CN1244843A - 一种转动帆架 - Google Patents

Abstract

一种用于帆的安装结构,通过使帆绕平行于船只纵轴的一轴线转动而允许该帆部分或全部收拢。

Description

一种转动帆架

本发明涉及一种转动帆架，尤其是相对于船体安装一帆的方法，从而通过调节帆相对于船体的方位可卷缩所述的帆。在一优选实施例中，该帆包括太阳光收集器，从而所述的调节也控制太阳能的收集。

本发明特别但并非唯一地应用于翼帆，并且尤其是用于采用多个翼帆的多桅水上船只。

授予Crafer的英国专利GB2234723公开了一翼帆，包括可由翼帆储藏的光电单元。尤其是，该专利公开了包括三个翼帆组件的一多桅水上船只，每一翼帆可绕其纵轴一致地转动，并且翼帆组件本身可以绕与中间翼帆的纵轴相一致的一垂直轴线转动。为了存放，该翼帆组件可转动到一横向直线排列位置，在此位置通过使组件绕一水平横向轴线转动、可使该组件平放到船只甲板上而使该组件可堆放起来。

本发明一方面涉及将一帆可转动地安装到一船只上的方法，该方法包括将所述的帆安装到船的一转轴上，所述转轴平行于船的纵轴，从而所述帆可以在该船纵轴的一横向平面内转动，由此可收拢所述的帆，并且从而将所述的帆限制在所述的横向平面内运动。

在一极为优选的实施例中，该帆是一翼帆并且该翼帆包括一太阳能收集器。在一种形式中，船只包括一对翼帆，所述翼帆沿船只横向地间隔配置。

本发明的另一方面涉及一包括一帆的船只，该帆由其基部安装在船上，以绕平行于该船纵轴的一轴线转动，还包括收帆(reefing)装置，用于在一竖立位置与一收拢位置之间转动所述的帆。

为了更容易理解和实际应用本发明，现参照附图来描述本发明的一优选实施例，其中：

图1是一包括一对翼帆的船只侧视透视图；

图2是图1的船只的一端视图，其中两个翼帆呈大致竖立位置；

图3是图1的船只的一端视图，其中一个翼帆呈竖立位置，而另一则处于收拢位置；

图4是一可行的连接结构的详细视图，其可用来将翼帆安装到船只上；

图5是另一种连接结构。

图1、2和3表示一包括一对翼帆12的船只10。这些帆经船只横向隔开配置并且设置在船只的相反侧附近，其载有太阳能板的表面位于帆的朝内的表面上。或者，帆的两侧都载有太阳能收集器，或者该帆是透明的并且两侧的太阳能收集器设置在帆内。

翼帆以一翼或者臂状的方式从船只起延伸，并且随甲板一起总共设有三个太阳能收集表面，它们共同构成一平面形的或凹形的太阳能收集器。

设有一连接结构以将每一帆12的近端安装到船只10上，从而提供帆相对于船只的运动。

参照图4，船只10包括一位于其甲板上的框架结构。该框架结构包括一些横向延伸的元件14。这些横向延伸的元件14包括位于其外端的夹套16。这些夹套16包括一沿船只的中心线方向延伸的中心通道，并且邻近于船只的外侧设置。

正如图4所最好示出地，这些夹套适于安装该连接结构的一第一轴件18。该第一轴18可在夹套内转动，从而绕大致平行于船只中心线的一轴线可转动。此外，该第一轴适于在夹套内作有限的轴向运动。

一阳连接元件20从该轴径向向外延伸并且适于设置在翼帆(或者帆桅杆)的一孔内，由此将该翼帆或帆架安装到该第一轴件上。在该结构中，帆的纵向轴线大致垂直于第一轴的轴线配置。

在所示的形式中，该阳连接元件20包括一高度调节元件22，其适于调节翼帆12与第一轴18之间的间距。此外设有一拉索24以将翼帆固定定位在阳连接元件上。采用该拉索的优点在于，当其张紧时可以使负荷沿翼帆分布。

采用该结构，第一轴18的转动可使翼帆12从图2所示的一大致竖立位置移向如图3所示的一横向或收拢位置。此外，第一轴18的轴向运动可使得翼的安装位置在前后方向上改变。在一些实施例中该第一轴也可以移动在船只甲板内或船只甲板外。

该连接结构也适于允许帆架或帆翼12绕其纵向轴线转动。该转动是由翼12绕阳元件20的转动提供的。为便于这种运动，沿着阳连接元件设置衬套26。采用该结构，翼的迎风角度可以改变，同时该翼处于相对于船只大致竖立的位置或者处于收拢的或部分收拢的位置，此时其横向地相对船只延伸。该转动可使得翼的举升特性变化，并使得船只相对于风的方向变化航向，以在相对于风向的各种角度下有效地航行，并且最佳地朝向太阳，以收集太阳能。

