[发明专利]一种船用导流式风力助推设备

说明书

本发明涉及一种船用导流式风力助推设备，包括底座，底座中心处竖直固装有旋转轴，位于底座上方的旋转轴周向套装有旋转体，旋转体在转子动力机构带动下相对于旋转轴转动；位于底座上方的旋转体前方和后方分别安装有导流体和尾翼，导流体和尾翼由导流动力机构带动各自以旋转轴轴向为圆心摆动；旋转体外壁面与导流体、尾翼之间均转动连接；通过导流体和尾翼的摆动调整表面压力分布，以控制不同风速、风向下的升力方向，大大提升了为船舶提供的推力，降低了横向力影响，有效提高了不同风速风向下的适应性；并且导流体和尾翼构成旋转体的支撑结构，以保证内部旋转体的稳定，有效降低旋转体的转速和能耗。

技术领域

本发明涉及船舶风力助推设备技术领域，尤其是一种船用导流式风力助推设备。

背景技术

当前国际海事组织对船舶能效的要求不断提高，利用风能、高效减阻等创新手段成为提高船舶能效、减少碳排放的重要技术手段。近年来，船舶硬质翼帆、马格纳斯转子等风力助推设备均实现了实船应用，为船舶节能减排提供了新的技术手段。与此同时，提高风力助推设备助推效果和适用范围、降低其对船舶的影响成为风力助推设备发展创新过程中需要特别关注的技术问题。

现有的风能利用设备中，风帆节能效果显著，钢质的翼帆可以通过调整攻角适应不同的风向，提高对风能的利用率，但面积巨大、且帆的翼型不可变，对船舶的影响较大；翼帆可以适用的风向较多，但结构强度低，重量高；风筝在小型游艇上应用较多，风向适宜时可以产生极大的助推效果，但适用的风向较小，对船舶安全影响较大；船用助推转子能够适用的风向广、效果好，对船舶的影响相对较小，但是其本身要求的转速较高，需要提供附加驱动力，同时转子本身的悬臂结构形式对于机构的稳定要求较高，对建造和加工提出了很高的要求。另外，现有的这些设备在助推的同时还不可避免地会产生沿船宽方向的分力，并且助推效果越明显分力越大，分力的存在对船舶稳性和航向保持能力都是不利的。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的船用导流式风力助推设备，从而大大提升了风向适应性，提高了对风力资源的利用率，并在为船舶提供推力的同时亦降低了横向力的产生。

本发明所采用的技术方案如下：

一种船用导流式风力助推设备，包括底座，所述底座中心处竖直固装有旋转轴，位于底座上方的旋转轴周向套装有旋转体，旋转体在转子动力机构带动下相对于旋转轴转动；位于底座上方的旋转体前方和后方分别安装有导流体和尾翼，导流体和尾翼由导流动力机构带动各自以旋转轴轴向为圆心摆动；所述旋转体外壁面与导流体、尾翼之间均转动连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导流体和尾翼面向旋转体的侧面均设置为内凹弧形结构，导流体和尾翼分别通过内凹弧形结构包容于旋转体的前侧和后侧。

所述旋转体、导流体和尾翼分别从上至下设置有相同数量的多组，位于相邻两组旋转体之间的旋转轴上均转动安装有中端板，位于最上方一组旋转体上方、和位于最下方一组旋转体下方的旋转轴上分别转动安装有顶端板和底端板；多组导流体同步摆动，多组尾翼同步摆动。

所述导流体与顶端板、中端板均固装构为一体，相邻尾翼之间通过小轴固连为一体，中端板上开有供小轴贯穿的弧形槽，尾翼摆动过程中，小轴沿着弧形槽弧线方向移动。

所述底端板包括有相互分离、各自相对于旋转轴转动的导流端板和尾翼端板，导流端板与相邻的导流体固装，尾翼端板与相邻的尾翼固装；导流动力机构分别带动尾翼端板和导流端板以旋转轴为圆心摆动。

所述导流动力机构的结构为：包括固装于底座的电机，电机输出端安装有主动齿轮；所述底端板底部设置有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合带动底端板摆动。