一种桨后能量回收装置的制作方法

本发明涉及一种回收装置，尤其涉及一种桨后能量回收装置。

背景技术：

船舶螺旋桨旋转，带动水流旋转，旋转的尾流中蕴藏了大量的能量，尾流场中能量的损失占船舶总能量损失的很大一部分，在现在国际船舶界节能减排的大背景下，研发一种桨后能量回收装置，来节约能源，提高推进效率是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种桨后能量回收装置。

本发明的目的是这样实现的：包括船体、螺旋桨和舵，在舵内设置有底座，底座上安装有发电机，发电机的电机轴通过联轴器连接有高速轴，高速轴通过行星齿轮增速箱连接低速轴，低速轴的端部的调速器，与调速器连接的竖直方向的连接轴，且连接轴位于舵的外侧，所述连接轴的中间位置设置有消涡帽，且消涡帽位于螺旋桨的正后方，所述连接轴的两个端部分别设置有发电叶片，所述发电机通过导线连接变压器。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述发电叶片是由导边和随边构成的螺旋面发电叶片，且在导边和随边之间均匀设置有支柱。

2.所述低速轴上设置有刹车器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在螺旋桨的后方，利用螺旋桨尾流的旋转能量使发电叶片旋转，从而带动轴旋转，切割磁感线产生电流。同时，此装置的消涡帽减少了螺旋桨后漩涡的产生，吸收了部分旋转能量，使尾流场更加稳定。本发明的桨后能量回收装置能充分的利用螺旋桨尾流中的旋转能量，并且产生电能供船舶设备使用，除此之外消涡帽还可以减少尾流中的漩涡使尾流更稳定，节约能源，提高推进效率。此桨后能量回收装置具有结构简单、节能效果好、改善螺旋桨尾流、减缓震动的特点。

附图说明

图1是本发明的桨后能量回收装置的正视布局示意图；

图2是本发明的桨后能量回收装置发电叶片放大图；

图3是本发明的桨后能量回收装置螺旋面发电叶片a-a1剖面放大图；

图4是本发明的桨后能量回收装置螺旋面发电叶片b-b1剖面放大图；

图5是本发明的具体位置示意图。

图中：1螺旋面发电叶片，2支柱，3连接轴，4消涡帽，5调速器，6低速轴，7刹车器，8行星齿轮增速箱，9高速轴，10联轴器，11发电机轴，12发电机，13导线，14变压器，15集电环，16底座，17舵，18螺旋桨，19螺旋桨轴20导边，21随边，22固定螺丝。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图5，本发明的桨后能量回收装置主要由由螺旋面发电叶片1、消涡帽4、行星齿轮增速箱8、调速器5、发电机12、变压器14等组成。在船舶螺旋桨的后面，舵的前面安装了一个具有两个螺旋面叶片1的发电装置，这两个螺旋面叶片可以充分的吸收螺旋桨尾流中的旋转能量，从而可以以一定的旋转速度旋转，旋转的发电叶片带动轴的旋转，通过齿轮箱把转速提高到发电机额定转速，切割磁感线产生电流。此装置的消涡帽4，在螺旋桨的正后方，使螺旋桨后压力值较低的水流区域减少，减少了螺旋桨后漩涡的产生，吸收了部分旋转能量，使尾流场更加稳定。螺旋面发电叶片。消涡帽安装在螺旋桨轴的正后方且同轴。

发电叶片结构由螺旋面发电叶片1和圆柱形支柱2组成。将发电叶片设计成螺旋面一是为了充分吸收螺旋桨尾流场中的旋转能量，已达到最大效率的回收桨后损失的能量；二是螺旋面形式的发电叶片产生的沿船长方向的力比较小，不会影响船舶的推进效率。发电叶片1通过连接轴3与调速器5相连。调速器5的作用是使旋转速度变稳定。调速器5与低速轴6相连接，在低速轴6与行星齿轮加速箱8之间装有刹车器7,刹车器7可以在特俗情况(例如到港，转向，装置损坏等)下锁死低速轴刹车器6，行星齿轮加速箱8的作用是把转速提高到发电机额定转速，行星齿轮加速箱8与高速轴9相连,高速轴9通过联轴器10与发电机轴11相连，发电机12通过发电机轴11切割磁感线产生电流，电流经导线13流向变压器14,经变压后的电流通过导线流向用电装置。

