[發(fā)明專利]一種利用高空風(fēng)能的新型拖船

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410009058.2
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103693183B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫小鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 孫小鳴
• 主分類號: B63H9/00
• 分類號: B63H9/00;B63B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型船舶的輔助動力裝置，具體涉及一種利用高空風(fēng)能的新型拖船。

背景技術(shù)

干散貨船和遠(yuǎn)洋船舶的大型化，使裝機(jī)容量很大，耗費大量燃料，年消耗在幾萬噸。

隨著燃料價格的日益升高，輔助牽引所節(jié)約的燃料成本可觀，經(jīng)濟(jì)上具有實用性。

目前使用的風(fēng)力輔助動力技術(shù)，各種帆等裝置均安裝在船舶本身上，無論是利用低空還是高空的風(fēng)能，這類技術(shù)需要進(jìn)行船體改造，工程量大，和船舶形成的安裝接口復(fù)雜，所引發(fā)的設(shè)計，審查，認(rèn)證工作，周期長而難以預(yù)測，實用性和可操縱行差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用高空風(fēng)能的新型拖船，它可以智能地，協(xié)調(diào)自動的配重系統(tǒng)和水下的阻力生成系統(tǒng)，把來自高空的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成對其所牽引的大型船舶的拖力，從而部分的節(jié)約大型船舶的能耗。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：將傳統(tǒng)的將風(fēng)能利用裝置從船舶本身移出到分開獨立的小型船體中，再將牽引力傳回到船舶，從而避開了在現(xiàn)有的大型船舶上加裝各類風(fēng)帆、箏帆等裝置的船舶改造過程中所必須經(jīng)歷的各種審查和認(rèn)證工作。

利用高空風(fēng)能的新型拖船，它包含水面平臺系統(tǒng)1、水下阻力和航向系統(tǒng)2和空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3，水面平臺系統(tǒng)1的一端下方設(shè)置有水下阻力和航向系統(tǒng)2，水面平臺系統(tǒng)1的上方與空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3連接。

所述的水面平臺系統(tǒng)1包含配重裝置1-1、空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)的存納裝置1-2、動力驅(qū)動裝置1-3、拖拽裝置1-4和水面平臺1-5，水面平臺1-5的上方固定設(shè)置有配重裝置1-1，配重裝置1-1的上方設(shè)置有拖拽裝置1-4，水面平臺1-5的底部設(shè)置有動力驅(qū)動裝置1-3，水面平臺1-5的末端設(shè)置有空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)的存納裝置1-2。

所述的配重裝置1-1和拖曳裝置1-4置配合，在工作狀態(tài)下，動態(tài)調(diào)整拖曳系統(tǒng)以及平臺(船體)和水面之間的距離；垂直或水平分成了幾個隔艙，通過不同數(shù)量的隔艙進(jìn)水來對應(yīng)不同的風(fēng)帆陣列組合，從而在垂直方向平衡不同的牽引力；隔艙底部設(shè)有單向閥，配重系統(tǒng)在提升時，單向閥關(guān)閉，下降入水時，打開。

所述的空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3采用多具風(fēng)帆組成陣列，陣列中各具風(fēng)帆的控制機(jī)構(gòu)通過中央控制指揮系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)信息，同步各自動作，同時風(fēng)帆本身具有(迎風(fēng))面積可變可控，俯沖、飄落姿態(tài)可控的特點。

本發(fā)明的工作原理為：a、當(dāng)大型船舶完全順風(fēng)航行時，拖船依靠自動配重裝置1-1來平衡產(chǎn)生牽引的垂直分力，水下阻力系統(tǒng)基本不起作用；

空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3在空中時受控做8字，圓圈等各種動作，保持對風(fēng)迎角，以形成最大的牽引力；

在此過程中，牽引力是以交變的形式傳遞給被牽引的大型船舶，水面平臺1-5在動力系統(tǒng)不開機(jī)的情況下，將靠近大型船舶，在到達(dá)最近點時，中央控制指揮系統(tǒng)將指令空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3將迎角改變，直至不產(chǎn)生牽引力，拖曳裝置1-4把空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3降低高度，在合適的低空再將空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3陣列的姿態(tài)改變，牽引拖船自身到達(dá)遠(yuǎn)離大型船舶的作業(yè)點，重新開始飛出到高空，形成最大牽引力；

b、當(dāng)大型船舶在完全逆風(fēng)航行時，即航向于風(fēng)向成180度，拖船在風(fēng)力作用下，向被拖動的大型船舶靠近，水下阻力和航向系統(tǒng)2的控制機(jī)構(gòu)綜合洋流，空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3拉力，海況等條件，復(fù)合調(diào)節(jié)類水翼和船舵的動作角度，發(fā)揮最大的阻力生成作用，大型船舶的牽引力主要是靠拖船的水下阻力形成；

拖船的航跡是直線式往復(fù)行駛，在最靠近被牽引的大型船舶時，智能型中央控制指揮系統(tǒng)，將綜合各方面因素，包括氣象條件，在合適的時機(jī)發(fā)指令給空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3，改變迎角，使其進(jìn)入牽引力最小狀態(tài)，動力驅(qū)動裝置1-3和水下阻力和航向系統(tǒng)2配合將拖船快速行駛到上風(fēng)方向的折返點，在此過程中，水下阻力和航向系統(tǒng)2改變角度、姿態(tài)，不形成阻力，也對大型船舶不提供牽引力，到達(dá)上風(fēng)側(cè)的折返點附近，中央控制系統(tǒng)再發(fā)指令給空中動力風(fēng)帆系統(tǒng)3的控制機(jī)構(gòu)，使其配合水下阻力和航向系統(tǒng)2的動作和配重系統(tǒng)，同步地進(jìn)入牽引力最大狀態(tài)，此后拖船處于向大型船舶靠近的過程中，直到到達(dá)預(yù)設(shè)的最靠近的折返點，再重復(fù)上述過程；

在整個過程中，中央控制指揮系統(tǒng)在和大型船舶處于通信狀態(tài)，交換包括拖船位置，牽引力方向，牽引力大小等等數(shù)據(jù)信息，以確保被牽引船舶的自身動力系統(tǒng)發(fā)揮最優(yōu)效能；