CN217682112U - 一种船用风力转子的雷击防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种船用风力转子的雷击防护系统，包括位于底板上方高速旋转的转子本体，所述转子本体顶端安装顶盖防雷装置、底端安装有与所述顶盖防雷装置电导通的底部导流装置，转设于所述底板上的滚刷装置、与所述底部导流装置之间呈环向的相切滑动，以将所述顶盖防雷装置接收到的雷电导入至所述底板上。通过本实用新型所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，解决风力转子高速旋转时与静置底板之间的雷电流分散传导问题，在大幅提高风力转子防雷效果的基础上，可重点针对转子的顶盖边缘及转子侧壁进行有效防护。

Description

一种船用风力转子的雷击防护系统

技术领域

本实用新型涉及船用风力转子技术领域，具体而言，涉及一种船用风力转子的雷击防护系统。

背景技术

风力转子是人类利用风能的一种创新技术，原理是利用马格努斯效应，根据风速和风向的变化调整转子的速度和旋转方式，形成沿行驶方向的推力，运用该技术改变船舶航行时的风向，使其为船舶提供航行方向的推力，以达到减少油耗的目的。风力转子作为环境风能的捕集器，该部件由纤维增强复合材料制备成型，结构为带有顶盖的大型圆柱空心筒形式，而复合材料自身导电性能差，且工作环境为海洋环境，需高高耸立于船舶甲板之上，因此在雷雨天气非常容易遭受到雷击。

风力转子遭受雷击后若不能及时将雷电流分散传导，复合材料会发生严重的烧蚀损伤，结构被破坏，严重时会直接导致产品报废，因此需要对风力转子产品设计雷击防护系统。目前通用的雷击防护是在转子的顶盖上滚涂导电涂料，但该涂层成本高、质量稳定性差，且不能对转子侧壁进行防护；转子运行过程高速旋转，还需将顶部的雷电导入至静置的底板，同时还需针对顶盖边缘容易遭受雷击的区域进行防护，这是目前尚未解决的技术难点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种船用风力转子的雷击防护系统，解决风力转子高速旋转时与静置底板之间的雷电流分散传导问题，在大幅提高风力转子防雷效果的基础上，可重点针对转子的顶盖边缘及转子侧壁进行有效防护。

为解决上述技术问题的至少之一，本实用新型提供了一种船用风力转子的雷击防护系统，包括位于底板上方高速旋转的转子本体，所述转子本体顶端安装顶盖防雷装置、底端安装有与所述顶盖防雷装置电导通的底部导流装置，转设于所述底板上的滚刷装置、与所述底部导流装置之间呈环向的相切滑动，以将所述顶盖防雷装置接收到的雷电导入至所述底板上。

优选地，所述转子本体的侧壁上纵向布置有中部导流装置，所述顶盖防雷装置通过所述中部导流装置与所述底部导流装置电导通。

优选地，所述转子本体顶端设置有转子顶盖，所述顶盖防雷装置沿所述转子顶盖的边缘设置。

优选地，所述顶盖防雷装置为环向整圈设置于所述转子顶盖边缘的金属带。

优选地，所述底部导流装置为环向整圈设置于所述转子本体底端侧壁上的金属带。

优选地，所述滚刷装置为圆柱状滚轮式结构，其包括固设于所述底板上的固定轴、及转设于所述固定轴上的滚轮，所述滚轮与所述底部导流装置之间呈环向的相切滑动。

优选地，所述中部导流装置在所述转子本体的侧壁上还呈轴向对称分布。

优选地，所述中部导流装置包括电缆线和/或金属网。

优选地，所述中部导流装置包括电缆线，所述顶盖防雷装置与所述底部导流装置上均开设有与所述电缆线紧压连接的凹槽。

优选地，所述金属网以满铺形式环向布置于所述转子本体的外侧壁。

相对于现有技术而言，本实用新型所述的一种船用风力转子的雷击防护系统具有以下有益效果：

1)解决风力转子高速旋转时与静置底板之间的雷电流分散传导问题，在大幅提高风力转子防雷效果的基础上，可重点针对转子的顶盖边缘及转子侧壁进行有效防护；

2)中部导流装置通过轴向对称铺设的电缆线和/或金属网，增大顶盖防雷装置与底部导流装置之间的电流导通路径，进而形成转子本体顶、底两端的多通道快速导流，并同时兼顾转子本体的动平衡设计；

