CN106976539A - 船用筒式风帆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用筒式风帆，包括筒状型、壳体结构的上帆面及下帆面，所述下帆面可插入上帆面的壳腔中；所述上帆面的内部安装有伸缩内立柱，下帆面内部安装有伸缩外立柱，所述伸缩内立柱及伸缩外立柱均为柱状壳体，伸缩内立柱可插置于伸缩外立柱中并可于所述伸缩外立柱中轴向滑动但不能相对转动；还包括基座，所述基座的顶部连接所述伸缩外立柱并安装有置于所述伸缩外立柱的内腔体中的电动缸，所述电动缸驱动所述伸缩内立柱于所述伸缩外立柱中轴向滑动；所述基座上安装有驱动所述伸缩外立柱转动的驱动组件。本发明的助推有效风向范围广，可在船舶较大相对风向角范围内提供较大的助推能力，降低风帆运行成本，提高风帆可靠性。

Description

船用筒式风帆

技术领域

本发明涉及船用风帆，特别涉及船用筒式风帆。

背景技术

现代风帆助推船舶，风帆助推性能主要体现在风帆气动升力在船舶前进方向上产生的推力分量的大小。风帆可产生气动推力的风向角范围越大，风帆助推效果越好。风帆的横剖面几何外形是决定风帆气动升力特性的主要影响因素，因此，风帆剖面线型设计技术是风帆气动设计的关键技术。

另一方面，由于风帆面积大，在风速较高时，为避免危及船舶稳性及局部强度，风帆需具有收回功能。风帆结构及收放形式设计方案需综合考虑风帆的气动力及工程实用性。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种筒式可收放式风帆，可提高风帆助推性能，降低风帆运行成本，提高风帆可靠性，增加了风帆及风帆船的经济性及工程实用性。

为了解决上述问题，本发明采用如下方案：

一种船用筒式风帆，包括筒状型、壳体结构的上帆面及下帆面，所述下帆面可插入上帆面的壳腔中；所述上帆面的内部安装有伸缩内立柱，下帆面内部安装有伸缩外立柱，所述伸缩内立柱及伸缩外立柱均为柱状壳体，伸缩内立柱可插置于伸缩外立柱中并可于所述伸缩外立柱中轴向滑动但不能相对转动；

还包括基座，所述基座的顶部连接所述伸缩外立柱并安装有置于所述伸缩外立柱的内腔体中的电动缸，所述电动缸驱动所述伸缩内立柱于所述伸缩外立柱中轴向滑动；所述基座上安装有驱动所述伸缩外立柱转动的驱动组件。

作为上述技术方案的进一步改进或优选方案：

所述伸缩内立柱的外壁安装有轴向延伸的导轨，所述伸缩外立柱的内壁安装有与所述导轨配合的导向块。

所述伸缩内立柱及伸缩外立柱的截面均为方形，所述导轨及导向块分别布置于伸缩内立柱的四个外壁面及伸缩外立柱的四个内壁面上。

所述驱动组件包括活动安装于基座顶部的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮及驱动所述主动齿轮的电机，所述电机安装于基座的一侧；所述电动缸的缸体下端与所述从动齿轮固连，电动缸的活塞杆端部与所述伸缩内立柱固连。

所述电动缸的活塞杆穿过所述伸缩内立柱的内腔体并与伸缩内立柱的顶部固连。

所述上帆面包括壳状筒体、从所述筒体的周面朝同一旋绕方向设置的壳体状的帆叶，所述帆叶与所述筒体一体成型，帆叶的内腔与筒体的筒腔连通；所述下帆面的结构与上帆面的结构相同，下帆面的外形尺寸小于上帆面的外形尺寸。

本发明的技术效果在于：

本发明的助推有效风向范围广，风帆剖面采用圆筒外形设计方案，可在船舶较大相对风向角范围内提供较大的助推能力，助推有效风向范围广，降低风帆运行成本，提高风帆可靠性、经济性及工程实用性能；本发明的风帆结构较易满足强度要求，采用伸缩结构方便风帆的自动收放，具有较强的工程实用性。

