一种将舰、船航行阻力变动力并利用水浪能和风能作为其动力的设计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种将舰、船航行阻力变动力并利用水浪能和风能作为其动力的设计方法和装置，该方法包括将舰、船的前面及两则设计成内凹倾斜的曲面，并在其下面设置了动能输入叶轮(下简称叶轮)，叶轮下部浸没在海水中，上部露出海水平面，叶轮固定在船体上，在船的两侧增设有导风板，叶轮接受船的曲面及导风板传来的风力推动叶轮朝水波浪及船前行所受阻力转动的方向转动，叶轮与船的传动装置和发电机组相连。优选该方法还包括以上述发电机组相连的蓄电装置和电动机作为船的常用动力提供，该装置与前述装置为一整体设计。本发明专利技术的有益效果是有效利用阻力来减少船航行能源提供，充分利用自然资源使船行安全无污染，结构简单故障率低。

【技术实现步骤摘要】
—种将舰、船航行阻力变动力并利用水浪能和风能作为其动力的设计方法和装置
本专利技术涉及舰、船航行时所受阻力的规避技术，以及水力和风力在舰、船上的应用技术和水力发电、风力发电技术等领域。特别涉及一种将舰、船般行中所受阻力变为舰、船航行的动力，并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力，使舰、船在航行中不再受水(海)浪和风的颠簸或颠覆的影响，航行更加安全，及利用水(海)浪能和风能发电等技术在舰、船上的综合运用设计方法和装置。
技术介绍
众所周知，目前的舰、船的航行的主要动力提供是靠内燃机燃烧燃油来提供的，其不但携带燃油危险，其泄漏也会污染海洋，而且燃烧排放的尾汽也将污染大气环境，为此为了我们的地球可持续发展，急需寻找替代能源，然而单独使用电能作为替代能源，虽解决了舰、船上使用清洁能源的问题，却不能解决舰、船在水中航行因克服水对舰、船前行的阻力所需的强大动力提供系统，也不能有效解决舰、船在水中航速太慢的历史局限，更不能保障舰、船完成较长航程的电能提供，因此单独使用电能作为舰、船航行的唯一动力提供系统不太现实。海洋资源开发目前已被全球各个国家重视，并作为其经济增长的新一级，尤其是海洋能源的开发利用，目前开发的海洋能源主要是利用海洋上的波浪能和风能进行发电，还未通过其它方法及装置使舰、船对海洋上的波浪能和风能进行利用，反而却将舰、船航行中必须遇到的水(海)浪和风作为有害因素进行规避，更没有将舰、船航行中必将遇到的水(海)浪能和风能转化为舰、船的动力应用于舰、船上。由于目前对舰、船在水中航行所受阻力只是以船头流线型设计上对其所受阻力进行减少，还不能对其所受阻力进行有效平衡和完全克服，更不能对舰、船航行时，航速的增加其所受阻力也随之加大的问题进行有效解决，要使舰、船航速提高必须额外地更大范围地增加舰、船的外在动力，要解决这一问题就摆脱不了在舰、船继续使用燃烧燃油作为其外在动力的局限性，不能使具有清洁能源性质的电能在舰、船上作为动力得到广泛应用，使社会及经济获得可持续发展。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种将舰、船航行中的阻力变为动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行中的动力的设计方法。本专利技术的第二目的是提供一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计装置。为实现第一目的，本专利技术采用如下技术方案。一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法，包括: a、设置一种舰、船的动力传动装置，动力传动装置的动能输入叶轮不但可由舰、船前行所受水的阻力和水(海)浪推动转动，而且还可以靠风力推动转动，动能输入叶轮下半部分浸没在海水中，动能输入叶轮上半部分露出海水平面，动能输入叶轮固定在舰、船上。 