CN105217005B - 一种利用海洋波浪能驱动的船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用海洋波浪能驱动的船，包括船甲板，所述船还包括摆动浮箱、悬浮箱、动力装置和发电系统，所述悬浮箱固定在水中，所述船甲板通过支撑杆与悬浮箱连接，所述摆动浮箱位于船甲板与悬浮箱之间，所述摆动浮箱通过固定杆与悬浮箱连接，所述动力装置的一端与摆动浮箱连接，所述动力装置的另一端与发电系统连接。本发明提供的利用海洋波浪能驱动的船的结构简单、利用海洋波浪能作为动力驱动船航行、成本低、无污染。

Description

一种利用海洋波浪能驱动的船

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，尤其涉及一种利用海洋波浪能驱动的船。

背景技术

目前随着石化能源的使用量不断地增加，大气污染问题越来越严重，节能和环保已成为全世界的焦点话题，环境问题已得到全世界人们的高度重视，人们将目光投向可再生能源，比如大海的波浪能发电等，而大海中波浪能是储量大、可再生、有规律、无污染的“蓝色能源”，是大自然付予人类的一大笔取之不尽、用之不竭的宝贵财富。

所有关资料显示，我国长达18000公里的海岸线，加上5000多个岛屿的14000多公里的海岸线，共约32000多公里，大海中日夜涌动的波浪，蕴藏着巨大的动能，但目前世界上还没有利用海洋波浪能作为动力驱动的船，在我国沿海有千万条以上的渔船、运输船，每条船一年须消耗少则几十吨，多达几百吨、几千吨甚至几千吨以上的柴油或汽油，每年消耗大量的柴油或汽油，同时船只排出大量的二氧化碳等废气，严重污染了人们的生活环境。

发明内容

鉴于目前船存在的上述不足，本发明提供一种结构简单、无污染的利用海洋波浪能驱动的船。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种利用海洋波浪能驱动的船，包括船甲板，所述船还包括摆动浮箱、悬浮箱、动力装置和发电系统，所述悬浮箱固定在水中，所述船甲板通过支撑杆与悬浮箱连接，所述摆动浮箱位于船甲板与悬浮箱之间，所述摆动浮箱通过固定杆与悬浮箱连接，所述动力装置的一端与摆动浮箱连接，所述动力装置的另一端与发电系统连接。

依照本发明的一个方面，所述船还包括横梁，所述横梁安装在船甲板上，所述动力装置为液压顶杆，所述液压顶杆固定在横梁上，液压顶杆的活塞与摆动浮箱的一端连接。

依照本发明的一个方面，所述液压顶杆包括两个密闭的上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室分别设有进油口和出油口。

依照本发明的一个方面，所述发电系统包括蓄能器、液压马达和发电机，所述上腔室和下腔室的出油口与蓄能器连接，所述蓄能器驱动液压马达旋转，所述液压马达带动发电机旋转。

依照本发明的一个方面，所述蓄能器与液压马达之间的管道上设有流量控制阀，所述液压马达通过联轴器带动发电机旋转。

依照本发明的一个方面，所述摆动浮箱包括前摆动浮箱和后摆动浮箱，所述前摆动浮箱与后摆动浮箱分别通过固定杆与悬浮箱连接，所述前摆动浮箱与后摆动浮箱之间保持一定的距离。

