CN86206420U - 船用立轴风力机 - Google Patents

Abstract

船用立轴风力机，它包括流线型风叶4、大锥齿轮26、小锥齿轮29、横轴31、大链轮32和小链轮27。本实用新型的特征在于采用带差动机构的差动齿轮箱25，将风力与主动力机24之动力合成叠加后直接传输给螺旋桨30，而无须通过发电等能量转换间接利用风能；并采用立轴式结构，无须调整风力机方向，在任何风向下均能运转；风叶伸缩自如，桅杆起落灵便，结构简单，功能齐备，经济实用。

Description

本实用新型属于以风作为工作动力推动船舶运动的船用立轴风力机。

目前的风力机通常在陆上固定安装，用于发电、提水等。其中螺旋桨型水平轴风力机的螺旋桨需要经常调整方向，才能使其对着风向。

本实用新型的目的是设计一种立轴风力机，它可将风能直接传递给船尾螺旋桨推动船舶运动，而无须通过发电等能量转换形式间接利用风能。它不论风向如何，无须调整方向，均能运转。并且风叶伸缩自如，以适应船舶航行与锚泊等不同情况之所需。

本实用新型包括风叶〔4〕、大锥齿轮〔26〕、小锥齿轮〔29〕、横轴〔31〕、大链轮〔32〕和小链轮〔27〕，并采用立轴式传动结构和一个带差动机构的差动齿轮箱，能将风力与主动力机〔24〕之动力合成叠加后直接传输给螺旋桨〔30〕。

风叶〔4〕为长条形，其截面为前缘下凹、后缘上凸的流线型。风叶〔4〕通过铰链轴〔34〕活动铰接于支架〔33〕上，并用剪式伸缩架〔2〕和〔3〕与上立轴〔7〕之顶端风叶支承框架〔1〕相连。风叶支承框架〔1〕与上立轴〔7〕刚性连接。每组伸缩机构由两套水平剪式伸缩架〔2〕和一套垂直剪式伸缩架〔3〕组成，分别承受风力扭矩和风叶〔4〕的自重。

风叶〔4〕受风向影响及带动上立轴〔7〕和下立轴〔23〕旋转时随风向变化可绕铰链轴〔34〕转动，以减少立轴旋转阻力，增加旋转动力。缓冲弹簧〔35〕用于缓解风叶〔4〕转动对支架〔33〕等部件的冲击，以减少整个风力机的振动。空心结构的立轴〔7〕和〔23〕通过对开式推力轴瓦〔18〕安装于上桅杆〔9〕和下桅杆〔17〕之内。为了便于立轴安装，桅杆采用对开式结构，沿轴向对开为两半。在上立轴〔7〕和上接头〔13〕之间刚性连接着油缸〔11〕。

当船启航或锚泊或需调整风力扭矩以及遇其它情况需将风叶〔4〕伸缩时，若控制压力油进入油缸下腔〔21〕，推动活塞〔20〕向上运动，以此带动拉杆〔8〕向上运动，通过挑梁〔6〕推动伸缩滑动框架〔36〕上移，从而使垂直剪式伸缩架〔3〕的动点上移，其剪角缩小，伸缩臂伸长；同时，由于水平剪式伸缩架〔2〕之动点可在滑动框架〔36〕之45度斜槽〔5〕中滑动，因而随着滑动框架〔36〕之上移，水平剪式伸缩架〔2〕与垂直剪式伸缩架〔3〕作同步运动，将风叶〔4〕伸展开来（如图1上截右半部所示）。若控制压力油进入油缸上腔〔10〕，则与上述运动方向相反，将风叶〔4〕收缩拢来（如图1上截左半部所示）。

桅杆和立轴均分为上、下两截。整个桅杆用螺栓〔19〕固定安装在船体适当部位，桅杆中部可用拉线或支架加固。连接套〔12〕外园加工成其纵剖面为齿条形的齿环（如图3）。当风力机工作时，拨套齿轮〔14〕不与连接套〔12〕接触。若将拨套齿轮〔14〕与连接套〔12〕结合，并转动齿轮〔14〕将连接套〔12〕向上拨起，即可使上接头〔13〕和下接头〔16〕脱节，上截立轴〔7〕空转。松开齿轮〔14〕则连接套〔12〕可自行落下，又可将上立轴〔7〕与下立轴〔23〕相连。若需将上截桅杆〔9〕放倒，可先使上接头〔13〕和下接头〔16〕脱节，然后卸下螺栓〔22〕，即可使上截桅杆〔9〕绕齿轮轴〔15〕转动而放倒。

