CN102102621B - 浮力发动机及应用该浮力发动机的发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮力发动机,其包括:安装部;转动设于所述安装部上的中空的主轴,所述主轴的一端封闭、另一端与空气压缩机连接;固定于所述主轴上的储气室,所述主轴上开设有与所述储气室相通的进气口;分布于所述储气室周向上的若干个前端封闭、后端开口的浮筒,所述浮筒与所述储气室之间设有作为输气管的辐桨,在所述辐桨上设有进气阀;在所述安装部上设有用于开启所述进气阀的挡板,所述挡板安装于所述主轴的下方且偏离所述主轴所在的竖直方向。还公开了一种发电机组,包括所述浮力发动机和一个发电机,所述发电机的转子轴与所述浮力发动机的主轴连接。本发明耗能低、不污染不破坏环境,使用范围广,且不受环境、地理的影响。
Description
技术领域
本发明涉及发动机及发电机组技术领域。
背景技术
国内现有的发动机有:火力蒸汽发动机、燃油发动机、电动机、核能发动机、风力发动机、水轮机等,这些发动机中多数要消耗大量的能源才能做功,即使是风力发动机和水轮机,虽不需要能源,但受自然界的影响极大,风力发动机无风不能发动;水轮机在平面无落差的水中不能做功,需要水具有势能才能工作,因此现有的水轮机必须要拦河筑坝才能使用,这样一是消耗许多人力、物力和资源;二是破坏了河道的生态环境;三是淹没耕地和村庄,需要移民;四是大量采用此方法会受到自然界的限制,很难满足人类对水电的需求。采用上述发动机驱动的发电机组同样存在着上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种浮力发动机,其耗能低、不污染不破坏环境,利用自然界中长期大量存在、取之不尽的水体浮力和重力产生机械能;还提供一种应用该浮力发动机的发电机组,将浮力发动机产生的机械能转化为电能输出,为人类提供取之不尽、用之不竭的绿色能源。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:浮力发动机,其包括:安装部;
转动设于所述安装部上的中空的主轴,所述主轴的一端封闭、另一端与空气压缩机连接;
固定于所述主轴上的储气室,所述主轴上开设有与所述储气室相通的进气口;
分布于所述储气室周向上的若干个前端封闭、后端开口的浮筒,所述浮筒与所述储气室之间设有作为输气管的辐桨,在所述辐桨上设有进气阀;
在所述安装部上设有用于开启所述进气阀的挡板,所述挡板安装于所述主轴的下方且偏离所述主轴所在的竖直方向。
作为一种优选的技术方案,所述浮筒前端与所述辐桨成锐角,所述锐角为75°-80°。
作为一种优选的技术方案,所述浮筒前端的端部呈锥形。
作为一种优选的技术方案,所述进气阀为弹簧触压阀。
作为一种优选的技术方案,所述挡板到所述主轴的垂线与竖直方向的夹角为15°-25°。
应用所述浮力发动机的发电机组,包括所述浮力发动机和一个发电机,所述发电机的转子轴与所述浮力发动机的主轴连接。
作为一种优选的技术方案,所述发电机的转子轴为中空结构,所述浮力发动机主轴未封闭端与所述转子轴连接并相通,所述主轴通过所述转子轴与空气压缩机连接。
作为一种优选的技术方案,所述主轴与所述转子轴一体设置。
采用了上述技术方案后,本发明的浮力发动机及发电机组的有益效果是:
1.本发明取材、制造容易,安装、使用方便,使用范围广,可在海洋、江河、湖泊、水库等广阔的水域使用。
2.本发明使用时不受环境、地理的影响,建造投资小,不需筑坝,不破坏生态环境。
3.本发明耗能低,将发动机的主轴和浮筒封浸入水体中,只需要通过空气压缩机产生气源,然后将水体自身的重力和浮力转变为一种安全、环保、高效的机械能,其能量可以用于发电以及作为船舶的动力使用,故本发明为我国大量开发、利用水浮力发电或其他方面使用,提供了一种有效的途径。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例中浮力发动机的部分结构示意图;
图2是本发明实施例中浮力发动机的整体结构示意图;
图3是本发明实施例中发电机组的结构示意图。
图中:1.安装部,2.主轴,21.进气口,3.储气室,4.浮筒,5.辐桨,6.进气阀,7.挡板,8.空气压缩机,9.发电机,10.转子轴。
具体实施方式
