專利名稱：游動式風(fēng)力發(fā)電船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電裝置，應(yīng)用于能在海洋上的強風(fēng)狀態(tài)下利用風(fēng)帆的推力使船一邊航行一邊發(fā)電的航船，特別是涉及游動式風(fēng)力發(fā)電船。
背景技術(shù)：
根據(jù)查新現(xiàn)有的一切風(fēng)力發(fā)電的資料及實際了解，現(xiàn)行風(fēng)力發(fā)電全是采用旋漿式水平軸結(jié)構(gòu)形式，因葉片之間空隙空間太大，漏掉了很大面積有相當(dāng)能量的風(fēng)力。船上空間有限，旋漿式遠(yuǎn)不如風(fēng)帆形式效率高，并因現(xiàn)行旋漿式的塔架(立柱)都是嵌入地基中，如果大風(fēng)不來，小風(fēng)和無風(fēng)占據(jù)一定時間，因此效率低，塔架太重，重心偏高，容易傾復(fù)，無法安裝在船上。也有如中國專利公告號為CN201255074Y的發(fā)電船，其采用的是通過水輪轉(zhuǎn)動來帶動發(fā)電機(jī)的方式實現(xiàn)發(fā)電目的，這種發(fā)電船只適應(yīng)于河流上的發(fā)電，不能用于海洋的大風(fēng)條件下的發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供采用一種游動式上下層分開用立柱連接的小水線面風(fēng)力發(fā)電船的發(fā)電裝置，根據(jù)申請的氣象導(dǎo)航并借助衛(wèi)星定位所給定的風(fēng)力可持久和適當(dāng)風(fēng)力強度的安全區(qū)域，進(jìn)行可游動式風(fēng)力發(fā)電，即利用安裝在船體上的大面積的風(fēng)帆所承受風(fēng)的推力，使船達(dá)到一定的航速和慣性動力，從而使水中與船連接并同步運行的水輪機(jī)被波浪之下極低速或靜止的水體驅(qū)動，通過水輪機(jī)轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案，游動式風(fēng)力發(fā)電船，一個小水線面雙體船結(jié)構(gòu)平臺船體，其平臺甲板上安裝有風(fēng)帆，平臺船體的下部通過左、右各兩個立柱分別與水下船體連接，在水下船體的前后段內(nèi)均設(shè)置有發(fā)電裝置艙，水下船體截面為圓形或橢圓形的筒體，水下船體沿行駛方向前端頭部裝有導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩呈喇叭狀，其小口端與水輪機(jī)轉(zhuǎn)葉中轂轉(zhuǎn)動連接，大口端與水下船體頭部連接，在船尾部則是與后方托架相聯(lián)接；發(fā)電裝置艙的前后段從聯(lián)軸節(jié)向內(nèi)通過軸依順連接有離合器、變速器、發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過電纜依順與變電裝置、蓄電池連接；水下船體的前后段外裝有連接衍架，連接衍架內(nèi)裝有導(dǎo)流喇叭筒及水輪機(jī)，導(dǎo)流喇叭筒的小口端與水輪機(jī)進(jìn)出水口對位連接，導(dǎo)流喇叭筒大口端與連接衍架連接；水輪機(jī)的傳動軸通過水輪機(jī)安裝的托架固定于連接衍架內(nèi)，水輪機(jī)的殼體外緣通過支撐連接桿固定于連接衍架內(nèi)，傳動軸通過聯(lián)軸節(jié)與離合器的軸連接；水下船體后段外錐體殼上通過錐體支撐桿固定連接衍架，連接衍架內(nèi)向行駛方向的導(dǎo)流喇叭筒的大口端向外延伸設(shè)有扇形錐板，扇形錐板外圍設(shè)有欄魚柵。所述連接衍架由縱向衍桿、橫向衍桿和斜衍桿焊接而成圓形或橢圓形的籠狀結(jié)構(gòu)。所述水輪機(jī)在無風(fēng)狀態(tài)下可作為推進(jìn)器使用。本發(fā)明的優(yōu)點是，船體采用雙層連體式結(jié)構(gòu)，水下部分為兩并列的發(fā)電裝置艙，平穩(wěn)安全；并且船體航行時慣性很大，不會因風(fēng)向、風(fēng)速的突然改變而使水輪機(jī)轉(zhuǎn)速突然改變，易于調(diào)整電壓，易于調(diào)速和變頻，能在廣泛的海域獲取大量風(fēng)能資源，充分選擇強而持久并很安全的海上風(fēng)區(qū)一邊航行一邊發(fā)電。


