機(jī)械儲(chǔ)能船的制作方法
【專(zhuān)利摘要】該發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)械儲(chǔ)能船，該船充分利用風(fēng)能，將其儲(chǔ)存為機(jī)械能，需要時(shí)再將機(jī)械能釋放利用。該船通過(guò)在船舶上安裝風(fēng)葉輪裝置接收風(fēng)能，利用風(fēng)吹帶動(dòng)風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)離合器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)換分支器將能量傳遞給儲(chǔ)能器組儲(chǔ)存為機(jī)械能，儲(chǔ)能器組由多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成，當(dāng)需要釋放機(jī)械能時(shí)，儲(chǔ)能器組通過(guò)動(dòng)力集成器、變速器將能量傳遞給螺旋槳或發(fā)電機(jī)使用；對(duì)于大中型船舶可以將變速器輸出的動(dòng)力一分為二，分別連接螺旋槳和發(fā)電機(jī)；對(duì)于無(wú)需發(fā)電設(shè)備的小型船舶，可以只將變速箱連接螺旋槳。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械儲(chǔ)能船

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及新能源利用領(lǐng)域，屬于風(fēng)能利用船舶，具體地說(shuō)涉及到一種將風(fēng) 能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能儲(chǔ)存，并在需要的情況下將儲(chǔ)存的機(jī)械能釋放，轉(zhuǎn)換成螺旋槳或發(fā)電機(jī)所 需動(dòng)力的船舶。

【背景技術(shù)】
[0002] 在煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源大規(guī)模應(yīng)用的的過(guò)程中，釋放大量硫化物、二氧 化碳等物質(zhì)，不僅給我們生存的環(huán)境帶來(lái)污染，能源的利用率也比較低；常規(guī)能源需要不間 斷的提供燃料，相對(duì)常規(guī)能源來(lái)講，風(fēng)能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，海上風(fēng)能 資源更是優(yōu)于陸上風(fēng)能資源，可以說(shuō)海面是船舶利用風(fēng)能的最佳場(chǎng)所。將風(fēng)能利用機(jī)械儲(chǔ) 能設(shè)備儲(chǔ)存起來(lái)，在需要的情況下在將其釋放，轉(zhuǎn)化成螺旋槳或發(fā)電機(jī)所需動(dòng)力，為新能源 在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用提供新方案、新思路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 該發(fā)明主要針對(duì)風(fēng)能這一新能源在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用，為解決常規(guī)能源的消耗、污 染以及船舶能源使用的連續(xù)性，其提供一種可靠的、實(shí)用的解決方案。
[0004] 本發(fā)明主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：在船舶上安裝風(fēng)葉輪裝置接收風(fēng)能，利用風(fēng) 吹帶動(dòng)風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)離合器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)換分支器將能量傳遞 給儲(chǔ)能器組儲(chǔ)存為機(jī)械能，儲(chǔ)能器組由多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成，當(dāng)需要釋放機(jī)械能時(shí)，儲(chǔ)能器組 通過(guò)動(dòng)力集成器、變速器將能量傳遞給螺旋槳或發(fā)電機(jī)使用。其中離合器為摩擦式離合器， 主要通過(guò)離、合檔位操作控制整個(gè)裝置的能量傳遞；轉(zhuǎn)向器是將繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為繞 橫向軸的旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)換分支器可以通過(guò)檔位控制，調(diào)節(jié)能量輸送到儲(chǔ)能器組的哪個(gè)儲(chǔ)能單元； 動(dòng)力集成器可以通過(guò)檔位調(diào)節(jié)輸出能源的儲(chǔ)能單元及儲(chǔ)能單元的數(shù)目，并接收各儲(chǔ)能單元 的輸出能量將其合成后傳遞給變速器；變速器通過(guò)檔位變換調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速，并將其傳送到 螺旋槳或發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)變?yōu)榇八璧膭?dòng)力或電能。對(duì)于大中型船舶可以將變速器輸出的動(dòng) 力一分為二，分別連接螺旋槳和發(fā)電機(jī)；對(duì)于無(wú)需發(fā)電設(shè)備的小型船舶，可以只將變速箱連 接螺旋槳。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1是機(jī)械儲(chǔ)能船傳動(dòng)示意圖；
[0006] 圖2是儲(chǔ)能單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0007] 圖3是儲(chǔ)能單元A-A剖視圖。
[0008] 圖中：1_風(fēng)葉輪，2-護(hù)筒，3-傳動(dòng)軸，4-離合器操縱桿，5-離合器，6-轉(zhuǎn)向器，7-轉(zhuǎn) 換分支器，8-轉(zhuǎn)換分支器操縱桿，9-儲(chǔ)能器組，10-動(dòng)力集成器，11-動(dòng)力集成器操縱桿， 12-變速器，13-變速器操縱桿，14-萬(wàn)向節(jié)，15-螺旋軸，16-螺旋槳，17-船體，18-輸入軸， 19-輸入軸齒輪，20-儲(chǔ)能軸齒輪，21-儲(chǔ)能軸，22-儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，23-儲(chǔ)能調(diào)節(jié)螺栓，24-儲(chǔ)能軸 棘輪，25-輸出軸齒輪，26-輸出軸，27-儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)固定螺釘，28-儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)定向螺釘，29-儲(chǔ)能 單元?dú)んw，30-儲(chǔ)能發(fā)條，31-儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒，32-儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 該機(jī)械儲(chǔ)能船的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示，在船舶上安裝1風(fēng)葉輪裝置接收風(fēng)能，利 