JP2008515712A - 流体に関して物体を移動させるための物体移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の欠点をもたない物体移動装置を提供することである。
【解決手段】本装置は、運動方向（Ｆ）から見て、プレート面を走るフラップ後部と、前方部をもつ少なくとも１個のフラップ部材（３）を有する。前方部（８）は、フラップ部（１７）が流体内でプレート面を横断する方向に、且つ、中立面（Ｐ）の両側にある２つの位置の間で移動できるように物体（２）に接続されている。さらに、本装置は、フラップ部材（３；６１、６２）の自由な振動運動を可能にする作動手段（８、９）と、フラップ部材（３；６１、６２）の振動振幅値が予め定められた閾値より小さい場合に、フラップ部材（３；６１、６２）を作動させるための駆動装置（６）とを有する。

Description

本発明は、流体に対する運動の方向に物体を移動させるための物体移動装置に関する。

ピストンエンジンは、１ストロークごとに加速、減速、再加速が必要な構成部品からなる。これら加速及び減速は、それ自体有利でないシーケンスを形成するが、このエンジンの動作モードの不可欠な要素であるため受容しなければならない。例えば、回転エンジン（ワンケルエンジン）では、これらのシーケンスは回避される。

特許文献１（ノルウェー特許３１０４０１号）は、駆動装置すなわちエンジンの部品が共振周波数で振動するように設けられた船舶用推進装置を開示している。また、この振動駆動装置では、マス（質量体）が加速、減速されるが、このマスは、交互に、アキュムレータとエネルギー源となり、このことは、実際の振動にとって必須条件であり、いかなるエネルギー損失も引き起こさない。従って、この駆動装置は、前後に駆動される駆動素子の動作に十分に適しており、振動素子は振動駆動装置に容易に接続可能である。

特許文献１から、駆動装置はプレート状部材を移動させるように設けられ、このプレート状部材は船舶の運動方向に移動させることが可能であり、そのプレート面は船舶の進行方向を横断して走ることもまた公知である。この部材は、船舶の後方で水の間欠運動をもたらす。十分に大きい推進力を得るため、それ故に、物体は船舶の横断方向に大きな広がりをもたなければならないが、水面下の船舶の横断面が小さいことが望ましい場合には、これは不利である。

さらに、例えば、泳者が、各足に固定するフラップ状部材、いわゆる水かきを利用できることはすでに知られている。泳ぐ方向を横切って水かきを動かし、さらに任意で、同時に足関節を中心として水かきを振動させることで、泳者は比較的少ないエネルギーを用いて十分なスピードを得られる。しかしながら、一方向への足の各回の動きの最後に、泳者はこの動きを制止し反対方向に足を加速することにエネルギーを使わねばならず、これは多大なエネルギーを要する。

特許文献２（米国特許５３７０５６１号）から、ボートの船尾が、ボートから後方に延び水中に至る２本の傾動可能なアームを支持できることは公知である。フラップがアームの後端に枢動可能に接続され、アームが一方向及び他方向に交互に傾くと、前方への水力がフラップに対して働き、ボートの前進運動をもたらす。この配置において、アームはエンジンによって連続的に動かされ、そして、フラップに接続される歯付ベルトと、フラップの位置を判定するセンサーと、制御回路と、トルクモーターとからなる制御システムを用いて、水力によって生じるトルクに抗して、フラップを中立位置に向かって傾斜さることが試みられている。連続的に運転されるエンジンがピストンエンジンの場合、比較的燃費が大きくなる。制御システムは常に作動中でなければならず、これにより燃費がさらに増加することになる。さらに、制御システムは複雑で大きく、保守が大変であり、したがって、高価である。

特許文献３（米国特許１２４５５４０号）は、傾動可能なフラップが設置されるハウジングを備えたポンプについて記載している。傾動可能なフラップは、交互に、ポンプハウジング内に流体をくみ上げ、またハウジング外に流体を押し出すように設けられる。フラップ用の駆動装置については少しも論じられていない。

流体を移動させるためのそれ自体公知のプレート状部材を動作させるための、それ自体公知の振動駆動装置の組み合わせを有する装置では、この部材は、物体に関する流体の流れの方向を実質的に横切って移動するように設けられ、その結果、動作中わずかのエネルギーしか用いない非常に単純且つ安価な装置となる。この場合、物体とは、例えば、船などの船舶であり、船を前方へ移動させるために、部材は船の後方の水中に設けられる。あるいは、物体は、例えば、流体を運搬するためのパイプであってもよく、部材は、パイプに関して流体を圧送するために流体中に設置される。

