JP2005059675A

JP2005059675A - 波浪推進船

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Publication number: JP2005059675A
Application number: JP2003290303A
Authority: JP
Inventors: Ryuhei Ko; 龍平黄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】波浪のエネルギーを利用して船を推進する新規な波浪推進船を提供する。
【解決手段】前後両端を有する船体に、その対水作業部が該船体の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて該船体を推進する推進装置と、波浪の上下に伴って該船体の無負荷時の最低喫水線と最大負荷時の最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるように設置されているフロート装置と、該フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動に連動し、該上下運動のエネルギーを前記推進装置の利用できる形で前記推進装置に伝送し、前記推進装置を作動するエネルギー変換装置とを備えたことを特徴とする波浪推進船を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、大自然のエネルギーを動力とする動力船に関し、特に波浪のエネルギーを利用して船を推進する波浪推進船に関する。

近年、石油の大量採掘で、世界の油田がますます枯渇し、エネルギー危機が再度迫ってくるようであるので、石油に代るエネルギーを捜し求めなければならないに至った。石油に代るエネルギーとして、大自然のエネルギー、例えば、太陽能、風力、潮汐、波浪などを利用して発電することがよく研究されているが、利用効率からみれば、やはり前記大自然のエネルギーをその場で直接利用することでは有利であろう。

上記に鑑みて、発明人は、波浪のエネルギーを波浪が起こるその場で船の推進に利用しようとする。即ち、本発明は、波浪のエネルギーを利用して船を推進する新規な波浪推進船を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、前後両端を有する船体に、その対水作業部が該船体の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて該船体を推進する推進装置と、波浪の上下に伴って該船体の無負荷時の最低喫水線と最大負荷時の最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるように設置されているフロート装置と、該フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動に連動し、該上下運動のエネルギーを前記推進装置の利用できる形で前記推進装置に伝送し、前記推進装置を作動するエネルギー変換装置とを備えたことを特徴とする波浪推進船を提供する。

また、本発明によれば、前記推進装置として、プロペラ、特に駆動装置付きのプロペラ、例えば電動モータ付きのプロペラまたは空気圧モータ付きのプロペラを使用することができる。前記推進装置として電動モータ付きのプロペラを使用した場合、前記エネルギー変換装置として、前記フロート装置の上下運動に連動して回転し、該上下運動を回転運動に変換して伝送する歯車列と、該歯車列に伝送されてくる回転運動に連動して電力を発生し、前記電動モータに電力を供給して電磁誘導の形で前記プロペラを回転作動する発電機とからなったものを使用することができ、前記推進装置として空気圧モータ付きのプロペラを使用した場合、前記エネルギー変換装置として、前記フロート装置の上下運動に連動してピストン運動をし、圧縮空気を生じて前記空気圧モータに供給し、空気圧の形で前記プロペラを回転作動するエアシリンダを使用することができる。また、前記フロート装置及び前記エネルギー変換装置は船体外の例えば船体の両側に対称的に置かれても良いが、前記船体内に置かれても良い。特に、前記船体は開口がある船底を有するもの、ないし、前記開口が前記船底とほぼ面積が同じであるもの、即ち、無負荷と最大負荷とが同じ自重以外の負荷なしの玩具船であれば、前記エネルギー変換装置が前記船体内に置かれた方が良い。

前記構造による波浪推進船は、波浪のエネルギーでフロート装置とエネルギー変換装置を介して推進装置を駆動し、船体を推進するものであるため、他の動力がなくても波浪のエネルギーで効果的に前進することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

まず、図１〜図３を参照しながら本発明に係る波浪推進船の第１の実施形態を説明する。この第１の実施形態の波浪推進船は、前後両端を有する船体１に、その対水作業部としてのプロペラ羽根２０が船体１の無負荷時の最低喫水線下に位置するように設置されていて船体１を推進するプロペラ２と、プロペラ２を回転駆動させる駆動装置５を備えたものである。

船体１は、開口１０１がある船底１０を有し、且つ、船体１内に、更に、取付板１１と複数のフロート装置３とエネルギー変換装置４とを備えている。取付板１１は最大負荷時の最高喫水線より高い所定位置し、船体の前後方向に延伸している。

複数のフロート装置３は、取付板１１に沿うように、波浪の上下に伴って前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間において上下昇降することができるように吊り下げられている。

