CN100542885C - 具有筝帆式部件的水上交通工具 - Google Patents

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Abstract

具有筝帆式部件的水上交通工具，该筝帆式部件通过牵引绳索(1)与水上交通工具连接，其特征在于，所述筝帆式部件(23)配有调整装置，它们由水上交通工具(21)提供能量，该能量在牵引绳索(1)里面或上面传递。

Description

具有筝帆式部件的水上交通工具
技术领域
本发明涉及一种具有筝帆式部件的水上交通工具，该筝帆式部件通过牵引绳索与水上交通工具连接。
背景技术
在已知的水上交通工具(WO 01/192102 A1)中可以规定，使筝帆式部件通过多根牵引绳索与水上交通工具连接。在此，筝帆式部件通过风驱动船，其中这种驱动仅仅通过风实现或者通过风的驱动只用于支持机械的驱动，用于节省燃料或者提高速度。由于多根牵引绳索可以控制筝帆式部件。但是多根牵引绳索存在缺陷，它们必须单独地卷绕或者说退卷，用于收取或放置筝帆式部件。也可以缠绕多根牵引绳索。因此由上述文献也已知具有上述形式的的筝帆式部件的水上交通工具，其中只有一根牵引绳索，通过它避免上述问题。
但是缺陷是，不再能够轻而易举地控制筝帆式部件。
发明内容
本发明的目的是实现上述形式的具有筝帆式部件的水上交通工具，其中可以有针对性地控制筝帆式部件。
按照本发明的解决方案是，使筝帆式部件配有调整装置，它们由水上交通工具提供能量，该能量在牵引绳索里面或上面传递。
在此设有调整装置，通过它们可以改变或影响筝帆式部件的帆形状、迎风角、打开盖、收帆过程和类似参数。在此通过位于筝帆式部件上的传感器或者特别有利地通过来自船上的无线电可以自动地实现控制。在此容易地使信号发送到筝帆式部件。但是必须对于调整装置提供能量。现在按照本发明由水上交通工具实现这种供能，而且在牵引绳索里面或上面。
在有利的实施方式中在牵引绳索上固定使水上交通工具与筝帆式部件连接的能量传递部件。在另一实施方式中使所述牵引绳索由使水上交通工具与筝帆式部件连接的抗拉的能量传递部件构成。
所述能量传递部件可以是电缆。该电缆在此尤其可以是碳素纤维电缆。也可以使整个牵引绳索由碳素纤维制成。在这种绳索中绳股相互平行并且只通过外壳固定在一起。在这里例如可以实现绳股的电分支，由此使一半绳股相对于另一半绝缘，因此使碳素纤维电缆可以用于往复传导电流并且无需特殊导体。在此负责供电的绳股也可以至少部分地承受拉力。电缆对外通过外壳绝缘。
如果电缆是牵引绳索，则可以配有相应的加强绳索或钢丝，由此使它具有足够的抗拉强度。
通过这个能量传递部件可以将电流从水上交通工具传递到筝帆式部件，用于对这个部件供电能。但是电缆也可以用于使控制信号从水上交通工具传递到筝帆式部件。但是这种传递也可以例如通过无线电实现。
在另一有利的实施方式中所述能量传递部件是软管。通过该能量传递部件可以传递通往筝帆式部件的流体，该流体在那里作用于相应的操作部件。
尤其是玻璃纤维。通过这个能量传递部件能够传递光，它在筝帆式部件中通过适合的转换器可以转换成电能。
在另一有利的实施方式中所述能量传递部件是光导体，尤其是玻璃纤维。通过这个能量传递部件能够传递光，它在筝帆式部件中通过适合的转换器可以转换成电能。
如果将能量传递部件与牵引绳索组成唯一的部件，则产生更小的空气动力阻力。在绞盘上的操作比必须缠绕或退卷多根独立的长形部件更简单。对于牵引绳索/能量传递部件也得到更轻微的重量。