ノルウェー特許３１０４０１号 米国特許５３７０５６１号 米国特許１２４５５４０号

本発明の目的は、前述の欠点をもたない上記種類の装置を提供することである。

本発明による装置の特徴的態様は、請求項に開示した特徴的性質から明らかである。

以下に、本発明の実施例を概略的に示す図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。以下、簡略化のため、部材を“フラップ”と呼ぶ。

以下の説明において、“右向きに”と“上方”の用語は、それぞれ、図面の右端へ向かう方向と、図面の、読者から離れる方向に面した端部を意味するものと理解されたい。図において、対応する部品は同じ参照番号で示す。

図１に示すように、水１の中に、船などの船舶の船体２が位置しており、船は水に対して速度Ｆで左方向へ移動している。実質的に流線形でプレート状のフラップ、すなわちフラップ部材３は、図において、水平に且つ船舶の長手方向に走るプレート面を有する。図１ａからわかるように、フラップ３はフラップ部１７と前方部１８とを有する。フラップの前方部は、枢動軸４を有し、これによりフラップが船体において支持されるので、フラップ３は水平の回転軸５を中心として傾動することができる。枢動軸４と船体におけるその支持は、従って、ヒンジ及び第１の接続手段１２１を形成する。

駆動装置６は、長手方向において前後に移動可能な駆動ロッド７を有し、駆動ロッドは、枢動軸４に接続されるアーム８を作動させることができる。駆動装置６が駆動ロッド７を介してアーム８に対して右向きに力を及ぼすと、フラップは時計回りに傾動すなわち揺動する。

螺旋状のトーションバネなどのバネ９の一端は、船体２に固定され、トーションバネの他端は枢動軸４に固定される。トーションバネ９は、負荷がかかっていないとき、フラップのプレート面が中立面Ｐ、例えば水平面を走るように、フラップ３を保持しようとする。フラップ３とともに動かされる部品は、それぞれ対応する中立位置を有する。従って、フラップがそれぞれ時計回り方向及び反時計回り方向にその中立位置から離れていくと、バネ９は反対方向に徐々により多くの張力を受け、バネ９は常にフラップ３を中立位置に戻そうとする。

図示される実施例において、フラップ３と、枢動軸４と、アーム８と、任意のさらなる部品は、一体化したマス（質量体）を形成する。同時に、トーションバネ９とこのマスは、バネの剛性と、前記部品の質量と、振動の減衰についての各固定値によって決定される共振周波数において振動できるバネ／マス機構すなわち作動手段を形成する。

図は概略的であり、単に図の複雑さを増すだけの部品は含まない。従って、例えば、装置の各部品と船体等との間の隙間から水が船体内に流入するのを防ぐ密閉手段は、このような手段の構成が当業者にとって自明であるため、図には含まれない。

装置の作動形態について、装置の各部品が図１において実線で示す位置にあるという前提に基づいて、下記に説明する。

まず、駆動装置６は、駆動ロッド７を介してアーム８に、一時的なほとんど衝撃状の駆動力を右向きに及ぼし、これにより、アーム８とフラップ３は時計回りに移動する。このようにして、これらの部品は一定量のエネルギーを受け、このエネルギーの第１の部分はフラップ周囲の水に伝達される。このエネルギー部分は、中立面Ｐに対し実質的に直角方向に水を動かすという点で運動エネルギーに変換される。それ以外の残りのエネルギー部分は、フラップが図１の位置Ｎに向かって移動する間、バネ９における位置エネルギーに変換される。

フラップが位置Ｎに到達したとき、駆動装置によって供給された全てのエネルギーは、水に対する運動エネルギーとバネ９における位置エネルギーに変換されているため、これにより、フラップの速度はゼロである。フラップ３に対しバネ９が及ぼす力は、この時最大である。フラップがこうして位置Ｎに到達すると、バネ９は、フラップ３を反対方向、すなわち、反時計回り方向に中立面Ｐに向かって戻るように移動させる。その間に、バネの位置エネルギーは、水と、フラップ３と、フラップとともに移動する部品の運動エネルギーに変換される。このとき、フラップ３は運動の方向Ｆに対し斜めに走る。

フラップ３が中立面Ｐに到達したとき、バネ９の全ての位置エネルギーは、フラップ３と水に対する運動エネルギーに変換されている。その結果、水の運動速度は後向きの成分を有する。従って、反作用力が、運動方向Ｆに、フラップひいては船体に対して働く。次に、運動エネルギーの一部が、再び、バネ９における位置エネルギーに変換され、それから、フラップ３が図１の文字Ｏで示す位置で停止する。

