[发明专利]垂直可变的海洋风帆系统

说明书

相关申请的交叉引用：本申请要求于2011年6月22日递交的美国临时专利申请序号61/499,904的权益和优先权，该专利申请的内容特此出于所有目的整个地通过引用被并入。

技术领域

一些实施方案涉及船推进系统。更具体地讲，一些实施方案提供一种补充船推进系统的垂直可变的海洋风帆系统。

背景技术

全球航运业就能耗而言已经达到了重大临界点。燃料费当前消耗该行业的全球收入的35%——在其历史上的最高收入份额。这些费用正在稳步上升，并且没有表现出降低的迹象。期望的是提供降低这些燃料费的系统和方法，尤其是，给定燃料费通常表示超过船所有者/运营者的年经费的三分之二。

尽管航运与其他运输模式相比就每吨/每英里而言是一种高效率的运输方式，但是船仍然是污染和CO2排放的主要来源。大型商业船使用船用燃料-炼油工艺的尾端产品，其排放伤害地球和人类健康的混合气体。连同CO2一起，存在氮氧化物和氧化硫（酸雨的起因）以及被称为颗粒物的内含物。

全球航运贸易是一年排放十亿吨CO2的原因，并且随着全球经济复苏，这个数字必然增长。这意味着作为单个行业的航运是比整个工业化国家（比如，德国）更大的CO2排放者。如果航运业是一个国家，则它在世界CO2排行榜中将排名第6。期望的是提供减少这些排放的系统和方法。

附图说明

图1是使用一些实施方案的特征的船的截面图。

图2是使用一些实施方案的特征的船的平面图。

图3是使用一些实施方案的特征的船的截面图。

图4a-4e是根据一些实施方案的机械风帆的截面图。

图5是根据一些实施方案的机械风帆的一部分的截面图。

图6是根据一些实施方案的提升托架的截面图。

图7是根据一些实施方案的风帆系统的部分的截面图。

图8是根据一些实施方案的风帆系统的包括管芯的一部分的截面图。

图9是根据一些实施方案的风帆系统的包括上风帆筒的一部分的截面图。

图10是根据一些实施方案的风帆系统的一部分的截面图，所述风帆系统包括上风帆筒的一部分。

图11是根据一些实施方案的风帆系统的一部分的截面图，所述风帆系统包括筒仓的一部分。

图12是根据一些实施方案的风帆系统的一部分的截面图，所述风帆系统包括提升驱动的一部分。

图13是根据一些实施方案的控制系统的框图。

具体实施方式

本发明的实施方案提供降低船的能耗和排放的系统、方法和设备。这些降低通过改装或以其他方式安装根据本发明的一个或多个垂直可变的海航风帆系统（在本文中被称为“风帆系统”或“VOSS”）而变得可能。风帆系统包括旋转并且将风转换为向前的推力，从而推进船的风帆筒。本发明的实施方案允许风帆系统增大船的主引擎，由此主引擎可以在仍然保持航行速度的同时关小油门。根据某些实施方案，风帆系统是可完全缩回的，并且在不利状况下或者在装载和卸载船的货物时可以下降。由风帆筒上方的风创建的推力意味着船只需要来自其主引擎的较少的功率，导致燃料消耗量降低。在典型的操作条件下，船的平均年燃料费可以得到有意义的减少。此外，如果船只被改装或被设计为合并本发明的风帆系统，则每年可以避免数百万吨的CO2排放。

在某些实施方案中，机械风帆系统被提供，所述机械风帆系统包括安置在船的甲板平面之下的筒仓，安装在筒仓内并且支撑第一风帆筒和第二风帆筒的提升托架，以及耦合到控制系统以选择性地在筒仓内定位提升托架的至少第一驱动马达，所述控制系统可操作来控制所述至少第一驱动马达在筒仓内将提升托架定位在顶部位置，以展开第一和第二风帆筒。

现在将首先参照图1描述某些实施方案的特征，图1是其上安装有四个风帆系统120的船100的截面图。如所示，船100是具有用于运输散装货物的一个或多个货舱104的散装货物船（另称为“散货货轮”、“散装货船”，或简称为“散装船”）。本领域的技术人员在阅读本公开后将意识到，本发明的特征可以以可取的结果用在一些其他类型、构造和大小的船上，并且散装船上的使用仅仅是出于说明的目的。本发明的风帆系统120和控制系统的使用在本公开中针对散装货物船上的使用进行描述，以便描述某些实施方案的特征并且描述认为可以提供可取结果的特定构造，但是它们也可以用在其他类型的船上。