一种基于马格努斯效应的海流能发电装置的制造方法
专利名称:一种基于马格努斯效应的海流能发电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公布了一种基于马格努斯效应的海流能发电装置。包括捕能机构、变速机构和发电机构，即用于受海流冲击而捕获海流能的savonius驱动叶片、圆柱形叶轮、机舱、双向侧轮对向机构、支撑结构。所述的圆柱形叶轮一端与savonius驱动叶片固定连接，另一端通过内部的圆柱形叶轮轴固定在轮毂上，其由于马格努斯效应产生升力带动主轴转动；所述的机舱内有轮毂、主轴、密封机构、变速箱、发电机；所述的双向侧轮对向装置由左右对称布置的双向侧轮、蜗轮蜗杆传动系统、回转体组成。本实用新型装置利用海流能发电，尤其对远海地区的供电有着显著的优势，通过savonius驱动叶片与马格努斯效应的结合具有捕能高效、结构简单、自动对流、能量利用率较传统装置高等优点。
【专利说明】
一种基于马格努斯效应的海流能发电装置
技术领域
[0001]本实用新型属于海洋科学技术领域，尤其涉及一种基于马格努斯效应的海流能发电装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，目前传统能源消耗殆尽、生态环境日益脆弱，开发利用绿色新能源成为了人类当今最为重要的前沿课题之一。蕴藏量大、分布范围广、利用程度低的海流能成为了新能源开发利用的焦点之一。而中国属于世界上海流能功率密度最大的地区之一，有良好的开发前景。海流能由于其规律性强、稳定性好、富集区域广、开发成本低等特点显示出极大地优越性，所以海流能的开发有着重要的现实意义。而现有的海流能发电装置大多具有能量利用率低、结构复杂、启动流速大、自动对流技术复杂、能量转换过程复杂、结构原理缺乏创新等缺点，推广利用受到很大限制。
[0003]因此，非常有必要针对有效开发海流能的问题，研制一种捕能高效、对向灵活、结构简单的新型海流能发电装置，可广泛应用于海流能的开发利用领域。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是针对现有技术存在的问题，提出一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，可通过装置部件Savonius驱动叶片自驱动圆柱形叶轮，在流场中产生马格努斯效应，进而产生升力。同时，还可通过装置对向机构，灵活适应海流方向的变换。
[0005]本实用新型的具体技术方案如下:
[0006]—种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(I)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互啮合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆
(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。
[0007]所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。
[0008]所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料，如聚乙烯醇膜、聚乙烯醇/聚丙烯酸耐水膜等，凸面涂有疏水材料，如仿荷叶疏水材料、塑料等。
[0009]所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
[0010]本实用新型基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括捕能机构、变速机构、对向机构和发电机构。所述的马格努斯效应，是流体力学中的一种现象，是一个在流体中转动固体所受到的力:当旋转的固体受到横向的流体作用时，其周围流体的速度分布改变，顺着横向流体流动的方向转动处流速增大，而逆着横向流体的方向转动处流速减小，这样旋转的固体两侧存在一个压强差，进而产生一个向上的合力。所述装置捕能机构主要为Savonius驱动叶片和圆柱形叶轮，所述Savonius驱动叶片是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，所述的圆柱形叶轮与Sa von i u s驱动叶片稳固连接，与Sa von i us驱动叶片共同转动，所述变速机构通过轮毂和主轴与捕能机构相连接，所述变速机构由齿轮变速箱构成，由几个齿轮相啮合实现变速，低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱底部，两叶轮左右对称布置，双向侧轮的轴带动蜗轮蜗杆传动系统，所述蜗轮与装在塔架上方的回转体固结，所述回转体与机舱连接，所述的发电机构置于所述变速机构后部，经联轴器连接发电机。
[0011]优选的，所述Savonius驱动叶片的凸面涂有疏水材料，有利于减小转动时的阻力，凹面涂有亲水材料，有利于增加转动时的推力，进而增大有效转矩。
