本實用新型涉及一種新型的海流能利用裝置，尤其涉及一種水平軸葉片可伸縮式海流能發電裝置。

背景技術：

能源是人們賴以生存和從事一切生產活動的基本要素，是國民經濟發展的重要的物質基礎，古往今來，人類因為能源問題而引發的戰爭不計其數，可見能源對于人類的重要性。當今社會，人們的絕大多數的能源來自煤、石油、天然氣等礦物質的燃燒釋放的能量，人們用來發電、取暖等活動。但是到了21世紀，人們逐漸的認識到，傳統的能源獲取方式給人類帶來了沉痛的教訓，全球氣候的變暖導致海平面的上升，生態環境惡化導致動植物的滅絕，因此這些都要求人們去探索新能源的開發與利用。許多科技工作者們也逐步地加大新能源的研究工作，太陽能的利用，風能的利用，潮汐能的利用都是典型的事實。太陽能的利用受天氣的影響很大，而風能的利用也是這樣，風向的變化嚴重影響風能的利用率，因此，人們的視野正逐漸的轉向海流能的利用。海洋的額面值占地球面值的71％左右，孕育著巨大的能源，海流能的發電由來已久，對于這方面的研究也日趨成熟。開發利用的形式多樣，主要以葉片機械為主，從結構上大致分為兩種：水平軸和垂直軸兩類。對于垂直軸來講，軸的兩側同時受到海流的作用，因此發電的效率一般會有所限制，應用較多的是水平軸發電裝置，多采用風車扇葉，葉片整個迎著流向，水流的利用率提高很多，但是由于潮汐雙向流動的特點，由此風車發電結構又會帶來涉及復雜的問題，不能滿足變化流向的要求，要通過復雜的變槳機構才能夠實現機組適應雙向潮流的環境，因此目前海流能發電裝置在整體上的效率比較低，而且結構也比較復雜。

對于葉片可自動伸縮的海流發電裝置，專利號為ZL 200620105769.0的專利中發明了一種葉片可伸縮專利，該專利通過一套復雜的液壓裝置控制葉片的伸縮，據此實現發電機在水流推動作用下持續的轉動，但是首先液壓裝置本身是非常復雜的，系統比較龐大，另外從經濟方面來考慮，此系統需要耗費額外的電能，還有日常的維護也非常的復雜，基于以上的缺點，本實用新型提出一種利用磁力來實現葉片可伸縮的發電裝置。因此，研究一種結構簡單，制作和安裝成本低，使用范圍廣的海流能發電裝置是一個亟待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了提供一種水平軸葉片可伸縮式海流能發電裝置，其結構簡單，零件加工容易，安裝操作簡單，可以應用在具有一定流速的海域，對環境的要求不高，可充分的利用潮汐發電，也可應用在比較淺的水域，半潛在水中，均能達到很好的發電效果。通過吸收海水流動的動能轉化成電能，實現海流能的發電。

本實用新型的目的是這樣實現的：包括具有雙層結構的滾筒、固定軸、葉片，固定軸與滾筒的內層通過滾動軸承連接，且所述固定軸上安裝有定磁鐵，滾筒上對稱設置有葉片安裝槽，每個葉片的端部固定安裝有動磁鐵，且葉片安裝在對應的葉片安裝槽中，每個動磁鐵均只有N級，定磁鐵是由一半為S級、一半為N級組成的圓環形結構。

本實用新型還包括這樣一些結構特征：

1.所述滾筒上對稱設置有四個葉片安裝槽，對應的葉片也有四個。

2.葉片的材料是聚乙烯材料，且截面形狀是長方形。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型所采用的零部件的生產容易，不同于傳統上的葉片結構采用扇形結構等復雜的截面形狀，扇形結構制作的成本低，且精度很難得到保證，而且在效率的利用上，扇形葉片在迎流時的有效作用面積不高，發電的效率不高，而本實用新型的葉片有效作用面積可達到百分之百，可提供大轉矩，為大功率發電機提供動力；同時安裝簡單，維護的成本也隨之降低；本實用新型很好的使用雙向海流的作用，安裝的深度可完全浸沒在水中，也可半淺在水中，不受海流水位變化的影響；本實用新型的最大特點是巧妙的利用磁鐵磁性的特點，無需額外負載的結構為葉片的伸縮過程提供動力，消耗額外的能量，伸縮的準確定得到保證，真正實現自動伸縮。也即本實用新型是利用海流的流動，實現動能到電能的轉化，利用磁場磁力及重力使葉片為葉片提供伸縮的動力，使葉片4在海流沖擊的過程中不斷的變換伸縮的狀態，持續的為電機提供轉矩；本實用新型的特點是不需要復雜的特殊裝置，就能夠實現葉片伸縮的動作，結構簡單可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型的爆炸示意圖；