次に、フラップは時計回り方向に加速され、前述の移動パターンが繰り返され、フラップと、フラップとともに動かされる部品と、バネは、自由振動構造すなわち自由揺動構造を形成する。フラップの極限位置ＮとＯの間を、フラップ３が揺れるたびに、水は後方、すなわち、右向きに押される。一方、船体に対しては、反作用力が左に向かって、すなわち、方向Ｆにおいて前方に加えられる。水の運動をもたらすのはフラップのフラップ部１７であることが理解されよう。前方部はこの運動にはごくわずかしか寄与しない。

本発明による装置はまた、振動振幅を監視できる機構（図示せず）を有する。この機構は、例えば、フラップの角度位置と移動を判定するセンサーと、センサーに接続されたコンピュータを有してもよい。振動振幅が減少して予め定められた閾値を下回り、アーム８が駆動装置６から離れる方向の運動を開始したと判定されると、制御信号がコンピュータから駆動装置６に送られ、上述したように、アーム８に対しできる限り一時的な力が加えられる。その結果、振動構造は大量のエネルギーを供給されるので、振幅低減すなわち減少に対する補償が得られる。従って、駆動装置６は小さくてよく、振動構造に対しエネルギーの新規供給が必要な場合にだけ用いられる。駆動装置は、例えば、燃焼室を有してもよい。燃焼室内には、急速に燃焼し、駆動ロッド７に接続されたピストン又はダイヤフラムを作動させる、可燃性ガス物質又は固形物質などの可燃性物質を所望の時点で導入することができる。

図２は、図１に示したものと類似する装置を示すが、ここでは、非柔軟性のフラップ部材すなわちフラップ３は、非柔軟性のほぼプレート状のフラップ部１７を有し、フラップ部材の前方部は剛性のロッドすなわち支持ロッド１０からなる。ここで、水の運動をもたらすのはフラップ部であり、一方、前方部はこの運動に対してわずかに寄与するだけであることが考慮されている。従って、傾斜軸５とフラップ部１７の間の距離は増加した。フラップ３が中立位置にあるとき、フラップ部のプレート面は中立面Ｐを走る。

支持ロッドの前端は、傾斜軸５を中心として傾動できるように、船体に接続される。

支持ロッドの後端は、連結点７５において、適当な手段（図示せず）を介しフラップ部１７の前方部と柔軟に接続される。この接続は、ヒンジ装置でもある第２の接続手段１２２を形成する。

これらの手段は、弾性的弾力的に、支持ロッド１０とフラップ部１７を互いに整列する位置にそろえようとする。その位置で、支持ロッド１０はプレート面を走る。支持ロッドの前端には、例えば、支持ロッド１０を図２の実線で示す中立位置に保持しようとするトーションバネ９を設けてもよい。

図３からわかるように、上面図におけるフラップ部１７は実質的に三角形であり、魚の尾の形状を有していてもよい。ここで、推進力に関して無益であり、フラップ部に略長方形形状を与えることになる、フラップ部の前方外側領域における部分７６は削除されている。しかしながら、フラップ部１７は別の形状を有してもよい。例えば、好適には、楕円形であってもよい。

図４において、支持ロッド１０とフラップ部１７の、互いに関して異なる各位置が破線で示され、ここでは支持ロッド１０もまた、傾動してその中立位置から離れていく。

すなわち、支持ロッド１０とフラップ部１７が、それぞれ第１の位置Ｓ１及びＫ１において示され、ここでは、支持ロッドは、その中立位置から反時計回りに短い距離だけ離れて移動している。しかしながら、柔軟性をもつ連結点７５とフラップ部の慣性及び水抵抗のために、フラップ部１７は、支持ロッド１０に対して時計回り方向に短い距離だけ揺動して位置Ｋ１に至る。支持ロッドがその上限位置Ｓ２まで傾動すると、フラップ部１７は位置Ｋ２においてほぼ水平に走る。

しかしながら、その直後に支持ロッド１０が中立位置に向かって時計回り方向に移動し位置Ｓ３（簡略化のため、支持ロッドの位置Ｓ１と一致する）に至ると、フラップ部１７は、上記と同じ理由から、支持ロッドに対して反時計回り方向に短い距離だけ傾動して位置Ｋ３に至る。支持ロッド１０が、中立位置を過ぎて時計回り方向にさらに移動すると、中間位置Ｓ４と、次に下限位置Ｓ５に至り、フラップ部１７と支持ロッド１０の互いに対する位置はわずかに変化する。

