用于船只和船舶的新型混合推进系统的制作方法

用于船只和船舶的新型混合推进系统
1.用于大型船只和船舶的节能混合动力单元(eco hybrid power unit)，该节能混合动力单元包括用于小型船只的节能动力单元。本发明使用柴油/喷射驱动舷外马达和柴油/喷射驱动舷内马达，其中，发电机被附接到柴油/喷射驱动舷外马达和柴油/喷射驱动舷内马达以及传动轴，传动轴旋转并且发电机产生电力以向电池供电。在具有齿轮变速的大型船只或船舶上，发电机被安装在齿轮箱的后方，齿轮箱被附接到传动轴，发电机通过传动轴的旋转和齿轮箱的驱动而旋转。其中，电动水涡轮(electrical water turbine)被用作推进器，机械加压水涡轮被用于对电池进行充电。混合动力单元还具有被附接到螺旋桨的电动马达，电动马达由电池供电；由附接到传动轴的发电机以及水涡轮充电单元对电池进行充电。这使得大型船只或船舶具有混合动力单元，并且在对大型船只或船舶进行推进方面具有可切换装置。
2.舷外柴油/喷射驱动马达被布置到船舶的船头，舷内马达被布置在船体的中间。柴油/喷射驱动马达的数量取决于船舶的尺寸和重量比。被附接到螺旋桨的电动马达的数量也取决于船舶的尺寸和重量比。柴油/喷射驱动马达具有从马达到传动轴的电动驱动/机械驱动，传动轴被附接到螺旋桨，以对大型船只或船舶进行推进，或者发电机被附接到齿轮箱的后方并且通过齿轮箱的驱动而旋转，齿轮箱被附接到传动轴并且通过传动轴而旋转，这意味着被附接在传动轴上的发电机/机械发电机通过传动轴和/或齿轮箱的旋转而旋转并且向容纳在船舶的船体中的电池发电。
3.用于大型船只和船舶的动力单元包括以下各项。
4.(动力单元1，柴油/喷射驱动马达。)(动力单元2)容纳在水管道的入口部中的电动涡轮和机械涡轮被用作推进器。)(动力单元3)电动马达被附接到螺旋桨，螺旋桨由电池供电。以上动力单元中的任意动力单元可以在任何时候被用作可切换装置以对大型船只或船舶进行推进。充电系统一直运行，以对电池进行充电。混合动力大型船只或船舶节省柴油并且减少碳排放。
5.电动涡轮和机械涡轮被容纳在所谓的“水管道的入口部和腔室”中，水管道的入口部和腔室在大型船只或船舶的前方由两个敞开的使水进入的管道构成，两个管道在大型船只或船舶内部延伸，并且作为腔室扩开；在腔室内是被附接到24伏、5马力的电动马达的电动水涡轮叶片/轮，电动涡轮叶片/轮用作推进器，电动涡轮叶片/轮旋转并使水被吸入到水管道的入口部中；在船舶向前移动时，将水引入到水管道的入口部和腔室中；水管道的入口部的直径狭窄从而产生水压，并且作为腔室在尺寸上扩开以使得水流能够在压力下膨胀，以使另一个具有叶片/轮的电动运行的水涡轮旋转，另一个具有叶片/轮的电动运行的水涡轮旋转并且在水管道的入口部和腔室内产生更大的水压；从容纳电动涡轮叶片/轮的开口/腔室开始，水管道的狭窄的入口部在大型船只或船舶的船体内继续延伸，这使得水在压力下流动。
6.然后水管道的狭窄的入口部作为腔室在尺寸上再次扩开，以使得由于加压系统，水流能够在压力下膨胀。在该腔室内容纳被附接到机械水涡轮的涡轮叶片；涡轮上的轴具有齿轮传动的配重轴承(weighted geared bearing)，这将有助于涡轮叶片的旋转；当水涡
轮旋转以产生旋转机械能时，水涡轮包括动力转换器/发电机，动力转换器/发电机将产生的旋转机械能转换成电力并对电池进行充电。船舶必须以15节的速度行驶，或者浪潮以相当于15节的速度移动，以在压力下使水进入，使机械水涡轮运行，从而向电池产生96％的电荷。所有的电动涡轮使用被附接到涡轮叶片/轮的24伏、5马力的马达，涡轮叶片/轮旋转以在水管道的入口部和腔室以及具有水涡轮叶片的机械水涡轮机构内产生额外的水压，机械水涡轮机构由于水压而旋转并产生旋转机械能，机械水涡轮机构具有动力转换器以将旋转机械能转换成电力以向电池供电。在水管道的入口部中所需的涡轮布置的多种设计的形式取决于水压所需的电动涡轮的数量以及在不同的序列中所需的对电池进行充电的水涡轮充电单元的数量。只要被布置在水管道的入口部的后方的机械电动涡轮将水从水喷射器推出，水喷射器就用作推进器。
7.水管道的入口部和腔室从大型船只或船舶的前部延伸到后部，其中，腔室容纳用于对电池进行充电的机械涡轮叶片、或者电动涡轮叶片/轮，从而产生额外的水压或保持水管道的入口部和腔室内的水压。进水管道的长度取决于大型船只或船舶的尺寸，电动涡轮的数量取决于水管道的入口部中所需的使机械水涡轮旋转的压力、以对电池进行充电。
8.在大型船只或船舶上的水管道的入口部的后方是附接到电动马达的电动驱动叶片/轮，电动驱动叶片/轮产生大量的水压，水压通过在大型船只或船舶的后方的水喷射器将加压的水推出水管道的入口部，从而形成推进器并有助于使大型船只或船舶移动。
