專利名稱：推動(dòng)船只前進(jìn)的方法和船只的動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源及船只的動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種推動(dòng)船只前進(jìn)的方法和船只的動(dòng)力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，船只是以燃油(如煤油、柴油等)燃燒所產(chǎn)生的能量來作為動(dòng)力及電力來源的，即在船只上設(shè)置了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)從而推動(dòng)船只前進(jìn)。該技術(shù)的缺點(diǎn)在于，燃油的燃燒會(huì)嚴(yán)重污染海洋、湖泊等水體環(huán)境且產(chǎn)生很高的航運(yùn)成本，另外還面臨著因石油資源枯竭而不可持續(xù)發(fā)展的困境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種推動(dòng)船只前進(jìn)的方法和船只的動(dòng)力系統(tǒng)，無污染低能耗，具有可持續(xù)性。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種推動(dòng)船只前進(jìn)的方法，該方法包括步驟I :利用熱泵裝置將承載所述船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到所述船只內(nèi)設(shè)置的鍋爐中；步驟2 :該鍋爐內(nèi)的水在吸收上述熱量后所形成的蒸氣流推動(dòng)所述船只內(nèi)設(shè)置的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；步驟3 :所述汽輪機(jī)帶動(dòng)所述船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以推動(dòng)所述船只前進(jìn)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用熱泵裝置實(shí)現(xiàn)了將承載船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到鍋爐中的目的，鍋爐內(nèi)的水被該熱量轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵饬鳎迷撜魵饬骺梢酝苿?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)船只前進(jìn)。由此可見，本發(fā)明利用了水體(如海洋、湖水等)所蘊(yùn)藏的取之不盡的熱能作為船只前進(jìn)的動(dòng)力，該方法能夠做到無污染、低能耗以 及可持續(xù)發(fā)展。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)進(jìn)一步，所述步驟I中的熱泵裝置包括壓縮機(jī)；在所述步驟3中，隨時(shí)判斷所述汽輪機(jī)的輸出功率是否大于所述壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則由所述汽輪機(jī)直接帶動(dòng)所述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則用所述船只上設(shè)置的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)所述的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，在所述的船只上設(shè)有向所述電動(dòng)機(jī)供電的電池以及對所述電池充電的發(fā)電機(jī)在所述步驟3中，隨時(shí)判斷所述汽輪機(jī)的輸出功率是否大于所述壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則所述汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則所述汽輪機(jī)與所述發(fā)電機(jī)斷開連接。另外，本發(fā)明還提供了一種船只的動(dòng)力系統(tǒng)，該動(dòng)力系統(tǒng)包括熱泵裝置、鍋爐、汽輪機(jī)以及螺旋槳；其中，所述熱泵裝置包括冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器以及節(jié)流閥；所述蒸發(fā)器位于承載該船只的水體中，其工質(zhì)輸出端接所述壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)的輸出端連接所述冷凝器的工質(zhì)輸入端，所述冷凝器的工質(zhì)輸出端再通過所述節(jié)流閥連接所述蒸發(fā)器；所述冷凝器還與所述鍋爐導(dǎo)熱連接，所述鍋爐又通過蒸氣管道連接所述汽輪機(jī)，利用所述鍋爐輸送的蒸氣流帶動(dòng)所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述汽輪機(jī)動(dòng)力連接有所述螺旋槳，以帶動(dòng)所述螺旋槳旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，所述汽輪機(jī)還通過一號(hào)離合器與所述壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入端相連，以向所述壓縮機(jī)提供壓縮所需的輸入功率。