3)全方位的对风力转子进行雷击防护，保证安全可靠，使用寿命长。

附图说明

构成本实用新型的一部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1-2中所述的一种船用风力转子的雷击防护系统的主剖结构示意图；

图2为本实用新型实施例1-2中所述的另一种船用风力转子的雷击防护系统的主剖结构示意图；

图3为本实用新型实施例1-2中所述的另一种船用风力转子的雷击防护系统的主剖结构示意图；

图4为图3中A处所述的一种顶盖防雷装置的局部放大结构示意图；

图5为图3中B处所述的底部导流装置与滚刷装置的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

1-转子本体，101-转子顶盖，2-顶盖防雷装置，3-中部导流装置，301-电缆线，302-金属网，4-底部导流装置，5-滚刷装置，501-固定轴，502-滚轮，6-底板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、技术方案和优点更加清楚易懂，下面将结合附图及实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。应当理解，本实用新型在此所描述的具体实施例仅是构成本实用新型的部分实施例，其仅用以解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参见图1-5所示，本实用新型提供了一种船用风力转子的雷击防护系统，包括位于底板6上方高速旋转的转子本体1，所述转子本体1顶端安装顶盖防雷装置2、底端安装有与所述顶盖防雷装置2电导通的底部导流装置4，转设于所述底板6上的滚刷装置5、与所述底部导流装置4之间呈环向的相切滑动，以将所述顶盖防雷装置2接收到的雷电导入至所述底板6上。

具体的，风力转子高耸的安装应用环境决定了船体自身的避雷系统已经起不到对其有效的防雷保护。转子本体1在工作状态下会持续处于高速旋转状态，而如何对高速旋转状态下的转子本体1设计防雷系统，尤其是将其顶部接触到的雷电顺利导入至静置的底板6中，从而方便利用船体自身的避雷系统导出，则是本领域技术人员一直渴望解决的技术难题。

在本实用新型中，转子本体1顶端安装的顶盖防雷装置2、底端安装的底部导流装置4均会随转子本体1而高速旋转。顶盖防雷装置2用于替代转子本体1接收雷电导入，继而接收到的雷电会再相继通过底部导流装置4、滚刷装置5顺利导入至底板6中，以避免雷电进入转子本体1内部的复材结构进而对其复材结构造成破坏。其中，滚刷装置5与底部导流装置4之间呈环向的相切滑动，则在不影响转子本体1正常高速旋转的前提下，有利于提高两者之间高通量导电的工作可靠性，进而高效满足风力转子高速旋转时与静置的底板6之间的雷电流分散传导问题，大幅提高风力转子防雷效果。

优选地，所述转子本体1的侧壁上纵向布置有中部导流装置3，所述顶盖防雷装置2通过所述中部导流装置3与所述底部导流装置4电导通。

具体的，转子本体1内部会呈中空设置，以便高耸于底板6上方进行高速旋转。中部导流装置3纵向布置转子本体1的侧壁，则可方便将位于转子本体1顶、底两端分置安装的顶盖防雷装置2、底部导流装置4直接电导通，从而避免雷电直接进入转子本体1内部的复材结构。其中，中部导流装置3纵向布置于转子本体1的内、外侧壁上均可，本实用新型在此不做特别限定。