圖3至圖5均是本實用新型的工作原理圖。

圖中：1-滾筒、2-定磁鐵、3-固定軸、4-葉片、5-動磁鐵、6-擋板、7-固定螺釘、8-滾動軸承。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

結合圖1和圖2，本實用新型是海流能發電裝置，其基本的結構至少包括滾筒1、定磁鐵2、固定軸3、葉片4、動磁鐵5、擋板6、固定螺釘7、滾動軸承8等。固定軸3固定在地基上，用于固定支撐定磁鐵2以及滾筒1等部件，成兩側對稱分布；葉片安裝在滾筒1的安裝槽內，以四個葉片為例進行說明：四組端部安裝有永久磁鐵的矩形葉片構成葉片組，四塊葉片分別安裝在滾筒的滑槽內，同時端部應該有擋板7，用來限制葉片4在伸縮過程中的位置；安裝在葉片4的端部的永久磁鐵是動磁鐵5，工作過程中滾筒隨葉片一起轉動，動磁鐵5極性相同且只有N級，葉片4和動磁鐵5之間固定連接，無相對運動；動磁鐵5可為葉片4的伸縮提供動力，與葉片4一起在安裝槽內往復運動；定磁鐵2是核心部件，采用強力磁鐵，有兩個極性，整體呈圓柱形，一半為S級，一半為N級，在工作過程中，固定磁鐵靜止不動。在滾筒帶動動磁鐵旋轉過程中，根據同級相吸，異級排斥的原理，引起動磁鐵的運動；滾動軸承8安裝在固定軸上，用于減小滾筒1和固定軸3之間的摩擦，提高發電效率，降低磨損。在固定磁鐵和動磁鐵磁力的相互作用下，驅動葉片在隨滾筒轉動過程中，實現自動的伸縮功能。

進一步地，為了避免磁場對轉動的影響，四塊葉片4的材料可選用聚乙烯材料，截面形狀為長方形。也即本實用新型的葉片組由四塊矩形的聚乙烯塑料板組成，端部固定有N級磁鐵，由于磁力作用葉片會呈現伸長縮短的狀態，在海流的推動作用下，滾筒轉動，葉片交替伸縮，將海流的動能轉化為轉矩，推動使滾筒持續的轉動，最后可以通過安裝在滾筒上的皮帶等裝置，為電機提供動力發電。本裝置可以完全的浸沒在水中，也可以半淺在水中，使用范圍廣泛。

本實用新型的工作原理圖如圖3至圖5所示：當海流的流向如圖3所示的水平方向時，假設結構的初始位置也如圖3所示，有與動磁鐵5的磁極均為N級，定磁鐵3的下半部分為N級，因此，下半部分的葉片4由于同級排斥的原理，葉片4會在磁力作用下沿著滾筒槽遠離中心，上端動磁鐵5在磁力作用下，靠近中心軸，而左邊的葉片所受的吸力和斥力可抵消，可保持之前的狀態，因此，同時上下葉片4也會同時受到重力作用，因此在磁力和重力的共同作用下，下端的迎流面積大于上端，因此在海流的推動作用下，實現轉動，轉動方向如圖4所示。當轉動到一定角度后，如圖5，下端的兩葉片4在磁力的作用下，處于遠離中心處，而上端的兩葉片4靠近中心處，此時上下的受力面積依然不相等，因此滾筒在海流推力作用下繼續沿著如圖所示方向轉動。當轉動了90度后，整體的達到初始位置一樣，因此，只要水流不斷的沖擊，轉動就會持續的進行下去，源源不斷的為發電機提供轉矩。