CN101209752A - 以风帆为辅助动力的远洋货轮 - Google Patents

Abstract

一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，包括远洋货轮和一套辅助风帆，其特征在于辅助风帆由船尾帆和船侧帆两部分组成，船尾帆安装在船尾，船侧帆安装在船的二侧，船侧帆在船的每一侧面分别安置了4～8组，而船尾帆仅在船尾安置了一组，船尾帆和船侧帆各配备有操控装置。船尾帆包括船尾帆主支撑柱、船尾帆副支撑柱、船尾帆x型的骨架、船帆布、船尾帆操控装置，是一单面可收放主帆。船侧帆呈百页扇状，由包括根部万向节、旋转连接部、纵向支撑杆、横向支撑杆、帆布收放滑轨、滑块收放机构、船帆布和船侧帆操控装置组成，是2～4个长条形翼帆组合成的可收放帆。

Description

以风帆为辅助动力的远洋货轮

技术领域

本发明涉及一种船舶，具体的涉及一种以风帆为辅助动力的远洋货轮。

背景技术

在全世界的商品运输网络中，船运扮演了十分重要的角色，以2004年为例，价值8.9万亿美元的全球出口贸易中有90％是通过船运实现的。现代船运以其运量大，运输单价低，运输可靠性较高而成为了全球贸易运输中的生力军。有鉴于这种情况，船舶运输的动力改革能节省大量能源。尤其是绝大部分船舶还在使用柴油，煤等不可再生能源的今天，清洁的新船用动力的开发十分具有价值。这对于减少全球温室气体排放量，共建绿色地球家园也有着巨大的贡献。

另一点值得注意的是：清洁的新动力船舶对港口城市附近海域的污染也较小。上海的城市主战略之一就是成为国际大港，上海港在世界集装箱大港排序中本是无名之辈，1996年吞吐量不到200万标箱，但是近几年，一年上一个大台阶，到2003年已跃居世界第三位，2004年攀升到第二位，现在正在向世界第一大港口迈进。而上海港货物、集装箱吞吐量均列全国第一。清洁船用能源的开发无疑会进一步推动港口发展。

曾几何时，风帆带领人们畅游大海，探索世界。随着科学技术的发展，现代船舶普遍使用石油或煤作为燃料，风帆则退居二线。但世界石油供应的逐渐短缺和日益突出的环境污染促使人们寻找更清洁高效的动力来源。风帆作为人类的老伙伴，有机会再次发挥作用。

以清洁高效为目标的新动力的选择有很多，为什么风帆是第一选择呢？因为其他诸如氢动力，太阳能等能源的安装成本高，功率小，不适合船舶的推进，技术上还有诸多限制。而风帆相对来说较为成熟，且费用也低廉很多。

风帆的外形与安装部位是风帆是否能够起到助航作用的关键因素。传统的风帆船的主帆一般在甲板上，穿透上层甲板且占用了其上的大部分空间。现代远洋船舶的结构已根本不适合安装这样的风帆，例如集装箱船，从底舱到甲板上几十米都整齐的堆满了集装箱。这就要求新的风帆助航装置由一套全新设计的风帆组成，以满足现代船舶的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，通过提出一种新的风帆助航设计，帮助全球远洋航运变得更经济高效。

本发明的技术方案是：一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，包括远洋货轮和一套辅助风帆，其特征在于辅助风帆由船尾帆和船侧帆两部分组成，船尾帆安装在船尾，船侧帆安装在船的二侧，船尾帆和船侧帆各配备有操控装置。

本发明的一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，其特征在于所述的船侧帆在船的每一侧面分别安置了4～8组，而船尾帆仅在船尾安置了一组。

本发明的一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，其特征在于所述的船尾帆和船侧帆所配备有操控装置由船身传感器，外界信息接受装置，和智能指挥装置三部分组成。

