CN116201673A - 远洋船舶移动式水下发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远洋船舶移动式水下发电系统，其中包括：远洋船舶船体结构、船舱高位水箱结构、开放式环型管道结构、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机、涵道式输水水泵、燃油发电机组、控制开关柜、电动机以及螺旋桨。所述开放式环型管道结构，能够设置涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机以及涵道式输水水泵。所述涵道式输水水泵还包括：主轴，主轴第一固定环、环形壳体，定子绕组承载件，定子绕组线圈，转子永磁铁，转子永磁铁承载件，主轴第二固定环，环形壳体第二固定件，环形壳体法兰安装螺栓，转子第一石墨轴承，石墨轴承环形安装套，转子导水叶片，定子绕组线圈引出导线，转子第二石墨轴承，环形壳体第二固定件。

Description

远洋船舶移动式水下发电系统

技术领域

本发明涉及水力发电技术领域，具体涉及涵道式输水水泵人为的建立一种重力加速度的引力势能，尤其是利用涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机技术，发明的一种利用引力势能的远洋船舶移动式水下发电系统。

背景技术

现代人在远洋运输中，都是利用化石能源的石油来驱动船舶航行，能不能利用清洁的电能作为驱动远洋船舶的能量，改变海上运输领域的能源结构。事实告诉大家，电能不像石油能源那样可以储存，发电设备和用电设备必须同时进行才是最好的能源利用方式，大海航行路途遥远航行时间长，海上没有充电设施，远洋船舶不可能携带大量的蓄电池作为驱动能源，人类只能在望洋兴叹之下，继续消耗重油或柴油作为远洋船舶的驱动能源。然而，地球除了为人类提供免费的风能之外，同时在海洋中也孕育了取之不尽用之不竭的清洁能源，但远洋运输船舶仍然在能源利用的方面乏善可陈停滞不前。究其原因，首先，是科学家们基本没有利用海洋水体自然能量的思维意识，其次，在现有水力发电技术的设备中，如，水轮机、发电机以及抽水机等水力机械设备，还没有开发适合在水下进行发电的系统性发电技术。

发明内容

海水是一种液态的流动物质，而且具有保持和恢复水平的能力，相对静止的海水不会产生水力势能，而大海的潮汐现象会形成一种引力势能的能量场。潮汐现象是指海水在月球和太阳引力作用下所产生的周期性运动，太阳和月亮的引力展示了宇宙天体的能量场。现代科学和实践证明，场是物质存在的一种客观形式，具有能量、质量和动量。既然潮汐现象存在宇宙天体引力势能的能量场，人类能不能创造一种潮汐现象的引力势能的能量场，发明一种利用引力势能的发电系统，彻底改变远洋运输船舶的能源消费结构。

为了实现上述目标，本发明提供一种远洋船舶移动式水下发电系统，其中包括：远洋船舶船体结构、船舱高位水箱结构、开放式环型管道结构、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机、涵道式输水水泵、燃油发电机组、控制开关柜、电动机以及螺旋桨。

所述远洋船舶船体结构，是远洋船舶移动式水下发电系统的基础，能够焊接船舱高位水箱结构，承载开放式环型管道结构、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机、涵道式输水水泵、燃油型发电机组、控制开关柜、电动机以及多个螺旋桨的基础结构；

所述船舱高位水箱结构，是由水箱垂直钢板、水箱底部钢板及船尾水箱垂直钢板，沿着所述远洋船舶船体结构的内壁，在相对于船舱的顶部，焊接一个高位储存海水的容器，所述船舱高位水箱结构，能够连接多个开放式环型管道结构；

所述开放式环型管道结构，由设定的一根进水管和一根回水管，经底部管道弯头和顶部管道弯头的管道材料，串接为一种开放式环型管道结构，设置于所述船舱高位水箱内，所述开放式环型管道结构，能够设置涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机以及涵道式输水水泵；

