水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置，包括具有双层结构的滚筒、固定轴、叶片，固定轴与滚筒的内层通过滚动轴承连接，且所述固定轴上安装有定磁铁，滚筒上对称设置有叶片安装槽，每个叶片的端部固定安装有动磁铁，且叶片安装在对应的叶片安装槽中，每个动磁铁均只有N级，定磁铁是由一半为S级、一半为N级组成的圆环形结构。本实用新型专利技术是利用海流的流动，实现动能到电能的转化，利用磁场磁力及重力使叶片为叶片提供伸缩的动力，使叶片4在海流冲击的过程中不断的变换伸缩的状态，持续的为电机提供转矩；本实用新型专利技术的特点是不需要复杂的特殊装置，就能够实现叶片伸缩的动作，结构简单可靠。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型的海流能利用装置，尤其涉及一种水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置。
技术介绍
能源是人们赖以生存和从事一切生产活动的基本要素，是国民经济发展的重要的物质基础，古往今来，人类因为能源问题而引发的战争不计其数，可见能源对于人类的重要性。当今社会，人们的绝大多数的能源来自煤、石油、天然气等矿物质的燃烧释放的能量，人们用来发电、取暖等活动。但是到了21世纪，人们逐渐的认识到，传统的能源获取方式给人类带来了沉痛的教训，全球气候的变暖导致海平面的上升，生态环境恶化导致动植物的灭绝，因此这些都要求人们去探索新能源的开发与利用。许多科技工作者们也逐步地加大新能源的研究工作，太阳能的利用，风能的利用，潮汐能的利用都是典型的事实。太阳能的利用受天气的影响很大，而风能的利用也是这样，风向的变化严重影响风能的利用率，因此，人们的视野正逐渐的转向海流能的利用。海洋的额面值占地球面值的71％左右，孕育着巨大的能源，海流能的发电由来已久，对于这方面的研究也日趋成熟。开发利用的形式多样，主要以叶片机械为主，从结构上大致分为两种：水平轴和垂直轴两类。对于垂直轴来讲，轴的两侧同时受到海流的作用，因此发电的效率一般会有所限制，应用较多的是水平轴发电装置，多采用风车扇叶，叶片整个迎着流向，水流的利用率提高很多，但是由于潮汐双向流动的特点，由此风车发电结构又会带来涉及复杂的问题，不能满足变化流向的要求，要通过复杂的变桨机构才能够实现机组适应双向潮流的环境，因此目前海流能发电装置在整体上的效率比较低，而且结构也比较复杂。对于叶片可自动伸缩的海流发电装置，专利号为ZL 200620105769.0的专利中专利技术了一种叶片可伸缩专利，该专利通过一套复杂的液压装置控制叶片的伸缩，据此实现发电机在水流推动作用下持续的转动，但是首先液压装置本身是非常复杂的，系统比较庞大，另外从经济方面来考虑，此系统需要耗费额外的电能，还有日常的维护也非常的复杂，基于以上的缺点，本技术提出一种利用磁力来实现叶片可伸缩的发电装置。因此，研究一种结构简单，制作和安装成本低，使用范围广的海流能发电装置是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置，其结构简单，零件加工容易，安装操作简单，可以应用在具有一定流速的海域，对环境的要求不高，可充分的利用潮汐发电，也可应用在比较浅的水域，半潜在水中，均能达到很好的发电效果。通过吸收海水流动的动能转化成电能，实现海流能的发电。本技术的目的是这样实现的：包括具有双层结构的滚筒、固定轴、叶片，固定轴与滚筒的内层通过滚动轴承连接，且所述固定轴上安装有定磁铁，滚筒上对称设置有叶片安装槽，每个叶片的端部固定安装有动磁铁，且叶片安装在对应的叶片安装槽中，每个动磁铁均只有N级，定磁铁是由一半为S级、一半为N级组成的圆环形结构。本技术还包括这样一些结构特征：1.所述滚筒上对称设置有四个叶片安装槽，对应的叶片也有四个。2.叶片的材料是聚乙烯材料，且截面形状是长方形。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术所采用的零部件的生产容易，不同于传统上的叶片结构采用扇形结构等复杂的截面形状，扇形结构制作的成本低，且精度很难得到保证，而且在效率的利用上，扇形叶片在迎流时的有效作用面积不高，发电的效率不高，而本技术的叶片有效作用面积可达到百分之百，可提供大转矩，为大功率发电机提供动力；同时安装简单，维护的成本也随之降低；本技术很好的使用双向海流的作用，安装的深度可完全浸没在水中，也可半浅在水中，不受海流水位变化的影响；本技术的最大特点是巧妙的利用磁铁磁性的特点，无需额外负载的结构为叶片的伸缩过程提供动力，消耗额外的能量，伸缩的准确定得到保证，真正实现自动伸缩。