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风帆系缆系统

阅读：482发布：2020-05-15

专利汇可以提供风帆系缆系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种风帆系缆系统，包括回收后的风帆以及用于固定所述风帆的索缆，在所述风帆的横纵骨架交接处设置四个风帆眼板，四个所述风帆眼板位于同一平行于甲板的平面上且为一个小矩形的四个顶点；在所述甲板上设置四个与所述风帆眼板对应的甲板眼板，四个所述甲板眼板为一个大矩形的四个顶点；所述小矩形位于所述大矩形所围成的区域内，且所述大矩形与所述小矩形的边对应平行；四个所述甲板眼板与四个所述风帆眼板通过四根所述索缆以所述大矩形和所述小矩形的顶点对应原则一对一连接。采用本发明系统，可以大大减少风帆对于基座的损害，且可以节约索缆。，下面是风帆系缆系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风帆系缆系统，包括回收后的风帆以及用于固定所述风帆的索缆，其特征在于，在所述风帆的横纵骨架交接处设置四个风帆眼板，四个所述风帆眼板位于同一平行于甲板的平面上且为一个小矩形的四个顶点；在所述甲板上设置四个与所述风帆眼板对应的甲板眼板，四个所述甲板眼板为一个大矩形的四个顶点；所述小矩形位于所述大矩形所围成的区域内，且所述大矩形与所述小矩形的边对应平行；四个所述甲板眼板与四个所述风帆眼板通过四根所述索缆以所述大矩形和所述小矩形的顶点对应原则一对一连接。
2.根据权利要求1所述风帆系缆系统，其特征在于，四根所述索缆与所述甲板的夹角所处范围均为45°～60°。
3.根据权利要求1或2所述风帆系缆系统，其特征在于，四根所述索缆与所述甲板的夹角均相同。
4.根据权利要求1所述风帆系缆系统，其特征在于，通过同一根所述索缆连接的所述风帆眼板和所述甲板眼板之间的直线距离均相同。
5.根据权利要求4所述风帆系缆系统，其特征在于，任意一根所述索缆的长度L与其所连接的所述风帆眼板和所述甲板眼板之间的直线距离d均满足如下关系式：d＜L≤2d。
6.根据权利要求1或5所述风帆系缆系统，其特征在于，四根所述索缆的长度L均相同。
7.根据权利要求1所述风帆系缆系统，其特征在于，所述风帆眼板距离所述甲板的高度h与所述风帆的顶端距离所述甲板的高度H满足如下关系式：0.6H≤h≤H。
8.根据权利要求1所述风帆系缆系统，其特征在于，所述小矩形的一条边平行于所述风帆的横向延展方向。
9.根据权利要求8所述风帆系缆系统，其特征在于，平行于所述风帆横向延展方向的小矩形的一条边的长度s与所述风帆在横向延展方向的最大宽度W满足如下关系：0.3W0.5W。
10.根据权利要求1所述风帆系缆系统，其特征在于，所述索缆在所述甲板的投影与所述风帆的横向延展方向的夹角所处范围为55°～70°。

说明书全文

风帆系缆系统

技术领域

[0001] 本发明涉及风帆船舶系缆技术领域，更具体的说，涉及风帆在回收后的系缆系统。

背景技术

[0002] 风能资源在船舶上的应用愈发受到重视。如说明书附图1所示，风帆1被固定在桅杆2上，桅杆2被固定于下方的基座3上，风力通过风帆1、桅杆2再通过基座3作用于船上从而给船提供前进的动力。但是在风帆1回收后，并不需要桅杆2继续给基座3提供作用力，而反倒应该是作用力越小越好，以避免对于基座3造成不必要的损害。在现有的风帆技术领域，对于回收后高度仍然超过15m的风帆1该如何系缆于船上，通常是直接利用索缆7将整个风帆1捆住然后系缆于带缆桩4上，这种系缆方式一方面导致索缆7过长，另一方面会导致风帆1受到风的应力后全部通过桅杆2传导至基座3上，很容易对基座3产生损坏。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种风帆系缆系统，能够解决背景技术中提到的问题。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

[0005] 一种风帆系缆系统，包括回收后的风帆(风帆是可折叠的，在真正使用时朝竖直方向展开伸长，回收后折叠成高度较低的回收形态，本专利中除非特别指出，说到的风帆都是回收后的风帆)以及用于固定风帆的索缆；在风帆的横纵骨架交接处(风帆内部是由骨架横纵交织形成的，横纵骨架存在交接节点，此即这里的交接处)设置四个风帆眼板，四个风帆眼板位于同一平行于甲板的平面上且为一个小矩形的四个顶点；在甲板上设置四个与风帆眼板对应的甲板眼板，四个甲板眼板为一个大矩形的四个顶点；小矩形位于大矩形所围成的区域内(实际上是俯视图中的场景，因为两个矩形处于不同平面内)，且大矩形与小矩形的边对应平行；四个甲板眼板与四个风帆眼板通过四根索缆(一对眼板对应一根索缆)以大矩形和小矩形的顶点对应原则一对一连接(由于两个矩形的对应边平行，所以很容易通过对应边确定对应顶点，从而将对应顶点通过索缆连接)。

[0006] 优选的，四根索缆与甲板(即甲板所处平面，后同)的夹角范围在45°～60°(包括边界点)。

[0007] 优选的，四根索缆与甲板的夹角均相同。

[0008] 优选的，通过同一根索缆连接的风帆眼板和甲板眼板之间的直线距离(相对于不同对的风帆眼板和甲板眼板而言)均相同。

[0009] 优选的，任意一根索缆的长度L与其所连接的风帆眼板和甲板眼板之间的直线距离d均满足如下关系式：d＜L≤2d。(如此一来，风帆不至于被完全固定住，从而也可以有自身的少量移动，从而分散应力)