進(jìn)一步，所述的壓縮機(jī)還連接有預(yù)先啟動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)，所述的電動(dòng)機(jī)通過一號(hào)開關(guān)連接有電池。 進(jìn)一步，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)開關(guān)與所述發(fā)電機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)與所述電池相連。進(jìn)一步，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)離合器與所述螺旋槳相連。進(jìn)一步，所述汽輪機(jī)通過一號(hào)變速箱與所述壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入端相連。進(jìn)一步，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)變速箱與所述螺旋槳相連。


圖I為本發(fā)明提供的推動(dòng)船只前進(jìn)的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明提供的船只的動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖I為本發(fā)明提供的推動(dòng)船只前進(jìn)的方法的流程圖。如圖I所示，該方法包括步驟I :利用熱泵裝置將承載船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到船只內(nèi)設(shè)置的鍋爐中。這里的水體指的是船只航行所在的水體，例如，如果船只在海水中航行，則這里的水體指的是海水，如果船只在湖泊中航行，則這里的水體指的是湖水，等等。熱泵裝置是一種從低溫?zé)嵩次鼰崴屯邷責(zé)嵩吹难h(huán)設(shè)備，其以消耗一部分低品位能源(如機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮艿?為補(bǔ)償，使熱量從低溫?zé)嵩?如本發(fā)明中的水體)向高溫?zé)嵩?如本發(fā)明中的鍋爐)傳遞。其工作原理是借助降低一定量的功的品位，提供品位較低而數(shù)量更多的能量。由于熱泵裝置能將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高溫?zé)崮埽岣吣茉吹挠行Ю寐?，因此可作為回收低溫余熱、利用環(huán)境介質(zhì)(如本發(fā)明中的水體、地下水、地表水、土壤和室外空氣等)中儲(chǔ)存的能量的重要途徑。熱泵裝置是一個(gè)循環(huán)工作的設(shè)備，其可以包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流閥，這樣，熱泵裝置的一個(gè)工作循環(huán)的實(shí)施例可包括下述的步驟101-104 步驟101 :低壓低溫的工質(zhì)(如氨氣、氟利昂等)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收水體的熱量而變?yōu)榈蛪撼氐墓べ|(zhì)。該步驟中，可將蒸發(fā)器設(shè)置于水體之中從而與水體保持直接接觸，這樣，蒸發(fā)器內(nèi)的低壓低溫(_40°C甚至更低)的工質(zhì)(如氨氣、氟利昂等)可直接吸收水體(常溫)的熱量從而達(dá)到升溫的目的。步驟102 :啟動(dòng)壓縮機(jī)，將低壓常溫的工質(zhì)壓縮為高壓高溫的工質(zhì)。熱泵裝置中的壓縮機(jī)是對工質(zhì)進(jìn)行壓縮，使工質(zhì)從低壓常溫狀態(tài)變?yōu)楦邏焊邷貭顟B(tài)的設(shè)備。工質(zhì)被壓縮后所能達(dá)到的壓力和溫度是與壓縮機(jī)的壓縮比有關(guān)的，而壓縮比是可控的，因而該步驟中工質(zhì)所能達(dá)到的壓力和溫度也是可控的，這有利于根據(jù)水體的溫度、工質(zhì)的種類等因素來調(diào)節(jié)工質(zhì)被壓縮后的壓力和溫度。步驟103 :高壓高溫的工質(zhì)向鍋爐中的水釋放熱量，使水變?yōu)楦邏焊邷氐恼魵饬?，自?即工質(zhì))失去熱量而變?yōu)楦邏旱蜏氐墓べ|(zhì)。步驟102所得到的高壓高溫的工質(zhì)可以向鍋爐內(nèi)溫度較低的水釋放熱量，從而使水氣化為水蒸氣，這些水蒸氣可形成蒸氣流來推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽輪機(jī)向外輸出功率，而釋放了熱量的高壓高溫的工質(zhì)則降溫變?yōu)楦邏旱蜏氐墓べ|(zhì)。 