一种基于马格努斯效应的海流能发电装置的制造方法

一种基于马格努斯效应的海流能发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电技术领域，特别是利用海流动力进行发电的装置。
【背景技术】
[0002]当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量(方向)和平动速度矢量(方向)组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力，在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。目前马格努斯效应已经在船舶航行方面和风力发电方面得到了大量应用。
[0003]现有技术中，利用海流能发电的装置主要是垂直轴/水平轴水轮机，但是由于存在海水对叶轮叶片的腐蚀以及海生物的附着，导致叶片的流体动力学特性降低，最终使垂直轴/水平轴水轮机获得的功率降低。当海流流过以一定角速度旋转的马格努斯圆柱时，由于绕流圆柱表面两侧的流体速度不同产生压强差，从而产生垂直于流体流向的马格努斯升力。因此基于马格努斯效应，利用海流取之不尽的能量发电是保护自然环境，发展绿色能源的重要措施。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，可将海流的动能和势能转化为机械能带动发电机发电，具有结构简单，发电机容易启动，发电机发电对海水无污染，保护海洋环境的特点。
[0005]解决上述问题所采取的技术方案是:
[0006]一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括驱动轴、齿轮箱、从动轴、支架和发电机；所述驱动轴右端位于齿轮箱内并设有驱动齿轮，驱动轴的左部设有涡轮；所述从动轴左端位于齿轮箱内，从动轴右端与发电机连接，发电机固定在支架上；所述从动轴的左端设有上下对称的一对齿轮转轴，位于从动轴下面的齿轮转轴包括齿轴、从动齿轮和马格努斯圆柱；所述齿轴的上部位于齿轮箱内，齿轴的上端部通过第一轴承安装在从动轴左端的径向孔内，所述从动齿轮安装在齿轮箱内的齿轴上，所述马格努斯圆柱通过其圆锥体头部与齿轮箱外面的齿轴连接；所述驱动齿轮与从动轴左端的上下对称的从动齿轮啮合。
[0007]上述基于马格努斯效应的海流能发电装置，所述驱动轴的左部设有多个涡轮。
[0008]上述基于马格努斯效应的海流能发电装置，增设转盘，所述发电机安装在转盘上，所述转盘通过第二轴承安装在支架上端，支架下端设有配重底盘。
[0009]上述基于马格努斯效应的海流能发电装置，所述从动轴右端通过联轴器与发电机连接。
[0010]上述基于马格努斯效应的海流能发电装置，增设平衡轴和轴座，所述轴座固定在转盘上，所述平衡轴的一端安装在轴座上，平衡轴的另一端设有偏航尾翼。
[0011]本实用新型提供的海流能发电装置，能在较低流速的海流中无需外部电力实现自启动，可在海流中自动调整方向，马格努斯圆柱圆柱形状简单，方便加工，发电机发电对海水无污染，保护海洋环境。由于马格努斯圆柱具有较大的表面积和体积，所以能在水中产生较大的垂直于水平面向上的浮力。而马格努斯圆柱本身存在重力，且方向垂直于水平面向下，这样，圆柱受到的合力就是这两个力值的差，相比圆柱处于空气中的情况，这个合力小得多，其优点是减小支撑轴承受到的力。涡轮叶片可采用玻璃纤维复合材料，其密度为2.4-2.7g/cm3，它强度高、性价比较高，能承受很大的压力且耐腐蚀；圆柱内部为框架结构，在空隙处填充塑料泡沫材料，容易加工。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为图1中A部的放大图；
[0014]图3为海流中的马格努斯效应原理示意图。
[0015]图中各标号表示为:驱动轴的尖端1、涡轮2、驱动轴3、驱动齿轮4、第一轴承5、从动轴6、联轴器7、发电机8、轴座9、平衡轴10、偏航尾翼11、转盘12、第二轴承13、支架14、配重底盘15、齿轮箱16、从动齿轮17、齿轴18、马格努斯圆柱19、海流方向20、产生推力的方向21。
【具体实施方式】
[0016]参见图1、2、3，本实用新型的驱动轴3右端位于齿轮箱16内并设有驱动齿轮4，驱动轴3的左部设有涡轮2 ;所述从动轴6左端位于齿轮箱16内，从动轴6右端与发电机8连接，发电机8固定在支架14上；所述从动轴6的左端设有上下对称的一对齿轮转轴，位于从动轴6下面的齿轮转轴包括齿轴18、从动齿轮17和马格努斯圆柱19 ;所述齿轴18的上部位于齿轮箱16内，齿轴18的上端部通过第一轴承5安装在从动轴6左端的径向孔内，所述从动齿轮17安装在齿轮箱16内的齿轴18上，所述马格努斯圆柱19通过其圆锥体头部与齿轮箱16外面的齿轴18连接；所述驱动齿轮4与从动轴6左端的上下对称的从动齿轮17啮合。
