專利名稱：一種節(jié)能高速列船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用節(jié)能高速列船，屬新型船舶設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明全文引用中國(guó)發(fā)明專利(專利名稱:節(jié)能高速列船；授權(quán)公告號(hào):CN101531237 ;授權(quán)公告日:2012.05.09)。本發(fā)明對(duì)上述發(fā)明專利的船體結(jié)構(gòu)及其推進(jìn)、動(dòng)力能源設(shè)置做了進(jìn)一步改正和完善。同時(shí)，自然界的風(fēng)取之不盡用之不歇、存在于地球的陸地和海洋，同時(shí)也是一種維持地球生態(tài)平衡的重要組成部分。也是大自然賜給人類的一種免費(fèi)能源，隨著科技的進(jìn)步人們對(duì)風(fēng)的認(rèn)識(shí)也逐步清晰起來，對(duì)風(fēng)的大小和風(fēng)速進(jìn)行了級(jí)別分類劃分，對(duì)陸地和海洋的風(fēng)力風(fēng)向其活動(dòng)規(guī)律有了清楚的認(rèn)識(shí)。對(duì)風(fēng)力進(jìn)行級(jí)別劃分，級(jí)別從O —16級(jí)、風(fēng)速為0.3—120米/秒，地球上所產(chǎn)生的I一8級(jí)的風(fēng)經(jīng)常存在，有海陸風(fēng)、季節(jié)風(fēng)、和臺(tái)風(fēng)、還有龍卷風(fēng)。從風(fēng)速上看一級(jí)風(fēng)風(fēng)速為每秒0.3米、八級(jí)風(fēng)風(fēng)速為每秒20米。在古代我們的祖先就知道利用風(fēng)力行船，進(jìn)行跨國(guó)跨海和跨洋的人員和物資交流。為后人探索發(fā)展水運(yùn)交通奠定了寶貴的技術(shù)基礎(chǔ)。但是古老的風(fēng)帆船航行時(shí)速只有4一5公里，已經(jīng)完全不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求。由于速度太慢，且抗風(fēng)浪能力差，危險(xiǎn)系數(shù)大，已經(jīng)基本退出了運(yùn)輸舞臺(tái)。太陽能是現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代科學(xué)開發(fā)利用的一種新型環(huán)保能源，也是一種取之不盡用之不竭的一種免費(fèi)能源。根據(jù)了解現(xiàn)在開發(fā)生產(chǎn)的太陽能電池板、每平方米可以獲得60—100瓦的電能，既可以直接使用也可以儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)配套使用，太陽能電池板而且壽命可以達(dá)到20年，雖然現(xiàn)在造價(jià)昂貴，根據(jù)市場(chǎng)了解太陽能電池的價(jià)格也在不斷地下降，使用價(jià)值越來越明顯，如果使用在船舶上將可以得到一種更為清潔的免費(fèi)再生能源，使運(yùn)輸船舶更加節(jié)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能高速的載重列船；進(jìn)一步地，該列船能夠充分利用風(fēng)能、太陽能、內(nèi)燃機(jī)熱力能，配置三種能量進(jìn)行混合使用，實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能航行。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種節(jié)能高速列船，船體由多節(jié)艙體串聯(lián)而成，第一節(jié)為船頭牽引艙，第二節(jié)到船尾為客貨運(yùn)輸艙，其特征在于，所述串聯(lián)是指在前艙體的尾部和在后艙體的首部依次采用十字接頭鉸接，十字接頭的兩側(cè)分別裝置彈性接頭；在前艙體的尾部和在后艙體的首部之間的接頭間隙采用橡膠皮帶包裹，包裹區(qū)域至少為接頭間隙的底部和兩側(cè)；船頭牽引艙的船頭前面設(shè)置門式導(dǎo)向舵，在門式導(dǎo)向舵的后部裝置動(dòng)力螺旋槳形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成動(dòng)力門式導(dǎo)向舵；船頭牽引艙的后部水下的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)噴水推進(jìn)器，噴水推進(jìn)器的進(jìn)水道從船頭的斜坡斷面兩側(cè)進(jìn)水，再經(jīng)過泵噴推進(jìn)器壓縮成高速水流向船頭牽引艙的兩側(cè)噴出；列船的尾部配置升降式掛機(jī)推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)倒拖停泊和后退動(dòng)作；列船的船體總長(zhǎng)是船體寬度的50—100倍。本發(fā)明為了減少航行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)排水量進(jìn)行船體變形設(shè)計(jì)；因?yàn)樗淖枇κ强諝獾?00倍，不減小船頭迎水?dāng)嗝娣e就無從談起減少動(dòng)態(tài)排水量，更無從談起節(jié)能提速。所以在載重運(yùn)輸船舶的基礎(chǔ)上不通過體型改造，就是使用風(fēng)能和太陽能同樣收不到理想的效果。