[0012]优选的，所述圆柱形叶轮内部通过轴承与圆柱形叶轮轴相连接，圆柱形叶轮可绕圆柱形叶轮轴自由转动。
[0013]进一步优选的，所述变速机构齿轮的个数决定于发电机的转速。
[0014]更进一步优选的，所述发电机的选择应满足前面机构的性能，保证足够的发电量。
[0015]本实用新型工作过程:首先，在海流的冲击下，Savonius驱动叶片和与其固连的圆柱形叶轮开始旋转，旋转的圆柱体在流场中由于马格努斯效应而产生升力，进而使圆柱形叶轮绕主轴转动，通过传动机构传递机械能，经齿轮变速箱增速，驱动发电机，完成能量的释放和发电过程。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]1、原理创新，捕能高效:现有的马格努斯效应的应用多需要原动机驱动圆柱体转动，本装置将Savonius驱动叶片装置和圆柱形叶轮的马格努斯效应相结合，实现圆柱体的自驱动。此外，由于Savonius驱动叶片的巧妙结构，使其能适应双向海流，能够高效捕能；
[0018]2、灵活对向，适应性强:采用双向侧轮对向机构，双向侧轮对向机构仅靠蜗轮蜗杆传动，结构简单，且与传统对流机构相比具有平稳和逐步过渡的优点，使得装置整体对海流流向的变化具有很强的适应功能；
[0019]3、“机-电” 二级转化:简化现有的“机-液-电”或者“机-气-电”三级能量转化方式，采用“机-电” 二级转化方式，稳定可靠，并且可循环的次数多；
[0020]4、巧妙应用亲水、疏水材料:Savonius驱动叶片的凸面涂有疏水材料，有利于减小叶片自转的阻力；凹面涂有亲水材料，有利于增加叶片自转的推力，从而增加有效转矩进一步提尚海流能的利用效率。
【附图说明】
[0021]图1是本实施例的三维视图；
[0022]图2是本实施例对向机构的局部放大图。
[0023]图中，1-Savonius驱动叶片，2_圆柱形叶轮，3_轮毂，4_圆柱形叶轮轴，5_主轴，6_变速机构，7-发电机，8-机舱，9-双向侧轮，I O-回转体，11-蜗杆，12-蜗轮，13-密封隔板，高速轴-14。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。
[0025]—种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(I)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互啮合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆
(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。
[0026]所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。
[0027]所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料，如聚乙烯醇膜、聚乙烯醇/聚丙烯酸耐水膜等，凸面涂有疏水材料，如仿荷叶疏水材料、塑料等。
[0028]所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
[0029]所述的圆柱形叶轮截面略小于savonius驱动叶片的上下圆盘，一端焊接于savonius驱动叶片的圆形薄片中间，另一端开有一小孔，一圆柱形叶轮轴由此孔穿入其内部。
[0030]所述的圆柱形叶轮轴轴穿入圆柱形叶轮内部，一端伸向savonius驱动叶片，另一端与轮毂相固结。
[0031]所述的变速箱内有不同轴的大、小齿轮组成，大齿轮与从密封机构穿出的主轴，SP低速轴相固连，在主轴的带动下转动，小齿轮与高速轴相固连，与大齿轮啮合，随其转动而转动。
[0032]所述的双向侧轮对向机构由左右对称布置的双向侧轮、蜗轮蜗杆传动系统、回转体组成。
[0033]所述的左右双向侧轮由一蜗杆连接，随双向侧轮一起转动。
[0034]所述的蜗杆与蜗轮相啮合，组成一蜗轮蜗杆传动系统。
[0035]所述的蜗轮与安装在塔架上的回转体相固连。
[0036]实施例1、如图1、图2所示，基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括捕能机构、变速机构、对向机构和发电机构，所述捕能机构主要为Savonius驱动叶片和圆柱形叶轮，所述Savonius驱动叶片是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，所述的圆柱形叶轮与Savonius驱动叶片稳固连接，与Savonius驱动叶片共同转动，与Savonius驱动叶片共同转动，所述变速机构通过轮毂和主轴与捕能机构相连接，所述变速机构由齿轮变速箱构成，由几个齿轮相啮合实现变速，低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱底部，两叶轮左右对称布置，双向侧轮的轴带动蜗轮蜗杆传动系统，所述蜗轮与装在塔架上方的回转体固结，所述回转体与机舱连接，所述的发电机构置于所述变速机构后部，经联轴器连接发电机。
