CN216332689U - 用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体 - Google Patents

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李清旺
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Abstract

本实用新型公开了用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体，主要涉及电船节能自充电技术领域。包括螺旋水轮、传动机构、永磁电机和船体蓄电池；所述永磁电机的控制电路包括驱动电路和双向发电电路，且驱动电路和双向发电电路之间通过控制开关切换；驱动电路接通情况下，所述永磁电机作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮转动作为驱动桨使用；双向发电电路接通情况下，所述永磁电机作为发电机给蓄电池充电。本实用新型的有益效果在于：它利用波浪、海流或河流的水流作为能量源实现了船体的自充电，不仅能实现节能、环保的目的，更能在蓄电池电量不足时达到自充电蓄能安全自救的安全性目的。而且降低了船的使用成本,增加了航程。

Description

用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体
技术领域
本实用新型涉及电船节能自充电技术领域，具体是用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前通过蓄电池电力驱动的船体，都是将蓄电池充满电后再在江河海洋中进行航行作业。目前还没有能进行船体自充电的技术，船体自充电技术不仅能实现节能、环保的目的，更能在蓄电池电量不足时达到自充电蓄能安全自救的安全性目的。所以，对于自充电船体的技术研发有着很重要的意义和行业前景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体，它利用波浪、海流或河流的水流作为能量源实现了船体的自充电，不仅能实现节能、环保的目的，更能在蓄电池电量不足时达到自充电蓄能安全自救的安全性目的。而且降低了船的使用成本,增加了航程。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
用于船体的波流自充电装置，包括螺旋水轮、传动机构、永磁电机和船体蓄电池；所述螺旋水轮置于船身底部水面以下，所述螺旋水轮通过传动机构与永磁电机传动连接；所述永磁电机的控制电路包括驱动电路和双向发电电路，且驱动电路和双向发电电路之间通过控制开关切换；驱动电路接通情况下，所述永磁电机作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮转动作为驱动桨使用；双向发电电路接通情况下，所述永磁电机作为发电机发出的电能经整流电路给蓄电池充电。
所述传动机构包括锥齿轮传动机构和变速箱；所述螺旋水轮的主轴通过锥齿轮传动机构与变速箱一端传动连接，所述变速箱另一端与永磁电机传动连接。
所述螺旋水轮为变桨结构设计。
一种波流自充电船体，包括双侧船体、连接双侧船体的上部船体，所述上部船体下方设置如上述的螺旋水轮、传动机构和永磁电机；所述双侧船体上安装船体蓄电池。
对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
由于气隙合成磁场与转子主磁场位置关系的不同，永磁同步电机既可以运行于电动机状态也可以运行于发电机状态。当气隙合成磁场滞后于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相反，这时电机处于发电状态；相反，当气隙合成磁场超前于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相同，这时电机处于电动状态。永磁电机的控制电路包括驱动电路和双向发电电路，且驱动电路和双向发电电路之间通过控制开关切换；驱动电路接通情况下，所述永磁电机作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮转动作为驱动桨使用。双向发电电路接通情况下，所述永磁电机作为发电机发出的电能经整流电路给蓄电池充电。在行船途中和需船体刹车时，自动切换至双向发电电路接通，船底的水流驱动螺旋水轮旋转带动永磁电机发电，作为能量回收装置使用；在船体系泊时，海中的波浪、海流和江河水流驱动螺旋水轮旋转带动永磁电机发电，作为发电装置使用；永磁电机发出的电能经整流电路给蓄电池充入电能实现自充电。
因此，在双向发电电路接通情况下，它利用波浪、海流或河流的水流作为能量源实现了船体的自充电，不仅能实现节能、环保的目的，更能在蓄电池电量不足时达到自充电蓄能安全自救的安全性目的。而且降低了船的使用成本,增加了航程。
附图说明
附图1是本实用新型原理框图。
附图2是本实用新型中螺旋水轮、传动机构、永磁电机传动连接方式简图。
附图3是本实用新型中波流自充电船体后视图。
附图中所示标号：
1、螺旋水轮；2、永磁电机；3、船体蓄电池；4、驱动电路；5、双向发电电路；6、控制开关；7、锥齿轮传动机构；8、变速箱；9、聚能通道。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本实用新型所述是用于船体的波流自充电装置及一种波流自充电船体。
用于船体的波流自充电装置，主体结构包括螺旋水轮1、传动机构、永磁电机2和船体蓄电池3；所述螺旋水轮1置于船身底部水面以下，所述螺旋水轮1通过传动机构与永磁电机2传动连接；所述永磁电机2的控制电路包括驱动电路4和双向发电电路5，且驱动电路4和双向发电电路5之间通过控制开关6切换；驱动电路4接通情况下，所述永磁电机2作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮1转动作为驱动桨使用；双向发电电路5接通情况下，所述永磁电机2作为发电机发出的电能经整流电路给蓄电池充电。所述传动机构包括锥齿轮传动机构7和变速箱 8；所述螺旋水轮1的主轴通过锥齿轮传动机构7与变速箱8一端传动连接，所述变速箱8另一端与永磁电机2传动连接。
一种波流自充电船体，包括双侧船体、连接双侧船体的上部船体，所述上部船体下方设置如上述的螺旋水轮1、传动机构和永磁电机2；所述双侧船体上安装船体蓄电池3。
原理详述如下：
永磁电机2技术详解：由于气隙合成磁场与转子主磁场位置关系的不同，永磁同步电机既可以运行于电动机状态也可以运行于发电机状态。当气隙合成磁场滞后于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相反，这时电机处于发电状态；相反，当气隙合成磁场超前于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相同，这时电机处于电动状态。
自充电船原理详解：波流自充电船体的双侧船体之间、上部船体以下为聚能通道9，多个螺旋水轮1在聚能通道9水平方向布置，螺旋水轮1通过锥齿轮传动机构7和变速箱8与永磁电机2相联。
永磁电机2的控制电路包括驱动电路4和双向发电电路5，且驱动电路4和双向发电电路5之间通过控制开关6切换；驱动电路4接通情况下，所述永磁电机2 作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮1转动作为驱动桨使用。双向发电电路5 设计实现了电机正反转发电的自动充电，双向发电电路5接通情况下，所述永磁电机2作为发电机发出的电能经整流电路给蓄电池充电。如说明书附图图1所示，图中A为永磁电机2作为电动机时的驱动传动方向，B为永磁电机2作为发电机时的发电传动方向。
在行船途中和需船体刹车时，自动切换至双向发电电路5接通，船底的水流驱动螺旋水轮1旋转带动永磁电机2发电，作为能量回收装置使用；在船体系泊时，海中的波浪、海流和江河水流驱动螺旋水轮1旋转带动永磁电机2发电，作为发电装置使用；永磁电机2发出的电能经整流电路给蓄电池充入电能实现自充电。
本波流自充电船使用单个或多个永磁电机2+传动机构+螺旋水轮1装置，在需驱动船体运动时，永磁电机2作为电动机、多组装置同时作为动力使用，可大幅度提高船体的航速和机动性；在行船途中和需船体刹车时，装置作为能量回收装置使用，回收船体的动能发电；船体系泊时，在聚能通道9中利用波浪、海流和河流的水流进行发电，实现了船体的自充电。
所述螺旋水轮1为变桨结构设计，在驱动和发电时使用不同桨角以获得最高效率。
综上所述：在双向发电电路5接通情况下，它利用波浪、海流或河流的水流作为能量源实现了船体的自充电，不仅能实现节能、环保的目的，更能在蓄电池电量不足时达到自充电蓄能安全自救的安全性目的。而且降低了船的使用成本,增加了航程。