通過觀察實(shí)驗(yàn)和對(duì)比在水面行使的船舶和物體其產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)排水量，和多少與該物體的迎水?dāng)嗝嬗嘘P(guān)，迎水?dāng)嗝娴拇笮∨c該物體的體形有關(guān)，與該物體的容積無關(guān)。所以本聞速列船的體形與現(xiàn)有船舶的體形完全兩樣，是一種多節(jié)艙體串聯(lián)而形成的超長(zhǎng)船體，這樣的船體與現(xiàn)有船體對(duì)比有著很大的區(qū)別，其船體總長(zhǎng)是船體寬度的50—100倍?？团摵拓洿呐擉w形狀可以是圓柱體形，也可以繼續(xù)采用現(xiàn)有船舶的碾槽型或梯形斷面。利用其直身段流過水體產(chǎn)生平行摩擦阻力最小無動(dòng)態(tài)排水量產(chǎn)生的原理，加長(zhǎng)船身減小船頭迎水橫斷面，以實(shí)現(xiàn)提高載運(yùn)能力并節(jié)能高速的目的。本發(fā)明對(duì)船體接頭設(shè)計(jì)；超長(zhǎng)船體的連接是決定后續(xù)船體能否實(shí)現(xiàn)節(jié)能，能否使超長(zhǎng)船體形成一條無凹凸連接的直身船體，消除船體接頭形成迎水?dāng)嗝娴年P(guān)鍵。本接頭采用十字接頭鉸接和彈性接頭連接，所述彈性接頭如氣缸或彈簧，既能保證船體左右水平彎曲，實(shí)施拐彎掉頭動(dòng)作，又能承受波浪頂托艙體形成的豎向彎曲變形。保證所有船體形成具有一定剛性的連接，使船體保持整體性。使所有串聯(lián)艙體不發(fā)生左右搖擺，消除在風(fēng)浪中航行船體左右搖擺現(xiàn)象，使整船形成超強(qiáng)的穩(wěn)定性。為了在直航時(shí)船體不出現(xiàn)彎曲，在十字接頭的兩邊增加彈性接頭，將連接的艙體頂直。使整船形成直線航行，有利于提高航速節(jié)省能量。兩艙體的接頭間隙采用橡膠皮帶包裹，如將橡膠皮帶安裝在前面艙體的尾部，后接艙體的頭部套入橡膠皮帶內(nèi)，使艙體與艙體的連接部位不形成凹陷，不形成節(jié)頭迎水橫斷面。使水流沿著直身艙體平順流過接頭，使接頭與流水不形成碰撞阻力。本發(fā)明的船頭牽引艙的導(dǎo)向設(shè)計(jì)，高速列船是一種體徑小、體形超長(zhǎng)的船舶，其航行動(dòng)力裝置全部設(shè)置在船頭牽引艙內(nèi)。船頭牽引艙的船頭前面設(shè)置門式導(dǎo)向舵，在門式導(dǎo)向舵的后部設(shè)置動(dòng)力螺旋槳，螺旋槳和門式導(dǎo)向舵是一個(gè)整體，隨門式導(dǎo)向舵一起左右擺動(dòng)。螺旋槳可以采用液壓馬達(dá)作為動(dòng)力，高壓油管從動(dòng)力導(dǎo)向舵的中空門軸內(nèi)穿過連接液壓馬達(dá)，通過液壓馬達(dá)能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能后傳遞給螺旋槳。艙內(nèi)的高壓油管同輪機(jī)艙艙內(nèi)的液壓系統(tǒng)對(duì)接。動(dòng)力導(dǎo)向舵的中空門軸軸頭連接半月形傘齒輪，方向機(jī)的傳動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)半月形傘齒輪，就可以使門式導(dǎo)向舵實(shí)施左右擺動(dòng)，對(duì)船頭實(shí)施導(dǎo)向。這樣配置了動(dòng)力螺旋槳的導(dǎo)向舵，叫動(dòng)力門式導(dǎo)向舵。就是船體在靜止的狀態(tài)下同樣可以使船頭左右改變方向和平移船頭。同時(shí)具備牽引船體航行的功能。本發(fā)明的主推進(jìn)器設(shè)計(jì):船頭牽引艙的后部水下的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)噴水推進(jìn)器，噴水推進(jìn)器的進(jìn)水道從船頭的斜坡斷面兩側(cè)進(jìn)水，再經(jīng)過泵噴推進(jìn)器壓縮成高速水流向牽引船頭的兩側(cè)噴出。吸收被船頭排擠的動(dòng)態(tài)排水量，有利于減小船頭的排水助力，形成強(qiáng)大的反推力推動(dòng)牽引船頭向前航行，左右噴水推進(jìn)器的傳動(dòng)軸既可以同步驅(qū)動(dòng)也可以分開驅(qū)動(dòng)，向左拐彎時(shí)斷開左邊的推進(jìn)器，向右拐彎時(shí)斷開右邊的推進(jìn)器，協(xié)助牽引船頭拐彎，增強(qiáng)牽引船頭的機(jī)動(dòng)性、這樣分開驅(qū)動(dòng)有利于船舶實(shí)施左右高速拐彎。同時(shí)使?fàn)恳^具有牽引能力，牽引超長(zhǎng)船體高速航行。本發(fā)明混合動(dòng)力節(jié)能高速列船的停泊和后退功能設(shè)計(jì)；由于本節(jié)能船舶的體型是一種體徑小、是由多個(gè)艙體串聯(lián)組成的體型超長(zhǎng)的載重船體，航行時(shí)船體會(huì)蓄積滑行勢(shì)能，不可能實(shí)施牽引船頭緊急制動(dòng)和
