一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子制造技術(shù)

一種用于船舶助推的可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，由定子、轉(zhuǎn)筒、基座組成。基座放置在位于船甲板的支座上，定子固定安裝在基座上，轉(zhuǎn)筒通過(guò)軸承與定子和基座相連。基座內(nèi)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)筒在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下繞著定子旋轉(zhuǎn)，由于馬格努斯效應(yīng)，風(fēng)能轉(zhuǎn)子在側(cè)向風(fēng)的作用下產(chǎn)生使船前進(jìn)的推力。基座外設(shè)置有兩個(gè)液壓缸，液壓缸的兩端分別連著船甲板和基座，駕駛室內(nèi)有遠(yuǎn)程控制臺(tái)。基座內(nèi)有液壓系統(tǒng)，通過(guò)位于駕駛室的遠(yuǎn)程控制臺(tái)來(lái)控制該液壓系統(tǒng)工作，轉(zhuǎn)子在液壓桿的推動(dòng)下繞著支座運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的收放。在轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，采用機(jī)械方法鎖緊轉(zhuǎn)子的基座，保證轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子
本技術(shù)涉及一種船舶風(fēng)能助推裝置，尤其涉及一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，全球氣候變暖日益顯著，溫室氣體排放引起世界各國(guó)關(guān)注，船舶節(jié)能減排技術(shù)在全球節(jié)能減排的大趨勢(shì)下成為船舶領(lǐng)域研究的熱門(mén)。國(guó)際海事組織(IMO)也不斷推出強(qiáng)制性公約和規(guī)范，以加強(qiáng)對(duì)海洋環(huán)境和大氣環(huán)境保護(hù)。MEPC第70次會(huì)議建議在2020年時(shí)采取更高的設(shè)計(jì)要求和更大的折減率，甚至考慮將PhaseⅢ的執(zhí)行時(shí)間提前。因此，船舶節(jié)能減排新方法新技術(shù)研究日益迫切。風(fēng)能作為一種清潔可再生能源受到人們的青睞。大量氣象統(tǒng)計(jì)表明，海上風(fēng)能保有量巨大，有效利用風(fēng)能可以為船舶在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上額外提供節(jié)能減排空間。作為一種傳統(tǒng)的風(fēng)能利用，風(fēng)帆推進(jìn)能量轉(zhuǎn)化率較低，為了達(dá)到較好的助推效果，往往要在船舶上安裝體積龐大的風(fēng)帆助航裝置，因此產(chǎn)生了高額的制造成本，同時(shí)風(fēng)帆裝置占據(jù)了大量甲板面積，使得風(fēng)帆船舶整體經(jīng)濟(jì)性不高。風(fēng)能轉(zhuǎn)子(又稱弗萊特納轉(zhuǎn)子)可以有效克服這一缺點(diǎn)。風(fēng)能轉(zhuǎn)子工作時(shí)運(yùn)用的空氣動(dòng)力學(xué)原理為馬格努斯效應(yīng)，即：旋轉(zhuǎn)的圓柱體在來(lái)流的作用下，將會(huì)受到垂直于流動(dòng)方向的側(cè)向力作用。在存在長(zhǎng)期側(cè)向風(fēng)的航線，風(fēng)能轉(zhuǎn)子可以為船舶提供額外推力，使得主機(jī)在降低轉(zhuǎn)速的同時(shí)仍然可以達(dá)到目標(biāo)航速，有研究表明風(fēng)能轉(zhuǎn)子可幫助降低主機(jī)輸出功率達(dá)20％。弗萊特納轉(zhuǎn)子能利用風(fēng)能產(chǎn)生推力使船前進(jìn)，然而為了產(chǎn)生較大的推力，轉(zhuǎn)子的尺寸往往較大，裝在甲板上的實(shí)際高度達(dá)到二十米左右，如此帶來(lái)諸多不便：妨礙貨船裝卸貨物；在風(fēng)向條件不利時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的阻力；在惡劣海況下易發(fā)生危險(xiǎn)；不易于通過(guò)橋梁等設(shè)施。專利號(hào)US2016/0332712A1公開(kāi)了一種可伸縮型海上助推系統(tǒng)，采用機(jī)械機(jī)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子在長(zhǎng)度方向可收縮，在必要時(shí)可以將整個(gè)轉(zhuǎn)子收入船體內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)形式過(guò)于復(fù)雜，且會(huì)占用較多的船艙內(nèi)部空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了改進(jìn)現(xiàn)有風(fēng)能轉(zhuǎn)子以上不足，本技術(shù)提供了一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，包括定子、轉(zhuǎn)筒及放置在船甲板上的基座，定子固定安裝在基座上，轉(zhuǎn)筒下部與定子及基座連接，轉(zhuǎn)筒上部與定子連接；包括設(shè)置在船甲板上的至少2個(gè)支座，還包括與船甲板鉸接的至少2個(gè)液壓缸的液壓系統(tǒng)；基座與支座活動(dòng)連接，液壓缸的液壓桿與船甲板鉸接，液壓缸的缸體與基座鉸接。