用風(fēng)吹帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，使1風(fēng)葉輪帶動(dòng)3傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，3傳動(dòng)軸位于甲板以上的部分有2護(hù)筒 保護(hù)，以確保3傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的安全；3傳動(dòng)軸與5離合器相連，5離合器為摩擦式離合器， 通過(guò)4離合器操縱桿的離、合檔位操作控制能量是否向下傳遞；當(dāng)5離合器處于"合"狀態(tài) 時(shí)，能量經(jīng)過(guò)6轉(zhuǎn)向器傳遞給7轉(zhuǎn)換分支器，6轉(zhuǎn)向器的作用是將傳動(dòng)軸繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換為繞橫向軸的旋轉(zhuǎn)；7轉(zhuǎn)換分支器可以通過(guò)8轉(zhuǎn)換分支器操縱桿的檔位控制，將能量傳遞 給9儲(chǔ)能器組的不同儲(chǔ)能單元，9儲(chǔ)能器組與10動(dòng)力集成器連接，10動(dòng)力集成器可以通過(guò) 11動(dòng)力集成器操縱桿的檔位調(diào)節(jié)，控制輸出能量的儲(chǔ)能單元及儲(chǔ)能單元數(shù)目，并將能量傳 遞給12變速器，12變速器可以通過(guò)13變速器操縱桿的檔位調(diào)節(jié)，控制輸出轉(zhuǎn)速，并將其通 過(guò)14萬(wàn)向節(jié)傳遞給15螺旋軸，15螺旋軸帶動(dòng)16螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生動(dòng)力推動(dòng)機(jī)械儲(chǔ)能 船前進(jìn)，或者將12變速器輸出的能量傳遞給發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換成機(jī)械儲(chǔ)能船所需的電能。
[0010] 該機(jī)械儲(chǔ)能船儲(chǔ)能單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示，18輸入軸接收來(lái)自7轉(zhuǎn)換分支器 傳遞過(guò)來(lái)的能量，并帶動(dòng)19輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，19輸入軸齒輪與20儲(chǔ)能軸齒輪嚙合，將能量 傳遞給21儲(chǔ)能軸，21儲(chǔ)能軸通過(guò)22儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)存能量；當(dāng)需要釋放能量時(shí)，22儲(chǔ)能機(jī)構(gòu) 帶動(dòng)21儲(chǔ)能軸旋轉(zhuǎn)，21儲(chǔ)能軸帶動(dòng)24儲(chǔ)能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，24儲(chǔ)能軸棘輪與25輸出軸齒輪嚙 合，將能量傳遞給26輸出軸輸出。
[〇〇11] 該儲(chǔ)能單元的22儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)A-A剖視圖如圖3所示，22儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)由21儲(chǔ)能軸、23 儲(chǔ)能調(diào)節(jié)螺栓、30儲(chǔ)能發(fā)條、31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒、32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)外箍等構(gòu)成；30儲(chǔ)能發(fā)條的一端 固定在21儲(chǔ)能軸上，另一端固定在31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒上；31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁是粗糙的， 32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁為摩擦片，且31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁與32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍 的內(nèi)壁相切；32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍通過(guò)27儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)固定螺釘固定在29儲(chǔ)能單元?dú)んw上， 并由28儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)定向螺釘定向，由23儲(chǔ)能調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其儲(chǔ)能預(yù)緊力大小，進(jìn)而使31儲(chǔ) 能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間產(chǎn)生不同的摩擦力，控制22儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能能力的高 低；當(dāng)22儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)開(kāi)始儲(chǔ)能時(shí)，21儲(chǔ)能軸帶動(dòng)30儲(chǔ)能發(fā)條旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)能，此時(shí)31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi) 筒相對(duì)32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍靜止，當(dāng)儲(chǔ)能一定時(shí)間后，21儲(chǔ)能軸、30儲(chǔ)能發(fā)條和31儲(chǔ)能機(jī) 構(gòu)內(nèi)筒就會(huì)一起相對(duì)32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍旋轉(zhuǎn)，此時(shí)說(shuō)明儲(chǔ)能完成；當(dāng)需要釋放儲(chǔ)存的能 量時(shí)，30儲(chǔ)能發(fā)條會(huì)迫使21儲(chǔ)能軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)24儲(chǔ)能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，24儲(chǔ)能軸棘輪與25 輸出軸齒輪嚙合使得26輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將能量輸出；在能量輸出的過(guò)程中，由于31儲(chǔ)能機(jī)構(gòu) 內(nèi)筒與32儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間存在摩擦力，兩者相對(duì)靜止。