专利名称：海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队的制作方法
技术领域：
本实用新型属于在海面上停泊的小船上安装的综合利用海洋资源的机电类产品。 具体为利用海浪、海风的动能和太阳辐射的光能来发电、同时利用附加设备进行海生动植 物养殖的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队。
背景技术：
现今的海浪冲击发电机仅适用于在海岸边上使用，且只利用了冲浪的动能，没有 利用退浪的动能。在大海中远离海岸某些区域的海浪动能一般都要比海边的动能大得多。 退浪的动能虽比冲浪的动能小，但也不是小得很多，也是可以利用的能量。现金的风力发电 机主要是安装在陆地上或海边的浅滩上。这些地方风力一般也要比大海中某些区域的风力 小得很多，且要占用有限的陆地和海滩。太阳辐射的光能已开始在陆地上和太空中被利用， 但利用得很少。在发电的同时，利用附加设备如何进行海生动植物的养植也是一个尚待解 决的问题。
发明内容本实用新型的目的是克服上述现今技术未能充分利用海洋资源的严重缺陷，提供 一套能同时安全地、充分地利用风大、浪大的海面上取之不尽、用之不竭的浪能、风能和光 能，以及能同时利用附加设备在海洋中进行捕鱼、养鱼、种植海带、养殖珍珠蛘壳等海生动 植物的能充分利用海洋资源的海面发电装置。技术问题本实用新型需要解决的技术问题是1、大海中的风大、浪大、对装置的破坏性也就很大。如何安全地利用它们的巨大动 能是本实用新型需要解决的第一技术问题；2、大海中风浪的方向和大小都是变化的。如何使不同方向风的动能、以及不同流 速的冲浪和退浪的动能，都能充分地加以利用是本实用新型需要解决的第二个技术问题。3、如何在安全地、充分地利用海面上的浪能、风能和光能的同时，还能利用附加设 备进行捕鱼、养鱼、种植海带、养殖珍珠蛘壳等海生动植物，以充分利用海洋资源是本实用 新型需要解决的第三个技术问题。4、如何使设备简易、安全、方便和环保是本实用新型需要解决的第四个技术问题。技术方案本实用新型采用的技术方案是将30艘(可增减)小型平底海面浪风光无人操纵 固定直水道综合发电船(以下简称‘发电船’)用结实的缆绳前后左右相互连接成一个网状 梯形海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队(以下简称‘发电船队’)，且又用结实 的缆绳将发电船队四周连接到固定在海底的水泥柱上的方法来保证发电船队不会被大风、 大浪冲走、冲翻或冲坏，以保证发电船队的安全运行。在每艘发电船上都安装有既能吸取不 同流速的冲浪动能、又能吸取不同流速的退浪动能的海浪冲击发电机组、方位能随风向而变的风力发电机组和舖于整个船顶的半导体光电池组的光电板，以充分地利用海面上取之 不尽、用之不竭的浪能、风能和光能。用包围整个发电船队下方海域的连接在发电船队四周船沿和缆绳上的装有大鱼 能进、但不能出的网门的大鱼网，来同时捕鱼、养鱼，在所有缆绳上种植海带或养殖珍珠蛘 壳等海生动植物，以充分利用海洋资源。由于发电船队的结构强度有一定的限制，经不起太大风浪的袭击。因此，选择适当 的海域固定船队，是一个非常关键的问题。适当的海域是离海岸或海岛不太远便于管理； 风浪常年都比较大，但又不太大，不致损坏船队；海水不太深，使下装海底水泥柱不太难、连 接用的缆绳不太长；阳光强度大、光照时间长。这样的海域是能够找到的。由于发电船安装的海浪冲击发电机组的结构不同，发电船被分成了两个类型·Λ1 型发电船和A2型发电船。在每个发电船中所有水流通道的进口和出口都装有小空鱼网，以 防止鱼类进到发电船中。在每个发电船上的每个转动轴承中都装有滚珠轴承，以减少转动 摩擦。每个发电船的上舱和下舱都是密封的。