進(jìn)一步地，本技術(shù)裝置的液壓系統(tǒng)還包括電機(jī)、液壓泵和換向閥，電機(jī)與液壓泵相連，所述換向閥設(shè)置在所述液壓泵和所述液壓缸連接的管路上。液壓系統(tǒng)設(shè)置在基座外部或內(nèi)部，通過(guò)位于駕駛室的遠(yuǎn)程控制臺(tái)控制所述液壓系統(tǒng)工作。進(jìn)一步地，本技術(shù)裝置還包括放置在船甲板上的、位于基座正下方的長(zhǎng)支架。進(jìn)一步地，本技術(shù)裝置還包括用于固定所述轉(zhuǎn)子的機(jī)械鎖止裝置，機(jī)械鎖止裝置包括在所述基座上設(shè)置的筋板，以及筋板和長(zhǎng)支架上分別開(kāi)設(shè)相互對(duì)應(yīng)的螺栓孔，通過(guò)螺栓擰入螺栓孔將基座和長(zhǎng)支架連接起來(lái)。進(jìn)一步地，船甲板上設(shè)置有用于放置轉(zhuǎn)筒的端板的凹槽，和用于放置轉(zhuǎn)筒的枕木。本技術(shù)裝置的轉(zhuǎn)筒最大可收倒至0°水平。本技術(shù)采用液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的收放，在需要時(shí)將轉(zhuǎn)子收倒，兩個(gè)液壓缸同時(shí)工作保證收放快速、安全可靠。液壓系統(tǒng)集成于基座內(nèi)使得整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)方便安裝與拆除。用機(jī)械方法在轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)工作時(shí)鎖緊轉(zhuǎn)子的基座，即使在風(fēng)力很大(轉(zhuǎn)子由此產(chǎn)生的推力也很大)的情況下，轉(zhuǎn)子工作依然可以安全可靠地工作。船甲板上設(shè)置有用于放置端板的凹槽，且設(shè)置有用于放置筒體的枕木，使得轉(zhuǎn)子放倒時(shí)可以受到有力支撐，端板嵌入凹槽可防止其被破壞，轉(zhuǎn)子最大可收倒至0°水平可減小不利影響。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)安裝在船甲板上的軸測(cè)視圖；圖2為本技術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖3、圖4為本技術(shù)裝置基座部分的局部放大圖；圖5為本技術(shù)裝置基座與長(zhǎng)支架部分的局部圖；圖6為本技術(shù)收倒時(shí)的狀態(tài)圖；圖7為本技術(shù)裝置收倒時(shí)的局部布置形式；圖8為本技術(shù)裝置收到船甲板上的示意圖；圖9為本技術(shù)液壓控制系統(tǒng)回路圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，該實(shí)施例僅用于說(shuō)明本技術(shù)而不用于限制本技術(shù)的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本技術(shù)的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。本技術(shù)的風(fēng)能轉(zhuǎn)子本體由定子、轉(zhuǎn)筒及基座三大部分組成。基座兩側(cè)與支座活動(dòng)連接，支座固定安裝在船甲板上。兩個(gè)液壓缸的活塞桿與船體鉸接，缸體與基座鉸接。定子固定安裝在基座上。轉(zhuǎn)筒下部與定子及基座通過(guò)軸承連接，上部與定子通過(guò)軸承連接。在基座內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下，轉(zhuǎn)筒繞著定子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子基座內(nèi)有液壓系統(tǒng)，通過(guò)位于駕駛室的遠(yuǎn)程控制臺(tái)來(lái)控制該液壓系統(tǒng)工作，從而遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)子的收放，在轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)工作時(shí)采用機(jī)械方法鎖緊轉(zhuǎn)子的基座。如圖1所示，共計(jì)八個(gè)風(fēng)能轉(zhuǎn)子2分布在船甲板1上的左右舷側(cè)，左舷和右舷各四個(gè)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的間隔距離取決于轉(zhuǎn)子的高度及船甲板上的總體布置。該圖中所有轉(zhuǎn)子都豎直放置，處于正常工作狀態(tài)。在其他實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子可以左右舷對(duì)稱布置或非對(duì)稱布置，也可以布置在貨倉(cāng)4的間隔區(qū)域。圖2所示為轉(zhuǎn)子2的結(jié)構(gòu)圖，轉(zhuǎn)子本體由轉(zhuǎn)筒201、基座202和定子203三大部分組成。定子203固定安裝在基座202上。轉(zhuǎn)筒201的上部與定子203通過(guò)軸承連接，下部與基座202及定子203通過(guò)軸承連接。通過(guò)位于基座202內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)筒201可以繞著定子203實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。由于馬格努斯效應(yīng)，轉(zhuǎn)子2將側(cè)向風(fēng)力轉(zhuǎn)化為使船前進(jìn)的推力，從而在降低船舶主機(jī)功率的前提下保證船舶的航行速度。