專利名稱：一種轉(zhuǎn)動(dòng)帆架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)帆架，尤其是相對(duì)于船體安裝一帆的方法，從而通過(guò)調(diào)節(jié)帆相對(duì)于船體的方位可卷縮所述的帆。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該帆包括太陽(yáng)光收集器，從而所述的調(diào)節(jié)也控制太陽(yáng)能的收集。
本發(fā)明特別但并非唯一地應(yīng)用于翼帆，并且尤其是用于采用多個(gè)翼帆的多桅水上船只。
授予Crafer的英國(guó)專利GB2234723公開(kāi)了一翼帆，包括可由翼帆儲(chǔ)藏的光電單元。尤其是，該專利公開(kāi)了包括三個(gè)翼帆組件的一多桅水上船只，每一翼帆可繞其縱軸一致地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且翼帆組件本身可以繞與中間翼帆的縱軸相一致的一垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。為了存放，該翼帆組件可轉(zhuǎn)動(dòng)到一橫向直線排列位置，在此位置通過(guò)使組件繞一水平橫向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、可使該組件平放到船只甲板上而使該組件可堆放起來(lái)。
本發(fā)明一方面涉及將一帆可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到一船只上的方法，該方法包括將所述的帆安裝到船的一轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸平行于船的縱軸，從而所述帆可以在該船縱軸的一橫向平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此可收攏所述的帆，并且從而將所述的帆限制在所述的橫向平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
在一極為優(yōu)選的實(shí)施例中，該帆是一翼帆并且該翼帆包括一太陽(yáng)能收集器。在一種形式中，船只包括一對(duì)翼帆，所述翼帆沿船只橫向地間隔配置。
本發(fā)明的另一方面涉及一包括一帆的船只，該帆由其基部安裝在船上，以繞平行于該船縱軸的一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括收帆(reefing)裝置，用于在一豎立位置與一收攏位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)所述的帆。
為了更容易理解和實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明，現(xiàn)參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中

圖1是一包括一對(duì)翼帆的船只側(cè)視透視圖；圖2是圖1的船只的一端視圖，其中兩個(gè)翼帆呈大致豎立位置；圖3是圖1的船只的一端視圖，其中一個(gè)翼帆呈豎立位置，而另一則處于收攏位置；圖4是一可行的連接結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖，其可用來(lái)將翼帆安裝到船只上；
圖5是另一種連接結(jié)構(gòu)。
圖1、2和3表示一包括一對(duì)翼帆12的船只10。這些帆經(jīng)船只橫向隔開(kāi)配置并且設(shè)置在船只的相反側(cè)附近，其載有太陽(yáng)能板的表面位于帆的朝內(nèi)的表面上?；蛘?，帆的兩側(cè)都載有太陽(yáng)能收集器，或者該帆是透明的并且兩側(cè)的太陽(yáng)能收集器設(shè)置在帆內(nèi)。
翼帆以一翼或者臂狀的方式從船只起延伸，并且隨甲板一起總共設(shè)有三個(gè)太陽(yáng)能收集表面，它們共同構(gòu)成一平面形的或凹形的太陽(yáng)能收集器。
設(shè)有一連接結(jié)構(gòu)以將每一帆12的近端安裝到船只10上，從而提供帆相對(duì)于船只的運(yùn)動(dòng)。
參照?qǐng)D4，船只10包括一位于其甲板上的框架結(jié)構(gòu)。該框架結(jié)構(gòu)包括一些橫向延伸的元件14。這些橫向延伸的元件14包括位于其外端的夾套16。這些夾套16包括一沿船只的中心線方向延伸的中心通道，并且鄰近于船只的外側(cè)設(shè)置。