所述的船尾帆，包括船尾帆主支撑柱、船尾帆副支撑柱、船尾帆x型的骨架、船帆布、船尾帆操控装置，是一单面可收放主帆，由安置在船尾的主支撑柱支撑，并由一安置在副支撑柱上可收放的张开呈x型的骨架结构维持形状，长度为2倍船宽，高一倍船宽；副支撑柱的一端连接在主支撑柱顶端，另一端与张开呈x型的可收放的骨架结构的交叉点相连接，风帆布面安置在x型的骨架结构上；操控船尾帆的操控装置的各部件分别安置在主支撑柱、副支撑柱和x型的骨架结构上。

根据需要，使用时船尾帆的操控装置使用它的液压装置控制副支撑柱一端抬升，使副支撑柱与主支撑柱成90度角，x型的骨架结构在液压装置控制下同时伸张展开成一面风帆，不使用时，控制x型的骨架结构收缩，将风帆收缩成一束围绕副支撑柱圆筒状，同时副支撑柱一端慢慢落下与主支撑柱相贴近。

所述的船侧帆，单面船侧帆呈百页扇状，是2～4个长条形翼帆组合成的可收放帆，帆体由根部万向节、旋转连接部、纵向支撑杆、横向支撑杆、帆布收放滑轨、滑块收放机构、船帆布和船侧帆操控装置组成，根部万向节一端固定在船侧的船体上同时又固定在第1根纵向支撑杆上，在收放风帆和调整风帆角度以适应风向时，负责整个帆体的转向；纵向支撑杆和横向支撑杆由旋转连接部连接，使纵向支撑杆和横向支撑杆组成的船侧帆骨架能收放自如，纵向支撑杆和横向支撑杆组成的船侧帆骨架撑起风帆的外形，组成多面可收放帆，同时是主要受力构件；横向支撑杆上设置有帆布收放滑轨及滑块收放机构，纵向支撑杆内有容纳帆布的空间，可存放收入的帆布，滑块收放机构将卷置于纵支撑柱内的帆布拉出或将帆布卷置于纵支撑柱内；第1根纵向支撑杆根部有一轴动旋转装置，当其工作时与船体成90度角，需要回收时由旋转装置先将帆体转动靠近船身，同时撑起帆体的骨架结构也开始变形收缩，帆布收放滑块沿着帆布收放滑轨滑向纵向支撑杆，将风帆帆布卷起收进置于纵向支撑柱内，组成正面帆的多面翼帆同时开始折叠，最终，侧帆收缩成为一个棒状物紧贴在船壳上，反之使用时帆布收放滑块将风帆帆布从纵向支撑柱内拉出，同时沿着帆布收放滑轨滑向另一纵向支撑杆，组成正面帆的多面翼帆同时开始张开，与船体成90度角。船侧帆操控装置安置在船体上，它分别在根部万向节、旋转连接部、滑块收放机构上安置有控制部件。

每一组船侧帆为纵列多面可收放帆，单面帆呈百页扇状，由多个长条形翼帆拼接而成，大小约为长0.5～0.7倍船宽，高1倍船宽，由其根部的轴转向机构控制角度。

船侧帆操控装置属于智能指挥装置的一部分。根据需要，使用时船侧帆的操控装置使它的各部件控制根部万向节、旋转连接部、滑块收放机构，使船侧帆的各部分各司其责满足使用和收起。

附图说明

图1为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮结构示意图

图2为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船舶模型示意图

图3为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船舶模型示意侧视图

图4为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船舶模型示意俯视图

图5为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船尾帆示意图

图6为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船尾帆结构示意图

图7为本发明以风帆为辅助动力的远洋货轮的船侧帆结构示意图

图8为本发明的船侧帆结构中旋转连接部、纵向支撑杆和横向支撑杆连接示意图

图9为本发明的船侧帆结构中旋转连接部、纵向支撑杆、横向支撑杆、帆布收放滑轨、滑块收放机构和船帆布相对位置示意图

图10为本发明的船侧帆示意俯视图

图中1货轮、2船侧帆、3船尾帆、4船尾帆主支撑柱、5船尾帆x型的骨架、6船帆布、7船尾帆副支撑柱、8船尾帆操控装置、9根部万向节、10纵向支撑杆、11横向支撑杆、12旋转连接部、13帆布收放滑轨、14滑块收放机构、15船侧帆操控装置、16船侧的船体。