优选地，所述转子本体1顶端设置有转子顶盖101，所述顶盖防雷装置2沿所述转子顶盖101的边缘设置。

具体的，风力转子结构通常为带有顶盖的大型圆柱空心筒形式，转子顶盖101的边缘则是较易遭受雷击的区域。当顶盖防雷装置2沿转子顶盖101的边缘设置时，可以较好解决转子顶盖101边缘较易遭受雷击的问题。

优选地，所述顶盖防雷装置2为环向整圈设置于所述转子顶盖101边缘的金属带。

具体的，顶盖防雷装置2可以为一圈金属带，以套合或包覆于转子顶盖101的边缘，其中金属带的材质例如可以为铜、铜合金、铝合金、不锈钢、钨合金中的任意一种，优选金属带为0.5～5mm厚度的铜带，以在解决转子顶盖101边缘免遭雷击的同时，进一步提高转子顶盖101的雷电接闪效率。

优选地，所述底部导流装置4为环向整圈设置于所述转子本体1底端侧壁上的金属带。

具体的，底部导流装置4也可以为一圈金属带，以环向整圈设置于转子本体1的底端侧壁上，其中金属带的材质例如可以为铜、铜合金、铝合金、不锈钢、钨合金中的任意一种，优选金属带为2～10mm厚度的铜带，并用胶黏剂粘接在转子本体1的底端内侧壁或底端外侧壁，具体可以根据滚刷装置5的具体开设位置而定。例如，虽然滚刷装置5是转设于底板6上，但当滚刷装置5还位于转子本体1的内部时，则作为底部导流装置4的金属带也应粘接在转子本体1的底端内侧壁；反之，当滚刷装置5还位于转子本体1的外部时，则作为底部导流装置4的金属带也应粘接在转子本体1的底端外侧壁。

优选地，所述滚刷装置5为圆柱状滚轮式结构，其包括固设于所述底板6上的固定轴501、及转设于所述固定轴501上的滚轮502，所述滚轮502与所述底部导流装置4之间呈环向的相切滑动。

具体的，底部导流装置4随转子本体1高速旋转，由此会带动滚轮502沿固定轴501转动，以在不影响转子本体1正常高速旋转的前提下，有利于提高底部导流装置4与滚轮502之间高通量导电的工作可靠性，继而，滚轮502接收到的雷电会再通过固定轴501顺利导入至底板6中。在上述高通量导电过程中，底部导流装置4与滚轮502之间呈环向的相切滑动，其在不影响转子本体1正常高速旋转的前提下，一方面可切实保障底部导流装置4与滚刷装置5之间的电流导通路径是持续稳定可靠的，另一方面通过滚轮502沿固定轴501的转动，会将高速旋转部件持续施加于静置部件上的一部分摩擦力自动消耗掉，从而有利于降低高速旋转中的底部导流装置4单纯与滚刷装置5直接滑动抵接所带来的磨损，进而提高整套雷击防护系统的使用寿命。其中，滚轮502优选为耐磨金属并与底部导流装置4之间呈适度的过紧配合接触，以达到两者之间呈环向的相切滑动。

实施例2

进一步参见图1-3所示，本实施例是在实施例1的基础上针对中部导流装置的结构形状所做出的进一步优化。

优选地，所述中部导流装置3在所述转子本体1的侧壁上还呈轴向对称分布。

具体的，中部导流装置3在转子本体1的侧壁上不仅需呈纵向布置，还可呈轴向对称分布，从而增大顶盖防雷装置2与底部导流装置4之间的电流导通路径，进而形成转子本体1顶、底两端的多通道快速导流，并同时兼顾转子本体1的动平衡设计。

优选地，所述中部导流装置3包括电缆线301和/或金属网302。

具体的，中部导流装置3可以仅为电缆线301，具体可参见图1所示；也可以仅为金属网302，具体可参见图2所示；当然还可以为电缆线301与金属网302的组合，具体可参见图3～5所示。

