專利名稱：游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電船，尤其是在海洋上隨時選擇和追逐合適等級而且穩(wěn)定的風(fēng)力和有規(guī)則的波浪能較大的區(qū)域，在游動時或拋錨停航時進(jìn)行發(fā)電的船舶。
背景技術(shù)：
關(guān)于利用波浪能發(fā)電，日本早在1978年即建成有海明丸波浪發(fā)電船。后來又有日本安放在三重縣五所的海灣上的“巨鯨”發(fā)電裝置，以及挪威，英國多是在壩礁固定岸邊利用波浪沖擊形成振蕩水柱使室內(nèi)空氣受壓，產(chǎn)生抽吸，通過閥和汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。它們多是因為液體及氣體紊亂流動而損耗了較多的能量。包括我國因其沖擊堤壩的海浪回流時又會破壞規(guī)則的浪形而使波浪頻率大為降低，也即降低整個設(shè)施的發(fā)電效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種游動式風(fēng)能波浪能合用發(fā)電船，該船以游動船的形式，不斷選擇和追逐規(guī)則浪，并也利用其風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。本實用新型的技術(shù)方案為:一種游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，該船大臂和水中弧形接力板連接并形成聯(lián)動；船的甲板上固定有大臂立軸，大臂立軸上套有球鉸，球鉸可在大臂立軸上作上、下滑動，球鉸被套在大臂的一端，大臂呈Z字形狀向船舷外處在水面以下0.3-0.5米，大臂上套有向下叉形的連接桿，連接桿與弧形接力板固定連接，弧形接力板的多個回拉著力點b在板的中下部，通過鋼絲繩、彈性橡皮繩經(jīng)導(dǎo)向滑輪定位，導(dǎo)向滑輪活動連接在定位桿的外端，定位桿與船舷用螺紋旋入相對應(yīng)的船舷的螺紋套筒孔中，鋼絲繩經(jīng)導(dǎo)向滑輪之后傾斜向上再經(jīng)對正滑輪之后連接有回形鏈，回形鏈與固定在甲板邊緣外的回形鏈輪相嚙合，回形鏈再向下由鋼絲繩吊有配重，回形鏈輪、收緊卷筒、傳動套筒三者都套在中心軸上，回形鏈輪的輪轂與收緊卷筒的輪轂用傳動套筒聯(lián)為一體同步旋轉(zhuǎn)，回形鏈輪超出船舷外0.3-0.5m。大臂的外端設(shè)有浮體，浮體下設(shè)有吊重，在甲板上邊緣內(nèi)大臂下設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有軌跡隙，軌跡隙內(nèi)有滾輪，滾輪套在大臂上在軌跡隙中前后滾動，導(dǎo)軌的前后段呈逆時針弧形坡道，在導(dǎo)軌前后端兩側(cè)向外延伸段設(shè)有可使軌跡隙作上、下運動的共有4根或8根彈簧和限位柱組成的緩沖裝置?；⌒谓恿Π灞趁嬷胁康亩鄠€著力點a通過繩索聚合后經(jīng)導(dǎo)向滑輪與收緊卷筒構(gòu)成有往返循環(huán)段鋼絲繩夠成動力輸出裝置，在往返循環(huán)段中，有由兩根鐵扁擔(dān)分為并列的，平行的中部有矩形空間的兩股鋼絲繩。順著矩形空間內(nèi)設(shè)有油缸，油缸通過單向閥與發(fā)電機(jī)連接。本實用新型的優(yōu)點在于:所指的規(guī)則浪，是指在廣大范圍和較長時間上，風(fēng)向和風(fēng)力等級比較穩(wěn)定(如季風(fēng)、信風(fēng))的區(qū)域造成的波峰都形成平行的“一”字形排列，有固定的波長和頻率的波浪。如果風(fēng)向改變，或海浪觸及岸礁，規(guī)則浪形即被破壞。本發(fā)明則是以游動船的形式，不斷選擇和追逐規(guī)則浪，并也利用其風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。為達(dá)到此目的的具體方法有在船上最高桿頂設(shè)置能環(huán)視周圍海況的數(shù)碼相機(jī)或攝像頭將攝得的海況及浪形線條與顯示屏上的預(yù)設(shè)線條進(jìn)行比較，即可獲得此區(qū)域海浪周期，頻率，浪高，浪的規(guī)則性。在根據(jù)氣象預(yù)報或申請的氣象導(dǎo)航，結(jié)合衛(wèi)星定位，每小時作出選擇最佳發(fā)電海域的游動路線計劃，如是執(zhí)行。