CN104118551A - 自动收放式组合风翼装置 - Google Patents

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Abstract

自动收放式组合风翼装置，包括风翼一，风翼一上方布置有至少一个风翼二，风翼二为一端带有开口的中空壳体，且所述开口朝下，风翼一套设在上方风翼二的中空壳体内，相邻两个风翼二中，下方风翼二套设在上方风翼二中空壳体内；每个风翼二均连接有伸缩机构，伸缩机构包括与风翼二中空壳体顶部固接的伸缩杆，伸缩杆与其导套一之间连接有液压缸一，根据各风翼一的设置位置，其伸缩机构中的导套一下端固接在风翼一底部、风翼一顶部或者间隔设置的风翼二顶部；风翼一与伸缩桅杆上端固接，伸缩桅杆下端套设在导套二内，且伸缩桅杆与导套二滑动连接，导套二下端可转动地支撑在船体上。本发明能根据船舶航行状态及风场状态实现风翼自动收放及转动。

Description

自动收放式组合风翼装置
技术领域
本发明涉及船舶助航推进技术领域，具体涉及风翼助航推进装置，尤其涉及适用于海上远洋船舶的自动收放式组合风翼装置。
背景技术
风力作为一种无污染的可再生能源，在船舶应用技术领域中，有着巨大的应用潜力，主要表现在风力发电、风力提水、风帆助航、风能海水淡化等，其中，风帆助航以其安全、节能的优点一直沿用至机动船舶发展的今天，利用风帆作为辅助动力，能使船舶更加节能环保。目前国内海上远洋船舶风力助航推进主要采用传统软质风帆，其利用软质帆面受到的风力驱动船舶航行，然而，由于海上风力资源的不稳定性，传统软质风帆作为海上远洋船舶推进手段时，需要专人操控，存在效率较低、装置收放不便、影响船舶驾驶、通航高度限制等诸多缺陷。
发明内容
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种自动收放式组合风翼装置，其能够根据船舶航行状态及风场状态实现风翼自动收放及转动，为船舶提供助航推进，结构简单且操作方便。
本发明的技术方案如下：
自动收放式组合风翼装置，包括风翼一，风翼一上方沿垂向布置有n个风翼二，n≥1，风翼二为一端带有开口的中空壳体，且风翼二的所述开口朝下，风翼一套设在上方风翼二的所述中空壳体内，相邻的两个风翼二中，下方的风翼二套设在上方风翼二的所述中空壳体内；
每一个风翼二均连接有伸缩机构，所述伸缩机构包括与风翼二所述中空壳体顶部固接的伸缩杆，伸缩杆与导套一上端套接，且伸缩杆与导套一滑动连接，导套一内固装有液压缸一，液压缸一的活塞杆与伸缩杆固接，其中，自下而上第一个风翼二的伸缩机构中，所述导套一的下端伸入风翼一并固装在风翼一的底部；自下而上第二个风翼二的伸缩机构中，所述导套一的下端伸入自下而上第一个风翼二所述中空壳体内并固装在风翼一的顶部；自下而上第i个风翼二的伸缩机构中，i≥3，所述导套一的下端伸入自下而上第i-1个风翼二所述中空壳体内并固装在第i-2个风翼二的顶部；
风翼一与伸缩桅杆上端固接，伸缩桅杆下端套设在导套二内，且伸缩桅杆与导套二滑动连接，导套二下端可转动地支撑在船体上。
其进一步技术方案为：
所述导套二依次穿过外齿轮回转轴承、旋转基座后伸入所述船体的船舱，并通过支撑轴承可转动地支撑在船舱内；旋转基座固装在船体上，并与外齿轮回转轴承的内圈固接，外齿轮回转轴承的外圈与导套二固接，外齿轮回转轴承外周的齿圈与主齿轮啮合，主齿轮由液压马达驱动；导套二内设有液压缸二，液压缸二的活塞杆与伸缩桅杆固接。
所述风翼一为四周封闭的中空壳体，伸缩桅杆上端伸入风翼一的所述中空壳体内，并与所述中空壳体的顶部固接；自下而上第一个风翼二的伸缩机构中，所述导套一的下端固装在风翼一所述中空壳体的底部。
所述风翼一及风翼二均为硬质风翼。
所述风翼一及风翼二均采用机翼形翼片。
本发明的技术效果：
本发明通过垂向上套叠布置的多个风翼的设置，并且为每个风翼设置一套独立的伸缩机构，能够实现每个风翼的自动收放，由此克服了通航高度限制，同时在最下方风翼的伸缩机构上设置自动转动机构。由此实现由各个风翼组合形成的风翼结构的整体转动，通过风翼的自动转动，能够使得各风翼处于最佳迎风状态，从而为海上远洋船舶提供助航推进；本发明结构简单，操作方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为本发明所述风翼一、风翼二及所述伸缩机构的装配结构示意图。
图4为图1中A部放大图。
其中：1、风翼一；2、风翼二；3、伸缩机构；31、伸缩杆；32、导套一；33、液压缸一；4、伸缩桅杆；5、导套二；51、法兰部分；6、外齿轮回转轴承；7、旋转基座；8、支撑轴承；9、主齿轮；10、液压马达；11、液压缸二；12、支撑座；13、船体；131、船舱。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
