[發明專利]一種在商船上利用風能的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011103175.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112224370B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 李博洋;郭超;張運秋;姜向東;呂競澤;張榮秀;楊倩倩
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B63H9/06
• 分類號: B63H9/06;B63H9/08
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

1.一種在商船上利用風能的方法，其特征在于：所述 方法通過風能裝置實現對風能的利用，所述風能裝置包括左旋筒（1）、右旋筒（2）、鉸鏈（3）、底座（4）、軌道（5）、支柱（6）、風帆（7）、液壓油缸（8）、電動機（11）、旋座（12）、拉繩位移傳感器（13），所述底座（4）包括底座凹槽（401）、液壓馬達（402）、液壓馬達齒輪（403）、同步齒輪（404），所述液壓油缸（8）包括活塞桿（801）、活塞桿鉸支座（802）、油缸（803）、油缸鉸支座（804），

所述左旋筒（1）和右旋筒（2）的外表面分別固定旋筒導軌（9），在內表面靠近底部位置分別固定旋筒內齒（10），在左旋筒（1）和右旋筒（2）的底部均設有旋座（12），在旋座（12）上固定電動機（11），所述電動機（11）通過齒輪與旋筒內齒（10）相嚙合，在旋座（12）外表面設置環形凹槽，左旋筒（1）與右旋筒（2）分別套在各自的旋座（12）上并與環形凹槽相配合，從而實現左旋筒（1）和右旋筒（2）繞各自軸線旋轉，所述風帆（7）將左旋筒（1）和右旋筒（2）圍起，與左旋筒（1）和右旋筒（2）的旋筒導軌（9）配合，

所述鉸鏈（3）是由上組件和下組件組成，所述旋座（12）固定在上組件頂部，下組件固定在底座（4）上，

所述軌道（5）包括左軌道和右軌道，在左軌道和右軌道的一端分別固定拉繩位移傳感器（13），左軌道上的拉繩位移傳感器（13）中出線口的鋼絲繩一端固定在與左旋筒（1）配合的底座（4）上，右軌道上的拉繩位移傳感器（13）中出線口的鋼絲繩一端固定在與右旋筒（2）配合的底座（4）上，

所述底座（4）上設有底座凹槽（401），可與軌道（5）相配合，使得旋筒與對應的底座（4）可以沿軌道（5）移動，所述液壓馬達（402）設于底座（4）內部一側，軌道（5）兩側各設有齒條，液壓馬達齒輪（403）與軌道（5）其中一側齒條相配合，所述同步齒輪（404）與軌道（5）另一側齒條相配合，

所述油缸鉸支座（804）固定在底座（4）內部底面上，所述油缸（803）通過轉軸與油缸鉸支座（804）配合，所述活塞桿鉸支座（802）固定在鉸鏈（3）的上組件，所述活塞桿（801）通過轉軸與活塞桿鉸支座（802）配合，

所述方法中設有風向傳感器、水平位置傳感器、豎直位置傳感器和控制裝置，其中所述風向傳感器可判斷風向信息，設船舶航行方向逆時針轉動到來風方向所轉過的角度為θ，θ的范圍為（0，360]，若θ∈（135°，225°]，則判斷為船舶船首來風；若θ∈（0°，45°]∪（315°，360°]，則判斷為船舶船尾來風；若θ∈（225°，315°]，則判斷為船舶左舷來風；若θ∈（45°，135°]，則判斷為船舶右舷來風，

所述水平位置傳感器和豎直位置傳感器設于鉸鏈（3）的下組件，

所述控制裝置會根據風向傳感器所接收到的風向信息，輸出信號控制電動機（11）的啟停與轉向，同時也會輸出信號控制電磁換向閥的啟停與換向，電磁換向閥根據所接收的信號，控制液壓油的流向，進而控制左旋筒（1）和右旋筒（2）所對應液壓馬達（402）的啟停與轉向，從而控制左旋筒（1）和右旋筒（2）是否移動，當左旋筒（1）和右旋筒（2）移動到對應風向信息所設定的位置時，就會由拉繩位移傳感器（13）反饋信號給控制裝置，此時控制裝置輸出信號，使電磁換向閥處在中位，停止向液壓馬達（402）供液。

2.根據權利要求1所述的一種在商船上利用風能的方法，其特征在于：若風向傳感器判斷風向信息為左舷來風時，控制裝置隨即輸出信號控制電磁換向閥，電磁換向閥根據所接收的信號，控制液壓油的流向，進而控制左旋筒（1）和右旋筒（2）所對應液壓馬達（402）的啟停與轉向，液壓馬達（402）從而帶動左旋筒（1）和右旋筒（2）進行移動，當移動到左旋筒（1）和右旋筒（2）的中心連線與所受風向平行位置時，由拉繩位移傳感器（13）反饋信號給控制裝置，此時控制裝置輸出信號，使電磁換向閥處在中位，停止向液壓馬達（402）供液，將各左旋筒（1）和右旋筒（2）鎖定在相應的位置，同時，控制裝置會控制左旋筒（1）和右旋筒（2）中的電動機（11）工作，進而驅動左旋筒（1）和右旋筒（2）產生從上往下看為順時針的轉動，從而帶動風帆（7）順時針轉動。