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

【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，具體地說涉及到一種將風(fēng) 能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能儲存，并在需要的情況下將儲存的機(jī)械能釋放，轉(zhuǎn)換成螺旋槳或發(fā)電機(jī)所 需動力的船舶。

【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，相對常規(guī)能源來講，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，可以說海面是船舶利用風(fēng)能的最佳場所。將風(fēng)能利用機(jī)械儲 能設(shè)備儲存起來，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、實用的解決方案。
[0004] 本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：在船舶上安裝風(fēng)葉輪裝置接收風(fēng)能，利用風(fēng) 吹帶動風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動，風(fēng)葉輪帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過離合器、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)換分支器將能量傳遞 給儲能器組儲存為機(jī)械能，儲能器組由多個儲能單元構(gòu)成，當(dāng)需要釋放機(jī)械能時，儲能器組 通過動力集成器、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， 主要通過離、合檔位操作控制整個裝置的能量傳遞；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)換分支器可以通過檔位控制，調(diào)節(jié)能量輸送到儲能器組的哪個儲能單元； 動力集成器可以通過檔位調(diào)節(jié)輸出能源的儲能單元及儲能單元的數(shù)目，并接收各儲能單元 的輸出能量將其合成后傳遞給變速器；變速器通過檔位變換調(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璧膭恿螂娔?。對于大中型船舶可以將變速器輸出的?力一分為二，分別連接螺旋槳和發(fā)電機(jī)；對于無需發(fā)電設(shè)備的小型船舶，可以只將變速箱連 接螺旋槳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005] 圖1是機(jī)械儲能船傳動示意圖；
[0006] 圖2是儲能單元結(jié)構(gòu)簡圖；
[0007] 圖3是儲能單元A-A剖視圖。
[0008] 圖中：1_風(fēng)葉輪，2-護(hù)筒，3-傳動軸，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-儲能器組，10-動力集成器，11-動力集成器操縱桿， 12-變速器，13-變速器操縱桿，14-萬向節(jié)，15-螺旋軸，16-螺旋槳，17-船體，18-輸入軸， 19-輸入軸齒輪，20-儲能軸齒輪，21-儲能軸，22-儲能機(jī)構(gòu)，23-儲能調(diào)節(jié)螺栓，24-儲能軸 棘輪，25-輸出軸齒輪，26-輸出軸，27-儲能機(jī)構(gòu)固定螺釘，28-儲能機(jī)構(gòu)定向螺釘，29-儲能 單元殼體，30-儲能發(fā)條，31-儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒，32-儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍。

