CN102561282B - 自然力驱动的水翼式捞冰装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种自然力驱动的水翼式捞冰装置及其使用方法，其特别之处是该装置包括支架和水翼轮组；水翼轮组的链条或皮带上设有多个水翼；在水翼的凸弧面上设置捞冰斗。使用的方法：在具有海流和浮动碎冰的海域中，使水翼轮组位于海水中，由于海水流过水翼的凸弧面的流速要高于凹弧面，使水翼获得一个由凹弧面向凸弧面的力，从而使水翼轮组转动；水翼上的捞冰斗朝下进入海水中，将碎冰捞入斗中。随后该捞冰斗随水翼向上运动，其转过最高点后，翻盖因重力打开，斗中的碎冰滑出来，掉入接冰槽中；该捞冰斗随后重新进入海水中捞冰；有益效果是：利用海流自然力驱动海冰打捞装置进行打捞海冰的工作，能节约大量能源。

Description

自然力驱动的水翼式捞冰装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种海冰淡水化技术中的海冰打捞装置及其使用方法。

背景技术

海水在结冰时，盐分被排除在冰晶以外。将海冰融化，经适当处理即可得到淡水。我国北方地区，特别是渤海地区冬天温度低，每年有海水自然冷冻结冰现象。冬季收集海冰，进入春季环境温度升高时，海冰融化，经排放首先溶化的咸冰水后，即可得到淡水。海冰淡水化方法中海冰的收集无疑是海冰淡水化过程中重要的步骤。常规的海冰收集装置多是人工将碎冰放置在皮带传送带上，输送至储放地点，工作强度很大。专利CN2777038Y（一种链斗与其驱动耙轮一体化的海冰打捞装置）和专利CN101736722B(利用水阻力转动的海冰打捞装置及其使用方法) 利用动力装置采集海冰，具有效率高，人工工作强度小的优点。但其不足之处是要消耗大量能源。寻求一种无动力装置打捞海冰，十分必要。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用自然力打捞海冰的装置和使用该装置的方法。所述的自然力就是海水运动形式之一的海流力。

海洋里有着许多海流，每条海流终年沿着比较固定的路线流动。据估计，世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右，是海洋能中蕴藏量最大的一种。我国海域辽阔，既有风海流，又有密度海流；有沿岸海流，也有深海海流。比如在渤海存在一个渤海左旋环流。这些海流的流速多在每小时0.5海里，流量变化不大，而且流向比较稳定。

本发明的主要技术路线是利用海流驱动海冰打捞装置进行打捞海冰的工作。

本发明是通过下述具体的技术方案加以实现的：该捞冰装置包括支架和水翼轮组；水翼轮组的上轮和下轮的轮轴设置在支架上，且能在支架上转动；上轮和下轮用链条或皮带相联，该链条或皮带的直线段倾斜于垂直面；在链条或皮带上设有多个水翼；在水翼的凸弧面上设置捞冰斗，凹弧面上设置磁棒；捞冰斗的底部与水翼具有间隙；捞冰斗上设有能被磁铁吸住的金属的翻盖；支架固定在海底；

支架上设有一倾斜的接冰槽，接冰槽高的一端与支架连接；

使用上述捞冰装置的方法是：在具有海流和浮动碎冰的海域中，使水翼轮组的一部分位于海水中，由于海水流过水翼的凸弧面的流速要高于凹弧面的流速，根据伯努利原理，使水翼获得一个由凹弧面向凸弧面的力，从而使水翼轮组转动；

转动中，其中一捞冰斗的斗口朝下首先进入海水中，将浮在海水上的碎冰捞入捞冰斗中，该捞冰斗在海水中继续往下运动，碎冰由于浮力，始终处于捞冰斗内；该捞冰斗之后在沿下轮的圆周运动中，捞冰斗的翻盖触及到前一水翼的凹弧面，被迫脱离前一水翼上的磁棒，靠重力垂直于海水中，该捞冰斗在沿下轮的圆周的向上运动中，其翻盖靠重力盖在捞冰斗的斗口上，使碎冰无法因浮力逸出捞冰斗，该捞冰斗露出海面后，沿上轮的圆周运动，其转过最高点后，该捞冰斗的翻盖因重力打开，捞冰斗中的碎冰滑出来，掉入接冰槽中；此后，该捞冰斗在朝下运动中，其翻盖被前一水翼上的磁棒吸住，使捞冰斗的斗口敞开着朝下重新进入海水中捞冰；

多只捞冰斗按上述步骤，周而复始地进行捞冰工作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：利用海流自然力驱动海冰打捞装置进行打捞海冰的工作，能节约大量能源。

附图说明

下面结合图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体示意图。

图2是图1的局部视图。

图3是图2的运动状态示意图。

图4是本发明的侧面示意图。

图5是图3中的水翼轮组的上部放大视图。

图6是图3中的水翼轮组的下部放大视图。

具体实施方式

我国北方地区，特别是渤海地区冬天温度低，每年有海水自然冷冻结冰现象。当气温升高后，这些海冰就会逐渐融化，变成飘浮在海面上的碎冰。这时候，在既有碎冰又有海流的海域中（比如在渤海就存在一个渤海左旋环流和大量海冰），就可以利用本发明的装置进行打捞碎冰的工作。