[0010] 优选的，四根索缆的长度均相同。

[0011] 优选的，风帆眼板距离甲板的高度h与风帆的顶端距离甲板的高度H满足如下关系式：0.6H≤h≤H。

[0012] 优选的，小矩形的一条边平行于风帆的横向延展方向(风帆是一个面状构型，垂直于这个面是风对于风帆的作用力的方向。风帆有两个延展方向，该两个方向均处于风帆面，其中一个是纵向的，即竖直方向，另一个是横向的，即处于该面上又垂直于纵向的方向)，且平行于风帆横向延展方向的小矩形的一条边的长度s与风帆在横向延展方向的最大宽度W满足如下关系：0.3W

[0013] 优选的，索缆在甲板的投影(也就等价于在风帆眼板所处平面的投影，因为风帆眼板所处平面与甲板是平行的)与风帆的横向延展方向的夹角所处范围在55°～70°(包括边界点)。

[0014] 相比现有技术而言，本发明的优点在于，现有技术是直接将风帆捆绑起来并系缆于带缆桩上，风帆作为整体是完全依靠于基座而不能有自身的形变的，如此一来风帆一旦受到风的吹动就会将应力全部传导到基座从而很容易对基座产生损害(这就好像将一块石头固定在一根柱子上，一旦石头遭受作用力就会将作用力全部传导到柱子上)；而本发明系统仅仅是将风帆上的几个重要部位用索缆固定住，而且因为索缆长度有盈余，风帆也不至于在固定点被完全固定住，因此即有风吹动，风帆本身也可以有自身的少量摆动，如此一来可以分散很大一部分应力，从而减少对于基座的损害(这就好像一堆沙子固定在一根柱子上，即使沙子受到作用力，沙子自身的形变也可以吸收一部分作用力而不会完全传导至柱子上)。除此之外，采用这种系缆系统所需要的索缆长度还较短，从而节约索缆。

附图说明

[0015] 图1是现有技术风帆系缆系统的示意图；

[0016] 图2是本发明风帆系缆绳系统的主视图；

[0017] 图3是图2中沿A-A面的剖面图(与俯视方向相同)；

[0018] 图4是本发明眼板及索缆的示意图。

[0019] 图中，1、风帆，2、桅杆，3、基座，4、带缆桩，5、甲板眼板，6、风帆眼板，7、索缆，71、卸扣，72、第一套环，73、第一钢丝绳夹，74、钢丝绳，75、螺旋扣，76、第二套环，77、第二钢丝绳夹，8、甲板。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

[0021] 如图2所示为本发明风帆系缆系统的主视图，风帆1固定在桅杆2上，桅杆2固定于底下的基座3。同时可以看到，在风帆1上画有横纵交织的线，这代表的是风帆1的骨架，在骨架的交接处会形成节点，在这些节点处设置风帆眼板6；同时在甲板8上设置甲板眼板5，风帆眼板6和甲板眼板5通过索缆7进行连接。

[0022] 如图3所示为图2中沿A-A面的剖面图，其观察朝向为俯视方向。从图中可以看出，风帆眼板6有四个，位于同一平行于甲板8的平面上，且为一个小矩形的四个顶点；甲板眼板5也有四个，且为一个大矩形的四个顶点；大矩形与小矩形的边对应平行，且小矩形正好处于大矩形的正中间；四个甲板眼板5与四个风帆眼板6通过四根索缆7以大矩形和小矩形的顶点对应原则一对一连接。

[0023] 图4中包含了甲板眼板5、风帆眼板6以及索缆7，可以看到，在风帆眼板6一侧，索缆7上设置有连接于风帆眼板6的卸扣71，以及由此延伸开来的第一套环72、第一钢丝绳夹73，在甲板眼板5一侧，索缆7上依次设置有螺旋扣74，第二套环75，第二钢丝绳夹76；第二钢丝绳夹76和第一钢丝绳夹73之间连接有钢丝绳77。当然，这仅仅是索缆7的一种设计形式。

[0024] 虽然上面讲述了大致的系缆系统，但是不同的参数会有产生不同的系统和不同的效果，通过在风载荷、惯性载荷以及重力载荷下的有限元分析，可以计算出风帆系缆的最佳位置和系缆系统，其涉及的具体情况或者参数如下：

[0025] 1)四根索缆7与甲板8的夹角均相同，且该夹角均处于45°～60°的范围。

[0026] 2)四根索缆7的长度L均相同，且索缆7所连接的风帆眼板6和甲板眼板5之间的直线距离d也均相同，并有如下关系式：d＜L≤2d，

[0027] 3)风帆眼板6距离甲板8的高度h与风帆1顶端距离甲板8的高度H满足如下关系式：0.6H≤h≤H。

[0028] 4)小矩形的一条边平行于风帆1的横向延展方向(该方向如图3中所标识，与其垂直的一个方向为风力作用方向)，且该边的长度s与风帆1在横向延展方向的最大宽度W满足如下关系：0.3W

[0029] 5)索缆7在甲板8的投影与风帆1的横向延展方向的夹角所处范围在55°～70°。

[0030] 此方案布置可以减少风载荷作用于帆面1上导致的垂向弯矩过大，使弯矩降低到原来的30％；由此，本发明方案不仅能满足结构高于15m的风帆系缆要求，同样可以降低垂向弯矩，使得结构更加安全。

[0031] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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