Claims (4)

1.用于船体的波流自充电装置，其特征在于：包括螺旋水轮(1)、传动机构、永磁电机(2)和船体蓄电池(3)；
所述螺旋水轮(1)置于船身底部水面以下，所述螺旋水轮(1)通过传动机构与永磁电机(2)传动连接；
所述永磁电机(2)的控制电路包括驱动电路(4)和双向发电电路(5)，且驱动电路(4)和双向发电电路(5)之间通过控制开关(6)切换；
驱动电路(4)接通情况下，所述永磁电机(2)作为发动机经过传动机构驱动螺旋水轮(1)转动作为驱动桨使用；
双向发电电路(5)接通情况下，所述永磁电机(2)作为发电机发出的电能经整流电路给蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述用于船体的波流自充电装置，其特征在于：所述传动机构包括锥齿轮传动机构(7)和变速箱(8)；
所述螺旋水轮(1)的主轴通过锥齿轮传动机构(7)与变速箱(8)一端传动连接，所述变速箱(8)另一端与永磁电机(2)传动连接。
3.根据权利要求2所述用于船体的波流自充电装置，其特征在于：所述螺旋水轮(1)为变桨结构设计。
4.一种波流自充电船体，其特征在于：包括如权利要求1-3任意一项所述的用于船体的波流自充电装置，包括双侧船体、连接双侧船体的上部船体，所述上部船体下方设置螺旋水轮(1)、传动机构和永磁电机(2)；所述双侧船体上安装船体蓄电池(3)。
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