用于船的辅助帆系统和用于辅助帆系统的安全系统技术方案

一种船安装式辅助帆系统，其特征在于，多个帆单元能够安装在轨道系统上并且能够围绕船在轨道系统上移动。帆单元可以具有自动收帆安全特征和/或自动桅杆释放安全特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于船的辅助帆系统和用于辅助帆系统的安全系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月15日提交的美国专利申请No.15/784148的优先权并且是该申请的部分继续申请，并且要求于2016年10月15日提交的美国临时专利申请No.62/408733的优先权和权益。前述的两个申请的全部内容均通过参引并入本文中。
本专利技术的一些实施方式涉及用于船的辅助帆系统。本专利技术的一些实施方式涉及安装成易于收装或置于操作构型的用于船的辅助帆系统。本专利技术的一些实施方式涉及结合有允许暴露于风的帆面积递增地减小的特征的用于船的辅助帆系统。本专利技术的一些实施方式涉及结合有允许暴露于风的帆面积快速地减小的特征的用于船的辅助帆系统。
技术介绍
船航行是一项古老的技术。历史上，在蒸汽出现时，存在许多用于从头开始建造的用于船的混合帆/发动机设计。就本专利技术人所知的最佳情况，尽管在1957年进行了完全帆驱动船的最后的商业航行，但现今已经进行了将帆重新引入至常规动力商船的一些尝试。阻碍“常规船航行”装置实际实施的一些问题是：设计的复杂度、安装的费用和干涉性、缺乏防止突然的强风的安全特征、装置对装载及卸载货物的阻碍、和/或操作装置所用的相当多的劳动力需求。此外，还没有已知的装置被设计成改装现有船，这意味着已知的装置仅可以安装在新建造的船只上。人们普遍希望改进用于动力船的辅助帆系统。可能希望提供下述系统：在该系统中，辅助帆被牢固地安装成使得在海上(例如在公海中)出现极端条件的情况下避免损坏或使损坏最小化。可能期望的是，辅助帆系统容易且快速地从操作构型移除至收装构型，使得船在港口时的常规码头侧的操作不受阻碍。相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读说明书和研究附图后，相关领域的其他限制对于本领域技术人员而言将变得明显。
技术实现思路
结合系统、工具和方法来描述和说明本专利技术的以下实施方式及其方面，这些系统、工具和方法旨在是示例性的和说明性的，而不旨在限制范围。在各种实施方式中，已经减少或消除了一个或多个上述问题，而其他实施方式涉及其他改进。本专利技术的一方面提供了一种用于船、例如货船的轨道安装式辅助帆系统。提供了一种轨道系统，该轨道系统围绕船的甲板的周缘的至少一部分延伸。提供了多个帆单元，所述多个帆单元能够安装在轨道系统上并能够在轨道系统上移动。轨道系统包括多个固定安装点，所述多个帆单元中的相应一个帆单元可以固定至该固定安装点以用作辅助帆以有助于驱动船。在一方面，帆单元中的每个帆单元具有：可以固定至固定安装点的基部、安装至基部以允许帆单元沿着轨道系统移动的至少两个滚子或轮、安装至基部的桅杆、以及帆单元。在一些方面，帆单元是具有上帆桁、下帆桁和方形帆的卷帘设计式帆，该方形帆可以上升及下降以在上帆桁与下帆桁之间延伸。在一些方面，帆相对于上帆桁和下帆桁保持在固定位置，下帆桁能够旋转成使得帆可以围绕下帆桁的周圆卷绕。在降低的构型中，帆围绕下帆桁卷绕，并且上帆桁坐置于下帆桁的正上方。收帆线缆从固定地连接至下帆桁的卷筒延伸，以与卷筒一起旋转至桅杆的上部部分，然后延伸到用于使上帆桁上升及下降的顶部帆桁轴环。在降低的构型中，没有或仅一小部分收帆线缆围绕卷筒卷绕。在一方面，为了使帆上升，上帆桁例如使用从桅杆顶部支承的提升线缆提升。上帆桁的升起使帆从下帆桁展开，致使帆释放并且对应地致使收帆线缆在顶部帆桁轴环在桅杆上上升时卷绕在卷筒上。为了使帆下降，上帆桁例如通过允许提升线缆降低上帆桁而降低。在收帆线缆上施加对应的力，致使收帆线缆从卷筒解绕并使下帆桁旋转，使得当帆下降时在帆中产生的松弛部被绷紧并围绕下帆桁卷绕。在一方面，提供了一种自动收帆安全特征。提供了弯曲检测线缆以检测由强风事件引起的上帆桁的弯曲。