[發明專利]基于卡門渦街效應的振蕩水柱自激式波浪能復合發電裝置

有效

• 申請號: 201710877995.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107859588B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 杜小振;文傲;朱尚;郭悅;柳敘強
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;H02N2/18
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 韓玉昆

本發明公開了一種基于卡門渦街效應的振蕩水柱自激式波浪能復合發電裝置，屬于可持續發電技術領域，其包括自上而下依次相連的上收縮氣道、上腔體、下收縮氣道和下腔體，上收縮氣道的上部開設有氣體出入口，下腔體的下部開設有海水出入口，上腔體內設置有套筒，套筒將上腔體分隔為左腔室、中腔室和右腔室，套筒內設置有上繞流圓柱和下繞流圓柱，上、下繞流圓柱之間設置有多組依次排布的介電彈性體薄膜，各組介電彈性體薄膜的中間位置的兩側分別設置有一號永磁體，所述左、右腔室內分別設置有與一號永磁體一一對應的二號永磁鐵及用于安裝二號永磁體的壓電懸臂梁。該復合發電裝置能夠長時間工作在潮濕的環境中，以提供長久、持續的電能。

技術領域

本發明屬于可持續發電領域，尤其涉及一種基于卡門渦街效應的振蕩水柱自激式波浪能復合發電裝置。

背景技術

隨著信息時代的發展，沿海地區的小型電子設備燈塔、傳感以及其它小功率電器設備成為如今社會不可缺少的一部分，而這些設備的運轉離不開持續、長久的電能供應，傳統的電池因使用壽命有限而難以為上述裝置供電，傳統的振蕩水柱波能轉換裝置的透平發電機也不能長久的在海邊等潮濕的環境工作，如何更好的將波浪能轉換裝置中效率較高的振蕩水柱裝置與發電裝置結合起來成為了該領域亟待解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種基于卡門渦街效應的振蕩水柱自激式波浪能復合發電裝置，該復合發電裝置能夠長時間工作在潮濕的環境中，以提供長久、持續的電能。

本發明所采用的技術方案為：

基于卡門渦街效應的振蕩水柱自激式波浪能復合發電裝置，包括自上而下依次相連的上收縮氣道、上腔體、下收縮氣道和下腔體，上收縮氣道的上部開設有氣體出入口，下腔體的下部開設有海水出入口，上腔體內設置有套筒，套筒的頂端面與上收縮氣道的底端面相接，套筒的底端面與下收縮氣道的頂端面相接，套筒將上腔體分隔為左腔室、中腔室和右腔室，所述上收縮氣道、中腔室、下收縮氣道及下腔體相互連通，所述套筒內設置有上繞流圓柱和下繞流圓柱，上繞流圓柱位于中腔室與上收縮氣道的交界處，下繞流圓柱位于中腔室與下收縮氣道的交界處，上、下繞流圓柱之間設置有多組依次排布的介電彈性體薄膜，各組介電彈性體薄膜的中間位置的兩側分別設置有一號永磁體，所述左、右腔室內分別設置有一列與一號永磁體一一對應的二號永磁體，且左、右腔室內分別設置有一列與二號永磁體一一對應的壓電懸臂梁，一個二號永磁體對應固定在一根壓電懸臂梁上。

所述上、下繞流圓柱的長度均為24cm～35cm。

相鄰兩組所述介電彈性體薄膜之間的縫隙為3cm～5cm。

各組所述介電彈性體薄膜的寬度均為4cm～6cm。

所述一號永磁體和與其對應的二號永磁體之間的縫隙為3cm～5cm。

所述左腔室和右腔室均為封閉式腔室。

所述上收縮氣道為漸縮式結構，上收縮氣道的頂部截面呈圓形、底部截面呈橢圓形，上收縮氣道的內徑從上到下依次減小。

所述下收縮氣道為漸縮式結構，下收縮氣道的頂部截面呈橢圓形、底部截面呈圓形，下收縮氣道的內徑從下到上依次減小。

由于采用了上述技術方案，本發明所取得的有益效果為：

1、由于本發明采用的是壓電效應，因此發電裝置的環境適應性強，可以長時間工作在潮濕的環境中。

2、本發明可以將收集的波浪能轉化為空氣氣柱的氣壓能，利用氣壓能產生的卡門渦街現象驅動介電彈性薄膜產生電能。將本發明應用到海洋中，可以提供持續、長久的電能，從而解決海洋中小型電器設備的無線供能問題。

3、本發明中發電裝置的結構相較于一般的振蕩水柱波能轉換裝置更為簡單，安裝維護方便，且制作成本較低。

附圖說明