见图1、图3，本发明包括风翼一1，风翼一1上方沿垂向布置有n个风翼二2，其中，n≥1，风翼二2为一端带有开口的中空壳体，且风翼二2的所述开口朝下，风翼一1套设在上方风翼二2的所述中空壳体内；当n≥2时，相邻的两个风翼二2中，下方的风翼二2套设在上方风翼二2的所述中空壳体内，复数个风翼二2沿垂向通过套接层叠布置；
见图1、图3，每一个风翼二2均连接有伸缩机构3，所述伸缩机构3包括与风翼二2所述中空壳体顶部固接的伸缩杆31，伸缩杆31与导套一32上端套接，且伸缩杆31与导套一32滑动连接，导套一32内固装有液压缸一33，液压缸一33的活塞杆与伸缩杆31固接，其中，自下而上第一个风翼二2的伸缩机构3中，导套一32的下端伸入风翼一1并固装在风翼一1的底部；自下而上第二个风翼二2的伸缩机构3中，导套一32的下端伸入自下而上第一个风翼二2所述中空壳体内并固装在风翼一1的顶部；自下而上第i个风翼二2的伸缩机构3中，其中，i≥3，导套一32的下端伸入自下而上第i-1个风翼二2所述中空壳体内并固装在第i-2个风翼二2的顶部，通过对每一个风翼二2配置所述伸缩机构3，能够实现每一个风翼二2在垂向上的自动收放；
见图1、图4，所述风翼一1与伸缩桅杆4上端固接，伸缩桅杆4下端套设在导套二5内，且伸缩桅杆4与导套二5滑动连接，导套二5下端可转动地支撑在船体上；具体地，导套二5依次穿过外齿轮回转轴承6、旋转基座7后伸入船体13的船舱131，并通过支撑轴承8及支撑座12可转动地支撑在船舱131内，旋转基座7固装在船体13上，并与外齿轮回转轴承6的内圈固接，外齿轮回转轴承6的外圈与导套二5的法兰部分51固接，外齿轮回转轴承6外周的齿圈与主齿轮9啮合，主齿轮9由液压马达10驱动，液压马达10固装在船体13上；导套二5内设有液压缸二11，液压缸二11的活塞杆与伸缩桅杆4固接。伸缩桅杆4、导套二5、液压缸二11构成风翼一1的收放机构，液压马达10、主齿轮9、外齿轮回转轴承6、伸缩桅杆4、液压缸二11、可转动支撑在船体13上的导套二5构成风翼一1的自动转动机构。
具体地，所述风翼一1为四周封闭的中空壳体，伸缩桅杆4上端伸入风翼一1的所述中空壳体内，并与所述中空壳体的顶部固接，自下而上第一个风翼二2的伸缩机构3中，导套一32的下端固装在风翼一1所述中空壳体的底部。
见图2，所述风翼一1及风翼二2均为硬质风翼，且均采用机翼形翼片，优选为对称的圆头翼型，相对于传统软质风帆而言，不仅提高了受风效率和风能转换率，且操作方便。
本发明所述风翼二2的数量根据实际需要设定，见图1，图1所示的实施例中设有三个风翼二2，其运行方式如下：
每一个风翼二2的自动收放：在每个风翼二2的伸缩机构3中，驱动液压缸一33，通过液压缸一33的活塞杆带动与之固接的伸缩杆31伸缩运动，导套一32对伸缩杆31的伸缩运动进行导向，进而带动与伸缩杆31固接的风翼二2在垂向上伸缩运动，由于复数个风翼二2沿垂向通过套接层叠布置，而最下方的风翼一1与上方风翼二2同样是套叠连接，由此实现每一个风翼二2垂向上的自动收放；液压缸一33停止动作时，由于液压缸一33连接在伸缩杆31与导套一32之间，使得伸缩杆31与导套一32的相对位置是确定的；
风翼一1的自动收放：驱动液压缸二11，通过液压缸二1的活塞杆带动与之固接的伸缩桅杆4伸缩运动，导套二5对伸缩桅杆4的伸缩运动进行导向，进而带动与伸缩桅杆4固接的风翼一1在垂向上伸缩运动，由此实现风翼一1垂向上的自动收放；液压缸二11停止动作时，由于液压缸二11连接在伸缩桅杆4与导套二5之间，使得伸缩桅杆4与导套二5的相对位置是确定的；
风翼二2、风翼一1组合形成的风翼结构的整体转动：液压马达10动作，驱动主齿轮9转动，通过主齿轮9与外齿轮回转轴承6外周齿圈的啮合传动，带动外齿轮回转轴承6外圈转动，带动与之固接的导套二5转动，由于此时液压缸二11、所有伸缩机构3中的液压缸一33均处于停止动作状态，伸缩桅杆4与导套二5的相对位置、伸缩杆31与导套一32的相对位置均是确定的，由此将风翼一1及多个风翼二2形成为一个整体，导套二5转动能够带动伸缩桅杆4、液压缸二11、风翼一1、多个风翼二2以及多个伸缩机构3一起转动，由此实现风翼二2、风翼一1组合形成的风翼结构的整体转动。
通过风翼二2、风翼一1组合形成的风翼结构的自动转动以及各风翼的自动收放，使得装有本发明所述风翼装置的船舶不仅克服了通航高度限制，而且能够根据船舶航行状态及风场状态将各风翼调节至最佳迎风状态，为船舶提供助航推进。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (5)

