[發明專利]基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統的方法

在審

• 申請號: 201910334567.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110071600A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 王瑾程;韓東;鄭明瑞;高斯杰;李亞寧;劉允
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;F03B17/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統，其特征在于：

從上向下依次包括頂蓋、隨動管(4)、柔性半支撐管、剛性連接管(13)、固定底座(12)；

上述隨動管(4)內安裝第一發電模塊，第一發電模塊由若干永久磁鐵(1)、線圈(2)、固定桿(3)組成；其中永久磁鐵(1)通過桿件水平固定安裝于隨動管(4)腔體內，線圈(2)布置于每個永久磁鐵周圍，通過固定桿(3)固定安裝于固定底盤(12)；隨動管(4)側壁外表面具有不規則凹槽(5)；

上述剛性連接管(13)內安裝第二發電模塊，第二發電模塊由過擺動桿(6)、導線組(7)、C形永久磁鐵(8)、集電環(9)、旋轉軸固定桿(15)組成；上述擺動桿(6)呈倒置的T型結構，其上部與頂蓋固定連接，下部為水平延伸臂；C形永久磁鐵(8)嵌于剛性連接管(13)側壁內圈；導線組(7)呈環形，兩側由擺動桿(6)的水平延伸臂卡箍固定；導線組(7)通過旋轉軸固定桿(15)和擺動桿(6)安裝于剛性連接管(13)內部，并與C形永久磁鐵位于同一水平位置；導線組(7)與集電環(9)連接；

上述柔性半支撐管由彈簧結構(10)和柔性防水密封套(11)組成；柔性半支撐管一端連接隨動管(4)，一端連接剛性連接管(13)。

2.根據權利要求1所述的基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統，其特征在于：

上述彈簧結構(10)的彈簧倔強系數的選擇，以及隨動管(4)上的不規則凹槽(5)所占面積或凹槽數目的選擇，根據管道內水流速度而定，以調整發電系統擺動頻率，與渦脫頻率達到共振。

3.根據權利要求1所述的基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統，其特征在于：

上述集電環(9)布置時為一個或兩個；

當為一個集電環時，集電環的一圈分兩部分導電體，兩部分導電體之間以絕緣體隔斷，兩部分導電體分別與導線組兩端的碳刷(17)接觸；

當為兩個集電環時，兩集電環之間以絕緣連接固定桿(18)固定，不接觸，兩集電環分別與導線組兩端的碳刷(17)接觸。

4.根據權利要求1~3所述的基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統的方法，其特征在于以下過程：

隨動管(4)由于流體流經障礙物，在障礙物后形成渦流，渦的擾動導致其隨著下部的彈簧結構(10)發生水平擺動；

第一部分發電模塊，由于隨動管(4)的擺動帶動固定于其內壁的永久磁鐵(1)也發生水平擺動，線圈(2)通過固定桿(3)固定安裝于固定底盤(12)保持靜止，利用線圈定向往復切割磁感線的原理進行發電；

第二部分發電模塊，導線組(7)通過擺動桿(6)與隨動管(4)頂蓋的連接，由于隨動管(4)的擺動帶動其發生一定角度的往復旋轉，利用導線旋轉往復切割磁感線的原理進行發電；

發出的交流電經整流器轉換為直流電，輸入蓄電池蓄電或者直接給用電器供電。

5.根據權利要求1所述的基于定向水流管道的直線變旋轉發電系統的方法，其特征在于：

將系統應用于管道中使用時，其頂部遠離相對管壁的低能流區域，即要求第一部分發電模塊頂部與相對管壁的距離大于10mm，且第一部分發電模塊底部與彈簧結構(10)頂部的水平高度間距應大于2mm。