具體結(jié)構(gòu)形式是利用海浪推進(jìn)的波峰對弧形接力版推動造成位移通過滑輪，鋼絲繩，傳動軸等裝置，用油缸驅(qū)動油馬達(dá)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，因使用液壓傳動的全機(jī)重量比齒輪傳動將減少百分之40，因它便于使用液壓閥達(dá)到換向，而比棘輪簡單得多。由于海水的比重是空氣的一千倍，海浪之能量實際是風(fēng)的能量的儲蓄，用推板式使版產(chǎn)生位移而作功的效益的顯著提高早被以色列明顯證實，但它是堤壩式，和連桿傳動，本發(fā)明的用途首先可使中、短途入航運及海上捕魚等作業(yè)不用燃油，只用風(fēng)力和波浪力充電和放電，有了廉價而多多的海上電力，可給軍用潛艇充電，供給自造淡水，傷病員康復(fù)，捕魚及海上漁業(yè)加工，充分利用臺風(fēng)外圍安全而強(qiáng)勁的風(fēng)力資源，這是本發(fā)明唯一能做到的。本發(fā)明可行性的依據(jù)，將現(xiàn)在廣泛使用的中小型風(fēng)力發(fā)電的立柱頂?shù)脑鏊偌皞鲃友b置大為減化，減輕立柱頂上部重量，將發(fā)電機(jī)改置于船的底之上，降低全機(jī)重心。加之波浪吸力裝置及浮體的支撐作用，使抵抗船體傾覆的穩(wěn)定力矩增加并容易評估對不同海浪及推算而能實現(xiàn)安全起用。

圖1為本實用新型游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船弧形接力板受力變化圖；圖3為本實用新型游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船的鐵扁擔(dān)分開鋼絲繩示意圖；圖4為本實用新型游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船油壓傳動示意圖；圖5帆借風(fēng)力發(fā)電側(cè)面示意圖；圖6為A-A剖視圖。圖1:1、有漏斗狀的帆；2、風(fēng)輪；3、皮帶；4、帆的水平軸；5-1、5-2、5-3、5-4皮帶輪；6、風(fēng)輪立柱；7、發(fā)電機(jī)；8、大臂立軸；9、球鉸、10、大臂；11、弧形接力板；12、定位桿；12-1螺紋套筒；13、導(dǎo)向滑輪；13-1、13-2、13-4導(dǎo)向滑輪；13-3對正滑輪；14、彈性橡皮繩；15、浮體；16、吊錘；17、鉸；18、油箱；19、軌跡隙；20、油缸；21、單向閥；22、活塞；23、泄漏安全閥；24、液壓馬達(dá)；25、平均水位；25-1、最高水位；26、回形鏈；27、回形鏈輪；28、鋼絲繩；28_1、循環(huán)繩；29、配重；30、傳動套筒；31、限位柱；32、導(dǎo)軌；33、滾輪；34、吸油管；35、壓力油管；36、船舷；37、甲板；38、蓄能器；39、彈簧；40、人字形連接桿；41、活塞桿；42、收緊卷筒；43、鐵扁擔(dān)；44、矩形空間；45、支架中心軸；46、大臂套筒；47、平鉸。
具體實施方式
一、風(fēng)力發(fā)電部分，根據(jù)“風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)” 一書，劉萬琨等編，2009年3月北京第I版第164頁，表6-5，遼寧天峰綠色能源有限公司風(fēng)力機(jī)參數(shù)，額定功率5000W，風(fēng)輪直徑5.8m,額定風(fēng)速10m/s，轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分，輸出電壓230伏，支架高10.5m,質(zhì)量1200kg,本發(fā)明將現(xiàn)有的此種風(fēng)力機(jī)進(jìn)行大量簡化和改進(jìn)。大量減輕上部重量，在立柱6頂部，只設(shè)置風(fēng)輪2和皮帶輪5-1，將發(fā)電機(jī)7置于船艙底部稍高降低全機(jī)重心，采用兩級皮帶輪傳動，轉(zhuǎn)速比為1:2和1:2.5，將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速200/分，增速為970轉(zhuǎn)/分，剛好配上圖1中標(biāo)記7小型三相異步電動機(jī)，J02-51-6的轉(zhuǎn)速970轉(zhuǎn)/分，額定功率5.5千瓦，重量97kg，皮帶輪及立柱使用碳纖維或玻纖復(fù)合材料，或硬塑料，盡量采用輕質(zhì)材料。