CN112124509A - 一种减摇鳍及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减摇鳍及船舶，属于船舶设备技术领域。所述摇鳍包括减摇鳍本体、发电组件、扭力轴、驱动件和监控组件，其中，减摇鳍本体包括设置在周向的鳍面和设置在端部的第一端面，第一端面靠近船体设置；发电组件设置在鳍面上；扭力轴连接第一端面和船体，驱动件设置在船体上，驱动件的输出端与扭力轴连接，驱动件通过扭力轴驱动减摇鳍本体沿扭力轴的轴线转动以调整鳍面；监控组件分别与驱动件和发电组件电连接。所述船舶包括上述的减摇鳍。本发明的减摇鳍及船舶，兼具减摇、节能、能及时减速或紧急制动，能减少船舶能耗，提高了耐航能力，提高船舶运行的安全性，且智能化程度高。

Description

一种减摇鳍及船舶

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其涉及一种减摇鳍及船舶。

背景技术

船舶在海上航行遇到风浪时，船舶在风浪作用下会发生摇晃，影响了航行的速度和安全。大多数船舶都会配备减摇装置以减小摇晃，其中，减摇鳍的减摇效果在减摇装置中具有一定优势。目前国内外对于减摇鳍的研究较集中于减摇技术及方法改革，在减摇鳍和其他方面领域结合的研究较少，其具有较大的市场前景。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种减摇鳍，能使船体减速，能减少船体横摇，提高航行安全性，实现智能控制，减少能耗。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种减摇鳍，包括：

减摇鳍本体，包括设置在周向的鳍面和设置在端部的第一端面，第一端面靠近船体设置；

发电组件，设置在鳍面上；

扭力轴和驱动件，扭力轴连接第一端面和船体，驱动件设置在船体上，驱动件的输出端与扭力轴连接，驱动件通过扭力轴驱动减摇鳍本体沿扭力轴的轴线转动以调整鳍面；

监控组件，分别与驱动件和发电组件电连接。

可选地，鳍面上开设有进水通道，发电组件包括：

连接杆，横设在进水通道上；

发电机本体和转子，均连接在连接杆上，且转子设置在进水通道内。

可选地，监控组件包括转速扭力调整仪，转速扭力调整仪与发电机本体电连接，转速扭力调整仪与连接杆连接。

可选地，鳍面上开设有多个进水通道，各个进水通道形成多排通道组。

可选地，一个连接杆横穿在一排通道组上，一个连接杆的两端分别连接一个发电机本体和一个转速扭力调整仪。

可选地，转子包括多个叶片和安装体，各个叶片连接在安装体上，至少部分叶片相互之间呈夹角设置。

可选地，监控组件包括控制阀，控制阀与驱动件电连接。

可选地，减摇鳍本体还包括与第一端面相对设置的第二端面，第二端面上设置有阳极保护块。

可选地，阳极保护块为锌块。

本发明的另一个目的在于提供一种船舶，节能，提高了耐航能力，提高船舶运行的安全性，且智能化程度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种船舶，包括上述的减摇鳍。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种减摇鳍，通过驱动件驱动减摇鳍本体转动，减摇鳍可设置减速和减摇两种运行模式，能实现船体减速或实现减少船体横摇，保证航行速度和安全；发电组件设置在鳍面上，以充分利用水流的动能将其转化为电能，用于辅助船舶前进的动力，减少了燃油的消耗，提高了船舶的耐航能力。

监控组件用于监测航行环境，使减摇鳍切换至减摇模式，以保证运行平稳；或切换至减速模式，以保证船体安全停靠，提高了船舶运行的安全性和智能控制性能。减摇鳍集减摇、减速、节能和智能控制为一体，能为船舶带来的较大的收益，具有较好的市场前景。

本发明提供的一种船舶，通过采用上述的减摇鳍，兼具减摇、节能、能及时减速或紧急制动，能减少船舶能耗，提高了耐航能力，提高船舶运行的安全性，且智能化程度高。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的减摇鳍本体与扭力轴的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的减摇鳍的侧视图；

图3是本发明的具体实施方式提供的减摇鳍的减速模式示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的减摇鳍的减摇模式示意图；

图5是本发明的具体实施方式提供的减摇鳍的结构示意图；

图6是本发明的具体实施方式提供的转子的截面图。

图中：

100-船体；

1-减摇鳍本体；11-第一端面；12-第二端面；13-鳍面；14-进水通道；

2-发电组件；21-连接杆；22-发电机本体；23-转子；231-安装体；232-叶片；

3-扭力轴；

4-阳极保护块；

5-转速扭力调整仪。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

减摇鳍对称装于船舶两侧，剖面为机翼形，又称侧舵，通过操纵机构转动减摇鳍，使水流在减摇鳍的鳍面上产生作用力，从而形成减摇力矩，减小摇摆，以便减少船体横摇，其使用效果具有一定的优势。随着节能减排及智能化的发展，减摇鳍在结合智能和节能方面的开发仍是一片空白，其具有较大的市场前景。

