应部件产生电能，通过将压电与磁电复合的方式相结合，提高发电效益。

技术领域

本实用新型涉及能量采集装置技术领域，特别涉及一种涡激共振复合发电装置。

背景技术

自然界蕴藏着丰富的风能，当气流绕经结构表面时会在结构两侧背后尾流中产生交替脱落的旋涡，使结构表面的压力产生周期性的变化，从而在结构上产生周期性的涡激力，使结构产生涡激振动。旋涡的脱落频率与结构的形状和特征尺寸以及风速有关，当风速达到一个适当的值时，涡激力或力矩的频率接近于结构的某一固有频率，从而激发结构的涡激共振。一旦结构开始共振，结构的振动幅度会显著增大，并且结构运动和气流之间会产生剧烈的相互作用，即气弹效应。这种气弹效应将使得在一定得风速范围内涡脱频率不再随风速变化，即产生涡激共振锁频现象。若能合理涡激共振及其锁频现象，将能提高风能的收集效率，并产生相应的经济与社会效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种涡激共振复合发电装置，通过压电与磁电的复合发电方式，提高能量收集效益。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种涡激共振复合发电装置，包括底座；支撑杆，竖直设置在底座上；箱体，承载于支撑杆上，箱体包括底板和设置在底板两侧的侧板；振动组件，包括竖直结构和横向结构，竖直结构竖直设置在底板上，横向结构悬伸设置侧板上，竖直结构和横向结构均为柔性材质，且竖直结构和横向结构上均设有压电组件；电磁感应部件，包括感应部件和磁力部件，磁力部件设置在竖直结构上，竖直结构振动带动磁力部件运动，感应部件设置在磁力部件的运动路径上，磁力部件与感应部件发生感应；电量收集模块，分别与压电组件和电磁感应部件连接。

有益效果：此涡激共振复合发电装置通过振动组件感受外界的风能，利用涡激共振伴有的高频与大幅振动特征，使得竖直结构和横向结构的振动频率与振幅大幅提升，提高发电效益，同时利用竖直结构的振动，带动磁力部件与感应部件发生相对运动关系，根据电磁感应原理产生电能，通过将压电与磁电复合的方式相结合，进一步提高了发电效益。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，竖直结构和横向结构设置多组，各竖直结构彼此间隔，各竖直结构在底板的中部位置排列，各横向结构分成两组，各横向结构分别设置在两块侧板上，各横向结构关于成列的各竖直结构对称设置。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，两块侧板上的各横向结构均沿水平方向依次排列。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，竖直结构的中心线与位于竖直结构两侧的横向结构的中心线在同一平面。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，一块竖直结构与位于竖直结构两侧的横向结构组成一组，同组中的竖直结构和横向结构的长度相同，不同组的竖直结构和横向结构的长度互不相同。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，一块竖直结构上对应设置两组磁力部件和两组感应部件，两组磁力部件分别位于竖直结构的两侧面，两组感应部件分别位于两块侧板上，感应部件与横向结构上下间隔。

根据本实用新型第一方面实施例的涡激共振复合发电装置，磁力部件为磁铁，感应部件为中空管道和设置在中空管道外的电感线圈，磁铁的中心与电感线圈的圆心、中空管道的中心轴线在同一水平线上。