[发明专利]一种带有螺旋侧板的风力助航转筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶风力助航转筒，特别是助推装置的旋转圆筒外周表面设置有螺旋状的突条。

背景技术

近年来，由于全球能源紧张以及航运形势的低迷，船舶节能技术已成为航运业研究的热点之一。同时，随着世界各国对环保的关注越来越多，航运界和造船界纷纷制定出各种规范以满足日益严格的节能环保要求。能源问题和新的排放规定为全球新造船市场带来了挑战，但同时也提供了一次新的发展机遇。设计、开发出了一系列绿色船舶技术产品，切实做好节能减排工作是航运业应对当前局势的重要途径。其中，作为新能源之一的风能，将在新形势下的船舶节能减排技术中扮演重要的角色。

风能作为一种无污染且无限可再生资源，风能助推技术是绿色船舶技术的重要内容之一，合理的节能推进装置将有效地降低船舶能耗、减少船舶造成的环境污染。在船舶辅助推进(节能)的应用上，风能具有很高的可操作性，不仅能为船舶提供一定的推进力，有效降低船舶能耗，而且这些新技术基本都能用于旧船改装，对船体结构或者甲板布置的影响不大。因此，国外对此已经开展了不少研究与应用。

风能可以为船舶提供一定的推进力，从而降低船舶能耗，因此风能助推技术是绿色船舶技术的重要内容之一，这些新技术基本都能用于旧船改装，对船体结构或者甲板布置的影响不大，因此国内外对此已经开展了不少研究与应用。Flettner转子是其中一种节能效果良好、轻巧灵活的风力助航转筒，其产生的马格纳斯升力随着圆筒转速的增加而增大，但它需要额外的电机带动才能旋转，并且旋转需要的能耗也随着圆筒转速的增加而增大。这样若要提高Flettner转子的升力就必须提高转子的转速，而为了提高转速，就要消耗较多的能量，导致节能效果降低。另外一种著名的利用风能的装置叫Savonius转筒，其通过在圆筒上增加两个相反的叶片产生旋转矩而使圆筒自转。Savonius转筒的优点是启动转矩大，几乎能在任何风速下自启动，但由于Savonius圆筒不能超过风速进行旋转，所以不能产生较大的马格纳斯升力，风能转化率较低。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提出一种带有螺旋侧板的风力助航转筒，包括旋转圆筒、旋转圆筒驱动电机、圆筒旋转轴、端板。所述端板安装在旋转圆筒的顶部，并与旋转圆筒同轴同圆心固定连接，圆筒驱动电机安装在旋转圆筒的底部且通过圆筒旋转轴与圆筒连接，在所述旋转圆筒的外周表面上，设置有可以使马格纳斯升力增大的空气流动单元。

所述空气流动单元为螺旋状突条或者多条平行的螺旋状突条。

所述空气流动单元为螺旋状凹条或者多条平行的螺旋状凹条。

在所述旋转圆筒的顶部，设置有比该旋转圆筒直径大的端板。

所述旋转圆筒是空心的。

本发明在旋转圆筒的外周表面上设置能产生空气流动而使马格纳斯升力增大的空气流动单元，更充分地利用风能，使圆筒的节能效率从低速区到较高风速区都大大得到提高。具体包括：在Flettner圆筒基础上，通过在圆筒外表面上加装螺旋状突条，从而增大马格纳斯升力；在Flettner圆筒端部加装端板从而进一步提高马格纳斯升力。

附图及说明

图1为本发明船用风力助航转筒的结构示意图；

图2为本发明的安装突条的旋转筒外表面的示意图；

图3为本发明的安装凹条的旋转筒外表面的示意图。

附图标识说明

1-吊环、2-端板、3-旋转筒、4-轴承座、5-转轴、6-推力轴承、7-深沟球轴承、8-钢架、9-扭力臂、10-变频调速电机、11-齿轮箱、12-扭矩传感器、13-螺栓。

具体实施方式

为了使本发明船用风力助航转筒易于明白了解，下面结合附图，进一步详细阐述。

本发明通过在旋转圆筒1的外周表面上设置空气流动单元，使在旋转圆筒1上产生的马格纳斯升力增大进而达到减少能耗的目的。

本发明所述的风力助航转筒包括旋转圆筒1、旋转圆筒驱动电机4、空气流动单元、端板2、圆筒旋转轴5，所述端板2安装在旋转圆筒1的顶部，并与旋转圆筒1同轴、同圆心固定连接，空气流动单元安装于旋转圆筒1的外表面，通过在旋转圆筒1的外周表面上产生空气流动从而达到马格纳斯升力即加在旋转圆柱上的横向力增大的目的。除了自然风和随旋转圆筒1旋转的旋转圆筒1表面的空气流动外，通过在旋转圆筒1的外周表面上产生气流，使得因旋转和风力的相互作用产生的马格纳斯升力增大，成功地使风力助航转筒的节能效率从低风速区到较高风速区都大大得到提高。