蒸氣流推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而失去能量后，自身降溫為水，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，降溫后得到的這些水應(yīng)被循環(huán)利用，即本發(fā)明把這些降溫得到的水輸送回高壓高溫的工質(zhì)釋放熱量的位置(如鍋爐中)，從而重新將其變?yōu)楦邏焊邷氐恼魵饬鱽硗苿?dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。步驟104 :將高壓低溫的工質(zhì)降壓為低壓低溫的工質(zhì)，并輸送到蒸發(fā)器中。該步驟中，將高壓低溫的工質(zhì)降壓為低壓低溫的工質(zhì)的方法可以為利用節(jié)流閥來對高壓低溫的工質(zhì)進(jìn)行降壓，從而將工質(zhì)由高壓低溫狀態(tài)變?yōu)榈蛪旱蜏貭顟B(tài)。低壓低溫狀態(tài)的工質(zhì)被輸送到蒸發(fā)器中，可以循環(huán)進(jìn)行步驟101-104所述的工質(zhì)吸熱、壓縮工質(zhì)、工質(zhì)放熱、工質(zhì)降壓的過程，使工質(zhì)被循環(huán)利用，從而源源不斷地將水體的熱量吸收到鍋爐中，以產(chǎn)生蒸氣流來推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步驟2 :該鍋爐內(nèi)的水在吸收上述熱量后所形成的蒸氣流推動(dòng)船只內(nèi)設(shè)置的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。鍋爐內(nèi)的水吸收了熱泵裝置從水體轉(zhuǎn)移來的熱量，即蒸發(fā)為水蒸氣，可將這些水蒸氣沿蒸氣管道輸送到汽輪機(jī)中，從而向汽輪機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)所需的動(dòng)力。蒸氣流在推動(dòng)船只內(nèi)設(shè)置的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而失去能量后變?yōu)橐簯B(tài)的水，本發(fā)明可將其輸送到鍋爐內(nèi)，進(jìn)而吸熱變?yōu)樗魵?，循環(huán)進(jìn)行本步驟。步驟3 :汽輪機(jī)帶動(dòng)船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以推動(dòng)船只前進(jìn)。汽輪機(jī)可與螺旋槳通過傳動(dòng)軸連接，這樣，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)即可帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)就提供了推動(dòng)船只前進(jìn)的動(dòng)力。由此可見，本發(fā)明利用熱泵裝置實(shí)現(xiàn)了將承載船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到鍋爐中的目的，鍋爐內(nèi)的水被該熱量轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵饬?，利用該蒸氣流可以推?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)船只前進(jìn)。由此可見，本發(fā)明利用了水體(如海水、湖水等)所蘊(yùn)藏的取之不盡的熱能作為船只前進(jìn)的動(dòng)力，該方法能夠做到無污染、低能耗以及可持續(xù)發(fā)展。如步驟I所述，熱泵裝置可包括壓縮機(jī)，而壓縮機(jī)需要啟動(dòng)才能工作，這里的啟動(dòng)意味著需要向壓縮機(jī)提供一定的初始能量，其能量來源可為電動(dòng)機(jī)和電池，因而在船只上設(shè)有向電動(dòng)機(jī)供電的電池以及對電池充電的發(fā)電機(jī)，這可使壓縮機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。熱泵裝置在向汽輪機(jī)提供能量之后，汽輪機(jī)的輸出功率逐漸增大，在步驟3中，可隨時(shí)判斷汽輪機(jī)的輸出功率是否大于壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則可由汽輪機(jī)直接帶動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則繼續(xù)用船只上設(shè)置的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在步驟3中，可隨時(shí)判斷汽輪機(jī)的輸出功率是否大于壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)斷開連接，這樣，汽輪機(jī)即不向發(fā)電機(jī)提供發(fā)電所需的能量?？梢?