优选地，所述中部导流装置3包括电缆线301，所述顶盖防雷装置2与所述底部导流装置4上均开设有与所述电缆线301紧压连接的凹槽。

具体的，电缆线301内部为金属导体、外部为绝缘皮，其可沿转子本体1的外侧壁或内侧壁纵向布置有1根或多根。当顶盖防雷装置2为电缆线301时，电缆线301的上、下两端可分别与其相对应的凹槽紧压连接，其中凹槽的直径可与电缆线301内部金属导体的直径相匹配。

当然，本领域技术人员在此可以理解的是，鉴于转子顶盖101的外径通常会较转子本体1的外径大上一些，故当顶盖防雷装置2为环向整圈设置于转子顶盖101边缘的金属带时，为确保顶盖防雷装置2与底部导流装置4之间形成有效的电流导通路径，电缆线301在沿转子本体1侧壁呈纵向布置时，其上端实则还需继续沿转子顶盖101的底壁布置一小段，以确保可以切实与金属带上的凹槽形成紧压连接，此为本领域技术人员可以预期的相适应性设置。

优选地，所述中部导流装置3包括金属网302，所述金属网302上端与所述顶盖防雷装置2电连接、下端与所述底部导流装置4电连接。

具体的，金属网302可为菱形网孔结构的压延铜网，其可沿转子本体1的外侧壁或内侧壁满铺、或仅分布式铺设。同理，金属网302的上端同样可以适应性地继续沿转子顶盖101的底壁铺设，以确保可以切实与顶盖防雷装置2形成电连接。

优选地，所述金属网302以满铺形式环向布置于所述转子本体1的外侧壁。

具体的，当金属网302以满铺形式环向布置于转子本体1的外侧壁时，其既可以作为顶盖防雷装置2与底部导流装置4之间的电流导通路径，同时还可以作为转子本体1外侧壁的接闪装置，从而替代转子本体1外侧壁接收雷电导入，由此能够对转子本体1的外侧壁也形成有效的防雷保护，进而利于风力转子的全方位雷击防护。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，包括位于底板(6)上方高速旋转的转子本体(1)，所述转子本体(1)顶端安装顶盖防雷装置(2)、底端安装有与所述顶盖防雷装置(2)电导通的底部导流装置(4)，转设于所述底板(6)上的滚刷装置(5)、与所述底部导流装置(4)之间呈环向的相切滑动，以将所述顶盖防雷装置(2)接收到的雷电导入至所述底板(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述转子本体(1)的侧壁上纵向布置有中部导流装置(3)，所述顶盖防雷装置(2)通过所述中部导流装置(3)与所述底部导流装置(4)电导通。

3.根据权利要求2所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述转子本体(1)顶端设置有转子顶盖(101)，所述顶盖防雷装置(2)沿所述转子顶盖(101)的边缘设置。

4.根据权利要求3所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述顶盖防雷装置(2)为环向整圈设置于所述转子顶盖(101)边缘的金属带。

5.根据权利要求2所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述底部导流装置(4)为环向整圈设置于所述转子本体(1)底端侧壁上的金属带。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述滚刷装置(5)为圆柱状滚轮式结构，其包括固设于所述底板(6)上的固定轴(501)、及转设于所述固定轴(501)上的滚轮(502)，所述滚轮(502)与所述底部导流装置(4)之间呈环向的相切滑动。

7.根据权利要求6所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述中部导流装置(3)在所述转子本体(1)的侧壁上还呈轴向对称分布。

8.根据权利要求7所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述中部导流装置(3)包括电缆线(301)和/或金属网(302)。

9.根据权利要求8所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述中部导流装置(3)包括电缆线(301)，所述顶盖防雷装置(2)与所述底部导流装置(4)上均开设有与所述电缆线(301)紧压连接的凹槽。

10.根据权利要求8或9所述的一种船用风力转子的雷击防护系统，其特征在于，所述金属网(302)以满铺形式环向布置于所述转子本体(1)的外侧壁。

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