缺陷是，必须使能量传递部件与绳索基本相同地伸展，其中在使用温度范围上必须是这种情况。在使用软管的情况下这个软管不再能够通过绳索在负荷下或者在缠绕到绞盘上时夹紧。
如果不能这样选择能量传递部件，使能量传递部件具有正好与牵引绳索相同的可伸展性，则必须使能量传递部件可滑动地相对于牵引绳索设置。当能量传递部件设置在牵引绳索里面时，可以通过滑动层实现这一点。对于基本相同的可伸展性可以使牵引绳索与能量传递部件相互粘接。
在使用软管的情况下使软管以适宜的方式保持在过压下，因为软管的内压防止弯曲或夹紧。
在另一实施方式中以适宜的方式通过卡子使能量传递部件与牵引绳索分开，但是相互连接。优点是，当能量传递部件可以相对于牵引绳索移动时，能量传递部件与牵引绳索可以具有不同的可伸展性。如果不考虑相同的可伸展性，则能够更好地选择材料。也可以更好地进行维护。缺陷是，空气动力特性变差，在绞盘上的操作变得更难并且重量可能变得更沉。
替代上述的通过卡子的固定，其中卡子以适宜的方式防滑地固定在牵引绳索上，也可以选择例如通过插接在牵引绳索与能量传递部件之间的搭扣带、包装带(Bandrole)、固定的夹子或外壳(耐滑套)实现固定。能量传递部件与牵引绳索之间的缝隙越大，空气动力阻力就越大。
如果牵引绳索与能量传递部件是分开的部件，则重要的是，两个部件相互间在确定的边界上可以移动。在这种解决方案中非常有利的是，使能量传递部件相对于牵引绳索移动并且不能反之。
在使用牵引绳索和与其分开的能量传递部件时必须使绞盘头适配，因此使绞盘头具有两个不同的半径，由此可以使牵引绳索与能量传递部件平行地卷绕到相同的绞盘头上。在这种解决方案中重要的是，能量传递部件具有比牵引绳索更高的可伸展性，因此不必通过能量传递部件施加拉负荷。
必须使整个系统优化到最大的断裂负荷/工作强度、最小的伸展、最小的空气阻力、最小的质量和最大的能量输送功率。
不言而喻，为了传递能量必须使能量传递部件通过相应的传递部件与水上交通工具和筝帆式部件连接。
如果使用软管，使压力空气，尤其是干燥和/或加热的压力空气作为能量传递流体是特别有利的，否则水份可能在软管中结冰，这不仅可能增加牵引绳索的重量，而且也可能带来使软管磨损的危险，由此不再可能传递压力空气。
在另一有利的实施方式中不使用压力空气作为能量传递流体，而是使用可燃烧的气体，尤其是氢气或甲烷。在筝帆式部件中使用一种燃料，通过它同样可以起到驱动的作用。甲烷可以在筝帆式部件或者说固定在其上的吊舱中驱动燃料电池或内燃机。高密度流体、尤其是液体作为能量传递介质是不适合的，因为相应的流体或者说液体柱在软管中是非常沉重的。
以适宜的方式在水上交通工具上设有用于牵引绳索和/或能量传递部件的绞盘，它在绞盘头前面为了将牵引绳索和/或能量传递部件定向配有导向面或导向板。
以适宜的方式设有两个、三个或更多的配有蓄绳器的绞盘头，由此可以使牵引绳索或者说牵引绳索/能量传递部件复合体不在绞盘头壁上摩擦。在使用两个至三个绞盘头时，在其间使牵引绳索/能量传递部件往复移动，尽管如此可以实现至少450°的缠绕角，这对于要承受的牵引负荷是足够的。
以适宜的方式出于安全的原因(例如对于在传动中断时等情况)使每个绞盘头具有自身的紧急制动器，它可以适宜地由带制动器构成。对于标准的制动可以设有可调整的盘制动器。在绞盘头后面可以设置蓄绳器，它由滚筒构成。这个滚筒同样被驱动和制动。
在牵引绳索与能量传递部件并排设置的情况下适宜地使用双头的绞盘头轮廓，由此可以使牵引绳索和能量传递部件容纳在分开的、适配于其横截面的沟槽里面。