圖3和圖4所示為轉(zhuǎn)子正常工作時(shí)基座202部分的細(xì)節(jié)放大圖。船甲板上設(shè)置有兩個(gè)支座501和502，分別位于基座202的兩側(cè)，用于安裝轉(zhuǎn)子的基座202，基座202通過(guò)軸承與這兩個(gè)支座活動(dòng)連接，轉(zhuǎn)子2收放時(shí)繞著他們運(yùn)動(dòng)。在位于基座202正下方的甲板上設(shè)計(jì)有長(zhǎng)支架9，在轉(zhuǎn)子2正常工作時(shí)，即轉(zhuǎn)筒豎直放置以后，基座202的一端放置在長(zhǎng)支架9上，基座的下部通過(guò)螺栓固定在長(zhǎng)支架上，基座的力由兩個(gè)支座501、502和一個(gè)長(zhǎng)支架9共同承受。其有益效果是，即使在風(fēng)力很大(轉(zhuǎn)子由此產(chǎn)生的推力也很大)的情況下，轉(zhuǎn)子依然可以安全可靠地工作。在轉(zhuǎn)子正常工作時(shí)，采用手動(dòng)擰緊螺栓的方法，將基座202和長(zhǎng)支架9連接起來(lái)，從而機(jī)械鎖緊轉(zhuǎn)子。為此，如圖5所示，基座202的下部設(shè)計(jì)了筋板11，上面布置有多個(gè)螺栓孔10，與之對(duì)應(yīng)地長(zhǎng)支架9上也開(kāi)有與螺栓孔10對(duì)接的螺栓孔20，用于螺栓的安裝。從圖3和圖4中還可看到，基座外部設(shè)置有包括兩個(gè)液壓缸6的液壓系統(tǒng)(還包括液壓元器件、液壓管路等)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的升放。液壓缸6由缸體601和液壓桿602組成，其中缸體601與基座201活動(dòng)連接，液壓桿602與安裝在船甲板上的固定鉸支座8活動(dòng)連接。在另一實(shí)施方式中，液壓系統(tǒng)都設(shè)置在基座202的底部。收放轉(zhuǎn)子時(shí)，遠(yuǎn)程控制臺(tái)控制位于基座內(nèi)的液壓系統(tǒng)工作，進(jìn)而帶動(dòng)兩個(gè)液壓缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)，活塞桿推動(dòng)基座繞著固定支座運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)轉(zhuǎn)子的收放。其有益效果是，遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)子的收放，兩個(gè)液壓缸同時(shí)工作保證轉(zhuǎn)子收放快速、安全可靠。在轉(zhuǎn)子收倒時(shí)，控制人員從駕駛室3的遠(yuǎn)程控制臺(tái)發(fā)出收起指令，遠(yuǎn)程控制位于基座202內(nèi)的液壓系統(tǒng)工作，帶動(dòng)液壓桿602運(yùn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子2整體繞著支座5轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子放倒后，液壓系統(tǒng)自動(dòng)停止工作。圖4所示為轉(zhuǎn)子2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，包括定子、轉(zhuǎn)筒及放置在船甲板上的基座，所述定子固定安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)筒下部與定子及基座連接，所述轉(zhuǎn)筒上部與定子連接，其特征在于，還包括設(shè)置在船甲板上的m個(gè)支座、包括與船甲板鉸接的n個(gè)液壓缸的液壓系統(tǒng)，m≥2，n≥2；所述基座與所述支座活動(dòng)連接，所述液壓缸的液壓桿與船甲板鉸接，所述液壓缸的缸體與所述基座鉸接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，包括定子、轉(zhuǎn)筒及放置在船甲板上的基座，所述定子固定安裝在基座上，所述轉(zhuǎn)筒下部與定子及基座連接，所述轉(zhuǎn)筒上部與定子連接，其特征在于，還包括設(shè)置在船甲板上的m個(gè)支座、包括與船甲板鉸接的n個(gè)液壓缸的液壓系統(tǒng)，m≥2，n≥2；所述基座與所述支座活動(dòng)連接，所述液壓缸的液壓桿與船甲板鉸接，所述液壓缸的缸體與所述基座鉸接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)還包括電機(jī)、液壓泵和換向閥，所述電機(jī)與液壓泵相連，所述換向閥設(shè)置在所述液壓泵和所述液壓缸連接的管路上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)設(shè)置在所述基座外部或內(nèi)部，通過(guò)位于駕駛室的遠(yuǎn)程控制臺(tái)控制所述液壓系統(tǒng)工作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可收放式風(fēng)能轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述支座...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭峰山，夏灝超，黃樹(shù)權(quán)，黃振宇，陳雷強(qiáng)，黃國(guó)富，吳贊，李鵬程，嚴(yán)周廣，張寧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中船重工上海節(jié)能技術(shù)發(fā)展有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：上海,31