一种垂直轴风力发电设备驱动的船制造技术

本实用新型专利技术涉及一种垂直轴风力发电设备驱动的船，它包括带有螺旋桨的船体以及垂直轴风力发电驱动装置，螺旋桨在船体内部设有带齿轮的电动机，该垂直轴风力发电驱动装置容置固定于船体内，垂直轴风力发电驱动装置的叶片组露设于船体上甲板外，垂直轴风力发电驱动装置通过导线与螺旋桨的电动机电连接；本实用新型专利技术驱动力来源于风能，清洁环保，不污染环境，无需使用其他能源驱动船舶行驶，节省了行驶成本，且可保持船舶持续行驶，海上无风状态，也可继续行驶。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电装置，尤其涉及一种垂直轴风力发电设备驱动的船。
技术介绍
能源是社会发展和经济增长的动力源，是人类赖以生存的基础，我国能源结构主要以煤和石油等化石能源为主，随着我国经济的不断发展，常规化石能源的供应难以满足社会经济发展对能源日益增长的需求；发展新能源和可再生能源十分紧迫，也是世界各发达国家竞相研究的热点课题之一；新能源与可再生能源不仅有利于解决和补充我国化石能源供应不足的问题，而且有利于我国改善能源结构，保障能源安全，保护环境，走可持续发展之路。我国的海上行驶的船舶使用的能源主要是煤炭、石油和天然气，这些都是不可再生能源，且全部是污染环境的能源，对地球的环境造成有害污染，且船舶的空间有限，一次装载的能源只能驱动船舶行驶有限的里程，需要反复补充能源继续行驶，行驶成本高昂，如何让船舶行驶成本降低，同时减少对海洋环境的污染，是一个亟待解决的问题。我国是一个海洋大国，海洋上的风能十分丰富，风能取之不尽用之不竭，是一类不可多得的清洁可再生能源，且对环境无污染，船舶有风帆船可利用风能驱动，解决了煤炭、使用、天然气污染环境的问题，但风帆船一旦驶入无风区，船舶将不能继续行驶，需要依靠其他动力驱动继续行驶，且依靠风力行驶的航速不能控制，风速高就行驶快，风速低就行驶满，这也就是现代大型运输船舶为何不使用风帆作为动力进行运输的原因。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电设备驱动的船，其驱动力来源于风能，清洁环保，不污染环境，无需使用其他能源驱动船舶行驶，节省了行驶成本，且可保持船舶持续行驶，海上无风状态，也可继续行驶。为解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：一种垂直轴风力发电设备驱动的船，它包括带有螺旋桨的船体以及垂直轴风力发电驱动装置，螺旋桨在船体内部设有带齿轮的电动机，该垂直轴风力发电驱动装置容置固定于船体内，垂直轴风力发电驱动装置的叶片组露设于船体上表面外，垂直轴风力发电驱动装置通过导线与螺旋桨的电动机电连接，以驱动电动机旋转，带动螺旋桨旋转，驱动船体行驶；所述垂直轴风力发电驱动装置包括垂直轴风机、十八台压缩气体生产装置、三个储气罐、气体增压器、汽轮发电机、蓄电控制装置以及电动机；所述垂直轴风机包括主轴、三个轮辐式主齿轮、十八个从动齿轮、五组叶片水平限位固定装置、弧面叶片组、风机支撑底座；主轴下部套接有三个轮辐式主齿轮，上下两个轮辐式主齿轮的直径相同，中间一个轮辐式主齿轮的直径小于上下两个轮辐式主齿轮的直径，错位结构，保证齿轮的安装空间，最上面轮辐式主齿轮下面的主轴周向通过轴承连接有风机支撑底座，每个轮辐式主齿轮周向均匀啮合有六个从动齿轮，每层从动齿轮下端固定于对应的风机支撑座上，从主轴上端至最上端的轮辐式主齿轮之间的主轴上，均匀套接固定有五组叶片水平限位固定装置，弧面叶片组垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