CN103899491A - 一种船用可弯折垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用可弯折垂直轴风力发电机，包括风机叶片、叶箍、叶片上支架、支架撑杆、转轴、叶片下支架、上塔架、下塔架、上下塔架连接铰链、下塔架与斜撑杆连接螺栓、上塔架与斜撑杆连接螺栓、法兰轴承、圆锥滚子轴承、底座、铆钉、第一联轴器、第二联轴器、齿轮箱、发电机和斜撑杆，风机叶片通过叶片支架焊接在转轴上，转轴套在上塔架外面，底座的上边通过法兰轴承与下塔架相连，下边通过圆锥滚子轴承与下塔架相连，下塔架伸入甲板下与齿轮箱连接，齿轮箱与发电机相连。本发明无对风问题，任意风向的风，都能使风机正常工作；塔架采用可弯折的设计，在船舶遭遇极限大风时，可以把风机叶片放倒，保证了风力发电机自身和船舶的航行安全。

Description

一种船用可弯折垂直轴风力发电机
技术领域
本发明涉及一种垂直轴风力发电机，尤其是涉及一种船用可弯折垂直轴风力发电机。
背景技术
目前，船舶的用电多以柴油机发电为主，耗油量大，成本高，柴油机发电还会对海上大气环境造成不良影响。此外，船舶对于燃油的依赖往往会对船舶的续航力造成不可忽视的影响。而船舶在海上航行，具有丰富的风力资源，具备良好的风力发电条件。目前，在东部沿海，已有一些小型风力发电机应用于船上，但是发电量都不大，而且现有的一些船用风力发电机以水平轴为主，因其对风向要求较高，而海上风向不定，所以风能利用率较低。大型风力发电机应用较少主要是由于在遭遇极限大风时，在船上安装大型风力发电机不可避免地会增加船舶的阻力，使得风力发电机自身和船舶的航行安全都受到影响，制约了大型风力发电机在船上的推广使用。
洛阳希诺能源科技有限公司的专利号为201320288880.8的实用新型专利公开了一种垂直轴风力发电装置，此垂直轴风力发电装置也为垂直轴风轮，发电时无需考虑对风问题。但该专利没有解决在船舶遭遇极限大风时，如何保证发电机自身和船舶的航行安全问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种风能利用率高，在遭遇极限大风时可弯折的船用垂直轴风力发电机，从而降低航行时风力发电机对船舶产生的阻力，提高船舶航行的安全性。
本发明采用的技术方案是：
一种船用可弯折垂直轴风力发电机，包括风机叶片、叶箍、叶片上支架、转轴、叶片下支架、上塔架、下塔架、上下塔架连接铰链、下塔架与斜撑杆连接螺栓、上塔架与斜撑杆连接螺栓、底座、第一联轴器、第二联轴器、齿轮箱、发电机和斜撑杆，其中风机叶片由叶箍包裹，通过叶片支架焊接在转轴上，转轴套在上塔架外面，通过螺栓固定，下塔架伸入甲板下通过第一联轴器与齿轮箱连接，齿轮箱通过第二联轴器与发电机相连。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括支架撑杆，支架撑杆的一端焊接在叶片下支架与叶箍的连接点上，另一端焊接在叶片上支架与转轴的连接点上，起支撑加固风机叶片的作用。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括法兰轴承和圆锥滚子轴承，底座的上边通过法兰轴承与下塔架相连，底座的下边通过圆锥滚子轴承与下塔架相连。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括铆钉，底座通过铆钉固定在船甲板上。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片为5片。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片切面呈机翼型。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片与叶片支架的垂直面呈30度角。
在船舶停驶作业时，风吹动风机叶片，风机叶片带动转轴转动，转轴带动与其固定的上塔架转动，上塔架再带动下塔架转动，下塔架的转速经齿轮箱调整到合适后输出，带动发电机运转发电。
在遭遇极限大风时，可以调整上下塔架连接铰链，使上塔架弯折90度，用斜撑杆连接下塔架与斜撑杆连接螺栓，上塔架与斜撑杆连接螺栓，把风机叶片放倒，从而保护风力发电机自身，同时减小船舶阻力，保证船舶的航行安全。
本发明的有益效果是：本发明的风机整体为垂直轴式，无对风问题，任意风向的风，都能使风机正常工作，提高了风机的风能利用率；本发明的塔架采用可弯折的设计，在船舶遭遇极限大风时，可以把风机叶片放倒，从而保护风力发电机自身，同时降低了航行时风力发电机对船舶产生的阻力，提高船舶航行的安全性。
附图说明
图1为本发明一种船用可弯折垂直轴风力发电机工作时的立体示意图；
图2为本发明一种船用可弯折垂直轴风力发电机工作时的平面安装示意图；
图3为本发明一种船用可弯折垂直轴风力发电机弯折时的示意图；
图4为本发明一种船用可弯折垂直轴风力发电机的风机叶片剖视图；
其中：1-风机叶片  2-叶箍  3-叶片上支架  4-支架撑杆  5-转轴  6-叶片下支架  7-上塔架  8-下塔架  9-上下塔架连接铰链  10-下塔架与斜撑杆连接螺栓  11-上塔架与斜撑杆连接螺栓  12-发电机  13-底座  14-斜撑杆15-铆钉  16-法兰轴承  17-圆锥滚子轴承  18-第一联轴器  19-齿轮箱  20-第二联轴器