具体实施方式

下面结合实例进一步说明本发明。

本发明的一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述的船尾帆3是一单面可收放主帆，是以风帆为辅助动力的远洋货轮的辅助风帆中船尾帆3和船侧帆2两部分中的一部分，由安置在货轮1船尾的主支撑柱支撑4，并由一安置在副支撑柱7上的张开时呈x型的可收放的船尾帆x型的骨架5维持形状，长度为2倍船宽，高一倍船宽；副支撑柱7的一端连接在主支撑柱4顶端，另一方端连接在张开时呈x型的骨架结构5的x型的交叉点上，风帆布6面安置在x型的骨架结构上；船尾帆操控装置8分别安置在主支撑柱、副支撑柱和x型的骨架结构上，根据需要，使用时船尾帆的操控装置8使用它的液压装置控制副支撑柱7一端抬升，使副支撑柱7与主支撑柱4成90度角，x型的骨架5结构在液压装置控制下同时伸张展开成一面风帆，不使用时，控制x型的骨架5结构收缩，将风帆收缩成一束围绕副支撑柱圆筒状，如同由液压控制收放的大型雨伞，同时副支撑柱一端慢慢落下与主支撑柱相贴近。

风帆的控制系统由船身传感器，外界信息接受系统，和智能指挥系统三部分组成。船身传感器主要是安装在风帆以及船身上的一系列受力传感器和其他装置，它们随时监控着船体所反馈的各种数据与情况并及时传输给指挥系统。外界信息接收系统负责与外部联络，获取气象信息与水文情况。智能指挥系统通过各方面获得的数据来决定收放帆的时机以及对帆的方位状态的微调。整个系统可以自动工作也可人工干预，确保风帆助航的顺利进行。船尾帆操控装置受风帆的控制系统控制，负责担当船尾帆的收放使用等任务。

如图1、图2、图3、图4、图7、图8、图9和图10所示，所述的船侧帆2是一排固定在船体侧面的横帆根据船的大小，船的两侧可以各安置6组单面船侧帆，单面船侧帆2呈百页扇状，是3个长条形翼帆组合成的可收放帆，是以风帆为辅助动力的远洋货轮的辅助风帆中船尾帆3和船侧帆2两部分中的一部分，帆体由根部万向节9、旋转连接部12、纵向支撑杆10、横向支撑杆11、帆布收放滑轨13、滑块收放机构14、船帆布6和船侧帆操控装置15组成，根部万向节9一端固定在船侧的船体16上同时又固定在第1根纵向支撑杆10上，在收放风帆和调整风帆角度以适应风向时，负责整个帆体的转向；纵向支撑杆10和横向支撑杆11由旋转连接部12连接，使纵向支撑杆和横向支撑杆组成的船侧帆骨架能收放自如，纵向支撑杆和横向支撑杆组成的船侧帆骨架撑起风帆的外形，组成多面可收放帆，同时是主要受力构件；横向支撑杆11上设置有帆布收放滑轨13及滑块收放机构14，纵向支撑杆10内有容纳船帆布6的空间，可存放收入的船帆布6，滑块收放机构将卷置于纵支撑柱内的帆布拉出或将帆布卷置于纵支撑柱内；第1根纵向支撑杆根部有一轴动旋转装置，当其工作时与船体成90度角，需要回收时由旋转装置先将帆体转动靠近船身，同时撑起帆体的骨架结构也开始变形收缩，帆布收放滑块沿着帆布收放滑轨滑向纵向支撑杆，将风帆帆布卷起收进置于纵向支撑柱内，组成正面帆的多面翼帆同时开始折叠，最终，侧帆收缩成为一个棒状物紧贴在船壳上，反之使用时帆布收放滑块将风帆帆布从纵向支撑柱内拉出，同时沿着帆布收放滑轨滑向另一纵向支撑杆，组成正面帆的多面翼帆同时开始张开，与船体成90度角。船侧帆操控装置15安置在船体16上，它的控制部件分别安置在根部万向节9、旋转连接部12、滑块收放机构114上。

