本發(fā)明涉及用風車驅動船用螺旋槳或增氧葉輪的技術原理，傳統(tǒng)風車是基于風輪葉片的拖力，現(xiàn)代風力發(fā)電機風輪是基于風輪葉片的升力，本發(fā)明采用一種風車和風力發(fā)電機風輪的混合的雙轉子風輪驅動裝置及其用途，帶來的益處是既能高效攫取風能又能克服水阻力來啟動船用螺旋槳或葉輪。

背景技術：

風車提供一種旋轉動力直接驅動機器做工，通常可以看成風力馬達，用風車驅動船用螺旋槳，有許多專利，如us1904/775971；us1954/2677344；us1965/3212470；us1983/4371346；us23/7775843；us24/8038490；cn26/1887647a；cn2010/102407927a；cn2014/103754345a。他們主要采用水平軸多葉片風輪，帶或者不帶聚風環(huán)、桶型風輪或者螺旋桶型風輪，上下端開口或者不開口、風杯風輪、c型或稱為水槽型風輪、垂直軸螺旋槳風輪等，這些風輪轉速低并且風能效率低。另外一類風力船采用風力發(fā)電機發(fā)電，儲能在蓄電池中，然后用電池電力驅動螺旋槳，參考專利us1998/395419；cn26/1975153a；cn2012/203050997u；cn2014/104196685a；cn2014/104314751a；風力發(fā)電，或者結合太陽能、或者結合波浪能、或者結合水流能發(fā)電儲存在蓄電池中，這些能源轉換牽涉多種系統(tǒng)，裝置復雜、損失能量、成本高、維護費用高。

用風車驅動葉輪，已經(jīng)有許多的各式各樣設計，一些專利，如us24/0141851；cn29/102417245a；cn2011/102225810a；ep2012/2087233b1；us2012/8302940；cn2013/103478067a；cn2013/104054619a；cn2013/2032086u。這些設計采用傳統(tǒng)風車，是基于葉片的拖力或稱為阻力風車，效率低。

本申請還參考專利，nz631727和au2014240284，2014年，專利涉及內容范圍是雙風輪風力正排泵，正排泵和船用螺旋槳以及葉輪的特性曲線不同，應用領域不同。

針對上述專利中的一個或一些問題加以改善，提供一個有用的選擇來實現(xiàn)利用風輪直接驅動船用螺旋槳或葉輪的應用，這項發(fā)明有廣泛的應用前景。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種雙轉子風輪驅動裝置。

一種雙轉子風輪驅動裝置，包括主軸、連接主軸的主風輪，還包括通過超越離合器與主軸連接的助力風輪，當風速較低時助力風輪提供額外的扭距驅動主軸啟動，當主軸轉速超越助力風輪的轉速時，助力風輪不參與驅動主軸。

優(yōu)選的，所述主軸為水平軸或垂直軸。

優(yōu)選的，所述主風輪和助力風輪分別包括至少一個風葉。

優(yōu)選的，所述主風輪為達里厄(darrieus)、螺旋達里厄(helicaldarrieus)、垂直軸h型(giromillh)或他們的衍生形態(tài)風輪；助力風輪為桶型風輪、螺旋桶型風輪、風杯風輪、c型或稱為水槽型風輪、垂直軸螺旋槳風輪、或他們的衍生形態(tài)風輪。

本發(fā)明還提供了雙轉子風輪驅動裝置的應用，包括風力螺旋槳和風力攪水器。

一種風力螺旋槳，包括安裝在船體上的螺旋槳，還包括1個或多個雙轉子風輪驅動裝置，所述螺旋槳通過轉角齒輪箱和t型齒輪箱與雙轉子風輪驅動裝置的主軸連接。所述雙轉子風輪驅動裝置，包括主軸、連接主軸的主風輪，還包括通過超越離合器與主軸連接的助力風輪，當風速較低時助力風輪提供額外的扭距驅動主軸啟動，當主軸轉速超越助力風輪的轉速時，助力風輪不參與驅動主軸。

優(yōu)選的，所述主軸為水平軸或垂直軸。

優(yōu)選的，所述主風輪和助力風輪分別包括至少一個風葉。

優(yōu)選的，當主軸為水平軸時，主軸通過t型齒輪箱傳遞動力到垂直主軸，垂直主軸上設有穿過旋轉體，所述旋轉體上支撐有風力機頂部結構，，通過包括水平軸雙風輪、t型齒輪箱、聚風罩安裝有和尾舵的風力機頂部結構，旋轉體在尾舵扭距作用下實現(xiàn)對風功能，同時垂直主軸扭距水平軸雙風輪和尾舵對風扭距構成升力被動偏航原理。

一種風力攪水器，包括安裝在浮體上的葉輪，還包括雙轉子風輪驅動裝置，所述葉輪通過轉角齒輪箱與雙轉子風輪驅動裝置的主軸連接。所述雙轉子風輪驅動裝置，包括主軸、連接主軸的主風輪，還包括通過超越離合器與主軸連接的助力風輪，當風速較低時助力風輪提供額外的扭距驅動主軸啟動，當主軸轉速超越助力風輪的轉速時，助力風輪不參與驅動主軸。

優(yōu)選的，所述主軸為水平軸或垂直軸。

優(yōu)選的，所述主風輪和助力風輪分別包括至少一個風葉。

本發(fā)明是用雙轉子風輪驅動船用螺旋槳或葉輪，雙轉子由一種升力風輪和一種拖力風輪組成，拖力風輪是通過超越離合器連接參與驅動主軸，當升力風輪達到一定轉速，可以獨自驅動負荷，超越拖力風輪轉速，拖力風輪被超越離合器解除而空轉。用雙轉子風輪直接驅動船用螺旋槳或葉輪，既可以高效攫取風能又能夠克服船用螺旋槳或葉輪的啟動阻力。