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，一种船用可弯折垂直轴风力发电机，包括风机叶片1、叶箍2、叶片上支架3、转轴5、叶片下支架6、上塔架7、下塔架8、上下塔架连接铰链9、下塔架与斜撑杆连接螺栓10、上塔架与斜撑杆连接螺栓11、底座13、第一联轴器18、第二联轴器20、齿轮箱19、发电机12和斜撑杆14，其中风机叶片1由叶箍2包裹，上下对称地通过叶片上支架3和叶片下支架6焊接在转轴5上，转轴5套在上塔架7外面，通过螺栓固定，下塔架8伸入甲板下通过第一联轴器18与齿轮箱19连接，齿轮箱19通过第二联轴器20与发电机12相连。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括支架撑杆4，支架撑杆4的一端焊接在叶片下支架6与叶箍2的连接点上，另一端焊接在叶片上支架3与转轴5的连接点上，起支撑加固风机叶片的作用。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括法兰轴承16和圆锥滚子轴承17，底座13的上边通过法兰轴承16与下塔架8相连，底座13的下边通过圆锥滚子轴承17与下塔架8相连。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，还包括铆钉15，底座13通过铆钉15固定在船甲板上。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片1为5片。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片1切面呈机翼型，能有效降低风机叶片旋转时叶片所受到的阻力，减轻叶片受到的空气流体的摩擦，提高叶片的使用寿命。
前述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其中所述的风机叶片1与叶片支架的垂直面呈30度角，经实验数据表明，夹角为30度时能够提高风机叶片的风能利用率。
在船舶停驶作业时，风吹动风机叶片1，风机叶片1带动转轴5转动，转轴5带动与其固定的上塔架7转动，上塔架7再带动下塔架8转动，下塔架8通过第一联轴器18与齿轮箱19相连，将下塔架8的转速经齿轮箱19调整到合适后输出，带动发电机12运转发电。
在遭遇极限大风时，可以调整上下塔架连接铰链9，使上塔架7弯折90度，用斜撑杆14连接下塔架与斜撑杆连接螺栓10，上塔架与斜撑杆连接螺栓11，把风机叶片1放倒，从而保护风力发电机自身，同时减小船舶阻力，保证船舶的航行安全。
本发明的风机叶片可以连同转轴从上塔架上拆卸，组装和维修成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种船用可弯折垂直轴风力发电机，包括风机叶片（1）、叶箍（2）、其特征在于，还包括叶片上支架（3）、转轴（5)、叶片下支架(6)、上塔架(7)、下塔架（8）、上下塔架连接铰链（9）、下塔架与斜撑杆连接螺栓（10）、上塔架与斜撑杆连接螺栓（11）、底座（13）、第一联轴器（18）、第二联轴器（20）、齿轮箱（19）、发电机（12）和斜撑杆（14），所述的风机叶片（1）由叶箍（2）包裹，上下对称地通过叶片上支架（3）和叶片下支架(6)焊接在转轴（5)上，转轴（5)套在上塔架(7)外面，通过螺栓固定，下塔架（8）伸入甲板下通过第一联轴器（18）与齿轮箱（19）连接，齿轮箱（19）通过第二联轴器（20）与发电机（12）相连。
2.根据权利要求1所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，还包括支架撑杆（4），支架撑杆（4）的一端焊接在叶片下支架(6)与叶箍（2）的连接点上，另一端焊接在叶片上支架（3）与转轴（5)的连接点上。
3.根据权利要求1所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，还包括法兰轴承（16）和圆锥滚子轴承（17），底座（13）的上边通过法兰轴承（16）与下塔架（8）相连，底座的下边通过圆锥滚子轴承（17）与下塔架（8）相连。
4.根据权利要求1所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，还包括铆钉（15），底座（13）通过铆钉（15）固定在船甲板上。
5.根据权利要求1所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的风机叶片（1）为5片。
6.根据权利要求1所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的风机叶片（1）切面呈机翼型。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种船用可弯折垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的风机叶片（1）与叶片支架的垂直面呈30度角。
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