阅读说明：本技术 一种用于多体船的侧体发电机构 (Side body power generation mechanism for multi-hull vessel ) 是由 姜宜辰 刘世杰 于 2020-08-06 设计创作，主要内容包括：一种用于多体船的侧体发电机构,属于船舶设计技术领域。该侧体发电机构包括主体、前侧体和后侧体、侧体发电机构和液压发电机构。前、后侧体通过设置在主体上的前、后侧体连接件经侧体发电机构的连接轴连接前、后侧体弧段,前、后侧体弧段依次固定连接前、后侧体立段和前、后浮体,两个前浮体的内侧设有减摇鳍,尾端设有电驱动的螺旋桨。四组双作用油缸的一端铰链连接前、后侧体连接件的下侧,另一端铰链连接前、后侧体立段的內侧。该船型结构能够克服船舶在高航速下摇摆剧烈及航行过程中需要柴油发电机供电等问题,使船舶即可以在高海况下保持较高的高速稳定性和耐波性,又可以利用侧体的运动进行发电,使船舶具有更高的舒适性和更加节能。(A side body power generation mechanism for a multi-hull ship belongs to the technical field of ship design. The side body power generation mechanism comprises a main body, a front side body, a rear side body, a side body power generation mechanism and a hydraulic power generation mechanism. The front side body and the rear side body are connected with the front side body arc section and the rear side body arc section through the front side body connecting piece and the rear side body connecting piece arranged on the main body and the connecting shaft of the side body power generation mechanism, the front side body arc section and the rear side body arc section are fixedly connected with the front side body vertical section and the rear side body vertical section in sequence, the inner sides of the two front floating bodies are provided with anti-sway fins, and the tail end of the two front floating bodies is provided with an electrically driven. One end of each of the four groups of double-acting oil cylinders is hinged with the lower sides of the front and rear side body connecting pieces, and the other end of each of the four groups of double-acting oil cylinders is hinged with the inner sides of the front and rear side body vertical sections. The ship type structure can overcome the problems that the ship swings violently at a high navigational speed and needs a diesel generator to supply power in the navigation process, and the like, so that the ship can keep higher high-speed stability and wave resistance under a high sea condition, and can generate power by utilizing the motion of a side body, thereby ensuring that the ship has higher comfort and is more energy-saving.)

一种用于多体船的侧体发电机构

技术领域

本发明属于波浪能发电技术领域，具体涉及一种用于多体船的侧体发电机构。

背景技术

船舶在高速航向，船体会产生严重的纵摇、横摇运动，很容易使驾驶者及乘客产生晕船现象，驾驶不慎甚至可能产生船舶侧翻现象；同时，大多数船舶采用柴油发电机供电以维持船舶设备正常运行，对大气环境造成可极大污染。为提高船舶运行的舒适性，并获得更清洁的能源供船舶设备运行，各种高技术发电机构设计应运而生。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，本申请提供一种用于多体船的侧体发电机构结构，以提高高速船舶舒适性和清洁性。

本发明采用的技术方案如下：一种用于多体船的侧体发电机构，它包括主体、设置在主体两侧的前侧体和后侧体，在主体上设有舰岛；其特征在于：它还包括设置在前侧体和后侧体中的侧体发电机构和液压发电机构；所述前侧体通过设置在主体上的前侧体连接件经侧体发电机构的连接轴连接前侧体弧段，前侧体弧段依次固定连接前侧体立段和前浮体，两个前浮体的内侧设有减摇鳍，尾端设有电驱动的螺旋桨；三个并列的第一回位弹簧双作用油缸的一端铰链连接前侧体连接件的下侧，另一端铰链连接前侧体立段的內侧；

所述后侧体通过设置在主体上的后侧体连接件经侧体发电机构的连接轴连接后侧体弧段，后侧体弧段依次固定连接后侧体立段和后浮体，后浮体的尾部上方设有尾舵；三个并列的第二回位弹簧双作用油缸的一端铰链连接后侧体连接件的下侧，另一端铰链连接后侧体立段的內侧；

所述侧体发电机构采用串联连接第二发电机、惯性轮、第一发电机和主圆锥齿轮，所述连接轴通过一个棘轮连接正向圆锥齿轮，通过另一个棘轮连接反向圆锥齿轮，正向圆锥齿轮、反向圆锥齿轮与主圆锥齿轮啮合，连接轴穿过前侧体弧段或后侧体弧段的部位采用固定连接结构，连接轴的两端与前侧体连接件或后侧体连接件采用转动连接结构；

