一种船用风力发电系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种风力发电系统，尤其涉及一种船用风力发电系统。


背景技术：

[0002]
一般在空旷水面上，由于没有阻隔，风力比较大，船行驶在水面上时，可利用风扇进行风力发电，进行风能利用，是一种合适的方案。在旅游船、客船上一般都有比较宽敞的甲板空间，为风力风扇发电机组布置，提供充分空间。
[0003]
风能的开发利用，可以在一定程度上解决能源危机，对船舶运输的节能减排也非常重要。目前船舶对风能的利用技术主要有风力助推和风力发电两种方法。风力助推是将风能直接转化为船舶推进动力，风能利用效率最高，但对风向有一定的要求：例如，在
±
60
°
的风向角范围内，不仅不能助推，还会对船舶有一定的阻力。而利用垂直轴风力机进行船载风力发电，可以不受风向的影响，任何风向角的风能都可以利用，特别是在船舶停航不需要风力助推时，风力发电一样可以利用。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型提供了一种叶片受力稳定，风能利用率高，充分利用船上的甲板空间，结构简单的承受高风压的高效率船用风力发电系统。
[0005]
本实用新型的上述技术效果是通过下述技术方案完成的：一种船用风力发电系统，包括立式风扇和横向发电机组，立式风扇包括错位叶片风扇和可变叶片风扇和带导风罩风扇三大类，其中可变叶片风扇包括三种可变叶片。
[0006]
所述的立式可变叶片风扇设有立式轴，在立式轴上通过支架连接有多个叶片（六片），每组叶片固定杆包括位于同一直线上的两个叶片固定杆，每个叶片固定杆的其中一端与立式轴相接，叶片固定杆的另一端固定有叶片，所述的叶片包括第一受力面和第二受力面，第一受力面的面积大于第二受力面的面积，叶片按照同一方向固定在叶片固定杆上。各个叶片全部顺时针或者逆时针依次安装在叶片固定杆上，使得位于同一直线上的两个叶片固定杆上的两个叶片，在同一个风力方向上，一个叶片的风力受力面为第一受力面，另外一个叶片的风力受力面为第二受力面，由于同一直线上的两个受力面的差距，导致受力差距，从而形成叶片固定杆上的力矩差，带动叶片旋转，带动壳体内的发电机组发电。本实用新型结构简单，利用位于同一直线上的叶片面积的差距形成力矩差，让发电的稳定好，合理利用船体的空间，叶片结构的布置，能兼顾各个方向的风力，强度大，最大程度的提高风力的利用率。
[0007]
第一受力面可以做成可变式的，直接大于第二受力面形式。作为优选，所述的叶片的第一受力面为面积可变结构。随着风力的变化改变面积的变化，从而形成力矩差，让各个叶片转动起来，完成发电。
[0008]
作为优选，所述的叶片包括底板，在底板的两侧各设有一个折叠板，底板与折叠板同感铰接轴相互铰接，在底板上设有与底座垂直的止挡板，止挡板上端的长度小于底板与
两个折叠板展开后的长度。当风正面吹到底板上，由于风力作用，底板两侧的折叠板通过销轴展开成一个平面，形成最大的受力面为第一受力面，而位于同一直线上的另一个叶片，风是吹到底板背面，风力将底板两侧的折叠板向止挡板两侧靠近，从而让止挡板将折叠板挡住，让叶片的横截面呈梯形，形成的受力面第二受力面，第二受力面的面积明显小于第一受力面，从而形成力矩差，让叶片转动起来。
[0009]
作为优选，所述的叶片包括弧形底板，在底板上固定有平面底板，在平面底板上固定有可展开的褶皱片，褶皱片展开后的宽度大于底板的宽度，褶皱片的中部固定在平面底板上，在弧形底板外固定有展开支撑板。褶皱片被吹开后向两侧延展，形成的平面面积最大为第一受力面，而弧形底板形成的弧形面为第二受力面，从而形成力矩差，形成风力发电。
[0010]