置中，叶片水平限位固定装置的作用是保证弧面叶片在转动过程中在长度方向不产生震动，从而损耗风能，也避免叶片震动损伤叶片；压缩气体生产装置可离合的啮合于垂直轴风机的对应从动齿轮上，每台压缩气体生产装置下端对应从动齿轮固定于风机支撑座上，压缩气体生产装置的作用是把风能转化为压缩空气能，储存在储气罐内，当达到设定的压力值后向汽轮发电机输出发电，由于可设置很多储气罐进行储气，即使没有风吹动风机叶片转动，由于预先存储很多压缩空气，在无风情况下，储气罐也可以向汽轮发电机输送压缩空气延时发电，或者储气罐直接向螺旋桨的汽轮机输送压缩空气，驱动螺旋桨旋转，是船舶继续航行；储气罐通过管路以及管路上的单向截止阀门与每台压缩气体生产装置连通，储气罐的作用是保证向汽轮发电机输出的气体达到一定输出压力值，也能达到不靠天气，在无风状态是延时发电的目的，还可达到先将风能储存，在需要驱动螺旋桨时，直接向螺旋桨的汽轮机输送压缩空气作为驱动力；汽轮发电机的进气口通过管路以及管路上的单向截止阀门与储气罐连通，靠近汽轮发电机的管路上连接有气体增压器，汽轮发电机通过导线与蓄电控制装置电连接，蓄电控制装置通过导线与螺旋桨的电动机连接，气体增压器用以保障汽轮发电机获得足够的气体输入流量，使汽轮发电机发电的电压电流稳定，不会对蓄电控制装置造成电流冲击。所述垂直轴风机的风机支撑座包括环形支撑平面、水平支撑臂和垂向支撑桩，环形支撑平面的数量与轮辐式主齿轮的数量匹配，每个环形支撑平面设置于对应的轮辐式主齿轮下方，以支撑与该层轮辐式主齿轮对应啮合的从动齿轮以及支撑对应设置的若干压缩气体生产装置，环形支撑平面的下表面的周向和外缘的周向固定有垂向支撑桩，水平支撑臂以放射状固定于套接在主轴的轴承外侧壁周向上，水平支撑臂的另一端固定于垂向支撑桩上；所述垂直轴风机的从动齿轮，为一体构成的两层齿轮，上层齿轮直径大于下层齿轮直径，且上层齿轮为直齿，上层齿轮与轮辐式主齿轮之间为直齿圆柱齿轮传动，下层齿轮为曲线齿，下层齿轮与可离合的压缩气体生产装置的曲线齿之间为双曲面齿轮传动；所述垂直轴风机的每组叶片水平限位固定装置包括五个同心环和五个同心环水平连接加强筋，该五个同心环由内向外依次为第一同心环、第二同心环、第三同心环、第四同心环和第五同心环，五个同心环水平连接加强筋一端均匀分布固定于第一同心环外侧壁周向上，五个同心环水平连接加强筋另一端分别穿过第二同心环、第三同心环和第四同心环固定于第五同心环的内侧壁上，相邻的两同心环之间的间距相等；第五同心环外侧壁周向均匀开设有水平向透风斜孔，透风斜孔在水平方向是带有倾斜角度的，其本身增加了装置的受风面积，当风吹向受风孔，风叶固定连接环由于风阻从而产生转动力带动风叶转动，最大限度的吸收了大自然的风能，穿过透风孔的风向前继续吹向弧面风叶，可进一步利用风能；所述垂直轴风机的弧面叶片组包括五组弧面叶片，每组弧面叶片由内向外依次由第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片共四个长条形弧面叶片构成，该长条形弧面叶片均平行于主轴设置，每个长条形弧面叶片的横截面为弧形，每组长条形弧面叶片远离主轴的弧面长边均固定于每组对应的一个同心环水平连接加强筋与除第一同心环以外其余同心环的交点处，第一叶片弧面长边的另一端均固定于每组叶片水平限位固定装置的第一同心环对应的外侧壁处，第二叶片、第三叶片和第四叶片弧面长边的另一端分别固定于每组叶片水平限位固定装置的第二同心环、第三同心环和第四同心环上，且每组的第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的靠近轴心的弧面长边的延长面均交汇于主轴的轴心处，这样结构的每组叶片增加了叶片的受风面积，兜风性能强，每组的第二、第三、第四叶片分别对应与第一、第二、第三叶片之间设有缝隙，形成进风口大，出风口小的弧面风斗结构，使得每个弧面叶片的兜风能力强，同时在弧面叶片背向风面时，由于同组的两两弧面叶片之间有弧面风斗结构，可以减少同组的背向弧面叶片对迎面风的风阻。