正如圖4所最好示出地，這些夾套適于安裝該連接結(jié)構(gòu)的一第一軸件18。該第一軸18可在夾套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而繞大致平行于船只中心線的一軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，該第一軸適于在夾套內(nèi)作有限的軸向運(yùn)動(dòng)。
一陽(yáng)連接元件20從該軸徑向向外延伸并且適于設(shè)置在翼帆(或者帆桅桿)的一孔內(nèi)，由此將該翼帆或帆架安裝到該第一軸件上。在該結(jié)構(gòu)中，帆的縱向軸線大致垂直于第一軸的軸線配置。
在所示的形式中，該陽(yáng)連接元件20包括一高度調(diào)節(jié)元件22，其適于調(diào)節(jié)翼帆12與第一軸18之間的間距。此外設(shè)有一拉索24以將翼帆固定定位在陽(yáng)連接元件上。采用該拉索的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)其張緊時(shí)可以使負(fù)荷沿翼帆分布。
采用該結(jié)構(gòu)，第一軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)可使翼帆12從圖2所示的一大致豎立位置移向如圖3所示的一橫向或收攏位置。此外，第一軸18的軸向運(yùn)動(dòng)可使得翼的安裝位置在前后方向上改變。在一些實(shí)施例中該第一軸也可以移動(dòng)在船只甲板內(nèi)或船只甲板外。
該連接結(jié)構(gòu)也適于允許帆架或帆翼12繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)是由翼12繞陽(yáng)元件20的轉(zhuǎn)動(dòng)提供的。為便于這種運(yùn)動(dòng)，沿著陽(yáng)連接元件設(shè)置襯套26。采用該結(jié)構(gòu)，翼的迎風(fēng)角度可以改變，同時(shí)該翼處于相對(duì)于船只大致豎立的位置或者處于收攏的或部分收攏的位置，此時(shí)其橫向地相對(duì)船只延伸。該轉(zhuǎn)動(dòng)可使得翼的舉升特性變化，并使得船只相對(duì)于風(fēng)的方向變化航向，以在相對(duì)于風(fēng)向的各種角度下有效地航行，并且最佳地朝向太陽(yáng)，以收集太陽(yáng)能。
該連接結(jié)構(gòu)包括一控制結(jié)構(gòu)來(lái)控制翼帆的轉(zhuǎn)動(dòng)或收攏。在所示形式中，該控制結(jié)構(gòu)包括一從第一軸18以相對(duì)于陽(yáng)連接元件20呈角度間隔的關(guān)系徑向向外延伸的控制臂28。在所示形式中，在控制臂28與陽(yáng)連接元件20之間形成的角度大約為90度。
為控制帆的傾斜度，在控制臂28與船只的甲板之間設(shè)有拉索30(圖3)。該拉索包括繩索、滑輪和索扣，并且將控制桿設(shè)置在相對(duì)于雙體船的甲板的一預(yù)選位置(當(dāng)然這種控制也可通過(guò)液壓或其它裝置來(lái)提供)。這進(jìn)而確定翼帆的角度位置(收攏)。最好采用一帶有繩索的滑輪系統(tǒng)(未示出)來(lái)提供機(jī)械益處，以協(xié)助帆的定位。
為控制翼帆繞其縱向軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，在翼帆的相應(yīng)前邊緣、后邊緣與控制桿28之間設(shè)有拉索32、34(圖4)。通過(guò)調(diào)節(jié)拉索，可以控制翼帆的迎風(fēng)角度。此外可以使翼帆迎風(fēng)或順風(fēng)。同樣，該控制可由液壓、電機(jī)或其它裝置獲得。
如圖2和3所最好示出地，控制臂28向內(nèi)延伸到雙體船的甲板上。采用該結(jié)構(gòu)，可由一個(gè)或兩個(gè)人來(lái)操作該船，因?yàn)榭梢詮拇坏闹醒氲竭_(dá)每一控制臂，由此可控制兩個(gè)翼帆10的位置。此外在該位置，還可容易靠近船只的操作舵和馬達(dá)。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，翼帆通過(guò)應(yīng)用彈簧或其它彈性裝置可采納一非到位的45度的半收攏方位。這意味著帆必然要被推壓到圖2和3分別所示的最豎立和最水平(完全收攏)的位置。這是有利的，因?yàn)槿绻堑轿坏奈恢檬菆D3所示的水平位置，則由于當(dāng)帆水平時(shí)缺少機(jī)械優(yōu)點(diǎn)而難以升起帆。一改進(jìn)的連接結(jié)構(gòu)示于圖5?？勺⒁獾?，控制臂28已向船外方向延伸。因此，控制臂的這種船外延伸部分可用來(lái)促使帆朝向完全收攏的位置。