b、在所述的动能输入叶轮的上方将舰、船的外体设置成内凹倾斜的曲面，在舰、船两侧的内凹倾斜的曲面下端增设有导风板，舰、船前端的曲面和两侧的导风板将曲面接收到的风各自引向动能输入叶轮上半部分的叶片工作面，以推动动能输入叶轮朝所受水的阻力及水波浪推动而转动的方向转动。采用上述方案后，在动力传动装置不作为对舰、船航行提供动力时，为了有效利用水(海)浪能和风能，同时又在上述动力传动装置上并接设计了发电机组，发电机组利用动能输入叶轮接受的水(海)浪能和风能进行发电，并将其所发的电量储存到舰、船的蓄电装置中，作为储备电能供舰、船完成航程的电动机提供电能。从而保障舰、船起航时只需对其蓄电装置充足一次电就能完成其航程所需能源保障，不再象以往舰、船使用燃油的内燃机作为其动力，需自带足燃油，进而将舰、船航行必靠内燃机作为动力的依赖更换为依靠电能的电动机作为其动力提供系统，从而大大减少舰、船完成航程的能源成本，甚至只依靠其航程前和航程中的水(海)浪能和风能就能完成其航程，且消除了舰、航对环境污染的隐患，符合可持续发展理念。优选的技术方案，所述方法包括在舰、船上设置一个大型蓄电装置和电动机作为舰、船航行时的常用或备用动力装置。以进一步实现将舰、船靠燃油作为动力能源替换成依靠电能作为动力能源、降低舰、船运行成本，提供对清洁能源利用，消除对环境的污染。为实际第二目的，本专利技术提供了一种舰、船动力设计装置。一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计装置，包括用于前述设计方法的舰、船动力传动装置，所述舰、船动力传动装置包括动能输入叶轮、传动装置、变速装置、加速装置、舰、船驱动装置(螺旋浆)，动能输入叶轮的输出端与传动装置的输入端连接，传动装置的输出端连接有变速装置，加速装置，加速装置通过离合器与船的驱动装置连接，所述动能输入叶轮固定在船体上，动能输入叶轮下半部分浸没在水中，动能输入叶轮上半部分露出水平面，动能输入叶轮叶片的工作面呈内凹状曲面、动能输入叶轮叶片的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮上方船的前端和两侧外体设计成内凹倾斜的挡风曲面，并在船两侧的挡风曲面下方增设有导风板，船前端挡风曲面及两侧的导风板将挡风曲面的风引又各自的动能输入叶轮上半部分，以推动动能输入叶轮朝船所受水的阻力及水波浪推动而转动的方向转动。利用上述方案后，动能输入叶轮下半部分浸没在水中，上半部分露出水平面，由于动能输入叶轮叶片的工作面呈内凹状曲面，动能输入叶轮叶片的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮浸没在水中的叶片在水的阻力及水波浪的动能和势能综合作用下使动能输入叶轮向设定方向旋转；露出水平面的叶片在风力作用下推动动能输入叶轮朝阻力及水波浪推动而转动方向转动，动能输入叶轮在三者或二者共同作用下带动船的驱动装置(螺旋浆)转动以推动船向前行驶。以实现综合利用所受水的阻力或水(海)浪能和风能共同作为船航行的动力能源。同时，也确保了前述舰、船动力设计方法中独立权利要求对应的技术方案的实施。优选的技术方案，所述动力传动装置由锥齿轮传动结构和动力输出结构组成，锥齿轮传动结构的输入端由输入齿轮构成，动力输出结构的输出端构成传动装置的入端；动力输出结构的输出端由输出锥齿轮构成，输出锥齿轮与输入锥齿轮啮合，动力输出结构的输入端固定连接连动能输入叶轮的两端。锥齿轮的传递结构具有结构简单、紧凑，机械效率高的特点，以提高水的阻力及水(海)浪能的利用率、减少舰、船航行驱动的故障率，从而降低航行成本。进一步优先技术方案，动能输入叶轮的动力输出锥齿轮和传动装置的输入锥齿轮均在船体外，并被同一密封箱密封在传动装置最前端的传动轴内，其余的传动装置及其连接在其上的装置均在船体内的船的底部由支架固定在船底，船的驱动装置(螺旋浆)在船的末端的船体外靠船的底部。以保证船的重心下移，船行安全。更进一步优选技术方案，将舰、船的前端设计成两平行的内凹倾斜曲面，并将两曲面交汇处设计成凸刀锋状流线凸起，不但能确保舰、船航行时所受风的阻力减少，而且还能保证将其风力改变方向直接作用于动能输入叶轮叶片上推动动能输入叶轮朝水的阻力及水浪推动而转动的方向转动。