CN115503922A - 一种风帆及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风帆及船舶，包括：支撑件；帆体组件，所述帆体组件包括第一帆体、安装在所述第一帆体上的安装件、驱动件，所述安装件与所述支撑件转动连接；所述驱动件被配置为带动所述安装件转动。在正常使用的过程中，让第一帆体竖直。在不使用时，利用驱动件带动安装件、第一帆体转动，让第一帆体平铺，如此不占用空间。避免影响船舶通过限高区域、装卸货物。当风向不利于船舶航行时将风帆折叠后也使风力对船舶的不利影响降至最低。

Description

一种风帆及船舶

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种风帆及船舶。

背景技术

随着燃油成本的上涨和国际公约对船舶碳排放管控力度的加大，船舶利用风帆辅助航行凭借其成本低廉，绿色环保等优点获得了航运界和船舶工业界的关注，IMO（联合国海事组织）也将风帆辅助推进技术也作为一种绿色节能的标准化设备向航运业进行推广，并通过2021年12月的MEPC77国际会议将风帆辅助推进设备计入船舶设计能效指标EEDI\EEXI的计算公式。但风帆同时也存在着占用甲板空间过大等问题。

在中国专利申请号：CN201920288230.0中公开了一种充气风帆。所述充气风帆包括板体和与所述板体连接的帆体，所述帆体包括桅杆、与所述桅杆连接的帆杠、和与所述桅杆和所述帆杠连接的帆布；其中，所述桅杆包括两个桅杆主片、两个桅杆侧片、桅杆顶盖和桅杆底盖，所述两个桅杆主片、两个桅杆侧片、桅杆顶盖和桅杆底盖连接形成桅杆充气腔室；其中，所述帆杠包括两个帆杠主片、两个帆杠侧片和帆杠盖。该技术方案通过放气实现折叠，不适于非充气风帆。