并在風(fēng)輪前設(shè)置可聚風(fēng)有漏斗狀的，遇臺風(fēng)或特強(qiáng)風(fēng)之前可繞帆的水平軸4旋轉(zhuǎn)向下的有漏斗狀的帆1，皮帶輪5-1與風(fēng)輪同軸，皮帶輪5-2與5-3同軸,皮帶輪5-4與發(fā)電機(jī)同軸,皮帶3豎向設(shè)置與風(fēng)輪立柱6近似等高，立柱高不大于Sm，皮帶3，截面按國標(biāo)選用，風(fēng)輪葉片按原廠產(chǎn)品規(guī)格。二、波浪發(fā)電部分采用大臂和弧形接力版擺動連接往復(fù)循環(huán)及鋼絲繩夠成能前后推進(jìn)形式具體如圖1A和圖1B及圖2A，圖2B所示，在船的甲板37上固定有大臂10立軸8，立軸8上套有球鉸9，球鉸可以在立軸上作上下滑動，球鉸上套有大臂10的一端，球鉸可用大臂套筒46及平鉸47予以替代。大臂10呈“乙”字形狀向船舷外降低水平高度，在水平面附近的大臂上套有大于三組以上的向下叉開的“人”字形連接桿40，連接桿40與弧形接力版11實行固定連接，使該整體的弧形接力版能在水面的大臂上成自由前后繞鉸17擺動的形式。在弧形接力板的中下部經(jīng)多個回拉著力點b匯集的鋼絲繩28和彈性橡皮繩14，導(dǎo)向滑輪13及鋼絲繩傾斜上坡段，導(dǎo)向滑輪13和13-1與定位桿12實行繩索活動連接；定位桿12與船舷螺紋套筒12-1螺紋連接，再經(jīng)對正滑輪13-3之后與回形鏈26連接，回形鏈26與回形鏈輪27相嚙合，回形鏈輪平行超出船舷外0.3-0.5m超出的中心軸45用L型支架與船舷固定連接，回形鏈輪的扭力經(jīng)由傳動套筒30帶動收緊卷筒42同步轉(zhuǎn)動。并都套在中心軸45上，中心軸45與 循環(huán)繩28-1相垂直，對于中心軸45，可以另行采用在傳動套筒30外面設(shè)置行星軸承及支架予以代替的方案。回形鏈經(jīng)鏈輪27之后，向下與鋼絲繩28相接，下吊有配重29。此種回形鏈方案，還可另用在卷筒上平排纏繞鋼絲繩收放方案，及有齒皮帶傳動方案等代替。大臂外端設(shè)有浮體15，浮體設(shè)有吊錘16，大臂之下在甲版上邊緣內(nèi)，設(shè)有導(dǎo)軌32，導(dǎo)軌上有壓塊與導(dǎo)軌夠成軌跡隙19，軌跡隙19內(nèi)有滾輪33，滾輪套在大臂上在軌跡隙中前后滾動，導(dǎo)軌32的前后端段遠(yuǎn)處看呈逆時針弧形坡道。在前后端兩側(cè)向外延伸段設(shè)有可使導(dǎo)軌及軌跡隙作上下運動的共有4根或8根緩沖彈簧39及每端兩根限位柱31夾著的組成的緩沖裝置。在延伸段之上和之下的彈簧都套在限位柱31上，限位柱與甲版實行牢固的固定連接?；⌒谓恿Π?1的背面中部的多個著力點a，通過繩索聚合后經(jīng)導(dǎo)向滑輪13-1、13-2和13-4與收緊卷筒42構(gòu)成往返循環(huán)段鋼絲繩28-1，在往返循環(huán)段28_1中有由兩根鐵扁擔(dān)42分為并列的平行的中部有矩形空間的兩股鋼絲繩。順著矩形空間內(nèi)設(shè)有油缸20，油缸液壓油通過單向閥21驅(qū)動液壓馬達(dá)24帶動發(fā)電機(jī)7轉(zhuǎn)動。由于弧形接力版11被配重29向后旋的著力點b在11的中下部位，比海浪向前推進(jìn)時11背部前方向的著力點a低了一個Ah值，所以可使弧形接力版11當(dāng)在波谷時回空底邊抬高甚至離開水面，而波峰來時又可使版11兜著沖來浪能向前作功，并同時帶動配重29上升蓄能。因為有了 A h而能自動適應(yīng)海浪頻率的變化。具本如圖1B所示。本實用新型所述的鋼絲繩均可用尼龍和其它化纖產(chǎn)品替代。液壓傳動選擇元件試?yán)?僅作參考)1、選擇葉片液壓馬達(dá)型號:YM-B102B-※，工作壓力60公斤/cm2，排量102毫升/轉(zhuǎn)，每分2000轉(zhuǎn),則功率可達(dá)(每分排量204升)