在每个发电船中都装有蓄电池。两型发电船中的冲击发电机组均由水流通道、水轮、发电机、船外侧传动箱中水轮 转轴末端的传动齿轮、传动链条、发电机和发电机转轴末端齿轮组成。在Al型发电船和A2型发电船中，海浪水流通道都是略高于海平面的水平直水道。 在Al型发电船中有两个并联的水轮，在A2型发电船中只有一个水轮。在Al型发电船中，每个水轮转轴的两末端各装有两个传动齿轮其中一个顺动齿 轮只能在水轮顺时针转动时带动传动链条和发电机转轴转动，在逆时针转动时则不能(和 自行车后轮中的转轴相似)；另一个逆动齿轮则只在水轮逆时针转动时能带动传动链条和 发电机转轴转动，在顺时针转动时则不能。发电机转轴的两末端各装有3个传动齿轮其中 两个靠内的传动齿轮分别与水轮转轴两末端的顺动齿轮通过传动链条相连，靠外的一个逆 动齿轮和一个与发电机转轴平行相邻的另一个转轴上的一个齿轮齿合衔接。这一相邻转轴 上还有两个靠外的传动齿轮分别与两水轮末端的逆动齿轮通过链条相连。如此，当冲浪水 流从船的前端入口流入，使水轮顺时针转动时，发电机转轴亦顺时针转动，当退浪水流从船 后入口流入，使水轮逆时针转动时，相邻转轴亦将逆时针转动，通过相邻转轴上的齿轮带动 转轴上的齿轮顺时针转动，电动机转轴仍是顺时针转动。即无论冲浪水流从船前进入或是 退浪水流从船后进入，发电机转轴转动的方向都是顺时针转动。这样定向转动产生的电流 便于整流和传输，发电机的效率也较高。在A2型发电船中，冲击发电机组只有一个水轮，转轴上只有一个顺动齿轮和一个 逆动齿轮。风力发电机组由固定在船顶上的不太长的支架、连接在不太长的支架上的垂直转 向传动齿轮箱、连接不太长的支架上的垂直转向传动齿轮和底舱中发电机上的垂直转向齿 轮的传动连杆、转轴贯穿于垂直转向传动齿轮箱前后两侧的不太长的风动螺旋桨和固定在 垂直转向传动齿轮箱后面的Y型风向板组成。固定在船顶的不太长的支架上端，有一个装 有滚珠轴承的光滑圆盘、垂直转向传动齿轮箱的下面也有一个光滑圆盘。在两圆盘外沿有 两个固定在不太长的支架上端的光滑圆盘上的两个半圆型卡槽将垂直转向传动齿轮箱下 面的光滑圆盘卡住，使垂直转向传动齿轮箱下面的光滑圆盘和垂直转向传动齿轮箱、螺旋 桨和风向板一起，随海风平稳地转动，转动范围是360°。在海浪水流通道上、传动连杆周围，有一个很扁的菱形盒将传动杆封住，将其与水隔绝。每艘发电船的四个角附近都装有一套支架和螺旋桨都不太长的风力发电机组(因为支架和螺旋桨太长了，会减少船体的稳定度。虽不能长，但却可多)。A2型发电船上的风动螺旋桨稍长，其余的均相同。[0020] 每艘发电船顶上都覆盖有光电池组的半导体光电板。半导体光电板上均涂有一层极薄的保护层。它是充分利用船体发电的一个有效措施。[002、] 在发电船队周围水下安装了一个巨大的粗鱼网，将船队下方水域全部包围起来，进行海生动植物的养殖，以充分利用海洋资源，是发电船队的一个有用的附加功能。[0022] 粗鱼网由若干相继连接在发电船队四周船沿和与海底水泥柱相连的结实缆绳上的长梯形粗鱼网构成。长梯型粗鱼网的上、中、下各有一个高长、宽短的长方型网口，网口边缘的网绳较粗。一个比网口稍长、稍宽的网门是由粗鱼网绳作纵线、不锈钢管或塑料管作横线编织成的一幅网帘。不锈钢管或塑料管的两头有一小段被弯成了直角，这一小段可插入长方形网口的边缘。网帘上缘固定连接在网口里面的上缘，挂在长梯形粗鱼网里面，使网帘只能以上缘为轴向里转动，而不能向外转动。因此，大于网空的鱼可以从网门进入网内，但却不能从网门出去。在网内安置有若干能吸引鱼群的特殊声源或特殊光源和鱼食定时布施器，以吸引鱼群进入网内。这样，则大鱼网就变成的于网空的捕鱼网了，而小于网空的鱼进到大鱼网，吃了鱼食长大后，就再也不能穿出鱼网了。因此，大鱼网就变成小于网空的鱼的养食网了。