发明内容

为解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本发明提出一种风帆及船舶。

本发明提出的一种风帆，包括：

支撑件；

帆体组件，所述帆体组件包括第一帆体、安装在所述第一帆体上的安装件、驱动件，所述安装件与所述支撑件转动连接；所述驱动件被配置为带动所述安装件转动。

优选地，所述驱动件包括：

第一电机；

第一齿轮，所述第一齿轮安装在所述第一电机的输出端；

所述安装件上设有与所述第一齿轮相啮合的轮齿。

优选地，所述第一帆体能够相对所述安装件转动；

优选地，所述风帆还包括转动部，所述转动部用于带动所述第一帆体转动。

优选地，所述转动部包括：

第二电机；

绳索，所述绳索的一端与所述第一帆体连接，另一端与所述第二电机的输出端连接。

优选地，所述绳索、所述第二电机的数量均为四个，两个为一组的位于所述安装件的两侧。

优选地，各所述第一帆体上设有供所述绳索通过的限位环；

所述帆体组件还包括限位件，所述限位件安装在所述绳索上，当所述限位件与所述限位环接触时，所述限位件带动所述第一帆体转动。

优选地，所述限位件为球状，所述限位件的直径大于所述限位环的内径，所述限位件位于所述限位环远离所述第二电机的一侧。

优选地，所述帆体组件还包括第二帆体，所述第二帆体被配置为能够相对所述第一帆体升降。

优选地，所述帆体组件还包括：

齿条，所述齿条竖直安装在所述第一帆体上；

第三电机，所述第三电机安装在所述第二帆体上；

第二齿轮，所述第二齿轮安装在所述第三电机的输出端，且与所述齿条啮合。

优选地，所述第一帆体或所述安装件的一侧上设有阻止件，所述阻止件用于与所述支撑件配合以阻止所述安装件沿反方向转动。

优选地，所述风帆还包括：

底座；

转动机构，其中，所述支撑件通过上述转动机构与所述底座连接。

优选地，所述转动机构的两侧均设有多个所述帆体组件，各所述第一帆体的高度自外向内逐渐减小。

优选地，所述第一帆体上设有襟翼。

本发明还公开了一种船舶，包括：

船体；

任意一项所述的风帆，所述风帆设置在所述船体上。

优选地，所述船舶还包括风力风向传感器、控制器，所述控制器与所述风力风向传感器、驱动件电连接。

本发明带来的有益效果是：

在正常使用的过程中，让第一帆体竖直。在不使用时，利用驱动件带动安装件、第一帆体转动，让第一帆体平铺，如此不占用空间。避免影响船舶通过限高区域、装卸货物。

当风向不利于船舶航行时将风帆折叠后也使风力对船舶的不利影响降至最低。

附图说明

图1为本发明公开的主视图；

图2为本发明公开的图1中的A处的放大示意图；

图3为本发明公开的第一帆体平铺后的示意图；

图4为本发明公开的实施例1的俯视图；

图5为本发明公开的图4中的B处的放大示意图；

图6为本发明公开的第一帆体、第二帆体的示意图；

图7为本发明公开的第一帆体、第二帆体展开后的示意图；

图8为本发明公开的实施例2的示意图；

图9为本发明公开的实施例3的第一帆体展开的示意图；

图10为本发明公开的实施例3的第一帆体折叠后的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合；下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1，参照图1-图7，本发明提出的一种风帆，包括：支撑件1、帆体组件，支撑件1可以为支撑架。

所述帆体组件包括第一帆体2、安装在所述第一帆体2上的安装件3、驱动件，所述安装件3与所述支撑件1转动连接；所述驱动件被配置为带动所述安装件3转动。

可以让安装件3通过转轴与支撑件1转动连接。

在正常使用的过程中，让第一帆体2竖直。在不使用时，利用驱动件带动安装件3、第一帆体2转动，让第一帆体2平铺，如图3所示，如此不占用空间。避免影响船舶通过限高区域、装卸货物。

当风向不利于船舶航行时将风帆折叠后也使风力对船舶的不利影响降至最低。

本实施例中，所述驱动件包括：第一电机4、第一齿轮5。

所述第一齿轮5安装在所述第一电机4的输出端；所述安装件3上设有与所述第一齿轮5相啮合的轮齿6。

利用第一电机4带动第一齿轮5转动，利用第一齿轮5带动轮齿6、安装件3转动，进而带动第一帆体2绕转轴转动，将第一帆体2打开或折叠，使用更加方便。

利用第一齿轮5、轮齿6，可以调整第一帆体2与水平面之间形成不同夹角，以适应不同风向、风速等，适应性好。

为了进一步满足不同的应用场景，所述第一帆体2能够相对所述安装件3转动；所述风帆还包括转动部，所述转动部用于带动所述第一帆体2转动。第一帆体2的底端与安装件3转动连接，能够绕其长度方向转动。

可以利用转动部带动第一帆体2绕安装件3转动，调整第一帆体2与前进方向之间的夹角，适应不同的风向、风速。

具体的，所述转动部包括：第二电机7、绳索8。

所述绳索8的一端与所述第一帆体2连接，另一端与所述第二电机7的输出端连接。

利用第二电机7转动，通过绳索8带动第一帆体2绕安装件3转动，调整第一帆体2与船舶前进方向之间的夹角，以适应不同的风速、风向。

为了更好的对第一帆体2进行调节，所述绳索8、所述第二电机7的数量均为四个，两个为一组的位于所述安装件3的两侧。安装件3的两侧均设有两个绳索8、两个第二电机7。

结合图4，可以根据具体情况，让一个第二电机7缠绕伸缩，另一个第二电机7释放绳索8，更好的调整第一帆体2与船舶前进方向之间的夹角，适应不同的风向、风速，调节更加方便。

为了更好的利用绳索8带动第一帆体2转动，本实施例的各所述第一帆体2上设有供所述绳索8通过的限位环9。

所述帆体组件还包括限位件10，所述限位件10安装在所述绳索8上，当所述限位件10与所述限位环9接触时，所述限位件10带动所述第一帆体2转动。

所述限位件10为球状，所述限位件10的直径大于所述限位环9的内径，所述限位件10位于所述限位环9远离所述第二电机7的一侧。

结合图5，第二电机7缠绕绳索8，拉动绳索8向左移动，绳索8带动限位件10移动，利用限位件10带动限位环9移动，进而带动第一帆体2相对安装件3转动。

可以理解的是，本实施例采用限位件10、限位环9配合，让绳索8穿过限位环9，在第二电机7拉动绳索8时，能够让多个限位件10分别与多个限位环9抵接，能够同时调整多个第一帆体2转动，调整效果更加理想。

为了适用不同情况，所述帆体组件还包括第二帆体19，所述第二帆体19被配置为能够相对所述第一帆体2升降。当经过限高区域，比如桥梁时，可以让第二帆体19下降，降低整体高度，方便使用。