，本發(fā)明中，汽輪機(jī)的功能除了帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)以推動(dòng)船只前進(jìn)之外，還可以用于帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來發(fā)電，因而本發(fā)明還可以用作發(fā)電，從而解決在水體(如海水、湖水等)中航行的船只的電力供應(yīng)問題。發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能的用途是多方面的，可以用作對電池的充電，也可以用作對船只其他設(shè)備的供電。在步驟3中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的能量可提供給螺旋槳以帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，作為船只前進(jìn)的動(dòng)力，還可以作為發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量來源，此外，汽輪機(jī)還可以直接帶動(dòng)熱泵裝置中的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而解決壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮的能量來源問題，這也意味著本發(fā)明將水體的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)的動(dòng)能之后，這些動(dòng)能中的一部分可提供給壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮使用，從而在不使用燃油的情況下，使熱泵裝置不間斷地循環(huán)運(yùn)行。汽輪機(jī)在剛啟動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動(dòng)力是有限的，因而其將動(dòng)力提供給壓縮機(jī)和螺旋槳的次序也可以預(yù)先設(shè)定，較佳的實(shí)施例為先將汽輪機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力反饋提供給壓縮 機(jī)工作使用，此時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)即可停止工作，從而保證能量可從水體源源不斷地吸收到鍋爐中，在汽輪機(jī)的功率足夠大(大于壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率)時(shí)，汽輪機(jī)可將多余的動(dòng)力提供給螺旋槳旋轉(zhuǎn)使用，當(dāng)然，還可以供給發(fā)電機(jī)來發(fā)電。可見，在汽輪機(jī)的輸出功率大于壓縮機(jī)所需的輸入功率時(shí)，汽輪機(jī)的輸出功率優(yōu)先用于供給壓縮機(jī)的壓縮需求，而將多余的輸出功率提供給螺旋槳旋轉(zhuǎn)或發(fā)電機(jī)，從而推動(dòng)船只航行或發(fā)電。本發(fā)明還提出了一種船只的動(dòng)力系統(tǒng)，該船只在海洋、湖泊等水域航行，則承載該船只的海水、湖水等即為本發(fā)明所述的水體，該動(dòng)力系統(tǒng)就是依靠這些水體中所蘊(yùn)藏的熱量來推動(dòng)船只航行的。圖2為該動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該動(dòng)力系統(tǒng)包括鍋爐201、冷凝器202、壓縮機(jī)203、蒸發(fā)器204、節(jié)流閥205、汽輪機(jī)206和螺旋槳209，其中的冷凝器202、壓縮機(jī)203、蒸發(fā)器204和節(jié)流閥205構(gòu)成了一組可循環(huán)工作的熱泵裝置。蒸發(fā)器204位于承載該船只的水體中，其可與水體直接接觸，在船只的航行過程中，蒸發(fā)器204作為熱交換裝置，其內(nèi)部的低壓低溫(_40°C甚至更低)的工質(zhì)(如氨氣、氟利昂等)可源源不斷地吸收水體的熱量，從而變?yōu)榈蛪撼氐墓べ|(zhì)。同時(shí)，由于流動(dòng)的水體熱傳遞性能極佳，因而該吸收熱量的過程又是充分且高效的。如圖2所示，蒸發(fā)器204的工質(zhì)輸出端接壓縮機(jī)203，本發(fā)明中的壓縮機(jī)203是對工質(zhì)進(jìn)行壓縮的設(shè)備，其將工質(zhì)由低壓常溫狀態(tài)通過壓縮變?yōu)楦邏焊邷貭顟B(tài)。壓縮機(jī)203的輸出端連接冷凝器202的工質(zhì)輸入端，而冷凝器202的工質(zhì)輸出端通過節(jié)流閥205連接蒸發(fā)器204。鍋爐201的內(nèi)部裝有水，冷凝器202位于該鍋爐201的內(nèi)部，從而與鍋爐201導(dǎo)熱連接。這樣，冷凝器202作為熱交換裝置，其利用內(nèi)部高壓高溫的工質(zhì)所提供的熱量將鍋爐201內(nèi)的水變?yōu)楦邏焊邷氐乃魵狻ｅ仩t201通過蒸氣管道217連接汽輪機(jī)206，鍋爐201內(nèi)部的水在吸收熱量后變成的水蒸氣可沿該蒸氣管道217形成蒸氣流，這樣，鍋爐201輸送的該蒸氣流可帶動(dòng)汽輪機(jī)206轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力，失去能量后的蒸氣流變?yōu)樗?，處理這些水的較佳實(shí)施例為，通過圖2中的管道218將其輸送回鍋爐201，從而實(shí)現(xiàn)水的重復(fù)利用。
