一种风力助推转子结构制造技术

本发明专利技术涉及一种风力助推转子结构，包括基座，基座上固定安装有内筒，位于内筒外侧的基座上轴向堆叠安装有多个基本转筒，基本转筒同心套设于内筒外部；位于相邻基本转筒之间的内筒周向外部安装有隔板，单个基本转筒各自相对于相接触的隔板独立转动；最上方的基本转筒顶部设置有相同的隔板，该隔板上方转动安装有顶部转筒；内筒容纳于基本转筒和顶部转筒内部；顶部转筒顶端设置有端板，端板底面与顶部转筒筒体之间通过圆弧过渡衔接；本发明专利技术的转子通过模块化方式构建，能够配置大直径的端板，能够灵活调整整体高度，在遇到不同高度风速变化时适应性好，有效增加了转子产生的升、阻力，减小转子转动扭矩，大大提高了转子旋转的气动效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种风力助推转子结构


[0001]本专利技术涉及船舶装备
，尤其是一种风力助推转子结构。

技术介绍

[0002]风力助推等创新节能技术逐渐得到了船东和船舶设计者的广泛关注，尤其是风力助推转子，发展十分迅猛。
[0003]风力助推转子工作的原理是马格纳斯效应(Magnus效应)，即旋转的圆柱体在来流作用下，将会受到垂直于运动方向的侧向力作用。加装风力助推转子的船舶在横风或斜风状态下，通过调整转子的旋转方向可使船舶产生前进方向上的推力，从而达到助推效果。相比风筝、风帆等风力助推技术，风力助推转子对风速和风向的适应性强，体积和受风面积相对较小，更安全也更有利于船舶布置。此外，风力助推转子和水动力节能、替代燃料等节能减排手段可叠加使用，不仅节能还可减排，有利于船舶降低EEDI。
[0004]现有技术中，风力助推转子结构复杂，加工难度大，制造成本高，并且由于其较为庞大的外形结构，其运输和装配极为不便，调度灵活性差。