本发明是通过下述具体的技术方案加以实现的：该捞冰装置包括支架1、水翼轮组2。水翼轮组的上轮31和下轮39的轮轴设置在支架1上，且能在支架上转动。上轮31和下轮39用链条或皮带38相联，该链条或皮带的直线段36倾斜于垂直面（见图3），这是为了使捞冰斗21中的碎冰容易掉入接冰槽5中。在链条或皮带上设置多个水翼37，在水翼的凸弧面33上设置捞冰斗21，凹弧面34上设置磁棒22。捞冰斗21的底部与水翼37具有间隙29，这样，海水可以在水翼的凸弧面34上流过。捞冰斗上设有能被磁铁吸住的金属的翻盖23。支架1固定在海底。

捞冰斗21和翻盖23上均设有漏水的网眼6（见图6），这是为了减少水的阻力和重量。

支架1上设有一倾斜的接冰槽5，接冰槽高的一端与支架连接。

使用上述捞冰装置的方法是：在具有海流和浮动碎冰的海域中，使水翼轮组2的一部分位于海水中，由于海水流过水翼轮组的水翼的凸弧面33的流速要高于凹弧面34的流速，根据伯努利原理，流体流速越高，压强越小，水翼的两侧就产生压力差，使水翼37获得一个由凹弧面34向凸弧面33的力。也就是左侧的一组水翼受到海流给予的向下的压力，右侧的一组水翼受到向上的压力，从而使水翼轮组2转动。

转动中（见图3），其中一捞冰斗21的斗口朝下首先进入海水中，将浮在海水上的碎冰捞入捞冰斗中。捞冰斗朝下捞冰的好处在于：当捞冰斗进入海水时，短时间内的海水是下陷倾向的，可使周围的浮动碎冰涌过来，填补空缺，使其后的捞冰斗能够捞到冰。而如果是捞冰斗朝上运动捞冰的话，海水短时间是往上倾向的，浮冰是向外飘动的，则其后的捞冰斗较难捞到冰。该捞冰斗21在海水中继续往下运动，碎冰由于浮力，始终处于捞冰斗内，也就是紧贴在捞冰斗21的底部。该捞冰斗之后在沿下轮39的圆周运动中（见图6），捞冰斗的翻盖23触及到前一水翼的凹弧面34，被迫脱离前一水翼上的磁棒22，靠重力垂直于海水中，该捞冰斗在沿下轮39的圆周的向上运动中，其翻盖23靠重力盖在捞冰斗21的斗口上，使碎冰无法因浮力逸出捞冰斗，该捞冰斗露出海面后（见图3和图5），沿上轮的圆周运动，其转过最高点后，该捞冰斗的翻盖23因重力打开，捞冰斗21中的碎冰滑出来，滑入接冰槽5（再由接冰槽滑入运输工具或容器中）。此后，该捞冰斗21在朝下运动中，其翻盖23被前一水翼上的磁棒22吸住，使捞冰斗21的斗口敞开着朝下重新进入海水中捞冰。如果没有磁棒22吸住翻盖23，翻盖23入水时，有可能因触及碎冰而转动，使翻盖阻挡碎冰进入捞冰斗，导致只能捞到少量的冰或捞不到冰。

多只捞冰斗按上述步骤，可以周而复始地进行捞冰工作。从而实现了利用海流自然力驱动海冰打捞装置进行打捞海冰的工作，节约大量的原先要驱动捞冰装置的能源。

Claims (1)

1. 一种自然力驱动的水翼式捞冰装置的使用方法，其特征是该捞冰装置包括支架和水翼轮组；水翼轮组的上轮和下轮的轮轴设置在支架上，且能在支架上转动；上轮和下轮用链条或皮带相联，该链条或皮带的直线段倾斜于垂直面；在链条或皮带上设有多个水翼；在水翼的凸弧面上设置捞冰斗，凹弧面上设置磁棒；捞冰斗的底部与水翼具有间隙；捞冰斗上设有能被磁铁吸住的金属的翻盖；支架固定在海底；

支架上设有一倾斜的接冰槽，接冰槽高的一端与支架连接；

使用上述捞冰装置的方法是：在具有海流和浮动碎冰的海域中，使水翼轮组的一部分位于海水中，由于海水流过水翼的凸弧面的流速要高于凹弧面的流速，根据伯努利原理，使水翼获得一个由凹弧面向凸弧面的力，从而使水翼轮组转动；

转动中，其中一捞冰斗的斗口朝下首先进入海水中，将浮在海水上的碎冰捞入捞冰斗中，该捞冰斗在海水中继续往下运动，碎冰由于浮力，始终处于捞冰斗内；该捞冰斗之后在沿下轮的圆周运动中，捞冰斗的翻盖触及到前一水翼的凹弧面，被迫脱离前一水翼上的磁棒，靠重力垂直于海水中，该捞冰斗在沿下轮的圆周的向上运动中，其翻盖靠重力盖在捞冰斗的斗口上，使碎冰无法因浮力逸出捞冰斗，该捞冰斗露出海面后，沿上轮的圆周运动，其转过最高点后，该捞冰斗的翻盖因重力打开，捞冰斗中的碎冰滑出来，掉入接冰槽中；此后，该捞冰斗在朝下运动中，其翻盖被前一水翼上的磁棒吸住，使捞冰斗的斗口敞开着朝下重新进入海水中捞冰；

多只捞冰斗按上述步骤，周而复始地进行捞冰工作。