続いて、支持ロッドは、下限位置から中立位置方向へ移動することができ、これにより、上限位置から中立位置に至る前述の移動パターンに相当する、支持ロッドとフラップ部１７の移動パターンが得られる。

支持ロッド１０とフラップ部１７を非柔軟性とする代わりに、どちらか一方あるいは両方とも弾性的に柔軟であってもよい。弾性手段を点７５に設けることは好適であるが、支持ロッドとフラップの接続は非柔軟性であってもよい。このような手段は、一端が支持ロッド１０に接続され他端がフラップ部１７に接続されたトーションバネでもよい。あるいは、弾性的に柔軟であり、支持ロッド１０とフラップ部１７に接続された材料によって接続を形成してもよい。

図５は本発明の別の実施例を示し、ここでは、船体１が、図１に示すフラップと類似するフラップ部材すなわちフラップ３を支持する。但し、フラップ３は、第１のバネ１１を介しスライドブロック１２に接続される。スライドブロックは、レール１３内を走り、このレールは船体に固定され、運動方向Ｆとフラップのプレート面を横断して走る。このようにして、フラップ３は中立面Ｐを横断する並進運動を行なうように配置される。第１のバネ１１は、フラップのプレート面が運動方向Ｆ、すなわち、スライドブロック１２に対する中立位置を走るようにフラップ３を保持しようとする。しかし、第１のバネは、フラップ３が弾力的に、フラップの前端に近接する振動軸５を中心として両方向に、ある角度距離だけ角度変位することを可能にする。スライドブロック１２の上端部は、圧力引張組合せバネ又はその他のバネ１４の一端に接続されてもよい。バネ１４の他端は、船体１に接続される。スライドブロック１２の第２の端部は、ロッド７を介し駆動装置６により加えられる圧縮力により作動させることができる。駆動装置６がスライドブロックにいかなる圧力も及ぼさず、フラップ３が静止しているとき、バネ１１及び１４は、図５の実線で示す位置、すなわち、フラップが中立面Ｐを走り、レール１３に対してその中立位置にある位置に、フラップ３がくるようにする。

フラップ３が静止して、図５の実線で示す位置にあり、上向きの力が駆動装置６によってスライドブロック１２に加えられた場合、スライドブロック１２はまず上方へ向かって加速され、一方、フラップ３は自身の慣性及び水抵抗により、第１のバネ１１のバネ特性に応じ、短い角度距離だけ時計回り方向に揺動され、第２のバネ１４は、この時、圧縮される。駆動装置６によって、スライドブロックと、バネ１１と、フラップ３を有する可動構造に供給されるエネルギーが、フラップ３の周囲の水の運動エネルギーと第１及び第２のバネ１１及び１４における位置エネルギーに変換されたとき、スライドブロック１２は上方位置（図示せず）を有し、ここで、フラップは、図５の参照文字Ｃで示す位置にある。

第１のバネ１１は、次に、フラップ３を位置Ｄに旋回させ、一方、第２のバネ１４は、スライドブロック１２を下方へ向かって加速させる。スライドブロック１２とフラップ１３が中立面Ｐを通過するとき、バネ１１及び１４における全ての位置エネルギーが運動エネルギーに変換されている。それから、バネ１１及び１４は上述と同様にして再び張力をかけられる。このようにして、振幅を徐々に減らしながら繰り返されるフラップの振動もまた得られる。振幅が予め定められた閾値を下回ると、駆動装置が再起動されて、スライドブロックに対して前進力を加え、振幅減少の補償が得られる。

従って、傾動運動の各ストロークの間、フラップ３が中立面に対し斜めに走ることにより、例えば、フラップによる水の効果的な後方運動とそれに対応して大きな船体に対する反作用力とが得られること、および、フラップは次に、傾動ストロークの上部における位置Ｄに対応する位置に移動することが理解されよう。さらに、図５によるフラップ３は、中立面を横断する方向に長い距離を移動し、これはまた、図２に示すフラップの場合も同様であることが理解されよう。このようにして、効率的な装置が得られる。第１のバネ１１を有する装置の代わりに、フラップ３を弾力性材料で作り、スライドブロック１２に直接固定してもよい。このようにして、フラップ３が、その振動の間、そのプレート面を横断する方向に曲げられて位置Ｃ及びＤのような位置に至るようにしてもよい。一方、この場合にもまた、位置エネルギーは、フラップに蓄えられたりフラップから放出されたりする。