依照本发明的一个方面，所述前摆动浮箱和后摆动浮箱为密闭的容器，所述前摆动浮箱和/或后摆动浮箱内加装液体。

依照本发明的一个方面，所述前摆动浮箱的前端设有浮管，所述浮管为空心钢管。

依照本发明的一个方面，所述悬浮箱为密闭的容器，所述容器内装满水。

依照本发明的一个方面，所述摆动浮箱分别与船甲板、悬浮箱之间的间距不小于100㎝。

本发明实施的优点：由于本发明的船包括船甲板、摆动浮箱、悬浮箱、动力装置和发电系统，悬浮箱固定在水中，船甲板通过支撑杆与悬浮箱连接，因此悬浮箱不受波浪冲击的影响，保证船甲板的平稳；摆动浮箱位于船甲板与悬浮箱之间，摆动浮箱通过固定杆与悬浮箱连接，动力装置选用液压顶杆，液压顶杆固定在横梁上，液压顶杆的活塞与摆动浮箱的一端连接，这样当波浪冲击摆动浮箱时，摆动浮箱发生上下摆动，从而带动液压顶杆的活塞产生伸缩运动；由于液压顶杆的输出油管与蓄能器连接，活塞伸缩运动产生液压能通过蓄能器驱动液压马达旋转，液压马达带动发电机旋转，发电机产生的电能通过交流逆变器驱动船的电动机运行，带动船航行，所以本发明的利用海洋波浪能驱动的船的不会改变海洋生态环境、结构简单、利用海洋波浪能作为动力驱动船航行、成本低、无污染，实现可再生能源的利用，污染物零排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种利用海洋波浪能驱动的船静止的示意图；

图2为本发明所述的一种利用海洋波浪能驱动的船受到波浪冲击时船前摆的示意图；

图3为本发明所述的一种利用海洋波浪能驱动的船受到波浪冲击时船后摆的示意图；

图4为本发明所述的动力装置与发电系统连接的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，一种利用海洋波浪能驱动的船，包括船甲板5，所述船还包括摆动浮箱、悬浮箱8、动力装置和发电系统，悬浮箱8固定在水中，船甲板5通过支撑杆2与悬浮箱8连接，摆动浮箱位于船甲板5与悬浮箱8之间，摆动浮箱通过固定杆10与悬浮箱8连接，动力装置的一端与摆动浮箱连接，动力装置的另一端与发电系统连接。

在实际应用中，船可设置横梁4，横梁4安装在船甲板5上，动力装置选用液压顶杆13，液压顶杆13固定在横梁4上，液压顶杆13的活塞18与摆动浮箱的一端连接。为了提高利用海洋波浪能驱动的船的发电效率，液压顶杆13包括两个密闭的上腔室16和下腔室17，上腔室16和下腔室17分别设有进油口14和出油口15，上腔室16和下腔室17的进油口14和出油口15都设有单向阀；摆动浮箱的中间设有轴9，为了防止海水的腐蚀，轴9采用不锈钢轴，固定杆10固定在轴9的两端，这样当波浪冲击摆动浮箱时，摆动浮箱以轴9为支撑点作上下摆动，从而带动液压顶杆13的活塞18产生伸缩运动；为了提高液压顶杆13产生的液压能，摆动浮箱可分为前摆动浮箱3和后摆动浮箱1，前摆动浮箱3与后摆动浮箱1分别通过固定杆10与悬浮箱8连接，前摆动浮箱3与后摆动浮箱1之间保持一定的距离，同时，前摆动浮箱3的一端与液压顶杆13的活塞18连接，后摆动浮箱1的一端与另一个液压顶杆13的活塞18连接，所有的液压顶杆13都固定在横梁4上，当波浪冲击前摆动浮箱3与后摆动浮箱1时，前摆动浮箱3与后摆动浮箱1产生上下摆动，即波浪冲到船体时，如图2所示，前摆动浮箱3和后摆动浮箱1的前端被托起，与前摆动浮箱3连接的液压顶杆13被拉伸，与后摆动浮箱1连接的液压顶杆13被压缩，等到波浪退出时，如图3所示，前摆动浮箱3和后摆动浮箱1的后端被托起，与前摆动浮箱3连接的液压顶杆13被压缩，与后摆动浮箱1连接的液压顶杆13被拉伸，从而带动液压顶杆13的活塞18往返伸缩运动。当活塞18压缩运动时，上腔室16内的出油口15的管道11被单向阀死死地堵住，进油口14的管道11上的单向阀打开，将液压油箱12内的液压油吸入到上腔室16内，同时，下腔室17内的液压油受到活塞18的挤压，进油口14的管道11被单向阀死死地堵住，出油口15的管道11上的单向阀打开，将液压能通过管道11输送给蓄能器19，蓄能器19带动液压马达21旋转；液压顶杆13提伸运动时，下腔室17内的出油口15的管道11被单向阀死死地堵住，进油口14的管道11上的单向阀打开，将液压油箱12内的液压油吸入到下腔室17内，同时，上腔室16内的液压油受到活塞18的挤压，进油口14的管道11被单向阀死死地堵住，出油口15的管道11上的单向阀打开，将液压能通过管道11输送给蓄能器19，蓄能器19带动液压马达21旋转，实现液压顶杆13不间断地将液压能输送给液压马达21，大大地提高了将海洋波浪能转换为液压能的效率。另外，为了加大前摆动浮箱3与后摆动浮箱1的摆动幅度，前摆动浮箱3和后摆动浮箱1均设计为密闭的容器，然后在前摆动浮箱3和/或后摆动浮箱1内加装液体6，液体6优选为水，水的体积一般为容器体积的四分之一，当波浪冲击时，加大了前摆动浮箱3和后摆动浮箱1的摆动幅度，使液压顶杆13的活塞18的移动距离增大；为了加大前摆动浮箱3的浮力，前摆动浮箱3的前端设有浮管7，浮管7选用空心钢管，浮管7的尺寸、间距、数量根据实际情况而定。