弯曲检测线缆连接至阻尼构件，该阻尼构件吸收在正常航行操作期间由弯曲检测线缆施加的力。阻尼构件可以是惯性卷轴。在强风事件期间，阻尼构件不能吸收由弯曲检测线缆施加的力，并且该力被传递以致动释放闩锁的杆，该闩锁通常紧固顶部帆桁线缆卷轴以防止旋转。在释放闩锁时，顶部帆桁线缆卷轴被允许旋转，并且连接成提升和降低顶部帆桁的顶部帆桁线缆被允许随着顶部帆桁线缆卷轴的旋转而解绕或移动，以降低顶部帆桁。在因强风情况施加的力消退时，自动收帆安全特征不再启用，并且闩锁被偏置回其通常的紧固位置，以紧固顶部帆桁线缆卷轴以防止旋转。因此，在一些方面，顶部帆桁线缆卷轴被允许响应于强风事件而旋转一次。在一些方面，供顶部帆桁线缆卷绕的顶部帆桁线缆卷轴的周长等于桅杆高度的大约1/10，使得自动收帆安全特征的启用导致帆收起了其高度的1/10。在一方面，提供了一种桅杆旋转释放安全特征。桅杆安装在可旋转平台上，该可旋转平台通常与接合构件接合，接合构件能够操作成使桅杆旋转至其所需的位置。感测线缆附接至桅杆以检测引起桅杆的大于预定弯曲程度的强风事件。感测线缆构造成在检测到大于桅杆的预定弯曲程度的弯曲时致动机械开关。在一方面，机械开关的致动释放重物，该重物构造成使可旋转平台上升脱离与接合构件的接合，从而允许可旋转平台自由旋转，使得附至桅杆的帆被允许置于与主风平行的构型，从而快速释放施加至帆和桅杆的力。在一方面，提供了链条张紧器以调节机械开关的致动。链条张紧器内的弹簧具有选择成阻尼由感测线缆在正常航行操作期间施加的常规力的弹簧常数。在由感测线缆施加了超过预定水平的力时，弹簧允许链条张紧器内的保持构件被迫进入锁定位置，这将启用指锁定至刚性位置，这使机械开关移动至致动构型。机械开关至致动构型的移动将销从紧固位置移动至释放位置以释放重物，从而使可旋转平台升起脱离与接合构件的接合，以允许可旋转平台自由旋转。在一方面，桅杆旋转释放安全装置的启用触发帆的自动完全收帆。在一方面，帆结合有如上所述的自动收帆安全系统，并且通过桅杆旋转释放安全装置致动机械开关来触发闩锁，以将闩锁移动至其释放构型并保持于此，该闩锁通常紧固顶部帆桁线缆卷轴以抵抗旋转。这允许顶部帆桁线缆卷轴按照需要自由地旋转多圈，以使顶部帆桁降低并且因此帆降低至完全降低位置。除了上述示例性方面和实施方式之外，通过参照附图并研究以下详细描述，其他方面和实施方式将变得明显。附图说明参照附图示出了示例性实施方式。本文中所公开的实施方式和附图旨在被认为是示例性的，而不是限制性的。图1是配装有辅助帆系统的示例实施方式的船的俯视图。图2是示出了帆单元的示例实施方式的局部立体图。图3是配装有辅助帆系统的示例实施方式的立体图，其中，辅助帆系统处于其完全部署构型，但帆是升起的。图4是图3的示例实施方式的立体图，其中，左舷帆单元聚集。图5是图3的示例实施方式的立体图，其中，右舷帆单元完全围拢并且船尾无帆单元。图6示出了带有独立安装的辅助船头安装式帆单元的具有不连续轨道系统的船的示例实施方式。图7示出了具有围绕船的船头延伸的连续轨道系统的船的示例实施方式。图8示出了卷筒的示例实施方式，该卷筒将三根绳保持用于将帆单元围绕根据示例实施方式的船移动。图9A示出了机动化绞盘的示例实施方式，其中，绳卷筒定位在绞盘下方。图9B示出了用于引导绳系统围绕船的船尾的滚子的示例实施方式。图10示出了将帆单元附接至绳的示例实施方式。图11示出了将绳拉出船的船头的示例实施方式。图12、图13、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船安装式辅助帆系统，包括：轨道系统，所述轨道系统围绕船的甲板的至少一部分延伸；多个帆单元，所述多个帆单元能够安装在所述轨道系统上并能够沿着所述轨道系统移动；以及多个间隔开的固定的紧固点，所述多个间隔开的固定的紧固点设置在所述轨道系统上以用于将所述帆单元固定至所述船的船体以供使用，所述多个间隔开的固定的紧固点中的每个固定的紧固点构造成接纳并紧固所述多个帆单元中的对应的一个帆单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.10.15 US 15/784,1481.