转叶车式流体发动机说明书.docVIP

转叶车流体发动机 Fluid engine with rotational vane vehicle 摘要：链条连着三辆转叶车在循环轨道上均布，循环轨道由两段直线轨道与两段半圆弧轨道两两头尾相连组成。转叶车在轨道的一直线段在流体的作用下转叶与流体流动方向成垂直状态，流体对转叶车作用力大；转叶车在另一直线段，在流体的作用下转叶与流体流动方向成平行状态，流体对转叶车作用力小。在流体的作用下三辆转叶车沿轨道循环运行，截取流体动能转化成链轮的机械能。应用于潮汐能、水流能与风能的提取。 关键词：潮汐、海流、发动机 一、海洋能概述 海洋中的潮汐与海流蕴涵大量能量。潮汐能是海水周期性涨落，水体形成的势能或由海流潮汐形成的动能。潮汐能是月球和太阳对地球的引力以及地球自转所致。据世界能源会议 1992年《能源资源调查》估计，全世界海洋潮汐能达22万亿千瓦，其中经济可开发的有2000亿千瓦，现已开发的仅6亿千瓦。 我国是潮汐能资源比较丰富的国家，理论蕴藏量预计达1.9亿千瓦。我国在80年代进行过潮汐能资源普查，统计技术可开发资源的装机容量为2157.5万千瓦，多年平均发电量618.7亿千瓦时。 我国沿岸潮流资源根据对130个水道的计算统计，理论平均功率为13948.52万kW。这些资源在全国沿岸的分布，以浙江为最多，有37个水道，理论平均功率为7090MW，25.9 kW/m2）、龟山水道（23.9 kW/m2）、西侯门水道（19.1 kW/m2）,其次是渤海海峡和福建的三都澳等，如老铁山水道（17.4 kW/m2）、三都澳三都角（15.1 kW/m2）。以上海区均能量密度高，蕴藏量大，开发条件较好的优点，可以优先开发利用。 潮汐能的开发目前是在海湾口建坝，形成涨落潮的海平面势差，推动大型低水头水轮机组发电，这种方式建造周期长、成本高，同时受地理与地质条件的限制，对海洋的生态影响较大。洋流能的开发现主要为类似风力发电的螺旋浆式，开发成本高，还未能商业化。 流体发动机能够以较低的成本高效地提取潮流能。流体发动机配合传动系、发电机构成电站，将潮流能转化成电能。流体发动机由三辆装有可以在一定角度转动的叶片的车、循环轨道、传动链条组成。装有可以在一定角度转动的叶片的车以下称为转叶车。三辆转叶车在循环轨道上均布，链条将它们连在一起；循环轨道由两段直线轨道与两段半圆弧轨道两两头尾相连组成。转叶车在轨道的一直线段，流体使得转叶与流体流动方向成垂直状态，流体对该转叶车的推力大；转叶车在另一直线段，流体使得转叶与流体流动方向成平行状态，流体对该转叶车的推力小；循环轨道的每一直线段上至少有一辆转叶车，流体对两直线段的转叶车的推力不一样，这样在流体的作用下三辆转叶车由链条连着沿轨道循环运行，获取流体动能到链条上并通过传动系将能量传递给发电机转化成电能。 二、流体发动机的结构与工作原理 流体发动机的结构如图1所示为水面型流体发动机。主要由三辆转叶车，左右对称的转叶车轨道、链条、链—链传动机构组成。三辆转叶车均布在轨道上；转叶车上有月牙形转叶，转叶轴两侧的叶片长度相差较大，转叶的轴向两侧面有凸缘，车架上有的限位块，转叶转动时限位块与转叶凸缘干涉限制转叶止在水平或垂直位置；转叶车轨道由两段直线轨道与两段半圆弧轨道两两头尾相连组成，直线段长度L=2πR（R为圆弧半径），轨道为内外两条，将转叶车的轮子夹在中间，轮子的两侧有凸缘；连接转叶车的链条为长节距直板滚子链，链板宽度大于滚子直径，链条的转弯由链条曲线导轨支撑着链条滚子来实现，链条滚子在导轨上滚动，结构如图1中截面图所示，每辆转叶车架与链条的中一个销连接，曲线导轨与转叶车导轨共轭让链条滚子在曲线导轨段保持与链条导轨接触；链—链传动的典型机构如图2，带拨齿的链条与长节距链条由压轮与支撑块压在一起，拨齿间距在链条拉直时等于长节距链的节距，带拨齿的链条套着惰链轮与受动链轮，两侧的受动链轮固定在同一根轴上。以上结构是安装在浮体上，轨道的直线段与水面平行，且使得转叶车在图1所示下半直线段时转叶完全在水中。转叶的密度比水密度大得多，转叶受到的重力也比在水中受到的浮力大得多。 图2 链——链传动结构示意图 1、转叶 2、水平限位块 3、转叶凸缘 4、垂直限位块 5、转叶车架 6、机架 7、长节距链 8、压轮轴 9、压轮架 10、压轮 11、支撑块 12、带凸缘车轮 13、导轨 14、惰链轮 15、惰链轮轴 16、受动链轮 17、传动轴 18、带拨齿链条 工作原理：如图1所示，直实线箭头表示水流方向，三辆转叶车均布在轨道上，在轨道下半段的转叶车，由于轴两侧的叶片长度不等，在重力与水流作用力下，对转叶产生一个以转叶轴为轴逆时针方向的力矩，由车架上的垂直限位块止住转叶凸缘，转叶