一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用海流動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時(shí)，在與旋轉(zhuǎn)角速度矢量(方向)和平動(dòng)速度矢量(方向)組成的平面相垂直的方向上將產(chǎn)生一個(gè)橫向力，在這個(gè)橫向力的作用下物體飛行軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱作馬格努斯效應(yīng)。旋轉(zhuǎn)物體之所以能在橫向產(chǎn)生力的作用，是由于物體旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)周圍流體旋轉(zhuǎn)，使得物體一側(cè)的流體速度增加，另一側(cè)流體速度減小。目前馬格努斯效應(yīng)已經(jīng)在船舶航行方面和風(fēng)力發(fā)電方面得到了大量應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，利用海流能發(fā)電的裝置主要是垂直軸/水平軸水輪機(jī)，但是由于存在海水對(duì)葉輪葉片的腐蝕以及海生物的附著，導(dǎo)致葉片的流體動(dòng)力學(xué)特性降低，最終使垂直軸/水平軸水輪機(jī)獲得的功率降低。當(dāng)海流流過以一定角速度旋轉(zhuǎn)的馬格努斯圓柱時(shí)，由于繞流圓柱表面兩側(cè)的流體速度不同產(chǎn)生壓強(qiáng)差，從而產(chǎn)生垂直于流體流向的馬格努斯升力。因此基于馬格努斯效應(yīng)，利用海流取之不盡的能量發(fā)電是保護(hù)自然環(huán)境，發(fā)展綠色能源的重要措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，可將海流的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)電機(jī)容易啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)發(fā)電對(duì)海水無污染，保護(hù)海洋環(huán)境的特點(diǎn)。
[0005]解決上述問題所采取的技術(shù)方案是:
一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，包括驅(qū)動(dòng)軸、齒輪箱、從動(dòng)軸、支架和發(fā)電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)軸右端位于齒輪箱內(nèi)并設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)軸的左部設(shè)有渦輪；所述從動(dòng)軸左端位于齒輪箱內(nèi)，從動(dòng)軸右端與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)固定在支架上；所述從動(dòng)軸的左端設(shè)有上下對(duì)稱的一對(duì)齒輪轉(zhuǎn)軸，位于從動(dòng)軸下面的齒輪轉(zhuǎn)軸包括齒軸、從動(dòng)齒輪和馬格努斯圓柱；所述齒軸的上部位于齒輪箱內(nèi)，齒軸的上端部通過第一軸承安裝在從動(dòng)軸左端的徑向孔內(nèi)，所述從動(dòng)齒輪安裝在齒輪箱內(nèi)的齒軸上，所述馬格努斯圓柱通過其圓錐體頭部與齒輪箱外面的齒軸連接；所述驅(qū)動(dòng)齒輪與從動(dòng)軸左端的上下對(duì)稱的從動(dòng)齒輪嚙合。
[0006]上述基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，所述驅(qū)動(dòng)軸的左部設(shè)有多個(gè)渦輪。
[0007]上述基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，增設(shè)轉(zhuǎn)盤，所述發(fā)電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤通過第二軸承安裝在支架上端，支架下端設(shè)有配重底盤。
[0008]上述基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，所述從動(dòng)軸右端通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接。
[0009]上述基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，增設(shè)平衡軸和軸座，所述軸座固定在轉(zhuǎn)盤上，所述平衡軸的一端安裝在軸座上，平衡軸的另一端設(shè)有偏航尾翼。