本实施例提供了一种减摇鳍，其包括减摇鳍本体1、发电组件2、扭力轴3、驱动件和监控组件；具体地，如图1-图5所示，减摇鳍本体1包括设置在周向的鳍面13和设置在端部的第一端面11，第一端面11靠近船体100设置；发电组件2设置在鳍面13上；扭力轴3连接第一端面11和船体100，驱动件设置在船体100上，驱动件的输出端与扭力轴3连接，驱动件通过扭力轴3驱动减摇鳍本体1沿扭力轴3的轴线转动以调整鳍面13；监控组件分别与驱动件和发电组件2电连接。

通过驱动件驱动减摇鳍本体1转动，减摇鳍可设置减速和减摇两种运行模式。如图3所示，增大鳍面13与航行方向水流接触面积，提高鳍面13阻力，从而实现船体100减速；具体地，可以设置鳍面13的中心面垂直于航行方向，使鳍面13受到前行阻力达到最大值，实现最大减速；如图4所示，增大鳍面13与竖直方向水流接触面积，提高鳍面13力矩，从而实现减少船体100横摇，保证航行速度和安全；具体地，可以设置鳍面13垂直于风浪方向，使鳍面13受到风浪力矩达到最大值，实现船体100最小横摇。其他实施例中，也可根据具体情况，设置减摇鳍本体1的转动角度，设置其他运行模式，在此不做限制。发电组件2设置在鳍面13上，以充分利用水流的动能将其转化为电能，用于辅助船舶前进的动力，减少了燃油的消耗，提高了船舶的耐航能力。

监控组件用于监测航行环境，当风浪较大时，监控组件可反馈信号给驱动件和扭力轴3，使减摇鳍切换至减摇模式，以保证运行平稳；当前方发生危险等情况需要减速或紧急制动时，监控组件可反馈信号给驱动件和扭力轴3，使减摇鳍切换至减速模式，以保证船体100安全停靠，提高了船舶运行的安全性和智能控制性能。减摇鳍集减摇、减速、节能和智能控制为一体，能为船舶带来的较大的收益，具有较好的市场前景。

如图1和图2所示，可选地，减摇鳍本体1的横截面一端为椭圆形另一端为尖角，圆形和尖角之间为平滑线连接，扭力杆安装在靠近椭圆形的一侧；当为减摇模式时，椭圆形的一侧设置在靠近船头方向，以减小前行阻力，节省能耗；具体地减摇鳍本体1的结构可参照现有技术，不再赘述。

如图5所示，可选地，鳍面13上开设有进水通道14；发电组件2包括连接杆21、发电机本体22和转子23，其中，连接杆21横设在进水通道14上；发电机本体22和转子23均连接在连接杆21上，且转子23设置在进水通道14内；水流进入进水通道14内，水流使进水通道14内的转子23转动，连接杆21随之转动，进而带动与连接杆21连接的发电机本体22发电；通过连接杆21、发电机本体22和转子23将波浪水流产生的能量转换成电能，其充分利用了水流能量，结构简单可靠。可选地，进水通道14可垂直于鳍面13设置，便于加工和安装，也能提高进入进水通道14的水流量，提高发电效率。

可选地，监控组件包括控制阀，控制阀与驱动件电连接；当监控组件检测到风浪或危险等信号时，信号通过后台处理接收后与控制系统反馈，从而控制控制阀通过控制驱动件使扭力轴3转动至相应工作状态，在不同情况下使用不同的模式，从而达到最优使用状态，实现了智能控制；具体地，控制阀可以是电磁阀，驱动件可以是电机，监控组件还可以包括工控机和传感器；具体工作过程为，传感器检测外部环境，将环境信号反馈给工控机，工控机根据预设的条件，反馈信号给电磁阀，电磁阀控制电机的开启、关闭、正转或反转，以及转速及转动圈数等，实现了减摇鳍本体1的智能转动。

发电机的发电效率主要受扭力和转速两个因素影响，转速过大和扭力过大都会影响发电机本体22的发电效率和减摇装置的减摇作用；可选地，监控组件包括转速扭力调整仪5，转速扭力调整仪5与发电机本体22电连接，转速扭力调整仪5与连接杆21连接；其工作过程如下，转子23与连接杆21连接，水流作用与转子23时，相应的水流流速或流量影响连接杆21的转速，转速扭力调整仪5通过能检测连接杆21的转速进而检测到相应的水流流速，并将流速信息反馈给发电机本体22，根据预设的流速与扭力关系，调整连接杆21的扭力，进而调整了发电机本体22与连接杆21之间的阻尼系数，使得减摇鳍在工作时发电机本体22达到最大的发电效率；转速扭力调整仪5为现有技术，直接选用即可，不再赘述。