圖1是本發(fā)明游動式風(fēng)力發(fā)電船的主視圖。圖2是圖1的B向示意圖。圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2的A向內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中C一C向結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖4中D— D向結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6中K向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、水輪機(jī)，101、水輪機(jī)轉(zhuǎn)葉中轂，2、托架，3、導(dǎo)流罩，4、導(dǎo)流喇叭筒，5、聯(lián)軸節(jié)，6、傳動軸，7、離合器，8、連接衍架，81、縱向衍桿，82、橫向衍桿，83、斜衍桿，9、變速器， 10、發(fā)電機(jī)，11、變電裝置，12、蓄電池，13、扇形錐板，14、欄魚柵，15、立柱，16、平臺船體，17、 風(fēng)帆，18、發(fā)電裝置艙，19、水下船體，20、錐體支撐桿，21、支撐連接桿。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，參見圖1一7，游動式風(fēng)力發(fā)電船，一個小水線面雙體船結(jié)構(gòu)平臺船體16，其平臺甲板上安裝有風(fēng)帆17，平臺船體16的下部通過左、右各兩個立柱15分別與水下船體19連接，在水下船體19的前后段內(nèi)均設(shè)置有發(fā)電裝置艙18，水下船體19截面為圓形或橢圓形的筒體，水下船體19沿行駛方向前端頭部裝有導(dǎo)流罩3，導(dǎo)流罩3呈喇叭狀，其小口端與水輪機(jī)轉(zhuǎn)葉中轂101屬轉(zhuǎn)動連接，用以抵檔葉輪軸向巨大推力，大口端與水下船體19頭部連接，在船尾部則是與后方托架2相聯(lián)接；發(fā)電裝置艙18的前后段從聯(lián)軸節(jié)5向內(nèi)通過軸依順連接有離合器7、變速器9、發(fā)電機(jī)10，發(fā)電機(jī) 10通過電纜依順與變電裝置11、蓄電池12連接；水下船體19的前后段外裝有連接衍架8， 連接衍架8內(nèi)裝有導(dǎo)流喇叭筒4及水輪機(jī)1，導(dǎo)流喇叭筒4的小口端與水輪機(jī)1進(jìn)出水口對位連接，導(dǎo)流喇叭筒4大口端與連接衍架8連接；水輪機(jī)1的傳動軸6通過水輪機(jī)1安裝的托架2固定于連接衍架8內(nèi)，水輪機(jī)1的殼體外緣通過不同方向的支撐連接桿21固定于連接衍架8內(nèi)，傳動軸6通過聯(lián)軸節(jié)5與離合器7的軸連接；水下船體19后段外錐體殼上通過錐體支撐桿20固定連接衍架8，連接衍架8內(nèi)向行駛方向的導(dǎo)流喇叭筒4的大口端向外延伸設(shè)有扇形錐板13，扇形錐板13外圍設(shè)有欄魚柵14。其攔魚柵14的骨架用于扇形錐板大口邊與連接衍架8的定位張度連接，所述連接衍架8由縱向衍桿81、橫向衍桿82和斜衍桿83焊接而成圓形或橢圓形的籠狀結(jié)構(gòu)。所述水輪機(jī)1在無風(fēng)狀態(tài)下可作為推進(jìn)器使用。水下船體19前后端從圓形或橢圓形截面小端面中心，將此連接段錐體的中心軸線向內(nèi)和向上平行移動0. 5-1. 0M，其向外延伸為圓錐形或橢圓錐形縮小，圓錐或橢圓錐小端與半球或橢圓半球連接，中部輪廓為圓筒或橢圓筒狀的，連接衍架8根部張開角度與船錐體角一致，連接衍架8縱向衍桿81布局應(yīng)與船錐體內(nèi)縱梁布局一致，并與其貼緊進(jìn)行螺栓或鉚栓連接，縫隙用電焊堆滿，并用U形扣板加焊牢固。實施例游動式風(fēng)力發(fā)電船，參見圖1至圖4，一個小水線面雙體船結(jié)構(gòu)平臺船體 16，其平臺甲板上安裝有風(fēng)帆17，平臺船體16的下部有左、右各兩個立柱15，并分別與水下船體19連接。