所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，是融合反击式全贯流水轮机的现有技术，并根据伽利略的相对性原理，进而发明的一种前后通透的开放式水下发电设备，所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，在所述开放式环型管道结构内，能够在一个重力加速度的引力势能作用下，同时驱动内转子导水叶片和外转子导水叶片作相对的旋转，带动所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机切割发电机磁场的磁力线，相当于利用了2倍重力加速度的水力势能，增加所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机的发电功率，通过公知的水泵消耗功率和水力发电机的理论公式计算，将所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机的发电功率，减去涵道式输水水泵的消耗功率，就是远洋船舶移动式水下发电系统所获得的清洁免费电能。所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，已获得国家知识产权局的授权，《专利号ZL202021962023.8》，因此，对于所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机的技术方案，本申请就不必重复说明了。所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机是本申请的关键设备，设置于所述开放式环型管道进水管的底部，能够利用所述开放式环型管道结构产生的重力加速度的水力势能，实现水下发电设想；

所述涵道式输水水泵，也是远洋船舶移动式水下发电系统的主要设备之一，设置于所述开放式环型管道回水管出口位置的顶部，所述涵道式输水水泵，能够使进入所述开放式环型管道结构的水流流动，抽排到所述船舱高位水箱内，代替传统潜水泵的抽排水作用；

所述燃油发电机组，是现有发电技术中的一种专业设备，在本申请中，为所述涵道式输水水泵提供电能，使所述开放式环型管道结构内的水流能够流动起来，所述开放式环型管道结构内的水流，就能在地球引力的作用下产生一种重力加速度的水力势能，冲击设置于所述开放式环型管道进水管底部的、所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，只要所述涵道式输水水泵能够持续运行，就可以使所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机持续产生电能，由于所述燃油发电机组，是现有的常规发电技术，因此，在本申请中也不必做出技术说明；

所述控制开关柜，是现有常规配电技术的配套设备，由于本申请的发明主体是远洋船舶移动式水下发电系统，因此，在本申请中不必做出技术说明；

所述电动机，是现有的一种传动技术的常规设备，在本申请中为所述远洋船舶船体结构提供驱动能量，因此，在本申请中也不必做出技术说明；

所述螺旋桨，是现有远洋船舶的螺旋桨推进技术，在本申请中也不必做出技术说明。

优选的，所述涵道式输水水泵还包括：主轴，主轴第一固定环，环形壳体，定子绕组承载件，定子绕组线圈，转子永磁铁，转子永磁铁承载件，主轴第二固定环，环形壳体第二固定件，环形壳体法兰安装螺栓，转子第一石墨轴承，石墨轴承环形安装套，转子导水叶片，定子绕组线圈引出导线，转子第二石墨轴承，环形壳体第二固定件。

具体的，所述转子第一石墨轴承套置于所述主轴上，所述转子第二石墨轴也承套置于所述主轴上，所述石墨轴承环形安装套设置于所述转子第一石墨轴承以及所述转子第二石墨轴承的外壁上，所述转子导水叶片的内端，设置于所述石墨轴承环形安装套的外壁上，所述转子永磁铁环形承载件，设置于所述转子导水叶片的外端上，所述转子永磁铁由多个永磁铁组成，将多个永磁铁按照N极S极的顺序，设置于所述转子永磁铁环形承载件的外壁上；所述定子绕组承载件设置于所述环形壳体的内壁上，所述定子绕组线圈由多个线圈组成，经过高分子树脂的灌注，形成一个环形的定子绕组线圈结构，能够起到绝缘和防水作用，设置于所述定子绕组承载件的内壁上；所述环形壳体相当于传统水泵电机的外壳；所述环形壳体法兰安装螺栓设置于所述环形壳体上，与开放式环型管道回水管连接；所述环形壳体第一固定件包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于所述主轴第一固定环上，所述主轴第一固定环套置于所述主轴上，将四个固定件的另一端设置于所述环形壳体的内壁上，形成一个十字交叉的通透性结构；所述环形壳体第二固定件包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于所述主轴第二固定环上，所述主轴第二固定环套置于所述主轴的另一端，所述环形壳体第二固定件的另一端设置于所述环形壳体的内壁上，形成第二个十字交叉的通透性结构，相当于传统水泵电机两个封闭的端盖结构。

