CN202203034U - 浮力发动机及应用该浮力发动机的发电机组 - Google Patents

浮力发动机及应用该浮力发动机的发电机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型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。本实用新型使用范围广，且不受环境、地理的影响。

Description

浮力发动机及应用该浮力发动机的发电机组
技术领域
本实用新型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
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种浮力发动机，利用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。 
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：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，本实用新型的浮力发动机及发电机组的有益效果是： 
1.本实用新型取材、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.本实用新型使用时不受环境、地理的影响，建造投资小，不需筑坝，不破坏生态环境。 
3.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，然后利用水体重力和浮力做功转变为机械能，其能量可以用于发电以及作为船舶的动力使用，故本实用新型为我国大量开发、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实用新型进一步说明。 
图1是本实用新型实施例中浮力发动机的部分结构示意图； 
图2是本实用新型实施例中浮力发动机的整体结构示意图； 
图3是本实用新型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与述转子轴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。 

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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CN102102621A (zh) * 2011-03-04 2011-06-22 邢军伟 浮力发动机及应用该浮力发动机的发电机组
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CN104819125A (zh) * 2014-09-28 2015-08-05 广州黄岩机电科技有限公司 一种浮力式气体压缩机

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