上述的适宜的具有绞盘-其中该绞盘具有导向面和导向板-具有两个、三个或更多的具有蓄绳器的绞盘头、具有用于每个绞盘头的紧急制动器和双头的绞盘头轮廓的实施方式中，对于上述情况是特别有利的，使牵引绳索也具有能量传递部件或者说与能量传递部件连接。但是绞盘的这种优点也在这种情况下存在，其中只设有牵引绳索而没有能量传递部件。因此这个申请的保护也应该明确地包括这些情况，其中绞盘如上所述地构成，但是只设有牵引绳索而没有能量传递部件。
筝帆式部件的供电不只用于调整。实际上，电能可以被传递或者由于其它的能量输入在筝帆式部件中产生，以用于对控制器、传感器等提供工作电压。为了存储电能以适宜的方式在筝帆式部件或者说吊舱中设有蓄电池。
尤其是(但不仅仅是)在使用电缆作为能量传递部件的情况下，存在着雷击或由于静电作用过电压的危险。因此适宜地设有避雷器和/或防止静电充电或者说放电的保险器。但是避雷器和/或防止静电充电或者说放电的保险器不局限于设有能量传递部件的情况。实用新型的保护也应该明确地包括设有这种避雷器和/或防止静电充电或者说放电的保险器的情况，其中使用没有能量传递部件的牵引绳索。
附图说明
下面借助于附图所示实施方式示例性地描述本发明。附图中：
图1-3示出具有集成的能量传递部件的三个不同牵引绳索的横截面，
图4示出具有两个绞盘头的绞盘，
图5-6示出不同的绞盘头的轮廓，
图7示出具有三个绞盘头和蓄绳器的绳索导引机构，
图8-10示出具有转环的连接器，通过它使牵引绳索/能量传递部件固定在筝帆式部件上，
图11是水上交通工具和筝帆式部件的示意图，
图12示出在吊舱中的过电压保护A的细节图，
图13示出在水上交通工具上的过电压保护B的细节图。
具体实施方式
在图1中示出牵引绳索1(或者说牵引绳索的抗拉纤维结构)，在其中能量传递部件2设置在中心，它通过层3与牵引绳索的主要部分1分开。该能量传递部件2可以是软管，其中部件3是软管壁。但是部件2也可以是电缆，其中两个半圆形的芯线通过绝缘体相互分开并且通过绝缘体3包围。
在图2和3的实施方式中，牵引绳索的主要部分1和能量传递部件2通过公共的外套4包围。
图4示出具有两个绞盘头5，6的绞盘，它们通过传动装置7相互连接。在此绞盘头5与电机8连接，绞盘头6与制动器9连接。两个绞盘头5，6还具有尤其是带制动器形式的紧急制动器10。以11表示电流输入。
图5的绞盘头12具有用于容纳牵引绳索/能量传递部件的单头轮廓，它组合地构成。图6的绞盘头13具有双头的轮廓，其中在一个轮廓沟槽中容纳牵引绳索而在另一沟槽中容纳能量传递部件。
图7示出具有三个绞盘头14，15，16和一个蓄绳器17的结构，通过它们可以缠绕和退卷牵引绳索1和能量传递部件2。
在图8至10中示出转环18，用于表示不同的方案，如何使牵引绳索1与能量传递部件2通过在附图中未示出的筝帆式部件连接。
在图11中简示出水上交通工具21，它具有绞盘5，该绞盘固定牵引绳索1。这个牵引绳索与筝帆式部件23的控制吊舱22连接。借助于这个控制吊舱22可以使筝帆式部件23的牵引绳索24适配于风力特性和操纵条件。在圆25中示出牵引绳索1与电缆2的两个芯线的放大图。所述控制吊舱22通过绳索隔离器26与牵引绳索24连接，用于由此得到雷击保护和静电放电保护。也可以选择或附加地使相应的绳索隔离器位于控制吊舱22与牵引绳索1之间。