可見，在圖2中，蒸發(fā)器204、壓縮機(jī)203、冷凝器202、節(jié)流閥205所構(gòu)成熱泵裝置實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換，工質(zhì)在其中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程為低壓低溫的工質(zhì)(如氨氣、氟利昂等可用于熱交換的物質(zhì))在蒸發(fā)器204內(nèi)吸收水體的熱量而變?yōu)榈蛪撼氐墓べ|(zhì)；壓縮機(jī)203在啟動(dòng)后，將蒸發(fā)器204送來的低壓常溫的工質(zhì)壓縮為高壓高溫的工質(zhì)；由壓縮機(jī)203輸送到冷凝器202的高壓高溫的工質(zhì)向鍋爐201內(nèi)的水釋放熱量，使鍋爐201內(nèi)的水吸熱變?yōu)楦邏焊邷氐恼魵饬鞫苿?dòng)鍋爐201所連的汽輪機(jī)206轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，冷凝器202內(nèi)高壓高溫的工質(zhì)因失去熱量而變?yōu)楦邏旱蜏氐墓べ|(zhì)，這些高壓低溫的工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流閥205而降壓為低壓低溫的工質(zhì)，并被輸送到蒸發(fā)器204中，從而進(jìn)入狀態(tài)轉(zhuǎn)換的下一個(gè)循環(huán)過程。本發(fā)明中的汽輪機(jī)206與螺旋槳209相連，以帶動(dòng)螺旋槳209旋轉(zhuǎn)，該連接關(guān)系為動(dòng)力連接，即汽輪機(jī)206向螺旋槳209提供旋轉(zhuǎn)所需的動(dòng)力。如圖2所示，汽輪機(jī)206通過傳動(dòng)軸210與螺旋槳209相連，從而向其提供動(dòng)力。此外，汽輪機(jī)206還可通過傳動(dòng)軸216與壓縮機(jī)203的動(dòng)力輸入端相連，以直接帶動(dòng)壓縮機(jī)203運(yùn)轉(zhuǎn)，從而向其提供壓縮所需的輸入功率。
這里，傳動(dòng)軸216和傳動(dòng)軸210可為同一傳動(dòng)軸，也可為不同的傳動(dòng)軸。在鍋爐201通過蒸氣管道217送來的高壓高溫的蒸氣流的推動(dòng)下，汽輪機(jī)206可向壓縮機(jī)203提供其進(jìn)行壓縮所需的輸入功率，還可以帶動(dòng)船只的螺旋槳209旋轉(zhuǎn)，從而為船只的前進(jìn)提供動(dòng)力。在圖2實(shí)施例中，高壓高溫的蒸氣流因推動(dòng)汽輪機(jī)206轉(zhuǎn)動(dòng)做功而失去能量，變?yōu)橐簯B(tài)的水，這些液態(tài)的水經(jīng)過圖2中的管道218輸送回鍋爐201，從而重新吸收冷凝器202內(nèi)高壓高溫的工質(zhì)的熱量，再一次變?yōu)楦邏焊邷氐恼魵饬鞫ㄟ^管道217到達(dá)汽輪機(jī)206，進(jìn)而推動(dòng)汽輪機(jī)206轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，該動(dòng)力系統(tǒng)還包括電動(dòng)機(jī)211、電池213和發(fā)電機(jī)215。其中的電動(dòng)機(jī)211與壓縮機(jī)203具有動(dòng)力連接，從而向壓縮機(jī)203提供預(yù)先啟動(dòng)所需的動(dòng)力，這意味著本發(fā)明是利用電動(dòng)機(jī)211來啟動(dòng)壓縮機(jī)203，從而開始熱泵裝置的循環(huán)工作的。在該電動(dòng)機(jī)211的帶動(dòng)下，壓縮機(jī)203啟動(dòng)而對蒸發(fā)器204送來的低壓常溫的工質(zhì)進(jìn)行壓縮而做功。而且，電動(dòng)機(jī)211還可以在汽輪機(jī)206的輸出功率小于或等于壓縮機(jī)203壓縮所需的輸入功率的情況下，向壓縮機(jī)203提供壓縮所需的輸入功率。可見，本發(fā)明中，壓縮機(jī)203進(jìn)行壓縮的最初能量來源為電動(dòng)機(jī)211提供的動(dòng)力。 電動(dòng)機(jī)211的運(yùn)行離不開電力的輸入，如圖2所示，電池213與電動(dòng)機(jī)211具有供電連接關(guān)系，從而向電動(dòng)機(jī)211供電。并且，在圖2實(shí)施例中，該電池213通過一號(hào)開關(guān)212與電動(dòng)機(jī)211相連，從而在開關(guān)212閉合的情況下對電動(dòng)機(jī)211供電，使其運(yùn)行從而啟動(dòng)壓縮機(jī)203，當(dāng)然，在一號(hào)開關(guān)212處于打開狀態(tài)時(shí)，電池213就不能對電動(dòng)機(jī)211供電，電動(dòng)機(jī)211也就不向壓縮機(jī)203提供壓縮的動(dòng)力了?？