后退動(dòng)作，否則會(huì)出現(xiàn)船體彎曲損壞艙體接頭，所以在本船的尾部配置升降式掛機(jī)推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)倒拖停泊和后退動(dòng)作，協(xié)助拐彎掉頭動(dòng)作。升降式掛機(jī)推進(jìn)器由形成整體結(jié)構(gòu)的螺旋槳和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有船舶空載和滿載時(shí)吃水深度不一的問題，作為一種優(yōu)選，船頭牽引艙和客貨運(yùn)輸艙體采用密封形艙體結(jié)構(gòu)。大幅減小水面上部的船體高度，船頭牽引艙密度保持不變，只有后部的載重艙體空載和滿載時(shí)吃水深度會(huì)發(fā)生變化，在牽引船頭的質(zhì)量基本保持不變情況下使推進(jìn)器保持在同一深度時(shí)工作，減小船體的阻風(fēng)面提高海上航行的抗風(fēng)浪能力，同時(shí)也減小了風(fēng)力影響航速的問題，由于全船采用密封設(shè)計(jì)，任憑海浪撲打船頂船體密度不變，不會(huì)發(fā)生海水罐艙船體沉沒，同時(shí)也減少了高速航行時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)力阻力。本發(fā)明根據(jù)水面航行的物體所產(chǎn)生的興波阻力與該物體的迎水?dāng)嗝嬗嘘P(guān)，與該物體的直身段無關(guān)的原理。大幅減小船體直徑，大幅增長(zhǎng)船體的長(zhǎng)度。這樣體形結(jié)構(gòu)的船體許多根本性的問題就可以得到有效的解決，大幅減小了船頭的迎水?dāng)嗝娣e和航行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)排水量提高航速縮短兩地途中運(yùn)輸時(shí)間。大幅減小了船體的吃水深度和對(duì)航道碼頭的水深要求，高速列船的吃水深度只有現(xiàn)在同噸位的單體船吃水深度的三份之一延長(zhǎng)了通航距離，減少陸地貨物中轉(zhuǎn)次數(shù)，解決了大型船舶進(jìn)入內(nèi)陸江河受跨河建筑的限制問題，加快貨物流轉(zhuǎn)速度，減少貨物運(yùn)輸成本。有效解決了現(xiàn)有船舶的背負(fù)式荷載問題，由現(xiàn)有船舶的背負(fù)式荷載轉(zhuǎn)為拖掛式荷載，解決了現(xiàn)有船舶空載和滿載時(shí)吃水深度不一的問題。本發(fā)明對(duì)建造大型船舶所對(duì)技術(shù)設(shè)備的要求大幅減小，因?yàn)楦咚倭写膯喂?jié)體積只有現(xiàn)在單體船體積的十份之一，大幅減小對(duì)大型加工設(shè)備的依賴，現(xiàn)在有建造萬噸級(jí)船舶的技術(shù)和設(shè)備就可以建造十萬噸級(jí)的高速列船。本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有載重船舶航速低，提速后噸公里成本高，船體吃水太深，建造巨輪難度大的問題而進(jìn)行全新探索研究的一個(gè)新型船種。是一種由一個(gè)裝備有動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的牽引船頭，牽引多個(gè)載貨艙體排列成隊(duì)的一種超長(zhǎng)體形的船舶，就象行使在水上的列車。同時(shí)，為充分利用清潔能源風(fēng)能和太陽能，使風(fēng)能和太陽能能夠在船舶上得到充分利用，從而實(shí)現(xiàn)水上運(yùn)輸大幅度節(jié)能減排降耗，大幅提高水運(yùn)企業(yè)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，大幅降低水運(yùn)的運(yùn)輸成本。本發(fā)明還可以有如下改進(jìn):本發(fā)明采用的第一種節(jié)能方案是；繼續(xù)采用古老的風(fēng)帆船原理，利用生態(tài)清潔零排放的免費(fèi)風(fēng)能作為航行的主要?jiǎng)恿碓?。在?jié)能高速列船上使用風(fēng)帆，由于節(jié)能高速列船是一種由多個(gè)載貨艙體組成的一種超長(zhǎng)的直身船體，并具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性，為安裝多個(gè)串聯(lián)助力風(fēng)帆助力推進(jìn)提供了優(yōu)越的安裝平臺(tái)，由于古老的單體風(fēng)帆船由于受到體長(zhǎng)的限制，不能安裝特別巨大和更多的助力風(fēng)帆來提高航速。所以在節(jié)能高速拖掛列船的基礎(chǔ)上，使用風(fēng)帆是對(duì)風(fēng)帆船在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)揮巨大作用的最佳良方。因?yàn)轱L(fēng)帆設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉使用簡(jiǎn)單方便。就是在失去動(dòng)力的時(shí)候，只要自然界有風(fēng)，不管是白天和黑夜，根據(jù)風(fēng)的活動(dòng)規(guī)律風(fēng)速和風(fēng)向、揚(yáng)起風(fēng)帆照樣可以以較快的速度實(shí)施無動(dòng)力自航。結(jié)合動(dòng)力航行可以使動(dòng)力更加節(jié)油。具體設(shè)計(jì)方案是，在第一節(jié)船頭牽引艙的甲板上安裝桅桿，懸掛面積較大的主牽引帆；第二節(jié)到船尾的客貨運(yùn)輸艙的前甲板上安裝桅桿懸掛助力風(fēng)帆，風(fēng)帆面積從船頭到船尾依次遞減，形成串聯(lián)風(fēng)帆。有多少節(jié)艙就安裝多少塊風(fēng)帆，風(fēng)帆與風(fēng)帆之間也有較大的間隔距離，不影響中間風(fēng)帆的進(jìn)風(fēng)面，使每一塊風(fēng)帆都能夠均勻的接受風(fēng)力。優(yōu)選地:動(dòng)力牽引船頭的駕駛室頂部中央豎立桅桿，其他艙體的前甲板中央安裝一根錐形桅桿，桅桿上安裝風(fēng)帆，桅桿采用圓錐中空鋼管，桅桿頂部安裝定滑輪，升帆鋼絲繩從桅桿內(nèi)穿過，桅桿的底部安裝電動(dòng)卷帆筒。