Судно с комбинированной ветроэнергетической установкой

 

Использование: изобретение относится к судостроению и касается конструирования парусного судна с ветродвигателем в качестве элемента комбинированной энергоустановки. Сущность заключается в том, что парус выполнен веерообразным с центральной осью веера, закрепленной на вершине мачты, причем веерный парус и ветродвигатель выполнены соосными. Кроме того, веерный парус выполнен из упругих элементов. 5 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования парусного судна с ветродвигателем в качестве элемента комбинированной энергоустановки.

Известно судно с комбинированной ветроэнергетической установкой, содержащее парус и ветродвигатель, расположенные на одной вертикальной мачте судна.

Однако такое судно обладает низкой остойчивостью, а его эксплуатация затруднена.

Цель изобретения повышение остойчивости и облегчение эксплуатации судна.

Поставленная цель достигается тем, что парус выполнен веерообразным с центральной осью веера, закрепленной на вершине мачты.

Кроме того, веерный парус и ветродвигатель выполнены соосными, а также веерный парус выполнен из упругих элементов, из мягких элементов с упругими поясами жесткости, с тросовой проводкой для управления его положением.

Кроме того, судно выполнено с надстройкой и поворотно-опорным кольцом, а веерный парус с крайними радиальными силовыми элементами, причем надстройка расположена в пределах конуса, описываемого этими элементами при вращении паруса, а поворотно-опорное кольцо выполнено с внутренней неподвижной частью, закрепленной на надстройке, и внешней подвижной частью, установленной на парусе.

На фиг.1 изображен общий вид описываемого судна; на фиг.2 вид сверху на это судно; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4- узел I на фиг.1; на фиг. 5 узел II на фиг.3.

Судно с комбинированной ветроэнергетической установкой содержит корпус 1, располагаемые на верхней палубе надстройки 2, на которых в центре установлены мачты 3 с веерообразными парусами 4, закрепленными своим центром на вершине мачты. Ось вращения ветродвигателя 5 совпадает с центром крепления веерообразного паруса 4. Сами паруса 4 выполнены из сплошных упругих элементов 6 (фиг.3а) или мягких парусов 7 (фиг.3б) с упругими элементами в виде окантовки. Мягкие паруса 7 могут быть одинарными или двойными в виде надуваемых оболочек. В районе расположения упругих элементов 6 веерные паруса 4 снабжены тросовой проводкой 8 и закрепленными на них шайбами 9. На уровне надстроек 2 установлено опорно-поворотное кольцо 10, состоящее из внутренней неподвижной части 11, закрепленной на надстройке, и внешней подвижной части 12, закрепленной на радиальных силовых элементах 13 парусов 4.

Судно эксплуатируется следующим образом.

При наличии ветра паруса 4 путем поворота вокруг мачты 3 устанавливают на определенный угол атаки и освобождают тросы 8 на лебедке (на чертежах не показана), распускают под действием упругих элементов 6 упомянутые паруса 4 на необходимую высоту. В пределе высота каждого паруса превышает высоту мачты более, чем в два раза. Для уравновешивания нагрузок, передаваемых на мачту, целесообразно левую и правую сторону парусов 4 распускать на одну и ту же высоту. Носовые и кормовые паруса могут работать независимо друг от друга как по установке угла атаки, так и по высоте раскрытия паруса. При сложенных или частично раскрытых парусах 4 в работу может включаться, в т.ч. на стоянке или в дрейфе, расположенный параллельно парусам ветродвигатель 5. Тандемная установка лопастей позволяет работать каждой лопасти ветродвигателя 5 либо совместно и синхронно, либо автономно. Целесообразна установка однолопастного ветродвигателя 5, что дополнительно улучшает проход судна под мостами при положении лопасти вниз. При установке обратимого электродвигателя возможна крутка лопасти ветродвигателя 5 от запасенной энергии, что может быть необходимо для маневрирования судна в безветренную погоду, а также обдувки веерного паруса 4, например, с целью его очистки от снега. Для создания большей жесткости конструкции радиальных силовых элементов 13 в нижней части парусов 4 они снабжены поворотно-опорным кольцом 10, передающим механические нагрузки, возникающие на парусе, и при работе ветродвигателя 5 на силовые элементы надстроек 2.

Форма веерных парусов дана как предпочтительная, возможна и иная их конструкция, например в виде разрезных парусов Кербелини, в виде жестких крыльевых профилей с круткой профиля по винтовой линии или в виде надувных. В последнем случае бегучий такелаж может быть заменен подачей воздуха в полые оболочки парусов при раскрытии, а их уборка может осуществляться под действием силы тяжести ограждающих парус радиальных силовых элементов 13.

Таким образом, совмещение на одной вертикальной оси надстроек, ветродвигателя, мачт и веерообразных парусов освобождает судовую верхнюю палубу, уменьшает высоту мачт и упрощает механизацию уборки и постановки парусов.

Формула изобретения

1. СУДНО С КОМБИНИРОВАННОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее парус и ветродвигатель, расположенные на вертикальной мачте судна, отличающееся тем, что парус выполнен веерообразным с центральной осью веера, закрепленной на вершине мачты.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что веерный парус и ветродвигатель выполнены соосными.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что веерный парус выполнен из упругих элементов.

4. Судно по пп. 1 3, отличающееся тем, что веерный парус выполнен из мягких элементов с упругими поясами жесткости.

5. Судно по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что веерный парус выполнен с тросовой проводкой для управления его положением.

6. Судно по пп.1 4, отличающееся тем, что оно выполнено с надстройкой и поворотно-опорным кольцом, а веерный парус с крайними радиальными силовыми элементами, причем надстройка расположена в пределах конуса, описываемого этими элементами при вращении паруса, а поворотно-опорное кольцо выполнено с внутренней неподвижной частью, закрепленной на надстройке, и внешней подвижной частью, установленной на парусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5