如图1和图2所示,一种浮力发动机,其包括安装部1,该安装部1可以是船体也可以是岸基。在安装部1上转动设置有中空的主轴2,该主轴2的一端封闭、另一端通过旋转气路接口与空气压缩机8连接。空气压缩机8为辅机,应根据不同水深选择合适的压缩比,尽量减小辅机能耗。
在主轴2上固定设置有储气室3,主轴2上开设有与储气室3相通的进气口21。在储气室3周向上分布设置有若干个前端封闭、后端开口的浮筒4,浮筒4前端的端部呈锥形,在浮筒的运行过程中,可以最大限度减小水的阻力。浮筒4与储气室3之间设有作为输气管的辐桨5,辐桨5与浮筒4的侧壁固定连接,浮筒4前端与辐桨5成锐角A,该锐角A优先为75°-80°之间,即浮筒4与辐桨5并非垂直,而是预留10°-15°的倾角,该倾角为排气倾角。
在辐桨5上设有进气阀6,在安装部2上设有用于开启进气阀6的挡板7,该挡板7安装于主轴2的下方且偏离主轴所在的竖直方向,挡板7到主轴2的垂线与竖直方向的夹角B为15°-25°,作为启动角。其中,进气阀6为弹簧触压阀,挡板7为弧形挡板,挡板7碰到进气阀6将进气阀向下按压,阀门打开给浮筒4充气,辐桨5内的气路开通;进气阀6偏离挡板7后,失去压力的进气阀6在弹簧的作用下自动关闭;弧形挡板7的长度可以调节浮筒4充气量的多少。
该浮力发动机的工作原理:将发动机中的主轴2和浮筒4封浸入水体中,空气压缩机8产生压缩空气,经中空的主轴2、储气室3分配至每一根辐桨5;人为给浮筒4一个助力,使浮筒4以主轴2为中心转动,其行进方向为浮筒前端的指向;当挡板7碰到其中一根辐桨5上的进气阀6使其打开,压缩空气打入该辐桨5连接的浮筒4、将浮筒4中的水由开口端排出,当浮筒4内充入适量空气后产生浮力,以主轴2为中心向上运动,带动主轴2运动旋转产生机械能输出;当进气阀6离开挡板7,进气阀6复位关闭气路,浮筒4停止充气,随着浮筒4高度的变化,浮筒4内空气所承受水压变小,体积膨胀,浮力增大,产生浮力加速度;当浮筒4转至接近最高点时,由于浮筒4的安装并非垂直于辐桨5,而是留有10°-15°的排气倾角,这样的设计不仅有利于排气,而且可以减小浮筒4运动时产生的离心力,此时,浮筒4内空气由开口端排出,水灌入浮筒4内;当浮筒4转过竖直面,注满水的浮筒4在水的重力作用下,产生重力加速度,继续驱动主轴2旋转产生机械能输出;当辐桨5上的进气阀6再转至挡板7处,浮筒4进气、排水产生浮力,如此周而复始的工作。
如图3所示,一种应用上述浮力发动机的发电机组,包括上述的浮力发动机和一个发电机9,该发电机9的转子轴10与浮力发动机的主轴2连接。为了安装的方便,将发电机的转子轴10设计为中空结构,浮力发动机主轴2未封闭端与转子轴10连接并相通,主轴2通过转子轴10与空气压缩机8连接,且本实施过程中,主轴2与转子轴10一体设置。该发电机组通过浮力发动机输出机械能,然后带动发电机9的转子轴10转动,将机械能转变为电能输出,能够为人类提供取之不尽、用之不竭的绿色能源。
Claims (9)
1.浮力发动机,其特征在于,其包括:
安装部;
转动设于所述安装部上的中空的主轴,所述主轴的一端封闭、另一端与空气压缩机连接;
固定于所述主轴上的储气室,所述主轴上开设有与所述储气室相通的进气口;
分布于所述储气室周向上的若干个前端封闭、后端开口的浮筒,所述浮筒与所述储气室之间设有作为输气管的辐桨,在所述辐桨上设有进气阀;
在所述安装部上设有用于开启所述进气阀的挡板,所述挡板安装于所述主轴的下方且偏离所述主轴所在的竖直方向。
2.如权利要求1所述的浮力发动机,其特征在于:所述浮筒前端与所述辐桨成锐角。
3.如权利要求2所述的浮力发动机,其特征在于:所述锐角为75°-80°。
4.如权利要求1所述的浮力发动机,其特征在于:所述浮筒前端的端部呈锥形。
5.如权利要求1所述的浮力发动机,其特征在于:所述进气阀为弹簧触压阀。
6.如权利要求1所述的浮力发动机,其特征在于:所述挡板到所述主轴的垂线与竖直方向的夹角为15°-25°。
7.应用权利要求1至6任一权利要求所述浮力发动机的发电机组,其特征在于:包括所述浮力发动机和一个发电机,所述发电机的转子轴与所述浮力发动机的主轴连接。
8.如权利要求7所述的发电机组,其特征在于:所述发电机的转子轴为中空结构,所述浮力发动机主轴未封闭端与所述转子轴连接并相通,所述主轴通过所述转子轴与空气压缩机连接。
9.如权利要求8所述的发电机组,其特征在于:所述主轴与所述转子轴一体设置。
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