9.因为电动涡轮被用于在水管道的入口部和腔室内产生额外的水压或保持水压，以使得机械水涡轮叶片能够旋转并且涡轮机构对电池进行充电，因此机械涡轮的数量取决于电池的数量所需的充电量，并且所使用的电动涡轮的数量取决于水管道的入口部和腔室的长度。
10.在大型船只或船舶上使用的电池通过柴油/喷射驱动马达的驱动以使传动轴旋转来充电，传动轴使发电机/机械发电机和具有叶片的水涡轮旋转，发电机/机械发电机被连接到电池以对电池进行充电，水涡轮被容纳在所谓的“水管道的入口部和腔室”中；机械水涡轮被连接到电池以对电池进行充电，电动涡轮从电池获取电力。
11.在水涡轮叶片通过水管道的入口部和腔室中的水压而旋转时，由于重量分布，水涡轮叶片上的配重轴承有助于使水涡轮叶片旋转。水管道的入口部和腔室在两侧从大型船只或船舶的前方延伸到大型船只或船舶的后方；水管道的入口部和腔室作为永久固定装置在大型船只或船舶的船体的两侧被夹持就位。涡轮或电动马达作为永久固定装置被安装在大型船只或船舶的船体中，沿着水管道的入口部的侧部延伸；水管道的入口部是水密的以防止泄漏，水管道的入口部的部分具有活板门，活板门是密封的以变得水密，但是活板门由具有锁定机制的铰链臂打开以使得能够进行维护。电池在大型船只或船舶的船体中被固定在水密壳体中，以防止水渗入和电气火灾或电击，并且电池远离柴油储罐。柴油燃料储罐被固定在大型船只或船舶的船体中，其中，燃料管线延伸到柴油马达。
12.大型船只或船舶通过以下各项被推进：柴油/喷射驱动马达对传动轴(传动轴驱动螺旋桨)的驱动、附接到螺旋桨的电动马达的驱动、以及推进器机构的通过使水进入到水管道和腔室而产生的驱动；所有动力系统可以一起运行，或者每个动力系统可以被用作混合动力单元，可在多个操作系统之间切换。
13.用于小型船只的节能混合动力和电气充电系统的信息和规范。我们使用许多具有
旋转叶片的水喷射涡轮以发电，水喷射涡轮也用作机械推进器单元，并且电动马达被附接到螺旋桨。小型船只还具有柴油舷外马达或帆(sail)。小型船只必须以15节的速度行驶，或者浪潮以相当于15节的速度移动，以使水涡轮运行，并向容纳在小型船只的船体中的电池产生96％的电荷。小型船只的平均尺寸为40英尺长。水喷射涡轮叶片在小型船只的船体的外侧被布置在水密壳体中，其中，在水密壳体的前方具有开口，以使水流入，进入水密壳体并使水涡轮叶片旋转。当水涡轮叶片旋转时，这在水密壳体内产生水压。随着水压增大，水压需要泄漏。在水密壳体的后方是机械水喷射器，机械水喷射器使得水在压力下泄漏。水在压力下通过水喷射器泄漏，进入水密壳体外部的水中，水喷射器用作机械推进器。水涡轮叶片具有由轴附接的配重轴承，所述轴从水密壳体中的涡轮叶片延伸到保持在小型船只的船体中的机械涡轮机构。
14.涡轮叶片具有配重轴承，当水涡轮叶片在水密壳体中旋转时，由于重量的分布，配重轴承有助于使水涡轮叶片旋转。当小型船只通过节能混合动力单元达到15节的速度或浪潮以相当于15节的速度移动时，水涡轮叶片将旋转并且使水涡轮机构旋转；水涡轮产生旋转机械能；水涡轮机构具有动力转换器，动力转换器被并入以将产生的旋转机械能转换成96％的电力，为对电池供电。电池被保持在小型船只的船体中，船体被连接到电动马达，电动马达使螺旋桨旋转，帮助对小型船只进行推进。小型船只也具有柴油舷外马达或具有机械推进器单元的帆，使小型船只成为混合动力船只。混合推进系统是可切换的。电池被保持在固定在小型船只的船体中的水密容器中，并且为了安全起见，电池远离柴油储罐。柴油储罐被固定在船体内的位置处，并且被连接到柴油马达。
15.电动马达在舷内附接到传动轴，其中，螺旋桨在水中，电动马达由电池供电，并且柴油喷射驱动马达在舷外。电动马达和电池在被保持在小型船只的船体中的密封单元中，密封单元具有警报跳闸开关，以在水渗入的情况下使充电停止。随着新的海洋技术发明的发展，为了减少热力学摩擦，所有用于制造旋转部件的材料均由机加工成高质量的、不会受热膨胀的钛金属以及保温的聚合物类型材料制成。
16.替代玻璃的舷窗将具有容纳在舷窗的壳体中的太阳能板，太阳能板被连接到电池以产生电力来对电池进行充电。
17.舷窗的壳体将是具有杠杆臂的闩锁，以朝向太阳调整舷窗的位置。
18.太阳能板将被布置在船艇上和船艇周围，太阳能板被附接到电池，以产生电力对电池进行充电。
19.被用于产生水压的管道的端部处狭窄以产生额外的压力，这将给予船艇额外的推力。

技术特征：