作为优选，所述的叶片铰接在叶片固定杆上，在叶片固定杆与叶片铰接端设有挡板，所述的叶片内外表面均呈弧面形。叶片随着风力方向转动，利用挡板限制叶片的翻转角度，l形叶片随着角度的变化，受力面积变化，最终让风扇旋转。
[0011]
所述的立式叶片错位式风扇，作为优选，所述的立式轴上固定有l形定位杆，定位杆的一端固定在立式轴上，定位杆的另一端与叶片的第一受力面相接，叶片的第一受力面与相接的定位杆垂直。叶片的内外表面均呈弧面形，受风力作用结果是外弧面作用力小于内弧面受力，合成单向压力。四个定位杆形成“卍”，四个叶片在错位位置上，即前叶片不阻挡后叶片，使前叶片风力作用同时，后叶片也能充分受到风力作用，两个叶片均形成转矩，且同向，从而风扇在风力作用下旋转。
[0012]
作为优选，所述的支架上包括两组轴向分布的分支架，两组分支架相互平行，上下两组分支架对应的两个叶片固定杆分别固定在同一叶片的上下两端。两组分支架将叶片固定，结构稳定。
[0013]
作为优选，所述的壳体外设有风扇固定架，风扇固定架包括相互垂直连接的横向支杆和纵向支杆，横向支杆位于水平面内，纵向支杆与立式轴相互平行，纵向支杆位于叶片轴向投影的外侧。保证风扇没有悬臂轴，能够承受强风通过。
[0014]
作为优选，壳体包括上挡水罩和下挡水罩，上、下挡水罩形成腔体，发电机组位于腔体内，立式轴穿过上挡水罩中心的通孔与发电机组连接，且立式轴与上挡水罩的中心孔之间密封连接为一体。上下挡水罩有效防止外部雨水进入，保证立式风扇的使用稳定性。
[0015]
作为优选，所述的立式风扇外设有导风罩，所述的导风罩包括相互连接的直线型的导风通道和弧面状的罩体，导风通道位于立式风扇的一侧，罩体位于立式风扇外，导风通道的开口为喇叭口。导风罩通过导风道使风力单侧作用在立式风扇的一侧叶片上，形成转矩差，驱动风扇旋转，从而提高风能利用率，而对叶片形状要求不高。
[0016]
作为优选，还包括横轴式风扇结构，所述的横轴式风扇结构包括两组，分别位于船甲板的两侧，每组横轴式风扇结构均包括一个固定架，固定架固定方向沿着船前进的方向，在固定架上安装有多个相互平行横轴式风扇。风扇轴两端固定在固定架上，增加风扇整体强度，提高抗强风能力。组合风扇机组的布置可以充分利用船舷的空间，更好的利用水上风能。
[0017]
作为优选，叶片的一端固定在转轴上，叶片的另一端固定在护圈上。护圈能提高风扇叶片整体强度、刚度，减少风扇叶片尖的风噪，降低整体噪声。
[0018]
因此，本实用新型的一种船用风力发电系统具备下述优点：位于同一直线上的两
个叶片的同向排布，利用叶片两个受力面的面积大小不同实现转动，实现各个方向的风力均可以带动叶片旋转，从而实现风能的最大利用率；充分利用船上空间，布置立式和横向风扇，配合效果好，提高风力转换效率。
附图说明
[0019]
图1是本实用新型的一种船用风力发电系统的整体示意图。
[0020]
图2是图1内的横式风扇的放大图。
[0021]
图3是图1内的立式风扇的立体放大图。
[0022]
图4是实施例1内的立式风扇的叶片俯视图。
[0023]
图5是实施例2内的立式风扇的叶片俯视图。
[0024]
图6是实施例3内的立式风扇的叶片俯视图。
[0025]
图7是实施例4内的立式风扇的叶片俯视图。
具体实施方式
[0026]
下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0027]
实施例1：
[0028]
如图1和2和3和4所示， 一种船用风力发电系统，包括一个立式风扇2和两组横式风扇3，立式风扇2和横式风扇3均安装在船的甲板1上。两组横式风扇3分列在甲板1的两侧，横式风扇3包括固定架12，固定架12为长方型固定架，固定架12的布置方向沿着船行进方向。固定架12上安装有多个相互平行的转轴13，在转轴13上安装有叶片8，叶片8的一端固定在转轴13上，叶片8的另一端固定在护圈11上，护圈11为圆形。