串聯(lián)風(fēng)帆還可以實(shí)施左右錯(cuò)位安裝:在每一節(jié)艙體的船弦的一側(cè)安裝旗式自動(dòng)受力風(fēng)帆，各節(jié)艙體的旗式自動(dòng)受力風(fēng)帆安裝位置依次左右錯(cuò)位設(shè)置。順風(fēng)航行時(shí)風(fēng)帆自動(dòng)受力，逆風(fēng)航行時(shí)風(fēng)帆成旗式狀態(tài)風(fēng)帆不接受風(fēng)力。無需人為進(jìn)行升帆和降帆。使串聯(lián)風(fēng)帆獲得更大的迎風(fēng)面，由于節(jié)能高速拖掛列船是一種體形細(xì)長(zhǎng)的船體，船頭的動(dòng)態(tài)排水阻力較小，多個(gè)風(fēng)帆的受風(fēng)面積相加就會(huì)大大超過古老風(fēng)帆船的風(fēng)帆受風(fēng)面積。單體風(fēng)帆船的風(fēng)帆受風(fēng)面積與船頭的迎水面積的比例關(guān)系是15: I。因?yàn)楦咚倭写捏w長(zhǎng)是同噸位單體船的5 —10倍以上，可以縱向安裝多個(gè)串聯(lián)風(fēng)帆。由多個(gè)串聯(lián)助力風(fēng)帆產(chǎn)生的風(fēng)力集中到船頭，克服動(dòng)態(tài)排水阻力，其風(fēng)帆的受風(fēng)面積與船頭迎水面積的比例關(guān)系是150: I。也就是超長(zhǎng)串聯(lián)風(fēng)帆船所接受風(fēng)力是單體風(fēng)帆船的5-10倍，所以在高速列船上使用風(fēng)帆，就會(huì)大大縮小航速與風(fēng)速的差距。就會(huì)發(fā)揮古為今用的最佳效果，使被拋棄的風(fēng)帆船再次煥發(fā)青春。優(yōu)選地所有風(fēng)帆都設(shè)計(jì)電動(dòng)升帆收帆裝置和角度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置?？朔爬巷L(fēng)帆船靠人力手拉繩索來進(jìn)行升帆和收帆動(dòng)作。牽引船頭上設(shè)置風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀，以便駕駛員準(zhǔn)確掌握風(fēng)向和風(fēng)速，實(shí)施操作風(fēng)帆利用風(fēng)力航行，在碰到特別大的臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)時(shí)，駕駛員可以實(shí)施操作電動(dòng)按鈕減少風(fēng)帆和收起所有風(fēng)帆，從而避免航行事故。正確利用和合理利用風(fēng)力可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)航行，使節(jié)能高速列船更加節(jié)能。所以在節(jié)能高速列船的超長(zhǎng)船體上設(shè)置串聯(lián)助力風(fēng)帆，是使用風(fēng)力的最佳選擇。因?yàn)楣?jié)能高速列船是一種鏈條形船體，并具有最佳的平穩(wěn)效果，和抗風(fēng)浪能力。安裝串聯(lián)風(fēng)帆后會(huì)大大縮小航速與風(fēng)速的差距。就能充分發(fā)揮風(fēng)帆船的優(yōu)勢(shì)，使風(fēng)力航行速度趕上動(dòng)力航行速度。第二節(jié)能方案是；采用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的光伏太陽能電池板，作為本節(jié)能高速拖掛列船的主要?jiǎng)恿碓?，太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔免費(fèi)能源，用來作為本節(jié)能高速拖掛列船的主要?jiǎng)恿碓?，也是一種非常理想的能量來源。具體的方案是，艙體外部的兩側(cè)安裝折疊式太陽能電池板，艙蓋表面鋪設(shè)太陽能電池板。每節(jié)艙體的太陽能電池板的連線優(yōu)選采用插頭連接。上述方案有利于增大太陽能電池的受光面積。因?yàn)槌L(zhǎng)拖掛船的艙體的甲板上方的密封艙蓋可以提供大面積的安裝平臺(tái)，比單體船安裝太陽能電池面積要大50%以上的面積。載重小吃水淺的船舶可以獲得更多的太陽能補(bǔ)充，相反載重大吃水深的船舶獲得太陽能的補(bǔ)充就少。各個(gè)艙體上方艙蓋上都是安裝太陽能電池的地方，采用折疊式太陽能電池板安裝在貨艙的兩側(cè)，從而獲得更大的太陽能集光面，用導(dǎo)線連接到動(dòng)力牽引船頭的蓄電池和電動(dòng)機(jī)，在晴天不管停舶還是航行太陽能電池都會(huì)源源不斷的提供電源，或?qū)π铍姵爻潆?，而且太陽能電池板質(zhì)量較輕，根本不會(huì)影響船舶的載重能力。有了這樣的免費(fèi)能源，噸公里成本才可以進(jìn)一步下降。在天助風(fēng)和的情況下可以不使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)行零消耗航行，節(jié)省更多的燃油以備急用。在風(fēng)雨天收起船體兩側(cè)的折疊式太陽能電池板，在晴天或蓄電池電能充足的情況下，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)航行可以獲得強(qiáng)大的動(dòng)力支持，船舶可以獲得極高的航速航行。
