一种节能式转筒风帆结构及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种节能式转筒风帆结构及其使用方法，属于转筒风帆技术领域，通过流动的水流对风扇叶产生碰撞，通过水流带动风扇叶连接罩转动，通过风扇叶连接罩带动圆柱形动力输入转轴转动，通过变速齿轮箱带动转筒风帆转动，从而实现了在船体运动的时候无需电动机调节转筒风帆转动，实现了节能的功能，在任意一个风向的风吹向侧集风筒时，带动侧集风筒沿同转向转动，通过侧集风筒带动第一固定盘转动，通过第一固定盘带动发电机输出转轴转动，通过发电机输出转轴带动发电机进行发电，发电可用于风扇叶角度调节电动伸缩杆的运动上，实现能源的循环利用和合理分配。

An energy-saving wind sail structure and its application

【技术实现步骤摘要】
一种节能式转筒风帆结构及其使用方法
本专利技术涉及一种转筒风帆，特别是涉及一种节能式转筒风帆结构，本专利技术还涉及一种转筒风帆使用方法，特别涉及一种节能式转筒风帆使用方法，属于转筒风帆

技术介绍
21世纪以来，随着全球经济快速增长，全球贸易也在不断提速。在国际贸易中，约90%的货物是通过海上运输实现，因海上运输具有成本低、运量大等显著优势。但不容忽视的是，海上运输所带来的CO2排放正在不断地影响着全球气候。自1980年航运危机之后的30年间，全球范围内CO2排放总量和船舶排放总量均有所提升，特别是在1979年～2009年间，船舶排放总量翻了一番，在2007年，船舶CO2排放总量占了全球排放总量的3%。在此大背景下，全球针对船舶环保的标准在不断提升，相关的法律法规也在不断完善，加之国际油价持续上扬，运输成本日益增加。对于船舶公司而言，无论是从外部要求还是内部压力来看，船舶节能减排势在必行。关于大型船舶寻求节能减排的途径，一方面是对船型、发动机性能的优化和提升等，另一方面是加强对太阳能、风能等各种清洁能源的混合利用。太阳能的转化率低，受光照强度影响大且需大面积铺装，从海上特点及船舶的结构，不适宜在船舶行业推广。而风能具有分布广泛，资源充足等特点，更加适宜船舶使用。因此目前在船舶行业中，对风能的研究利用最为丰富。风能装置主要可分为传统翼型帆、天帆、walker帆及转筒风帆等。这几种风帆中，除Walker型帆仍在研究阶段外，其余帆型在实践中均有所应用。日本在1980年建造的新爱德丸号船舶使用的是传统翼型帆，德国在2007年建造的“白鲸天帆”号货轮使用的是天帆型帆，德国在2010年建造的“E-Ship1”使用的是转筒风帆型帆。现有技术中在使用转筒风帆型帆的时候往往皆是通过采用动力装置为风筒自身的旋转提供动力，帆体本身则是为船舶提供推力的主要部件。应用于现代商船的转筒风帆装置，考虑到为了不影响港口岸吊的吊臂在装卸货物作业过程中的横向移动，有的还配备了滑轨系统使其可以沿船舷前后移动，而此种方式依然需要电机提供动力，也因此导致电能的损耗，其次现有技术中的转筒风帆型帆并不具备风能发电装置，而在海洋中风能是清洁能源不能充分的利用是巨大的浪费，为此设计一种节能式转筒风帆结构及其使用方法来优化上述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种节能式转筒风帆结构及其使用方法，通过流动的水流对风扇叶产生碰撞，通过水流带动风扇叶连接罩转动，通过风扇叶连接罩带动圆柱形动力输入转轴转动，通过变速齿轮箱带动转筒风帆转动，从而实现了在船体运动的时候无需电动机调节转筒风帆转动，实现了节能的功能，同时通过启动风扇叶角度调节电动伸缩杆带动风扇叶角度调节组件的运动，通过角度调节组件的运动带动风扇叶转动至合适的角度，从而带动水流带动风扇叶连接罩改变转速，从而改变转筒风帆与风向之间的夹角，使其产生推动船体运动的力，在任意一个风向的风吹向侧集风筒时，带动侧集风筒沿同转向转动，通过侧集风筒带动第一固定盘转动，通过第一固定盘带动发电机输出转轴转动，通过发电机输出转轴带动发电机进行发电，发电可用于风扇叶角度调节电动伸缩杆的运动上，实现能源的循环利用和合理分配。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：本专利技术提供一种节能式转筒风帆结构，包括安装在船体内部的变速齿轮箱，所述变速齿轮箱顶部的一侧输出有连接转轴，且所述连接转轴远离所述变速齿轮箱的一端安装有转筒风帆，所述转筒风帆的顶部远离所述连接转轴的一端安装有风力发电组件，所述变速齿轮箱一侧的中部安装有圆柱形动力输入转轴，并通过所述圆柱形动力输入转轴安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆，所述风扇叶角度调节电动伸缩杆的输出端安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆，所述风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆远离所述圆柱形动力输入转轴的一端安装有第二固定盘，所述第二固定盘的外侧沿其环部等角度安装有第二连接杆，所述圆柱形动力输入转轴的外侧套设有风扇叶连接罩，且所述第二固定盘以及第二连接杆位于所述风扇叶连接罩的内侧，所述风扇叶连接罩的外侧沿所述风扇叶连接罩等角度安装有风扇叶，且所述第二连接杆远离所述第二固定盘的一端安装有用于对所述风扇叶角度进行调节的角度调节组件，所述风扇叶连接罩的内侧设有用于对所述角度调节组件以及对所述风扇叶固定的安装组件。