但是避雷保护或过电压保护不局限于这个绳索隔离器26。而是还可以在控制吊舱22中设有在图12中详细示出的电路A。通过“+”和“-”示出电缆2的两个芯线。一个取决于电压的电阻27位于芯线之间，其电阻随着电压的增加而降低。通过28和29表示离子放电器。在此，放电器是一个部件，它对于标准的运行电压起到隔离器的作用并且在电压过高时导出这个电压或者说使其短路。在此离子放电器可以与电容类似地由具有中间电极和壁式电极的电子管构成或者由具有两个极板的平面电容部件构成。在此，两个电极或极板以小的间隔设置，它足以使部件在标准的运行电压下起到隔离器的作用。在运行电压过高时，电流在两个电极或者说极板之间流动并由此导出过电压。电压越高并且如上所述电阻27的电阻越小，可以使越多的电流通过放电器28，29导出，而不存在建立电子电路的危险。通过30还表示过电压的导出(离子放电器相对于大地的残余电压)。
电路B设置在水上交通工具里面。在此31是船舶发电机的电源导线，32是绳索壁5的电源回路中的保险器。33是过电压保护34的保险器。35表示接地，即船体或水，而36是通向绞盘5的电源导线。

Claims (17)

1.具有筝帆式部件的水上交通工具，该筝帆式部件通过牵引绳索(1)与水上交通工具连接并且配有调整装置，所述调整装置由水上交通工具(21)提供能量，该能量在牵引绳索(1)里面或上面传递，其中在牵引绳索(1)上固定使水上交通工具(21)与筝帆式部件(23)连接的能量传递部件(2)并且该能量传递部件(2)设置在在牵引绳索(1)的长度上延伸的空心空间里面。
2.如权利要求1所述的水上交通工具，其特征在于，所述牵引绳索(1)是使水上交通工具(21)与筝帆式部件(23)连接的抗拉的能量传递部件(2)。
3.如权利要求1或2所述的水上交通工具，其特征在于，所述能量传递部件(2)是电缆。
4.如权利要求1或2所述的水上交通工具，其特征在于，所述能量传递部件(2)是软管。
5.如权利要求1或2所述的水上交通工具，其特征在于，所述能量传递部件(2)是光导体。
6.如权利要求1所述的水上交通工具，其特征在于，所述能量传递部件(2)滑动地且可移动地设置在空心空间里面。
7.如权利要求1所述的水上交通工具，其特征在于，所述能量传递部件(2)与牵引绳索(1)粘接。
8.如权利要求4所述的水上交通工具，其特征在于，将压力空气输送到筝帆式部件(23)。
9.如权利要求4所述的水上交通工具，其特征在于，将一种可燃烧气体输送到筝帆式部件。
10.如权利要求3所述的水上交通工具，其特征在于，所述电缆也用于信号传递。
11.如权利要求1或2所述的水上交通工具，其特征在于，其具有用于牵引绳索(1)和/或能量传递部件(2)的绞盘，该绞盘在绞盘头前面为了将牵引绳索(1)和/或能量传递部件(2)定向配有导向面或导向板。
12.如权利要求11所述的水上交通工具，其特征在于，多个绞盘头配有蓄绳器(17)。
13.如权利要求12所述的水上交通工具，其特征在于，每个绞盘头配有自身的紧急制动器(10)。
14.如权利要求1或2所述的水上交通工具，其特征在于，设有避雷器和/或防止静电充电或者说放电的保险器。
15.如权利要求5所述的水上交通工具，其特征在于，所述光导体是玻璃纤维。
16.如权利要求8所述的水上交通工具，其特征在于，所述压力空气是干燥的和/或加热的压力空气。
17.如权利要求9所述的水上交通工具，其特征在于，所述可燃烧气体是氢气或甲烷。
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