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械儲(chǔ)能船，其特征在于：在船舶上安裝風(fēng)葉輪裝置接收風(fēng)能，利用風(fēng)吹帶動(dòng) 其轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)葉輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)軸位于甲板以上的部分有護(hù)筒保護(hù)，以確保傳動(dòng)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的安全；傳動(dòng)軸與離合器相連，離合器為摩擦式離合器，通過(guò)離合器操縱桿的離、合 檔位操作控制能量是否向下傳遞；當(dāng)離合器處于"合"狀態(tài)時(shí)，能量經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向器傳遞給轉(zhuǎn)換 分支器；轉(zhuǎn)向器的作用是將傳動(dòng)軸繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為繞橫向軸的旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)換分支器可 以通過(guò)轉(zhuǎn)換分支器操縱桿的檔位控制，將能量傳遞給儲(chǔ)能器組的不同儲(chǔ)能單元，儲(chǔ)能器組 與動(dòng)力集成器連接，動(dòng)力集成器可以通過(guò)動(dòng)力集成器操縱桿的檔位調(diào)節(jié)，控制輸出能量的 儲(chǔ)能單元及儲(chǔ)能單元數(shù)目，并將能量傳遞給變速器；變速器可以通過(guò)變速器操縱桿的檔位 調(diào)節(jié)，控制輸出轉(zhuǎn)速，并將其通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳遞給螺旋軸，螺旋軸帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生 動(dòng)力推動(dòng)機(jī)械儲(chǔ)能船前進(jìn)，或者將變速器輸出的能量傳遞給發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換成機(jī)械儲(chǔ)能船所 需的電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是：儲(chǔ)能單元的輸入軸接收來(lái)自轉(zhuǎn)換分支器傳遞過(guò)來(lái) 的能量，并帶動(dòng)輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸齒輪與儲(chǔ)能軸齒輪嚙合，將能量傳遞給儲(chǔ)能軸，儲(chǔ) 能軸通過(guò)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)存能量；當(dāng)需要釋放能量時(shí)，儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)帶動(dòng)儲(chǔ)能軸旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)能軸帶動(dòng)儲(chǔ) 能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)能軸棘輪與輸出軸齒輪嚙合，將能量傳遞給輸出軸輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是：儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)由儲(chǔ)能軸、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)螺栓、儲(chǔ)能發(fā)條、儲(chǔ)能 機(jī)構(gòu)內(nèi)筒、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)外箍等構(gòu)成；儲(chǔ)能發(fā)條的一端固定在儲(chǔ)能軸上，另一端固定在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu) 內(nèi)筒上；儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁是粗糙的，儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁為摩擦片，且儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi) 筒的外壁與儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁相切；儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍通過(guò)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)固定螺釘固定 在儲(chǔ)能單元?dú)んw上，并由儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)定向螺釘定向，由儲(chǔ)能調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其儲(chǔ)能預(yù)緊力大小， 進(jìn)而使儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間產(chǎn)生不同的摩擦力，控制儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能能力的 高低；當(dāng)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)開(kāi)始儲(chǔ)能時(shí)，儲(chǔ)能軸帶動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)條旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)能，此時(shí)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒相對(duì)儲(chǔ)能 機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍靜止，當(dāng)儲(chǔ)能一定時(shí)間后，儲(chǔ)能軸、儲(chǔ)能發(fā)條和儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒就會(huì)一起相對(duì)儲(chǔ) 能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍旋轉(zhuǎn)，此時(shí)說(shuō)明儲(chǔ)能完成；當(dāng)需要釋放儲(chǔ)存的能量時(shí)，儲(chǔ)能發(fā)條會(huì)迫使儲(chǔ)能 軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)儲(chǔ)能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)能軸棘輪與輸出軸齒輪嚙合使得輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將能量 輸出；在能量輸出的過(guò)程中，由于儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間存在摩擦力，兩者相 對(duì)靜止。
【文檔編號(hào)】B63H13/00GK104097760SQ201310147935
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】劉曉, 楊衛(wèi)民, 李淑江, 單體坤 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)