所述垂直轴风机每组叶片水平限位固定装置的第五同心环的水平向透风斜孔倾斜方向与弧面叶片的弦长一致，所述垂直轴风机每组叶片水平限位固定装置的第五同心环的水平向透风斜孔与从该水平向透风斜孔到第一同心环圆心的半径线的夹角为30°-60°，以构成阻风面，进一步带动垂直轴风机旋转，同时，由该水平向透风斜孔穿过的风能还可被其后的弧面叶片再次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直轴风力发电设备驱动的船，其特征在于：它包括带有螺旋桨(21)的船体(2)以及垂直轴风力发电驱动装置(1)，螺旋桨(21)在船体内部设有带齿轮(221)的电动机(22)，该垂直轴风力发电驱动装置(1)容置固定于船体(2)内，垂直轴风力发电驱动装置(1)的叶片组露设于船体(2)上甲板外，垂直轴风力发电驱动装置(1)通过导线与螺旋桨(21)的电动机(22)电连接；所述垂直轴风力发电驱动装置(1)包括垂直轴风机(11)、十八台压缩气体生产装置(12)、三个储气罐(13)、气体增压器(14)、汽轮发电机(15)、蓄电控制装置(16)以及电动机(22)；所述垂直轴风机(11)包括主轴(111)、三个轮辐式主齿轮(112)、十八个从动齿轮(113)、五组叶片水平限位固定装置(114)、弧面叶片组(115)、风机支撑底座(116)；主轴(111)下部套接有三个轮辐式主齿轮(112)，上下两个轮辐式主齿轮(112)的直径相同，中间一个轮辐式主齿轮(112)的直径小于上下两个轮辐式主齿轮(112)的直径，最上面轮辐式主齿轮(112)下面的主轴(111)周向通过轴承连接有风机支撑底座(116)，每个轮辐式主齿轮(112)周向均匀啮合有六个从动齿轮(113)，每层从动齿轮(113)下端固定于对应的风机支撑底座(116)上，从主轴(111)上端至最上端的轮辐式主齿轮(112)之间的主轴(111)上，均匀套接固定有五组叶片水平限位固定装置(114)，弧面叶片组(115)垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置(114)中；压缩气体生产装置(12)可离合的啮合于垂直轴风机(11)的每个从动齿轮(113)上，压缩气体生产装置(12)下端对应从动齿轮(113)固定于风机支撑底座(116)上；储气罐(13)通过管路以及管路上的单向截止阀门(131)分别与每台压缩气体生产装置(12)连通；汽轮发电机(15)的进气口(151)通过管路以及管路上的单向截止阀门(131)分别与储气罐(13)连通，靠近汽轮发电机(15)的管路上连接有气体增压器(14)，汽轮发电机(15)通过导线与蓄电控制装置(16)电连接，蓄电控制装置(16)通过导线与螺旋桨(21)的电动机(22)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发电设备驱动的船，其特征在于：它包括带有螺旋桨(21)的船体(2)以及垂直轴风力发电驱动装置(1)，螺旋桨(21)在船体内部设有带齿轮(221)的电动机(22)，该垂直轴风力发电驱动装置(1)容置固定于船体(2)内，垂直轴风力发电驱动装置(1)的叶片组露设于船体(2)上甲板外