一种新能源混合动力船舶用发电装置

摘要

本发明公开了一种新能源混合动力船舶用发电装置，涉及新能源技术领域，包括安装杆、安装架、底座、机壳、叶片、水箱、调节组件、减速组件、活塞缸、循环组件及端面凸轮，本发明结构简单，通过转轴的转速对叶片的角度进行调节，从而使转轴的转速始终位于设定的数值内，能够有效避免转速低，发电量不足，转速高，发电装置容易损坏的问题，且无需电器监测元和制动力输出设备，特别适用于湿潮环境，能够长时间稳定工作，通过设置柱塞缸二、摩擦轮及摩擦块，可以在调节叶片角度后，转轴仍然高速转动的情况下，进一步对转轴进行摩擦限速，提高了本装置的适用范围。

权利要求

1.一种新能源混合动力船舶用发电装置，其特征在于：包括安装杆(2)及安装架(4)，所述安装杆(2)的一端设有底座(1)，另一端设有机壳(3)，所述安装架(4)通过转轴(5)与机壳(3)转动连接，所述安装架(4)内转动连接有叶片(6)，所述机壳(3)内设有水箱(13)、用于调节叶片(6)角度的调节组件、用于对转轴(5)减速的减速组件及两个活塞缸(26)，所述水箱(13)、调节组件及活塞缸(26)之间通过循环组件连接，所述减速组件及调节组件之间通过连通管(25)连接，所述转轴(5)的端部设有端面凸轮(11)，每个活塞缸(26)内均安装有一个活塞（15），活塞（15）下端与活塞缸(26)下端之间通过弹簧一(16)连接，所述活塞（15）的上端固定有一个上端伸出活塞缸(26)的活塞杆(14)，两个活塞杆(14)上端均与端面凸轮(11)接触且两个活塞杆(14)关于端面凸轮(11)的中心对称，端面凸轮(11)转动可交替将两个活塞杆(14)下压，所述转轴(5)转动的过程中通过循环组件将水箱(13)内的水抽入其中一个活塞缸(26)内，并将另一个活塞缸(26)内的水挤入调节组件中的柱塞缸一(20)内，且柱塞缸一(20)内的水通过循环组件流入水箱(13)内，当转轴(5)转速低于设定转速时，所述调节组件通过调节叶片(6)的角度来增加转轴(5)的转速，当转轴(5)转速高于设定转速时会通过所述调节组件调节叶片(6)的角度来降低转轴(5)的转速，当调节组件调节叶片(6)的角度后，转轴(5)转速仍高于设定转速时，则通过所述减速组件来降低转轴(5)的转速；

所述循环组件包括用于连接柱塞缸一(20)及水箱(13)的排水管(19)，所述排水管(19)上设有节流阀(191)，每个活塞缸(26)远离转轴(5)的一端均设有进水管(17)及出水管(18)，所述进水管(17)的一端与活塞缸(26)连接，另一端与水箱(13)连接，且进水管(17)上设有进液单向阀(171)，所述出水管(18)的一端与活塞缸(26)连接，另一端与柱塞缸一(20)连接，且出水管(18)上设有出液单向阀(181)；

所述减速组件包括位于机壳(3)内的柱塞缸二(27)，所述柱塞缸一(20)与柱塞缸二(27)之间通过连通管(25)连接，所述柱塞缸二(27)内设有柱塞二(28)，所述柱塞二(28)上设有与柱塞缸二(27)滑动连接的连接杆(22)，所述连接杆(22)远离柱塞二(28)的一端设有摩擦块(12)，所述连接杆(22)上套接有压缩弹簧三(24)，所述压缩弹簧三(24)的一端与柱塞二(28)连接，另一端与柱塞缸二(27)连接，所述转轴(5)上设有与摩擦块(12)相对应的摩擦轮(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新能源混合动力船舶用发电装置，其特征在于：所述调节组件包括铰接杆(7)、推拉杆(9)及位于机壳(3)内的柱塞缸一(20)，所述转轴(5)上花键连接有圆盘(8)，所述铰接杆(7)的一端与叶片(6)铰接，另一端与圆盘(8)铰接，所述柱塞缸一(20)内设有柱塞一(21)，所述推拉杆(9)的一端与柱塞一(21)连接，另一端设有与圆盘(8)上的圆形卡槽(81)滑动连接的圆形卡块(91)，所述推拉杆(9)上套接有压缩弹簧二(23)，所述压缩弹簧二(23)的一端与柱塞一(21)连接，另一端与柱塞缸一(20)连接。