另外，采用現(xiàn)有低速節(jié)能環(huán)保內(nèi)燃機(jī)作為備用動(dòng)力來源。在無風(fēng)的情況下或太陽能電池供電不足時(shí)，可使用柴油機(jī)航行。本節(jié)能高速列船的船體采用的是一種超長(zhǎng)形船體，就是只使用內(nèi)燃機(jī)航行也有比現(xiàn)在的單體船航行節(jié)省能源。有了超長(zhǎng)體形的節(jié)能船體，配置了新型低速環(huán)保節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)，配置了快速串聯(lián)助力風(fēng)帆，配置了太陽能供電系統(tǒng)，有了三種能源配置的船舶，三種能量進(jìn)行交叉搭配使用，充分利用風(fēng)能和太陽能，就會(huì)獲得如虎添翼的效果。所以只有在節(jié)能高速列船這樣的超長(zhǎng)船體的基礎(chǔ)上，使用風(fēng)帆和太陽能才能獲得最理想的效果。就是在沒有安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下照樣可以快速航行，只要利用風(fēng)能、太陽能就可以實(shí)現(xiàn)零排放和零成本運(yùn)輸?；静皇芎匠毯妥越o的限制、這樣才可以實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能減排，節(jié)能降耗，更進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，降低水運(yùn)燃油成本，提高運(yùn)輸生產(chǎn)效率、大幅提高運(yùn)輸企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，加快貨物流轉(zhuǎn)速度。拓轉(zhuǎn)低價(jià)位物資運(yùn)輸，提高整體國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益，為建設(shè)兩型社會(huì)墊定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。綜上所述，實(shí)施本發(fā)明的有益效果在于:解決了現(xiàn)有大噸位載重船舶航速慢的問題。解決了現(xiàn)有船舶運(yùn)輸成本過高的問題，解決了古老風(fēng)帆船無使用價(jià)值的問題，解決了單體運(yùn)輸船舶安裝太陽能電池板面積過小的問題。采用風(fēng)能和太陽能大幅降低了運(yùn)輸船舶的運(yùn)行成本。解決了低品位低價(jià)位物資運(yùn)輸無意義的問題，拓展物資運(yùn)輸空間。解決了現(xiàn)有船舶提速導(dǎo)致噸公里成本升高的問題。解決了現(xiàn)有大噸位船舶吃水太深的問題，淺水碼頭航道不能通行的問題。解決了高大船體不能通過跨河建筑的問題，延長(zhǎng)了通航距離，減少了物資轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。解決了建造巨輪所需大型加工設(shè)備和技術(shù)難題的問題。解決了運(yùn)輸物資人員途中長(zhǎng)時(shí)積壓和困惑的問題。解決了航運(yùn)燃油消耗大的問題。解決了廢氣排放過多的問題。增強(qiáng)了海上遇險(xiǎn)的自救能力和生存能力。解決了單體船在風(fēng)浪中航行左右搖擺顛簸的問題。解決了船舶失去動(dòng)力不能航行的問題。使傳統(tǒng)的船舶行業(yè)從技術(shù)方面得到了大幅度的提升，第一；其主要表現(xiàn)在運(yùn)用超長(zhǎng)船體結(jié)構(gòu)與單體船對(duì)比，減少了航行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)排水量，減少了航行時(shí)對(duì)能量的消耗。第二 ；運(yùn)用超長(zhǎng)船體設(shè)置多個(gè)串聯(lián)助力風(fēng)帆大幅縮小了風(fēng)帆船航速與風(fēng)速的差距，使傳統(tǒng)的零排放風(fēng)帆船重新回歸現(xiàn)代使用。第三；運(yùn)用超長(zhǎng)船體的頂棚和船體的兩側(cè)安裝折疊式太陽能電池板，為光伏太陽能電池運(yùn)用到運(yùn)輸船舶上使用，提供了需要大面積安裝的場(chǎng)所，為船舶獲得零排放的免費(fèi)電能量支持。通過實(shí)施本專利技術(shù)，能夠獲得兩項(xiàng)零排放的免費(fèi)清潔能源支持，使船舶的運(yùn)輸成本得到大幅度下降，直至零成本航行。使船舶減少了燃油的攜帶，提高了船舶的載重比，使運(yùn)輸船舶的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益得到了大幅提升，為水運(yùn)行業(yè)實(shí)施節(jié)能減排節(jié)能降耗節(jié)能增效提供了新的技術(shù)支持。同時(shí)大幅度提高了船舶自身的性價(jià)比。也是現(xiàn)有高消耗高污染運(yùn)輸船舶的理想換代產(chǎn)品。為建設(shè)兩型社會(huì)作出新貢獻(xiàn)。下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1為節(jié)能聞速列船的整體結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為船頭部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為船尾部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為動(dòng)力門式導(dǎo)向舵結(jié)構(gòu)示意圖5為兩節(jié)艙體十字鉸接結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為艙蓋和折疊式太陽能電池板結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)注說明:1.水下保險(xiǎn)杠，3.門式導(dǎo)向舵，4.防堵片，5.動(dòng)力螺旋槳，6.輪機(jī)艙，7.甲板，9.主桅桿，10.主牽引帆，14.駕駛室，16.船員生活艙，18.駕駛室生活艙蓋板，19.器進(jìn)水孔，22.噴水孔，25.接頭豎向掛耳，26.開蓋液壓油缸，27.艙體連接氣缸，28.包裹接頭間隙的橡膠皮帶，29.貨艙艙蓋，34.貨柜箱，36.限載水位線，37.錐形桅桿，38.助力風(fēng)帆，40.十字接頭，41.接頭橫向掛耳，42.連接螺栓，43.斧口形船頭，44.液壓馬達(dá)，45.螺旋槳，46.出水導(dǎo)管，47.電動(dòng)螺旋槳(船尾)，48.折疊式太陽能電池板。