[0010]本發(fā)明提供的海流能發(fā)電裝置，能在較低流速的海流中無需外部電力實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，可在海流中自動(dòng)調(diào)整方向，馬格努斯圓柱圓柱形狀簡(jiǎn)單，方便加工，發(fā)電機(jī)發(fā)電對(duì)海水無污染，保護(hù)海洋環(huán)境。由于馬格努斯圓柱具有較大的表面積和體積，所以能在水中產(chǎn)生較大的垂直于水平面向上的浮力。而馬格努斯圓柱本身存在重力，且方向垂直于水平面向下，這樣，圓柱受到的合力就是這兩個(gè)力值的差，相比圓柱處于空氣中的情況，這個(gè)合力小得多，其優(yōu)點(diǎn)是減小支撐軸承受到的力。渦輪葉片可采用玻璃纖維復(fù)合材料，其密度為2.4-2.7g/cm3，它強(qiáng)度高、性價(jià)比較高，能承受很大的壓力且耐腐蝕；圓柱內(nèi)部為框架結(jié)構(gòu)，在空隙處填充塑料泡沫材料，容易加工。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A部的放大圖；
圖3為海流中的馬格努斯效應(yīng)原理示意圖。
[0012]圖中各標(biāo)號(hào)表示為:驅(qū)動(dòng)軸的尖端1、渦輪2、驅(qū)動(dòng)軸3、驅(qū)動(dòng)齒輪4、第一軸承5、從動(dòng)軸6、聯(lián)軸器7、發(fā)電機(jī)8、軸座9、平衡軸10、偏航尾翼11、轉(zhuǎn)盤12、第二軸承13、支架14、配重底盤15、齒輪箱16、從動(dòng)齒輪17、齒軸18、馬格努斯圓柱19、海流方向20、產(chǎn)生推力的方向21。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見圖1、2、3，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)軸3右端位于齒輪箱16內(nèi)并設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪4，驅(qū)動(dòng)軸3的左部設(shè)有渦輪2 ;所述從動(dòng)軸6左端位于齒輪箱16內(nèi)，從動(dòng)軸6右端與發(fā)電機(jī)8連接，發(fā)電機(jī)8固定在支架14上；所述從動(dòng)軸6的左端設(shè)有上下對(duì)稱的一對(duì)齒輪轉(zhuǎn)軸，位于從動(dòng)軸6下面的齒輪轉(zhuǎn)軸包括齒軸18、從動(dòng)齒輪17和馬格努斯圓柱19 ;所述齒軸18的上部位于齒輪箱16內(nèi)，齒軸18的上端部通過第一軸承5安裝在從動(dòng)軸6左端的徑向孔內(nèi)，所述從動(dòng)齒輪17安裝在齒輪箱16內(nèi)的齒軸18上，所述馬格努斯圓柱19通過其圓錐體頭部與齒輪箱16外面的齒軸18連接；所述驅(qū)動(dòng)齒輪4與從動(dòng)軸6左端的上下對(duì)稱的從動(dòng)齒輪17嚙合。
[0014]本發(fā)明的工作原理:海流推動(dòng)渦輪2旋轉(zhuǎn)，渦輪2帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸3旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)齒輪4帶動(dòng)上下對(duì)稱的從動(dòng)齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)馬格努斯圓柱19在海流中旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)周圍海流旋轉(zhuǎn)，使得馬格努斯圓柱19 一側(cè)的海流速度增加，另一側(cè)海流體速度減小，在馬格努斯圓柱19的徑向產(chǎn)生推力，兩個(gè)馬格努斯圓柱19在自轉(zhuǎn)的同時(shí)沿從動(dòng)軸6的軸心公轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案可使兩個(gè)馬格努斯圓柱19的自轉(zhuǎn)角速度大小相同，方向相反，馬格努斯圓柱19受到的水流壓力是同步的，可為順時(shí)針或逆時(shí)針方向。驅(qū)動(dòng)軸3的左部設(shè)有多個(gè)渦輪2，可以增加驅(qū)動(dòng)力；平衡軸10的一端設(shè)有偏航尾翼11，發(fā)電機(jī)8安裝在轉(zhuǎn)盤12上，轉(zhuǎn)盤12通過第二軸承13安裝在支架14上端，支架14下端設(shè)有配重底盤15，可使該裝置自動(dòng)順應(yīng)海流方向；支架14下端的配重底盤15可使該裝置安裝穩(wěn)定。