1.一种混合船艇推进和发电系统，包括：水船艇，所述水船艇具有混合推进和电能产生系统；柴油发动机，所述柴油发动机具有传动轴和用于对所述船艇进行推进的螺旋桨；发电机，所述发电机用于通过所述传动轴的旋转产生电力；以及电池，所述电池用于存储所产生的电力，所述船艇还布置有具有涡轮叶片的电动水涡轮，所述涡轮叶片被容纳在所述船艇的船体内的水管道的入口部中以及在所述船艇的船体内的腔室中，所述水管道和所述腔室相互连接，其中，所述涡轮叶片能够在驱动模式下或发电模式下运行，在所述驱动模式下，所述涡轮叶片由电能驱动以对所述船艇进行推进，在所述发电模式下，进入所述水管道和所述腔室中的水流使所述涡轮叶片旋转以产生电力，所述船艇还布置有多个外部水涡轮，所述外部水涡轮的叶片被安装在布置在所述船艇的船体的外部的容纳部中，每个容纳部具有水入口部和水出口部，其中，所述外部水涡轮也能够在驱动模式和发电模式下运行，在所述驱动模式下，涡轮叶片由电能驱动，以与涡轮容纳部结合来用作推进器从而迫使水从所述出口部流出，在所述发电模式下，穿过所述容纳部的水流使所述涡轮叶片旋转以产生电力。2.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，齿轮箱被附接到所述传动轴，所述发电机被安装在所述齿轮箱上，所述发电机通过所述传动轴的旋转和所述齿轮箱的驱动而旋转。3.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，在大型船艇上，布置有柴油喷射驱动舷外马达和柴油喷射驱动舷内马达。4.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述水管道入口部和所述腔室中的所述涡轮叶片在所述驱动模式下由24伏、5马力的电动马达提供动力。5.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述推进系统还包括电动马达，所述电动马达由所述电池供电并且被附接到螺旋桨。6.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，当在所述发电模式下时，所述水涡轮叶片被连接到动力转换器，以由旋转能量产生电力。7.根据权利要求3所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述柴油喷射驱动舷外马达被布置在所述船艇的船头，并且所述舷内马达被布置在所述船体的中间。。8.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述水管道入口部中的涡轮是电动的和机械的。9.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，两个水管道被布置在所述船艇的船体内。10.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述船艇的船体内的所述腔室容纳机械涡轮叶片，所述机械涡轮叶片在所述发电模式下产生电力并且在所述驱动模式下产生额外的水压。11.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，在所述驱动模式下，所述水管道的入口部中的涡轮叶片被布置在所述入口部的后方并且产生压力，所述压力迫使水穿过所述水管道并且在所述船艇的船尾处的水管道出口部处产生推力。12.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述发电模式的运行取决于所述电池中的每一个电池所需的充电。
13.根据权利要求3所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电池还由所述发电机进行充电，所述发电机被附接到所述柴油喷射驱动舷外马达和柴油喷射驱动舷内马达的传动轴。14.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述涡轮叶片具有配重轴承，所述配重轴承通过增强的重量分布来帮助所述涡轮叶片旋转。15.根据权利要求9所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述两个水管道在所述船艇的两侧从所述船艇的船头延伸到船尾，并且作为永久固定装置用夹具固定就位。16.根据权利要求4所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电动马达沿着所述水管道入口部的侧部被安装在所述船体中。17.混合船艇推进和发电系统，其中，替代玻璃的舷窗将具有容纳在所述舷窗的壳体中的太阳能板，所述太阳能板被连接到所述电池以产生电力来对所述电池进行充电。18.根据权利要求17所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述舷窗的壳体是具有杠杆臂的闩锁，以朝向太阳调整所述舷窗的位置以产生电力从而对所述电池进行充电。19.