CN103010441A - 一种节能环保型风力储能喷气式动力驱动新型船 - Google Patents

Abstract

一种节能环保型风力储能喷气式动力驱动新型船，这一发明创新技术适用各种各类大中小船泊。它是一种新型的船，其船行驶动力、照明控制、检测、生活及取暖用能源全部由风能供给。船上设有大功率储能装置，以保证无风时船行驶续程及工作，控制生活、通讯、取暖所需电能和热能。新型船以喷气方式为动力驱动，船体结构操作、控制等都以全新面貌出现，它取得无炭环保和节能巨大效果。其总体造价和运行费用都得到大幅度下降，维修费用也会下降。对于小型船更有一种不怕风浪不沉没的效应。小型船，船上不设风力机，只有储能装置和喷气动力装置。

Description

一种节能环保型风力储能喷气式动力驱动新型船

技术领域：

本创新技术属造船技术领域。

背景技术：

再生能源风能在船泊动力应用方面有千年以上悠久历史，但是始终停留在小型船范围。应用形式多以风帆船状态出现。近代几乎远洋实用的船都被蒸汽机、内燃机所取代。

目前世界范围能源紧缺日趋严重，全球低炭经济能源环保储因素客观需要，要求以再生能源风能在船泊无论是客货轮大、中、小各种船只得以广泛应用是很有价值的。本创新技术发明人多年积累了风力机及储能技术的研究成果，结合船泊的具体独具的结构和使用环境。经几年研究，制定了“风力储能喷气式动力驱动新型船”新的技术工作方案。并做到多次模型机测试及理论计算，同时对大型船的可行性也做了多方论证，它的实用性的根据概括起来有三方面：

1、风能接收技术和储能技术的创新成果。2、船只本身结构特点，可以提供风力机和储能装置必要地空间。3、船使用环境是大洋(或江河)风能资源要比陆地富风区风能资源还优越，船行驶的环境是水上，也就更适合喷气式动力驱动。

本项创新技术不仅改变船只使用的能源状况，而且船体结构、控制、操作等方面都相应的有重大改变，整个系统造价会有大的压缩，将得到技术、经济两个方面最佳条件。

对于大型轮船，船上将设置风力机接收风能，对小型船只、船上可不装设风力机，完全可以在岸上(特设的)储能站点进行如像加油式的储能，这样也同样可以保证其续航里程需要(当然这是系统工程附带要解决的行业及社会课题)。

发明内容：

本项系统发明是将风能接收并做能量存储以做为船的行驶全部的动力源及工作生活用电。它的推进是将高压储气系统以有控制的喷气的方式来驱动，由于储能装置的增设使整个船体结构及操作都要有大的变动，因此本发明是造船技术行业维新的系统工程，它适用大中小各类船只。本发明创新技术具体包括五大方面：

1、风能接收装置：

风力机使用水平轴或垂直轴升力型风机，使用的风轮叶片是便于调浆矩的轻便全新型叶片，把它命名为：“L型龙腾叶片”(这是发明人的风力机创新技术)它的能量转换方式是风力机终端带动的高压空气压缩机(而不是发电机)。

2、储能系统：

它由两个环节组成：(1)是中央储能系统由它供给动力，生活、工作用电和取暖能源。(2)是动力储能装置系统是由每个长形圆筒式钢制储气单元组成，它放在船低和船身两侧通过结构连接做为即是动力储能动力源装置又是船体底部侧船板的结构部件。

3、动力推进系统：

它由两部分组成：(1)是集气室，它是横放置船尾的能得到动力储能单元保证的一定压力流量的终端工作储能室，它集合了各储能单元压缩气体。集合了各动力储能单元装置的能量。输出由管路及控制调节阀连接各个喷气筒，以驱动船只行进。(2)是喷气动力筒。船只不同吨位设有不同规格不同数目的喷气筒。喷气筒分两类：A供船只直行的动力筒若干个；B供船只转弯转向的动力筒若干个。在流量、单向调压开停等电磁阀的控制下保证船的起动加速、减速、转弯等行驶的需要。