消涡帽5安装在螺旋桨的正后方且与螺旋桨同轴，当船舶航行时，螺旋桨的后方会形成一个低压区，且容易形成漩涡，消涡帽可以消减此区域并且减少漩涡的形成，减少能量损失。

阻力可控型船用舵的控制原理为：

(1)此装置安装在船舶螺旋桨的正后方，与螺旋桨同轴，通过底座16固定在船舵内，发电叶片位于舵的前方。当船舶航行时，螺旋桨旋转，从而引起尾流旋转，旋转的尾流中蕴藏了大量的能量，螺旋面发电叶轮1在尾流场中可以充分的利用这些能量，形成转矩，通过调速器5调节后稳定地带动低速轴6旋转，刹车器7可以在特俗情况(例如到港，转向，装置损坏等)下锁死低速轴刹车器7，通过行星齿轮增速箱8可以把转速提高到发电机额定转速，行星齿轮加速箱8与高速轴9相连,高速轴9通过联轴器10与发电机轴11相连，发电机轴11切割磁感线使发电机12产生电流，电流通过导线13传导到变压器14后进行变压，变压后再供应给船舶设备使用，集电环15是收纳电线的作用。

(2)本发明的消涡帽5安装在螺旋桨的正后方，并且与其同轴，当船舶航行时，螺旋桨的后方会形成一个低压区，且容易形成漩涡，消涡帽可以使螺旋桨后压力值较低的水流区域减少，减少螺旋桨后漩涡的产生，吸收了部分旋转能量，使尾流场更加稳定,减少能量损失。

综上，本发明是一种桨后能量回收发电装置。它是一种船舶螺旋桨尾流能量回收利用装置，主要包括发电叶片、齿轮变速箱、调速器和发电机四部分。在螺旋桨的后面、舵的前面安装一个发电装置，由于螺旋桨的尾流具有旋转的能量，发电叶片在螺旋桨尾流中可以旋转。由于船舶的加速、减速、转向等造成螺旋桨的尾流不稳定，从而引起发电叶片的旋转速度会发生变化，所以加一个调速机构使转速保持稳定，再加装齿轮变速箱把转速提高到发电机额定转速，然后再联接到发电机上，用于发电机发电。由此发电装置所发的电能可用于船上生活，工作等方面。此装置的消涡帽，在螺旋桨毂帽的正后方，使螺旋桨后压力值较低的水流区域减少，减少了螺旋桨后漩涡的产生，吸收了部分旋转能量，使尾流场更加稳定。此桨后能量回收发电装置结构简单、能量回收效果好的特点，将来在水面舰船和潜艇潜器上具有良好的实际应用前景。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种桨后能量回收装置，包括船体、螺旋桨和舵，在舵内设置有底座，底座上安装有发电机，发电机的电机轴通过联轴器连接有高速轴，高速轴通过行星齿轮增速箱连接低速轴，低速轴的端部的调速器，与调速器连接的竖直方向的连接轴，且连接轴位于舵的外侧，所述连接轴的中间位置设置有消涡帽，且消涡帽位于螺旋桨的正后方，所述连接轴的两个端部分别设置有发电叶片，所述发电机通过导线连接变压器。本发明利用螺旋桨尾流中的旋转能量，并且产生电能供船舶设备使用，除此之外消涡帽还可以减少尾流中的漩涡使尾流更稳定，节约能源，提高推进效率。此桨后能量回收装置具有结构简单、节能效果好、改善螺旋桨尾流、减缓震动的特点。

技术研发人员：孙士丽;杨建;胡健;张叶;张维鹏;郭婷;李涛;毛翼轩;颜培凯;耿冲
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.10.10