一种增加水上交通工具连续航行时间的方法与流程

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1.一种增加水上交通工具连续航行时间的方法，就是一种基于水力发电装置的水上自供电系统的制作方法。属于b部和运输h部
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电学的船舶及与水上船只有关的发电设备的方法发明类的技术方案。


背景技术：

2.自供电技术是一种新型供电技术，它是将周围环境中的各种能量转化成电能，从而驱动低功耗电子设备运作
①
。
3.在江河、湖泊、海洋里的水上交通工具有，电动船、乌篷船、气垫船、汽艇、摩托艇、渔船、邮轮、帆船、游艇、远洋班轮、客船。帆船是利用风力前进的船。
4.潜水艇，既能在水面航行，又能潜入水中某一深度，进行机动作战的舰艇
②
。
5.目前使用较多的水上交通工具供电系统是，安置于船舱里面的船用柴油发电机等，而非船用水力发电机装置。
6.本设计的发明申请即为，船用水力发电机装置在河、海航行中的运用，其发电原理是这样的：
7.水上交通工具，以电动船为例，其主体结构主要有三部分组成，一是电动船(图1)；二是船用水力发电机装置，其固定安装于电动船的外部轮廓的底部和头部。(图3)；三是水力发电机进水口斗笠帽(图4)。
8.当电动船下水开始航行以后，江河或湖泊或海洋里的的大水流，因冲入船用水力发电机内部，而产生电流，并由防水的密闭装置，通过电线的连接，把水力发电装置产生的自供电的电流，引入电动船的蓄电设备中，作为动态的备用蓄电池。这个发电装置，简称“船用水力发电机”装置(图3)。
9.一种增加水上交通工具连续航行时间的方法，就是基于自供电技术的水上发电装置。
10.因为水的导电性，不容忽视！所以应在解决了安全可靠供电和使用，以及防震和防超高音响的前提下，在水上交通工具(如电动船等)的船舱外表面的头部和底部合适位置，再增加一个水力发动机，产生除船舱内原自带的蓄电池设备以外，第二个蓄电池即动态的备用蓄电池，以补充水上交通工具原蓄电池的电能量，达到增加航行时间的目的(图5、图6)。