可选地，鳍面13上开设有多个进水通道14，各个进水通道14形成多排通道组，便于减摇鳍本体1加工，且便于连接杆21安装，进水通道14可以是开设在减摇鳍本体1上的圆形通孔或方形通孔，具体可根据转子23的结构进行设置。进一步可选地，一个连接杆21横穿在一排通道组上，一个连接杆21的两端分别连接一个发电机本体22和一个转速扭力调整仪5；一个连接杆21同时穿过一排通道组，则一排通道组上各个进水通道14内的转子23同时作用于连接杆21，提高了连接杆21的工作效率，一个转速扭力调整仪5对应检测一个连接杆21的转速，提高了检测精度，提高了发电机本体22的工作效率。本实施例中，减摇鳍本体1上开设有三排通道组，每排通道组具有相同数量的多个进水通道14，结构整齐，提高美观性；共安装有三个连接杆21和三个发电机本体22，三个发电机本体22能同时发电，提高了发电效率。

由于水流的流量、流速和方向等较为复杂，为适应不同的水流情况，如图6所示，可选地，转子23包括多个叶片232和安装体231，各个叶片232连接在安装体231上，至少部分叶片232相互之间呈夹角设置，不同角度的叶片232可适应不同水流情况，从而能最大化的将水流能量转化成转子23运动达到最大效率的发电；具体的叶片232结构和安装体231的结构均为现有技术，不再赘述。

可选地，减摇鳍本体1还包括与第一端面11相对设置的第二端面12，第二端面12上设置有阳极保护块4，以防止海水腐蚀减摇鳍本体1，延长了减摇鳍的使用寿命；具体地，阳极保护块4为锌块。

本实施例还提供了一种船舶，其包括上述的减摇鳍，兼具减摇、节能、能及时减速或紧急制动，能减少船舶能耗，提高了耐航能力，提高船舶运行的安全性，且智能化程度高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减摇鳍，其特征在于，包括：

减摇鳍本体(1)，包括设置在周向的鳍面(13)和设置端部的第一端面(11)，所述第一端面(11)靠近船体(100)设置；

发电组件(2)，设置在所述鳍面(13)上；

扭力轴(3)和驱动件，所述扭力轴(3)连接所述第一端面(11)和船体(100)，所述驱动件设置在所述船体(100)上，所述驱动件的输出端与所述扭力轴(3)连接，所述驱动件通过所述扭力轴(3)驱动所述减摇鳍本体(1)沿所述扭力轴(3)的轴线转动以调整所述鳍面(13)；

监控组件，分别与所述驱动件和所述发电组件(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的减摇鳍，其特征在于，所述鳍面(13)上开设有进水通道(14)，所述发电组件(2)包括：

连接杆(21)，横设在所述进水通道(14)上；

发电机本体(22)和转子(23)，均连接在所述连接杆(21)上，且所述转子(23)设置在所述进水通道(14)内。

3.根据权利要求2所述的减摇鳍，其特征在于，所述监控组件包括转速扭力调整仪(5)，所述转速扭力调整仪(5)与所述发电机本体(22)电连接，所述转速扭力调整仪(5)与所述连接杆(21)连接。

4.根据权利要求3所述的减摇鳍，其特征在于，所述鳍面(13)上开设有多个进水通道(14)，各个所述进水通道(14)形成多排通道组。

5.根据权利要求4所述的减摇鳍，其特征在于，一个所述连接杆(21)横穿在一排所述通道组上，一个所述连接杆(21)的两端分别连接一个所述发电机本体(22)和一个所述转速扭力调整仪(5)。

6.根据权利要求2-5任一项所述的减摇鳍，其特征在于，所述转子(23)包括多个叶片(232)和安装体(231)，各个所述叶片(232)连接在所述安装体(231)上，至少部分所述叶片(232)相互之间呈夹角设置。

7.根据权利要求1-5任一项所述的减摇鳍，其特征在于，所述监控组件包括控制阀，所述控制阀与所述驱动件电连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的减摇鳍，其特征在于，所述减摇鳍本体(1)还包括与所述第一端面(11)相对设置的第二端面(12)，所述第二端面(12)上设置有阳极保护块(4)。

9.根据权利要求8所述的减摇鳍，其特征在于，所述阳极保护块(4)为锌块。

10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的减摇鳍。

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