參見圖3、圖4和圖5，在水下船體19的前段和后段內(nèi)，均設(shè)置有發(fā)電裝置艙 18，水下船體19截面為圓形或橢圓形的筒體，也可以為其它筒狀，水下船體19兩端頭中心設(shè)有軸孔，其內(nèi)為發(fā)電裝置艙18，發(fā)電裝置艙18的前后段從聯(lián)軸節(jié)5向內(nèi)通過軸依順連接有離合器7、變速器9、發(fā)電機(jī)10，發(fā)電機(jī)10通過電纜依順與變電裝置11、蓄電池12連接； 水下船體19前后端外通過固定連接方式固定安裝有連接衍架8，連接衍架8內(nèi)裝有導(dǎo)流喇叭筒4及水輪機(jī)1，導(dǎo)流喇叭筒4小口端與水輪機(jī)1固定連接，其大口端與連接衍架8固定連接，水輪機(jī)1殼體外固定安裝有支撐連接桿21，導(dǎo)流喇叭筒4進(jìn)水口處固定裝有欄魚柵 14，水輪機(jī)1的傳動軸6通過水輪機(jī)1安裝的托架2固定于連接衍架8內(nèi)，且傳動軸6與水下船體19端部的中心軸孔內(nèi)的聯(lián)軸節(jié)5相嚙合，進(jìn)而帶動離合器7軸再經(jīng)變速器9帶動發(fā)電機(jī)10轉(zhuǎn)動，聯(lián)軸節(jié)5與水下船體19端部的中心軸孔間裝有密封填料；參見圖5，水下船體19后段外錐體殼上通過錐體支撐桿20固定連接衍架8，且連接衍架8內(nèi)向行駛方向的導(dǎo)流喇叭筒4的大口端向外延伸設(shè)有扇形錐板13或?qū)Я骼韧?，扇形錐板13外圍與水下船體錐形面間設(shè)有欄魚柵14。所有欄魚柵14網(wǎng)格間距小于水輪機(jī)1的葉片間距三分之一至二分之一。參見圖6和圖7，所述連接衍架8由縱向衍桿81、橫向衍桿82和斜衍桿83焊接而成圓形或橢圓形的籠狀結(jié)構(gòu)。所述水輪機(jī)1在無風(fēng)狀態(tài)下可作為推進(jìn)器使用。本發(fā)明的工作原理是當(dāng)游動式風(fēng)力發(fā)電船在大海的強風(fēng)下游動時，強風(fēng)對大面積風(fēng)帆17的推力使船體按行駛方向航行，水面以下的發(fā)電裝置艙18前段的水輪機(jī)1在水流的推動下，其葉片由水體而沖動，使水輪機(jī)1轉(zhuǎn)動并通過離合器7帶動變速器9進(jìn)一步驅(qū)動發(fā)電機(jī)10轉(zhuǎn)動而發(fā)電，發(fā)出的電經(jīng)變電裝置11處理后，對蓄電池12充電或通過電纜輸出。水下船體19后段的連接衍架8內(nèi)向行駛方向的導(dǎo)流喇叭筒4的大口端向外延伸設(shè)有扇形錐板13或?qū)Я靼謇韧?，發(fā)電船在行駛過程中可通過扇形錐板13將水體導(dǎo)入導(dǎo)流喇叭筒4內(nèi)，從而帶動水輪機(jī)1轉(zhuǎn)動，與上述方式相同，通過離合器7帶動變速器9進(jìn)一步驅(qū)動發(fā)電機(jī)10轉(zhuǎn)動而發(fā)電。通常水輪機(jī)1直徑為水下船體筒體直徑的三分之一至三分之二。本發(fā)明利用安裝在船體上的大面積的風(fēng)帆所承受風(fēng)的推力，使船達(dá)到一定的航速和慣性動力，從而使水中與船連接并同步運行的水輪機(jī)被波浪之下極低速或靜止的水體驅(qū)動，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電。實施例本發(fā)明游動式風(fēng)力發(fā)電船，宜采用小水線面結(jié)構(gòu)形式。初次適宜的主尺度平臺甲板長為60m士 15，寬度為25m士8，風(fēng)帆桅桿高度為3 !士 12 ；桅桿根數(shù)左右兩縱列，每列4-6根，共8-12根，每根桅桿風(fēng)帆寬15m-20m、帆高28m士 12。使繩索及卷揚機(jī)操縱帆的起落。關(guān)于連接衍架，水下船體筒體形狀可為圓形其半徑為lm-2. 5m,因其不可超出水下船體側(cè)邊延長線及底線，即寬度和吃水深限界，對于圓形或橢圓形筒體兩端頭，錐體解決方案為，水下船體與連接衍架相連接的船體，為圓錐體或橢圓錐體，錐體中軸線對整個筒體中部的中軸線向全船內(nèi)側(cè)和上方向平行移動0. 5m -1. 0m，必須有一段過渡，圓錐體小端圓與船首或尾呈近似半球狀連接。連接衍架中部為圓筒狀或橢圓筒狀籠形結(jié)構(gòu)，其縱向主桿與船下體前后端圓錐面內(nèi)相應(yīng)縱梁連接，應(yīng)先彎折成與船圓或橢圓錐體內(nèi)縱梁表面一致的角度，并在相搭接段管孔內(nèi)墊以鋼板，再行鍛扁，使其密貼于船錐體表面，與船錐體內(nèi)縱梁對位鉆孔，用螺栓或鉚栓連接，用電焊堆滿縫隙或再用“U”形扣板焊牢加固，縱向主桿通常不割斷，橫桿及斜桿端頭先制作為雙碗口卡式向縱橫交點的縱桿卡緊焊滿后，還需在內(nèi)外部幫塊焊接加固。連接桿架之外，固定安裝有能使海水順流殼體。 關(guān)于過渡段內(nèi)外錐坡不等所產(chǎn)生對船體的水平方向的不對稱推力，采用導(dǎo)流喇叭筒進(jìn)水口端內(nèi)外長度不等予以解決，也可又在水下船體內(nèi)側(cè)增設(shè)鰭用以抵銷。