[0037]如图1所示，本实施例包括用于捕能的Savonius驱动叶片I ,Savonius驱动叶片I的是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，Savonius驱动叶片I的两个S型叶片通过上部和下部的圆盘稳固组合;Savonius驱动叶片I下部通过其下部圆盘与圆柱形叶轮2稳固连接，圆柱形叶轮2内部通过轴承与圆柱形叶轮轴4相连接，圆柱形叶轮2可绕圆柱形叶轮轴4自由转动，圆柱形叶轮轴4通过轮毂3与主轴5相连接;所述主轴5经联轴器与所述变速机构6齿轮变速箱相连接;所述的发电机构置于所述变速机构6后部，经联轴器连接发电机7;所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱8底部，所述两双向侧轮9左右对称布置，双向侧轮9的轴带动蜗杆11、蜗轮12传动系统，所述蜗轮12与装在塔架上方的回转体10固结，所述回转体10与机舱8连接，带动机舱转动，实现装置的自动对向。
[0038]所述的Savonius驱动叶片I的凸面涂有疏水材料，有利于减小转动时的阻力，凹面涂有亲水材料，有利于增加转动时的推力，进而增大有效转矩。
[0039]为了防止上述用于连接轮毂3与变速机构6的主轴5在穿过机舱8，机舱8工作时有水渗漏，在上述接口处设置有密封机构。
[0040]本实施例通过如下方式实现利用海流能发电，捕能机构Savonius驱动叶片I是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，水流冲击半S型叶片凹面后，必定要经两半S型叶片之间的错开空间流出，然后再冲击另一半S型叶片的凹面，并产生一个有效转矩，实现Savonius驱动叶片I自由转动，同时，带动与Savonius驱动叶片I稳固连接的圆柱形叶轮2转动，当圆柱形叶轮2与Savonius驱动叶片I绕圆柱形叶轮轴4共同转动时，其周围流体的速度分布改变，顺着横向流体流动的方向转动处流速增大，而逆着横向流体的方向转动处流速减小，这样旋转的圆柱体两侧存在一个压强差，进而产生一个向上的合力，进而驱动轮毂3和主轴5转动。转动的主轴5通过联轴器与变速机构6连接，进而低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，通过层层放大的方法将慢速上升到发电机所需的转速，进而驱动发电机7，完成能量的释放和发电过程。
[0041 ]本实用新型实施例采用双向侧轮对向机构实现自动对向功能。双向侧轮9装在机舱8底部，左右对称布置，旋转面与圆柱形叶轮扫掠面相垂直的两个平行的多叶式小风轮。双向侧轮9的轴带动蜗轮12、蜗杆11传动系统。蜗轮12与装在塔架上方的回转体10固结，当海流方向变化时，海流从某一角度流向双向侧轮轮9并使其旋转，而后通过传动系统驱动回转体10旋转，再带动装置回转对流，当装置重新对流后，双向轮便停止旋转，从而实现装置的自动对向。
[0042]本实用新型的使用方法如下:
[0043]首先，在海流的冲击下，Savonius驱动叶片I和与其固连的圆柱形叶轮2开始绕圆柱形叶轮轴4旋转，旋转的圆柱形叶轮2在流场中由于马格努斯效应而产生升力，进而使圆柱形叶轮2绕主轴5转动，通过传动机构传递机械能，经齿轮变速箱6增速，驱动发电机7，完成能量的释放和发电过程。
[0044]以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。
【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:包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(1)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互嗤合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。2.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。3.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料凸面涂有疏水材料。4.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
【文档编号】F03B13/12GK205714564SQ201620303537
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】杨智凯, 张涛, 李辉成, 吴立钰, 武芳, 常铭, 常一铭, 翁跃云
【申请人】武汉大学