3.根据权利要求2所述的一种新能源混合动力船舶用发电装置，其特征在于：所述转轴(5)在设定转速时，所述叶片(6)与安装架(4)之间的角度为45度。

4.根据权利要求3所述的一种新能源混合动力船舶用发电装置，其特征在于：所述安装杆(2)与底座(1)之间设有加强筋。

5.根据权利要求4所述的一种新能源混合动力船舶用发电装置，其特征在于：所述底座(1)上设有安装孔(101)。

说明书

一种新能源混合动力船舶用发电装置

技术领域

[0001] 本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种新能源混合动力船舶用发电装置。

背景技术

[0002] 新能源是指传统能源之外的各种能源形式。如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

[0003] 船只因为经常在水上航行，远离陆地，只是通过携带大量的蓄电池为船只上的电器提供电能，这样过于浪费资源，而风力作为清洁无公害的可再生能源能源，在水上行船时
可被利用，通过利用风能可为船只上日常使用的电器提供电能。

[0004] 但是现有的风力发电装置在利用风能发电的过程中，由于风力的大小无法控制，当风力较大时，叶片受风阻大一方面会导致风力发电机转速过快超过其额定转速，使发电
效率降低，另一方面叶片也会因风力过大而损坏，现有的风力发电装置采用减速装置对转
速过快的风叶进行减速，而采用减速装置不可避免的需要速度传感器等电子监测元件和电
力制动部件，一方面由于船舶长期在湿潮环境内工作容易受潮造成短路失灵等故障，稳定
性差，另一方面减速装置及其他电子监测元件需要使用电源，造成能源的浪费，而当风力较
小时，风力发电机达不到其额定转速，使发电效率降低。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种新能源混合动力船舶用发电装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

[0006] 一种新能源混合动力船舶用发电装置，包括安装杆及安装架，所述安装杆的一端设有底座，另一端设有机壳，所述安装架通过转轴与机壳转动连接，所述安装架内转动连接
有叶片，所述机壳内设有水箱、用于调节叶片角度的调节组件、用于对转轴减速的减速组件
及两个活塞缸，所述水箱、调节组件及活塞缸之间通过循环组件连接，所述减速组件及调节
组件之间通过连通管连接，所述转轴的端部设有端面凸轮，每个活塞缸内均安装有一个活
塞，活塞下端与活塞缸下端之间通过弹簧一连接，所述活塞的上端固定有一个上端伸出活
塞缸的活塞杆，两个活塞杆上端均与端面凸轮接触且两个活塞杆关于端面凸轮的中心对
称，端面凸轮转动可交替将两个活塞杆下压，所述转轴转动的过程中通过循环组件将水箱
内的水抽入其中一个活塞缸内，并将另一个活塞缸内的水挤入调节组件中的柱塞缸一内，
且柱塞缸一内的水通过循环组件流入水箱内，当转轴转速低于设定转速时，所述调节组件
通过调节叶片的角度来增加转轴的转速，当转轴转速高于设定转速时会通过所述调节组件
调节叶片的角度来降低转轴的转速，当调节组件调节叶片的角度后，转轴转速仍高于设定
转速时，则通过所述减速组件来降低转轴的转速。