技术实现思路

[0005]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风力助推转子结构，从而通过模块化的构建方式，灵活调整整体高度，灵活配置大直径端板，从而灵活调节转子长径比，大大提升了助推转子的调度、使用灵活性。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种风力助推转子结构，包括基座，所述基座上固定安装有内筒，位于内筒外侧的基座上轴向堆叠安装有多个基本转筒，基本转筒同心套设于内筒外部；位于相邻基本转筒之间的内筒周向外部安装有隔板，单个基本转筒各自相对于相接触的隔板独立转动；最上方的基本转筒顶部设置有相同的隔板，该隔板上方转动安装有顶部转筒；所述内筒容纳于基本转筒和顶部转筒内部；所述顶部转筒顶端设置有端板，端板底面与顶部转筒筒体之间通过圆弧过渡衔接。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述顶部转筒顶端设置有桁架结构，桁架结构顶部与端板底面固连；所述桁架结构侧面沿着圆周方向设置为内凹的弧形结构，在桁架结构侧面进行蒙皮，从而在端板与顶部转筒之间构成过渡的圆弧结构。
[0010]所述端板的直径大于顶部转筒筒体直径的2倍。
[0011]所述顶部转筒筒体部分直径与基本转筒筒体直径一致，顶部转筒筒体高度小于基本转筒筒体高度。
[0012]所述顶部转筒和单个基本转筒各自由独立的转动驱动机构带动转动，转动驱动机构布置于顶部转筒或基本转筒内侧面的下部。
[0013]所述转动驱动机构的结构为：包括安装于隔板或是基座上的电机，电机沿着圆周
方向均匀布置有多个，单个电机输出端均安装有摩擦轮，摩擦轮轴向与转子轴向平行，摩擦轮外壁面与顶部转筒或是基本转筒内壁面贴紧。
[0014]单个基本转筒上下两端头、以及顶部转筒底端均设置有供其转动导向的导向机构，导向机构位于对应隔板的圆周边缘处或者是基座顶面。
[0015]位于隔板边缘处的导向机构的结构为：包括同心设置、固接于隔板圆周边缘的导向环，导向环的截面为H型结构，导向环顶面中部和底面中部分别构成内凹的导向槽，基本转筒及顶部转筒端部伸至对应的导向槽内；单个导向槽相对的侧壁上还嵌装有滚珠；位于基座顶面的导向机构中，其导向环的截面为开口朝上的U型结构。
[0016]单个基本转筒外壁面上均设置有轴向贯通的沟槽，沟槽沿着基本转筒外壁面的圆周方向均匀开设有多个。
[0017]所述沟槽的截面为等腰梯形结构，沟槽的开口端为等腰梯形结构较短的边。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]本专利技术结构紧凑、合理，巧妙优化，通过对转子进行模块化的构建方式，不仅能够灵活调整整体高度，还能够配置大直径的端板，灵活调节转子长径比，大大提升了助推转子的调度、使用灵活性；在遇到不同高度风速变化时适应性好，有效增加了转子产生的升、阻力，减小转子转动扭矩，大大提高了转子旋转的气动效率。
[0020]本专利技术还包括如下优点：
[0021]端板与顶部转筒之间通过桁架结构实现圆弧过渡的衔接，有效优化了端板与转筒交接位置处角涡耗能的情况，不仅抑制端板与筒体交接处涡流的生成，使风力助推转子的气动力更为稳定，也能减少了涡流所消耗的能量；另一方面，大直径端板的布置，能够有效增加转子升力与阻力，并且直径越大升、阻力越明显，从而对推动船舶前进提供可靠的辅助动力；
[0022]通过模块化的构建，极大地避免了转子整体构建所带来的加工难度和成本增加，并且模块化的构建，极大地提升了转子使用灵活性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的结构示意图。
[0024]图2为图1中A部的局部放大图。
[0025]图3为图2中沿B
‑
B方向的剖视图。
[0026]图4为图2中C部的局部放大图。
[0027]图5为本专利技术基本转筒的结构示意图。
[0028]其中：1、基座；2、基本转筒；3、内筒；4、转动驱动机构；5、顶部转筒；6、隔板；7、导向机构；8、桁架结构；9、端板；
[0029]21、沟槽；41、电机；42、摩擦轮；61、加强筋；71、导向环；72、滚珠。
具体实施方式
[0030]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0031]如图1和图2所示，本实施例的一种风力助推转子结构，包括基座1，基座1上固定安装有内筒3，位于内筒3外侧的基座1上轴向堆叠安装有多个基本转筒2，基本转筒2同心套设
于内筒3外部；位于相邻基本转筒2之间的内筒3周向外部安装有隔板6，单个基本转筒2各自相对于相接触的隔板6独立转动；最上方的基本转筒2顶部设置有相同的隔板6，该隔板6上方转动安装有顶部转筒5；内筒3容纳于基本转筒2和顶部转筒5内部；顶部转筒5顶端设置有端板9，端板9底面与顶部转筒5筒体之间通过圆弧过渡衔接；由基本转筒2和顶部转筒5共同构成助推转子的转筒。
[0032]通过对转子进行模块化的构建方式，不仅能够灵活调整整体高度，还能够配置大直径的端板9，灵活调节转子长径比；在遇到不同高度风速变化时适应性好，有效增加了转子产生的升、阻力，减小转子转动扭矩，大大提高了转子旋转的气动效率。
[0033]顶部转筒5顶端设置有桁架结构8，桁架结构8顶部与端板9底面固连，桁架结构8为端板9提供足够稳定的支撑；桁架结构8侧面沿着圆周方向设置为内凹的弧形结构，在桁架结构8侧面进行蒙皮，从而在端板9与顶部转筒5之间构成过渡的圆弧结构；端板9与顶部转筒5之间通过桁架结构8实现圆弧过渡的衔接，有效优化了端板9与转筒交接位置处角涡耗能的情况，不仅抑制端板9与筒体交接处涡流的生成，使风力助推转子的气动力更为稳定，也能减少了涡流所消耗的能量。
[0034]端板9与顶部转筒5之间圆弧结构的半径小于转筒直径的0.75倍。
[0035]端板9的直径大于顶部转筒5筒体直径的2倍；大直径端板9的布置，能够有效增加转子升力与阻力，并且直径越大升、阻力越明显，从而对推动船舶前进提供可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力助推转子结构，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)上固定安装有内筒(3)，位于内筒(3)外侧的基座(1)上轴向堆叠安装有多个基本转筒(2)，基本转筒(2)同心套设于内筒(3)外部；位于相邻基本转筒(2)之间的内筒(3)周向外部安装有隔板(6)，单个基本转筒(2)各自相对于相接触的隔板(6)独立转动；最上方的基本转筒(2)顶部设置有相同的隔板(6)，该隔板(6)上方转动安装有顶部转筒(5)；所述内筒(3)容纳于基本转筒(2)和顶部转筒(5)内部；所述顶部转筒(5)顶端设置有端板(9)，端板(9)底面与顶部转筒(5)筒体之间通过圆弧过渡衔接。2.如权利要求1所述的一种风力助推转子结构，其特征在于：所述顶部转筒(5)顶端设置有桁架结构(8)，桁架结构(8)顶部与端板(9)底面固连；所述桁架结构(8)侧面沿着圆周方向设置为内凹的弧形结构，在桁架结构(8)侧面进行蒙皮，从而在端板(9)与顶部转筒(5)之间构成过渡的圆弧结构。3.如权利要求1所述的一种风力助推转子结构，其特征在于：所述端板(9)的直径大于顶部转筒(5)筒体直径的2倍。4.如权利要求1所述的一种风力助推转子结构，其特征在于：所述顶部转筒(5)筒体部分直径与基本转筒(2)筒体直径一致，顶部转筒(5)筒体高度小于基本转筒(2)筒体高度。5.如权利要求1所述的一种风力助推转子结构，其特征在于：所述顶部转筒(5)和单个基本转筒(2)各自由独立的转动驱动机构(4)带动转动，转动驱动机构(4)布置于顶部转筒(5)或基本转筒(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡世良，刘希洋，胡江平，王艳霞，孙文愈，赵传亮，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：