【专利摘要】本实用新型公布了一种基于马格努斯效应的海流能发电装置。包括捕能机构、变速机构和发电机构，即用于受海流冲击而捕获海流能的savonius驱动叶片、圆柱形叶轮、机舱、双向侧轮对向机构、支撑结构。所述的圆柱形叶轮一端与savonius驱动叶片固定连接，另一端通过内部的圆柱形叶轮轴固定在轮毂上，其由于马格努斯效应产生升力带动主轴转动；所述的机舱内有轮毂、主轴、密封机构、变速箱、发电机；所述的双向侧轮对向装置由左右对称布置的双向侧轮、蜗轮蜗杆传动系统、回转体组成。本实用新型装置利用海流能发电，尤其对远海地区的供电有着显著的优势，通过savonius驱动叶片与马格努斯效应的结合具有捕能高效、结构简单、自动对流、能量利用率较传统装置高等优点。
【专利说明】
一种基于马格努斯效应的海流能发电装置
技术领域
[0001]本实用新型属于海洋科学技术领域，尤其涉及一种基于马格努斯效应的海流能发电装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，目前传统能源消耗殆尽、生态环境日益脆弱，开发利用绿色新能源成为了人类当今最为重要的前沿课题之一。蕴藏量大、分布范围广、利用程度低的海流能成为了新能源开发利用的焦点之一。而中国属于世界上海流能功率密度最大的地区之一，有良好的开发前景。海流能由于其规律性强、稳定性好、富集区域广、开发成本低等特点显示出极大地优越性，所以海流能的开发有着重要的现实意义。而现有的海流能发电装置大多具有能量利用率低、结构复杂、启动流速大、自动对流技术复杂、能量转换过程复杂、结构原理缺乏创新等缺点，推广利用受到很大限制。
[0003]因此，非常有必要针对有效开发海流能的问题，研制一种捕能高效、对向灵活、结构简单的新型海流能发电装置，可广泛应用于海流能的开发利用领域。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是针对现有技术存在的问题，提出一种基于马格努斯效应的海流能发电装置，可通过装置部件Savonius驱动叶片自驱动圆柱形叶轮，在流场中产生马格努斯效应，进而产生升力。同时，还可通过装置对向机构，灵活适应海流方向的变换。
[0005]本实用新型的具体技术方案如下:
[0006]—种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(I)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互啮合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆
(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。
[0007]所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。
[0008]所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料，如聚乙烯醇膜、聚乙烯醇/聚丙烯酸耐水膜等，凸面涂有疏水材料，如仿荷叶疏水材料、塑料等。
[0009]所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
[0010]本实用新型基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括捕能机构、变速机构、对向机构和发电机构。所述的马格努斯效应，是流体力学中的一种现象，是一个在流体中转动固体所受到的力:当旋转的固体受到横向的流体作用时，其周围流体的速度分布改变，顺着横向流体流动的方向转动处流速增大，而逆着横向流体的方向转动处流速减小，这样旋转的固体两侧存在一个压强差，进而产生一个向上的合力。所述装置捕能机构主要为Savonius驱动叶片和圆柱形叶轮，所述Savonius驱动叶片是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，所述的圆柱形叶轮与Sa von i u s驱动叶片稳固连接，与Sa von i us驱动叶片共同转动，所述变速机构通过轮毂和主轴与捕能机构相连接，所述变速机构由齿轮变速箱构成，由几个齿轮相啮合实现变速，低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱底部，两叶轮左右对称布置，双向侧轮的轴带动蜗轮蜗杆传动系统，所述蜗轮与装在塔架上方的回转体固结，所述回转体与机舱连接，所述的发电机构置于所述变速机构后部，经联轴器连接发电机。
[0011]优选的，所述Savonius驱动叶片的凸面涂有疏水材料，有利于减小转动时的阻力，凹面涂有亲水材料，有利于增加转动时的推力，进而增大有效转矩。
[0012]优选的，所述圆柱形叶轮内部通过轴承与圆柱形叶轮轴相连接，圆柱形叶轮可绕圆柱形叶轮轴自由转动。
[0013]进一步优选的，所述变速机构齿轮的个数决定于发电机的转速。
[0014]更进一步优选的，所述发电机的选择应满足前面机构的性能，保证足够的发电量。