具體實(shí)施例方式參見圖1、2，反映本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)，所述節(jié)能高速列船的船體由多節(jié)艙體串聯(lián)而成，第一節(jié)為船頭牽引艙，第二節(jié)到船尾為客貨運(yùn)輸艙，列船的船體總長(zhǎng)是船體寬度的50—100倍。結(jié)合圖5，所述串聯(lián)是指在前艙體的尾部和在后艙體的首部依次采用十字接頭40鉸接，連接螺栓42插入十字接頭40、接頭豎向掛耳25、接頭橫向掛耳41連接前后兩艙體。同時(shí)，十字接頭40的兩側(cè)分別裝置艙體連接氣缸27 (也可以采用彈簧)構(gòu)成彈性接頭。在前艙體的尾部和在后艙體的首部之間設(shè)有包裹接頭間隙的橡膠皮帶28，包裹區(qū)域至少為接頭間隙的底部和兩側(cè)。橡膠皮帶安裝在前艙體的尾部，后接艙體的頭部套入橡膠皮帶內(nèi)。結(jié)合圖4，本發(fā)明優(yōu)選的箭頭形船頭牽引艙體設(shè)計(jì):艙體船頭呈等腰三角形，下小上大、甲板7以下為輪機(jī)艙6，輪機(jī)艙6內(nèi)分設(shè)動(dòng)力艙、油料艙、淡水艙、電池艙和工具艙等，甲板7以上為駕駛室14和船員生活艙16，船頭的水下部分為斧口形船頭43有利于導(dǎo)流水體減小推浪，水上部分為半圓頭形。斧口形船頭43前面設(shè)置門式導(dǎo)向舵3，門式導(dǎo)向舵3前方設(shè)置水下保險(xiǎn)杠1，在門式導(dǎo)向舵3的后部裝置動(dòng)力螺旋槳5形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成動(dòng)力門式導(dǎo)向舵，其中動(dòng)力螺旋槳5由液壓馬達(dá)44和螺旋槳45、出水導(dǎo)管46組成。螺旋槳45前設(shè)置防堵片4。結(jié)合圖2，船頭牽引艙的后部水下的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)噴水推進(jìn)器，噴水推進(jìn)器的進(jìn)水道從船頭的斜坡斷面兩側(cè)進(jìn)水孔19進(jìn)水，再經(jīng)過泵噴推進(jìn)器(圖中未畫出)壓縮成高速水流向船頭牽引艙的兩側(cè)的噴水孔22噴出。牽引船頭下部的輪機(jī)艙的動(dòng)力設(shè)置舉例說明:柴油機(jī)設(shè)置在艙底的中部，有利于保持船體平衡。柴油機(jī)分別輸出兩種能量，一種是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓油泵產(chǎn)生液壓能輸送給船頭動(dòng)力門式導(dǎo)向舵使用；一種是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞到變速箱，變速箱的動(dòng)力輸出軸的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸傳遞給前面的分動(dòng)齒輪箱，變速箱和齒輪分動(dòng)箱中間串聯(lián)直流電動(dòng)機(jī)，分動(dòng)箱分出二根動(dòng)力輸出軸，分動(dòng)齒輪箱兩邊的動(dòng)力輸出給離合器軸朝后，離合器的動(dòng)力輸出經(jīng)傳動(dòng)軸傳遞給后部的泵噴推進(jìn)器，泵噴推進(jìn)器噴出的水柱向牽引船頭船體兩側(cè)后部噴出。輪機(jī)艙內(nèi)的傳動(dòng)軸接頭均采用萬向節(jié)連接。結(jié)合圖3，列船的尾部配置升降式掛機(jī)推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)倒拖停泊和后退動(dòng)作。在船尾艙內(nèi)配置蓄電池組，由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)螺旋槳47，電動(dòng)螺旋槳47和電動(dòng)機(jī)形成一個(gè)整體可以上下升降，在船舶向前航行時(shí)可以將電動(dòng)螺旋槳47升起，當(dāng)需要停泊時(shí)可以迅速放下實(shí)施工作。蓄電池電源由牽引船頭的發(fā)電機(jī)提供，或太陽能電池提供，配套自動(dòng)控制電路由船頭駕駛員操作、或船尾由專人操作。結(jié)合圖2、6，在船頭牽引艙的甲板7上的駕駛室14頂部中央豎立安裝主桅桿9，懸掛面積較大的主牽引帆10 ;第二節(jié)到船尾的客貨運(yùn)輸艙的前甲板中央安裝一根錐形桅桿37，懸掛助力風(fēng)帆38，風(fēng)帆面積從船頭到船尾依次遞減，形成串聯(lián)風(fēng)帆。有多少節(jié)艙就安裝多少塊風(fēng)帆，風(fēng)帆與風(fēng)帆之間也有較大的間隔距離，不影響中間風(fēng)帆的進(jìn)風(fēng)面，使每一塊風(fēng)帆都能夠均勻的接受風(fēng)力。