エネルギー変換装置４は、駆動装置５を駆動する伝導軸４３及び歯車列４１を備えている。伝導軸４３は、船体１の最大負荷時の最高喫水線より高い所定位置にあって船体１の前後方向を軸線として回転することができるように該軸線上に延伸してから駆動装置５と繋がっている。

歯車列４１は、図２及び図３に示すように、各フロート装置３からそれぞれ上へ延伸していてフロート装置３の上下昇降と共に上下動することができるラック（４１０）付き棒３０と、ラック付き棒３０のラック４１０と噛み合っていてラック付き棒３０の上下動に連動して正反転する第１の主動ギヤ４１１と、第１の主動ギヤ４１１と同軸に取付けられていて第１の主動ギヤ４１１に駆動されて正反転の一方向のみに回転する第１の一方向ギヤ４１３と、伝導軸４３に固定されていながら第１の一方向ギヤ４１３と噛み合っており、第１の一方向ギヤ４１３の回転で伝導軸４３を正反転の一方向のみに回転させる第１の従動ギヤ４１５とを備え、更に、第１の主動ギヤ４１１と反対の方向からラック付き棒３０のラック４１０と噛み合っていてラック付き棒３０の上下動に連動して第１の主動ギヤ４１１と反転する第２の主動ギヤ４１２と、第２の主動ギヤ４１２と同軸に取付けられていて第２の主動ギヤ４１２に駆動されて第１の一方向ギヤ４１３と同一の方向のみに回転する第２の一方向ギヤ４１４と、伝導軸４３に固定されていながら２つの中間ギヤ４１７Ａ，４１７Ｂを順に介して第２の一方向ギヤ４１４と噛み合っており、第２の一方向ギヤ４１４の回転及び２つの中間ギヤ４１７Ａ，４１７Ｂの２度の反転で伝導軸４３を第１の一方向ギヤ４１３による回転と同一の方向のみに回転させる第２の従動ギヤ４１６とを備えている。

第１及び第２の一方向ギヤ４１３及び４１４は、それぞれ一方向軸受けを介してその支持軸に一方向のみに回転可能に軸支されてなっている。また、第１及び第２の従動ギヤ４１５，４１６並びに２つの中間ギヤ４１７Ａ、４１７Ｂは、第１及び第２の一方向ギヤ４１３及び４１４それぞれの一方向構成により同じく一方向のみに回転することができるが、その一方向の回転を確保するために、それぞれも一方向軸受けを介してその支持軸に一方向のみに回転可能に軸支されてなっている。それにより、フロート装置３が波浪に伴って上下昇降する上下運動により、駆動装置５を駆動してプロペラ２を連続的に回転させて前記船体１を推進することができる。

即ち、たとえばフロート装置３が上昇してラック付き棒３０、第１の主動ギヤ４１１、第１の一方向ギヤ４１３及び第１の従動ギヤ４１５を介して伝導軸４３を時計方向に回転させる時、第２の主動ギヤ４１２が第１の主動ギヤ４１１と反対の方向に回転しているが、第２の一方向ギヤ４１４がその一方向軸受けのため回転できないので、第２の従動ギヤ４１６も回転しなくて伝導軸４３が第１の従動ギヤ４１５のみによって時計方向に回転される。それに反して、フロート装置３が下降してラック付き棒３０、第２の主動ギヤ４１２、第２の一方向ギヤ４１４、２の中間ギヤ４１７Ａ、４１７Ｂ及び第２の従動ギヤ４１６を介して伝導軸４３を時計方向に回転させる時、第１の主動ギヤ４１１が第２の主動ギヤ４１２と反対の方向に回転しているが、第１の一方向ギヤ４１３がその一方向軸受けのため回転できないので、第１の従動ギヤ４１５も回転せずに伝導軸４３が第２の従動ギヤ４１６のみによって時計方向に回転される。

従って、伝導軸４３は、フロート装置３の上下昇降に応じ、順にラック付き棒３０と第１の主動ギヤ４１１と第１の一方向ギヤ４１３と第１の従動ギヤ４１５とからなっている歯車列、及び、ラック付き棒３０と第２の主動ギヤ４１２と第２の一方向ギヤ４１４と２つの中間ギヤ４１７Ａ、４１７Ｂと第２の従動ギヤ４１６とからなっている歯車列により回転されて駆動装置５を連続的に駆動し、そしてプロペラ２を連続的に回転させて船体１を推進することができる。