具体的，所述帆体组件还包括：齿条11，第三电机12，第二齿轮13。

所述齿条11竖直安装在所述第一帆体2上；所述第三电机12安装在所述第二帆体19上；所述第二齿轮13安装在所述第三电机12的输出端，且与所述齿条11啮合。

利用第三电机12带动第二齿轮13转动，让第二齿轮13沿齿条11移动，让第二帆体19相对第一帆体2升降。

本实施例中，所述第一帆体2的一侧上设有阻止件14，所述阻止件14用于与所述支撑件1配合以阻止所述安装件3沿反方向转动。

结合图1、图2，通过设置阻止件14，阻止第一帆体2、安装件3向两侧转动，避免意外。

当然，在另外实施例可以在所述安装件3设置所述阻止件14。

在本实施例中，所述风帆还包括：底座15、转动机构16。其中，所述支撑件1通过上述转动机构16与所述底座15连接。

利用转动机构16带动支撑件1转动，方便调整第一帆体2的位置、方向等，适应性好。

结合图1、图3，为了更换的折叠第一帆体2，所述转动机构16的两侧均设有多个所述帆体组件，各所述第一帆体2的高度自外向内逐渐减小。

结合图3，两侧对称设置3个第一帆体2，自外向内，第一帆体2的长度逐渐减小，方便折叠。

本实施例中，所述第一帆体2上设有襟翼17。襟翼17可以是富勒襟翼17，也可以是开缝襟翼17。

本实施例的第一帆体2、第二帆体19可以实现伸缩，并且带有襟翼17，可以最大限度的利用风能辅助船舶推进，同时第一帆体2可实现收缩后对称折叠放倒，折叠后占用空间小，不影响船舶通过限高区域或停靠码头装卸货物。

本实施例的第一帆体2为对称翼型帆，采用轻质复合材料制作，也可采用铝合金或其它轻质高强度材料制作。

实施例2，参考图8，本实施例与实施例1的不同是：本实施例在第一帆体2的一侧设置第二电机7、绳索8，调整第一帆体2与船舶前进方向之间的夹角。

实施例3，参考图9、图10，本实施例公开了一种船舶，包括：船体18、实施例1或2的风帆，所述风帆设置在所述船体18上。

所述船舶还包括风力风向传感器、控制器，所述控制器与所述风力风向传感器、驱动件电连接。

利用风力风向传感器、控制器，根据不同的风力风向情况调整第一帆体2的旋转角度和展开情况。

本实施例折叠后占用空间小，不影响船舶通过限高区域或停靠码头装卸货物。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风帆，其特征在于，包括：

支撑件；

帆体组件，所述帆体组件包括第一帆体、安装在所述第一帆体上的安装件、驱动件，所述安装件与所述支撑件转动连接；所述驱动件被配置为带动所述安装件转动；

所述第一帆体能够相对所述安装件转动；

所述风帆还包括转动部，所述转动部用于带动所述第一帆体转动；

所述转动部包括：

第二电机；

绳索，所述绳索的一端与所述第一帆体连接，另一端与所述第二电机的输出端连接；

所述绳索、所述第二电机的数量均为四个，两个为一组的位于所述安装件的两侧；

各所述第一帆体上设有供所述绳索通过的限位环；

所述帆体组件还包括限位件，所述限位件安装在所述绳索上，当所述限位件与所述限位环接触时，所述限位件带动所述第一帆体转动；

所述限位件为球状，所述限位件的直径大于所述限位环的内径，所述限位件位于所述限位环远离所述第二电机的一侧。

2.根据权利要求1所述的风帆，其特征在于，所述驱动件包括：

第一电机；

第一齿轮，所述第一齿轮安装在所述第一电机的输出端；

所述安装件上设有与所述第一齿轮相啮合的轮齿。

3.根据权利要求1所述的风帆，其特征在于，所述帆体组件还包括第二帆体，所述第二帆体被配置为能够相对所述第一帆体升降；

所述帆体组件还包括：

齿条，所述齿条竖直安装在所述第一帆体上；

第三电机，所述第三电机安装在所述第二帆体上；

第二齿轮，所述第二齿轮安装在所述第三电机的输出端，且与所述齿条啮合。

4.根据权利要求1所述的风帆，其特征在于，所述第一帆体或所述安装件的一侧上设有阻止件，所述阻止件用于与所述支撑件配合以阻止所述安装件沿反方向转动。

5.根据权利要求1所述的风帆，其特征在于，所述风帆还包括：

底座；

转动机构，其中，所述支撑件通过上述转动机构与所述底座连接；

所述转动机构的两侧均设有多个所述帆体组件，各所述第一帆体的高度自外向内逐渐减小；

所述第一帆体上设有襟翼。

6.一种船舶，其特征在于，包括：

船体；

如权利要求1-5任意一项所述的风帆，所述风帆设置在所述船体上；

所述船舶还包括风力风向传感器、控制器，所述控制器与所述风力风向传感器、驱动件电连接。

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