[0017]本实用新型的工作原理:海流推动涡轮2旋转，涡轮2带动驱动轴3旋转，驱动齿轮4带动上下对称的从动齿轮17转动，两个马格努斯圆柱19在海流中旋转，同时带动周围海流旋转，使得马格努斯圆柱19 一侧的海流速度增加，另一侧海流体速度减小，在马格努斯圆柱19的径向产生推力，两个马格努斯圆柱19在自转的同时沿从动轴6的轴心公转，驱动从动轴6转动并带动发电机8发电。
[0018]本实用新型的技术方案可使两个马格努斯圆柱19的自转角速度大小相同，方向相反，马格努斯圆柱19受到的水流压力是同步的，可为顺时针或逆时针方向。驱动轴3的左部设有多个涡轮2，可以增加驱动力；平衡轴10的一端设有偏航尾翼11，发电机8安装在转盘12上，转盘12通过第二轴承13安装在支架14上端，支架14下端设有配重底盘15，可使该装置自动顺应海流方向；支架14下端的配重底盘15可使该装置安装稳定。本实用新型可以将海流的动能和势能转化为机械能和电能。此发电装置能在较低海流中实现自启动，可以适应低海流流速的特点，无需外部电力供应实现自启动。
【主权项】
1.一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:包括驱动轴(3)、齿轮箱(16)、从动轴(6)、支架(14)和发电机(8);所述驱动轴(3)右端位于齿轮箱(16)内并设有驱动齿轮(4)，驱动轴(3)的左部设有涡轮(2);所述从动轴(6)左端位于齿轮箱(16)内，从动轴(6 )右端与发电机(8 )连接，发电机(8 )固定在支架(14)上；所述从动轴(6 )的左端设有上下对称的一对齿轮转轴，位于从动轴(6)下面的齿轮转轴包括齿轴(18)、从动齿轮(17)和马格努斯圆柱(19);所述齿轴(18)的上部位于齿轮箱(16)内，齿轴(18)的上端部通过第一轴承(5)安装在从动轴(6)左端的径向孔内，所述从动齿轮(17)安装在齿轮箱(16)内的齿轴(18)上，所述马格努斯圆柱(19)通过其圆锥体头部与齿轮箱(16)外面的齿轴(18)连接；所述驱动齿轮(4)与从动轴(6)左端的上下对称的从动齿轮(17)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述驱动轴(3)的左部设有多个涡轮(2)。
3.根据权利要求2所述的一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:增设转盘(12)，所述发电机(8)安装在转盘(12)上，所述转盘(12)通过第二轴承(13)安装在支架(14)上端，支架(14)下端设有配重底盘(15)。
4.根据权利要求3所述的一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述从动轴(6 )右端通过联轴器(7 )与发电机(8 )连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:增设平衡轴(10)和轴座(9)，所述轴座(9)固定在转盘(12)上，所述平衡轴(10)的一端安装在轴座(9)上，平衡轴(10)的另一端设有偏航尾翼(11)。
【专利摘要】一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括驱动轴、齿轮箱、从动轴、支架和发电机；驱动轴右端位于齿轮箱内并设有驱动齿轮，驱动轴的左部设有涡轮；从动轴左端位于齿轮箱内，从动轴右端与发电机连接，发电机固定在支架上；从动轴的左端设有上下对称的一对齿轮转轴，位于从动轴下面的齿轮转轴包括齿轴、从动齿轮和马格努斯圆柱；齿轴的上部位于齿轮箱内，齿轴的上端部通过第一轴承安装在从动轴左端的径向孔内，从动齿轮安装在齿轮箱内的齿轴上，马格努斯圆柱通过其圆锥体头部与齿轮箱外面的齿轴连接；驱动齿轮与从动轴左端的上下对称的从动齿轮啮合。本实用新型结构简单，发电机容易启动，对海水无污染，可保护海洋环境。
【IPC分类】F03B13-00
【公开号】CN204610132
【申请号】CN201520302550
【发明人】程友良, 雷朝, 赵洪嵩
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月12日