[0007] 优选的，所述调节组件包括铰接杆、推拉杆及位于机壳内的柱塞缸一，所述转轴上花键连接有圆盘，所述铰接杆的一端与叶片铰接，另一端与圆盘铰接，所述柱塞缸一内设有
柱塞一，所述推拉杆的一端与柱塞一连接，另一端设有与圆盘上的圆形卡槽滑动连接的圆
形卡块，所述推拉杆上套接有压缩弹簧二，所述压缩弹簧二的一端与柱塞一连接，另一端与
柱塞缸一连接。

[0008] 优选的，所述循环组件包括用于连接柱塞缸一及水箱的排水管，所述排水管上设有节流阀，每个活塞缸远离转轴的一端均设有进水管及出水管，所述进水管的一端与活塞
缸连接，另一端与水箱连接，且进水管上设有进液单向阀，所述出水管的一端与活塞缸连
接，另一端与柱塞缸一连接，且出水管上设有出液单向阀。

[0009] 优选的，所述减速组件包括位于机壳内的柱塞缸二，所述柱塞缸一与柱塞缸二之间通过连通管连接，所述柱塞缸二内设有柱塞二，所述柱塞二上设有与柱塞缸二滑动连接
的连接杆，所述连接杆远离柱塞二的一端设有摩擦块，所述连接杆上套接有压缩弹簧三，所
述压缩弹簧三的一端与柱塞二连接，另一端与柱塞缸二连接，所述转轴上设有与摩擦块相
对应的摩擦轮。

[0010] 优选的，所述转轴在设定转速时，所述叶片与安装架之间的角度为45度。

[0011] 优选的，所述安装杆与底座之间设有加强筋。

[0012] 优选的，所述底座上设有安装孔。

[0013] 本发明的优点在于：(1)结构简单，通过转轴的转速对叶片的角度进行调节，从而使转轴的转速始终位于设定的数值内，能够有效避免转速低，发电量不足，转速高，发电装
置容易损坏的问题，且无需电器监测元和制动力输出设备，特别适用于湿潮环境，能够长时
间稳定工作；

[0014] (2)通过设置柱塞缸二、摩擦轮及摩擦块，可以在调节叶片角度后，转轴仍然高速转动的情况下，进一步对转轴进行摩擦限速，提高了本装置的适用范围。

附图说明

[0015] 图1为本发明的结构示意图。

[0016] 图2为本发明中叶片与圆盘之间安装的结构示意图

[0017] 图3为本发明中机壳内部的示意图。

[0018] 其中，1‑底座，101‑安装孔，2‑安装杆，3‑机壳，4‑安装架，5‑转轴，6‑叶片，7‑铰接杆，8‑圆盘，81‑圆形卡槽，9‑推拉杆，91‑圆形卡块，10‑摩擦轮，11‑端面凸轮，12‑摩擦块，
13‑水箱，14‑活塞杆，15‑活塞，16‑弹簧一，17‑进水管，171‑进液单向阀，18‑出水管，181‑出
液单向阀，19‑排水管，191‑节流阀，20‑柱塞缸一，21‑柱塞一，22‑连接杆，23‑压缩弹簧二，
24‑压缩弹簧三，25‑连通管，26‑活塞缸，27‑柱塞缸二，28‑柱塞二。

