海上风能收集系统的抗弯风能收集柱的制作方法

本技术涉及风能收集领域，尤其涉及一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱。

背景技术：

1、在涵盖申请号为2021110129269、2021110128976等专利申请技术的“海能驱航”项目已在中山大学通过仿真数理研究。该项目的研究为“海洋氢能半潜船”的低成本海上移动载体平台提供了技术支撑。

2、涵盖申请号为2021108861066、2021110153959、2021108875302、2021108875302等专利申请技术的“海波能发电”项目已在上海交通大学通过仿真数理研究。该项目的研究为“海洋氢能半潜船”的高效收集海洋能量并转化为电能提供了技术支撑。

3、“海洋氢能半潜船”需要实现以下功能：

4、1)能够科学搭载相关先进的能量收集设备和能量转化设备。

5、2)船舶具有良好的稳定性和在中低速条件下的适航性。

6、3)在低速航行和停泊时均能良好的对海洋能量进行收集。

7、4)能够高效产氢和对其压缩储存。

8、5)在多个能量转换环节实现节能增效。

9、海洋氢能半潜船是一种装备海洋能量收集转化设备,将收集的能量用于生产氢气、驱动航行，同时将气体压缩储运的海上低速船舶。其海上风能收集系统的抗弯风能收集柱是一个通过布置在船舶上部的风能收集柱收集海上风能并依次转化为机械能、直流电的系统。

10、海上风能收集系统的抗弯风能收集柱的目的是在船舶有限空间内高效收集海上风能并依次转化为机械能、直流电，供海洋氢能半潜船使用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供能解决上述问题的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，包括转动设置在底座上的核心传动柱，核心传动柱上沿其长度方向连接有至少两个弹性叶轮，位于最上方的弹性叶轮的外侧设有与其转动配合的螺型导流涵道；螺型导流涵道内腔分为正功区和负功区，螺型导流涵道前后两侧分别设有喇叭口和主导流板，喇叭口朝向所述正功区，螺型导流涵道上位于正功区的一侧设有正功区出风口，螺型导流涵道上位于负功区的一侧设有负功区开口，正功区出风口和负功区开口分别位于主导流板前端的两侧。

3、进一步的，所述核心传动柱联动有发电传动机构；发电传动机构包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，第二齿轮与核心传动柱同轴连接。

4、更进一步的，所述底座包括基础桁架梁；所述发电传动机构还包括连接支座，连接支座包括分别位于第二齿轮上、下两侧的支座盖板和支承平板，支座盖板与支承平板相连接；第二齿轮与支承平板之间设有第二滚珠；支承平板连接有核心柱套管，核心传动柱与核心柱套管转动配合，核心柱套管与基础桁架梁连接。

5、更进一步的，所述螺型导流涵道上设有正功区挡板和负功区挡板，正功区挡板和负功区挡板两者之间呈夹角且构成所述喇叭口；负功区挡板沿迎风方向位于负功区开口的正前方。

6、更进一步的，所述弹性叶轮的叶片为弹性材质；弹性叶轮的叶片截面呈弯曲状。

7、更进一步的，所述主导流板的末端设有尾翼。

8、更进一步的，所述螺型导流涵道的壁体上包括两块相对布置的端盖板，端盖板上设有卡固端板，卡固端板上设有核心轴孔，所述核心传动柱穿过核心轴孔；卡固端板内外两侧均连接有连接转盘，核心传动柱上连接有支撑环，每组支撑环与连接转盘同轴线布置且两者之间夹有第一滚珠。

9、更进一步的，所述核心传动柱包括沿轴向依次布置的至少两条柱段，相邻柱段之间通过核心传动柱连接件连接；核心传动柱连接件包括连接管体，连接管体外侧设有凸出于其外壁的卡柱肋板；卡柱肋板上下两端分别设有上柱卡口和下柱卡口，上柱卡口和下柱卡口分别与上下两段的柱段端部插接配合，连接管体通过螺钉与柱段连接。

10、更进一步的，所述核心传动柱为至少两条，每条核心传动柱上转动连接有抗拉转盘，相邻核心传动柱的抗拉转盘之间通过水平网架连杆连接；抗拉转盘与底座之间通过抗弯斜拉索连接。

11、有益效果

12、与现有技术相比，本实用新型的海上风能收集系统的抗弯风能收集柱的优点为：

13、1、螺型导流涵道可以导向正对气流，喇叭口可以增大收集气流面积，同时将气流导向弹性叶轮的正功区。弹性叶轮由于弹性叶在正功区微张而受风面会增大，而在负功区微缩引起受风面会减小，因此会有提高能量转化率的效果，从而实现在有限的空间内可最大限度地提高收集效能的目的。

14、2、全向导涵弹性叶轮机可以横向、竖向、斜向灵活布置，适用于多种场合。

15、3、该全向导涵弹性叶轮机应用在“海洋氢能半潜船”上时，很好的实现了紧凑、高效、对船体稳定影响小的需求。

16、4、抗弯风能收集柱通过抗弯斜拉索分段与船顶甲板拉结，使抗弯风能收集柱成为整个风柱林的抗风支点。

17、5、风能收集柱通过水平网架连杆分层与抗弯风能收集柱拉结，使整个风柱林具有良好的抗风性能。

18、6、收集器的核心传动柱底部座在基础桁架梁上，上部则由抗弯斜拉索、水平网架连杆连接成整体，使其具有良好的整体抗风性能和风能收集空间。

19、7、风能收集柱的竖向结构可以大幅节约空间，做到在船舶有限空间内最大化地收集风能。

20、8、多条抗弯风能收集柱构成风柱林，作为整个风柱林的抗风支点，除了位于顶部的弹性叶轮外，其余弹性叶轮均取消了螺型导流涵道，以利于抗弯斜拉索的安装和风柱林中间空气的更好流通。同时风柱林是一个高效吸能整体，海风对船舶的稳定性影响极小。