權(quán)利要求1.一種游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，其特征在于:該船包括大臂(10)和水中弧形接力板連接并形成聯(lián)動；船的甲板上固定有大臂立軸(8)，大臂立軸(8)上套有球鉸(9)，球鉸(9 )可在大臂立軸(8 )上作上、下滑動，球鉸(9 )套在大臂(10 )的一端，大臂(10 )呈Z字形狀向船舷外處在水面以下0.3-0.5米，大臂(10)上套有向下叉形的連接桿(40)，連接桿(40)與弧形接力板(11)固定連接，弧形接力板(11)的多個回拉著力點b在板的中下部，通過鋼絲繩(28)、彈性橡皮繩(14)經(jīng)導(dǎo)向滑輪(13)定位，導(dǎo)向滑輪(13)活動連接在定位桿(12)的外端，定位桿(12)與船舷用螺紋旋入相對應(yīng)的船舷的螺紋套筒孔(12-1)中，鋼絲繩(28 )經(jīng)導(dǎo)向滑輪(13 )之后傾斜向上再經(jīng)對正滑輪(13-3 )之后連接有回形鏈(26 )，回形鏈(26)與固定在甲板邊緣外的回形鏈輪(27)相嚙合，回形鏈(26)再向下由鋼絲繩(28)吊有配重(29)，回形鏈輪(27)、收緊卷筒(42)、傳動套筒(30)三者都套在中心軸(45)上，回形鏈輪(27)的輪轂與收緊卷筒(42)的輪轂用傳動套筒(30)聯(lián)為一體同步旋轉(zhuǎn)，回形鏈輪(27)超出船舷外0.3-0.5m;大臂(10)的外端設(shè)有浮體(15)，浮體(15)下設(shè)有吊重(16)，在甲板上邊緣內(nèi)大臂(10)下設(shè)有導(dǎo)軌(32)，導(dǎo)軌(32)上有軌跡隙(19)，軌跡隙(19)內(nèi)有滾輪(33),滾輪(33)套在大臂(10)上在軌跡隙中前后滾動，導(dǎo)軌(32)的前后段呈逆時針弧形坡道，在導(dǎo)軌(32)前后端兩側(cè)向外延伸段設(shè)有可使軌跡隙作上、下運動的彈簧(39)和限位柱(31)組成的緩沖裝置；弧形接力板(11)背面中部的多個著力點a通過繩索聚合后經(jīng)導(dǎo)向滑輪(13-1，13-2和13-4)與收緊卷筒(42)構(gòu)成有往返循環(huán)段鋼絲繩(28-1)夠成動力輸出裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，其特征在于:在導(dǎo)軌(32)前后端兩側(cè)向外延伸段設(shè)有可使軌跡隙作上、下運動的彈簧(39)為4根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，其特征在于:在導(dǎo)軌(32)前后端兩側(cè)向外延伸段設(shè)有可使軌跡隙作上、下運動的彈簧(39)為8根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，其特征在于:在往返循環(huán)段(28-1)中，有由兩根鐵扁擔(dān)(42)分為并列的，平行的中部有矩形空間的兩股鋼絲繩；順著矩形空間內(nèi)設(shè)有油缸(20)，油缸液壓油通過單向閥(21)驅(qū)動液壓馬達(dá)(24)帶動發(fā)電機(jī)(7)轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實用新型公開一種游動式風(fēng)能及波浪能合用發(fā)電船，在船的最前方安裝有水平軸式風(fēng)輪槳葉、功率5千瓦葉輪直徑5.8m的在已有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)上將其上部重量大大簡化和減輕，并安設(shè)有帶漏斗狀的可聚風(fēng)的帆。在船的甲版上大臂的擺動與水中弧形接力版用繩索，滑輪等夠成循環(huán)聯(lián)動，帶動油缸，用液壓傳動驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。其水中大臂及浮體通過經(jīng)由軌跡隙，將使全船提高抗傾覆性能，因?qū)儆谧灾饔蝿雍妥灾鬟x擇最規(guī)則浪形，風(fēng)浪等級適中區(qū)域，用弧形接力版直接接收波浪能發(fā)電，避免了能量介質(zhì)轉(zhuǎn)換中間損耗。最適宜浪高在1m至3.5m范圍內(nèi)效率將是空前的。
文檔編號B63B35/00GK202971026SQ201220696829
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者廖興華 申請人:廖興華