三体海能自持船的制作方法

本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种三体海能自持船。

背景技术：

1、涵盖专利2021110129269、2021110128976等专利技术的“海能驱航”项目已在中山大学通过仿真数理研究(可提供研发报告)。

2、“海能驱航”项目的目的是通过收集海洋能量实现中低速(10-20节)条件下，船舶能够能源自足、淡水自足。

3、该项目相关能量收集设备和能量转化设备(研究已完成)，需要整合到船上。但现有的船舶都无法满足科学搭载这些专业设备的需求，因此需要研发一个专业的“海能驱航船”--“三体海能自持船”。

4、在“海能驱航”项目研究基础上，“三体海能自持船”需要实现以下目的：

5、1)能够科学搭载相关相关能量收集设备和能量转化设备,同时无论在行使或停泊时均能良好的收集海波能量。

6、2)能够很好实现船舶的主要功能，如客运、货运舱室空间等。

7、3)船舶具有优秀的稳定性和在中低速条件下的适航性。

8、然而，之前的海波竖向能量收集器，浮萍仅有在被海浪抬升时才能给活塞缸中的液体加压，利用高压液体转化成机械能驱动船体或驱动发电机发电，而浮萍下降时并不具备给活塞缸中的液体加压的能力，因此还未能充分利用海波能量。

9、而之前的浮萍的竖向投影采用圆形，其形状设计不合理，设置在船体上时由于整个周向侧面均为迎波侧，容易影响船舶的航行速度和稳定性。此外，之前的浮萍由于质量较轻，只能浮在水面，则只有当海浪将其向上托起时，浮萍才能通过液压传力机构产生高压液体并利用高压液体驱动发电机发电，能量转化效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供能解决上述技术问题的一种三体海能自持船。

2、为实现上述目的，本发明提供一种三体海能自持船，包括两个对称布置的船侧体，每个船侧体下部均设有气体储存浮力罐；两个船侧体之间设有船主体；船侧体中部的镂空处设有若干双向海波能收集浮萍，船侧体上设有与双向海波能收集浮萍相连接的船用液压双向传力机构；船主体与船侧体两者的上部相互连接，两者的下部之间留有间隔并形成中空水道，中空水道后端设有与船主体相连接的船用次级涡涵喷流水轮机，船用液压双向传力机构通过动力集成系统与船用次级涡涵喷流水轮机相联动。

3、进一步的，每个所述船侧体上设有至少两个双向海波能收集浮萍，相邻双向海波能收集浮萍之间设有与船侧体连接的浮萍隔墙；所述双向海波能收集浮萍包括相连接的箱型浮体和内嵌骨架，箱型浮体包括两个迎波侧和两个非迎波侧，非迎波侧与浮萍隔墙相邻布置；迎波侧设有上部斜面和迎波弧面，上部斜面位于箱型浮体的上表面，迎波弧面位于箱型浮体的下表面；箱型浮体的非迎波侧设有定位支架，定位支架上设有用于与浮萍定向滑槽滚动配合的滑动轮；所述内嵌骨架上设有浮萍动力杆连接部，浮萍动力杆连接部与船用液压双向传力机构连接；浮萍定向滑槽与浮萍隔墙两者位置相对固定。

4、更进一步的，所述气体储存浮力罐的长度方向与三体海能自持船的长度方向相平行，气体储存浮力罐的前后两端均设有凸起的浮罐防护球首。

5、更进一步的，所述船用液压双向传力机构包括与双向海波能收集浮萍连接的浮萍动力杆，还包括固定在船侧体上的基板，基板上设有与浮萍动力杆滑动配合的动力杆滑孔，基板上设有两条柱塞泵缸体，每条柱塞泵缸体内各自滑动配合有柱塞，柱塞连接有齿条推拉杆，两条齿条推拉杆的第二齿条分别啮合于同一个输出齿盘的两侧；输入齿轮、传动轴和输出齿盘三者依次固定连接，传动轴与基板转动连接，输入齿轮与浮萍动力杆上的第一齿条相啮合，柱塞泵缸体的一端设有泵压单向阀和回流单向阀。