该连接结构包括一控制结构来控制翼帆的转动或收拢。在所示形式中，该控制结构包括一从第一轴18以相对于阳连接元件20呈角度间隔的关系径向向外延伸的控制臂28。在所示形式中，在控制臂28与阳连接元件20之间形成的角度大约为90度。

为控制帆的倾斜度，在控制臂28与船只的甲板之间设有拉索30(图3)。该拉索包括绳索、滑轮和索扣，并且将控制杆设置在相对于双体船的甲板的一预选位置(当然这种控制也可通过液压或其它装置来提供)。这进而确定翼帆的角度位置(收拢)。最好采用一带有绳索的滑轮系统(未示出)来提供机械益处，以协助帆的定位。

为控制翼帆绕其纵向轴线的转动，在翼帆的相应前边缘、后边缘与控制杆28之间设有拉索32、34(图4)。通过调节拉索，可以控制翼帆的迎风角度。此外可以使翼帆迎风或顺风。同样，该控制可由液压、电机或其它装置获得。

如图2和3所最好示出地，控制臂28向内延伸到双体船的甲板上。采用该结构，可由一个或两个人来操作该船，因为可以从船只的中央到达每一控制臂，由此可控制两个翼帆10的位置。此外在该位置，还可容易靠近船只的操作舵和马达。

在一优选实施例中，翼帆通过应用弹簧或其它弹性装置可采纳一非到位的45度的半收拢方位。这意味着帆必然要被推压到图2和3分别所示的最竖立和最水平(完全收拢)的位置。这是有利的，因为如果非到位的位置是图3所示的水平位置，则由于当帆水平时缺少机械优点而难以升起帆。一改进的连接结构示于图5。可注意到，控制臂28已向船外方向延伸。因此，控制臂的这种船外延伸部分可用来促使帆朝向完全收拢的位置。

该船只具有太阳能驱动马达航行的高性能特性。安装在船只上并且配有空气动力学形状和多方向运动能力的翼是非常通用的，与传统的帆架相比允许多种附加功能。这些包括可给船只提供举升或稳定力，可以改变船只的特性、例如其重心和风阻，和可以精确地调节帆上的太阳能收集器，使之面向太阳。将太阳能板安装在翼上使得可以在船只上结合一较大的太阳能收集表面，而不会过度地影响船只的性能。此外，由于可调节翼的角度，因此太阳能板可以给太阳能收集组件的表面提供最大的照射(暴露)。通过如所述地安装翼，可以避免甲板的遮蔽并且甲板空间可有利地用于太阳能收集。

由本发明的翼组件在太阳能驱动马达航行中所提供的优点可通过在船只中结合多个翼帆而进一步加强，因为多个翼帆组件可以执行各种功能组合，而单个翼组件则不能。例如，可以用一个翼来准确地跟踪太阳或给船只提供附加的稳定性，同时其它翼处于一竖立位置，以给船只提供向前的驱动力。此外，多个翼组件可一起工作，以使得提供给船只的力最佳。

可由风通过一帆获得的能量正比于相对风速的三次方。采用太阳能来驱动船只可增大相对风速(除非顺风行驶时)，从而改善航行效率。

应当理解可采用任何转动安装形式来将帆安装到船只上，包括弹性材料、铰链机构等。

应当理解可用另外的控制装置例如液压马达或电机来替换拉索装置(帆架)。

翼帆以往的一主要缺点是不能收拢翼帆。一般地，其只能使帆顺风或迎风。本发明则允许部分地或完全收拢翼帆，并且也可有利地采用能获得该结果的安装结构来允许翼帆跟踪太阳，以便收集太阳能。

最后，应当理解各种变化、修改和/或补充都可引入前述部件的结构和配置中，并且不脱离本发明的构思或范围。

Claims (7)

1.将一帆件可转动地安装到一船上的方法，该方法包括将所述的帆安装到船的一转轴上，所述转轴平行于船的纵轴，从而所述帆可以在一横向于该船纵轴的平面内转动，由此收拢所述的帆，并且从而将所述的帆限制在所述的横向平面内运动。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的帆件是一翼帆。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的帆件包括一太阳能收集器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述船包括一对翼帆，所述翼帆沿船只横向间隔配置。

5.一包括一帆的船，该帆由其基部安装在船上，并可绕平行于该船纵轴的一轴线转动，设有收帆装置，以在一竖立位置与一收拢位置之间转动所述的帆。

6.如权利要求5所述的船，其特征是具有一对横向间隔的帆。

7.如权利要求5所述的船，其特征是在收帆装置与帆之间设置有顺帆装置。

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