側面から見ると、フラップ３は後方に向かってテーパ状にされているので、この方向に剛性が低下することが保証される。あるいは、この装置はバネ１１を有する上に、さらに弾力性材料から作られてもよい。図６は、図１に示す種類のフラップを示し、このフラップは駆動装置８３によって作動させてもよい。トーションバネ１１は、２個のコイルバネ８０及び８１を有し同様に機能する装置によって置き換えられ、２個のコイルバネは、フラップ３に固定して接続されるアーム８２を作動させる。フラップ３は、例えば、正方形の断面を有する導管すなわちパイプライン８４の２つの壁の間に配置され、このようにしてポンプとして機能することができる。この装置の機能は、図１の装置の機能に対応するが、この場合には、フラップ３と導管８４の壁との間の連携が得られるため、効果はより優れている。

図７は本発明による装置の図であり、この装置は図１に示す装置と類似する。しかしながら、この装置に関しては、固定プレートすなわち壁３１及び３２がフラップ３の上下にそれぞれ配置される。壁３１及び３２の間隔は、壁の前端から壁の後端に向かって大きくなる。壁３１及び３２の各々は、２個の逆止め弁３４及び３５を備える。ここで、弁は２個より多くても少なくてもよいことが理解されよう。これらの逆止め弁３４及び３５は、壁の外部からの流入、すなわち、矢印で示すように、壁の、フラップ３から離れる方向に面する側の空間から壁に挟まれた空間への流入を可能にするように設けられる。フラップ３の前端に、又は前端の前方に、壁３１及び３２に挟まれた空間から前方に水が流れるのを防ぐ横断壁３６を備えてもよい。フラップ３全体が船の後方の水中に設置される場合、前方壁は、例えば、壁３１及び３２に挟まれた空間に水を流入させることを可能とする少なくとも１個の逆止め弁を有してもよい。

フラップ３の振動の間、水は、フラップが一時的に離れてゆく方のプレート３１及び３２の弁３４及び３５から吸い込まれるが、一方、反対側のプレートの弁は閉鎖されたままである。図７に示すように、フラップ３が、例えば、時計回り方向に一時的に移動する場合、フラップ３とフラップ３が一時的に向かっていく方のプレート３２との間の水は後方に押しやられ、これにより、弁３５は閉鎖されたままである。一方、上側プレート３１の弁３４は開き、その結果、水は弁３４を介して上方から、フラップ３とフラップ３が離れていく方のプレート３１との間の空間に流入する。従って、本装置は、フラップの振動の間、高効率を有することが保証される。

図８は本発明による装置の別の実施例を示し、本装置は逆止め弁を備える２つの壁の間で逆位相で移動できる２個のフラップ３７及び３８を有する。フラップ３７及び３８が互いに向かって移動する場合、フラップの間の水は後方に押しやられる。フラップが互いから離れて移動する場合、水は、両方の壁の弁を通って流れる。

図９は本発明による装置の図であり、この装置は図１に示す装置と類似するが、ここでは、フラップ３は弾力性材料で作られ、その横断方向に可撓性をもつ。

図１０〜１３は、図６に示すものと類似するフラップをもつ装置を示すが、ここでは、フラップ３はエラストマー材料で作られ、フラップの上下に且つ中立面Ｐに関して対称に、プレートすなわち壁５１及び５２が設けられる。壁は中立面Ｐに関して対称に配置され、壁同士の距離は右に向かう方向に大きくなる。逆止め弁５３が、図７に関連して説明したように、壁に設けられる。フラップの振動の間、水は、逆止め弁を介して、フラップ３と各壁５１及び５２の間の空間に流入することができる。フラップ３の前方部分の前で、壁５１及び５２は、横断壁５４を介して互いに接続され、この横断壁をアーム８が封密状態で通過している。アーム８は、上記のように、駆動装置６によって作動させることができる。