所述液压发电机构包含两组第一回位弹簧双作用油缸、两组第二回位弹簧双作用油缸、蓄压罐、循环油柜和用液压马达驱动的第三发电机；在工作时，回位弹簧双作用油缸的进油腔采用软管经回油单向阀与循环油柜连接，出油腔采用软管经供油单向阀与蓄压罐连接，蓄压罐通过管道与液压马达连接。

所述侧体发电机构的第二发电机、惯性轮和第一发电机设置在主体中。

所述液压发电机构的蓄压罐、循环油柜、液压马达和第三发电机设置在主体中。

所述两个前侧体之间的距离小于两个后侧体之间的距离。

该四体船主体通过连接轴与四个侧体配合连接，起悬挂作用的回位弹簧双作用油缸连接主体和四个侧体，侧体发电机组安装在主体内部并与连接轴配合连接。回位弹簧双作用油缸可以限制侧体的运动，使四个侧体提供的升力足以维持主体的稳定。所述侧体发电机可不断吸收侧体运动的动能进行发电供船舶使用，也可以进一步限制侧体运动。

本发明的有益效果为：这种用于多体船的侧体发电机构包括主体、设置在主体两侧的前侧体和后侧体、侧体发电机构和液压发电机构。前侧体、后侧体通过设置在主体上的前侧体、后侧体连接件经侧体发电机构的连接轴连接前侧体、后侧体弧段，前侧体、后侧体弧段依次固定连接前侧体、后侧体立段和前、后浮体，两个前浮体的内侧设有减摇鳍，尾端设有电驱动的螺旋桨。四组回位弹簧双作用油缸的一端铰链连接前侧体、后侧体连接件的下侧，另一端铰链连接前侧体、后侧体立段的內侧。该船型结构能够克服船舶在高航速下摇摆剧烈及航行过程中需要柴油发电机供电等问题，使船舶即可以在高海况下保持较高的高速稳定性和耐波性，又可以利用侧体的运动进行发电，使船舶具有更高的舒适性和更加节能。

附图说明

图1是一种用于多体船的侧体发电机构的立体结构图。

图2是一种用于多体船的侧体发电机构的主视结构图。

图3是一侧前侧体、后侧体与主体分离的等轴侧结构图。

图4是图3中A的放大图。

图5是一侧前侧体、后侧体中发电机构的结构图。

图6是图5中B的放大图。

图7是液压系统的工作原理图。

图8是油缸上进油、下压油的工作原理图。

图9是油缸下进油、上压油的工作原理图。

图中：1、主体，2、前侧体，2a、前侧体连接件，2b、前侧体弧段，2c、前侧体立段，2d、前浮体，3、后侧体，3a、后侧体连接件，3b、后侧体弧段，3c、后侧体立段，3d、后浮体，4、舰岛，5、连接轴，5a、棘轮，6、第一回位弹簧双作用油缸，6a、第二回位弹簧双作用油缸，7、侧体发电机构，7a、正向圆锥齿轮，7b、反向圆锥齿轮，7c、主圆锥齿轮，7d、发电机轴，7e、第一发电机，7e1、第二发电机，7f、惯性轮，7g、发电机支架，8、螺旋桨，9、减摇鳍，10、尾舵，11、蓄压罐，12、液压马达，13、第三发电机，14、循环油柜；V1、第一供油单向阀，V2、第二供油单向阀，V3、第一回油单向阀，V4、第二回油单向阀。

具体实施方式

图1到图6示出了一种用于多体船的侧体发电机构。这种小水线面四体船包括主体1、设置在主体1两侧的前侧体2、后侧体3、设置在前侧体2和后侧体3中的侧体发电机构7和液压发电机构，在主体1上设有舰岛4。前侧体2通过设置在主体1上的前侧体连接件2a经侧体发电机构7的连接轴5连接前侧体弧段2b，前侧体弧段2b依次固定连接前侧体立段2c和前浮体2d，两个前浮体2d的内侧设有减摇鳍9，尾端设有电驱动的螺旋桨8；三个并列的第一回位弹簧双作用油缸6的一端铰链连接前侧体连接件2a的下侧，另一端铰链连接前侧体立段2c的內侧；

后侧体3通过设置在主体1上的后侧体连接件3a经侧体发电机构7的连接轴5连接后侧体弧段3b，后侧体弧段3b依次固定连接后侧体立段3c和后浮体3d，后浮体3d的尾部上方设有尾舵10。

