CN103419921B - 多能源动力船舶 - Google Patents

Abstract

一种多能源动力船舶，其特征在于，包括：风能驱动系统、风力发电系统、水轮发电系统、波浪能发电系统、太阳能发电系统、电能驱动系统以及主船体，其中，水轮发电系统由起降装置、复数个水轮、复数个单向离合器、齿轮变速器、水流分流器和发电机组成，水流分流器将水轮系统分成两个腔体，每个腔体只能通过一个方向的水流，水轮设置在腔体内，在水流的推动下转动，单向离合器设置在水轮的轴与齿轮变速器之间，保证齿轮变速器向同一方向转动，齿轮变速器与发电机相连，带动发电机转子转动发电，起降装置用于调节水轮系统的位置，当船舶行驶时，水轮系统上升至水面以上，减小阻力，当船舶停靠时，水轮系统下降至水面下，利用水流的动能发电。

Description

多能源动力船舶

技术领域

本发明涉及一种多能源动力船舶，属于新型船舶技术领域。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，人类社会的发展与能源息息相关，随着人类文明的发展，能源的消耗越来越多，随着地球上有限能源的减少，世界面临着严重的能源问题。传统的船舶多数以消耗化石燃料为主，对环境污染很大。同时大量消耗化石燃料，也使能源问题日益严重，因此对新能源的利用就显得尤其重要。

如在专利号201110213428.0中，公开的一种多能源混合动力的电力推进系统及其实施方法。但是其采用了动力电池、太阳能、燃油发动机作为电力系统的动力源，没有彻底摆脱对化石燃料的消耗，并非只依靠清洁能源实现24小时不断的连续工作。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术的不足而进行的，目的在于提供一种在海上可以混合利用自然界的清洁能源而不再依靠化石燃料的船舶。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种多能源动力船舶，其特征在于，包括：风能驱动系统，用于利用风能为船舶提供动力；风力发电系统，用于将风能转化为电能；水轮发电系统，用于将水流的动能转化为电能；波浪能发电系统，用于将波浪能转化为电能；太阳能发电系统，用于将太阳能转化为电能；电能驱动系统，用于利用电能为船舶提供动力；以及主船体，采用双体船结构，用于承载上述各系统，其中，水轮发电系统由起降装置、复数个水轮、复数个单向离合器、齿轮变速器、水流分流器和发电机组成，水流分流器将水轮系统分成两个腔体，每个腔体只能通过一个方向的水流，水轮设置在腔体内，在水流的推动下转动，单向离合器设置在水轮的轴与齿轮变速器之间，保证齿轮变速器向同一方向转动，齿轮变速器与发电机相连，带动发电机转子转动发电，起降装置用于调节水轮系统的位置，当船舶行驶时，水轮系统上升至水面以上，减小阻力，当船舶停靠时，水轮系统下降至水面下，利用水流的动能发电。

发明的有益效果

因为本发明充分利用了风能、太阳能和波浪能等清洁能源，并将其转化成电能驱动船舶，所以摆脱了对化石燃料的依靠，对于缓解能源危机和解决环境污染的问题有重要意义。

附图说明

图1为本发明多能源动力船的剖面结构示意图；

图2为其中水轮系统的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细说明。

图1为本发明多能源动力船舶的剖面结构示意图。

如图1所示，风帆1与控制器17构成了风能驱动系统；风轮机3、转向装置14以及风力发电机16构成了风力发电系统；发电机8与水轮系统15构成了水轮发电系统；波浪能收集器4、棘轮传动装置6以及波浪能发电机5构成了波浪能发电系统；太阳能电池板2和太阳能充电控制器10构成了太阳能发电系统，其中太阳能电池板设置在风帆和甲板上；整流电路9、蓄电池11、电动机12以及螺旋桨13构成了电能驱动系统。风能驱动系统、风力发电系统、水轮发电系统、波浪能发电系统、太阳能发电系统、电能驱动系统以及主船体构成了本发明的多能源动力船舶。

图2为其中水轮系统机械部分的连接示意图，如图2所示，水流分流器23将水轮系统分成两个腔体，每个腔体只能通过一个方向的水流并且并且两个腔体通过的水流方向相反，每个腔体内设置有水轮7和与之相连的单向离合器21，单向离合器与齿轮变速器22相连，水轮系统还设置有起降装置24。齿轮变速器与发电机相连接。

