[发明专利]伞形太阳能帆板双体船

说明书

技术领域

本发明涉及一种双体船，特别是一种伞形太阳能帆板双体船，属于船舶海洋工程设备技术领域。

背景技术

全球经济持续发展，世界物资运输需要的船舶数量日益增多，船舶排放的废弃物对环境的污染日趋严重。环保型动力装置在保证燃料经济性的同时，也注重环境的影响。太阳能与风力推进可以抵抗世界石油危机的影响，也符合环境要求的潮流。

在已有技术中，申请号为200820057744.7的“氢腾太阳能风帆船”实用新型专利，所述的风帆是一个由钛合金做成的圆环，该圆环由氢气充盈组件提携而升空，接收太阳能。由于圆环的面积有限，不能完全替代船舶需要的全部常规能源。申请号为CN200810029639.7的“一种以风能和太阳能为主要动力源的交通运输船”发明专利，是借助船舶本身面积以粘贴太阳能电池板。也局限于船舶本身面积的尺度而不能获得足够的能量以驱动船体。申请号为200610166372.7的“太阳能热驱动双体船”发明专利，采用耐高压内胆的太阳能集热器，将集热器产生的高压蒸汽推动小型燃气轮机直接驱动双体船，然后将蒸汽及液化的水再次进入集热器进行工作循环，这样实现经济环保的同时，可以将太阳能利用率提高。可是，该发明是借助船舶本身尺度内安装集热器，局限于船舶本身面积的尺度，也不能获得足够的能量以驱动船体。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种伞形太阳能帆板的双体船。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下。本发明包括：单船体、船体连接架、万向接头、主立杆、伞型骨架、拉杆、套筒、牵引索、伞型太阳能帆板、太阳能光伏阵列、卷扬机、液压油缸、太阳能风帆、支承架、日光感受器、方向控制器。其中，两个单船体之间由船体连接架相联固结组成双体船。每个单船体长60米，宽约8米，两单船体中轴线之间的距离16米，双体船左右舷的最大宽度为24米。在船体连接架的中心位置上安装有万向接头，主立杆通过万向接头与船体连接架相铰接。主立杆高120米，由1.5米直径的钢管制成，钢管壁厚0.05米。主立杆的下部，在双体船中心轴线方向和垂直于双体船中心轴线方向，共设置四个液压油缸。液压油缸的活塞杆与主立杆各成45°角铰接，形成立体的支承，以便借助四个液压油缸的协同动作，使主立杆按照控制的要求，以万向接头为中心变动主立杆轴向的倾斜角度。支承架是一个钢制方管型圆环体，固接在船体连接架两旁的单船体的甲板上。支承架的中心与双体船的几何中心重合。支承架上沿圆周均匀固接着8个平面铰链，每个平面铰链上都连接着一根弧形的伞型骨架。伞型骨架弧形的曲率半径为180米。伞型骨架由无缝钢管制成。每根伞型骨架的弦长为140米，8个伞型骨架共同组成一个球形面，球形面的中心在主立杆的中轴线上。8根拉杆分别铰接在相应伞型骨架距根部端点弦长60米处，每根拉杆的末端与套在主立杆上的套筒7铰接，以利用套筒达到张紧和牵引的作用。在每根拉杆上距离主立杆中心轴28米处，分别有牵引索与之铰接。在主立杆的顶部，安装有8台卷扬机，分别牵引着各自对应的8条牵引索，以便牵引和垂吊8根拉杆，得以控制8个伞型骨架的位置角度。伞型太阳能帆板以伞型骨架为支承安装在伞型骨架上，其投影面积为6万平方米。该面积远大于双体船本体的尺度，尽量扩大了接收太阳能的有效面积。伞型太阳能帆板由尼龙纤维材料制成，质地轻盈，坚固牢靠。太阳能光伏阵列安置在伞型太阳能帆板的上面，以便尽量吸收太阳光的能量。太阳能光伏阵列是采用威海蓝星泰瑞光电有限公司生产的不透明非晶硅太阳能电池模块组装而成。日光感受器和方向控制器置于双体船内，日光感受器的输入端感受太阳光，日光感受器的输出端通过方向控制器与液压油缸的控制端电连接。

当双体船在广阔无垠的海洋上航行时，伞型太阳能帆板尽量扩大张开角，舒展扩张，大量吸收太阳光能量而生成电能。日光感受器将接收的太阳光信号输送到方向控制器，由方向控制器通过运算输出控制信号到4个液压油缸，4个液压油缸的协同动作使主立杆的倾斜角度适当变动，达到伞型太阳能帆板的中轴线尽量朝向太阳的目标。当双体船将进入港口或航行在狭窄港湾时，8台卷扬机同步运行，收紧牵引索，使拉杆受到向上的力而带动伞型骨架按减小张开角的方向转动，收缩伞型太阳能帆板的平面，以便于减小占用空间或顺利通过。

双体船上还安装有太阳能风帆。太阳能风帆是刚性的风帆，可以接受风力的驱动而增加双体船的动力。同时，太阳能风帆上也安装了太阳能光伏阵列，达到接收太阳能和风能的双重目的。