具体实施方式

[0019] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0020] 如图1至图3所示，一种新能源混合动力船舶用发电装置，包括安装杆2及安装架4，所述安装杆2的一端设有底座1，另一端设有机壳3，所述安装架4通过转轴5与机壳3转动连
接，所述安装架4内转动连接有叶片6，所述机壳3内设有水箱13、用于调节叶片6角度的调节
组件、用于对转轴5减速的减速组件及两个活塞缸26，所述水箱13、调节组件及活塞缸26之
间通过循环组件连接，所述减速组件及调节组件之间通过连通管25连接，所述转轴5的端部
设有端面凸轮11，每个活塞缸26内均安装有一个活塞15，活塞15下端与活塞缸26下端之间
通过弹簧一16连接，所述活塞15的上端固定有一个上端伸出活塞缸26的活塞杆14，两个活
塞杆14上端均与端面凸轮11接触且两个活塞杆14关于端面凸轮11的中心对称，端面凸轮11
转动可交替将两个活塞杆14下压，所述转轴5转动的过程中通过循环组件将水箱13内的水
抽入其中一个活塞缸26内，并将另一个活塞缸26内的水挤入调节组件中的柱塞缸一20内，
且柱塞缸一20内的水通过循环组件流入水箱13内，当转轴5转速低于设定转速时，所述调节
组件通过调节叶片6的角度来增加转轴5的转速，当转轴5转速高于设定转速时会通过所述
调节组件调节叶片6的角度来降低转轴5的转速，当调节组件调节叶片6的角度后，转轴5转
速仍高于设定转速时，则通过所述减速组件来降低转轴5的转速。

[0021] 在本实施例中，所述调节组件包括铰接杆7、推拉杆9及位于机壳3内的柱塞缸一20，所述转轴5上花键连接有圆盘8，所述铰接杆7的一端与叶片6铰接，另一端与圆盘8铰接，
所述柱塞缸一20内设有柱塞一21，所述推拉杆9的一端与柱塞一21连接，另一端设有与圆盘
8上的圆形卡槽81滑动连接的圆形卡块91，所述推拉杆9上套接有压缩弹簧二23，所述压缩
弹簧二23的一端与柱塞一21连接，另一端与柱塞缸一20连接，转轴5转速过快时，柱塞一21
左移带动推拉杆9左移，压缩弹簧二23继续收缩，推拉杆9左移带动所述圆盘8左移，从而使
铰接杆7的一端左移，铰接杆7的另一端带动叶片6转动，叶片6与安装架4之间的角度增大，
减少风与叶片6的接触面积，从而降低转轴5转速，当转轴5转速过慢时，压缩弹簧二23复位
带动柱塞一21右移，柱塞一21右移带动推拉杆9右移，推拉杆9右移带动所述圆盘8右移，从
而使铰接杆7的一端右移，铰接杆7的另一端带动叶片6转动，叶片6与安装架4之间的角度减
小，增大风与叶片6的接触面积，从而提高转轴5转速。

[0022] 在本实施例中，所述循环组件包括用于连接柱塞缸一20及水箱13的排水管19，所述排水管19上设有节流阀191，每个活塞缸26远离转轴5的一端均设有进水管17及出水管
18，所述进水管17的一端与活塞缸26连接，另一端与水箱13连接，且进水管17上设有进液单
向阀171，所述出水管18的一端与活塞缸26连接，另一端与柱塞缸一20连接，且出水管18上
设有出液单向阀181，转轴5转动带动端面凸轮11转动，端面凸轮11转动带动两个活塞杆14
上下移动，活塞杆14上移带动活塞15上移，将水箱13内的水从进水管17吸入活塞缸26，活塞
缸26下移带动活塞15下移将活塞缸26内的水挤入柱塞缸一20内，进入柱塞缸一20内的水进
过排水管19上的节流阀191定速的流入水箱13内，当转轴5转速在设定转速时，柱塞缸一20
的进水量等于出水量，当转轴5转速高于设定转速时，柱塞缸一20的进水量大于出水量，柱
塞一21左移，压缩弹簧二23进一步压缩，当转轴5转速低于设定转速时，柱塞缸一20的进水
量小于出水量，压缩弹簧二23复位带动柱塞一21右移。