风力驱动系统和水轮发电系统的工作状态随船舶行驶状态改变。当船舶行驶时，控制器调节风帆使其升起，并处于合适的迎风角，利用风力驱动船舶；起降装置将水轮系统升起，使其处于水面以上，这时，水轮系统不做功。当船舶停泊时，控制器使风帆收起；起降装置将水轮系统降入水中，水流从某一腔体流过，带动其中的水轮转动，单向离合器进一步保证了传递到齿轮变速器的旋转式朝同一个方向的，齿轮变速器带动发电机发电，所产生的电能通过整流电路转换成直流电，传输到蓄电池储存。蓄电池向电动机提供电能，驱动电动机转动，从而带动螺旋桨旋转，产生推动力，驱动船舶行驶。

无论船舶处于何种行驶状态风力发电系统、波浪能发电系统和太阳能发电系统始终工作。转向装置调节风轮机的朝向，使风轮机始终处于合适的迎风角，安全稳定的工作，风轮机在风力作用下转动，带动风力发电机产生电能，所产生的电能通过整流电路转换成直流电，传输到蓄电池储存。波浪能收集器随波浪上下移动，通过棘轮传动装置将上下运动转变为旋转运动，带动波浪能发电机发电，所产生的电能通过整流电路转换成直流电，传输到蓄电池储存。太阳能电池板通过光电反应将太阳能转化成电能，通过太阳能充电控制器传输到蓄电池储存。由于船舶处于停泊状态时，风帆收起，使得风帆上的太阳能电池板利用率减小，太阳能发电系统的输出功率也随之降低。

以上，仅为本发明的一个具体实施方式而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种多能源动力船舶，其特征在于，包括：

风能驱动系统，用于利用风能为所述船舶提供动力；

风力发电系统，用于将风能转化为电能；

水轮发电系统，用于将水流的动能转化为电能；

波浪能发电系统，用于将波浪能转化为电能；

太阳能发电系统，用于将太阳能转化为电能；

电能驱动系统，用于利用电能为所述船舶提供动力；以及

主船体，采用双体船结构，用于承载上述各系统，

其中，所述水轮发电系统由水轮系统和发电机组成，

所述水轮系统由起降装置、复数个水轮、复数个单向离合器、齿轮变速器和水流分流器组成，

所述水流分流器将所述水轮系统分成两个腔体，每个腔体只能通过一个方向的水流，

所述水轮设置在所述腔体内，在水流的推动下转动，

所述单向离合器设置在所述水轮的轴与所述齿轮变速器之间，保证所述齿轮变速器向同一方向转动，

所述齿轮变速器与所述发电机相连，带动发电机转子转动发电，

所述起降装置用于调节所述水轮系统的位置，

当船舶行驶时，所述水轮系统上升至水面以上，减小阻力，当船舶停靠时，水轮系统下降至水面下，利用水流的动能发电。

2.根据权利要求1所述的多能源动力船舶，其特征在于：

其中，所述风能驱动系统由风帆和控制器组成，通过所述控制器调整所述风帆的面积和角度，从而利用风能驱动所述船舶运动。

3.根据权利要求1所述的多能源动力船舶，其特征在于：

其中，所述电能驱动系统由整流电路、蓄电池、电动机和螺旋桨组成，

所述整流电路将来自于所述水轮系统、所述风力发电系统和所述波浪能发电系统的交流电能转换成直流电能，

所述蓄电池收集所述直流电能与所述太阳能发电系统产生的电能并进行储存，

所述电动机利用所述蓄电池储存的电能带动所述螺旋桨，产生驱动所述船舶运动的动力。

4.根据权利要求3所述的多能源动力船舶，其特征在于：

其中，所述太阳能发电系统由太阳能电池板和太阳能充电控制器组成，所述太阳能电池板将太阳转化成电能，通过所述太阳能充电控制器输送到所述蓄电池。

5.根据权利要求1所述的多能源动力船舶，其特征在于：

其中，所述风力发电系统由风轮机和风力发电机组成，所述风轮机在风力作用下转动，带动所述风力发电机发电。

6.根据权利要求1所述的多能源动力船舶，其特征在于：

其中，所述波浪能发电系统由波浪能收集器、棘轮传动装置和波浪能发电机组成，

所述波浪能收集器随着波浪上下移动，

所述棘轮传动装置利用所述波浪能收集器的动能带动所述波浪能发电机发电。