[0029]
立式风扇2包括由上挡水罩9和下挡水罩10配合形成的壳体，在壳体的内腔内安装有发电机组，发电机组的立式轴6穿过上挡水罩9中心的通孔，位于壳体外。立式轴6与上挡水罩9之间密封安装固定为一体。壳体外设有风扇固定架，风扇固定架包括相互垂直连接的横向支杆5和纵向支杆4，横向支杆5位于水平面内，横向支杆5的一端固定在立式轴6的最上端，横向支杆5的另一端与纵向支杆4相连。纵向支杆4与立式轴相6互平行，纵向支杆4位于叶片8轴向投影的外侧。在立式轴6上固定有上下相互平行的四组叶片支架，每组叶片支架包括四个叶片固定杆7，在叶片固定杆7的端部固定有叶片8，叶片8包括水平的第一受力面和弧形的第二受力面。在立式轴6上还固定有l形定位杆17，定位杆17的一端固定在立式轴6上，定位杆17的另一端与叶片的第一受力面相接，叶片8的第一受力面与相接的定位杆垂直，四个定位杆17形成“卍”字形。
[0030]
在立式风扇外可设有导风罩，所述的导风罩包括相互连接的直线型的导风通道15和弧面状的罩体16，导风通道15位于立式风扇的一侧，罩体位于立式风扇2外，导风通道的开口为喇叭口14。导风罩16通过导风道15使风力单侧作用在立式风扇的一侧叶片上，形成转矩差，驱动风扇旋转，
[0031]
实施例2：
[0032]
如图5所示，与实施例1不同的是，在立式轴6上固定有上下相互平行的两组叶片支架，每组分支架包括六个叶片固定杆7，两两一组位于同一直线上。在叶片固定杆7的端部固定有叶片8，六个叶片8顺时针布置，叶片包括底板18，在底板18的两侧各设有一个折叠板
19，底板18与折叠板19同感铰接轴21相互铰接，在底板18上设有与底座垂直的止挡板20，止挡板20呈梯形，止挡板的底面固定安装接在底板18上，止挡板的两个侧面在风力的吹动下，保持与折叠板接触，或者不接触。
[0033]
在风吹过来时，位于同一直线上的两个叶片，其中一个叶片的折叠板被吹开，与底板形成一个平面作为第一受力面，而另一个叶片两侧的折叠板被风力向止挡板两侧吹拢，被止挡板挡住，形成梯形的第二受力面，位于同一直线两端的受力不等，产生力矩差，从而让立式风扇转动。
[0034]
实施例3：
[0035]
如图6所示，与实施例1不同的是，在立式轴上固定有上下相互平行的两组分支架，每组分支架包括六个叶片固定杆7，两两一组位于同一直线上。在叶片固定杆7的端部固定有叶片8，六个叶片8顺时针布置，叶片包括弧形底板23，弧形底板23外表面是弧形，内表面是平直面，在弧形底板23上固定有可展开的褶皱片22，褶皱片22展开后的宽度大于弧形底板23的宽度，褶皱片22的中间对称线处固定在弧形底板23内平面上，在弧形底板23外固定有展开支撑板24。
[0036]
在风吹过来时，位于同一直线上的两个叶片，其中一个叶片的褶皱片被吹开，被展开支撑板24支撑，形成第一受力面，而弧形底板为第二受力面，位于同一直线两端的受力不等，产生力矩差，从而让立式风扇转动。
[0037]
实施例4：
[0038]
如图7所示，与实施例1不同的是，在立式轴6上固定有上下相互平行的两组分支架，每组分支架包括六个叶片固定杆7，两两一组位于同一直线上。在叶片固定杆的端部铰接有叶片8，六个叶片顺时针布置。同时在叶片固定杆的端部固定有两个挡板25，两个挡板分别位于叶片的两侧，叶片8的内外表面是弧形。在风吹过来时，叶片8受风力作用向一个方向转动张开，被一侧的挡板25支撑，内曲面迎风，由于角度原因，迎风面大，是第一受力面。对称的叶片8则反向转动，被另一侧的挡板25支撑住，由于角度原因，这时迎风面小，是第二压力面，位于同一直线两端的受力不等，产生力矩差，从而让立式风扇转动。