本發(fā)明涉及一種船只在海上運(yùn)行過程中對波浪能和風(fēng)能的兩用收集組件，尤其涉及一種海面波浪能風(fēng)能收集裝置。

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)能收集裝置——風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)子葉片捕捉風(fēng)能，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。水流能收集裝置——水輪機(jī)，把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動力機(jī)械，主要由轉(zhuǎn)輪進(jìn)行能量收集。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片與水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪外形十分相近?？衫枚吖δ芎屯庑蔚南嗨七M(jìn)行發(fā)明研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種海面波浪能風(fēng)能收集裝置，能以方便可調(diào)節(jié)的方式適用于兩種環(huán)境條件下有效的能量收集。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括由端帽和水平段組成的槳轂外殼、對稱設(shè)置在槳轂外殼端帽上的四個葉片，每個葉片的葉片軸的端部固連有一齒輪軸，且齒輪軸位于槳轂外殼內(nèi)，齒輪軸上安裝有葉片螺距調(diào)節(jié)齒輪，所述槳轂外殼的水平段內(nèi)設(shè)置有中心轉(zhuǎn)軸，中心轉(zhuǎn)軸的一端安裝有中心軸錐齒輪，中心轉(zhuǎn)軸的另一端與位于船體內(nèi)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，所述槳轂外殼的水平段與船體內(nèi)的發(fā)電機(jī)構(gòu)連接以收集電能。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.在葉片軸與齒輪軸之間還設(shè)置有葉片長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述葉片長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按動式結(jié)構(gòu)，具體包括與葉片軸下端固連的上滑槽、與齒輪軸上端固連的下滑槽、設(shè)置在上滑槽與槳轂外殼之間的彈簧，上滑槽與下滑槽配合。

2.所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)是設(shè)置在船體內(nèi)的液壓控制器和液壓泵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是對傳統(tǒng)能量收集裝置的的一種局部改進(jìn)，結(jié)合了風(fēng)能發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)的特點，能夠在不同環(huán)境下調(diào)整葉片，以充分收集能量。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于，對葉片可調(diào)的改造，以及長度調(diào)節(jié)組件及螺距變動組件的設(shè)計，且本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、能量收集效率高的特點，將來在中小型船舶應(yīng)用上具有良好的實際應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的槳轂中心縱剖面方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的橫剖面方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的長度調(diào)節(jié)組件示意圖；

圖4為本發(fā)明的角度調(diào)節(jié)組件示意圖；

圖5為本發(fā)明的能量收集的原理圖。

圖中：1葉片，2回復(fù)彈簧，3葉片長度調(diào)節(jié)組件，4葉片長度調(diào)節(jié)組件，5葉片螺距調(diào)節(jié)齒輪，6中心轉(zhuǎn)軸，7槳轂外殼，8中心軸錐型齒輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1至圖5，本發(fā)明包括由端帽和水平段組成的槳轂外殼7、對稱設(shè)置在槳轂外殼7端帽上的四個葉片1，每個葉片1的葉片軸的端部固連有一齒輪軸，且齒輪軸位于槳轂外殼內(nèi)，齒輪軸上安裝有葉片螺距調(diào)節(jié)齒輪5，所述槳轂外殼的水平段內(nèi)設(shè)置有中心轉(zhuǎn)軸6，且中心轉(zhuǎn)軸與槳轂外殼之間設(shè)置有軸套，中心轉(zhuǎn)軸的一端安裝有中心軸錐齒輪8，中心轉(zhuǎn)軸的另一端與位于船體內(nèi)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，所述槳轂外殼的水平段與船體內(nèi)的發(fā)電機(jī)構(gòu)連接以收集電能。在葉片軸與齒輪軸之間還設(shè)置有葉片長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述葉片長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是圓珠筆的按動式結(jié)構(gòu)，具體包括與葉片軸下端固連的上滑槽(葉片長度調(diào)節(jié)組件3)、與齒輪軸上端固連的下滑槽(葉片長度調(diào)節(jié)組件4)、設(shè)置在上滑槽與槳轂外殼之間的彈簧2，上滑槽與下滑槽配合，所述上滑槽具有兩個帶斜面的凸起，下滑槽具有三個凸起且中間的凸起上端面設(shè)置成與上滑槽的凸起的斜面配合的階梯斜面，兩種工作狀態(tài)為：上滑槽的兩個凸起位于下滑槽的三個凸起所形成的的槽中；上滑槽的凸起與下滑槽的中間凸起的階梯斜面接觸并被階梯斜面卡住。如圖5所示，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)是設(shè)置在船體內(nèi)的液壓控制器和液壓泵，本發(fā)明的槳轂外殼的水平段與船體內(nèi)的發(fā)電機(jī)也即能量轉(zhuǎn)化裝置連接，實現(xiàn)能量的收集。