[0015]本实用新型工作过程:首先，在海流的冲击下，Savonius驱动叶片和与其固连的圆柱形叶轮开始旋转，旋转的圆柱体在流场中由于马格努斯效应而产生升力，进而使圆柱形叶轮绕主轴转动，通过传动机构传递机械能，经齿轮变速箱增速，驱动发电机，完成能量的释放和发电过程。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]1、原理创新，捕能高效:现有的马格努斯效应的应用多需要原动机驱动圆柱体转动，本装置将Savonius驱动叶片装置和圆柱形叶轮的马格努斯效应相结合，实现圆柱体的自驱动。此外，由于Savonius驱动叶片的巧妙结构，使其能适应双向海流，能够高效捕能；
[0018]2、灵活对向，适应性强:采用双向侧轮对向机构，双向侧轮对向机构仅靠蜗轮蜗杆传动，结构简单，且与传统对流机构相比具有平稳和逐步过渡的优点，使得装置整体对海流流向的变化具有很强的适应功能；
[0019]3、“机-电” 二级转化:简化现有的“机-液-电”或者“机-气-电”三级能量转化方式，采用“机-电” 二级转化方式，稳定可靠，并且可循环的次数多；
[0020]4、巧妙应用亲水、疏水材料:Savonius驱动叶片的凸面涂有疏水材料，有利于减小叶片自转的阻力；凹面涂有亲水材料，有利于增加叶片自转的推力，从而增加有效转矩进一步提尚海流能的利用效率。
【附图说明】
[0021]图1是本实施例的三维视图；
[0022]图2是本实施例对向机构的局部放大图。
[0023]图中，1-Savonius驱动叶片，2_圆柱形叶轮，3_轮毂，4_圆柱形叶轮轴，5_主轴，6_变速机构，7-发电机，8-机舱，9-双向侧轮，I O-回转体，11-蜗杆，12-蜗轮，13-密封隔板，高速轴-14。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。
[0025]—种基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(I)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互啮合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆
(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。
[0026]所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。
[0027]所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料，如聚乙烯醇膜、聚乙烯醇/聚丙烯酸耐水膜等，凸面涂有疏水材料，如仿荷叶疏水材料、塑料等。
[0028]所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
[0029]所述的圆柱形叶轮截面略小于savonius驱动叶片的上下圆盘，一端焊接于savonius驱动叶片的圆形薄片中间，另一端开有一小孔，一圆柱形叶轮轴由此孔穿入其内部。
[0030]所述的圆柱形叶轮轴轴穿入圆柱形叶轮内部，一端伸向savonius驱动叶片，另一端与轮毂相固结。
[0031]所述的变速箱内有不同轴的大、小齿轮组成，大齿轮与从密封机构穿出的主轴，SP低速轴相固连，在主轴的带动下转动，小齿轮与高速轴相固连，与大齿轮啮合，随其转动而转动。
[0032]所述的双向侧轮对向机构由左右对称布置的双向侧轮、蜗轮蜗杆传动系统、回转体组成。
[0033]所述的左右双向侧轮由一蜗杆连接，随双向侧轮一起转动。
[0034]所述的蜗杆与蜗轮相啮合，组成一蜗轮蜗杆传动系统。
[0035]所述的蜗轮与安装在塔架上的回转体相固连。
[0036]实施例1、如图1、图2所示，基于马格努斯效应的海流能发电装置，包括捕能机构、变速机构、对向机构和发电机构，所述捕能机构主要为Savonius驱动叶片和圆柱形叶轮，所述Savonius驱动叶片是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，所述的圆柱形叶轮与Savonius驱动叶片稳固连接，与Savonius驱动叶片共同转动，与Savonius驱动叶片共同转动，所述变速机构通过轮毂和主轴与捕能机构相连接，所述变速机构由齿轮变速箱构成，由几个齿轮相啮合实现变速，低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱底部，两叶轮左右对称布置，双向侧轮的轴带动蜗轮蜗杆传动系统，所述蜗轮与装在塔架上方的回转体固结，所述回转体与机舱连接，所述的发电机构置于所述变速机构后部，经联轴器连接发电机。
[0037]如图1所示，本实施例包括用于捕能的Savonius驱动叶片I ,Savonius驱动叶片I的是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，Savonius驱动叶片I的两个S型叶片通过上部和下部的圆盘稳固组合;Savonius驱动叶片I下部通过其下部圆盘与圆柱形叶轮2稳固连接，圆柱形叶轮2内部通过轴承与圆柱形叶轮轴4相连接，圆柱形叶轮2可绕圆柱形叶轮轴4自由转动，圆柱形叶轮轴4通过轮毂3与主轴5相连接;所述主轴5经联轴器与所述变速机构6齿轮变速箱相连接;所述的发电机构置于所述变速机构6后部，经联轴器连接发电机7;所述对向机构为双向侧轮对向机构，置于机舱8底部，所述两双向侧轮9左右对称布置，双向侧轮9的轴带动蜗杆11、蜗轮12传动系统，所述蜗轮12与装在塔架上方的回转体10固结，所述回转体10与机舱8连接，带动机舱转动，实现装置的自动对向。