また、図３に示すように、この第１の実施形態の波浪推進船は、取付板１１に一連の案内スリーブ１１０が上下方向に挿通しており、複数のフロート装置３のそれぞれから上方へ案内棒３１が延伸して案内スリーブ１１０を挿通し、各案内棒３１の案内スリーブ１１０の上下２つの部分にそれぞれ前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間の距離と同じ距離を空けた上下２つの止め材３１１，３１２が設けられている。前記取付板１１と案内スリーブ１１０及び上下２つの止め材３１１，３１２によって、フロート装置３の上下運動を前記距離内に制限することができる。

更に、図４をも併せてこの第１の実施形態をより詳細に説明する。プロペラ２として、電動モータ（５１）付きのプロペラが使用されており、電動モータ５１は駆動装置５として使用されている。

また、エネルギー変換装置４として、伝導軸４３と歯車列４１とを備え、更に、発電機４２を有する。したがって、この実施形態の波浪推進船は、波浪によるフロート装置３の上下運動を歯車列４１を介して回転運動に変換してから、伝導軸４３を経由して発電機４２に伝送されて電力を発生させ蓄電池４０に貯蔵し、そして電動モータ５１に安定した電力を供給して電磁誘導の形でプロペラ２を回転作動する。

次に、図５、図６及び図７を参照しつつ第２の実施形態を説明する。図において前記第１の実施形態と構造または機能が同一である部品または部材には、第１の実施形態の対応部品と同じ符号を付した。

第２の実施形態の波浪推進船は、前記第１の実施形態のように、前後両端を有する船体１に、その対水作業部としてのプロペラ羽根２０が船体１の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて船体１を推進するプロペラ２と、プロペラ２を駆動して回動させる駆動装置５とを備えており、且つ、船体１が開口１０１のある船底１０を有するものである。異なるところは、プロペラ２として、空気圧モータ（５２）付きのプロペラが使用されている。空気圧モータ５２は船体１内にあって駆動装置５として使用されており、そして、エアを貯留するエアタンク５２２と、エアタンク５２２の出口に設置されていてエアの圧力を制御調整する圧力調整器５２３と、圧力調整器５２３を経由してエアタンク５２２から放出する圧力エアを受けて回転し、プロペラ２を駆動するロータ５２１とからなっている。

また、船体１内に、更に、エアダクト４５と、取付板１１と、複数のフロート装置３と、エネルギー変換装置４とを備えている。エアダクト４５は、船体１の最大負荷時の最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向に延伸してからエアタンク５２２と連通している。取付板１１は、前記最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向に延伸している。複数のフロート装置３は、取付板１１に沿うように、波浪の上下に伴って前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるようにそれぞれリンク機構３２を介して吊り下げられている。エネルギー変換装置４として、主に複数のエアシリンダ４４が使用されており、複数のエアシリンダ４４は、それぞれのシリンダ体のピストンロッド４４１が出入りする一端の反対端が取付板１１に枢支されており、且つ、それぞれのピストンロッド４４１が複数のフロート装置３の一つと枢接されていてフロート装置３に連動することができ、また、それぞれの出口４４２が一方向弁４４３を経由してエアダクト４５と連通しており、対応のフロート装置３の波浪に伴って上下昇降する上下運動に連動してピストン運動し、圧縮空気を生じて一方向弁４４３を経由してエアダクト４５に供給する。それにより、フロート装置３が波浪に伴って上下昇降する上下運動によって圧縮空気を生じてから、エアタンク５２２内に圧力調整器５２３の制御によって所定の圧力までに一時貯留し、該所定圧力の空気により、ロータ５２１でプロペラ２を回転させて船体１を推進することができる。

即ち、フロート装置３が波浪の上昇に押されてリンク機構３２の拘束によってカーブを描きながら上昇する時、ピストンロッド４４１を押し、エアシリンダ４４内のピストン（図示せず）を図中の斜め上へ運動させシリンダ内のエアを圧縮してエアダクト４５に注ぎ、そしてエアタンク５２２に一時貯留してから圧縮空気を空気圧モータ５２に供給し、空気圧の形でプロペラ２を回転作動して船体１を推進することができる。