該船只具有太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)航行的高性能特性。安裝在船只上并且配有空氣動(dòng)力學(xué)形狀和多方向運(yùn)動(dòng)能力的翼是非常通用的，與傳統(tǒng)的帆架相比允許多種附加功能。這些包括可給船只提供舉升或穩(wěn)定力，可以改變船只的特性、例如其重心和風(fēng)阻，和可以精確地調(diào)節(jié)帆上的太陽(yáng)能收集器，使之面向太陽(yáng)。將太陽(yáng)能板安裝在翼上使得可以在船只上結(jié)合一較大的太陽(yáng)能收集表面，而不會(huì)過(guò)度地影響船只的性能。此外，由于可調(diào)節(jié)翼的角度，因此太陽(yáng)能板可以給太陽(yáng)能收集組件的表面提供最大的照射(暴露)。通過(guò)如所述地安裝翼，可以避免甲板的遮蔽并且甲板空間可有利地用于太陽(yáng)能收集。
由本發(fā)明的翼組件在太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)航行中所提供的優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在船只中結(jié)合多個(gè)翼帆而進(jìn)一步加強(qiáng)，因?yàn)槎鄠€(gè)翼帆組件可以執(zhí)行各種功能組合，而單個(gè)翼組件則不能。例如，可以用一個(gè)翼來(lái)準(zhǔn)確地跟蹤太陽(yáng)或給船只提供附加的穩(wěn)定性，同時(shí)其它翼處于一豎立位置，以給船只提供向前的驅(qū)動(dòng)力。此外，多個(gè)翼組件可一起工作，以使得提供給船只的力最佳。
可由風(fēng)通過(guò)一帆獲得的能量正比于相對(duì)風(fēng)速的三次方。采用太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)船只可增大相對(duì)風(fēng)速(除非順風(fēng)行駛時(shí))，從而改善航行效率。
應(yīng)當(dāng)理解可采用任何轉(zhuǎn)動(dòng)安裝形式來(lái)將帆安裝到船只上，包括彈性材料、鉸鏈機(jī)構(gòu)等。
應(yīng)當(dāng)理解可用另外的控制裝置例如液壓馬達(dá)或電機(jī)來(lái)替換拉索裝置(帆架)。
翼帆以往的一主要缺點(diǎn)是不能收攏翼帆。一般地，其只能使帆順風(fēng)或迎風(fēng)。本發(fā)明則允許部分地或完全收攏翼帆，并且也可有利地采用能獲得該結(jié)果的安裝結(jié)構(gòu)來(lái)允許翼帆跟蹤太陽(yáng)，以便收集太陽(yáng)能。
最后，應(yīng)當(dāng)理解各種變化、修改和/或補(bǔ)充都可引入前述部件的結(jié)構(gòu)和配置中，并且不脫離本發(fā)明的構(gòu)思或范圍。
權(quán)利要求
1.將一帆件可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到一船上的方法，該方法包括將所述的帆安裝到船的一轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸平行于船的縱軸，從而所述帆可以在一橫向于該船縱軸的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此收攏所述的帆，并且從而將所述的帆限制在所述的橫向平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的帆件是一翼帆。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的帆件包括一太陽(yáng)能收集器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述船包括一對(duì)翼帆，所述翼帆沿船只橫向間隔配置。
5.一包括一帆的船，該帆由其基部安裝在船上，并可繞平行于該船縱軸的一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)有收帆裝置，以在一豎立位置與一收攏位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)所述的帆。
6.如權(quán)利要求5所述的船，其特征是具有一對(duì)橫向間隔的帆。
7.如權(quán)利要求5所述的船，其特征是在收帆裝置與帆之間設(shè)置有順?lè)b置。
全文摘要
一種用于帆的安裝結(jié)構(gòu),通過(guò)使帆繞平行于船只縱軸的一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而允許該帆部分或全部收攏。
文檔編號(hào)B63H9/06GK1244843SQ97181349
公開(kāi)日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1997年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月11日
發(fā)明者R·戴恩 申請(qǐng)人:陽(yáng)光水手私人有限公司