[0023] 在船间缆绳下吊植海带或吊殖珍珠蚌壳等海生动植物应该是一件容易的事情。[0024] 有益效果[0025] 本实用新型的有益效果如下[0026] 1．提供了一套能同时安全地、充分地利用风大、浪大的海面上取之不尽、用之不竭的浪能、风能和光能，以及能同时利用附加设备在海洋中进行捕鱼、养鱼、种植海带、养殖珍珠蚌壳等海生动植物，还能自动沉浮以躲避特大风浪袭击的能充分利用海洋资源的海面发电装置，克服了现今技术未能充分利用海洋资源的严重缺陷。[0027] 2．结构简单、操作方便、造价低廉、安全可靠、节能环保、便于推广。
[0028] 图l为海面浪风光无人操纵固定综合发电船队平面分布图[0029] 图2为Al型海面浪风光无人操纵固定综合发电船结构侧视图[0030] 图3为Al型海面浪风光无人操纵固定综合发电船结构俯视图[003、] 图4为A2型海面浪风光无人操纵固定综合发电船结构侧视图[0032] 图5为A2型海面浪风光无人操纵固定综合发电船结构俯视图[0033] 图6为顺时针转动齿轮结构示意图[0034] 图7为逆时针转动齿轮结构示意图[0035] 图8为网门侧视图[0036] 图9为网门俯视图[0037] 图lo为图3的局部放大图[0038] 图11为图2中的风力发电机上部的侧视图局部放大图[0039] 图12为图3中的风力发电机上部的俯视图局部放大图[0040]图中各序号的名称1-海面浪风光无人操纵固定综合发电船、2-缆绳、3-固定在海底的水泥柱、4-发 电机组、5-风力发电机组、6-光电池组的半导体光电板、7-蓄电池、8-上舱中的水流通道、 9_两个并联的水轮、10-船外侧传动箱、11-水轮转轴末端、12-水轮转轴末端(11)的传动 齿轮、13-传动链条、14-发电机(16)转轴末端、15-转轴末端(14)齿轮、16-底舱中两台共 轴的发电机、17-固定在船顶上的支架、18-连接在支架上的垂直转向传动齿轮箱、19-支架 上的垂直转向传动齿轮、20-垂直转向齿轮、21-传动连杆、22-风动螺旋桨、23-固定在传动 箱后面的Y型风向板、24-水流通道上一个很扁的菱形盒。0-发电机转轴、S顺动齿轮、N-逆动齿轮、0’ - 一个与发电机转轴(0)平行相邻的 另一个转轴、Z、z’ -传动齿轮、C-固定在船顶支架(17)上端的装有滚珠轴承的光滑圆盘、 C’ -固定在船顶支架(17)下面的装有滚珠轴承的光滑圆盘、D-固定在(C)盘上的两个半 圆型卡槽。
具体实施方式
装有海浪冲击发电机组、风力发电机组和光电池组以及可捕鱼、养鱼、吊植海带或 吊殖珍珠蛘壳等海生动植物的大鱼网的整个发电船队，固定在适当的海面上，不需人工操 纵，发电船会自动将海面上浪、风、光的能量，安全地、充分地转化为电能并储存于底舱中的 蓄电池中或输往陆地电网。海生动植物会自然生长。但在平时需少数人工乘平底小船定期 到船队中进行检查、维修和补充鱼食，收获时节需要较多的人工。现结合上述附图对本实用新型技术方案作进一步说明在图1中的海面浪风光无人操纵固定综合发电船队(以下简称‘发电船队’)是 由将30艘(可增减)小型平底海面浪风光无人操纵固定综合发电船(1)(以下简称‘发电 船’)用结实的缆绳(2)前后左右相互连接成的一个网状梯形船队。发电船队四周有结实 的缆绳连接到固定在海底的水泥柱(3)上，用此方法可以保证发电船队不会被大风、大浪 冲走、冲翻或冲坏，保证船队的安全运行。在每艘发电船(1)上都安装有既能吸取不同流速 的冲浪动能、又能吸取不同流速的退浪动能的海浪冲击发电机组、方位能随风向而变的风 力发电机组和铺于整个船顶的半导体光电池组的光电板，以充分地利用海面上取之不尽、 用之不竭的浪能、风能和光能。