技术实现要素：

11.一种增加水上交通工具连续航行时间的方法，下面以电动船为例进行简述：
12.电动船是用电力推进的船舶，电力来自蓄电池或船用发电机。一些小型水面舰船或水下舰艇,利用柴油机或汽轮机带动发电机发电，转动推进电机推进舰艇
③
(图1)。
13.船在顺水或逆水时的水流速度，与其水流冲击水轮机的旋转后，而转化为电能，是有一定关系
④
。
14.水力发电站的过程中,能量的转化情况是先将水重力势能转化为动能,然后将动能转移为水轮机的动能,最后将水轮机的动能转化为电能
⑤
(图2)。
15.总之，本设计方案以电动船为例，电动船的电力来源，由二部分组成。
16.一部分是普通的电动船船舱内自带的固有蓄电池。
17.另一部分，则是本设计的，由“船用水力发电机”装置产生的动态的备用蓄电池。
18.动态的备用蓄电池的特点是：其是在电动船航行的动态过程中，而非靠岸停止时的静态状况下的，进行的水力发电的，产生的电能先存储于自供电系统的蓄电池中，然后根据具体用电情况，作为原有的蓄电池的补充电能源。
19.船用水力发电机装置，固定安装于电动船的底部和头部。其主要包括一台水力发电机、一块实心挡板、若干根水管的管道、若干电线、两个过滤网、一个转动链接装置、一个复位弹簧和一个斗笠帽，若干个控制开关。(图6)。
20.本设计的电动船是这样航行的：
21.(一)自带蓄电池设备的电动船工作
22.电动船下水后，先打开电动船上的开关1(图上未标)，电动船自带的蓄电池工作，然后电动划桨旋转，最后，电动船就可以在河、海面上向前航行了。
23.(二)斗笠帽装置控制发电机发电的原理
24.打开电动船上的开关2(图上未标)，盖在发电机进水口边上的斗笠帽装置，先向外，再向上，离开进水口，依附于船头合适的位置，动态备用蓄电池设备开始发电工作。
25.关闭电动船上的开关2(图上未标)，依附于船头合适的位置边上的，圆锥形的斗笠帽装置，先向下，再向里，盖住进水口。这样前面的水流就没法进去，就是切断了发电机的进口水流动力，设备就处于停止发电的工作状态(图4)。
26.(三)增加了船用水力发电机装置的电动船工作原理
27.为防止水生动物或水下垃圾吸入船用水力发电机装置的进水口处，我们在进水口的管道增加了大过滤网，在管道转弯处变成了一进二出的管道。即小过滤网和实心挡板，其中让较大的水流进入小过滤网内，转动水轮发电，而较小的水流则流进实心挡板，以让较重较大的水草鱼类等滑入河海中。
28.实心挡板的作用，当水流进入的同时，把因水生动物或水下垃圾一起带入水管中，因重力和拉力等的作用，一些不能进入小过滤网的，只能推开实心挡板，即拉长复位弹簧，通过另一边转到链接装置的旋转一个角度，而倒入河、海里面。而后，因为复位弹簧的复位张力，所以实心挡板向上抬起，继续阻止这股水流的向外溢出。
29.当里面进入进口水管的水生动物或者垃圾，超过一定重量，通过自动或人工的手工操作方法，进行排垃圾等的工作。
30.船用水力发电机装置是这样工作的：
31.斗笠帽装置打开后，横置固定于船底合适的位置的，船用水力发电机装置进水口的水流，先通过大过滤网进入管道，(相当于普通峡谷水力发电站的上游的水流)，沿着水管向下，水管道的下端还有个小过滤网和实心挡板装置的一分二的管道设计。
32.大部分的水流，通过小过滤网进入水力发电机上的内部，然后，由上而下的大水流冲击水轮旋转而发电，从水轮里出来的水流再进入下端的出水管道(相当于进入普通峡谷水力发电站的下游的水流)。
33.同时，通过电线等将产生的电能，储存于防水密闭的船舱内部的动态备用蓄电池之用中，以备用。
34.从出水口管道喷涌而出水流，，根据作用力与反作用力的物理原理，再次推动电动船向前航行。
35.为了达到一定产生的电流量，根据进水管和出水管不同水位高低，水管内、外管形等之差别的设计，预算电动船的航行中水流运动的力度大小等因素，以决定冲击水轮机后，水轮机带动发电机发电产生的电流量的大小。我们采取的主要方法是。
36.(1)尽量的增加进水口与出水口之间的高低位置差(图2)。
37.(2)进水处的水管采用大口进水小口出水的喇叭裤造型的水管，以把“船用水力发电机”水流进口处之前面的水流压进来，以增加水轮子旋转的水流冲击力。
38.出水口处的水管则采用，大口进水小口出水之造型的水管，把“船用水力发电机”出口处的水流大口的推出去，较小出口向外的喷涌而出的水流，再次推动电动船向前航行。
39.总之，本方法方案的船舶电力推进，至于是选择直流推进还是交流推进，根据具体情况而定，且是在保证用电、用水以及防震和防嘈杂音等安全指标都达标的前提下，适用于航船和可遥控的潜水艇等方面，以达到延长电动船的航行时间和距离等目的。
40.参考电子文献：
41.①
百度百科：自供电技术
42.②
搜狗百科：潜水艇
43.③
搜狗百科：电动船
44.④
搜狗问问：船在顺水及逆水时的速度分别是什么？
45.⑤
阿凡提网：从世纪末德国建成世界上第一水电站以来,水力发电站就成了水能利用的主要形式。
附图说明:
46.本说明书附图共六张：
47.图1电动船外形图
48.图2水力发电站的原理图
49.图3水力发电机示意图
50.图4水力发电机进水口斗笠帽示意图
51.图5船舶与水力发电机连为一体示意图
52.图6水力发电机水流管道走向示意图
具体实施方式：
53.理论依据
54.①
百度百科：自供电技术
55.自供电技术是一种新型供电技术，它是将周围环境中的各种能量转化成电能，从而驱动低功耗电子设备运作。利用自供电技术，能够有效实现零电能消耗，节约安装和使用成本，保护环境。
56.②
搜狗百科：潜水艇
57.潜水艇，又称潜艇或潜水船、潜舰，是能够在水下运行的舰艇。潜水艇是公认的战略性武器，它可以在水下机动灵活地运动，用于攻击对方水面上的战舰和水中的潜水艇，也可以袭击陆地上的重要军事目标；必要时它还可以担负布雷、侦察及运输兵员和重要军事物资。潜水艇具有很好的隐蔽性和突然袭击能力，在水中可以长时间、长距离的持续航行。潜水艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3
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6个月的俄罗斯台风级核潜艇；按体积可分为大型、中型或小型和水下自动机械装置等。
58.③
搜狗百科：电动船
[0059][0060]
电动船是用电力推进的船舶，电力来自蓄电池或船用发电机。一些小型水面舰船或水下舰艇利用柴油机或汽轮机带动发电机发电，转动推进电机推进舰艇。
[0061]
船舶电力推进，有直流推进和交流推进两大类。
[0062]
④
搜狗问问：船在顺水及逆水时的速度分别是什么？
[0063]
顺水的速度＝船速+水流速度
[0064]
逆水的速度＝船速
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水流速度
[0065]
根据向量的方法来看就很容易知道了
[0066]
速度是矢量，矢量是可以相加减的，在顺水中时，船速和水流速的相同，所以船在顺水中的速度相同，等于两者之和。相同的道理，船在逆水中时，两者的方向相反，所以船在逆水中的速度等于两者之差。
[0067]
⑤
阿凡提网：从世纪末德国建成世界上第一水电站以来,水力发电站就成了水能利用的主要形式.
[0068]
在水力发电站的过程中,能量的转化情况是先将水重力势能转化为动能,然后将动能转移为水轮机的动能,最后将水轮机的动能转化为电能。