專利名稱：水翼輪組輔助撈冰裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及海水淡化技術領域，特別是涉及一種海冰淡水化技術中的海冰打撈裝置。
背景技術：
海水在結冰時，鹽分被排除在冰晶以外。將海冰融化，經(jīng)適當處理即可得到淡水。我國北方地區(qū)，特別是渤海地區(qū)冬天溫度低，每年有海水自然冷凍結冰現(xiàn)象。冬季收集海冰，進入春季環(huán)境溫度升高時，海冰融化，經(jīng)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無疑是海冰淡水化過程中重要的步驟。常規(guī)的海冰收集裝置多是人工將碎冰放置在皮帶傳送帶上，輸送至儲放地點，工作強度很大。專利CN2777038Y(—種鏈斗與其驅(qū)動耙輪一體化的海冰打撈裝置)和專利CN101736722B (利用水阻力轉(zhuǎn)動的海冰打撈裝置及其使用方法)利用動力裝置采集海冰，具有效率高，人工工作強度小的優(yōu)點。但其不足之處是要消耗大量能源。尋求一種無動力裝置打撈海冰，十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術要消耗能源的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用自然力打撈海冰的裝置。所述的自然力就是海水運動形式之一的海流力。海洋里有著許多海流，每條海流終年沿著比較固定的路線流動。據(jù)估計，世界大洋中所有海流的總功率達50億千瓦左右，是海洋能中蘊藏量最大的一種。我國海域遼闊，既有風海流，又有密度海流；有沿岸海流，也有深海海流。比如在渤海存在一個渤海左旋環(huán)流。這些海流的流速多在每小時0.5海里，流量變化不大，而且流向比較穩(wěn)定。本發(fā)明的主要技術路線是利用海流驅(qū)動海冰打撈裝置進行打撈海冰的工作。本發(fā)明是通過下述具體的技術方案加以實現(xiàn)的:該撈冰裝置包括支架、打撈臂、水翼輪組、聚冰籠和接冰槽；其中，打撈臂上設有圓錐形滑冰環(huán)，滑冰環(huán)上設多個撈冰斗；打撈臂和水翼輪組設置在支架上，打撈臂的中心軸和水翼輪組的上輪同軸轉(zhuǎn)動；支架固定在海底，聚冰籠固定在支架上，打撈臂設在聚冰籠內(nèi)；接冰槽傾斜地固定在支架上，其高的一端與圓錐形滑冰環(huán)的小端銜接；聚冰籠和滑冰環(huán)上均設有漏水的網(wǎng)眼，撈冰斗上除底面外的其余各面均設有漏水的網(wǎng)眼；
使用上述撈冰裝置的方法是:在具有海流和浮動碎冰的海域中，使打撈臂和水翼輪組的一部分位于海水中，打撈臂的轉(zhuǎn)動依靠以下兩方面進行的:一方面，海水穿過聚冰籠和滑冰環(huán)的網(wǎng)眼作用在位于海水中的撈冰斗的底部，使打撈臂獲得繞自身的中心軸軸線轉(zhuǎn)動的力；另一方面，由于海水流過水翼輪組的水翼的凸弧面的流速要高于凹弧面的流速，根據(jù)伯努利原理，使水翼獲得一個由凹弧面向凸弧面的力，從而使水翼輪組轉(zhuǎn)動；在上述兩方面作用力之下，使打撈臂繞自身的中心軸軸線轉(zhuǎn)動；
轉(zhuǎn)動中，其中一撈冰斗的斗口朝下首先進入海水中，將浮在海水上的碎冰撈入撈冰斗中；該撈冰斗在海水中繼續(xù)轉(zhuǎn)動，其后進入聚冰籠，碎冰由于浮力，逸出撈冰斗，但始終處于聚冰籠內(nèi)；該撈冰斗露出海面時，將聚冰籠中浮動的碎冰重新?lián)迫霌票分?；該撈冰斗繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過最高點后，撈冰斗中的碎冰滑出來，由于滑出來的碎冰被前一撈冰斗的底面擋住，又由于滑冰環(huán)的圓錐形狀，使碎冰滑入接冰槽中；此后，該撈冰斗重新進入海水中撈冰；多只撈冰斗按上述步驟，周而復始地進行撈冰工作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:利用海流自然力驅(qū)動海冰打撈裝置進行打撈海冰的工作，能節(jié)約大量能源。


下面結合圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的立體示意圖。圖2是本發(fā)明的正面示意圖。圖3是本發(fā)明的側(cè)面示意圖。圖4是相對于圖2的運動狀態(tài)示意圖(為便于理解，該圖為局部剖視圖)。圖5是水翼輪組的運動狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式我國北方地區(qū)，特別是渤海地區(qū)冬天溫度低，每年有海水自然冷凍結冰現(xiàn)象。當氣溫升高后，這些海冰就會逐漸融化，變成飄浮在海面上的碎冰。這時候，在既有碎冰又有海流的海域中(比如在渤海就存在一個渤海左旋環(huán)流和大量海冰)，就可以利用本發(fā)明的裝置進行打撈碎冰的工作。