[0023] 在本实施例中，所述减速组件包括位于机壳3内的柱塞缸二27，所述柱塞缸一20与柱塞缸二27之间通过连通管25连接，所述柱塞缸二27内设有柱塞二28，所述柱塞二28上设
有与柱塞缸二27滑动连接的连接杆22，所述连接杆22远离柱塞二28的一端设有摩擦块12，
所述连接杆22上套接有压缩弹簧三24，所述压缩弹簧三24的一端与柱塞二28连接，另一端
与柱塞缸二27连接，所述转轴5上设有与摩擦块12相对应的摩擦轮10，当压缩弹簧二23被压
缩至极限后，转轴5的转速仍然高于设定转速时，柱塞缸一20的进水量大于出水量，柱塞缸
一20内的水经过连通管25流入柱塞缸二27内，柱塞二28向左移动，通过连接杆22带动摩擦
块12上移，压缩弹簧三24进一步压缩，摩擦块12与摩擦轮10配合，对转轴5起到降速作用。

[0024] 在本实施例中，所述转轴5在设定转速时，所述叶片6与安装架4之间的角度为45度。

[0025] 在本实施例中，所述安装杆2与底座1之间设有加强筋，能够提高安装杆2的强度。

[0026] 在本实施例中，所述底座1上设有安装孔101，便于底座1的安装。

[0027] 本发明的工作过程如下：通过安装孔101将底座1安装于船舶上，风吹向叶片6，叶片6通过安装架4带动转轴5转动，转轴5转动带动摩擦轮10及端面凸轮11转动，端面凸轮11
转动带动活塞缸26内的活塞杆14及活塞15往复运动，通过进水管17将水箱13的水抽入其中
一个活塞缸26内，并通过出水管18将另一个活塞缸26内的液体挤入柱塞缸一20内，柱塞缸
一20内的水经过排水管19上的节流阀191节流后，流入水箱13内，当转轴5的转速在设定的
转速时，活塞缸26向柱塞缸一20内注入的水量与柱塞缸一20排出的水量相等，这时扇叶的
角度不会改变；

[0028] 当风变小后，转轴5的转速低于设定的转速时，活塞缸26向柱塞缸一20内注入的水量低于柱塞缸一20排出的水量，压缩弹簧二23复位，柱塞杆一内的柱塞一21带动推拉杆9向
水箱13方向移动，推拉杆9上的圆形卡块91带动圆盘8向水箱13方向移动，圆盘8通过铰接杆
7拉动叶片6，叶片6转动，增大叶片6与风的接触面积，从而提高转轴5的转速，将转轴5的转
速提高至设定速度；

[0029] 当风变大后，转轴5的转速高于设定的转速时，活塞缸26向柱塞缸一20内注入的水量高于柱塞缸一20排出的水量，压缩弹簧二23进一步被压缩，柱塞杆一内的柱塞一21带动
推拉杆9向远离水箱13方向移动，推拉杆9上的圆形卡块91带动圆盘8向远离水箱13方向移
动，圆盘8通过铰接杆7推动叶片6，叶片6转动，减少叶片6与风的接触面积，从而降低转轴5
的转速，将转轴5的转速降低至设定速度；

[0030] 当压缩弹簧二23被压缩至极限后，如果转轴5的转速仍然高于设定的速度时，活塞缸26向柱塞缸一20内注入的水量继续高于柱塞缸一20排出的水量，柱塞缸一20内的水通过
连通管25被挤入柱塞缸二27内，柱塞缸二27内的液体推动柱塞缸二27内的柱塞二28向叶片
6方向移动，压缩弹簧三24进一步压缩，连接杆22带动摩擦块12向叶片6方向移动，摩擦块12
抵压摩擦轮10，对转轴5进行降速。

[0031] 本发明结构简单，通过转轴5的转速对叶片6的角度进行调节，从而使转轴5的转速始终位于设定的数值内，能够有效避免转速低，发电量不足，转速高，发电装置容易损坏的
问题，且无需电器监测元和制动力输出设备，特别适用于湿潮环境，能够长时间稳定工作，
通过设置柱塞缸二27、摩擦轮10及摩擦块12，可以在调节叶片6角度后，转轴5仍然高速转动
的情况下，进一步对转轴5进行摩擦限速，提高了本装置的适用范围。

[0032] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所
有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。