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述水管道入口部是水密的，并且布置有活板门，所述活板门在闭合时提供水密密封，并且通过具有锁定机构的铰链臂打开，以使得能够进行维护。20.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，用于产生水压的所述水管道入口部的端部处狭窄以产生额外的压力，这将给予所述船艇额外的推力。21.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电池在所述船艇的船体中被固定在水密壳体中，以防止水渗入和电气火灾或电击，并且所述电池被布置成远离柴油储罐。22.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，柴油燃料储罐被固定在所述船体中，其中，燃料管线延伸到所述柴油发动机和柴油马达。23.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，在所述发电模式下，所述船艇必须以15节的速度移动，或者位于以15节的速度行进的浪潮内，以使所述水涡轮将所述电池充电到所述电池的容量的96％。24.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，在小型船艇上，由所述电池供电的电动马达被附接到另外的螺旋桨。25.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，在小型船艇上，还布置有柴油舷外马达或帆。26.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述涡轮叶片在水密壳体内具有由轴附接的配重轴承，所述轴从所述涡轮叶片延伸到在所述船艇的船体内的机械涡轮机构。27.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电池被保持在所述船艇的船体中，并且被连接到使螺旋桨旋转的电动马达，在发电模式下时所述电池由所述水涡轮进行充电。28.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述船艇适于在使用柴油舷外马达、帆、附接到螺旋桨的电动马达以及机械推进器之间切换。29.根据权利要求4所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电池被保持在固定在
所述船艇的船体中的水密容器中，所述电池被连接到所述水涡轮和所述电动马达，并且被布置成远离柴油储罐，所述柴油储罐被固定在所述船体内的位置处并且被连接到所述柴油发动机。30.根据权利要求1所述的混合船艇推进和发电系统，其中，电动马达被布置在舷内，并且被附接到具有螺旋桨的传动轴，所述电动马达由所述电池供电。31.根据权利要求27所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述电动马达和所述电池在所述船艇的船体内被布置在密封单元中，密封单元具有警报跳闸开关，以在水渗入的情况下使充电停止。32.根据权利要求3所述的混合船艇推进和发电系统，其中，所述系统的所有旋转部件由机加工到高质量标准的钛以及聚合物材料制成。33.混合船艇推进和发电系统，其中，太阳能板将被布置在所述船舶上和所述船舶周围，所述太阳能板被附接到所述电池，以对所述电池进行充电。

技术总结
用于大型船只和船舶的节能混合动力单元，该节能混合动力单元包括用于小型船只的节能动力单元。本发明使用柴油/喷射驱动舷外马达和柴油/喷射驱动舷内马达，其中，发电机被附接到传动轴，传动轴旋转并产生电力以向电池供电。在具有变速齿轮的大型船只或船舶上，发电机被安装在齿轮箱的后方，齿轮箱被附接到传动轴，发电机通过传动轴的旋转和齿轮箱的驱动而旋转。其中，电动水涡轮被用作推进器，机械加压水涡轮被用于对电池进行充电。混合动力单元还具有被附接到螺旋桨的电动马达，电动马达由电池供电；由附接到传动轴的发电机以及水涡轮充电单元对电池进行充电。在小型船只上使用许多具有旋转叶片的水喷射涡轮以产生电力，水喷射涡轮也用作推进器，并且电动马达被附接到螺旋桨。小型船只还具有柴油舷外马达或帆。船只将具有替代玻璃的舷窗，舷窗将具有容纳在舷窗的壳体中的太阳能板，太阳能板被连接到电池以对电池进行充电。舷窗的壳体将是具有杠杆臂的闩锁，以朝向太阳调整舷窗的位置。太阳能板将被布置在船舶上和船舶的周围，太阳能板被附接到电池，以对电池进行充电。被用于产生水压的管道的端部处狭窄以产生额外的压力，这将给予船只额外的推力。只额外的推力。只额外的推力。


技术研发人员：克里斯托弗
受保护的技术使用者：格林涅吉发明国际有限公司
技术研发日：2021.04.21
技术公布日：2023/6/7