CN103057684B - 复合能源三体船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合能源三体船，包括下潜中体、对称设置在下潜中体两侧的下潜侧体、上甲板，位于上甲板上侧的上层建筑，上甲板通过中体支柱与下潜中体相连，上甲板、下潜中体、中体支柱和下潜侧体的横剖面均呈机翼状流线型；成组的太阳能电池板分别设置在上甲板两侧；中体支柱后侧上部与第一波浪能收集片铰接，下部与襟翼舵铰接；下潜侧体后侧与第二波浪能收集片铰接。本发明以三体船型为载体，集太阳能利用、波浪能利用于一体，综合利用三体船型的优越性，本发明采用全电力驱动，无污染物排放，符合现代船舶节能环保的发展方向，第一波浪能收集片和两个第二波浪能收集片为本发明提供了另一种清洁能源。

Description

复合能源三体船
技术领域
本发明涉及一种三体船，特别涉及一种综合利用太阳能、波浪能的绿色能源为动力的三体船。属于船舶工程技术领域。
背景技术
三体船是一种新型的优良高速船型，与单体船相比，这种船型最突出的优点是稳定性好、燃料消耗低、高速航行时兴波阻力小和操纵性良好。
现有的三体船主要以内燃机驱动，这种三体船存在着效率低（约30%）、排放废气废水，严重污染大气和水域等问题。现已出现全电力驱动的双体船，如公开号为CN101941519的中国发明专利申请公开说明书公开了一种“风光能、岸电充电的蓄电池电动船及控制方法”该电动船包括双体船船体，电力推进装置分别与蓄电池和充电机连接，充电机与蓄电池连接，充电机上设有岸电接入装置；风力发电机和太阳能电池板通过控制台与充电机连接。该电动船可利用岸电接入充电或太阳能电池板或风力发电对其提供动力能源，但该电动船需要在船体上侧竖立多台装有叶轮的垂直轴风力发电机，占用了较大的甲板面积，且由于垂直轴风力发电机具有一定的高度，造成电动船的重心较高，严重影响了船体的稳性，给船舶航行安全带来较大的隐患。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为机械能，然后再从机械能转换成电能，储存到蓄电池中供用户使用。具有能量密度高、分布面广等优点，是一种取之不竭的可再生清洁能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种将自身收集的太阳能和波浪能转化成驱动能量，绿色环保的复合式能源三体船。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种复合能源三体船，包括装有推进器的下潜中体、对称设置在下潜中体两侧的下潜侧体、设置在下潜中体和下潜侧体上侧的上甲板，位于上甲板上侧的上层建筑，所述上甲板通过中体支柱与下潜中体相连，所述上甲板、下潜中体、中体支柱和下潜侧体的横剖面均呈机翼状流线型；成组的太阳能电池板分别设置在上甲板两侧；所述中体支柱后侧上部通过第一铰接轴与嵌入中体支柱内的第一波浪能收集片铰接，中体支柱后侧下部与嵌入中体支柱内的襟翼舵铰接；下潜侧体后侧通过第二铰接轴与嵌入下潜侧体内的第二波浪能收集片铰接，三台波浪能发电机和蓄电池设置在上甲板内，操控系统设置在上层建筑内。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
前述的复合能源三体船，其中所述第一铰接轴垂直穿过中体支柱和第一波浪能收集片，与第一波浪能收集片固定连接，第一铰接轴两端分别通过铰接轴轴承支承在下潜侧体中。
前述的复合能源三体船，其中所述第二铰接轴垂直穿过下潜侧体和第二波浪能收集片，与第二波浪能收集片固定连接，第二铰接轴两端分别通过铰接轴轴承支承在下潜侧体中。
前述的复合能源三体船，其中第一铰接轴上端端头、第二铰接轴上端端头分别伸进上甲板内，各自与相应的主动轮固定连接，各主动轮分别通过传动带与相应的固定在波浪能发电机输入轴上的被动轮连接。
前述的复合能源三体船，其中所述第一波浪能收集片的横剖面为机翼状流线型，所述横剖面为展弦比B1/d1=4.0-5.0/1的对称翼型剖面。所述第二波浪能收集片的横剖面为机翼状流线型，所述横剖面为展弦比B2/d2=3.0-3.6/1的对称翼型剖面。
本发明以三体船型为载体，集太阳能利用、波浪能利用于一体，综合利用三体船型的优越性，将能源的利用做到最优最大化。本发明充分利用了三体船上甲板面积较大的优点，可以安装更大面积的太阳能电池板，给三体船提供了更充足的电力。呈流线型且体积较小的上层建筑减小了航行阻力，上甲板的横截面呈流线型机翼状，利用空气动力学的原理，在三体船高速航行时，对船体提供了向上的升力，减小了三体船航行时的附加阻力。本发明设置在中体支柱后侧的第一波浪能收集片和对称设置在下潜侧体后侧的两个第二波浪能收集片利用波浪能发电对蓄电池充电，为本发明提供了另一种清洁能源。本发明采用全电力驱动，无污染物排放，符合现代船舶节能环保的发展方向。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图1的俯视图；
