[发明专利]一种翼帆及具有该翼帆的船舶

说明书

技术领域

本发明涉及风帆助航领域，尤其涉及一种翼帆及具有该翼帆的船舶。

背景技术

自世界上第一艘以蒸汽机为动力的船舶问世以来，以热机（如柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等）为动力直接驱动螺旋桨的机械推进系统成为船舶推进的主要方式，在船舶动力装置中占据了主导地位。然而，一方面船舶内燃机机械推进系统仍存在噪音大、调速范围小和灵活性差等难以解决的问题；另一方面随着全球石油资源的耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，人们必须在石油还没有用尽的约60年时间内找到新的能源及其动力装置。这是人类在进入21世纪所面临的巨大问题和挑战之一。因此，人们一直在努力寻找能源利用效率高、不污染环境并可以再生的新能源及其利用方式。近十年来，随着能源需求压力过大，油价逐年攀涨的严峻形势下，世界航运业的课题也主要集中在节能、寻找新能源以及探索能源新的利用方法等诸方面，风帆助航系统也应运而生。自第一艘现代风帆助航船“新爱德丸”出现，二十年来世界各国已建造了多种风帆助航船舶。对风帆助航技术的研究，欧、美等国要比日本早，但他们侧重于“帆—机配合”的方式（即以风帆为主，主机为辅），比起日本的“机—帆配合”方式（即以主机为主，风帆为辅）难度大，风险性也大，船东不敢贸然投资。但经过7～8年的研究、试验和论证，得到明确可行的结论后，欧洲国家开始了“帆—机配合”实船的设计与建造。

对于可应用于船舶上的风帆公开了一些专利，如公开号为CN101209752A（公开日为2008年7月2日）的专利申请公开了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，该辅助风帆由船尾帆和船侧帆两部分组成。该装置主要是利用了与船舶行驶方向较为一致的风向，即船后来风，所能利用的风向角度较小。公开号为CN201296376Y（公开日为2009年8月26日）的专利申请公开了一种基于对帆体和舵体的自动控制来实现在一定风向范围内利用风能推动帆船定向航行的自动调向式风力助航帆船，通过测出航向与设定航向之间的偏角转化为电信号，经电路和单片机处理后控制和调节帆向与舵向，实现助推帆船的定向航行。

然而，以上船舶所使用的翼帆通常是固定在一定高度的桅杆上，当通过航道和桥梁时存在高度上的限制，从而限制了翼帆的面积，使翼帆的节能效果无法进一步提高。而且在恶劣天气条件下，风速过高，暴露的翼帆存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种节能，安全的翼帆及具有该翼帆的船舶。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种翼帆，它包括桅杆本体、帆面，所述翼帆还包括至少一个伸缩桅杆，所述伸缩桅杆相对于所述桅杆本体可升降运动，所述帆面由上骨架和下骨架支撑，所述帆面的上骨架与所述伸缩桅杆固定连接，所述帆面的下骨架与所述桅杆本体固定连接。

上述方案中，所述翼帆包括三个伸缩桅杆，所述三个伸缩桅杆收容于所述桅杆本体内，所述三个伸缩桅杆的中心轴线与所述桅杆本体的中心轴线均处于一条直线上。

上述方案中，所述帆面还包括位于上骨架和下骨架之间的第一骨架和第二骨架，上骨架、第一骨架、第二骨架及下骨架依次与三个伸缩桅杆和桅杆本体固定连接。

上述方案中，所述翼帆还包括液压机构，所述液压机构包括底座、液压缸及定位装置，所述桅杆本体设置于所述底座上，可相对于所述底座转动；所述液压缸收容于所述桅杆本体内，用于驱动所述伸缩桅杆升降运动；所述定位装置设置于所述伸缩桅杆内，用于锁定所述伸缩桅杆于固定位置。

上述方案中，所述定位装置包括弹簧及与所述弹簧端部连接的缸销，所述伸缩桅杆内的弹簧的压缩或拉伸分别用于使缸销脱离或卡固于相邻的伸缩桅杆或所述桅杆本体。

上述方案中，所述帆面包括两层帆布，所述两层帆布之间用纵向间隔的多条钢索支撑，保持帆面形状。

上述方案中，每条钢索中嵌入有多个铰链，用于使帆面在铰链的所在位置折叠。

上述方案中，所述帆面为圆弧型。

上述方案中，所述帆面的上骨架与所述伸缩桅杆之间通过支撑杆连接。

一种具有上述翼帆的船舶，其包括发动机及发动机调速装置，所述船舶还包括用于检测风速风向信号的检测装置、用于获取发动机实际转速信号的转速传感器、及中央控制系统，所述中央控制系统用于根据所述检测装置获取的风速风向信息计算所述翼帆的帆向角和发动机的转速，及用于控制翼帆的桅杆本体转动，从而调整翼帆的帆向角，并控制调速装置调整发动机的转速。

本发明的有益效果为：