风叶〔4〕在风力作用下推动立轴〔7〕和〔23〕旋转，并通过大锥齿轮〔26〕、小锥齿轮〔29〕、横轴〔31〕、大链轮〔32〕和差动齿轮箱〔25〕上的小链轮〔27〕作加速运转将动力传至差动齿轮箱〔25〕，经差动齿轮箱〔25〕中的差动机构与来自主动力机〔24〕的主动力合成叠加后由输出轴〔28〕传至螺旋桨〔30〕，推动船舶前进。输出轴〔28〕输出之功率为风力机与主动力机功率之和，其转速为主动力机经差动齿轮箱变速后的转速与两倍链轮〔27〕的转速之和。

本实用新型由于采用差动齿轮箱〔25〕传动，行船时只要有和风（不论什么风向的风），推动风力机转动，通过差动机构便能将能量和转速不一的两种动力“合二为一”，充分利用微弱的风能，起到风力助航的作用。如果风力足够大时，即可停止使用主动力机，通过差动机构单纯用风能驱动船舶航行。

与已有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.采用立轴式结构，无须调整风力机方向，在任何风向下均能运转；

2.利用差动齿轮箱之差动机构，将风力与主动力“合二为一”，直接推动螺旋桨运动，无须将风能转换为电能再转换为螺旋桨运转之动能；

3.采用剪式伸缩机构和将桅杆、立轴分为上、下两截，风叶伸缩自如，桅杆起落灵便，能适应船舶各种情况之所需；

4.风叶能绕铰链轴转动，无须人为控制便能自动调整迎风面，以增加风力机旋转动力，减少旋转阻力。

附图说明：

图1：主体结构示意图

1－风叶支承框架        2－水平剪式伸缩架        3－垂直剪式伸缩架        4－风叶        5－斜槽        6－挑梁        7－上立轴        8－拉杆        9－上桅杆        10－油缸上腔        11－油缸        12－连接套        13－上接头        14－拨套齿轮        15－齿轮轴        16－下接头        17－下桅杆        18－对开式推力轴瓦        19－螺栓        20－活塞        21－油缸下腔        22－螺栓        23－下立轴        24－主动力机        25－差动齿轮箱        26－大锥齿轮        27－小链轮        28－输出轴        29－小锥齿轮        30－螺旋桨        31－横轴        32－大链轮

图2：风叶布置俯视图

33－支架        34－铰链轴        35－缓冲弹簧        36－伸缩滑动框架

图3：连接套视图

Z——齿条形的齿环

Claims (7)

1、船用立轴风力机，它包括流线型风叶[4]、大锥齿轮[26]、小锥齿轮[29]、横轴[31]、大链轮[32]和小链轮[27]。本实用新型的特征在于采用立轴式传动结构和一个带有差动机构的能将风力与主动力机[24]之动力合成叠加后直接传输给螺旋桨[30]的差动齿轮箱[25]。

2、据权利要求1所述的风力机，其特征在于采用两套水平剪式伸伸缩架〔2〕和一套垂直剪式伸缩架〔3〕来支撑风叶〔4〕。

3、据权利要求1所述的风力机，其特征在于风叶〔4〕通过铰链轴〔34〕活动铰接于与剪式伸缩架〔2〕和〔3〕相连的支架〔33〕上。

4、据权利要求1或3所述的风力机，其特征在于在支架〔33〕上安有缓冲弹簧〔35〕。

5、据权利要求1所述的风力机，其特征在于上立轴〔7〕和下立轴〔23〕通过对开式推力轴瓦〔18〕安装在桅杆〔9〕和〔17〕管内。

6、据权利要求1所述的风力机，其特征在于立轴和桅杆均分为上、下两截。

7、据权利要求1所述的风力机，其特征在于用拨套齿轮〔14〕拨动连接套〔12〕，连接套〔12〕外表加工成纵剖面为齿条形的齿环。

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