图5是图2的放大C-C剖视图；
图6是图3的放大D-D剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图6所示，本实施例以图1所示圆形横截面的下潜中体6为例，包括装有的推进器9的下潜中体6、对称设置在下潜中体6两侧的下潜侧体3和设置在下潜中体6、下潜侧体3上侧的上甲板2，位于上甲板2上端的上层建筑1，上甲板2通过中体支柱4与下潜中体6相连，整体呈宽阔机翼状，无舷，在高速航行时提供升力，抬高下潜中体6和其两侧的下潜侧体3，减少湿面积（下潜中体6和下潜侧体3入水的面积），从而减少本发明的航行阻力。成组的太阳能电池板14分别设置在上甲板2两侧,将接受的光能转化成电能，储存在蓄电池8内，提供给电机7带动推进器9旋转使得本发明能高速前进。太阳能电池板14可迎合阳光的入射角进行旋转，达到充分吸收太阳能的效果。操控系统101设置在上层建筑1内，用于控制电机7的启闭、蓄电池8的电能释放以及将第一波浪能收集片51和两片第二波浪能收集片52的摆动机械能转换成电能储存到蓄电池8内。
上层建筑1呈机翼状，横剖面为尖锐的多边形，在航行时可劈开空气，减小空气阻力。下潜中体6为纵剖面为扁平细长的椭球体，为本发明提供主要浮力。推进器9的形式可以是普通螺旋桨，也可以是导管螺旋桨、可调螺距螺旋桨等特种推进器，本实施例的推进器9采用普通螺旋桨。上甲板2、下潜中体6、中体支柱4和下潜侧体3的横剖面均呈机翼状流线型。
下潜中体6后侧上部通过第一铰接轴61与嵌入中体支柱4内的第一波浪能收集片51铰接，下潜中体6后侧下部与嵌入中体支柱4内的襟翼舵11铰接，三台波浪能发电机102和蓄电池8设置在上甲板2内，下潜侧体3后侧通过第二铰接轴31与嵌入下潜侧体内的第二波浪能收集片52铰接。第一铰接轴61垂直穿过中体支柱4和第一波浪能收集片51，与第一波浪能收集片51固定连接，第一铰接轴61两端分别通过铰接轴轴承63支承在中体支柱4中。第二铰接轴31垂直穿过下潜侧体3和第二波浪能收集片52，与第二波浪能收集片52固定连接，第二铰接轴31两端分别通过铰接轴轴承63支承在下潜侧体3中。第一铰接轴61上端端头、第二铰接轴31上端端头分别伸进上甲板2内，各自与相应的主动轮64固定连接，各主动轮64分别通过带传动与相应的固定在波浪能发电机102的输入轴上的被动轮65连接。第一波浪能收集片51的横剖面为机翼状流线型，其横剖面为展弦比B1/d1=4.0-5.0/1的对称翼型剖面；第二波浪能收集片52的横剖面为机翼状流线型，其横剖面为展弦比B2/d2=3.0-3.6/1的对称翼型剖面。既吸收波浪中机械能，又提高了横稳性。
当电机7与蓄电池8接通后带动推进器9旋转使得本发明航行时，水面波浪带动嵌装在中体支柱4内的第一波浪能收集片51和两片分别嵌装在下潜侧体3内的第二波浪能收集片52摆动，通过第一铰接轴61和两根第二铰接轴62分别带动各自的主动轮64同向转动，再通过各自的传动带带动三台波浪能发电机102上的被动轮65正向或反向旋转，使三台波浪能发电机102正转或反转，发出的三相交流电能经操控系统101整流成直流电储存在蓄电池8内，以供电机7驱动推进器9旋转。太阳能发电和波浪能发电提供了两种互为补充的清洁能源供本发明航行，提高了本发明的可靠性。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种复合能源三体船，包括装有推进器的下潜中体、对称设置在下潜中体两侧的下潜侧体、设置在下潜中体和下潜侧体上侧的上甲板，位于上甲板上侧的上层建筑，所述上甲板通过中体支柱与下潜中体相连，所述上甲板、下潜中体、中体支柱和下潜侧体的横剖面均呈机翼状流线型；成组的太阳能电池板分别设置在上甲板两侧；所述中体支柱后侧上部通过第一铰接轴与嵌入中体支柱内的第一波浪能收集片铰接，中体支柱后侧下部与嵌入中体支柱内的襟翼舵铰接；下潜侧体后侧通过第二铰接轴与嵌入下潜侧体内的第二波浪能收集片铰接，三台波浪能发电机和蓄电池设置在上甲板内，操控系统设置在上层建筑内；其特征是，所述第一铰接轴垂直穿过中体支柱和第一波浪能收集片，与第一波浪能收集片固定连接，第一铰接轴两端分别通过铰接轴轴承支承在中体支柱中；所述第二铰接轴垂直穿过下潜侧体和第二波浪能收集片，与第二波浪能收集片固定连接，第二铰接轴两端分别通过铰接轴轴承支承在下潜侧体中；所述第一铰接轴上端端头、第二铰接轴上端端头分别伸进上甲板内，各自与相应的主动轮固定连接，各主动轮分别通过传动带与相应的固定在波浪能发电机输入轴上的被动轮连接。
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