【具體實施方式】
[0009] 該機(jī)械儲能船的傳動簡圖如圖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)吹帶動其轉(zhuǎn)動，使1風(fēng)葉輪帶動3傳動軸轉(zhuǎn)動，3傳動軸位于甲板以上的部分有2護(hù)筒 保護(hù)，以確保3傳動軸轉(zhuǎn)動時的安全；3傳動軸與5離合器相連，5離合器為摩擦式離合器， 通過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，能量經(jīng)過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8轉(zhuǎn)換分支器操縱桿的檔位控制，將能量傳遞 給9儲能器組的不同儲能單元，9儲能器組與10動力集成器連接，10動力集成器可以通過 11動力集成器操縱桿的檔位調(diào)節(jié)，控制輸出能量的儲能單元及儲能單元數(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14萬向節(jié)傳遞給15螺旋軸，15螺旋軸帶動16螺旋槳轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生動力推動機(jī)械儲能 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)械儲能船所需的電能。
[0010] 該機(jī)械儲能船儲能單元的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示，18輸入軸接收來自7轉(zhuǎn)換分支器 傳遞過來的能量，并帶動19輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動，19輸入軸齒輪與20儲能軸齒輪嚙合，將能量 傳遞給21儲能軸，21儲能軸通過22儲能機(jī)構(gòu)儲存能量；當(dāng)需要釋放能量時，22儲能機(jī)構(gòu) 帶動21儲能軸旋轉(zhuǎn)，21儲能軸帶動24儲能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，24儲能軸棘輪與25輸出軸齒輪嚙 合，將能量傳遞給26輸出軸輸出。
[〇〇11] 該儲能單元的22儲能機(jī)構(gòu)A-A剖視圖如圖3所示，22儲能機(jī)構(gòu)由21儲能軸、23 儲能調(diào)節(jié)螺栓、30儲能發(fā)條、31儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒、32儲能機(jī)構(gòu)外箍等構(gòu)成；30儲能發(fā)條的一端 固定在21儲能軸上，另一端固定在31儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒上；31儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁是粗糙的， 32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁為摩擦片，且31儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁與32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍 的內(nèi)壁相切；32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍通過27儲能機(jī)構(gòu)固定螺釘固定在29儲能單元殼體上， 并由28儲能機(jī)構(gòu)定向螺釘定向，由23儲能調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其儲能預(yù)緊力大小，進(jìn)而使31儲 能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間產(chǎn)生不同的摩擦力，控制22儲存機(jī)構(gòu)儲能能力的高 低；當(dāng)22儲能機(jī)構(gòu)開始儲能時，21儲能軸帶動30儲能發(fā)條旋轉(zhuǎn)儲能，此時31儲能機(jī)構(gòu)內(nèi) 筒相對32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍靜止，當(dāng)儲能一定時間后，21儲能軸、30儲能發(fā)條和31儲能機(jī) 構(gòu)內(nèi)筒就會一起相對32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍旋轉(zhuǎn)，此時說明儲能完成；當(dāng)需要釋放儲存的能 量時，30儲能發(fā)條會迫使21儲能軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動24儲能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，24儲能軸棘輪與25 輸出軸齒輪嚙合使得26輸出軸轉(zhuǎn)動，將能量輸出；在能量輸出的過程中，由于31儲能機(jī)構(gòu) 內(nèi)筒與32儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間存在摩擦力，兩者相對靜止。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械儲能船，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 其轉(zhuǎn)動，使風(fēng)葉輪帶動傳動軸轉(zhuǎn)動；傳動軸位于甲板以上的部分有護(hù)筒保護(hù)，以確保傳動軸 轉(zhuǎn)動時的安全；傳動軸與離合器相連，離合器為摩擦式離合器，通過離合器操縱桿的離、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，能量經(jīng)過轉(zhuǎn)向器傳遞給轉(zhuǎn)換 分支器；轉(zhuǎn)向器的作用是將傳動軸繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為繞橫向軸的旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)換分支器可 以通過轉(zhuǎn)換分支器操縱桿的檔位控制，將能量傳遞給儲能器組的不同儲能單元，儲能器組 與動力集成器連接，動力集成器可以通過動力集成器操縱桿的檔位調(diào)節(jié)，控制輸出能量的 儲能單元及儲能單元數(shù)目，并將能量傳遞給變速器；變速器可以通過變速器操縱桿的檔位 調(diào)節(jié)，控制輸出轉(zhuǎn)速，并將其通過萬向節(jié)傳遞給螺旋軸，螺旋軸帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生 動力推動機(jī)械儲能船前進(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)械儲能船所 需的電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是：儲能單元的輸入軸接收來自轉(zhuǎn)換分支器傳遞過來 的能量，并帶動輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動，輸入軸齒輪與儲能軸齒輪嚙合，將能量傳遞給儲能軸，儲 能軸通過儲能機(jī)構(gòu)儲存能量；當(dāng)需要釋放能量時，儲能機(jī)構(gòu)帶動儲能軸旋轉(zhuǎn)，儲能軸帶動儲 能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，儲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：儲能機(jī)構(gòu)由儲能軸、儲能調(diào)節(jié)螺栓、儲能發(fā)條、儲能 機(jī)構(gòu)內(nèi)筒、儲能機(jī)構(gòu)外箍等構(gòu)成；儲能發(fā)條的一端固定在儲能軸上，另一端固定在儲能機(jī)構(gòu) 內(nèi)筒上；儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒的外壁是粗糙的，儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁為摩擦片，且儲能機(jī)構(gòu)內(nèi) 筒的外壁與儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍的內(nèi)壁相切；儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍通過儲能機(jī)構(gòu)固定螺釘固定 在儲能單元殼體上，并由儲能機(jī)構(gòu)定向螺釘定向，由儲能調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其儲能預(yù)緊力大小， 進(jìn)而使儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間產(chǎn)生不同的摩擦力，控制儲存機(jī)構(gòu)儲能能力的 高低；當(dāng)儲能機(jī)構(gòu)開始儲能時，儲能軸帶動儲能發(fā)條旋轉(zhuǎn)儲能，此時儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒相對儲能 機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍靜止，當(dāng)儲能一定時間后，儲能軸、儲能發(fā)條和儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒就會一起相對儲 能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍旋轉(zhuǎn)，此時說明儲能完成；當(dāng)需要釋放儲存的能量時，儲能發(fā)條會迫使儲能 軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動儲能軸棘輪旋轉(zhuǎn)，儲能軸棘輪與輸出軸齒輪嚙合使得輸出軸轉(zhuǎn)動，將能量 輸出；在能量輸出的過程中，由于儲能機(jī)構(gòu)內(nèi)筒與儲能機(jī)構(gòu)預(yù)緊外箍間存在摩擦力，兩者相 對靜止。
【文檔編號】B63H13/00GK104097760SQ201310147935
【公開日】2014年10月15日 申請日期: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 申請人:青島科技大學(xué)