在图2-图3中的Al型发电船⑴的冲击发电机组由水流通道⑶、两个并联的水 轮(9)、船外侧传动箱(10)中水轮转轴末端(11)的传动齿轮(12)、传动链条(13)、发电机 (16)转轴末端(14)齿轮(15)和底舱中两台共轴的发电机(16)组成。海浪水流通道(8) 是略高于海平面的水平直道(8)。每个水轮转轴的两末端各装有两个传动齿轮其中一个 顺动齿轮(S)只能在水轮(9)顺时针转动时带动传动链条(13)和发电机转轴(0)转动，在 逆时针转动时则不能(和自行车后轮中的转轴相似)；另一个逆动齿轮(N)则只在水轮(9) 逆时针转动时能带动传动链条(13)和发电机转轴(0)转动，在顺时针转动时则不能。发电 机转轴的两末端各装有3个传动齿轮其中两个靠内的传动齿轮(14)分别与水轮转轴两末 端的顺动齿轮(S)通过传动链条(13)相连，靠外的一个传动齿轮(Z)和一个与发电机转轴 (0)平行相邻的另一个转轴(0’)上的一个齿轮(Z’)齿合衔接。这一相邻转轴(0’)上还 有两个靠外的传动齿轮(15)分别与两水轮末端的逆动齿轮(N)通过链条相连。如此，当冲浪水流从船的前端入口流入，使水轮顺时针转动时，发电机转轴亦顺时针转动，当退浪水流 从船后入口流入，使水轮逆时针转动时，转轴(0’)亦将逆时针转动，通过转轴(0’)上的齿 轮(Z’)带动转轴(0)上的齿轮(Z)顺时针转动，电动机转轴仍是顺时针转动。即无论冲浪 水流从船前进入或是退浪水流从船后进入，发电机转轴转动的方向都是顺时针转动。这样 定向转动产生的电流便于整流和传输，发电机的效率也较高。在图4-图5中的A2型发电船(1)的冲击发电机组只有一个水轮(9)，转轴(0)上 只有一个顺动齿轮(S)，一个逆动齿轮(N)。其余的和Al型发电船(1)的相同。在图2-图5中的Al、A2型发电船(1)中，风力发电机组(5)均由固定在船顶上 的不太长的支架(17)、连接在支架上的垂直转向传动齿轮箱(18)、连接支架上的垂直转向 传动齿轮(19)和底舱中发电机(16)上的垂直转向传动齿轮(20)的传动连杆(21)、转轴 贯穿于垂直转向传动齿轮箱(18)前后两侧的不太长的风动螺旋桨(22)和固定在垂直转向 传动齿轮箱(18)后面的Y型风向板(23)组成。固定在船顶的不太长的支架(17)上端， 有一个装有滚珠轴承的光滑圆盘(C)、垂直转向传动齿轮箱(18)的下面也有一个光滑圆盘 (C’)。在两圆盘外沿有两个固定在(C)盘上的半圆型卡槽(D)将(C’)盘卡住，使(C’)盘 和垂直转向齿轮传动箱(18)、不太长的螺旋桨和风向板一起，随海风平稳地转动，转动范围 是360°，因而可以接收来自东南西北任一方向的风能。在海浪水流通道上、传动连杆周围， 有一个很扁的菱形盒(24)将传动杆封住，将其与水隔绝。每艘发电船的四个角附近都装有 一套支架和螺旋桨都不太长的风力发电机组(5)(因为支架和螺旋桨太长了，会减少船体 的稳定度。虽不能长，但却可多)。A2型发电船上的风动螺旋桨较Al型发电船上的稍长， 其余的均相同。在图2-图5中的A1、A2型发电船(1)中，船顶上都覆盖有光电池组的半导体光电 板(6)。半导体光电板(6)上均涂有一层极薄的保护层。它是充分利用船体发电的一个有 效措施。在图6中的顺动齿轮(S)只能在水轮(9)顺时针转动时带动传动链条(13)和发 电机转轴(0)转动，在逆时针转动时则不能(和自行车后轮中的转轴相似)；在图7中的逆动齿轮(N)只能在水轮(9)逆时针转动时能带动传动链条(13)和 发电机转轴(0)转动，在顺时针转动时则不能。在图8-图9中的发电船队周围水下安装的巨大的粗鱼网，由若干相继连接在发电 船队四周船沿和与海底水泥柱(3)相连的结实缆绳(2)上的长梯形粗鱼网构成。长梯型粗 鱼网的上、中、下各有一个高长、宽短的长方型网口，网口边缘的网绳较粗。一个比网口稍 长、稍宽的网门是由粗鱼网绳作纵线、不锈钢管或塑料管作横线编织成的一幅网帘。不锈钢 管或塑料管的两头有一小段被弯成了直角，这一小段可插入长方形网口的边缘。网帘上缘 固定连接在网口里面的上缘，挂在长梯形粗鱼网里面，使网帘只能以上缘为轴向里转动，而 不能向外转动。因此，大于网空的鱼可以从网门进入网内，但却不能从网门出去。在图10中的图是图2的局部放大图。在图11、12中的图是图2、3中的风力发电 机上部的侧视图和俯视图。它们的结构在前已经论及。