為了實現(xiàn)在船舶運(yùn)行過程中能夠充分收集周邊環(huán)境中的能量，本發(fā)明提供一種安裝在船體舷側(cè)水線面處，能夠在波浪中和空氣中兩種狀態(tài)之間可調(diào)節(jié)的能量收集系統(tǒng)，并且此能量收集系統(tǒng)對船體結(jié)構(gòu)及行駛造成的附加影響??；具體包括葉片、槳轂殼、長度調(diào)節(jié)部件以及角度調(diào)節(jié)部件等，能夠通過調(diào)節(jié)葉片的角度、長度滿足組件在不同環(huán)境條件下的能量收集。葉片的角度通過主軸錐型齒輪的轉(zhuǎn)動帶動葉片小齒輪的轉(zhuǎn)動。通過長度調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)葉片的伸長程度。

安裝在船體水線面附近的組件處于不同浸深時，存在兩種情況。當(dāng)組件中心位于液面以上時，仿照風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪設(shè)置，伸長葉片，減小螺距。當(dāng)組件中心位于液面以上時，仿照水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)置，收縮葉片，增大螺距。

葉片主軸和長度調(diào)節(jié)部件頂部相互固定連接當(dāng)葉片收到風(fēng)力或波浪力旋轉(zhuǎn)時，整個槳轂外殼隨之旋轉(zhuǎn)。由槳轂外殼連接一體的空心軸套包裹在主軸外層，隨著葉片以及槳轂外殼共同運(yùn)動。另外，槳轂外殼也可恰好穩(wěn)定住彈簧的位置。彈簧和長度調(diào)節(jié)部件的設(shè)計仿照按動圓珠筆的控制原理。

本發(fā)明的工作模式有兩種，如下：

(1)需要改變?nèi)~片角度時，通過液壓控制器控制液壓泵，向葉片方向推進(jìn)主軸，使葉輪中心軸的錐型齒輪與四個小齒輪接觸咬合。通過液壓泵使主軸旋轉(zhuǎn)，葉輪中心軸的錐型齒輪隨之控制與之接觸的四個小齒輪產(chǎn)生同方向的轉(zhuǎn)動，小齒輪帶動葉片繞葉片中心軸產(chǎn)生對應(yīng)角度的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對組件中葉輪螺距的調(diào)節(jié)。停止對葉片角度的調(diào)整時，將主軸向相反方向移動，使之遠(yuǎn)離小齒輪。

(2)在葉片與軸心之間，安裝回復(fù)彈簧和長度調(diào)節(jié)組件。葉片與彈簧和長度調(diào)節(jié)部件相連接。通過對長度調(diào)節(jié)組件施加力的作用，配合以彈簧的回復(fù)，使長度調(diào)節(jié)組件兩部分咬合在不同深度的卡槽，可以的調(diào)節(jié)葉片中心軸的彈起與下落。從而實現(xiàn)在不同環(huán)境要求下葉片的伸長與縮短。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種海面波浪能風(fēng)能收集裝置，包括由端帽和水平段組成的槳轂外殼、對稱設(shè)置在槳轂外殼端帽上的四個葉片，每個葉片的葉片軸的端部固連有一齒輪軸，且齒輪軸位于槳轂外殼內(nèi)，齒輪軸上安裝有葉片螺距調(diào)節(jié)齒輪，所述槳轂外殼的水平段內(nèi)設(shè)置有中心轉(zhuǎn)軸，中心轉(zhuǎn)軸的一端安裝有中心軸錐齒輪，中心轉(zhuǎn)軸的另一端與位于船體內(nèi)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，所述槳轂外殼的水平段與船體內(nèi)的發(fā)電機(jī)構(gòu)連接以收集電能。本發(fā)明是對傳統(tǒng)能量收集裝置的一種局部改進(jìn)，結(jié)合了風(fēng)能發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)的特點，能夠在不同環(huán)境下調(diào)整葉片，以充分收集能量。

技術(shù)研發(fā)人員：孫士麗;李思朋;胡健;張明;李聰慧;張維鵬;李濤;王英鑄;顏培凱;陳昉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.08.18