一种具有无级升降功能的翼型风帆装置的制作方法

本发明属于船舶建造及设计领域，具体涉及一种具有无级升降功能的翼型风帆装置。

背景技术：

1、航运业对于清洁能源的应用愈发关注，风能资源开始作为辅助推进动力在船舶上得到应用，无论船东或是建造方都希望在船舶营运过程中，尽可能高效的利用风帆装置，降低船舶推进油耗。

2、对于目前采用多节套叠设计的翼型风帆装置，帆面先与桅杆固定，由桅杆的升降带动帆面实现升降，整个风帆运动过程仅存在两种状态，即完全升起状态和完全降落状态。这种设计的优点是，仅需针对桅杆完全升起和完全降落两种状态进行结构和系统设计，无需考虑风帆中间过程；缺点是，整个风帆结构和系统设计均是基于风帆完全升起状态的设计风场载荷条件，在实船应用中，一旦风场环境超过设计载荷，风帆就需要完全降帆，虽然可在完全降帆状态继续使用，但极大的影响了风帆装置整体的助推效果。

3、本发明提出一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，通过采用齿轮齿条的升降传动方式，使得风帆具有无级升降功能，即风帆可在升降行程范围内的任意状态固定，并继续为船舶提供助推力，如此可大幅提高风帆装置的利用率，提高整体助推效果。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种桁架式风帆升降装置，旨在达到避免漏油，安全可靠的目的，其所采用的技术方案是：

2、一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，有嵌套式桅杆，移动桅杆位于固定桅杆内部，相对固定桅杆可上下滑动，所述固定桅杆、所述移动桅杆的横截面为多边形，具有四个平直段，以及将四个平直段连接的弧形段。

3、所述固定桅杆的桅杆内壁上对称固定有至少两个升降齿条，所述升降齿条自上而下沿所述固定桅杆高度方向连续设置，所述升降齿条齿啮合有升降齿轮，在所述升降齿轮上方固定有锁紧件，所述升降齿轮、所述锁紧件固定在搭载平台上，所述锁紧件由液压缸、锁紧齿条组成，所述液压缸水平设置，所述液压缸的缸体固定在所述搭载平台上，所述液压缸的液压杆与所述锁紧齿条连接，所述锁紧齿条带有与所述升降齿轮齿啮合的齿。

4、所述搭载平台为一侧带有开口的箱式结构，嵌在所述固定桅杆的桅杆壁上，开口侧与所述移动桅杆的桅杆壁位于同一平面上，所述搭载平台开口侧与所述升降齿条相对；或者所述搭载平台位于所述移动桅杆底部，箱式所述搭载平台的箱壁板互相连接成一体。

5、在所述固定桅杆与所述移动桅杆之间固定有导向机构，所述导向机构位于所述弧形段处，所述导向机构由滑块和滑槽组成，所述滑块固定在所述固定桅杆的内表面上，所述滑槽固定在移动桅杆的外表面上，所述滑槽是由两个导向块形成的一个凹槽，所述导向块沿所述桅杆高度方向连续设置。

6、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述固定桅杆的四个所述平直段上各固定有一个所述升降齿条，所述升降齿条位于所述平直段处。

7、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述升降齿轮连接有马达，所述马达输出轴与所述升降齿轮连接，所述马达固定在搭载平台上。

8、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述搭载平台与所述移动桅杆存在间距d，d＝15mm。

9、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，箱式所述搭载平台底部与所述移动桅杆底部对齐。

10、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述滑块与所述导向块相接处的地方为平面，所述滑块与所述导向块相接处的平面上铺设有防磨垫片。

11、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述滑块与所述滑槽之间存在5mm的间隙。

12、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述搭载平台的高度h2不大于所述移动桅杆与所述固定桅杆间的搭接高度h1。

13、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，h2＝1/2h1。

14、上述一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，更近一步地，所述固定桅杆上固定有固定帆叶，所述移动桅杆上固定有移动帆叶。

15、本发明的有益效果是：

16、1对于套叠形式的风帆装置，通过采用齿轮齿条的升降传动方式，可实现风帆装置的无级升降。

17、2本发明提供的锁紧装置可使得风帆装置以一定姿态作业时，移动桅杆与固定桅杆紧密配合，避免了两者之间的晃动和碰撞，更有利于提高系统安全性。

18、3无级升降功能使得风帆装置可根据实时的环境条件调整风帆升降高度，最大限度的提高风帆助推效果，且提高了系统和结构安全性。

技术特征：

1.一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，有嵌套式桅杆，移动桅杆(1)位于固定桅杆(2)内部，所述固定桅杆固定在桅杆基座(15)上，相对固定桅杆可上下滑动，所述固定桅杆、所述移动桅杆的横截面为多边形，具有四个平直段，以及将四个平直段连接的弧形段；

2.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述固定桅杆的四个所述平直段上各固定有一个所述升降齿条，所述升降齿条位于所述平直段处。

3.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述升降齿轮连接有马达(10)，所述马达输出轴与所述升降齿轮连接，所述马达固定在搭载平台上。

4.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述搭载平台与所述移动桅杆存在间距d，d＝15mm。

5.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，箱式所述搭载平台底部与所述移动桅杆底部对齐。

6.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述滑块与所述导向块相接处的地方为平面，所述滑块与所述导向块相接处的平面上铺设有防磨垫片(12)。

7.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述滑块与所述滑槽之间存在5mm的间隙。

8.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述搭载平台的高度h2不大于所述移动桅杆与所述固定桅杆间的搭接高度h1。

9.根据权利要求8所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，h2＝1/2h1。

10.根据权利要求1所述的一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，其特征在于，所述固定桅杆上固定有固定帆叶(14)，所述移动桅杆上固定有移动帆叶(13)。

技术总结一种具有无级升降功能的翼型风帆装置，有嵌套式桅杆，移动桅杆位于固定桅杆内部，固定桅杆相对移动桅杆可以上下滑动，固定桅杆、移动桅杆的横截面为多边形，具有四个平直段，以及将四个平直段连接的弧形段。固定桅杆的桅杆内壁上对称固定有至少两个升降齿条，升降齿条齿啮合有升降齿轮，在升降齿轮上方固定有锁紧件，在固定桅杆与移动桅杆之间固定有导向机构，导向机构位于弧形段处，导向机构由滑块和滑槽组成。本发明可实现风帆装置的无级升降，可使得风帆装置以一定姿态作业时，移动桅杆与固定桅杆紧密配合，避免了两者之间的晃动和碰撞，更有利于提高系统安全性，可根据实时的环境条件调整风帆升降高度，最大限度的提高风帆助推效果。技术研发人员：赵晓玲,侯玉品,陈立,李文贺,张倩,潘友鹏,于世旭,李伟,韩雨,孟姜楠,卞春晓,林阳明受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司技术研发日：20230626技术公布日：2024/4/22