本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于海洋科学
，尤其涉及一种基于马格努斯效应的海流能发电装置。
技术介绍
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。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。
技术实现思路
本技术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。本技术的具体技术方案如下：一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（1），所述savonius驱动叶片机构（1）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）一侧设置有蜗轮（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。所述savonius驱动叶片机构（1）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（1）通过一端的圆盘与圆柱形叶轮（2）连接。所述savonius驱动叶片机构（1）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。所述捕能机构和变速机构之间设置有密封隔板（13）。本技术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Savonius驱动叶片稳固连接，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。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。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。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。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。本技术工作过程：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。本技术的有益效果：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；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；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；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高海流能的利用效率。附图说明图1是本实施例的三维视图；图2是本实施例对向机构的局部放大图。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，10-回转体，11-蜗杆，12-蜗轮，13-密封隔板，高速轴-14。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术做进一步说明。一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（1），所述savonius驱动叶片机构（1）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）一侧设置有蜗轮（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。所述savonius驱动叶片机构（1）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（1）通过一端的圆盘与圆柱形叶轮（2）连接。所述savonius驱动叶片机构（1）中savonius驱动叶片的凹本文档来自技高网...
【技术保护点】
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（1）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）一侧设置有蜗轮（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。
【技术特征摘要】
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（1）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）一侧设置有蜗轮（12）...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨智凯，张涛，李辉成，吴立钰，武芳，常一铭，翁跃云，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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