桅桿采用圓錐中空鋼管，桅桿頂部安裝定滑輪，升帆鋼絲繩從桅桿內(nèi)穿過，桅桿的底部安裝電動(dòng)卷帆筒。結(jié)合圖2、6，艙體外部的兩側(cè)安裝折疊式太陽能電池板48，駕駛室和船員生活艙蓋板18和貨艙艙蓋29表面鋪設(shè)太陽能電池板，每節(jié)艙體的太陽能電池板的連線都采用插頭連接。貨艙艙蓋29設(shè)置開蓋液壓油缸26。圖6中左側(cè)表示貨艙艙蓋29和折疊式太陽能電池板48、開蓋液壓油缸26處于封閉折疊狀態(tài)，右側(cè)表示其處于打開狀態(tài)。本發(fā)明對(duì)液體貨物運(yùn)輸?shù)膬?yōu)選貨艙體設(shè)計(jì):除船頭牽引船頭以外，運(yùn)輸液體貨物的載貨艙體可以采用圓形管道艙體結(jié)構(gòu)，每節(jié)艙體的上部設(shè)進(jìn)出料口。對(duì)運(yùn)輸?shù)呐擉w可以用橡膠和塑料制成圓管運(yùn)輸艙體，管道艙體的上部設(shè)置兩根密封留空管，防止裝滿液體后管道下沉，管道的兩端設(shè)進(jìn)出料口和出料設(shè)備。本發(fā)明對(duì)旅客運(yùn)輸?shù)膬?yōu)選客艙體設(shè)計(jì):根據(jù)艙體的大小采用分層設(shè)計(jì)，水位線以上的艙體設(shè)置采光窗安裝旅客座位，水位線以下的艙體設(shè)計(jì)為臥鋪艙，兩艙體接頭的甲板上部設(shè)置彈性橡膠過道門洞，本發(fā)明對(duì)固體貨物艙的優(yōu)選設(shè)計(jì)；每節(jié)貨艙按照長(zhǎng):寬:高=5:1:0.5的比例建造固體貨物運(yùn)輸艙，艙體的底板和墻板露出擋頭板，以便安裝接頭包裹艙體接頭間隙的橡膠皮帶，貨艙甲板下部是載貨主艙體，甲板上部由防風(fēng)浪圍板和艙蓋組成。開蓋時(shí)為貨物進(jìn)出艙，關(guān)閉艙蓋為航行狀態(tài)。艙蓋為兩門兩軸結(jié)構(gòu)，中間兩門為艙蓋，上艙蓋與下艙體的結(jié)合面中間采用橡膠帶密封，外加掛鉤鑼拴鎖緊艙蓋連成整體，增強(qiáng)艙體強(qiáng)度防止海水進(jìn)艙。本發(fā)明對(duì)高速列船的駕駛室和通信塔的設(shè)置，本高速列船從動(dòng)力牽引船頭到船尾都是封閉型船體，第一節(jié)動(dòng)力牽引船頭后部設(shè)置駕駛室，為防止海浪沖擊駕駛室，輪機(jī)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管道接到駕駛室后面排放，和各種連接管線接到駕駛室內(nèi)安裝各種操作控制儀表開關(guān)，安裝各種通信導(dǎo)航夜視照明溫度控制系統(tǒng)。駕駛室后面是通訊照明綜合功能塔，是船體上部最高的構(gòu)造物安裝各種接收發(fā)射天線和懸掛國(guó)旗。本塔是一個(gè)綜合功能塔，它采用機(jī)械方式進(jìn)行升降動(dòng)作。在海上航行時(shí)可以將塔升起，進(jìn)入內(nèi)陸江河時(shí)可以把塔放下來降低桅桿高度通過。解決了大噸位的船舶不能進(jìn)入內(nèi)陸江河的問題。本發(fā)明為了拓展高速列船的其他功能和作用，大型高速列船的船頂中央從船頭到船尾，設(shè)置供行人和車輛通過的甲板，船頭的閘板上部的后半部設(shè)置駕駛室和船員生活艙形成一個(gè)整體，船頭和船尾設(shè)置伸縮式跳板，錨固設(shè)備，在河的兩岸分別錨固船頭和船尾，放下跳板就可以代替浮橋作用，和作為水上施工抗洪搶險(xiǎn)平臺(tái)。本發(fā)明對(duì)高速列船的附屬裝備，該船是一種高速超長(zhǎng)船舶，為預(yù)防在惡劣天氣和夜晚航行與其它船只發(fā)生碰撞和觸礁，保證船舶安全航行。船頭駕駛室上部設(shè)置探照燈，紅色警示燈、轉(zhuǎn)向燈、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，聲納探測(cè)系統(tǒng)，從船頭到船尾每節(jié)艙體頂部安裝紅色警示燈。本發(fā)明為了增強(qiáng)海上抗風(fēng)險(xiǎn)能力和抗打擊能力，在每節(jié)艙體的水位線兩側(cè)設(shè)置安全氣囊裝置，在艙體內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)氣罐和沖氣機(jī)。當(dāng)列船遇險(xiǎn)時(shí)船體進(jìn)水有發(fā)生沉沒危險(xiǎn)時(shí)，迅速打開沖氣閥門使安全氣囊充氣鼓起，增大船體浮力防止發(fā)生沉沒的危險(xiǎn)，為搶修營(yíng)救贏得時(shí)間。同時(shí)備置各種個(gè)人安全救生用具。本發(fā)明描述的上述實(shí)施方式僅是為了清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能理解為對(duì)本發(fā)明做出任何的限制。