以确保有效减小风对船航行的阻力，而将这些风能进行有效利用。更进一步优选方案，是在所述舰船的动力传动装置上通过离合器并接了发电机组，发电机组同样在船体内固定在船低部，在舰、船不需要将动能输入叶轮获取的水(海)浪能和风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法，其特征在于：包括：a在舰、船的前面下方设计一个同舰、船传动装置和发电机组相连接的动能输入叶轮(1)，动力输入叶轮(1)不但能靠舰、船前行所受水的阻力推动转动，而且还能靠水(海)浪推动转动，另在同一舰船的两侧面下方各设计了一个同舰、船相应传动装置和发电机组相连接的动能输入叶轮(1′)和(1″)，动能输入叶轮(1)(1′)和(1)主要靠两侧的水(海)浪推动转动。动能输入叶轮(1′)和(1″)的下半部分均浸没在海水中，其上半部份均露出水平面，并均固定在前述舰、船上各相位置随船起浮而起浮。b在前述的动能输入叶轮(1)上方将舰、船的前面设计成两平行的内凹倾斜曲面(10)，两曲面相交处成刀锋式外凸，倾斜曲面(10)将接受的风及舰、船前行时受空气的阻力形成的风力吹向动能输入叶轮(1)上半部份的叶片(1a)工作面，以推动动能输入叶轮(1)，朝水的阻力及水(海)浪推动而转动的方向转动。在前述的动能输入叶轮(1′)、(1″)的上方将舰、船的两侧设计成内凹倾斜曲面(10′)和(10″)，并在其各自下方设置一导风板(14′)和(14″)。导风板(14′)将倾斜曲面(10′)接收到的风引向动力输入叶轮(1′)上半部分的叶片(1′a)工作面，以推动动能输入叶轮(1′)朝水波浪推动而转动的方向转动。导风板(14″)将倾斜曲面(10″)接受到的风引向动能输入叶轮(1)上半部份的叶片(1″a)工作面，以推动动能输入叶轮(1)朝水波浪推动而转动的方向转动。...

【技术特征摘要】
1.一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法，其特征在于:包括: a在舰、船的前面下方设计一个同舰、船传动装置和发电机组相连接的动能输入叶轮(I)，动力输入叶轮(I)不但能靠舰、船前行所受水的阻力推动转动，而且还能靠水(海)浪推动转动，另在同一舰船的两侧面下方各设计了一个同舰、船相应传动装置和发电机组相连接的动能输入叶轮)和(I)，动能输入叶轮⑴(r )和(1〃)主要靠两侧的水(海)浪推动转动。动能输入叶轮(P )和(I)的下半部分均浸没在海水中，其上半部份均露出水平面，并均固定在前述舰、船上各相位置随船起浮而起浮。 b在前述的动能输入叶轮(I)上方将舰、船的前面设计成两平行的内凹倾斜曲面(10)，两曲面相交处成刀锋式外凸，倾斜曲面(10)将接受的风及舰、船前行时受空气的阻力形成的风力吹向动能输入叶轮(I)上半部份的叶片(Ia)工作面，以推动动能输入叶轮(1)，朝水的阻力及水(海)浪推动而转动的方向转动。在前述的动能输入叶轮(P )、(I)的上方将舰、船的两侧设计成内凹倾斜曲面(10')和(10)，并在其各自下方设置一导风板(14')和(14)。导风板(14')将倾斜曲面(10')接收到的风引向动力输入叶轮(r )上半部分的叶片a)工作面，以推动动能输入叶轮(I')朝水波浪推动而转动的方向转动。导风板(14)将倾斜曲面(10)接受到的风引向动能输入叶轮(1〃)上半部份的叶片(I a)工作面，以推动动能输入叶轮0-)朝水波浪推动而转动的方向转动。2.根据权利要求1所述将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法，其特征在于:所述方法还包括在舰、船上设置数个与舰、船动能输入叶轮和其传动装置相连的发电机组，利用动能输入叶轮输入的动力随时进行发电并将其储蓄。3.根据权利要求2所述将船、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法，其特征在于:所述方法还包括在船、船上设置一个同所述发电机组相连接的蓄电装置(8)和电动机(9)，加速装置(53)，作为舰、船航行的常用动力或备用动力的提供。