本發(fā)明是通過下述具體的技術方案進行打撈海冰工作的:見圖1，撈冰裝置包括支架1、打撈臂2、水翼輪組3、聚冰籠4和接冰槽5。其中，打撈臂上設有圓錐形滑冰環(huán)21，滑冰環(huán)上設多個撈冰斗22。打撈臂2和水翼輪組3設置在支架I上，打撈臂的中心軸23和水翼輪組的上輪31同軸轉(zhuǎn)動。支架I固定在海底，聚冰籠4固定在支架I上，打撈臂2設在聚冰籠4內(nèi)。接冰槽5傾斜地固定在支架I上，其高的一端51與圓錐形滑冰環(huán)21的小端銜接，這里的銜接是有間隙的，因為滑冰環(huán)21是繞打撈臂的中心軸軸線轉(zhuǎn)動的，而接冰槽5則固定在支架I上。聚冰籠4和滑冰環(huán)21上均設有漏水的網(wǎng)眼6，撈冰斗22上除底面29外的其余各面均設有漏水的網(wǎng)眼6，撈冰斗的底面29不設網(wǎng)眼的目的是為了獲得海流作用在底面29的推力；
使用上述裝置的方法是:在具有海流和浮動碎冰的海域中，使打撈臂2和水翼輪組3的一部分位于海水中。打撈臂2的轉(zhuǎn)動依靠以下兩方面進行的:見圖4和圖5，一方面，海水穿過聚冰籠4和滑冰環(huán)21的網(wǎng)眼作用在位于海水中的撈冰斗的底部29，使打撈臂2獲得繞自身的中心軸23的軸線轉(zhuǎn)動的力；另一方面，利用了飛機機翼的升力原理設計的水翼輪組的轉(zhuǎn)動力。其運動原理如圖5所示，上輪31和下輪39用鏈條或皮帶38相聯(lián)，在鏈條或皮帶上安裝多個截面形狀類似飛機機翼的水翼37，由于海水流過水翼的凸弧面33的流速要高于凹弧面34的流速，根據(jù)伯努利原理，流體流速越高，壓強越小，水翼的兩側(cè)就產(chǎn)生壓力差，使水翼獲得一個由凹弧面34向凸弧面33的力。也就是左側(cè)的一組水翼受到海流給予的向下的壓力，右側(cè)的一組水翼受到向上的壓力，從而使水翼輪組轉(zhuǎn)動起來。在上述兩方面作用力之下，使打撈臂繞自身的中心軸23轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動中(見圖4)，其中一撈冰斗22的斗口朝下首先進入海水中，將浮在海水上的碎冰撈入撈冰斗中。撈冰斗朝下?lián)票暮锰幵谟?當撈冰斗進入海水時，短時間內(nèi)的海水是下陷傾向的，可使周圍的浮動碎冰涌過來，填補空缺，使其后的撈冰斗能夠撈到冰。而如果是撈冰斗朝上運動撈冰的話，海水短時間是往上傾向的，浮冰是向外飄動的，則其后的撈冰斗較難撈到冰。該撈冰斗在海水中繼續(xù)轉(zhuǎn)動，其后進入聚冰籠4，碎冰由于浮力，逸出撈冰斗，但始終處于聚冰籠內(nèi)的海水中；該撈冰斗露出海面時，將聚冰籠中浮動的碎冰重新?lián)迫霌票分校辉摀票防^續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過最高點后，撈冰斗中的碎冰滑出來，由于滑出來的碎冰被前一撈冰斗的底面29擋住，又由于滑冰環(huán)21的圓錐形狀，使碎冰滑入接冰槽5中(運輸工具或容器可以在接冰槽的低的一端承接滑下來的碎冰)；此后，該撈冰斗重新進入海水中撈冰。多只撈冰斗按上述步驟，周而復始地進行撈冰工作。從而實現(xiàn)了利用海流自然力驅(qū)動海冰打撈裝置進行打撈海冰的工作。
權利要求
1.一種水翼輪組輔助撈冰裝置，其特征是該撈冰裝置包括支架、打撈臂、水翼輪組、聚冰籠和接冰槽；其中，打撈臂上設有圓錐形滑冰環(huán)，滑冰環(huán)上設多個撈冰斗；打撈臂和水翼輪組設置在支架上，打撈臂的中心軸和水翼輪組的上輪同軸轉(zhuǎn)動；支架固定在海底，聚冰籠固定在支架上，打撈臂設在聚冰籠內(nèi)；接冰槽傾斜地固定在支架上，其高的一端與圓錐形滑冰環(huán)的小端銜接；聚冰籠和滑冰環(huán)上均設有漏水的網(wǎng)眼。
2.如權利要求1所述的水翼輪組輔助撈冰裝置，其特征是所述撈冰斗上除底面外的其余各面均設有漏水的網(wǎng)眼。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種水翼輪組輔助撈冰裝置，其特點是該裝置包括支架、打撈臂、水翼輪組、聚冰籠和接冰槽。使用方法是一方面，海流作用在撈冰斗的底部，使打撈臂獲得轉(zhuǎn)動的力；另一方面，由于流體流過水翼的凸弧面的流速要高于凹弧面的流速，根據(jù)伯努利原理，使水翼獲得一個由凹弧面向凸弧面的力，從而使水翼輪組轉(zhuǎn)動。上述兩個力使打撈臂轉(zhuǎn)動。打撈臂上的撈冰斗將浮動的碎冰撈入，轉(zhuǎn)過最高點后，撈冰斗中的碎冰滑出來，滑入接冰槽中；此后，該撈冰斗重新進入海水中撈冰。有益效果是利用海流自然力驅(qū)動海冰打撈裝置進行打撈海冰的工作，能節(jié)約大量能源。
文檔編號E02B15/02GK103161148SQ20111041885
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者杜文娟 申請人:杜文娟