本發(fā)明具有公知的多種替代方式和變形，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)意義的前提下，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能高速列船,船體由多節(jié)艙體串聯(lián)而成,第一節(jié)為船頭牽引艙，第二節(jié)到船尾為客貨運(yùn)輸艙，其特征在于，所述串聯(lián)是指在前艙體的尾部和在后艙體的首部依次采用十字接頭鉸接，十字接頭的兩側(cè)分別裝置彈性接頭；在前艙體的尾部和在后艙體的首部之間的接頭間隙采用橡膠皮帶包裹，包裹區(qū)域至少為接頭間隙的底部和兩側(cè)；船頭牽引艙的船頭前面設(shè)置門式導(dǎo)向舵，在門式導(dǎo)向舵的后部裝置動(dòng)力螺旋槳形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成動(dòng)力門式導(dǎo)向舵；船頭牽引艙的后部水下的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)噴水推進(jìn)器，噴水推進(jìn)器的進(jìn)水道從船頭的斜坡斷面兩側(cè)進(jìn)水，再經(jīng)過泵噴推進(jìn)器壓縮成高速水流向船頭牽引艙的兩側(cè)噴出；列船的尾部配置升降式掛機(jī)推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)倒拖停泊和后退動(dòng)作；列船的船體總長(zhǎng)是船體寬度的50—100倍。
2.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，船頭牽引艙和客貨運(yùn)輸艙體采用密封形艙體結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，所述動(dòng)力螺旋槳可以采用液壓馬達(dá)作為動(dòng)力，高壓油管從動(dòng)力導(dǎo)向舵的中空門軸內(nèi)穿過連接液壓馬達(dá)，通過液壓馬達(dá)能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能后傳遞給螺旋槳。艙內(nèi)的高壓油管同輪機(jī)艙艙內(nèi)的液壓系統(tǒng)對(duì)接。動(dòng)力導(dǎo)向舵的中空門軸軸頭連接半月形傘齒輪，方向機(jī)的傳動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)半月形傘齒輪。
4.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，所述船頭牽引艙體呈箭頭形，船頭的水下部分為斧口形船頭。
5.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，每節(jié)貨艙按照長(zhǎng):寬:高=5:1:0.5的比例建造固體貨物運(yùn)輸艙，艙體的底板和墻板露出擋頭板，貨艙甲板下部是載貨主艙體，甲板上部由防風(fēng)浪圍板和艙蓋組成。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種節(jié)能高速列船,其特征在于,在第一節(jié)船頭牽引艙的甲板上安裝桅桿，懸掛面積較大的主牽引帆；第二節(jié)到船尾的客貨運(yùn)輸艙的前甲板上安裝桅桿懸掛助力風(fēng)帆，風(fēng)帆面積從船頭到船尾依次遞減，形成串聯(lián)風(fēng)帆。
7.如權(quán)利要求6所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，所述船頭牽引艙的駕駛室頂部中央豎立桅桿，其他艙體的前甲板中央安裝一根錐形桅桿，桅桿上安裝風(fēng)帆，桅桿采用圓錐中空鋼管，桅桿頂部安裝定滑輪，升帆鋼絲繩從桅桿內(nèi)穿過，桅桿的底部安裝電動(dòng)卷帆筒。
8.如權(quán)利要求6所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，艙體外部的兩側(cè)安裝折疊式太陽能電池板，艙蓋表面鋪設(shè)太陽能電池板。
9.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種節(jié)能高速列船,其特征在于,在每一節(jié)艙體的船弦的一側(cè)安裝旗式自動(dòng)受力風(fēng)帆，各節(jié)艙體的旗式自動(dòng)受力風(fēng)帆安裝位置依次左右錯(cuò)位設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種節(jié)能高速列船，其特征在于，艙體外部的兩側(cè)安裝折疊式太陽能電池板，艙蓋表面鋪設(shè)太陽能電池板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能高速列船，船體由多節(jié)艙體串聯(lián)而成，第一節(jié)為船頭牽引艙，第二節(jié)到船尾為客貨運(yùn)輸艙，各艙體之間依次采用十字接頭鉸接，十字接頭的兩側(cè)分別裝置彈性接頭；接頭間隙采用橡膠皮帶包裹；船頭設(shè)置動(dòng)力門式導(dǎo)向舵；主推進(jìn)器采用噴水推進(jìn)器，其進(jìn)水道從船頭的斜坡斷面兩側(cè)進(jìn)水，壓縮成高速水流向船頭牽引艙的兩側(cè)噴出；列船的尾部配置升降式掛機(jī)推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)倒拖停泊和后退動(dòng)作；列船的船體總長(zhǎng)是船體寬度的50—100倍。并裝置串聯(lián)風(fēng)帆和大面積太陽能電池板。能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能高速的載重水上運(yùn)輸；能夠充分利用風(fēng)能、太陽能、內(nèi)燃機(jī)熱力能，配置三種能量進(jìn)行混合使用，實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能航行。
文檔編號(hào)B63H11/02GK103171737SQ20131012807
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者李艷輝 申請(qǐng)人:李艷輝