具体的，远洋船舶移动式水下发电系统，并非是本申请的一种臆想，而是根据现有水泵消耗功率的理论计算公式：N＝Q(m3/h)*H(m)/367/g(0.85)的计算结果，对照现有水力发电理论计算公式：P＝9.81*Q*H*(0.85)(kw)的计算结果，已经算出利用重力加速度的水力势能的远洋船舶移动式水下发电系统，完全能够获得发电功率大于所述涵道式输水水泵消耗功率的预期效果，因此，在本申请中，如果没有所述涵道式输水水泵，人为建立这种利用引力势能的设想，所述开放式环型管道结构就不会在人的思维意识中设想重力加速度的水力势能，所述涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机也将没有用武之地，更谈不上发明远洋船舶移动式水下发电系统，行驶中的远洋船舶也不可能获得免费的清洁电能。综上所述，对于上述这些缺一不可的技术思想理念，本技术方案通过牛顿力学的逻辑推理分析，完全能够自洽万有引力和第二运动定律重力加速度的自然规律。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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个实施例，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示出的结构获得其他的附图。

附图1是远洋船舶移动式水下发电系统侧面透视示意图

附图1的标识：1、远洋船舶船体结构，2、船舱高位水箱结构，3、开放式环型管道结构， 4、开放式环型管道进水管，5、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，6、涵道式输水水泵，7、开放式环型管道回水管，8、开放式环型管道结构安装底座，9、船舶驾驶楼，10、第一螺旋桨。

附图2是远洋船舶移动式水下发电系统平面俯视示意图

附图2的标识：2、船舱高位水箱，11、水箱垂直钢板，12水箱底部钢板，4、开放式环型管道进水管，7、开放式环型管道回水管，13、燃油发电机组，14、控制开关柜，15、第一电动机，16、第二电动机，17、船尾水箱垂直钢板，

附图3是远洋船舶移动式水下发电系统船尾示意图。

附图3的标识：1、远洋船舶，10、第一螺旋桨，9、船舶驾驶楼，18、第二螺旋桨。

附图4是远洋船舶移动式水下发电系统、涵道式输水水泵侧视剖面示意图

附图4的标识：1001主轴，1002、主轴第一固定环，1003、环形壳体，1004、定子绕组承载件，1005、定子绕组线圈，1006、转子永磁铁，1007、转子永磁铁承载件，1008、主轴第二固定环，1009、环形壳体第一固定件，10010、环形壳体法兰安装螺栓，10011、转子第一石墨轴承，10012、石墨轴承环形安装套，10013、转子导水叶片，10014、定子绕组线圈引出导线，10015、转子第二石墨轴承，10016、环形壳体第二固定件。

附图5是远洋船舶移动式水下发电系统、涵道式输水水泵正面俯视示意图

附图5的标识：1001、主轴，1002、主轴第一固定环，1003、环形壳体，1004、定子绕组承载件，1005、定子绕组线圈，1006、转子永磁铁，1007、转子永磁铁承载件，1009、环形壳体第一固定件，10010、环形壳体法兰安装螺栓。10012、石墨轴承环形安装套，10013、转子导水叶片。

附图6是远洋船舶移动式水下发电系统、开放式环型管道结构局部放大示意图。

附图6的标识：4、开放式环型管道结构进水管，5、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机，6、涵道式输水水泵，7、开放式环型管道结构回水管，12、水箱底部钢板。

具体实施方式

下面结合本发明具体实施例附图，对远洋船舶移动式水下发电系统进行具体说明。显然，所描述的具体实施例也仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图3所示，所述远洋船舶船体结构1、是承载船舱高位水箱2、开放式环型管道结构3、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机5、涵道式输水水泵6、燃油发电机组12、控制开关柜13、第一电动机15，第二电动机16、螺旋桨10以及螺旋桨18的主体。

如附图1图2所示，所述船舱高位水箱2，由水箱垂直钢板11，水箱底部钢板12以及船尾水箱垂直钢板17，沿着远洋船舶船体结构的两侧与远洋船舶的船尾内壁，焊接成一个相对于船舱深度的高位储水容器，作为开放式环型管道结构3的安装基础。

如附图1图2所示，将两根垂直管道，经过底部弯头和顶部弯头，串接为一根开放式环型管道进水管4和一根开放式环型管道回水管7，形成一个开放式环型管道结构3，安装在船舱高位水箱2的结构内，涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机5设置于开放式环型管道进水管4 的管道内，涵道式输水水泵6设置于开放式环型管道回水管7的管道内。