附图说明

图1为本发明中帆面升起状态图。

图2为本发明中帆面收起状态图。

图3为本发明中帆面剖视图。

图4为本发明安装于船上的示意图。

图5为图4的俯视图。

图中：1、上帆面；10、从动齿轮；101、筒体；102、帆叶；11、基座；2、伸缩内立柱；3、导轨；4、导向块；5、下帆面；6、伸缩外立柱；7、电动缸；8、主动齿轮；9、电机；100、风帆；200、货船。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1、图2及图3所示，本实施例的船用筒式风帆，采用筒式风帆剖面，帆面分为上帆面1和下帆面5，帆面为内部空心结构。上帆面1剖面大于下帆面5并可重叠套入。帆面的用材应保证表面的光滑度，风帆本体结构应具有足够的刚度和强度，保证风帆在一定风场环境下不被破坏并使风帆变形量保持在较小范围内。在上帆面1内部安装伸缩内立柱2，在下帆面5内部安装伸缩外立柱6，伸缩外立柱6横截面大于伸缩内立柱2并可重叠套入。在伸缩外立柱6内壁四周分别安装导向块4，在伸缩内立柱2外壁四周分别安装导轨3。每个导向块4分别套入每个导轨3上，使得伸缩内立柱2在伸缩外立柱6内自由滑动。伸缩内立柱2与伸缩外立柱6的截面均为方形，故导轨3及导向块4设置多个，并分别置于伸缩内立柱2的四个外壁面及伸缩外立柱6的四个内壁面上，如图3所示，每个壁面设置两个导轨3或导向块4，以保证平稳滑动；在基座11上端面安装从动齿轮10，从动齿轮10为外齿轮回转轴承，活动安装于基座11的顶部，可相对基座11转动；在基座11侧壁安装电机9，电机9的输出轴与主动齿轮8连接，主动齿轮8与从动齿轮10啮合。在从动齿轮10上安装伸缩外立柱6，从动齿轮10上安装电动缸7的缸体，电动缸7置于伸缩外立柱6内，电动缸7推杆与伸缩内立柱2顶端联接。

本发明工作时，运行电动缸7，带动伸缩内立柱2上下滑动，实现上帆面1收放；运行驱动电机9，主动齿轮8带动从动齿轮10旋转，实现风帆本体的转动。

本发明中，为简化风帆结构，如图3所示，上帆面1包括壳状筒体101、从筒体101的周面朝同一旋绕方向设置的壳体状的帆叶102，帆叶102与所述筒体101一体成型，帆叶102的内腔与筒体101的筒腔连通；下帆面5的结构与上帆面1的结构相同，下帆面5的外形尺寸小于上帆面1的外形尺寸。

本发明的风帆100在大型远洋货船200上的安装如图4、图5所示，一般大型远洋运输船舶甲板上方空间比较开阔，在允许操船视线盲区的范围内，可布置若干个风帆，以最大限度地提高风帆助推力，获得显著的节能减排指标。本发明的风帆基座11与船体结构连接，保证风帆在一定风场环境下不被破坏并避免对船体局部强度构成不良影响。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种船用筒式风帆，其特征在于：包括筒状型、壳体结构的上帆面(1)及下帆面(5)，所述下帆面(5)可插入上帆面(1)的壳腔中；所述上帆面(1)的内部安装有伸缩内立柱(2)，下帆面(5)内部安装有伸缩外立柱(6)，所述伸缩内立柱(2)及伸缩外立柱(6)均为柱状壳体，伸缩内立柱(2)可插置于伸缩外立柱(6)中并可于所述伸缩外立柱(6)中轴向滑动但不能相对转动；

还包括基座(11)，所述基座(11)的顶部连接所述伸缩外立柱(6)并安装有置于所述伸缩外立柱(6)的内腔体中的电动缸(7)，所述电动缸(7)驱动所述伸缩内立柱(2)于所述伸缩外立柱(6)中轴向滑动；所述基座(11)上安装有驱动所述伸缩外立柱(6)转动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的船用筒式风帆，其特征在于：所述伸缩内立柱(2)的外壁安装有轴向延伸的导轨(3)，所述伸缩外立柱(6)的内壁安装有与所述导轨(3)配合的导向块(4)。

3.根据权利要求2所述的船用筒式风帆，其特征在于：所述伸缩内立柱(2)及伸缩外立柱(6)的截面均为方形，所述导轨(3)及导向块(4)分别布置于伸缩内立柱(2)的四个外壁面及伸缩外立柱(6)的四个内壁面上。

4.根据权利要求1所述的船用筒式风帆，其特征在于：所述驱动组件包括活动安装于基座(11)顶部的从动齿轮(10)、与所述从动齿轮(10)啮合的主动齿轮(8)及驱动所述主动齿轮(8)的电机(9)，所述电机(9)安装于基座(11)的一侧；所述电动缸(7)的缸体下端与所述从动齿轮(10)固连，电动缸(7)的活塞杆端部与所述伸缩内立柱(2)固连。

5.根据权利要求4所述的船用筒式风帆，其特征在于：所述电动缸(7)的活塞杆穿过所述伸缩内立柱(2)的内腔体并与伸缩内立柱(2)的顶部固连。

6.根据权利要求1-5中任一所述的船用筒式风帆，其特征在于：所述上帆面(1)包括壳状筒体(101)、从所述筒体(101)的周面朝同一旋绕方向设置的壳体状的帆叶(102)，所述帆叶(102)与所述筒体(101)一体成型，帆叶(102)的内腔与筒体(101)的筒腔连通；所述下帆面(5)的结构与上帆面(1)的结构相同，下帆面(5)的外形尺寸小于上帆面(1)的外形尺寸。