梢姡靡惶?hào)開關(guān)212，本發(fā)明可控制電動(dòng)機(jī)211的運(yùn)行，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)211向壓縮機(jī)203提供動(dòng)力，這樣，在該動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的初始階段，可閉合一號(hào)開關(guān)212以使電池213對電動(dòng)機(jī)211供電，從而啟動(dòng)壓縮機(jī)203的運(yùn)行，在上述的蒸發(fā)氣204、壓縮機(jī)203、冷凝器202以及節(jié)流閥205所構(gòu)成的工質(zhì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換循環(huán)通路完全運(yùn)行起來后，汽輪機(jī)206能產(chǎn)生足夠多的輸出功率反饋提供給壓縮機(jī)203使用，則打開一號(hào)開關(guān)212，斷開電池213對電動(dòng)機(jī)211的供電通路，電動(dòng)機(jī)211即不再向壓縮機(jī)203提供動(dòng)力了。圖2中的電池213優(yōu)先選用可以充電的電池，這樣，將發(fā)電機(jī)215與該電池213相連，發(fā)電機(jī)215所產(chǎn)生的電能就可以向電池213充電。進(jìn)一步，汽輪機(jī)206還與發(fā)電機(jī)215相連，從而可以向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力，供其產(chǎn)生電能。為了使汽輪機(jī)206向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力變得可控，如圖2所示，汽輪機(jī)206可通過二號(hào)開關(guān)214與發(fā)電機(jī)215相連，這樣，在二號(hào)開關(guān)214處于閉合狀態(tài)時(shí),汽輪機(jī)206就可以向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力以產(chǎn)生電能，在二號(hào)開關(guān)214處于打開狀態(tài)時(shí),汽輪機(jī)206就不向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力了。利用二號(hào)開關(guān)214,本發(fā)明可在汽輪機(jī)206的輸出功率足夠大(大于壓縮機(jī)203進(jìn)行壓縮所需的輸入功率)時(shí)，使二號(hào)開關(guān)214由打開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，從而向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力，使其產(chǎn)生電能以對電池213充電。在具體的實(shí)現(xiàn)上，汽輪機(jī)206可與發(fā)電機(jī)215中的磁芯共軸，將二號(hào)開關(guān)214 設(shè)置在發(fā)電機(jī)215的線圈上，這樣，在汽輪機(jī)206旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)215的磁芯即可與其共軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)二號(hào)開關(guān)214處于閉合狀態(tài)時(shí)，線圈中即因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而向電池213充電，而在二號(hào)開關(guān)214處于打開狀態(tài)時(shí)，線圈處于斷開狀態(tài)，雖然發(fā)電機(jī)215的磁芯也 與汽輪機(jī)206共軸旋轉(zhuǎn)，但線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，發(fā)電機(jī)215也就不會(huì)向電池213充電。本發(fā)明中，還可以在傳動(dòng)軸216上設(shè)置一號(hào)離合器207，使汽輪機(jī)206通過該一號(hào)離合器207與壓縮機(jī)203的動(dòng)力輸入端相連,這樣就可以利用一號(hào)離合器207來控制汽輪機(jī)206向壓縮機(jī)203輸出功率的大小了。同樣,還可以在傳動(dòng)軸210上設(shè)置二號(hào)離合器208,使汽輪機(jī)206通過二號(hào)離合器208與螺旋槳209相連從而利用二號(hào)離合器208來控制汽輪機(jī)206向螺旋槳209輸出功率的大小。此外，汽輪機(jī)206還可以通過一號(hào)變速箱與壓縮機(jī)203的動(dòng)力輸入端相連，從而可利用一號(hào)變速箱來調(diào)節(jié)輸出到壓縮機(jī)203的功率大小。同樣，汽輪機(jī)206也可以通過二號(hào)變速箱與螺旋槳209相連，進(jìn)一步控制輸出到螺旋槳209的功率的大小。