また、図示の例では、第１及び第２の実施形態に示した何れの波浪推進船も、すべて船体１を船底１０にある開口１０１が船底１０とほぼ面積が同一であって複数のフロート装置３の浮力のみによって浮かび、自重以外の負荷がなくて前記最低喫水線と前記最高喫水線とが同一であるものとし、且つ、上記第１実施形態の場合にある上下２つの止め材３１１，３１２の間の距離を前記最高喫水線と前記所定位置との間の距離とした。もちろん、この設計では、貨物や人を載せるために甲板を取付けようとすれば、前記最低喫水線と前記最高喫水線とを考慮しなければならない。

即ち、フロート装置（３）は、無負荷時はもちろん、最大負荷時においても、喫水線が適当な所にあるように船体１を浮かばせる数量が必要であり、また、その上下昇降の範囲は、船体（１）の無負荷時の最低喫水線と最大負荷時の最高喫水線以上の所定位置との間の距離に設定しなければならない。

以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲で、いろいろと変更して実施できるものである。

前記構造による波浪推進船は、波浪のエネルギーを波浪が起こるその場で船の推進に利用し、即ち波浪のエネルギーでフロート装置とエネルギー変換装置を介してプロペラを駆動し、船体を推進するものであるため、他の動力がなくても波浪のエネルギーで効果的に前進することができる。

本発明に係る波浪推進船の第１の実施形態を側面からみた構成関係図である。前記第１の実施形態におけるエネルギー変換装置の拡大上面図である。前記第１の実施形態におけるフロート装置の拡大前面図である。前記第１の実施形態にかかるエネルギー変換及び駆動の説明図である。本発明に係る波浪推進船の第２の実施形態を側面からみた構成関係図である。前記第２の実施形態におけるエネルギー変換装置の拡大側面図である。前記第２の実施形態にかかるエネルギー変換及び駆動の説明図である。

符号の説明

１船体
１０船底
１０１開口
１１取付板
１１０案内スリーブ
２プロペラ
２０プロペラ羽根
３フロート装置
３０ラック付き棒
３１案内棒
３１１上止め材
３１２下止め材
３２リンク機構
４エネルギー装置
４０蓄電池
４１歯車列
４１０ラック
４１１第１の主動ギヤ
４１２第２の主動ギヤ
４１３第１の一方向ギヤ
４１４第２の一方向ギヤ
４１５第１の従動ギヤ
４１６第２の従動ギヤ
４１７Ａ中間ギヤ
４１７Ｂ中間ギヤ
４２発電機
４３伝導軸
４４エアシリンダ
４４１ピストンロッド
４４２出口
４４３一方向弁
４５エアダクト
５駆動装置
５１電動モータ
５２空気圧モータ
５２１ロータ
５２２エアタンク
５２３圧力調整器