如附图3所示，第一螺旋桨10和第二螺旋桨18，分别设置于远洋船舶1的两侧，示意远洋船舶能够利用电动机改变螺旋桨的旋转速度和旋转方向，改变远洋船舶的行驶方向，本实施例只设计了第一螺旋桨10和第二螺旋桨18，代替远洋船舶的尾舵作用。因此，本技术领域的工程技术人员，可根据远洋船舶排水量的吨位，设置四台或四台以上的螺旋桨。

如附图4图5所示，将转子第一石墨轴承10011套置于主轴1001上，将转子第二石墨轴承10015套置于主轴1001上，将石墨轴承环形安装套10012套置于转子第一石墨轴承10011 以及转子第二石墨轴承10015的外壁上，将转子导水叶片10013的内端，设置于石墨轴承环形安装套10012的外壁上，将转子永磁铁环形承载件1007设置于转子导水叶片10013的外端；所述转子永磁铁1006由多个永磁铁组成，将多个永磁铁按照N极S极的顺序，设置于转子永磁铁环形承载件1007的外壁上。将定子绕组承载件1004设置于环形壳体1003的内壁上，定子绕组线圈1005由多个线圈组成，经过高分子树脂的灌注，形成一个环形的定子绕组线圈结构，能够起到绝缘和防水作用，设置于定子绕组承载件1004的内壁上；所述环形壳体1003 相当于传统水泵电机的外壳；将环形壳体法兰安装螺栓10010设置于环形壳体1003的螺孔内，与开放式环型管道回水管7进行连接。

如附图4图5所示，所述环形壳体第一固定件1009包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于主轴第一固定环1002上，将主轴第一固定环1002套置于主轴1001上，将四个固定件的另一端设置于环形壳体1003的内壁上，形成一个十字交叉的通透性结构；所述环形壳体第二固定件10016包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于主轴第二固定环1008上，将主轴第二固定环1008套置于主轴1001的另一端，将环形壳体第二固定件10016的另一端设置于环形壳体1003的内壁上，形成第二个十字交叉的通透性结构，相当于传统水泵电机两个封闭的端盖，由于涵道式输水水泵6的开放式通透性设计，能够使流经开放式环型管道结构3的水流，通过十字交叉的通透性结构，抽排到船舱高位水箱2的容器中。

如附图6所示，如果将开放式环型管道结构3制作为一个封闭式循环管道结构，表示船舱高位水箱的水流箭头，不会自动进入开放式环型管道结构进水管4的管口，也就不可能产生一种重力加速度的水力势能，设置于开放式环型管道结构内的涵道式输水水泵6，将增加管道扬程阻力的电能消耗，设置于开放式环型管道结构进水管4的、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机5，也将面临“能量既不会凭空产生，也不会凭空消失”的质疑。但是，由于开放式环型管道结构3，垂直设置于船舱高位水箱2的容器内，开放式环型管道进水口4和开放式环型管道出水口7，完全沉没在船舱高位水箱2内，即使没有涵道式输水水泵6的抽排水作用，开放式环型管道回水管7的水位，也会与船舱高位水箱2的水位持平。由于涵道式输水水泵6设置于开放式环型管道出水管7的出水口位置上，没有扬程阻力的电能消耗，涵道式输水水泵6就能利用最少的电能，将开放式环型管道结构3的水流，抽排到船舱高位水箱结构2的容器内，使开放式环型管道进水管4的管口形成一种负压状态，处于进水口饱和状态的水流将自动涌入进水管4，形成一股重力加速度的水力势能，迫使水流沿着开放式环型管道结构进水管4，由上而下的冲击设置于进水管4底部的、涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机5，持续产生发电电流；通过涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机5的水流，在重力加速度的惯性推动下，能够继续沿着开放式环型管道回水管7，由下而上的回到涵道式输水水泵6的位置，只要涵道式输水水泵6能够持续的运行，这种重力加速度的循环水力势能，必将成为远洋船舶移动式水下发电系统取之不尽用之不竭的清洁能源。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地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。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。这里无法对所有的具体实施方式予以穷举。对于所属该领域的普通技术人员来说，在没有做出创造性劳动的前提下，所引伸出显而易见的变化或者变动的所有其他具体实施例，都属于本技术发明保护的范围之列。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：远洋船舶船体结构(1)，所述远洋船舶船体结构(1)，能够焊接船舱高位水箱结构(2)，承载开放式环型管道结构(3)、船舶驾驶楼(9)、第一螺旋桨(10)、燃油发电机组(13)、控制开关柜(14)、第一电动机(15)、第二电动机(16)以及第二螺旋桨(18)。

