CN102561284B - 水翼轮组辅助捞冰装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种水翼轮组辅助捞冰装置及其使用方法，其特点是该装置包括支架、打捞臂、水翼轮组、聚冰笼和接冰槽。使用方法是：一方面，海流作用在捞冰斗的底部，使打捞臂获得转动的力；另一方面，由于流体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。上述两个力使打捞臂转动。打捞臂上的捞冰斗将浮动的碎冰捞入，转过最高点后，捞冰斗中的碎冰滑出来，滑入接冰槽中；此后，该捞冰斗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

水翼轮组辅助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要消耗能源的不足，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、打捞臂、水翼轮组、聚冰笼和接冰槽；其中，打捞臂上设有圆锥形滑冰环，滑冰环上设多个捞冰斗；打捞臂和水翼轮组设置在支架上，打捞臂的中心轴和水翼轮组的上轮同轴转动；支架固定在海底，聚冰笼固定在支架上，打捞臂设在聚冰笼内；接冰槽倾斜地固定在支架上，其高的一端与圆锥形滑冰环的小端衔接；聚冰笼和滑冰环上均设有漏水的网眼，捞冰斗上除底面外的其余各面均设有漏水的网眼；

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，使打捞臂和水翼轮组的一部分位于海水中，打捞臂的转动依靠以下两方面进行的：一方面，海水穿过聚冰笼和滑冰环的网眼作用在位于海水中的捞冰斗的底部，使打捞臂获得绕自身的中心轴轴线转动的力；另一方面，由于海水流过水翼轮组的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；在上述两方面作用力之下，使打捞臂绕自身的中心轴轴线转动；

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转动，其后进入聚冰笼，碎冰由于浮力，逸出捞冰斗，但始终处于聚冰笼内；该捞冰斗露出海面时，将聚冰笼中浮动的碎冰重新捞入捞冰斗中；该捞冰斗继续转动，转过最高点后，捞冰斗中的碎冰滑出来，由于滑出来的碎冰被前一捞冰斗的底面挡住，又由于滑冰环的圆锥形状，使碎冰滑入接冰槽中；此后，该捞冰斗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是本发明的正面示意图。

图3是本发明的侧面示意图。

图4是相对于图2的运动状态示意图（为便于理解，该图为局部剖视图）。

图5是水翼轮组的运动状态示意图。

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进行打捞海冰工作的：见图1，捞冰装置包括支架1、打捞臂2、水翼轮组3、聚冰笼4和接冰槽5。其中，打捞臂上设有圆锥形滑冰环21，滑冰环上设多个捞冰斗22。打捞臂2和水翼轮组3设置在支架1上，打捞臂的中心轴23和水翼轮组的上轮31同轴转动。支架1固定在海底，聚冰笼4固定在支架1上，打捞臂2设在聚冰笼4内。接冰槽5倾斜地固定在支架1上，其高的一端51与圆锥形滑冰环21的小端衔接，这里的衔接是有间隙的，因为滑冰环21是绕打捞臂的中心轴轴线转动的，而接冰槽5则固定在支架1上。聚冰笼4和滑冰环21上均设有漏水的网眼6，捞冰斗22上除底面29外的其余各面均设有漏水的网眼6，捞冰斗的底面29不设网眼的目的是为了获得海流作用在底面29的推力；

使用上述装置的方法是：在具有海流和浮动碎冰的海域中，使打捞臂2和水翼轮组3的一部分位于海水中。

打捞臂2的转动依靠以下两方面进行的：见图4和图5，一方面，海水穿过聚冰笼4和滑冰环21的网眼作用在位于海水中的捞冰斗的底部29，使打捞臂2获得绕自身的中心轴23的轴线转动的力；另一方面，利用了飞机机翼的升力原理设计的水翼轮组的转动力。其运动原理如图5所示，上轮31和下轮39用链条或皮带38相联，在链条或皮带上安装多个截面形状类似飞机机翼的水翼37，由于海水流过水翼的凸弧面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，从而使水翼轮组转动起来。在上述两方面作用力之下，使打捞臂绕自身的中心轴23转动。

转动中（见图4），其中一捞冰斗22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。该捞冰斗在海水中继续转动，其后进入聚冰笼4，碎冰由于浮力，逸出捞冰斗，但始终处于聚冰笼内的海水中；该捞冰斗露出海面时，将聚冰笼中浮动的碎冰重新捞入捞冰斗中；该捞冰斗继续转动，转过最高点后，捞冰斗中的碎冰滑出来，由于滑出来的碎冰被前一捞冰斗的底面29挡住，又由于滑冰环21的圆锥形状，使碎冰滑入接冰槽5中（运输工具或容器可以在接冰槽的低的一端承接滑下来的碎冰）；此后，该捞冰斗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。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。

Claims (1)

1.一种水翼轮组辅助捞冰装置的使用方法，该捞冰装置包括支架、水翼轮组，支架固定在海底，其特征是该捞冰装置还包括打捞臂、聚冰笼和接冰槽；其中，打捞臂上设有圆锥形滑冰环，滑冰环上设多个捞冰斗；打捞臂和水翼轮组设置在支架上，打捞臂的中心轴和水翼轮组的上轮同轴转动；聚冰笼固定在支架上，打捞臂设在聚冰笼内；接冰槽倾斜地固定在支架上，其高的一端与圆锥形滑冰环的小端衔接；聚冰笼和滑冰环上均设有漏水的网眼，捞冰斗上除底面外的其余各面均设有漏水的网眼；

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，使打捞臂和水翼轮组的一部分位于海水中，打捞臂的转动是依靠以下两方面进行的：一方面，海水穿过聚冰笼和滑冰环的网眼作用在位于海水中的捞冰斗的底部，使打捞臂获得绕自身的中心轴轴线转动的力；另一方面，由于海水流过水翼轮组的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；在上述两方面作用力之下，使打捞臂绕自身的中心轴轴线转动；

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转动，其后进入聚冰笼，碎冰由于浮力，逸出捞冰斗，但始终处于聚冰笼内；该捞冰斗露出海面时，将聚冰笼中浮动的碎冰重新捞入捞冰斗中；该捞冰斗继续转动，转过最高点后，捞冰斗中的碎冰滑出来，由于滑出来的碎冰被前一捞冰斗的底面挡住，又由于滑冰环的圆锥形状，使碎冰滑入接冰槽中；此后，该捞冰斗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。