权利要求海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是它是由30艘小型海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船(1)通过结实的缆绳(2)前后左右相互连接而成的一个网状梯形船队，海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队四边通过结实的缆绳和固定在海底的水泥柱(3)相连，在海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队四边的缆绳上固定有一个包围海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队下方水域的巨大粗鱼网，在每艘海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船(1)上都装有海浪冲击发电机组(4)、风力发电机组(5)、光电池组(6)和蓄电池(7)等，因其结构不同而被分为A1型发电船，A2型发电船、在海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船所有水流通道的进口和出口都装有小空鱼网，在海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船上的每个转动轴承中都装有滚珠轴承，以减少转动摩擦。
2.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述海浪冲击发电机组⑷由上舱中的海浪水流通道(8)、水轮(9)，舱外侧的传动箱(10) 中的水轮转轴末端(11)的传动齿轮(12)、传动链条(13)、发电机转轴末端(14)齿轮(15) 和底舱中两台共轴的发电机(16)组成，Al型发电船和A2型发电船的海浪水流通道是略高 于海平面的水平直水道(8)，Al型发电船有两个并联的水轮(9)，A2型发电船只有一个水轮 (9)。
3.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述风力发电机组(5)由固定在船顶上的支架(17)、连接在支架上的垂直转向传动齿轮箱 (18)、连接支架上的垂直转向传动齿轮(19)和底舱中发电机(16)上的垂直转向齿轮(20) 的传动连杆(21)、转轴贯穿于传动齿轮箱前后两侧的风动螺旋桨(22)和固定在传动齿轮 箱后面的Y型风向板(23)组成，风向板和螺旋桨的方向可随海风方向的变化而变化，变化 范围是360°，在海浪水流通道上，传动连杆的周围，有一个很扁的菱形盒将传动杆封住，将 其与水隔绝，每艘发电船的四个角上各装有一个风力发电机组。
4.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述光电池组(6)由覆盖在整个船顶上的半导体光电板(6)和相关电路组成，光电板上涂 有一层极薄的保护层。
