[發(fā)明專利]一種船用導流式風力助推設備

有效

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113060266B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉希洋;胡世良;王艷霞;陳京普;鄭安燃
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: B63H9/06
• 分類號: B63H9/06
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明涉及一種船用導流式風力助推設備，包括底座，底座中心處豎直固裝有旋轉軸，位于底座上方的旋轉軸周向套裝有旋轉體，旋轉體在轉子動力機構帶動下相對于旋轉軸轉動；位于底座上方的旋轉體前方和后方分別安裝有導流體和尾翼，導流體和尾翼由導流動力機構帶動各自以旋轉軸軸向為圓心擺動；旋轉體外壁面與導流體、尾翼之間均轉動連接；通過導流體和尾翼的擺動調(diào)整表面壓力分布，以控制不同風速、風向下的升力方向，大大提升了為船舶提供的推力，降低了橫向力影響，有效提高了不同風速風向下的適應性；并且導流體和尾翼構成旋轉體的支撐結構，以保證內(nèi)部旋轉體的穩(wěn)定，有效降低旋轉體的轉速和能耗。

技術領域

本發(fā)明涉及船舶風力助推設備技術領域，尤其是一種船用導流式風力助推設備。

背景技術

當前國際海事組織對船舶能效的要求不斷提高，利用風能、高效減阻等創(chuàng)新手段成為提高船舶能效、減少碳排放的重要技術手段。近年來，船舶硬質(zhì)翼帆、馬格納斯轉子等風力助推設備均實現(xiàn)了實船應用，為船舶節(jié)能減排提供了新的技術手段。與此同時，提高風力助推設備助推效果和適用范圍、降低其對船舶的影響成為風力助推設備發(fā)展創(chuàng)新過程中需要特別關注的技術問題。

現(xiàn)有的風能利用設備中，風帆節(jié)能效果顯著，鋼質(zhì)的翼帆可以通過調(diào)整攻角適應不同的風向，提高對風能的利用率，但面積巨大、且帆的翼型不可變，對船舶的影響較大；翼帆可以適用的風向較多，但結構強度低，重量高；風箏在小型游艇上應用較多，風向適宜時可以產(chǎn)生極大的助推效果，但適用的風向較小，對船舶安全影響較大；船用助推轉子能夠適用的風向廣、效果好，對船舶的影響相對較小，但是其本身要求的轉速較高，需要提供附加驅(qū)動力，同時轉子本身的懸臂結構形式對于機構的穩(wěn)定要求較高，對建造和加工提出了很高的要求。另外，現(xiàn)有的這些設備在助推的同時還不可避免地會產(chǎn)生沿船寬方向的分力，并且助推效果越明顯分力越大，分力的存在對船舶穩(wěn)性和航向保持能力都是不利的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術中的缺點，提供一種結構合理的船用導流式風力助推設備，從而大大提升了風向適應性，提高了對風力資源的利用率，并在為船舶提供推力的同時亦降低了橫向力的產(chǎn)生。

本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種船用導流式風力助推設備，包括底座，所述底座中心處豎直固裝有旋轉軸，位于底座上方的旋轉軸周向套裝有旋轉體，旋轉體在轉子動力機構帶動下相對于旋轉軸轉動；位于底座上方的旋轉體前方和后方分別安裝有導流體和尾翼，導流體和尾翼由導流動力機構帶動各自以旋轉軸軸向為圓心擺動；所述旋轉體外壁面與導流體、尾翼之間均轉動連接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述導流體和尾翼面向旋轉體的側面均設置為內(nèi)凹弧形結構，導流體和尾翼分別通過內(nèi)凹弧形結構包容于旋轉體的前側和后側。

所述旋轉體、導流體和尾翼分別從上至下設置有相同數(shù)量的多組，位于相鄰兩組旋轉體之間的旋轉軸上均轉動安裝有中端板，位于最上方一組旋轉體上方、和位于最下方一組旋轉體下方的旋轉軸上分別轉動安裝有頂端板和底端板；多組導流體同步擺動，多組尾翼同步擺動。

所述導流體與頂端板、中端板均固裝構為一體，相鄰尾翼之間通過小軸固連為一體，中端板上開有供小軸貫穿的弧形槽，尾翼擺動過程中，小軸沿著弧形槽弧線方向移動。

所述底端板包括有相互分離、各自相對于旋轉軸轉動的導流端板和尾翼端板，導流端板與相鄰的導流體固裝，尾翼端板與相鄰的尾翼固裝；導流動力機構分別帶動尾翼端板和導流端板以旋轉軸為圓心擺動。

所述導流動力機構的結構為：包括固裝于底座的電機，電機輸出端安裝有主動齒輪；所述底端板底部設置有從動齒輪，主動齒輪與從動齒輪嚙合帶動底端板擺動。