図１０において、フラップは静止しており、中立面Ｐを走る。フラップがこの位置にあるとき装置を起動するために、駆動装置６が起動され、次に、駆動装置はアーム８に対して短く力を加え、その結果、フラップ３はまず傾動軸５を中心として反時計回り方向に傾動し、図１１に示す位置に至る。このように、フラップ部の一連の部分は、前方から後方に見て、上壁５１に連続的に当接し、水は従って、下壁５２の逆止め弁を通って、フラップと下壁との間に引き込まれる。同時に、上壁５１とフラップ３の後部との間の水は、実質的に後方へ押しやられる。同時に水が横向きに押しやられるのを防ぐため、本装置に、垂直プレートすなわち壁（図示せず）を、上壁５１と下壁５２の間に、フラップの側縁に近接して設けることが好適である。フラップ３をこれらの垂直壁に密封状態で当接させることができれば、プレート５１及び５２の間の空間を横方向で密封することができる。図１１に示すようなフラップ３の位置で、フラップ３と上壁５１との間の空間は、従って、後方のみ開放されている。

次に、振動装置は、図１２に示すようなフラップ形状が得られるように、フラップ３を下方に揺動させる。このとき、フラップ３と下壁５２の間の水は後方に押しやられ、一方、フラップ３と上壁５１の間の空間に、水が逆止め弁５３を介して引き込まれる。フラップ３が、このように、時計回り方向にさらに揺動され、下壁５２に近づくと、図１３に示すようなフラップ形状が得られ、これは図１１に示すものと類似する。角度αは、フラップの前端における、中立面とフラップのプレート面との角度を表す。この運動は、フラップ３がその全長にわたって下壁に当接することで随意終了する。

図１０〜１３に示す装置は、このように非常に簡略で効率的であり、もしさらに本装置が垂直側壁すなわちプレートを有するならば、その効率をさらに上げることが可能である。フラップの前方部には、トーションバネを備えてもよい。つまり、フラップ部１７の撓みは、前方部が弾性的に変形可能であることによって与えることができ、その結果、所望の振動効果が得られる。

図１４は、図５に示す装置と同様の機能を有する装置を示すが、本装置は上壁９１及び下壁９２を有する導管すなわちパイプライン９０内に設置される。壁９１及び９２の開口を介して、アームすなわちロッド８の形態の部材が封密状態でスライド自在に通過し、このロッドは、駆動装置６の駆動ロッド７に接続される。ロッド８はその長手方向において、前後に動くように設けられる。ロッド８の上部の先端は、上壁９１から突出し、２個のバネ９４及び９５により作用を受ける。２個のバネは、ロッド８を中立位置に保持しようとするが、アームが中立位置から弾性的に離れることを許容する。ロッド８の中心部の連結点９３において、ロッドはフラップ３の前端部と接続され、この接続は弾性的で、フラップ３が連結点９３を中心として傾動することを可能にする。

図１５は、壁１０２の一部に近接する傾動軸５を中心として傾動するように設けられたフラップ１００を有する装置を示す。フラップ１００は、矢印で示すように、フラップ１００と壁部１０２によって規定される空間に水を流入させることを許容する逆止め弁１０３を有する。フラップ３の前方部は、トーションバネ９などのバネに接続され、駆動装置６は、フラップ１００に接続されたアーム８に対し一時的な力を加えるために設けられる。

例えば、壁部は、船の外被すなわち外板の一部であってもよい。フラップが、壁部１０２に向かって、また、離れるように振動傾動することは、上記のように、水の後方への運動と、ひいては船の運動をもたらす。

図１６は、図１５に示す種類のフラップ１００を２個有するアセンブリを示す。フラップ１００は、例えば逆位相で、互いに独立あるいは互いに依存して、移動することができる。フラップ３の間には、船に固定して接続されるプレート１０５が配置されている。

図１７は、本発明の実施例の側面図であり、ここで、本発明は逆位相で移動可能な２個のフラップ６１及び６２を有する。

各フラップ３はそれぞれアーム６４と６５を有し、アーム６４と６５は、駆動装置６に接続される接続ロッド手段６６を介して互いに連接する。フラップ６１と６２はそれぞれ、螺旋状のトーションバネ６９と７０に接続される。

各フラップ３は、図１６に示すものと類似する少なくとも１個の弁６７及び６８を有し、これらの弁は、フラップ６１及び６２の間の空間に水を流入させることを許容し、反対方向には許容しないように配置される。

この装置において、フラップ６１及び６２は、各中立位置を中心として、実線で示す極限位置と破線で示す極限位置の間を、逆位相で、互いに向かってあるいは互いから離れる方向に振動するように配置される。フラップ６１及び６２が、駆動装置６及びバネ６９及び７０によって作動されず、静止しているとき、これらフラップはそれぞれの中立位置、すなわち図示した位置の間の中立面にある。フラップ６１及び６２が互いに向かって移動する間、それらの間の水を、フラップ６１及び６２間の空間から後方に押しやることができ、一方、弁６７及び６８は閉じたままに保たれる。フラップ６１及び６２が互いから離れて移動する場合、水は弁６７及び６８を介してこの空間に流入することができる。従って、本発明による極めて効率的な装置を得ることができる。上述の装置の推進力及びポンプ作用を増進するため、複数の装置を統合してアセンブリとすることが可能である。