6、更进一步的，所述动力集成系统包括海波能集成输出系统，海波能集成输出系统包括均由高压液体驱动的第一高压水轮机和第二高压水轮机，第一高压水轮机联动有直流发电机，直流发电机的电能输出端连接有氢能制备与储存系统；氢能制备与储存系统的氧气输出管和氢气输出管均与热循氢能驱动系统连通，热循氢能驱动系统的动力输出端与驱动力集成系统的第一动力输入端联动；第二高压水轮机的动力输出端与驱动力集成系统的第二动力输入端联动；驱动力集成系统的动力输出端与船用次级涡涵喷流水轮机联动。

7、更进一步的，所述海波能集成输出系统还包括回油池、压力油管、回油管，船用液压双向传力机构的泵压单向阀通过压力油管分别与第一高压水轮机和第二高压水轮机的进油端连接；第一高压水轮机和第二高压水轮机两者均通过排油管与回油池连通，回油池通过回油管与船用液压双向传力机构的回流单向阀连通。

8、更进一步的，所述直流发电机的电能输出端通过电缆与配电房连接，配电房与储电房中的储电池电性连接，配电房电性连接有海水淡化设备和其他用电输出端；配电房与氢能制备与储存系统电性连接。

9、有益效果

10、本发明的三体海能自持船的优点为：

11、1、三体海能自持船主体结构下部呈三体布置，上部则连为一体形成宽大的平面空间，可以满足所有船舶主要用途功能对空间的需求。中间为主船体，承担船舶的主要用途功能；两边为海波能收集船体，承担海波能收集功能。在由三船体之间形成的两个水道后端设置船用次级涡涵喷流水轮机。下部三体可以有效减少航行阻力，同时使船舶具有良好的稳定性，减少航行时的晃动。其中两边的气体储存浮力罐将作为氢气储罐使用。

12、2、通过挂载在两侧船体的双向海波能收集器全天不停歇高效收集海波能，通过船用液压双向传力机构、压力油传输管网、高压水轮机将收集到的能量变成船舶的驱动力或电力。一般情况下，在航行时，大部分现时收集的能量将直接分配给船舶驱动力；在停泊时，所有现时收集的能量将进行发电，并大部分转化氢能储存起来。

13、3、氢能制备与储存系统采用热循电解制氢技术低能耗制备氢气和氧气；采用热循空压技术低能耗压缩氢气和氧气并存储。

14、4、船舶的驱动力来源于高压水轮机或热循氢能驱动系统(氢能发动机)，依据需求驱动船舶可以只使用其中之一或两个同时使用：在中浪及以上海况航行时，直接由高压水轮机驱动船舶；在微浪海况航行时，由高压水轮机和氢能发动机合力驱动船舶；在无浪海况航行时，由氢能发动机驱动船舶。

15、5、双向海波能收集浮萍的箱型浮体包括迎波侧和非迎波侧，该双向海波能收集浮萍安装在船体上时，浮萍的迎波侧位于船体侧面，主要由迎波侧承受海浪冲击并上下起伏。这种浮萍能够与船舶很好的结合,不影响船舶的航行，在船舶航行时同样能够正常收集海波能。

16、6、箱型浮体设有上部斜面和迎波弧面，有效减少浮萍上下震动的阻力，有利于让浮萍的上下移动行程更大，能量收集效率更高。

17、7、浮萍的升降带动浮萍动力杆作直线往复移动时，浮萍动力杆通过传动总成交替驱动两个柱塞泵对液体进行加压，确保无论浮萍是处于被海浪顶起的上升过程，还是因自重或受海浪拍打而处于下降过程，均能将海波能量转化为高压液体，中间没有间断，有利于通过高压液体转化成机械能或驱动发电机发电，海波能回收效率高。其中机械能可以直接用于驱动船舶航行，电能则用于生产氢能、淡水和船舶日常用电。

18、通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。