在汽輪機(jī)206不向螺旋槳209輸出功率時(shí)(例如在船只停泊的情況下)，可隨時(shí)向發(fā)電機(jī)215提供動(dòng)力來發(fā)電，從而使電池得以充電而儲(chǔ)存能量。此時(shí)，整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)可看作一個(gè)可在水體里移動(dòng)的發(fā)電裝置。電動(dòng)機(jī)211作為一種可向外輸出功率的設(shè)備，在某些特殊情況下，例如在汽輪機(jī)206損壞時(shí)或船只剛剛啟動(dòng)時(shí)，本發(fā)明中的電動(dòng)機(jī)211也可以作應(yīng)急、直接地向螺旋槳提供動(dòng)力，以帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，從而更加迅速地推動(dòng)船只前進(jìn)。此外，可用集成的方式將本發(fā)明中的節(jié)流閥205、冷凝器202、鍋爐201、汽輪機(jī)206、壓縮機(jī)207、一號(hào)離合器207、二號(hào)離合器208、電動(dòng)機(jī)211、發(fā)電機(jī)215、二號(hào)開關(guān)214、傳動(dòng)軸216以及傳動(dòng)軸210設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)該動(dòng)力系統(tǒng)的小型化與集成化，盡量減少動(dòng)力系統(tǒng)在船只中所占的體積，降低能耗。由此可見，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明利用熱泵裝置實(shí)現(xiàn)了將承載船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到鍋爐中的目的，鍋爐內(nèi)的水被該熱量轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵饬?，利用該蒸氣流可以推?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)船只前進(jìn)。由此可見，本發(fā)明利用了水體(如海水、湖水等)所蘊(yùn)藏的取之不盡的熱能作為船只前進(jìn)的動(dòng)力，該方法能夠做到無污染、低能耗以及可持續(xù)發(fā)展。(2)本發(fā)明中的汽輪機(jī)還可向熱泵裝置中的壓縮機(jī)提供壓縮所需的動(dòng)力，并向發(fā)電機(jī)提供發(fā)電所需的能量，這進(jìn)一步擴(kuò)大了從水體吸收的能量的應(yīng)用范圍，使本發(fā)明在不消耗燃油的情況下，推動(dòng)船只不間斷前進(jìn)。(3)本發(fā)明中的蒸發(fā)器設(shè)置于船底或螺旋槳旁邊，從而使其可與流動(dòng)的水體直接接觸，因而本發(fā)明極大提高了蒸發(fā)器的熱交換效率。(4)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，安裝和操作都很方便，能量來源為水體(如湖水、海水等)的熱量，而水體的熱能直接來自太陽能，因而推動(dòng)船只航行的能源成本極低，且無需考慮石油等化石能源的枯竭難題。(5)本發(fā)明中，在汽輪機(jī)不向螺旋槳輸出功率時(shí)(例如船只停泊時(shí))，可隨時(shí)向發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力發(fā)電，從而向電池充電以儲(chǔ)存能量。此時(shí)這個(gè)系統(tǒng)也可看作一個(gè)在水里可移動(dòng)的發(fā)電裝置。當(dāng)然也可以在江河等流動(dòng)性較大的水體中建造永久性的水熱能發(fā)電站。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種推動(dòng)船只前進(jìn)的方法，其特征在于，該方法包括 步驟I:利用熱泵裝置將承載所述船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到所述船只內(nèi)設(shè)置的鍋爐中 步驟2 :該鍋爐內(nèi)的水在吸收上述熱量后所形成的蒸氣流推動(dòng)所述船只內(nèi)設(shè)置的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)； 步驟3 :所述汽輪機(jī)帶動(dòng)所述船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以推動(dòng)所述船只前進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟I中的熱泵裝置包括壓縮機(jī) 在所述步驟3中，隨時(shí)判斷所述汽輪機(jī)的輸出功率是否大于所述壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則由所述汽輪機(jī)直接帶動(dòng)所述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則用所述船只上設(shè)置 的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)所述的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述的船只上設(shè)有向所述電動(dòng)機(jī)供電的電池以及對所述電池充電的發(fā)電機(jī)； 在所述步驟3中，隨時(shí)判斷所述汽輪機(jī)的輸出功率是否大于所述壓縮機(jī)壓縮所需的輸入功率，若為是，則所述汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，若為否，則所述汽輪機(jī)與所述發(fā)電機(jī)斷開連接。