，垂直轴风力发电驱动装置(1)通过导线与螺旋桨(21)的电动机(22)电连接；所述垂直轴风力发电驱动装置(1)包括垂直轴风机(11)、十八台压缩气体生产装置(12)、三个储气罐(13)、气体增压器(14)、汽轮发电机(15)、蓄电控制装置(16)以及电动机(22)；所述垂直轴风机(11)包括主轴(111)、三个轮辐式主齿轮(112)、十八个从动齿轮(113)、五组叶片水平限位固定装置(114)、弧面叶片组(115)、风机支撑底座(116)；主轴(111)下部套接有三个轮辐式主齿轮(112)，上下两个轮辐式主齿轮(112)的直径相同，中间一个轮辐式主齿轮(112)的直径小于上下两个轮辐式主齿轮(112)的直径，最上面轮辐式主齿轮(112)下面的主轴(111)周向通过轴承连接有风机支撑底座(116)，每个轮辐式主齿轮(112)周向均匀啮合有六个从动齿轮(113)，每层从动齿轮(113)下端固定于对应的风机支撑底座(116)上，从主轴(111)上端至最上端的轮辐式主齿轮(112)之间的主轴(111)上，均匀套接固定有五组叶片水平限位固定装置(114)，弧面叶片组(115)垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置(114)中；压缩气体生产装置(12)可离合的啮合于垂直轴风机(11)的每个从动齿轮(113)上，压缩气体生产装置(12)下端对应从动齿轮(113)固定于风机支撑底座(116)上；储气罐(13)通过管路以及管路上的单向截止阀门(131)分别与每台压缩气体生产装置(12)连通；汽轮发电机(15)的进气口(151)通过管路以及管路上的单向截止阀门(131)分别与储气罐(13)连通，靠近汽轮发电机(15)的管路上连接有气体增压器(14)，汽轮发电机(15)通过导线与蓄电控制装置(16)电连接，蓄电控制装置(16)通过导线与螺旋桨(21)的电动机(22)连接。2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电设备驱动的船，其特征在于：所述垂直轴风机(11)的风机支撑底座(116)包括环形支撑平面(1161)、水平支撑臂(1162)和垂向支撑桩(1163)，环形支撑平面(1161)的数量与轮辐式主齿轮(112)的数量匹配，每个环形支撑平面(1161)设置于对应的轮辐式主齿轮(112)下方，环形支撑平面(1161)的下表面的周向和外缘的周向固定有垂向支撑桩(1163)，水平支撑臂(1162)以放射状固定于套接在主轴(111)的轴承(1111)外侧壁周向上，水平支撑臂(1162)的另一端分别固定于一个垂向支撑桩(1163)上；所述垂直轴风机(11)的从动齿轮(113)，为一体构成的两层齿轮，上层齿轮(1131)直径大于下层齿轮(1132)直径，且上层齿轮(1131)为直齿，上层齿轮(1131)与轮辐式主齿轮(112)之间为直齿圆柱齿轮传动，下层齿轮(1132)为曲线齿，下层齿轮(1132)与可离合的压缩气体生产装置(12)的从动曲线齿轮之间为双曲面齿轮传动；所述垂直轴风机(11)的每组叶片水平限位固定装置(114)包括五个同心环(1141)和五个同心环水平连接加强筋(1142)，该五个同心环(1141)由内向外依次为第一同心环、第二同心环、第三同心环、第四同心环和第五同心环，五个同心环水平连接加强筋(1142)一端均匀分布固定于第一同心环外侧壁周向上，五个同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金怀，
申请(专利权)人：刘金怀，
类型：新型
国别省市：河北;13