因水輪機(jī)及連接衍架、喇叭筒自重加起來很大，為改變其受力為懸臂受力的不利狀態(tài)，應(yīng)在連接衍架上增設(shè)鈄拉桿加固，并與立柱內(nèi)骨架用螺栓連接并在鈄拉桿中部分用 “人”字式鈄撐，即可將懸臂式受力狀態(tài)變?yōu)楹喼Я菏?。連接衍架全用圓形截面中空金屬管制成，其尺寸放樣先按設(shè)計，用1:1正多邊形放樣，須事先進(jìn)行多截面力系分析及檢算。
權(quán)利要求
1.游動式風(fēng)力發(fā)電船，一個小水線面雙體船結(jié)構(gòu)平臺船體[16]，其平臺甲板上安裝有風(fēng)帆[17]，其特征在于，平臺船體[16]的下部通過左、右各兩個立柱[15]分別與水下船體 [19]連接，在水下船體[19]的前后段內(nèi)均設(shè)置有發(fā)電裝置艙[18]，水下船體[19]截面為圓形或橢圓形的筒體，水下船體[19]沿行駛方向前端頭部裝有導(dǎo)流罩[3]，導(dǎo)流罩[3]呈喇叭狀，其小口端與水輪機(jī)轉(zhuǎn)葉中轂[101]轉(zhuǎn)動連接，大口端與水下船體[19]頭部連接，在船尾部則是與后方托架[2]相聯(lián)接；發(fā)電裝置艙[18]的前后段從聯(lián)軸節(jié)[5]向內(nèi)通過軸依順連接有離合器[7]、變速器 [9]、發(fā)電機(jī)[10]，發(fā)電機(jī)[10]通過電纜依順與變電裝置[11]、蓄電池[12]連接；水下船體[19]的前后段外裝有連接衍架[8]，連接衍架[8]內(nèi)裝有導(dǎo)流喇叭筒[4]及水輪機(jī)[1]，導(dǎo)流喇叭筒[4]的小口端與水輪機(jī)[1]進(jìn)出水口對位連接，導(dǎo)流喇叭筒W]大口端與連接衍架[8]連接；水輪機(jī)[1]的傳動軸[6]通過水輪機(jī)[1]安裝的托架[2]固定于連接衍架[8]內(nèi)，水輪機(jī)[1]的殼體外緣通過支撐連接桿[21]固定于連接衍架[8]內(nèi)，傳動軸[6]通過聯(lián)軸節(jié) [5]與離合器[7]的軸連接；水下船體[19]后段外錐體殼上通過錐體支撐桿[20]固定連接衍架[8]，連接衍架[8] 內(nèi)向行駛方向的導(dǎo)流喇叭筒[4]的大口端向外延伸設(shè)有扇形錐板[13]，扇形錐板[13]外圍設(shè)有欄魚柵[14]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述連接衍架[8]由縱向衍桿[81]、 橫向衍桿[82]和斜衍桿[83]焊接而成圓形或橢圓形的籠狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述水輪機(jī)[1]在無風(fēng)自主航行狀態(tài)下可作為推進(jìn)器使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及游動式風(fēng)力發(fā)電船，為小水線面雙體船結(jié)構(gòu)，平臺船體的平臺甲板上安裝有風(fēng)帆，平臺船體的下部通過左、右各兩個立柱分別與水下船體連接，在水下船體的前后段內(nèi)均設(shè)置有發(fā)電裝置艙，水下船體兩端頭之外裝有導(dǎo)流喇叭筒及水輪機(jī)，內(nèi)部依順通過軸連接固定安裝有離合器、變速器、發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)通過電纜依順與變電裝置、蓄電池連接；導(dǎo)流喇叭筒外面裝有連接衍架，導(dǎo)流喇叭筒的中間位置固定安裝有水輪機(jī)，水輪機(jī)的傳動軸通過聯(lián)軸節(jié)與離合器軸連接；發(fā)電裝置艙后段的導(dǎo)流喇叭筒向外延伸設(shè)有扇形錐板，使水體驅(qū)動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電。本發(fā)明平穩(wěn)安全，不會因風(fēng)向、風(fēng)速的突然改變而使水輪機(jī)轉(zhuǎn)速突然改變，易于調(diào)整電壓。
文檔編號F03B3/00GK102180237SQ20111009963
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者廖興華, 李當(dāng)馳 申請人:廖興華, 李當(dāng)馳