4.一種船只的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，該動(dòng)力系統(tǒng)包括熱泵裝置、鍋爐、汽輪機(jī)以及螺旋槳；其中，所述熱泵裝置包括冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器以及節(jié)流閥； 所述蒸發(fā)器位于承載該船只的水體中，其工質(zhì)輸出端接所述壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)的輸出端連接所述冷凝器的工質(zhì)輸入端，所述冷凝器的工質(zhì)輸出端再通過所述節(jié)流閥連接所述蒸發(fā)器； 所述冷凝器還與所述鍋爐導(dǎo)熱連接，所述鍋爐又通過蒸氣管道連接所述汽輪機(jī)，利用所述鍋爐輸送的蒸氣流帶動(dòng)所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述汽輪機(jī)動(dòng)力連接有所述螺旋槳，以帶動(dòng)所述螺旋槳旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)還通過一號(hào)離合器與所述壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入端相連，以直接帶動(dòng)所述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓縮機(jī)還連接有預(yù)先啟動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)，所述的電動(dòng)機(jī)通過一號(hào)開關(guān)連接有電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)開關(guān)與所述發(fā)電機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)與所述電池相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一權(quán)利要求所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)離合器與所述螺旋槳相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一權(quán)利要求所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)通過一號(hào)變速箱與所述壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一權(quán)利要求所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)通過二號(hào)變速箱與所述螺旋槳相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種推動(dòng)船只前進(jìn)的方法和船只的動(dòng)力系統(tǒng)。該方法包括步驟1.利用熱泵裝置將承載所述船只的水體中的熱量轉(zhuǎn)移到所述船只內(nèi)設(shè)置的鍋爐中；步驟2.該鍋爐內(nèi)的水在吸收上述熱量后所形成的蒸氣流推動(dòng)所述船只內(nèi)設(shè)置的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；步驟3.所述汽輪機(jī)帶動(dòng)所述船只的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以推動(dòng)所述船只前進(jìn)。本發(fā)明可大量吸收水體中的熱能，將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)船只前進(jìn)，使船只不用攜帶任何燃料即可進(jìn)行遠(yuǎn)洋航行，且航運(yùn)成本極低，同時(shí)，轉(zhuǎn)化得到的動(dòng)能還可以提供給壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)使用，從而大大降低船只動(dòng)力系統(tǒng)對環(huán)境的污染，具有可持續(xù)性。
文檔編號(hào)B63H21/08GK102785774SQ20111028211
公開日2012年11月21日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者顏維直 申請人:顏維直