优选的，所述风力发电组件包括安装在所述转筒风帆内侧顶部中间位置处的发电机，该发电机的输出端安装有发电机输出转轴，所述发电机输出转轴远离所述发电机的一端安装有第一固定盘，所述第一固定盘的外侧沿所述第一固定盘的环部等角度案子有第一连接杆，所述第一连接杆远离所述第一固定盘的一端安装有侧集风筒。优选的，所述转筒风帆的顶部直径大于所述转筒风帆外侧管体的直径，所述转筒风帆的顶部以所述转筒风帆顶部构成的平面以所述转筒风帆顶部的中心为圆心安装有固定环，所述固定环内侧沿所述固定环直径安装有连接臂，所述连接臂内侧的中部安装有轴承，所述轴承的内侧套设在所述发电机输出转轴的外侧。优选的，所述安装组件包括开设在所述风扇叶连接罩外侧沿所述风扇叶连接罩外侧的环部等角度开有通孔，所述风扇叶连接罩的内侧面向所述通孔处安装有L形固定板，所述风扇叶连接罩的内侧且靠近所述通孔处安装有铰接座。优选的，所述角度调节组件包括安装在所述L形板内侧中部的内固定筒，且所述内固定筒的外侧通过轴承安装有外转动筒，所述外转动筒部分位于所述风扇叶连接罩的外侧，所述外转动筒远离所述L形板的一端与所述风扇叶的底部固定，所述风扇叶的底部还安装有条形固定片，且所述条形固定片位于所述风扇叶连接罩的内侧，所述条形固定片的一侧安装有限位弹簧，所述铰接座上固定有传动组件。优选的，所述传动组件包括安装在所述铰接座顶部的第三连接杆，且所述第三连接杆通过轴承安装在所述铰接座的顶部上，所述第三连接杆的一侧安装有圆形齿轮，且所述第三连接杆的另一侧安装有凸轮，所述凸轮与所述条形固定片相互配合，所述第二连接杆远离所述第二固定盘的一端安装有条齿，且所述条齿与所述圆形齿轮相互啮合。优选的，所述风扇叶角度调节电动伸缩杆的外侧套设有固定架，且所述固定架的一侧与所述圆柱形动力输入转轴固定，所述变速齿轮箱采用无级传动组件构成。优选的，所述无级传动组件包括位于所述变速齿轮箱内侧且安装在所述圆柱形动力输入转轴端部的第一传动盘，该第一传动盘的外侧套设有传动带，该传动带的内侧远离所述第一传动盘的一端安装有第二传动盘，所述第二传动盘与所述连接转轴位于所述变速齿轮箱内侧的一端固定。本专利技术还提供一种节能式转筒风帆结构使用方法，包括如下步骤：水流驱动步骤：通过流动的水流对风扇叶产生碰撞，通过水流带动风扇叶连接罩转动，通过风扇叶连接罩带动圆柱形动力输入转轴转动，通过变速齿轮箱带动转筒风帆转动；风能发电步骤：在任意一个风向的风吹向侧集风筒时，带动侧集风筒沿同转向转动，通过侧集风筒带动第一固定盘转动，通过第一固定盘带动发电机输出转轴转动，通过发电机输出转轴带动发电机进行发电；转速调节步骤：启动风扇叶角度调节电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：包括安装在船体内部的变速齿轮箱（1），所述变速齿轮箱（1）顶部的一侧输出有连接转轴（3），且所述连接转轴（3）远离所述变速齿轮箱（1）的一端安装有转筒风帆（2），所述转筒风帆（2）的顶部远离所述连接转轴（3）的一端安装有风力发电组件，所述变速齿轮箱（1）一侧的中部安装有圆柱形动力输入转轴（17），并通过所述圆柱形动力输入转轴（17）安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆（5），所述风扇叶角度调节电动伸缩杆（5）的输出端安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆（19），所述风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆（19）远离所述圆柱形动力输入转轴（17）的一端安装有第二固定盘（20），所述第二固定盘（20）的外侧沿其环部等角度安装有第二连接杆（21），所述圆柱形动力输入转轴（17）的外侧套设有风扇叶连接罩（13），且所述第二固定盘（20）以及第二连接杆（21）位于所述风扇叶连接罩（13）的内侧，所述风扇叶连接罩（13）的外侧沿所述风扇叶连接罩（13）等角度安装有风扇叶（31），且所述第二连接杆（21）远离所述第二固定盘（20）的一端安装有用于对所述风扇叶（31）角度进行调节的角度调节组件，所述风扇叶连接罩（13）的内侧设有用于对所述角度调节组件以及对所述风扇叶（31）固定的安装组件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：包括安装在船体内部的变速齿轮箱（1），所述变速齿轮箱（1）顶部的一侧输出有连接转轴（3），且所述连接转轴（3）远离所述变速齿轮箱（1）的一端安装有转筒风帆（2），所述转筒风帆（2）的顶部远离所述连接转轴（3）的一端安装有风力发电组件，所述变速齿轮箱（1）一侧的中部安装有圆柱形动力输入转轴（17），并通过所述圆柱形动力输入转轴（17）安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆（5），所述风扇叶角度调节电动伸缩杆（5）的输出端安装有风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆（19），所述风扇叶角度调节电动伸缩杆输出杆（19）远离所述圆柱形动力输入转轴（17）的一端安装有第二固定盘（20），所述第二固定盘（20）的外侧沿其环部等角度安装有第二连接杆（21），所述圆柱形动力输入转轴（17）的外侧套设有风扇叶连接罩（13），且所述第二固定盘（20）以及第二连接杆（21）位于所述风扇叶连接罩（13）的内侧，所述风扇叶连接罩（13）的外侧沿所述风扇叶连接罩（13）等角度安装有风扇叶（31），且所述第二连接杆（21）远离所述第二固定盘（20）的一端安装有用于对所述风扇叶（31）角度进行调节的角度调节组件，所述风扇叶连接罩（13）的内侧设有用于对所述角度调节组件以及对所述风扇叶（31）固定的安装组件。


