一种风帆助航-风力发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种风帆助航‑风力发电装置，包含底座和装置主体，底座上设置电机，电机转轴套设转盘，电机转轴上设置定位键，定位键与转盘内设置的开槽匹配，使电机转轴与转盘固定连接，电机转轴带动转盘转动；装置主体包含外支撑杆，外支撑杆与转盘固定连接；在助航模式时，外支撑杆上固连可拆卸的滚筒帆结构，电机转轴带动转盘转动，外支撑杆转动且带动滚筒帆结构转动，对船舶产生助推力；在发电模式时，外支撑杆上固连可拆卸的风力机叶片，风力机叶片在外部风力作用下转动，并带动外支撑杆转动和转盘转动，带动电机转轴转动使得电机发电。本实用新型专利技术大大提高船舶对风能的利用效率和综合利用效果，结构简单，特别适用于小型船舶的风能利用。

【技术实现步骤摘要】
一种风帆助航-风力发电装置
本技术涉及新能源利用
，特别涉及一种外支撑型风帆助航-风力发电装置，适应船舶在不同航行状态对风能的利用。
技术介绍
海上具有丰富的风能资源，开发利用风能对船舶运输的节能减排意义重大。目前船舶利用风能的方法主要有风力发电和风帆助航两种，分别适用于不同的海上航线和船舶运行状态，但目前的风帆装置一般不能兼顾利用这两种方法。因此需要研发一种既能进行风力发电，又可以实现风帆助航，集风力发电、风帆助航于一体的风帆助航-风力发电装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种外支撑型风帆助航-风力发电装置，在不同的风向和不同的船舶航行条件下，可实现两种模式的转换，选择不同的工作模式；当船舶航行遇到有利风向时进行风帆助航，减少船舶油耗；当船舶停港或抛锚时可进行风力发电，为船舶提供电力，这将大大提高风能的利用效率，适合于多种类型的船舶，特别是航行工况多变的工程作业船、渔船、游艇、大型邮轮等。本技术通过以下技术方案实现：一种风帆助航-风力发电装置，包含底座和置于所述底座之上的装置主体，所述底座上设置一电机，所述电机上部的电机转轴的外侧套设一转盘，所述电机转轴的上部侧表面设置定位键，所述定位键与所述转盘内设置的开槽匹配，使得所述电机转轴与所述转盘固定连接，且电机转轴带动所述转盘转动；所述装置主体包含若干个外支撑杆，所述外支撑杆的下部与所述转盘的上部固定连接；在助航模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的滚筒帆结构，所述电机转轴带动所述转盘转动，使得所述外支撑杆转动且带动所述外支撑杆上的滚筒帆结构转动，用以对船舶产生助推力；在发电模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的风力机叶片，所述风力机叶片在外部风力作用下转动，并带动所述外支撑杆转动和转盘转动，用以带动所述电机转轴转动使得电机发电。优选地，所述底座的上端设置轴承座组件，所述轴承座组件包含推力轴承座和若干个推力轴承块；所述推力轴承座是以轴承架作为支撑主体，所述推力轴承块置于所述轴承架上表面的开孔中，所述转盘位于所述轴承架上方，所述转盘转动时带动所述推力轴承块在所述轴承架上的开孔中滚动。优选地，所述推力轴承座为环状结构，所述推力轴承座套设在所述电机的外侧。优选地，所述推力轴承块为圆柱形推力轴承块。优选地，所述滚筒帆结构包含若干个滚筒帆叶片，若干个滚筒帆叶片形成封闭的圆周面。优选地，所述外支撑杆的上部固定连接有用于整流的顶部端板。优选地，所述外支撑杆上开设安装孔，用于外支撑杆与滚筒帆结构或风力机叶片固定连接。优选地，所述滚筒帆结构或所述风力机叶片的个数为五个。优选地，所述电机为盘式电机。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术省略了升力型垂直轴风力机常见的中心支撑杆，采用盘式电机和外缘支撑结构，既可以构成风帆助航装置，又可以构成阻力型风力机发电装置，结构简单，大大提高了船舶对风能的利用效率和综合利用效果，特别适用于小型船舶的风能利用。附图说明图1为本技术的风帆助航模式下的装置结构图；图2为本技术的风力发电模式下的装置结构图；图3为本技术的拆除帆面或叶片后的装置结构图；图4为本技术的底座及推力轴承座结构图图5为本技术的拆除推力轴承座后的装置底座结构图；图6a为本技术的滚筒帆叶片结构的主视图；图6b为本技术的滚筒帆叶片结构的仰视图；图7a为本技术的风力机叶片结构的主视图；图7b为本技术的风力机叶片结构的仰视图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-图5结合所示，本技术提供了一种可以切换模式(风帆助航模式与发电模式)支撑型风帆助航-风力发电装置，包含顶部端板1、底部组件300和连接在顶部端板1与底部组件300之间的中间组件2。底部组件300包含底座3、轴承座组件4和转盘5。其中，轴承座组件4位于底座3上端，转盘5位于轴承座组件4上方。中间组件2固定安装在转盘5上，由转动的转盘5带动中间组件2转动。本技术的中间组件2包含若干个叶片结构(例如滚筒帆叶片21a，用于风帆助航模式；或者如风力机叶片21b，用于风力发电模式)和若干个纵向支撑杆22。