5.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述海浪冲击发电机组(4)，在Al型发电船中，每个水轮转轴的两端装有两个传动齿轮其 中一个顺动齿轮(S)只能在水轮(9)顺时针转动时带动传动链条(13)和发电机转轴转动， 在逆时针转动时则不能，另一个逆动齿轮(N)则只在水轮(9)逆时针转动时能带动传动链 条(13)和发电机转轴(14)转动，在顺时针转动时则不能，发电机转轴的两末端各装有3个 传动齿轮其中两个靠内的传动齿轮(15)分别与水轮转轴两末端的顺动齿轮(S)通过传动 链条(13)相连，靠外的一个传动齿轮(Z)和一个与发电机转轴(0)平行相邻的另一个转轴 (0’ )上的一个传动齿轮(Z’ )相齿合衔接，这一相邻转轴(0’ )上还有两个传动齿轮分别 与两水轮末端的逆动齿轮(N)通过链条相连；在A2型发电船中，发电机转轴(0)两末端只 装有2个传动齿轮(S，Z)，相邻转轴(0’ )两末端也只装有2个传动齿轮(N，V )。
6.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述风力发电机组(5)的固定在船顶的支架(17)上端有一个装有滚珠轴承的光滑圆盘 (C)、垂直转向齿轮箱的下面也有一个光滑圆盘(C’)，在两圆盘外沿有两个固定在(C)盘上的两个半圆型卡槽(d)，将(C’ )盘卡住，使(C’ )盘可在(C)盘上平稳地随风转动。
7.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述包围海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队下方水域的巨大粗鱼网由若干相 继连接在海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队四周船沿和海底水泥柱(3)相连 的结实缆绳(2)上的长梯形粗鱼网构成，每个长梯形粗鱼网的上、中、下各有一个大鱼能 进、但却不能出的网门。
8.根据权利要求1所述的海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队，其特征是 所述包围海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队下方水域的巨大粗鱼网上的长梯 形粗鱼网上的网门由一个高长、宽短的长方形网口和一个挂在网口内比网口稍长、稍宽的 由粗鱼网绳作纵线、由不锈钢管或塑料管作横线编织成的网帘构成，网口边沿的网绳较粗， 不锈钢管或塑料管的两头有一小段被弯成了直角，这一小段可插入长方形网口的边沿，网 帘上沿连接在网口里面的上沿，挂在长梯形粗鱼网里面。
专利摘要海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船队是由30艘小型平底海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船通过结实的缆绳前后左右相互连接而成的并用结实的缆绳固定在海底水泥柱上的一个网状梯形船队。每艘海面浪风光无人操纵固定直水道综合发电船上都装有海浪冲击发电机组、风力发电机组、光电池组和蓄电池等，它们可以充分利用海面上取之不尽、用之不竭的浪能、风能和光能，并可将其转化为电能、蓄存于蓄电池中或输往陆地电网。在船队四周水下安装的巨大粗鱼网，可以捕鱼、养鱼。在船间缆绳下可种植海带或养殖珍珠蚌壳等海生动植物，以充分利用海洋资源。工作人员可乘平底小船定期在船间进行检查、维修、布食和收获。
文档编号F03B13/14GK201633886SQ20092000300
公开日2010年11月17日 申请日期2008年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者姜仁滨, 王宛珏, 王晓东 申请人:姜仁滨