工業(yè)應用：用風輪驅動螺旋槳做為行船動力要比風帆簡單和高效。首先風帆需要對風，公式：fsailx(1-ω)表述風帆力的矢量分解，行船動力只是風帆動力的矢量分解，根據(jù)風向和行船方向要求隨時調整風帆角度以獲取最大行船動力，風向不好時動力很小；其次風帆的尖速比低，能源效率低，其尖速比小于1，行船速度不可能大于風速。用風輪驅動螺旋槳不需要對風，360°任意風向自動尋風，獲取最大風能；其次能源效率高，水平軸三葉片風輪的尖速比可以達到7，垂直軸達里厄、螺旋達里厄、h型風輪尖速比可以達到5，風能效率遠高于風帆。風輪驅動螺旋槳做為行船動力的不利因素是安全性，人可以站在風帆旁邊，而不可以站在風輪旁邊，這個技術更適合無人船，特別是海上無人船，風是永不衰竭的永續(xù)動力，風動力無人船加上控制單元能夠實現(xiàn)跨洋航行和全球海洋到達的遠景。

用風輪驅動攪水葉輪主要用于提供上下翻騰的水面剪切力和給水體增氧。廣泛使用的電動葉輪增氧機給池塘增氧，減輕池塘水體富養(yǎng)化和控制藻類爆發(fā)，主要優(yōu)點是簡單、投資少，主要缺點是能耗高，單位能源產(chǎn)生的有效溶解氧數(shù)量少。用風輪驅動攪水葉輪，能源可再生，同時繼承了葉輪增氧機的優(yōu)點，簡單投資少，更適合沒有地形阻礙的寬闊湖泊。集群安裝獲取湖面橫向風能，攪動水體和給水體增氧，安裝在藍藻富集帶，可以有效干擾藍藻細胞的水平和垂直遷移。

用風車驅動船用螺旋槳或增氧葉輪，采用升力風輪和拖力風輪雜交，既可以獲得高的啟動力矩來克服負載的啟動阻力又可以獲取最大風能，這項技術極大擴展了風能的應用領域，可以衍生出許多應用。

附圖說明

圖1是水平軸雙轉子風輪驅動船用螺旋槳。

圖2是水平軸雙轉子風輪驅動葉輪。

圖3是垂直軸雙轉子風輪驅動船用螺旋槳。

圖4是垂直軸雙轉子風輪驅動葉輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作具體說明。

遵照本發(fā)明，雙轉子風輪驅動船用螺旋槳是通過附圖1到4進行詳細描述。附圖1描述一種水平軸雙轉子風輪驅動船用螺旋槳，它是由主風輪1、助力風輪2、超越離合器3、水平主軸4、t型齒輪箱5、垂直主軸6、旋轉體7、尾舵8，聚風罩9、船體10、螺旋槳轉角齒輪箱11和螺旋槳12組成。主風輪1安裝在水平主軸4上，再連接t型齒輪箱5的一側水平軸，助力風輪2通過超越離合器3連接到水平主軸4上，再連接t型齒輪箱5的另外一側水平軸上，水平主軸4通過t型齒輪箱5換向，傳遞力矩到垂直主軸6，垂直主軸6穿過旋轉體7連接到底部的螺旋槳轉角齒輪箱11，經(jīng)過齒輪箱換向來驅動船用螺旋槳12。

尾舵8通過聚風罩9連接到t型齒輪箱5上，這個t型齒輪箱5由旋轉體7支撐。垂直主軸6傳遞工作扭距，其反向作用力將帶動旋轉體7偏轉，造成垂直主軸6和旋轉體7的運動沖突，需要大尾舵8將風力機頂部旋轉結構拖住，同時尾舵8的偏轉力和垂直主軸6扭距構成偏航原理，這是由主風輪1產(chǎn)生的升力扭距和尾舵8偏轉扭距產(chǎn)生平衡，從而構成偏航原理，不同于風力發(fā)電機被動偏航原理，他們是用風輪的推力和尾舵偏轉扭距產(chǎn)生平衡。

附圖2描述一種水平軸雙轉子風輪驅動葉輪來提供水面剪切力和增氧，它是由主風輪1、助力風輪2、超越離合器3、水平主軸4、t型齒輪箱5、垂直主軸6、旋轉體7、尾舵8，聚風罩9、浮體13和葉輪14組成。上部結構和附圖1一致，垂直主軸6直接連接葉輪14。

附圖3描述一種垂直軸雙轉子風輪驅動船用螺旋槳，它是由主風輪21、助力風輪22、超越離合器23、垂直主軸24、船體25、螺旋槳轉角齒輪箱26和螺旋槳27組成。垂直軸主風輪21安裝在主軸24上，助力風輪22通過超越離合器23連接到主軸24上，主軸24穿過軸承管支架連接到底部的螺旋槳轉角齒輪箱26，風輪扭距經(jīng)過齒輪箱換向來驅動船用螺旋槳27。雙風輪結構承載在軸承管支架上，這個支架固定在船體25上。

附圖4描述一種垂直軸雙轉子風輪驅動葉輪來提供水面剪切力和增氧，上部結構和附圖3一致，垂直主軸24直接連接葉輪29。雙風輪結構承載在軸承管支架上，這個支架固定在浮體28上。

發(fā)明描述雖然給了一些工業(yè)應用和部件連接的詳細規(guī)范，但是非常明顯的可以產(chǎn)生很多變化，這些變化或衍生是緣于這項發(fā)明的設計概念。