[實用新型]一種基于馬格努斯效應的海流能發電裝置

有效

• 申請號: 201520302550.9
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN204610132U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 程友良;雷朝;趙洪嵩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;王現輝

技術領域

本實用新型涉及發電技術領域，特別是利用海流動力進行發電的裝置。

背景技術

當一個旋轉物體的旋轉角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時，在與旋轉角速度矢量(方向)和平動速度矢量(方向)組成的平面相垂直的方向上將產生一個橫向力，在這個橫向力的作用下物體飛行軌跡發生偏轉的現象稱作馬格努斯效應。旋轉物體之所以能在橫向產生力的作用，是由于物體旋轉可以帶動周圍流體旋轉，使得物體一側的流體速度增加，另一側流體速度減小。目前馬格努斯效應已經在船舶航行方面和風力發電方面得到了大量應用。

現有技術中，利用海流能發電的裝置主要是垂直軸/水平軸水輪機，但是由于存在海水對葉輪葉片的腐蝕以及海生物的附著，導致葉片的流體動力學特性降低，最終使垂直軸/水平軸水輪機獲得的功率降低。當海流流過以一定角速度旋轉的馬格努斯圓柱時，由于繞流圓柱表面兩側的流體速度不同產生壓強差，從而產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，利用海流取之不盡的能量發電是保護自然環境，發展綠色能源的重要措施。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，可將海流的動能和勢能轉化為機械能帶動發電機發電，具有結構簡單，發電機容易啟動，發電機發電對海水無污染，保護海洋環境的特點。

解決上述問題所采取的技術方案是：

一種基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，包括驅動軸、齒輪箱、從動軸、支架和發電機；所述驅動軸右端位于齒輪箱內并設有驅動齒輪，驅動軸的左部設有渦輪；所述從動軸左端位于齒輪箱內，從動軸右端與發電機連接，發電機固定在支架上；所述從動軸的左端設有上下對稱的一對齒輪轉軸，位于從動軸下面的齒輪轉軸包括齒軸、從動齒輪和馬格努斯圓柱；所述齒軸的上部位于齒輪箱內，齒軸的上端部通過第一軸承安裝在從動軸左端的徑向孔內，所述從動齒輪安裝在齒輪箱內的齒軸上，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；所述驅動齒輪與從動軸左端的上下對稱的從動齒輪嚙合。

上述基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，所述驅動軸的左部設有多個渦輪。

上述基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，增設轉盤，所述發電機安裝在轉盤上，所述轉盤通過第二軸承安裝在支架上端，支架下端設有配重底盤。

上述基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，所述從動軸右端通過聯軸器與發電機連接。

上述基于馬格努斯效應的海流能發電裝置，增設平衡軸和軸座，所述軸座固定在轉盤上，所述平衡軸的一端安裝在軸座上，平衡軸的另一端設有偏航尾翼。

本實用新型提供的海流能發電裝置，能在較低流速的海流中無需外部電力實現自啟動，可在海流中自動調整方向，馬格努斯圓柱圓柱形狀簡單，方便加工，發電機發電對海水無污染，保護海洋環境。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力值的差，相比圓柱處于空氣中的情況，這個合力小得多，其優點是減小支撐軸承受到的力。渦輪葉片可采用玻璃纖維復合材料，其密度為2.4-2.7g/cm3，它強度高、性價比較高，能承受很大的壓力且耐腐蝕；圓柱內部為框架結構，在空隙處填充塑料泡沫材料，容易加工。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

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原理示意圖。

圖中各標號表示為：驅動軸的尖端1、渦輪2、驅動軸3、驅動齒輪4、第一軸承5、從動軸6、聯軸器7、發電機8、軸座9、平衡軸10、偏航尾翼11、轉盤12、第二軸承13、支架14、配重底盤15、齒輪箱16、從動齒輪17、齒軸18、馬格努斯圓柱19、海流方向20、產生推力的方向21。

具體實施方式

參見圖1、2、3?，本實用新型的驅動軸3右端位于齒輪箱16內并設有驅動齒輪4，驅動軸3的左部設有渦輪2；所述從動軸6左端位于齒輪箱16內，從動軸6右端與發電機8連接，發電機8固定在支架14上；所述從動軸6的左端設有上下對稱的一對齒輪轉軸，位于從動軸6下面的齒輪轉軸包括齒軸18、從動齒輪17和馬格努斯圓柱19；所述齒軸18的上部位于齒輪箱16內，齒軸18的上端部通過第一軸承5安裝在從動軸6左端的徑向孔內，所述從動齒輪17安裝在齒輪箱16內的齒軸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；所述驅動齒輪4與從動軸6左端的上下對稱的從動齒輪17嚙合。