4、中央检测控制系统：

它是由检测控制及记录环节组成：(1)检测环节：检测内容，风速、风机运行状态，储能系统工作状态，船只航行状态生活用电、取暖等等。(2)控制环节：根据检测的数据自动或由船长及领航员发出指令，实施一系控制操作。(3)记录环节：记录一切需要时实记录的数据由计算机完成。

具体实施方式：

本发明技术是关于船只全部使用洁净的再生能源风能的一个全新的系统，新系统船的驱动使用的能源、生活、通讯、取暖等都是用风能。它的驱动是喷气式推动。另外船体外围部份包括船底板及船侧板等结构都有大的变动，控制操作等都是一种新的方式。因此，本发明是造船技术的具有革命性质的变革。

具体实施方式，涉及不同吨位船只将有所不同，新造的船和旧有的船也会有很大差异。下面仅就中大型船只做个概述。

大中型船中部装设风力机接收风能，风力机是用水平轴或垂直轴升力型的风力机。它的风轮是用本发人发明的便于调浆矩、轻型“L型龙腾叶片”风力机动力输出轴带动高压空气压缩机一台或多台，通过离合器开合进行大的负荷调节，通过检测和控制环节完成，这样可以适应风速的升降的大幅度变化。另一方面是叶片的伸缩和转动调节浆矩使风机适应风速的随机变化，使风机转速保持相对的一定程度的恒定，从而保证风力机和空压设备安全运行。接收的风能通过空气压缩机将能量储存在中央储能系统和动力储能系统。中央储能系统提供通过管路和控制调节阀门同动力储能单元、生活用电环节及取暖供热系统相联，供给各方面能源需要。供电环节由中央储能输出能量拖动风马达，风马达拖动发电机发电，完成电能转换，电能可直接带用电负荷还可用蓄电池进行电能储存，增加照明、通讯，中央控室供电的可靠性、安全性。由于本发明系统有大功率储能装置，它可保证无风时的用电取暖，及船的续航需要。动力储能单元由单向阀接收中央储能系统能量，通过管路和阀门向动力输出集气室供给能量集气室直接给喷气筒，通过控制调节保证船只的起动，加减速转向等行驶需要。船前部可设停车急刹车喷气筒，必要时进行船的急刹车操作。这些船的风力、储能行驶等等技术数都有检测调节，控制环节完成，整个系统由人工或计算机管理。小型船只船上不设风力机，可在岸点进行“充气”储能。检测控制环节也可以大为减化。

Claims (6)

1.本发明风能接收机使用的风轮叶片是新型的可方便调节浆矩的叶片。把它命名为“L型龙腾叶片”其特征是它的横断面是“L”形或不等边三角铁形横断面。它的叶片是平面型，它的承重臂梁也是“L”型横断面。它的叶片是臂梁的延展。叶片可在臂梁上伸缩以改变风轮直径，改变风能接收量用自动控制能方便的实现自适应调节。另一种方式是叶片可在臂梁上作转动以改变浆矩，这样适应风速的随机变化，使转速基本稳定。

2.风力机终端动力输出轴带动的是高压空气压缩机。一台或多台通过离器控制投入和切出，便于风速大幅度变换的调节控制以保护风机及空压机。同时也使风能接收效率得以大的提高。

3.大功率储能装置，即中央储能缶向动力储能单元及生活取暖控制等单元提供电能热能。中央储气缶内设有“浮力重锤”增加压力，缩小中央储能缶的体积，还设有调温系统，使输出得到相对稳定，这一系列方法及装置是创新技术特征。

4.船体底部侧面以动力储能单元经一定结构连接处理组成船体构件。节省了船底侧板所用钢材。

5.船的行进以喷气式的方法和装置来驱动。

6.船头设急刹车喷气筒的做法及装置。