CN101519114A - 一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置 - Google Patents

Abstract

一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置。该船用装置利用具有空气浮力的风帆在空中受风力作用产生推动力，通过缆绳将推动力传输给轮船，专用计算机将根据海浪、风速、风向等数据，控制浮动式风帆的高度与受风面，调整轮船的航行方向，借助风能推动轮船前进。

Description

一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置

所属领域：

本发明涉及一种船用装置，特别涉及一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置。

背景技术：

利用风能为轮船提供动力历来成为人类的梦想。由于现代货轮吨位日益加大，传统的风帆装置已不再有效。目前，货轮是全球运输业的重要组成部分，约5万艘货轮运输全球货物的90％，其中包括石油、谷物、矿石及电子产品。这些货轮每年排放出约8亿吨二氧化碳，相当于全球二氧化碳排放总量的5％。开发新型高效的风动能***为现代货轮提供推动力可谓一举两得：它一方面减少了燃油消耗，从而降低开支，在油价高企的今天尤为重要；另一方面减少温室气体排放，保护了环境，为人类生存环境的改善做出巨大的贡献。人们可以预见，早已被淘汰的风动力是可以被重新利用成为现代轮船的动力来源之一。

为了实现利用浮动式风帆为现代货轮提供高效的推动力，本发明提供了一种新颖的船用装置，该船用装置利用具有空气浮力的风帆在空中受风力作用产生推动力，通过缆绳将推动力传输给轮船，专用计算机将根据海浪、风速、风向等数据，控制浮动式风帆的高度与受风面，调整轮船的航行方向，借助风能推动轮船前进。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

这种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置：由空中浮动式风帆、牵引、收放***以及计算机控制四部分子***组成。

空中浮动式风帆子***由浮动式风帆与控制吊舱组成。风帆由类似动力滑翔伞或风筝的材质制成。浮动式的风帆是指风帆本身具有空气浮力，将采用两种方式制成：一种采用整体方式，即整个风帆由双层封闭空腔构成，空腔内充满氢气或氦气等；另一种采用具有浮力的浮动气球和不具有浮力的风帆构成。本装置最重要的关键在于风帆本身具有空中漂浮功能，比传统的风筝在空中更具稳定性，为气象复杂的海上航行带来使用的可行性与可靠性。浮动式风帆通过绳索与控制吊舱相连，控制吊舱装有风速仪、风向仪、高度仪等传感设备，可根据不同的风力状况与航线方向自动或接受来自船面的指令来操控风帆的受风面以获得最佳风动力。

牵引子***：轮船的船首部位设置固定牵引点，由绞盘车收放与空中风帆相连的牵引绳，空中风帆受风力推动而形成的牵引力通过牵引绳传输给船上的固定牵引点，从而推动轮船前进。

收放子***：由存储收纳、充气展开、牵引收放三部分组成。当放飞风帆时，只需从存储箱内取出浮动式风帆，通过充气设备为风帆充气，当风帆获得足够的浮力，由牵引子***中的牵引绞盘车缓缓释放牵引绳直到风帆达到***控制预计的高度；收回风帆的过程则相反。

计算机控制子***：类似飞机自动驾驶方式，计算机控制***通过空中风帆控制吊舱内的传感设备，调整风帆受风面，计算牵引动力，结合轮船本身的航向、水流、动力等方面，控制轮船的航行。

本发明的有益是，一方面减少了燃油消耗，从而降低开支，在油价高企的今天尤为重要；另一方面减少温室气体排放，保护了环境，为人类生存环境的改善做出巨大的贡献。同时，本发明对现有的轮船改造简单，仅需船首小部分增加牵引绞盘装置即可，而实际操作简单实用。由此可见，本发明社会与经济效益巨大。

参见图1和图2，一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置

图1，2是实施例结构示意图

图1中，1 浮动气球    2 风帆   3 空中吊舱  4 牵引绳

       5 固定牵引点、牵引绞盘、收放装置  6 控制计算机

图2中，7具有浮力的一体化风帆  3 空中吊舱  4 牵引绳

       5固定牵引点、牵引绞盘、收放装置   6 控制计算机

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

这种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置的原理其实很简单，利用风力吹动风帆，从而使轮船获得推动力。传统的帆船是采用固定桅杆，牵挂风帆，对船体的结构要求较高，另外海平面的风压不稳定，因而无法适应现代货轮的动力需要。滑翔冲浪运动或竞技风筝给了我们很好的启发，缘此我们有了这种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置。

这种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置由空中浮动式风帆、牵引、收放***以及计算机控制四部分子***组成如图1或图2所示。

空中浮动式风帆子***由浮动式风帆与控制吊舱组成。风帆采用类似动力滑翔伞或风筝的纤维材质制成。这种特殊的风帆本身具有空中漂浮功能，我们称之谓“浮动式的风帆”。将我们采用两种方式制成这种浮动式的风帆：一种采用具有浮力的浮动气球(1)和不具有浮力的风帆(2)构成，如图1，；另一种采用整体方式，即整个风帆由双层封闭空腔构成，空腔内充满氢气或氦气等(7)如图2。由于风帆本身具有空气浮力，比传统的风筝在空中更具稳定性，为气象

复杂的海上航行带来使用的可行性与可靠性，这是本发明最重要的关键所在。浮动式风帆通过绳索与控制吊舱(2)(3)相连，控制吊舱装有风速仪、风向仪、高度仪等传感设备以及控制调节装置，可以根据不同的风力状况与航线方向自动或接受来自船面的指令来操控风帆的受风角度以获得最佳风动力。牵引子***：轮船的船首部位设置固定牵引点(5)，与空中风帆相连的牵引绳(4)通过固定牵引点上的绞盘车收回或释放。空中浮动式的风帆受到风力的推动，由此形成的牵引力通过牵引绳传递给船上的固定牵引点，从而推动轮船前进。

收放子***：由存储收纳、充气展开、牵引收放三部分组成，这一子***可与牵引子***组合设计而成。当释放浮动式风帆时，只需从存储箱内取出浮动式风帆，由充气设备为风帆充气(氢气或氦气)；当浮动式风帆具备了足够的浮力，通过牵引子***中的牵引绞盘车缓缓释放牵引绳，由计算机控制浮动式风帆达到***预计的高度。收回风帆的过程则相反。

计算机控制子***：类似飞机自动驾驶方式，计算机控制***(6)安置在驾驶舱内，通过接受来自控制吊舱内的传感设备的各种数据如风速、高度、迎风姿态等，同时结合轮船本身的航向、水流、动力等方面，及时调整风帆受风角度，计算出牵引动力，以合理带动轮船的航行。

Claims (3)

1.一种利用浮动式风帆产生推动力的船用装置，其特征是：该船用装置利用空中浮动式风帆产生推动力，通过牵引缆绳将推动力传输给轮船，专用计算机将根据海浪、风速、风向等数据，控制浮动式风帆的高度与受风面，调整轮船的航行方向，借助风能推动轮船前进。

2.根据权利要求1利用浮动式风帆产生推动力的船用装置中的空中浮动式风帆，其特征是：空中风帆本身具有向上浮力，即空中风帆通过牵引缆绳的牵引可以漂浮在空中。

3.根据权利要求1利用浮动式风帆产生推动力的船用装置中的收放***，其特征是：利用风帆自身的浮力，通过释放牵引绳将风帆直接升放到空中。

Images