[发明专利]三叶型推进发电两用式风帆无效
申请号: | 201010538756.3 | 申请日: | 2010-11-10 |
公开(公告)号: | CN102001431A | 公开(公告)日: | 2011-04-06 |
发明(设计)人: | 陈顺怀;陈鲁愚;漆婓;徐立 | 申请(专利权)人: | 武汉理工大学 |
主分类号: | B63H9/04 | 分类号: | B63H9/04;B63H21/17;B63H13/00 |
代理公司: | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人: | 张安国 |
地址: | 430070 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 三叶型 推进 发电 两用 风帆 | ||
技术领域
本发明涉及船用风帆,特别是一种三叶型推进发电两用式风帆。
背景技术
风能是具有大规模发展潜力的可再生能源,上世纪70年代的石油危机使人们意识到在船舶上开展风能利用的重要性。现代化风帆船舶研究已经成为一些发达国家,如德国、日本、瑞典、丹麦等的研究重点。
国外实践证明:把风帆作为辅助动力用于船舶航行,能够把船舶主机油耗降低10%~30%,而船舶工程师们绞尽脑汁也很难把发动机和螺旋桨的效率提高1%~2%。对于油费已经占运营成本的40%-60%的船舶运输而言,风帆助推技术无疑有极大的诱惑力。因此,也有人认为:“风帆辅助技术是目前已知的降低船舶油耗的最佳方法”;“使用风力推进的船舶并不是怀古情绪的复活,而是船舶动力的改革”。
上世纪90年代,日本在一些吨位不太大的远洋船舶上开展了硬质风帆的实船试验,后因石油价格下跌、技术不完善和操作复杂等原因,没有得到推广。这种风帆的形式和操纵相对较简单,但效率不能让人完全满意,对风的利用受风向限制较大。尽管如此,日本政府自2001年以来,一直在支持新型风帆助航船舶的研究。
2006年,德国研发了风筝型(伞翼型)风帆,并在15000吨级远洋船舶上进行了实船试验。风筝型风帆成本较低,结构简单,对船体改造要求低,占用船舶空间较小,但其释放与控制难度高,对风向的要求更高。
以上硬质风帆和风筝型风帆统称为现代风帆,装备现代风帆的船舶称为现代风帆船,现代风帆船与传统风帆船有巨大的区别。
我国从80年代初期开始,在武汉、广东、浙江、上海等地区相继开展了风帆助航的研究,并取得了可喜的成果。其中,由华南理工大学、广东省水产局、广东省航运研究所共同研制的小型渔船风帆助推装置在广东省各渔区近千艘渔船上推广应用,但是均为小吨位的渔船,风帆装置和操帆系统都较为简单。武汉水运工程学院(现武汉理工大学)与江苏、湖南航运部门共同研制了多艘小型风帆助推货船,由708和711所设计、宁波海运公司承建的2500DWT风帆助航综合节能多用途集装箱船“明州22号”轮于1996年2月14日首航日本。
综上,上述几种“现代帆型”技术,或则节能效果欠佳,或则建造和运行费用高昂,或则对航线要求严苛,都难有较满意的结果。因此,有必要对现有技术进行创新,设计一种推进效率高、工作时间稳定、节能效果明显的新型帆型。
对于可应用于船舶上的风帆装置,目前已经公开了一些专利,但基本上都主要是针对辅助船舶推进而设计的,而对可采用推进和发电两种用途使用的风帆研究却很少。公开号为CN101209752A(申请号200610148105.7)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,其特征在于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CN101314397A(申请号200810048212.1)公开了一种母子风帆船,它包括母船体、子船体、风帆以及风帆与船体连接物,其特征在于:母船体与子船体的纵中剖面在船舶前方的交角小于20度;在子船体内设置至少一套给水排水系统;该装置的主要是利用子船体为母船体提供额外的稳性,使母船体能够采用面积巨大的日式硬帆,进而为船舶推进提供辅助动力。公开号CN101486375A(申请号200910060732.9)公开了一种子船体可移动式母子风帆船,它包括母船体、子船体、风帆以及风帆与船体的连接物,结构连接物与母船体及子船体的连接,是一种可水平转动的连接。使用风帆时,可伸缩传动物收缩,子船体远离母船体,能使船舶获得巨大的恢复力矩。与母子风帆船相比,子船体可移动式母子风帆船主要优点是可在航道宽度受限制、航道繁忙时航行。公开号为CN101497369A(申请号200910071582.1)公开了一种空心帆船桅杆,它为解决现有帆船桅杆截面的对称性带来的承载侧的材料强度不足、不承载侧的材料强度没有得到完全的发挥及下粗上细的大型桅杆不便于在桅顶上装三角帆的问题。该装置的上桅杆和下桅杆的截面形状设计为空心且大半椭圆形,这种截面形状使得装置在受风时,承载侧的材料得到充分利用;上桅杆和下桅杆的等截面设计,保证了桅杆顶部有一个较大的截面和一定的负载量,使桅顶能够安装大三角帆。
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