一种船安装式辅助帆系统，包括：轨道系统，所述轨道系统围绕船的甲板的至少一部分延伸；多个帆单元，所述多个帆单元能够安装在所述轨道系统上并能够沿着所述轨道系统移动；以及多个间隔开的固定的紧固点，所述多个间隔开的固定的紧固点设置在所述轨道系统上以用于将所述帆单元固定至所述船的船体以供使用，所述多个间隔开的固定的紧固点中的每个固定的紧固点构造成接纳并紧固所述多个帆单元中的对应的一个帆单元。2.根据权利要求1所述的船安装式辅助帆系统，其中，位于所述船的第一侧部上的所述多个间隔开的固定的紧固点中的相邻的固定的紧固点通过一间隔距离间隔开。3.根据权利要求2所述的船安装式辅助帆系统，包括用于使所述多个帆单元沿着所述轨道系统移动的驱动绳。4.根据权利要求3所述的船安装式辅助帆系统，其中，所述驱动绳在对应于所述间隔距离的间隔开的间距处被标记。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的船安装式辅助帆系统，还包括储存绳，所述储存绳用于将所述多个帆单元中的至少一些帆单元定位成处于收装构型。6.根据权利要求5所述的船安装式辅助帆系统，其中，所述储存绳在对应于所述帆单元的收装间隔的间隔开的间距处被标记。7.一种使用根据权利要求1至6中的任一项所述的船安装式辅助帆系统的方法，所述方法包括使用网状环来将所述帆单元系至所述驱动绳或所述储存绳。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述网状环用于在标记位置中的至少一些标记位置处将所述帆单元系至所述驱动绳或所述储存绳。9.一种将多个帆单元定位在多个间隔开的固定的紧固点处以用于将所述帆单元固定至船的船体以用作船用辅助帆系统的方法，所述方法包括下述步骤：(a)将所述多个帆单元中的第一帆单元装载在轨道系统上，所述轨道系统围绕船的甲板的至少一部分延伸；(b)将所述多个帆单元中的所述第一帆单元紧固至驱动绳；(c)使用所述驱动绳将所述多个帆单元中的所述第一帆单元朝向期望的部署位置移动，直到所述帆单元中的所述第一帆单元移动预定的间隔距离为止；(d)将所述多个帆单元中的第二帆单元装载在所述轨道系统上；(e)将所述多个帆单元中的所述第二帆单元紧固至所述驱动绳；(f)使用所述驱动绳将所述多个帆单元中的所述第二帆单元朝向期望的部署位置移动；对所述多个帆单元中的依次的帆单元重复步骤(d)至步骤(f)，直到期望数量的帆单元装载在所述轨道系统上并且移动至所述帆单元的期望部署位置为止；并且将所述帆单元中的每个帆单元紧固在其对应的固定的紧固点处。10.一种使联结至用于船的辅助帆系统的多个间隔开的固定的紧固点的多个帆单元从所述船的第一侧部移开的方法，所述方法包括步骤：(a)使所述船的与所述第一侧部相对的第二侧部上的多个帆单元中的第二帆单元行进成与所述第二侧部上的所述多个帆单元中的第一帆单元相距储存距离，并且将所述多个帆单元中的所述第二帆单元紧固成处于储存构型；(b)使所述船的所述第二侧部上的所述多个帆单元中的第三帆单元行进成与所述多个帆单元中的所述第二帆单元相距储存距离，并且将所述多个单元中的所述第三帆单元紧固成处于储存构型；(c)对所述船的所述第二侧部上的所述多个帆单元中的依次的帆单元重复步骤(b)，直到所述船的所述第二侧部的足够部分畅通为止；(d)使用驱动绳将位于所述船的所述第一侧部上的所述多个帆单元朝向所述船的所述第二侧部移动；(e)使所述船的所述第一侧部上的所述多个帆单元中的第一帆单元行进成与所述船的所述第二侧部上的所述多个帆单元中的最后一个帆单元相距储存距离，并且将来自所述船的所述第一侧部的所述多个帆单元中的所述第一帆单元紧固成处于储存构型；以及(f)将与来自所述船的所述第一侧部的所述多个帆单元中的前一帆单元相距储存距离的来自所述船的所述第一侧部的所述多个帆单元中的依次的帆单元紧固成处于储存构型。11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述多个帆单元紧固成处于所述储存构型包括将所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿利斯泰尔·詹森，
申请(专利权)人：阿利斯泰尔·詹森，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA