一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置

本发明属于新能源发电领域，具体涉及一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置。

背景技术：

船舶主机为船舶船舶海上航行、作业动力，是船舶燃料消耗的主要源头。主机尾气温度高达350℃-450℃，主机尾气直接排放掉造成热能大量浪费，还会导致环境气温升高。因此,有必要对主机进行余热利用。目前，船舶主机余热利用主要有两种方式：一是将低品质余热直接作为其它设备加热热源；二是将动力利用价值高、品位高余热用于作功以回收动力。上述两种方式都是直接把主机尾气中的热能直接转化利用，当船舶的主机停止工作时，就无法利用主机热能，而当主机持续工作时，热能过剩又会导致热能浪费。

现有的技术主要关注船舶柴油机高品质尾气余热回收，因此，大多数技术是针对尾气在对外排放前的处理,而处理后的低品质尾气通常都是排放至大气中,导致尾气的利用率降低。一般来说，经过余热回收后排放的尾气还有50-70℃的温度，尚且具有很大的动能。这部分的能量如果能够回收利用，不仅可以提高柴油机燃油的利用效率，而且回收的能量可以供给其它设备使用。

风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。海上具有充足的风能，船舶高耸的烟囱也为利用风能提供条件。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置。

技术方案：一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，包括尾气管道、集风圈罩和设置在管道内的风车发电机构，风车发电机构利用管道内的船舶尾气动能以及海洋风能进行发电工作；

所述的风车发电机构包括风车和发电机组；

所述的风车设有一个叶轮，叶轮的若干叶片设置在同一旋转平面上，叶片绕尾气管道的轴线均匀分布，叶片的迎风面设有与尾气管道的进气面相配合的受力面；所述的发电机组与风车叶轮采用链传动；

所述的尾气管道以叶轮迎风面为横截面分为两段；

所述的集风圈罩设置在叶轮的迎风面与尾气管道的进气面的断面处，呈喇叭状，大口朝向尾气出口，小口连接在叶轮的迎风面的管道处；

所述的装有叶轮的一段尾气管道内设有四道滑槽，每个滑槽末端设有一个顶点，顶点处固定有减震弹簧，使叶轮可以在管道一定距离内上下滑动。

作为优化：所述的叶轮设在进气口的出气侧。

作为优化：所述的叶片与进气口一一对应。

作为优化：所述的集风圈罩的小口与尾气管道的口径一致。

作为优化：所述的尾气管道中未装有风车发电机构的一段管道出气口处于集风圈罩内部，但并未连接。

有益效果：本发明同时利用船舶尾气的动能和海洋风能进行发电工作，进一步提高了发电机的发电效率。船舶发动机尾气在尾气管道内向风车叶轮受力面喷射，使得叶轮旋转带动发电机组发电，同时环形的集风圈罩能够将各个方向的海风收集，形成与尾气同样方向的气流，加快叶轮转速，提高发电效率。若尾气动能过大或海风过大，设置于风车叶轮一侧管道内的滑槽和减震弹簧可以起到缓冲作用，以保证风车发电机构不受损伤。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的整体结构水平放置剖面图；

图4为本发明的风车叶轮图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-4所示，一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，包括尾气管道1、6，集风圈罩3和设置在管道内的风车发电机构，所述的风车发电机构利用管道内的船舶尾气动能以及海洋风能进行发电工作。

所述的风车发电机构包括风车和发电机组；所述的风车内设有一个叶轮2，叶轮2的若干叶片设置在同一旋转平面上，叶片绕尾气管道的轴线均匀分布，叶片的迎风面8设有与尾气管道的进气面7相配合的受力面。所述的叶轮2设在进气口的出气侧；所述的叶片与进气口一一对应。所述的发电机组与叶轮2采用链传动。

所述的尾气管道以叶轮的迎风面8为横截面分为两段。

所述的集风圈罩3设置在叶轮的迎风面8与尾气管道的进气面7的断面处，呈喇叭状，大口朝向尾气进气口，小口连接在叶轮的迎风面8的管道处，所述的集风圈罩3的小口与尾气管道的口径一致。

所述的尾气管道中未装有风车发电机构的一段管道出气口处于集风圈罩3内部，但并未连接。

所述的装有叶轮2的一段尾气管道6内设有四道滑槽4，每个滑槽4末端设有一个顶点5，顶点5处固定有减震弹簧，使叶轮2可以在管道一定距离内上下滑动。

本发明同时利用船舶尾气的动能和海洋风能进行发电工作，进一步提高了发电机的发电效率。船舶发动机尾气在尾气管道内向风车叶轮受力面喷射，使得叶轮旋转带动发电机组发电，同时环形的集风圈罩能够将各个方向的海风收集，形成与尾气同样方向的气流，加快叶轮转速，提高发电效率。若尾气动能过大或海风过大，设置于风车叶轮一侧管道内的滑槽和减震弹簧可以起到缓冲作用，以保证风车发电机构不受损伤。

技术特征：

1.一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，其特征在于：包括尾气管道(1、6)、集风圈罩(3)和设置在管道内的风车发电机构，风车发电机构利用管道内的船舶尾气动能以及海洋风能进行发电工作；

所述的风车发电机构包括风车和发电机组；

所述的风车设有一个叶轮(2)，叶轮(2)的若干叶片设置在同一旋转平面上，叶片绕尾气管道的轴线均匀分布，叶片的迎风面(8)设有与尾气管道的进气面(7)相配合的受力面；所述的发电机组与风车叶轮采用链传动；

所述的尾气管道以叶轮迎风面(8)为横截面分为两段；

所述的集风圈罩(3)设置在叶轮的迎风面(8)与尾气管道的进气面(7)的断面处，呈喇叭状，大口朝向尾气出口，小口连接在叶轮的迎风面(8)的管道处；

所述的装有叶轮(2)的一段尾气管道(6)内设有四道滑槽(4)，每个滑槽(4)末端设有一个顶点(5)，顶点(5)处固定有减震弹簧，使叶轮(2)可以在管道一定距离内上下滑动。

2.根据权利要求1所述的结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，其特征在于：所述的叶轮(2)设在进气口的出气侧。

3.根据权利要求1所述的结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，其特征在于：所述的叶片与进气口一一对应。

4.根据权利要求1所述的结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，其特征在于：所述的集风圈罩(3)的小口与尾气管道的口径一致。

5.根据权利要求1所述的结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，其特征在于：所述的尾气管道中未装有风车发电机构的一段管道出气口处于集风圈罩(3)内部，但并未连接。

技术总结
本发明公开了一种结合船舶尾气动能和海洋风能的发电装置，包括尾气管道，集风圈罩以及设在管道内的风车发电机构。所述的风车发电机构包括发电机组和风车。所述的风车设有一个叶轮，叶轮叶片的迎风面设有与进气口处的尾气相配合的受力面。所述的发电机组与风车叶轮采用链传动。所述尾气管道以叶轮迎风面为横截面分开为两段，所述集风圈罩设置在叶轮迎风面与尾气管道的断面，呈喇叭状，大口朝向尾气出口，小口连接在叶轮迎风面的管道处，装有叶轮的一段管道设有四段滑槽，每个滑槽末端设有一个顶点，顶点处固定有减震弹簧，使叶轮可以在管道一定距离内上下滑动。本发明通过叶轮，将船舶尾气的动能和海洋风能转化为电能，提高尾气和风的利用率，性能稳定，维护工作量小。

技术研发人员：倪培永;张子恒;许海岩;喜冠南;张学文
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2021.04.16
技术公布日：2021.07.20