船侧帆所配备有操控装置由船身传感器，外界信息接受装置，和智能指挥装置三部分组成，船帆操控装置属于智能指挥装置的一部分。根据需要，使用时船侧帆的操控装置使它的各部件控制根部万向节、旋转连接部、滑块收放机构，使船侧帆的各部分各司其责满足使用和收起。

风帆的控制系统由船身传感器，外界信息接受系统，和智能指挥系统三部分组成。船身传感器主要是安装在风帆以及船身上的一系列受力传感器和其他装置，它们随时监控着船体所反馈的各种数据与情况并及时传输给指挥系统。外界信息接收系统负责与外部联络，获取气象信息与水文情况。智能指挥系统通过各方面获得的数据来决定收放帆的时机以及对帆的方位状态的微调。整个系统可以自动工作也可人工干预，确保风帆助航的顺利进行。船侧帆操控装置受风帆的控制系统控制，负责担当船侧帆的收放使用等任务。

鉴于整个风帆的庞大体积，制成支撑杆的材料必须质量轻且强度大，采用复合材料制作风帆骨架，采用坚固强韧的高分子薄膜材料制作帆布，所有的船尾帆、船侧帆均由复合轻质材料制成，不会对船的结构有重大改变，且可在数天内装卸。对船不需要作任何实质性的改动，不影响原有功能，仅是增加了一个辅助动力系统，帮助远洋航运变得更经济高效。

Claims (3)

1.一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，包括远洋货轮和一套辅助风帆，其特征在于辅助风帆由船尾帆和船侧帆两部分组成，船尾帆安装在船尾，船侧帆安装在船的二侧，船侧帆在船的每一侧面分别安置了4～8组，而船尾帆仅在船尾安置了一组，船尾帆和船侧帆各配备有操控装置。

2.根据权利要求1所述的一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，其特征在于所述的船尾帆包括船尾帆主支撑柱、船尾帆副支撑柱、船尾帆x型的骨架、船帆布、船尾帆操控装置，是一单面可收放主帆，由安置在船尾的主支撑柱支撑，并由一安置在副支撑柱上可收放的张开呈x型的骨架结构维持形状，长度为2倍船宽，高一倍船宽；副支撑柱的一端连接在主支撑柱顶端，另一端与张开呈x型的可收放的骨架结构的交叉点相连接，风帆布面安置在x型的骨架结构上；操控船尾帆的操控装置的各部件分别安置在主支撑柱、副支撑柱和x型的骨架结构上。

3.根据权利要求1所述的一种以风帆为辅助动力的远洋货轮，其特征在于所述的船侧帆呈百页扇状，是2～4个长条形翼帆组合成的可收放帆，单面船侧帆帆体由根部万向节、旋转连接部、纵向支撑杆、横向支撑杆、帆布收放滑轨、滑块收放机构、船帆布和船侧帆操控装置组成，根部万向节一端固定在船侧的船体上同时又固定在第1根纵向支撑杆上；旋转连接部连接纵向支撑杆和横向支撑杆组成能收放自如的船侧帆骨架；横向支撑杆上设置有帆布收放滑轨及滑块收放机构，纵向支撑杆内有容纳帆布的空间；船侧帆操控装置安置在船体上，它的控制部件分别安置在根部万向节、旋转连接部、滑块收放机构上。

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