本發(fā)明可以將海流的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電能。此發(fā)電裝置能在較低海流中實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，可以適應(yīng)低海流流速的特點(diǎn)，無需外部電力供應(yīng)實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，其特征在于:包括驅(qū)動(dòng)軸(3)、齒輪箱(16)、從動(dòng)軸(6)、支架(14)和發(fā)電機(jī)(8);所述驅(qū)動(dòng)軸(3)右端位于齒輪箱(16)內(nèi)并設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪(4)，驅(qū)動(dòng)軸(3)的左部設(shè)有渦輪(2);所述從動(dòng)軸(6)左端位于齒輪箱(16)內(nèi)，從動(dòng)軸(6 )右端與發(fā)電機(jī)(8 )連接，發(fā)電機(jī)(8 )固定在支架(14)上；所述從動(dòng)軸(6 )的左端設(shè)有上下對(duì)稱的一對(duì)齒輪轉(zhuǎn)軸，位于從動(dòng)軸(6)下面的齒輪轉(zhuǎn)軸包括齒軸(18)、從動(dòng)齒輪(17)和馬格努斯圓柱(19);所述齒軸(18)的上部位于齒輪箱(16)內(nèi)，齒軸(18)的上端部通過第一軸承(5)安裝在從動(dòng)軸(6)左端的徑向孔內(nèi)，所述從動(dòng)齒輪(17)安裝在齒輪箱(16)內(nèi)的齒軸(18)上，所述馬格努斯圓柱(19)通過其圓錐體頭部與齒輪箱(16)外面的齒軸(18)連接；所述驅(qū)動(dòng)齒輪(4)與從動(dòng)軸(6)左端的上下對(duì)稱的從動(dòng)齒輪(17)嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)軸(3)的左部設(shè)有多個(gè)渦輪(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，其特征在于:增設(shè)轉(zhuǎn)盤(12)，所述發(fā)電機(jī)(8)安裝在轉(zhuǎn)盤(12)上，所述轉(zhuǎn)盤(12)通過第二軸承(13)安裝在支架(14)上端，支架(14)下端設(shè)有配重底盤(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，其特征在于:所述從動(dòng)軸(6 )右端通過聯(lián)軸器(7 )與發(fā)電機(jī)(8 )連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，其特征在于:增設(shè)平衡軸(10)和軸座(9)，所述軸座(9)固定在轉(zhuǎn)盤(12)上，所述平衡軸(10)的一端安裝在軸座(9)上，平衡軸(10)的另一端設(shè)有偏航尾翼(11)。
【專利摘要】一種基于馬格努斯效應(yīng)的海流能發(fā)電裝置，包括驅(qū)動(dòng)軸、齒輪箱、從動(dòng)軸、支架和發(fā)電機(jī)；驅(qū)動(dòng)軸右端位于齒輪箱內(nèi)并設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)軸的左部設(shè)有渦輪；從動(dòng)軸左端位于齒輪箱內(nèi)，從動(dòng)軸右端與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)固定在支架上；從動(dòng)軸的左端設(shè)有上下對(duì)稱的一對(duì)齒輪轉(zhuǎn)軸，位于從動(dòng)軸下面的齒輪轉(zhuǎn)軸包括齒軸、從動(dòng)齒輪和馬格努斯圓柱；齒軸的上部位于齒輪箱內(nèi)，齒軸的上端部通過第一軸承安裝在從動(dòng)軸左端的徑向孔內(nèi)，從動(dòng)齒輪安裝在齒輪箱內(nèi)的齒軸上，馬格努斯圓柱通過其圓錐體頭部與齒輪箱外面的齒軸連接；驅(qū)動(dòng)齒輪與從動(dòng)軸左端的上下對(duì)稱的從動(dòng)齒輪嚙合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)電機(jī)容易啟動(dòng)，對(duì)海水無污染，可保護(hù)海洋環(huán)境。
【IPC分類】F03B13-00
【公開號(hào)】CN104832357
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510238660
【發(fā)明人】程友良, 雷朝, 趙洪嵩
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日