Claims

前後両端を有する船体に、
その対水作業部が該船体の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて該船体を推進する推進装置と、
波浪の上下に伴って該船体の無負荷時の最低喫水線と最大負荷時の最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるように設置されているフロート装置と、
該フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動に連動し、該上下運動のエネルギーを前記推進装置の利用できる形で前記推進装置に伝送し、前記推進装置を作動するエネルギー変換装置とを備えたことを特徴とする波浪推進船。
前記推進装置として、プロペラが使用されており、
また、前記エネルギー変換装置として、前記フロート装置の上下運動に連動して回転し、回転運動の形で前記推進装置を回転作動する歯車列が使用されていることを特徴とする請求項１に記載の波浪推進船。
前記推進装置として、電動モータ付きのプロペラが使用されており、
また、前記エネルギー変換装置として、
前記フロート装置の上下運動に連動して回転し、該上下運動を回転運動に変換して伝送する歯車列と、
該歯車列に伝送されてくる回転運動に連動して電力を発生し、前記電動モータに電力を供給して電磁誘導の形で前記推進装置を回転作動する発電機とからなったものが使用されていることを特徴とする請求項１に記載の波浪推進船。
前記推進装置として、空気圧モータ付きのプロペラが使用されており、
また、前記エネルギー変換装置として、
前記フロート装置の上下運動に連動してピストン運動をし、圧縮空気を生じて前記空気圧モータに供給し、空気圧の形で前記推進装置を回転作動するエアシリンダが使用されていることを特徴とする請求項１に記載の波浪推進船。
前後両端を有する船体に、
その対水作業部としてのプロペラ羽根が該船体の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて該船体を推進するプロペラと、
前記プロペラを駆動して回動させる駆動装置を備えた波浪推進船であって、
前記船体は開口がある船底を有し、且つ、前記船体内に、更に、
前記船体の最大負荷時の最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向を軸線として回転することができるように該軸線上に延伸してから前記駆動装置と繋がっていて前記駆動装置を駆動する伝導軸と、
前記最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向に延伸している取付板と、
前記取付板に沿うように、波浪の上下に伴って前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるように吊り下げられている複数のフロート装置と、
前記各フロート装置からそれぞれ上へ延伸していて前記フロート装置の上下昇降と共に上下動することができるラック付き棒と、前記ラック付き棒のラックと噛み合っていてラック付き棒の上下動に連動して正反転する第１の主動ギヤと、前記第１の主動ギヤと同軸に取付けられていて第１の主動ギヤに駆動されて正反転の一方向のみに回転する第１の一方向ギヤと、前記伝導軸に固定されていながら前記第１の一方向ギヤと噛み合っており、前記第１の一方向ギヤの回転で伝導軸を正反転の一方向のみに回転させる第１の従動ギヤとからなる歯車列とを備えており、
それにより、前記フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動により、前記駆動装置を駆動して前記プロペラを間欠に回転させて前記船体を推進することができることを特徴とする波浪推進船。
前記歯車列は、更に、
前記第１の主動ギヤと反対の方向から前記ラック付き棒のラックと噛み合っていてラック付き棒の上下動に連動して前記第１の主動ギヤと反転する第２の主動ギヤと、前記第２の主動ギヤと同軸に取付けられていて第２の主動ギヤに駆動されて前記第１の一方向ギヤと同一の方向のみに回転する第２の一方向ギヤと、前記伝導軸に固定されていながら２の中間ギヤを順に介して前記第２の一方向ギヤと噛み合っており、該第２の一方向ギヤの回転で伝導軸を前記第１の一方向ギヤによる回転と同一の方向のみに回転させる第２の従動ギヤとを備えており、
それにより、前記フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動により、前記駆動装置を駆動して前記プロペラを連続的に回転させて前記船体を推進することができることを特徴とする請求項５に記載の波浪推進船。
前記取付板に一連の案内スリーブが上下方向に挿通しており、また、前記複数のフロート装置からそれぞれ上へ案内棒が延伸して前記案内スリーブの一つを挿通しており、各案内棒の前記案内スリーブの上下２つの部分にそれぞれ前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間の距離と同じ距離を空けた上下２つの止め材が設けられていて前記フロート装置の上下運動を前記距離内に制限することを特徴とする請求項６に記載の波浪推進船。
前記船体を前記船底にある開口が船底とほぼ面積が同一であって前記複数のフロート装置の浮力のみによって浮かび、自重以外の負荷がなくて前記最低喫水線と前記最高喫水線とが同一であるものとし、且つ、前記上下２つの止め材の間の距離を前記最高喫水線と前記所定位置との間の距離としたことを特徴とする請求項７に記載の波浪推進船。
前後両端を有する船体に、
その対水作業部としてのプロペラ羽根が該船体の無負荷時の最低喫水線下にあるように設置されていて該船体を推進するプロペラと、
前記プロペラを駆動して回動させる駆動装置を備えた波浪推進船であって、
前記船体は開口がある船底を有し、且つ、前記船体内に、更に、
前記駆動装置としての、前記プロペラと連結していて該プロペラを駆動するロータと、エアを貯留してから圧力調整器を経由し、所定以上の圧力を有する空気を前記ロータへ供給して該ロータを駆動するエアタンクとからなっている空気圧モータと、
前記船体の最大負荷時の最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向に延伸してから前記エアタンクと連通しているエアダクトと、
前記最高喫水線より高い所定位置にあって船体の前後方向に延伸している取付板と、
前記取付板に沿うように、波浪の上下に伴って前記最低喫水線と前記最高喫水線以上の所定位置との間に亘って上下昇降することができるように吊り下げられている複数のフロート装置と、
それぞれのピストンロッドが前記複数のフロート装置の一つと連動するように設置され出口が一方向弁を経由して前記エアダクトと連通しており、対応のフロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動に連動してピストン運動をし、圧縮空気を生じて前記一方向弁を経由して前記エアダクトに供給する複数のエアシリンダとを備えており、
それにより、前記フロート装置の波浪に伴って上下昇降する上下運動によって圧縮空気を生じてから、前記エアタンク内に所定の圧力までに貯留し、該所定圧力の空気により、前記ロータで前記プロペラを回転させて前記船体を推進することを特徴とする波浪推進船。