如图4-图5结合所示，轴承座组件4包含推力轴承座43和若干个推力轴承块42。推力轴承座43是以轴承架41作为支撑主体，各个推力轴承块42为圆柱形推力轴承块。若干个推力轴承块42可以在轴承架41开设的孔内滚动，以配合跟随转盘5转动，以减小摩擦力，同时可以支撑上方的中间组件2以及顶部端板1的重量。可选地，轴承座43为环状结构，该环状结构的轴承座43内侧的中间区域设置一个盘式电机52，且盘式电机52固定安装在底座3上端，如图4和图5所示。盘式电机52包含定子部分521、转子部分(未图示)和电机转轴51，盘式电机52的转子部分带动电机转轴51转动。如图4和图5结合所示，转盘5上开设与电机转轴51匹配的圆孔，当电机转轴51穿过该圆孔后，使得转盘5覆盖在盘式电机52的定子部分521上方。同时，电机转轴51上部的侧面设有定位键511，对应地，转盘5内部设有一开槽，用于与电机转轴51上的定位键511进行匹配安装，实现转盘5和电机转轴51的固定连接。因此，电机转轴51转动，通过其上的定位键511带动转盘5一起转动。同时，转盘5转动时也会带动推力轴承块42在轴承架41上的开孔内滚动。如图1-图3结合所示，若干个纵向支撑杆22的下端与转盘5上端固定连接，转盘5转动时会带动纵向支撑杆22转动。优选地，纵向支撑杆22的个数为五个。本技术的纵向支撑杆22为外支撑杆，用于支撑叶片结构，省却了常规升力型风力机的中心轴，使装置的结构稳定性很强。(一)风帆助航模式情况下：如图1所示，叶片结构的个数为五个，纵向支撑杆22的个数为五个，叶片结构是用于风帆助航模式下的滚筒帆叶片21a时，滚筒帆叶片21a为滚筒帆帆面，各个滚筒帆叶片21a位于纵向支撑杆22的外侧，且各个滚筒帆叶片21a分别与对应的纵向支撑杆22固定连接，则盘式电机52的电机转轴51带动转盘5转动，进而带动纵向支撑杆22转动时，可以带动滚筒帆叶片21a转动。各个滚筒帆叶片21a与顶部端板1固定连接，起整流作用。其中，五只滚筒帆帆面的滚筒帆叶片21a安装在纵向支撑杆22上并形成一个封闭的圆周面，并连同顶部端板1形成了一个滚筒帆结构。如图3所示，纵向支撑杆22上开设安装孔，用于纵向支撑杆22与滚筒帆叶片21a实现固定连接作用。本技术的滚筒型风力助推-发电装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风帆助航-风力发电装置，其特征在于，包含底座和置于所述底座之上的装置主体，所述底座上设置一电机，所述电机上部的电机转轴的外侧套设一转盘，所述电机转轴的上部侧表面设置定位键，所述定位键与所述转盘内设置的开槽匹配，使得所述电机转轴与所述转盘固定连接，且电机转轴带动所述转盘转动；/n所述装置主体包含若干个外支撑杆，所述外支撑杆的下部与所述转盘的上部固定连接；/n在助航模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的滚筒帆结构，所述电机转轴带动所述转盘转动，使得所述外支撑杆转动且带动所述外支撑杆上的滚筒帆结构转动，用以对船舶产生助推力；/n在发电模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的风力机叶片，所述风力机叶片在外部风力作用下转动，并带动所述外支撑杆转动和转盘转动，用以带动所述电机转轴转动使得电机发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种风帆助航-风力发电装置，其特征在于，包含底座和置于所述底座之上的装置主体，所述底座上设置一电机，所述电机上部的电机转轴的外侧套设一转盘，所述电机转轴的上部侧表面设置定位键，所述定位键与所述转盘内设置的开槽匹配，使得所述电机转轴与所述转盘固定连接，且电机转轴带动所述转盘转动；
所述装置主体包含若干个外支撑杆，所述外支撑杆的下部与所述转盘的上部固定连接；
在助航模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的滚筒帆结构，所述电机转轴带动所述转盘转动，使得所述外支撑杆转动且带动所述外支撑杆上的滚筒帆结构转动，用以对船舶产生助推力；
在发电模式时，所述装置主体的外支撑杆上固定连接可拆卸的风力机叶片，所述风力机叶片在外部风力作用下转动，并带动所述外支撑杆转动和转盘转动，用以带动所述电机转轴转动使得电机发电。


2.如权利要求1所述的风帆助航-风力发电装置，其特征在于，
所述底座的上端设置轴承座组件，所述轴承座组件包含推力轴承座和若干个推力轴承块；
所述推力轴承座是以轴承架作为支撑主体，所述推力轴承块置于所述轴承架上表面的开孔中，所述转盘位于所述轴承架上方，所述转盘转...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡以怀，姜大勇，祝小元，张华武，方云虎，
申请(专利权)人：上海海事大学，中航鼎衡造船有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31