也即本技术是利用海流的流动，实现动能到电能的转化，利用磁场磁力及重力使叶片为叶片提供伸缩的动力，使叶片4在海流冲击的过程中不断的变换伸缩的状态，持续的为电机提供转矩；本技术的特点是不需要复杂的特殊装置，就能够实现叶片伸缩的动作，结构简单可靠。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的爆炸示意图；图3至图5均是本技术的工作原理图。图中：1-滚筒、2-定磁铁、3-固定轴、4-叶片、5-动磁铁、6-挡板、7-固定螺钉、8-滚动轴承。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。结合图1和图2，本技术是海流能发电装置，其基本的结构至少包括滚筒1、定磁铁2、固定轴3、叶片4、动磁铁5、挡板6、固定螺钉7、滚动轴承8等。固定轴3固定在地基上，用于固定支撑定磁铁2以及滚筒1等部件，成两侧对称分布；叶片安装在滚筒1的安装槽内，以四个叶片为例进行说明：四组端部安装有永久磁铁的矩形叶片构成叶片组，四块叶片分别安装在滚筒的滑槽内，同时端部应该有挡板7，用来限制叶片4在伸缩过程中的位置；安装在叶片4的端部的永久磁铁是动磁铁5，工作过程中滚筒随叶片一起转动，动磁铁5极性相同且只有N级，叶片4和动磁铁5之间固定连接，无相对运动；动磁铁5可为叶片4的伸缩提供动力，与叶片4一起在安装槽内往复运动；定磁铁2是核心部件，采用强力磁铁，有两个极性，整体呈圆柱形，一半为S级，一半为N级，在工作过程中，固定磁铁静止不动。在滚筒带动动磁铁旋转过程中，根据同级相吸，异级排斥的原理，引起动磁铁的运动；滚动轴承8安装在固定轴上，用于减小滚筒1和固定轴3之间的摩擦，提高发电效率，降低磨损。在固定磁铁和动磁铁磁力的相互作用下，驱动叶片在随滚筒转动过程中，实现自动的伸缩功能。进一步地，为了避免磁场对转动的影响，四块叶片4的材料可选用聚乙烯材料，截面形状为长方形。也即本技术的叶片组由四块矩形的聚乙烯塑料板组成，端部固定有N级磁铁，由于磁力作用叶片会呈现伸长缩短的状态，在海流的推动作用下，滚筒转动，叶片交替伸缩，将海流的动能转化为转矩，推动使滚筒持续的转动，最后可以通过安装在滚筒上的皮带等装置，为电机提供动力发电。本装置可以完全的浸没在水中，也可以半浅在水中，使用范围广泛。本技术的工作原理图如图3至图5所示：当海流的流向如图3所示的水平方向时，假设结构的初始位置也如图3所示，有与动磁铁5的磁极均为N级，定磁铁3的下半部分为N级，因此，下半部分的叶片4由于同级排斥的原理，叶片4会在磁力作用下沿着滚筒槽远离中心，上端动磁铁5在磁力作用下，靠近中心轴，而左边的叶片所受的吸力和斥力可抵消，可保持之前的状态，因此，同时上下叶片4也会同时受到重力作用，因此在磁力和重力的共同作用下，下端的迎流面积大于上端，因此在海流的推动作用下，实现转动，转动方向如图4所示。当转动到一定角度后，如图5，下端的两叶片4在磁力的作用下，处于远离中心处，而上端的两叶片4靠近中心处，此时上下的受力面积依然不相等，因此滚筒在海流推力作用下继续沿着如图所示方向转动。当转动了90度后，整体的达到初始位置一样，因此，只要水流不断的冲击，转动就会持续的进行下去，源源不断的为发电机提供转矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置，包括具有双层结构的滚筒、固定轴、叶片，其特征在于：固定轴与滚筒的内层通过滚动轴承连接，且所述固定轴上安装有定磁铁，滚筒上对称设置有叶片安装槽，每个叶片的端部固定安装有动磁铁，且叶片安装在对应的叶片安装槽中，每个动磁铁均只有N级，定磁铁是由一半为S级、一半为N级组成的圆环形结构。

【技术特征摘要】
1.水平轴叶片可伸缩式海流能发电装置，包括具有双层结构的滚筒、固定轴、叶片，其特征在于：固定轴与滚筒的内层通过滚动轴承连接，且所述固定轴上安装有定磁铁，滚筒上对称设置有叶片安装槽，每个叶片的端部固定安装有动磁铁，且叶片安装在对应的叶片安装槽中，每个动磁铁均只有N级，定磁铁是由一半...

【专利技术属性】
技术研发人员：史冬岩，薛祥友，滕晓燕，王志凯，崔雄伟，任宏喜，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23