1.自动收放式组合风翼装置，其特征在于：包括风翼一（1），风翼一（1）上方沿垂向布置有n个风翼二（2），n≥1，风翼二（2）为一端带有开口的中空壳体，且风翼二（2）的所述开口朝下，风翼一（1）套设在上方风翼二（2）的所述中空壳体内，相邻的两个风翼二（2）中，下方的风翼二（2）套设在上方风翼二（2）的所述中空壳体内；
每一个风翼二（2）均连接有伸缩机构（3），所述伸缩机构（3）包括与风翼二（2）所述中空壳体顶部固接的伸缩杆（31），伸缩杆（31）与导套一（32）上端套接，且伸缩杆（31）与导套一（32）滑动连接，导套一（32）内固装有液压缸一（33），液压缸一（33）的活塞杆与伸缩杆（31）固接，其中，自下而上第一个风翼二（2）的伸缩机构（3）中，所述导套一（32）的下端伸入风翼一（1）并固装在风翼一（1）的底部；自下而上第二个风翼二（2）的伸缩机构（3）中，所述导套一（32）的下端伸入自下而上第一个风翼二（2）所述中空壳体内并固装在风翼一（1）的顶部；自下而上第i个风翼二（2）的伸缩机构（3）中，i≥3，所述导套一（32）的下端伸入自下而上第i-1个风翼二（2）所述中空壳体内并固装在第i-2个风翼二（2）的顶部；
风翼一（1）与伸缩桅杆（4）上端固接，伸缩桅杆（4）下端套设在导套二（5）内，且伸缩桅杆（4）与导套二（5）滑动连接，导套二（5）下端可转动地支撑在船体上。
2.按权利要求1所述的自动收放式组合风翼装置，其特征在于：所述导套二（5）依次穿过外齿轮回转轴承（6）、旋转基座（7）后伸入所述船体的船舱，并通过支撑轴承（8）可转动地支撑在船舱内；旋转基座（7）固装在船体上，并与外齿轮回转轴承（6）的内圈固接，外齿轮回转轴承（6）的外圈与导套二（5）固接，外齿轮回转轴承（6）外周的齿圈与主齿轮（9）啮合，主齿轮（9）由液压马达（10）驱动；导套二（5）内设有液压缸二（11），液压缸二（11）的活塞杆与伸缩桅杆（4）固接。
3.按权利要求1或2所述的自动收放式组合风翼装置，其特征在于：所述风翼一（1）为四周封闭的中空壳体，伸缩桅杆（4）上端伸入风翼一（1）的所述中空壳体内，并与所述中空壳体的顶部固接；自下而上第一个风翼二（2）的伸缩机构（3）中，所述导套一（32）的下端固装在风翼一（1）所述中空壳体的底部。
4.按权利要求1所述的自动收放式组合风翼装置，其特征在于：所述风翼一（1）及风翼二（2）均为硬质风翼。
5.按权利要求1所述的自动收放式组合风翼装置，其特征在于：所述风翼一（1）及风翼二（2）均采用机翼形翼片。
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