[发明专利]具有可变轮廓的帆

说明书

本发明涉及具有可变轮廓的帆。帆可以在折叠的非操作位置和展开的操作位置之间变化，其中它们确定帆(2)的轮廓并因此确定用于与风接触的空气动力学表面，其特征在于，帆包括至少一个帆元件(24)，其可膨胀且可加强，并且可以在对应于所述折叠的非操作位置的折叠位置和所述展开的操作位置之间通过膨胀(30)和加强装置(29)致动，在所述展开的操作位置帆(2)是膨胀的。帆的轮廓在轴(20)的两侧分为部分(21,22)，并且包括支撑结构(23)，所述可膨胀的帆元件(24)设置在所述支撑结构上，所述可膨胀的帆元件通过可由所述膨胀(30)和加强装置(29)致动的可膨胀袋形成。

技术领域

本发明涉及一种具有可变轮廓的帆，在非操作的折叠位置和操作的展开位置之间是可配置的，确定帆的轮廓并因此确定与风接触的空气动力学表面。

本发明中具有可膨胀轮廓的帆具体应用为组成用于能量转换的系统的一元件，更具体地是由于海水电解为氢气和/或氧气，将海外风力或海洋风力转换为电能和非矿物燃料的系统。

背景技术

在流体力学中，众所周知由织物制成的帆的效率小于航空器的翼的效率。在后者中，由于空气动力学边界层没有与轮廓分离，升力和重量的区别使得航空器能够飞行。相反地，在海军部门传统的帆中，是风的推力充满帆并凭借它的推力产生使得小船或船向前运动的合力。

实现呈现出机翼的优点的用于水中航行的帆已被渴望很多年。为此，已进行了许多为实现具有航空性质的空气动力学轮廓的刚性帆的尝试。

在这些之中，值得提及的是弗莱特纳型转子，安东弗莱特纳在1926年描述了这些(FLETTNER,Anton,Mein Wegzum Rotor,Leipzig(1926))，其之前在例如欧洲专利文件EP040597中被引用。

文件WO2004024556描述了包括两部分的刚性帆，其可绕立轴旋转，以借助在航空技术中用于翼的这类空气动力学轮廓确定帆的内弧面和拱背。

文件WO0189923描述了具有铰接的动力学轮廓的刚性帆，其包括三个垂直元件(或组件)，每一个垂直元件由三个水平元件(或部分)组成，三个水平元件共同铰接或所述翼或刚性帆的拱背。

专利FR2648426描述了包括刚性部分和弹性部分的翼，弹性部分可伸缩到刚性部分中壳体的内部，使其能够实现不同的空气动力学结构。

专利US7146918描述了用于从海水和系统中的风能中生成电能和氢气的系统，系统漂浮在水中及包括刚性帆。

US7146918中的生成系统引起的问题是帆的操作、控制和调节复杂，随之造成在生成电能和氢气中性能和可预见性的损失。例如，一个重要的问题是万一风向改变180°，执行旋转帆的操作变得必要，其可能是复杂且危险的。

尽管有大量的尝试，只列举了其中一些示例性的例子，但是直至目前还没有获得用途广泛的、经济的且操作简单的设备。

文件EP2202144A1描述了具备可配置轮廓的刚性帆，具有弹性封闭板片，其连接到靠近最远边缘的至少一个区域中的相应的壁，和用于生成和提供压力下的空气和真空的装置，以使帆膨胀或缩小以根据需要改变帆的轮廓。这个帆提供了这个需求的解决方案。

专利US8601966描述具有空气动力学轮廓的帆，就像可折叠的波纹管可折叠及可展开，其为生成氢气及具有高焓量的其他化学物质提供有效的、高性能的解决方案。所述帆形成由相对的一对帆形成的阵列，每一个帆包括若干可延长的桅杆、沿所述桅杆可纵向移动的若干部分和若干面板，若干面板铰接于所述部分，并互相铰接，形成每一个帆的侧面。所述面板在两个位置之间是可操作的：可展开的操作位置，其中它们实质上是共面的，并在实质上垂直的方向上对齐；可折叠的填充位置，其中它们以波纹管的方式堆叠，在实质上水平的位置连接于所述部分。