侧体发电机构7采用串联连接第二发电机7e1、惯性轮7f、第一发电机7e和主圆锥齿轮7c，连接轴5通过一个棘轮5a连接正向圆锥齿轮7a，通过另一个棘轮连接反向圆锥齿轮7b，正向圆锥齿轮7a、反向圆锥齿轮7b与主圆锥齿轮7c啮合，连接轴5穿过前侧体弧段2b或后侧体弧段3b的部位采用固定连接结构，连接轴5的两端与前侧体连接件2a或后侧体连接件3a采用转动连接结构。

三个并列的第一回位弹簧双作用油缸6的一端铰链连接前侧体连接件2a的下侧，另一端铰链连接前侧体立段2c的內侧；三个并列的第二回位弹簧双作用油缸6a的一端铰链连接后侧体连接件3a的下侧，另一端铰链连接后侧体立段3c的內侧。

图7、8、9是液压系统的工作原理图，液压发电机构包含两组第一回位弹簧双作用油缸6、两组第二回位弹簧双作用油缸6a、蓄压罐11、循环油柜12和用液压马达12驱动的第三发电机13；在工作时，回位弹簧双作用油缸的进油腔采用软管经回油单向阀与循环油柜12连接，出油腔采用软管经供油单向阀与蓄压罐11连接，蓄压罐11通过管道与液压马达12连接。

在正常工作过程中，回位弹簧双作用油缸会与储能器进行能量交换，液压油流经液压马达可带动第三发电机13发电。如图8所示，回位弹簧双作用油缸进行拉伸时，采用上进油、下压油模式，回位弹簧双作用油缸通过拉伸，其下端的油通过第一供油单向阀V1输送到蓄压罐11；蓄压罐11中的高压油驱动液压马达12进而带动第三发电机13发电，从液压马达12出来的液压油被输送到循环油柜14中，循环油柜14通过第二回油单向阀V4将油输送回回位弹簧双作用油缸的上端，完成上进油、下压油模式。如图9所示，回位弹簧双作用油缸进行压缩时，采用下进油、上压油模式，回位弹簧双作用油缸通过压缩，回位弹簧双作用油缸上端的油通过第二供油单向阀V2将油输送到蓄压罐11，蓄压罐11中的高压油驱动液压马达12进而带动第三发电机13发电，从液压马达12出来的液压油输送到循环油柜14中，循环油柜14通过第一回油单向阀V3将油输送回回位弹簧双作用油缸的下端，完成下进油、上压油模式。

起悬挂作用的回位弹簧双作用油缸可以限制侧体的运动，使四个侧体提供的升力足以维持主体的稳定。在船舶高速运动时，由于波浪载荷的影响，侧体产生相对主体的交替垂荡运动。侧体发电机7可不断吸收侧体运动的动能进行发电供船舶使用，也可以进一步限制侧体运动。

侧体发电机组安装在主体内侧与连接轴相连，在波浪中作用在侧体潜体上的水动力载荷的方向会上下交替，因此产生作用于潜体的交替垂荡力，诱发潜体相对主船体的垂荡运动，相对运动通过船载发电装置转化为电能。如图6所示，设置于船体一侧的前侧体2和后侧体3受到向上的垂荡力时，前侧体2与后侧体3同时带动连接轴5转动，进而通过棘轮5a锁紧在连接轴5上的正向圆锥齿轮7a转动（通过另一个棘轮，反向圆锥齿轮7b不能与连接轴5锁紧），正向圆锥齿轮7a转动驱动主圆柱齿轮7c转动，进而加速惯性轮7f旋转，可保证第一发电机7e和第二发电机7e1输出电压更加稳定；而前侧体2和后侧体3受到向下的垂荡力时，因反向圆锥齿轮7b中设有另一个棘轮，锁紧在连接轴5上的反向圆锥齿轮7b驱动主圆柱齿轮7c转动（通过棘轮5a，正向圆锥齿轮7a不能与连接轴5锁紧）。设置在船体另一侧的前侧体2和后侧体3受到向上、向下的垂荡力时，侧体发电机7的工作过程同上。

该四体船结构具有较强的耐波性、稳定性，并可通过侧体的运动产生清洁能源。由于该船型结构通过四个侧体下方的潜体提供浮力，水线面积小，所以在高速行驶或是高海况下受波浪影响较小，具有较强的耐波性；通过图2可见前侧体的间距明显小于后侧体的间距，并将螺旋桨设置在前侧体浮体尾部，此设计可降低船体兴波阻力，提高船舶的节能性和快速性。