2.根据权利要求1所述的一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：所述风力发电组件包括安装在所述转筒风帆（2）内侧顶部中间位置处的发电机，该发电机的输出端安装有发电机输出转轴（9），所述发电机输出转轴（9）远离所述发电机的一端安装有第一固定盘（6），所述第一固定盘（6）的外侧沿所述第一固定盘（6）的环部等角度案子有第一连接杆（8），所述第一连接杆（8）远离所述第一固定盘（6）的一端安装有侧集风筒（7）。


3.根据权利要求2所述的一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：所述转筒风帆（2）的顶部直径大于所述转筒风帆（2）外侧管体的直径，所述转筒风帆（2）的顶部以所述转筒风帆（2）顶部构成的平面以所述转筒风帆（2）顶部的中心为圆心安装有固定环（11），所述固定环（11）内侧沿所述固定环（11）直径安装有连接臂（10），所述连接臂（10）内侧的中部安装有轴承（12），所述轴承（12）的内侧套设在所述发电机输出转轴（9）的外侧。


4.根据权利要求1所述的一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：所述安装组件包括开设在所述风扇叶连接罩（13）外侧沿所述风扇叶连接罩（13）外侧的环部等角度开有通孔（14），所述风扇叶连接罩（13）的内侧面向所述通孔（14）处安装有L形固定板（15），所述风扇叶连接罩（13）的内侧且靠近所述通孔（14）处安装有铰接座（29）。


5.根据权利要求4所述的一种节能式转筒风帆结构，其特征在于：所述角度调节组件包括安装在所述L形板（28）内侧中部的内固定筒（25），且所述内固定筒（25）的外侧通过轴承安装有外转动筒（22），所述外转动筒（22）部分位于所述风扇叶连接罩（13）的外侧，所述外转动筒（22）远离所述L形板（28）的一端与所述风扇叶（31）的底部固定，所述风扇...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉开，
申请(专利权)人：来安县祥瑞机电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34