4.一种将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计装置，包括用于权利要求1所述设计方法的传动装置，其包括:动能输入叶轮(I)、传动装置(2)、锥形齿轮组、船的驱动装置(螺旋浆)(3)、动力输入叶轮(I)的输出端与传动装置(2)的输入端连接，传动装置(2)的输出端连接有变速装置(5)和加速装置(6);加速装置(6)通过离合器(7)与船的驱动装置(3)相连接，其特征在于:所述动能输入叶轮(I)固定在船前端，动能输入叶轮(I)下半部分浸没在海水中，上半部份露出海水平面，动力输入叶轮⑴叶片(Ia)的工作面呈内凹状曲面，动能输入叶轮⑴叶片(Ia)的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮(I)的上方是将船前端设计成内凹倾斜曲面(10)，船前端内凹倾斜曲面(10)将其收集并加速的风直接作用于动能输入叶轮(I)的上半部分，推动动能输入叶轮(I)，朝水波浪和船前行所受阻力推动而转动的方向转动。5.一种将舰、船航行中的阻力变动力并充利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计装置，包括用于权利要求1所述设计方法的传动装置，其包括:动能输入叶轮(I')和(1〃)、传动装置(2')、锥形齿轮组、船的驱动装置(螺旋浆)(3' I)和(3' 2)。动能输入叶轮(P )和(I)的输出端与传动装置(2')的输入端连接，传动装置(2')的输出端连接有变速装置(5')和加速装置出')，加速装置出')通过离合器(7' 2)与船的驱动装置(螺旋浆)(3' I)和(3' 2)相连接。其特征在于:所述动能输入叶轮(Ii )和0-)分别固定在船的两侧，动能输入叶轮(P )和0-)下半部分浸没在海水中，上半部分露出海水平面，动能输入叶轮(P )叶片(P a)、(I)叶片(l〃a)的工作面呈内凹状曲面，动能输入叶轮(P )叶片(P a)、(I)叶片(I a)的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮(P )和(I)的上方是将船的两侧设计成内凹倾斜曲面(10' )、(10〃)，在(10')和(10)下方设计有导风板(14')和(14 )，(14')和(14)分别将(10')和(10〃)曲面的风引向动能输入叶轮0- )和(I)上半部分，分别推动动能输入叶轮(I')和0-)朝水波浪推动而转动的方向转动。6.根据权利要求2所述将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法的发电机组设置，包括前述传动装置和动能输入叶轮设计，另包括:靠锥齿和离合器(72)、同转动装置(24)相连的传动装置(25)，传动装置(25)的输出端靠离合器(73)同主发电机(41)相连，另副发电机(42)由锥齿和离合器(74)与传动装置(25)相连。同理还包括:靠锥齿和离合器(V 4)同转动装置(2' 4)相连的传动装置(2' 5)，传动装置(2' 5)的输出端靠离合器(7' 5)同主发电机相连，另副发电机(4/ 2)由锥齿和离合器(V 6)与传动装置(2' 5)相连。主发电机(41)、(4' I)和副发电机(42)、(4' 2)由导线同蓄电装置⑶相连。7.根据权利要求4、5、6所述将舰、船航行中的阻力变动力并充分利用水(海)浪能和风能作为舰、船航行的动力的设计方法的传动装置，其特征在于:所述传动装置(2)由锥齿轮传动结构(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)和动力输出结构(20)组成。锥齿轮传动结构(22)、(23)的输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，
申请(专利权)人：李晓明，
类型：发明
国别省市：重庆;85