図１８は、図６に示す種類のフラップ３を２個有する装置を示す。フラップは導管の２つの外壁２１及び２２間に配置される。フラップ３の間に、流線形の中央ガイドプレート２０が配置される。図１による螺旋状トーションバネの代わりに、図６におけるように、フラップ３の枢動軸４に接続されたアーム８の両側を作動させる一対の圧力バネ２３及び２４が設けられる。フラップ３は、関節アーム２７を介して相互連結される枢軸アーム２５及び２６にそれぞれ接続される。駆動装置６は、上述したように関節アーム２７を作動させるように構成されている。単に２個のフラップを有する装置の代わりに、一列のフラップを同様に並べて設けることも可能である。

図１９は、図７に示したものと同様の種類の装置を一列に、運動方向Ｆを横断する方向に並べた機構を示す。

図２０〜２２は、図７に示すものと類似する装置の図であるが、本装置は、パイプライン４１の部分４２に設けられ、パイプラインを介して流体を圧送する。部分４２は長方形の断面を有する。パイプライン４１は、従って、装置の運転中、流体が流過する物体を形成する。

図２０には、上方から見た装置を示し、上カバー４５（図２１）は除去されている。従って、パイブラインの部分４２の両側壁すなわちカバー４３及び４４内に、枢動軸４を介して枢動可能に支持されたフラップ３を見ることができる。

図２１はパイプライン４１の側面図であり、側部カバー４４が除去されている。フラップ３の上下には、各プレートすなわち壁４６及び４７が設けられ、これらのプレート４６及び４７のそれぞれには、図７に示す種類の弁が多数取り付けられている。さらに、プレート４６及び４７の前方部は、フロントプレート４８を介して相互接続される。さらに、多数の逆止め弁５０が、プレートの後端の間に設けられ、フラップ３の振動の各部分の間、流体がパイプライン内を前方に流れることを防止する。

図２２は、図２１の部分Ａを拡大して示し、逆止め弁４９の構成がより明瞭に示される。

図２３は、図２１のＸ−Ｘ線に沿った、パイプライン４１の断面を示す。この線は、パイプラインの部分を接続するフランジの間を走る。

図２４は、図１４に示す種類のフラップ３を３個有する装置を示し、バネ及び駆動装置は省略されている。全てのフラップ３に柔軟に接続されたアームすなわちロッド８と、バネ及び駆動装置の機構により、流体を圧送するためのパイプラインに用いることができ、あるいは、例えば水噴射装置のような船舶駆動装置として用いることができる非常に簡素な装置が得られる。任意に、フラップを船舶付近の水中に配置し、アーム８を船体から突出する支持部に支持することができる。

図２５は、図１６に示す種類の装置を５個有するアセンブリを示し、ここでは、バネと、駆動装置と、フラップがロッドを介してともに接続できることが概略的に示されている。

図２６は、例えば、図１〜１７に示した種類のフラップを有する１６個の装置のアセンブリを示す概略図であり、背面から見たものである。例えば、本アセンブリは、４列の装置からなり、各列は４個の装置からなり、装置は間隔をおいて配置されている。アセンブリは、例えば、流体を圧送するためのパイプライン１０７内に配置しても、あるいは、船の船尾の水中に、その推進力のために配置してもよい。本装置は、例えば、船の操縦のために、例えば、個々に制御及び運転されてもよい。あるいは又はさらに、共通の又は個別の垂直の振動軸を中心として揺動できるように、これらの装置を構成してもよい。

最後に、図２７は、図２４に示したものと類似のアセンブリを示し、パイプライン１１０の各側に、パイプライン１１０を横断し、その上部及び下部を封密状態で貫通して走る垂直アーム８が設けられている。各アーム８の後方に、支持体１１１が設けられ、この支持体には、垂直方向に間隔をおいて設けられた一連の凹部１１２が形成されている。３本のステーバー１１３が、アーム８の間に、対応する垂直方向間隔をおいて走っている。

また、３個のフラップ１１４が、導管中に設けられる。各フラップの前方部には、フラップの横断方向に走る貫通孔が形成されている。この孔は、フラップの長手方向に細長く、ステーバー１１３が各孔を通って走る。フラップの後端部は、各凹部１１２に挿入される。