21、9、抗弯风能收集柱上的弹性叶轮分段设置，单向传动可实现对不同高度、不同风向、不同风速的风能最大限度的收集，同时利于安装和整体构架搭设。

22、通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

技术特征：

1.一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，包括转动设置在底座上的核心传动柱(12)，核心传动柱(12)上沿其长度方向连接有至少两个弹性叶轮(15)，位于最上方的弹性叶轮(15)的外侧设有与其转动配合的螺型导流涵道(11)；螺型导流涵道(11)内腔分为正功区和负功区，螺型导流涵道(11)前后两侧分别设有喇叭口(113)和主导流板(118)，喇叭口(113)朝向所述正功区，螺型导流涵道(11)上位于正功区的一侧设有正功区出风口(119)，螺型导流涵道(11)上位于负功区的一侧设有负功区开口(110)，正功区出风口(119)和负功区开口(110)分别位于主导流板(118)前端的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述核心传动柱(12)联动有发电传动机构(2)；发电传动机构(2)包括相啮合的第一齿轮(21)和第二齿轮(22)，第二齿轮(22)与核心传动柱(12)同轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述底座包括基础桁架梁(29)；所述发电传动机构(2)还包括连接支座(23)，连接支座(23)包括分别位于第二齿轮(22)上、下两侧的支座盖板(233)和支承平板(231)，支座盖板(233)与支承平板(231)相连接；第二齿轮(22)与支承平板(231)之间设有第二滚珠(24)；支承平板(231)连接有核心柱套管(232)，核心传动柱(12)与核心柱套管(232)转动配合，核心柱套管(232)与基础桁架梁(29)连接。

4.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述螺型导流涵道(11)上设有正功区挡板(111)和负功区挡板(112)，正功区挡板(111)和负功区挡板(112)两者之间呈夹角且构成所述喇叭口(113)；负功区挡板(112)沿迎风方向位于负功区开口(110)的正前方。

5.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述弹性叶轮(15)的叶片为弹性材质；弹性叶轮(15)的叶片截面呈弯曲状。

6.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述主导流板(118)的末端设有尾翼(117)。

7.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述螺型导流涵道(11)的壁体上包括两块相对布置的端盖板(114)，端盖板(114)上设有卡固端板(116)，卡固端板(116)上设有核心轴孔(115)，所述核心传动柱(12)穿过核心轴孔(115)；卡固端板(116)内外两侧均连接有连接转盘(13)，核心传动柱(12)上连接有支撑环(14)，每组支撑环(14)与连接转盘(13)同轴线布置且两者之间夹有第一滚珠(16)。

8.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述核心传动柱(12)包括沿轴向依次布置的至少两条柱段(122)，相邻柱段(122)之间通过核心传动柱连接件(28)连接；核心传动柱连接件(28)包括连接管体(281)，连接管体(281)外侧设有凸出于其外壁的卡柱肋板(282)；卡柱肋板(282)上下两端分别设有上柱卡口(283)和下柱卡口(284)，上柱卡口(283)和下柱卡口(284)分别与上下两段的柱段(122)端部插接配合，连接管体(281)通过螺钉与柱段(122)连接。

9.根据权利要求1所述的一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，其特征在于，所述核心传动柱(12)为至少两条，每条核心传动柱(12)上转动连接有抗拉转盘(25)，相邻核心传动柱(12)的抗拉转盘(25)之间通过水平网架连杆(26)连接；抗拉转盘(25)与底座之间通过抗弯斜拉索(27)连接；抗拉转盘(25)中部设有镂空结构，镂空结构绕轴线布置在核心传动柱(12)外侧。

技术总结本技术公开了一种海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，包括转动设置在底座上的核心传动柱，核心传动柱上沿其长度方向连接有至少两个弹性叶轮，位于最上方的弹性叶轮的外侧设有与其转动配合的螺型导流涵道；螺型导流涵道内腔分为正功区和负功区，螺型导流涵道前后两侧分别设有喇叭口和主导流板，喇叭口朝向所述正功区，螺型导流涵道上位于正功区的一侧设有正功区出风口，螺型导流涵道上位于负功区的一侧设有负功区开口，正功区出风口和负功区开口分别位于主导流板前端的两侧。本技术提供的海上风能收集系统的抗弯风能收集柱，具有较好的风能收集能力，同时也让风柱林中间的空气能更好流通。技术研发人员：王震宇,赵秀荣,吕大刚,马勇,彭超,曾宪越,倪问池,张旭,姚智,解光慈,唐晨轩,谈秋桐,刘征宇,黄考航,陈丹,曾昭达受保护的技术使用者：广东信稳海能驱航船舶有限公司技术研发日：20231207技术公布日：2024/6/18