一种简化型水下卡门涡街发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及海洋工程中的水下发电领域，尤其涉及一种简化型水下卡门涡街发电装置。


背景技术：

2.在各种海洋工程平台中，卡门涡街引发的涡激振动会对海洋平台等结构造成破坏，人们更多的将他作为一种破坏因素去规避，利用导涡索或者其他破涡设计减少涡街对结构的影响，其中巨大的能量被浪费，另一方面，卡门涡街原理的发电装置研发极少，只在风电领域有少量研究。
3.现有技术中利用磁悬浮技术来使阻流器进行周期性滑动，成本高，部件安装工作原理复杂，装置部件繁多。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种简化型水下卡门涡街发电装置，以克服工作原理复杂，磁悬浮设置成本高，质量过大，装置部件繁多等技术问题，同时该方案解决了先前装置中的线路铺设的问题，直接利用周期涡激力引起的阻流体共振，解决常规涡轮发电装置在低流速下的低转速效率较低问题，通过外形优化在振动频率，振动速率，装置整体阻力上实现较优融合。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种简化型水下卡门涡街发电装置其包括：梯形阻流体、永磁体、滑动轴承、线圈横杆；梯形阻流体中间设有容纳线圈横杆穿过的开口，线圈横杆穿过梯形阻流体，梯形阻流体设有两个开口，两个滑动轴承穿过两个开口并与梯形阻流体滑动连接，永磁体对称固定在梯形阻流体上下两端。
7.进一步地，线圈横杆内设有次级线圈、a相线圈、b相线圈和c相线圈。
8.进一步地，还包含立柱，线圈横杆两端通过密封螺纹与立柱螺纹连接，在密封螺纹与线圈横杆和立柱结合部位还通过密封圈密封连接。
9.进一步地，还包含底座，底座与立柱构成可拆卸结构。
10.进一步地，底座与立柱采用卡榫插拔式连接。
11.有益效果:
12.1.本实用新型利用滑动轴承实现阻流器的周期滑动，用简化型的滑动轴承方案取代磁悬浮模块，发电更稳定，同时能够降低60％以上的制作成本。
13.2.本实用新型能够提升装置的水下可靠性与密封性，装置外形更简洁，水动力性能和发电性能较之前能提升30％，装置本身可多模块叠加，使得装置具有便携化和大型化的优点。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例公开的一种简化型水下卡门涡街发电装置的正剖面图；
16.图2为本实用新型实施例公开的一种简化型水下卡门涡街发电装置的腔道内磁铁布置形式及与线圈的位置关系图；
17.图3为本实用新型实施例公开的一种简化型水下卡门涡街发电装置的线圈横杆内部、线圈布置方式图。
18.图例中：1-阻流体、2-线圈横杆、3-滑动轴承、4-永磁体、5-底座、6-立柱、7-次级线圈、8-a相线圈、9-b相线圈、10-c相线圈。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示：一种简化型水下卡门涡街发电装置其包括：梯形阻流体1、永磁体4、滑动轴承3、线圈横杆2；所述梯形阻流体1中间设有容纳所述线圈横杆2穿过的开口，所述线圈横杆2穿过所述梯形阻流体1，所述梯形阻流体1设有两个开口，开口位置上下对称且形状为轨道圆，两个所述滑动轴承穿过两个开口并与所述梯形阻流体1滑动连接，所述永磁体4对称固定在所述梯形阻流体1上下两端，滑动轴承同时还用于支撑，防止阻流体与布置线圈的横杆直接接触，本装置在设计上外壳优化，实现涡街周期力增强，来流减阻，阻流体中位线长与装置长之比为1：4左右，单模块高度长度比为1：2左右，其梯形阻流体的角度范围约为60-65
°
左右，长边圆弧直径大于梯形的高，四角倒圆角处理，短边圆角半径略大于长边圆角，但短边圆角半径不宜过大,具体以实际需要为准。
21.如图2-3所示：所述线圈横杆2内设有所述次级线圈7、a相线圈8、b相线圈9和c相线圈10，其中a相线圈8、b相线圈9和c相线圈10共同组成三相线圈，可以根据实际情况增加或减少三相线圈的数量。
22.还包含立柱6，所述线圈横杆2两端通过密封螺纹与所述立柱6螺纹连接，在密封螺纹与所述线圈横杆2和所述立柱6结合部位还通过密封圈密封连接。
23.还包含所述底座5，所述底座5与所述立柱6构成可拆卸结构。
24.所述底座5与所述立柱6采用卡榫插拔式连接。在保证装置密封情况下又能提高装置的拆装便利性，由于装置本身可多模块叠加，其整体功率可具有更大的可能性。
25.工作原理为直线发电机原理，利用阻流体振动时和支架的相对滑动，在卡门涡街所产生的周期力(涡激力)的影响下在支架横杆上周期滑动，阻流体所携带的永磁铁切割支架横杆内线圈产生的磁感线，电流通过三相线圈输送到导线，再由导线输送至底盘内部的
电能系统，经过整流、储存，再向外输出，其理论估算发电功率约为13w-15w左右，该方案结构都是由常规部件构成，较为易得，在未来大型化和便携化上有极好的前景。
26.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种简化型水下卡门涡街发电装置，其特征在于，其包括：梯形阻流体(1)、永磁体(4)、滑动轴承(3)、线圈横杆(2)；所述梯形阻流体(1)中间设有容纳所述线圈横杆(2)穿过的开口，所述线圈横杆(2)穿过所述梯形阻流体(1)，所述梯形阻流体(1)设有两个开口，两个所述滑动轴承穿过两个开口并与所述梯形阻流体(1)滑动连接，所述永磁体(4)对称固定在所述梯形阻流体(1)上下两端。2.根据权利要求1所述的一种简化型水下卡门涡街发电装置，其特征在于：所述线圈横杆(2)内设有次级线圈(7)、a相线圈(8)、b相线圈(9)和c相线圈(10)。3.根据权利要求1所述的一种简化型水下卡门涡街发电装置，其特征在于：还包含立柱(6)，所述线圈横杆(2)两端通过密封螺纹与所述立柱(6)螺纹连接，在密封螺纹与所述线圈横杆(2)和所述立柱(6)结合部位还通过密封圈密封连接。4.根据权利要求3所述的一种简化型水下卡门涡街发电装置，其特征在于：还包含底座(5)，所述底座(5)与所述立柱(6)构成可拆卸结构。5.根据权利要求3所述的一种简化型水下卡门涡街发电装置，其特征在于：所述底座(5)与所述立柱(6)采用卡榫插拔式连接。

技术总结
本实用新型公开了一种简化型水下卡门涡街发电装置，其包括：梯形阻流体、永磁体、滑动轴承、线圈横杆；梯形阻流体中间设有容纳线圈横杆穿过的开口，线圈横杆穿过梯形阻流体，梯形阻流体设有两个开口，两个滑动轴承穿过两个开口并与梯形阻流体滑动连接，永磁体对称固定在梯形阻流体上下两端。本实用新型利用滑动轴承实现阻流器的周期滑动，用简化型的滑动轴承方案取代磁悬浮模块，能够降低60％以上的制作成本；本实用新型能够提升装置的水下可靠性与密封性，装置外形更简洁，水动力性能和发电性能较之前能提升30％，装置本身可多模块叠加，使得装置具有便携化和大型化的优点。使得装置具有便携化和大型化的优点。使得装置具有便携化和大型化的优点。


技术研发人员：李诤 周成奥 王一茹 郝彦博 张文刚 邵轶哲 李羿泓
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/2/7