在实际应用中，发电系统包括蓄能器19、液压马达21和发电机23，液压马达21的上腔室16和下腔室17的出油口15与蓄能器19连接，蓄能器19驱动液压马达21旋转，液压马达21通过联轴器22带动发电机23旋转，为了方便控制液压马达21的转速，蓄能器19与液压马达21之间的管道11上设有流量控制阀20，液压马达21选用叶片马达，蓄能器19与叶片马达之间的管道11上设有流量控制阀20，可以控制液体流量的大小，从而控制液压马达21扭矩的大小和开启，当流量控制阀20将流量控制在零时，液压马达21停止运转，蓄能器19将超压液压量通过回油路流回液压油箱12，保证液压马达21的稳定运转。液压马达21带动发电机23旋转发电，发电机23产生的电能输送给充电机24，充电机24将电能储存在蓄电池25里，充电机24通过微机控制技术，实现优化的充电特性曲线，充电电流随着蓄电池25的充电电压的升高而自动下降，结合充电末期的脉冲充电方式，使充电效果更为理想，保证蓄电池25充足，也就是说蓄电池25即不欠充、也不过充，充电同时具有充电参数动态跟踪调整功能以及完善的保护功能；蓄电池25储存的电再通过交流逆变器26进行变压，变压后的电能驱动船的电动机28运行，电动机28带动变速箱29转动，变速箱29再带动安装在其输出轴上的螺旋推进器30旋转，从而带动船航行，操作人通过船甲板5上的把手控制舵31的方向，通过配电箱27控制电动机28运行或停止，由此可见，本发明的利用海洋波浪能驱动的船的不会改变海洋生态环境、结构简单、利用海洋波浪能作为动力驱动船航行、成本低、无污染，实现可再生能源的利用，污染物零排放。

另外，悬浮箱8可为密闭的容器，容器内装满水，保证悬浮箱8不会因波浪冲击船体而产生晃动，使船航行平稳；前摆动浮箱3和后摆动浮箱1分别与船甲板5、悬浮箱8之间的间距不小于100㎝，前摆动浮箱3与后摆动浮箱1之间的间距也不能小于100㎝，防止相互撞击，同时，在船甲板5、悬浮箱8、前摆动浮箱3与后摆动浮箱1的相应位置安装防撞体，比如橡胶。

