船用风力助推与风力发电可切换的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109667720A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201910133319.4(22)申请日2019.02.22(71)申请人上海海事大学地址201306上海市浦东新区临港新城海港大道1550号申请人中航鼎衡造船有限公司(72)发明人胡以怀仇光伟闫国华张华武(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人包姝晴徐雯琼(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)F03D9/32(2016.01)F03D3/06(2006.01)B63H9/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称船用风力助推与风力发电可切换的装置(57)摘要本发明涉及一种船用风力助推与风力发电可切换的装置，由支撑架承载两个风力机叶片，支撑架与立轴连接；模式切换时，至少一个风力机叶片自身旋转并锁定后，使两个风力机叶片的迎风面符合风力助推模式或风力发电模式下的位置要求；风力助推模式下，步进电机通过锥形卡环与立轴啮合，使立轴转动，并通过支撑架带动两个风力机叶片整体转动来调整风帆角；风力发电模式下，锥形卡环取出而使步进电机与立轴脱离；两个风力机叶片整体转动，并通过支撑架带动立轴转动，进而由连接立轴的盘式电机来发电。本发明通过模式切换，在船舶航行遇到有利风向时进行风力助推，在船舶停航时利用风力发电，大大提高了船舶对风能的利用效率和综合利用效果。CN109667720ACN109667720A权利要求书1/2页1.一种船用风力助推与风力发电可切换的装置，能够在风力助推模式与风力发电模式切换，其特征在于，两个风力机叶片(1)由支撑架(3)承载，所述支撑架(3)与立轴(2)连接；模式切换时在至少一个风力机叶片(1)自身旋转后对其锁定，使这两个风力机叶片(1)的迎风面的法线夹角落在风力助推模式相应的阈值范围内，或是落在风力发电模式相应的阈值范围内；风力助推模式下，步进电机(7)通过锥形卡环(6)与所述立轴(2)啮合，以使立轴(2)转动，进而通过支撑架(3)带动两个风力机叶片(1)整体转动来调整风帆角；风力发电模式下，所述锥形卡环(6)取出而使所述步进电机(7)与立轴(2)脱离；两个风力机叶片(1)整体转动，并通过支撑架(3)带动所述立轴(2)转动，进而通过与立轴(2)连接的盘式电机(5)进行发电。2.如权利要求1所述船用风力助推与风力发电可切换的装置，其特征在于，可自身旋转的每个风力机叶片(1)，其纵向的两边分别设有若干锁紧孔(11)；该风力机叶片(1)自身旋转后靠近立轴(2)这一边的锁紧孔(11)，由立轴(2)上与之相应设置的一组锁紧机构(8)来锁定。3.如权利要求2所述船用风力助推与风力发电可切换的装置，其特征在于，每一组包含从上到下间隔设置的多个锁紧机构(8)；每个所述锁紧机构(8)的外壳横向布置，外壳一端的外部连接至立轴(2)，内部设有绕了线圈(83)的电磁铁(84)，所述线圈(83)通过开关与电源连接；该锁紧机构(8)的活动连接杆(81)从外壳的另一端插入外壳内，所述活动连接杆(81)的第一端与电磁铁(84)之间设有弹簧(82)；断开开关使线圈(83)失电时，所述活动连接杆(81)被弹簧(82)弹出，使该活动连接杆(81)的第二端插入到风力机叶片(1)的锁紧孔(11)内；闭合开关使线圈(83)得电时，所述活动连接杆(81)的第一端被电磁铁(84)吸住，使该活动连接杆(81)的第二端从风力机叶片(1)的锁紧孔(11)脱离。4.如权利要求1～3中任意一项所述船用风力助推与风力发电可切换的装置，其特征在于，模式切换时在至少一个风力机叶片(1)自身旋转并对其锁定后，两个风力机叶片(1)的迎风面在风力助推模式下朝着同一方向，而在风力发电模式下朝着相反的方向。5.如权利要求1所述船用风力助推与风力发电可切换的装置，其特征在于，所述锥形卡环(6)、步进电机(7)位于装置的底座(5)上；所述立轴(2)下部穿过锥形卡环(6)进入装置的底座(5)，与位于底座(5)内的盘式电机(51)连接；所述底座(5)内，分别在盘式电机(51)上下方设置有滚动轴承(52、53)；该盘式电机(51)放置在一底部承载结构(54)上，该底部承载结构(54)环绕在下方的滚动轴承(53)外围。6.如权利要求1或5所述船用风力助推与风力发电可切换的装置，其特征在于，所述锥形卡环(6)包含两个半圆的锥形体(61)，顶部分别设有凸肩(62)；两个锥形体(61)在风力助推模式下合拢并包围着立轴(2)，使锥形卡环(6)的内齿面与立轴(2)的齿面啮合，且该锥形卡环(6)的外齿面与步进电机(7)的齿面啮合；两个锥形体(61)在风力发电模式下分离以取出锥形卡环(6)，使该锥形