[0038]所述的Savonius驱动叶片I的凸面涂有疏水材料，有利于减小转动时的阻力，凹面涂有亲水材料，有利于增加转动时的推力，进而增大有效转矩。
[0039]为了防止上述用于连接轮毂3与变速机构6的主轴5在穿过机舱8，机舱8工作时有水渗漏，在上述接口处设置有密封机构。
[0040]本实施例通过如下方式实现利用海流能发电，捕能机构Savonius驱动叶片I是由迎向海流方向的一凸面和一凹面组成的错开的S型叶片，水流冲击半S型叶片凹面后，必定要经两半S型叶片之间的错开空间流出，然后再冲击另一半S型叶片的凹面，并产生一个有效转矩，实现Savonius驱动叶片I自由转动，同时，带动与Savonius驱动叶片I稳固连接的圆柱形叶轮2转动，当圆柱形叶轮2与Savonius驱动叶片I绕圆柱形叶轮轴4共同转动时，其周围流体的速度分布改变，顺着横向流体流动的方向转动处流速增大，而逆着横向流体的方向转动处流速减小，这样旋转的圆柱体两侧存在一个压强差，进而产生一个向上的合力，进而驱动轮毂3和主轴5转动。转动的主轴5通过联轴器与变速机构6连接，进而低速轴带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与高速轴相连，通过层层放大的方法将慢速上升到发电机所需的转速，进而驱动发电机7，完成能量的释放和发电过程。
[0041 ]本实用新型实施例采用双向侧轮对向机构实现自动对向功能。双向侧轮9装在机舱8底部，左右对称布置，旋转面与圆柱形叶轮扫掠面相垂直的两个平行的多叶式小风轮。双向侧轮9的轴带动蜗轮12、蜗杆11传动系统。蜗轮12与装在塔架上方的回转体10固结，当海流方向变化时，海流从某一角度流向双向侧轮轮9并使其旋转，而后通过传动系统驱动回转体10旋转，再带动装置回转对流，当装置重新对流后，双向轮便停止旋转，从而实现装置的自动对向。
[0042]本实用新型的使用方法如下:
[0043]首先，在海流的冲击下，Savonius驱动叶片I和与其固连的圆柱形叶轮2开始绕圆柱形叶轮轴4旋转，旋转的圆柱形叶轮2在流场中由于马格努斯效应而产生升力，进而使圆柱形叶轮2绕主轴5转动，通过传动机构传递机械能，经齿轮变速箱6增速，驱动发电机7，完成能量的释放和发电过程。
[0044]以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。
【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:包括机舱(8)，位于机舱(8)前端的捕能机构，位于机舱(8)内中部的变速机构和位于机舱(8)内后部的发电机(7);所述捕能机构包括轮毂(3)和分别位于轮毂(3)上下左右四个方向的savonius驱动叶片机构(1)，所述savonius驱动叶片机构(I)依次通过圆柱形叶轮(2)和圆柱形叶轮轴(4)和轮毂(3)连接，所述轮毂(3)位于机舱(8)内前端;所述变速机构包括若干个不同直径的齿轮构成，所述齿轮从大至小，依次相互嗤合;所述变速机构中最大齿轮的中心通过主轴(5)与轮毂(3)连接，所述变速机构中最小齿轮依次通过高速轴(14)和联轴器与发电机(7)连接;所述机舱(8)下方设置有回转体(10)，回转体(10)—侧设置有蜗轮(12)，蜗轮(12)上设置有蜗杆(11)，蜗杆(11)两端分别设置有双向侧轮(9)，所述双向侧轮(9)的旋转面与圆柱形叶轮(2)扫琼面向垂直。2.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述savonius驱动叶片机构(I)包括两个大小一致的savonius驱动叶片和位于savonius驱动叶片两端的圆盘，所述savonius驱动叶片机构(I)通过一端的圆盘与圆柱形叶轮(2)连接。3.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述savonius驱动叶片机构(I)中savonius驱动叶片的凹面涂有亲水材料凸面涂有疏水材料。4.如权利要求1所述的基于马格努斯效应的海流能发电装置，其特征在于:所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板(13)。
【文档编号】F03B13/12GK205714564SQ201620303537
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】杨智凯, 张涛, 李辉成, 吴立钰, 武芳, 常铭, 常一铭, 翁跃云
【申请人】武汉大学
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