本发明的工作原理：当波浪冲击前摆动浮箱3与后摆动浮箱1时，前摆动浮箱3与后摆动浮箱1产生上下摆动，即波浪冲到船体时，前摆动浮箱3和后摆动浮箱1的前端被托起，与前摆动浮箱3连接的液压顶杆13被拉伸，与后摆动浮箱1连接的液压顶杆13被压缩；等到波浪退出时，前摆动浮箱3和后摆动浮箱1的后端被托起，与前摆动浮箱3连接的液压顶杆13被压缩，与后摆动浮箱1连接的液压顶杆13被拉伸，从而带动液压顶杆13的活塞18往返伸缩运动，当活塞18压缩运动时，上腔室16内的出油口15的管道11被单向阀死死地堵住，进油口14的管道11上的单向阀打开，将液压油箱12内的液压油吸入到上腔室16内，同时，下腔室17内的液压油受到活塞18的挤压，进油口14的管道11被单向阀死死地堵住，出油口15的管道11上的单向阀打开，将液压能通过管道11输送给蓄能器19，蓄能器19带动液压马达21旋转；液压顶杆13提伸运动时，下腔室17内的出油口15的管道11被单向阀死死地堵住，进油口14的管道11上的单向阀打开，将液压油箱12内的液压油吸入到下腔室17内，同时，上腔室16内的液压油受到活塞18的挤压，进油口14的管道11被单向阀死死地堵住，出油口15的管道11上的单向阀打开，将液压能通过管道11输送给蓄能器19，蓄能器19带动液压马达21旋转，实现液压顶杆13不间断地将液压能输送给液压马达21，液压马达21通过联轴器22带动发电机23旋转，发电机23产生的电能输送给充电机24，充电机24将电能储存在蓄电池25里，蓄电池25储存的电再通过交流逆变器26进行变压，变压后的电能驱动船的电动机28运行，电动机28带动变速箱29转动，变速箱29再带动安装在其输出轴上的螺旋推进器30旋转，从而带动船航行，操作人通过船甲板5上的把手控制舵31的方向，通过配电箱27控制电动机28运行或停止，由此可见，本发明的利用海洋波浪能驱动的船的不会改变海洋生态环境、结构简单、利用海洋波浪能作为动力驱动船航行、成本低、无污染，实现可再生能源的利用，污染物零排放。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用海洋波浪能驱动的船，包括船甲板，其特征在于：所述船还包括摆动浮箱、悬浮箱、动力装置和发电系统，所述悬浮箱固定在水中，所述船甲板通过支撑杆与悬浮箱连接，所述摆动浮箱位于船甲板与悬浮箱之间，所述摆动浮箱通过固定杆与悬浮箱连接，所述动力装置的一端与摆动浮箱连接，所述动力装置的另一端与发电系统连接，所述摆动浮箱包括前摆动浮箱和后摆动浮箱，所述前摆动浮箱与后摆动浮箱分别通过固定杆与悬浮箱连接，所述前摆动浮箱与后摆动浮箱之间保持一定的距离，所述前摆动浮箱和后摆动浮箱为密闭的容器，所述前摆动浮箱和/或后摆动浮箱内加装液体，所述悬浮箱为密闭的容器，所述容器内装满水。

2.按照权利要求1所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：

所述船还包括横梁，所述横梁安装在船甲板上，所述动力装置为液压顶杆，所述液压顶杆固定在横梁上，液压顶杆的活塞与摆动浮箱的一端连接。

3.按照权利要求2所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：

所述液压顶杆包括两个密闭的上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室分别设有进油口和出油口。

4.按照权利要求3所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：

所述发电系统包括蓄能器、液压马达和发电机，所述上腔室和下腔室的出油口与蓄能器连接，所述蓄能器驱动液压马达旋转，所述液压马达带动发电机旋转。

5.按照权利要求4所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：

所述蓄能器与液压马达之间的管道上设有流量控制阀，所述液压马达通过联轴器带动发电机旋转。

6.按照权利要求1至5任一所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：所述前摆动浮箱的前端设有浮管，所述浮管为空心钢管。

7.按照权利要求1至5任一所述的利用海洋波浪能驱动的船，其特征在于：所述摆动浮箱分别与船甲板、悬浮箱之间的间距不小于100㎝。