2.根据权利要求1所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：船舱高位水箱结构(2)，所述船舱高位水箱结构(2)，由水箱垂直钢板(11)、水箱底部钢板(12)以及船尾水箱垂直钢板(17)，沿远洋船舶船体结构的两侧与远洋船舶的船尾内壁，焊接为一个相对于船舱深度的高位储水容器，作为开放式环型管道结构(3)的安装基础。

3.根据权利要求2所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：开放式环型管道结构(3)，所述开放式环型管道结构(3)，由设定的一根开放式环型管道进水管(4)和一根开放式环型管道回水管(7)，经底部管道弯头和顶部管道弯头的管道材料，串接为一种开放式环型管道结构(3)，设置于船舱高位水箱(2)内，涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机(5)设置于开放式环型管道进水管(4)的管道内，涵道式输水水泵(6)设置于开放式环型管道回水管(7)的管道内。

4.根据权利要求3所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：涵道式双磁路无铁芯潮汐发电机(5)设置于开放式环型管道进水管(4)的管道内。

5.根据权利要求3所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：涵道式输水水泵(6)设置于开放式环型管道回水管(7)的管道内。

6.根据权利要求5所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：涵道式输水水泵(6)，所述涵道式输水水泵(6)还包括：主轴(1001)，环形壳体(1003)，定子绕组承载件(1004)，定子绕组线圈(1005)，转子永磁铁(1006)，转子永磁铁承载件(1007)，环形壳体法兰安装螺栓(10010)，转子第一石墨轴承(10011)，石墨轴承环形安装套(10012)，转子导水叶片(10013)，转子第二石墨轴承(10015)；

所述转子第一石墨轴承(10011)套置于所述主轴(1001)上，所述转子第二石墨轴承(10015)套置于所述主轴(1001)上，所述石墨轴承环形安装套(10012)套置于所述转子第一石墨轴承(10011)以及所述转子第二石墨轴承(10015)的外壁上，所述转子导水叶片(10013)的内端，设置于所述石墨轴承环形安装套(10012)的外壁上，所述转子永磁铁环形承载件(1007)设置于所述转子导水叶片(10013)的外端；所述转子永磁铁(1006)由多个永磁铁组成，将多个永磁铁按照N极S极的顺序，设置于所述转子永磁铁环形承载件(1007)的外壁上；所述定子绕组承载件(1004)设置于所述环形壳体(1003)的内壁上，所述定子绕组线圈(1005)由多个线圈组成，经过高分子树脂的灌注，形成一个环形的定子绕组线圈结构，能够起到绝缘和防水作用，设置于所述定子绕组承载件(1004)的内壁上；所述环形壳体(1003)相当于传统水泵电机的外壳；所述环形壳体法兰安装螺栓(10010)设置于所述环形壳体(1003)的螺孔内，与所述开放式环型管道回水管(7)进行连接。

7.根据权利要求5所述的，一种远洋船舶移动式水下发电系统，其特征包括：涵道式输水水泵(6)，所述涵道式输水水泵(6)还包括：主轴(1001)，主轴第一固定环(1002)、环形壳体(1003)，主轴第二固定环(1008)，环形壳体第二固定件(1009)，环形壳体第二固定件(10016)；

所述环形壳体第一固定件(1009)包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于所述主轴第一固定环(1002)上，所述主轴第一固定环(1002)套置于所述主轴(1001)上，将四个固定件的另一端设置于所述环形壳体(1003)的内壁上，形成一个十字交叉的通透性结构；所述环形壳体第二固定件(10016)包括四个固定件，将四个固定件的一端设置于所述主轴第二固定环(1008)上，所述主轴第二固定环(1008)套置于所述主轴(1001)的另一端，所述环形壳体第二固定件(10016)的另一端，设置于所述环形壳体(1003)的内壁上，形成第二个十字交叉的通透性结构，相当于传统水泵电机两个封闭的端盖，由于所述涵道式输水水泵(6)的开放式通透性设计，能够使流经开放式环型管道结构3的水流，通过十字交叉的通透性结构，抽排到船舱高位水箱2的容器中。

Images