ロッド８が交互に上下に運動すると、パイプライン内の流体の運動が、矢印で示す方向に得られる。

ここで、説明し図示した実施例の多くの特徴は、組み合わせ可能であることが理解されよう。例えば、フラップは非柔軟性であってもよいし、弾力性材料で作られてもよい。プレートすなわち壁は、フラップの上及び／又は下及び／又はその側面を走るものを備えてもよい。フラップ及び壁を備える場合、フラップ又は壁に弁を設けてもよい。

上記では、フラップのプレート面が水平に走ることが示されているが、プレート面は垂直又は斜めに走ってもよいことが理解されよう。

本発明による装置のすべての実施例は、船の推進のため、又は、パイプライン中の流体を圧送するため、又は流体と装置の互いに対する運動を得るための別の態様に用いることができる。明確さのために、図示の典型的な実施例には、できるだけ簡潔な手段を用いた。例えば、フラップを中立位置に保持しようとするバネ要素として、螺旋状のトーションバネ又はコイルバネを用いた。しかしながら、当業者であれば、同様の効果を得るために、その他の手段、例えば、空気圧手段を利用できることが理解されるであろう。上記では、駆動装置はフラップの動作について間欠式であると述べたが、連続的動作のための駆動手段を用いることもできる。

本発明による装置の第１の実施例の側面図である。以下“フラップ”と呼ぶ、非柔軟性の部材は、その前端において、船などの船舶の船体に枢動可能に支持される。 図１の文字Ｂで示した部分を示す図である。 本発明による装置の第２の実施例の側面図である。この装置は、前端部が柔軟に支持ロッドに接続されたフラップを有し、支持ロッドはその前端において船体に枢動可能に支持される。 図２の装置の上面図である。 図２によるフラップの拡大側面図である。支持ロッドとフラップの中心位置は実線で示され、他の位置は破線で示される。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。非柔軟性のフラップが、傾動し、同時にその横断方向に変位することができるように、船体に支持されている。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。図１に示したフラップと類似する非柔軟性のフラップを有する。但し、このフラップは２つの壁の間を移動するように設けられている。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。図１に示すフラップと類似するフラップを有する。但し、フラップの両側には、船体に対して静止し、逆止め弁を備えた壁が設けられている。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。同一軸を中心として傾動可能な２個のフラップを有し、フラップは、弁を備えた２つの壁の間を逆位相で移動することができる。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。前端において、例えば、船の船体に枢動可能に支持されたフラップを有し、フラップは、弾力性と柔軟性をもつ材料から作られ、フラップの前端からその後端にかけて剛性が低下するように構成されている。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。図９に示したフラップと同様のフラップを有する。但し、フラップの両側に、図７に示したものと同様の逆止め弁を備えた側壁が設けられている。 フラップの傾動の間のフラップの一段階を示す。 フラップの傾動の間のフラップの一段階を示す。 フラップの傾動の間のフラップの一段階を示す。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。駆動装置に接続されたロッドに、前端部が柔軟に接続されたフラップを有する。 本発明による別の実施例の側面図である。船体の外装の一部分に傾動可能に接続されたフラップを有する。フラップはこの部分に向かい又はこの部分から離れる方向に傾動可能であり、フラップには逆止め弁が設けられている。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。図１５に示した種類の傾動可能なフラップを有し、フラップは船体の平面部の両側に配設される。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。逆位相で移動する２個のフラップを有し、フラップには逆止め弁が設けられている。 図６に示した種類のフラップを２個有する装置の側面図である。 本発明による装置の別の実施例の側面図である。図７に示す種類のフラップを３個有する。 本発明による装置を備えたパイプラインすなわち導管の上面図である。フラップと、図７に示すような逆止め弁を備えた一対の壁がパイプライン内に設けられ、パイプラインの上カバーは取り外されている。 図２０に示すパイプラインの側面図であり、パイプラインの側部カバーは取り外されている。 図２１の文字Ａで示した領域の部分を示す。 図２１に示したパイプラインの、Ｘ−Ｘ線に沿った断面を示す。 図１４に示した種類のフラップを３個有する装置の側面図である。 図８又は１６に示した種類のフラップを５個有する装置の側面図であり、駆動装置はさらに概略的に示されている。 本発明による装置の列を有するアセンブリの図である。 本発明による装置のさらなる実施例の側面図であり、３個のフラップを有する。

Claims (28)

1. 流体に対する運動の方向（Ｆ）に物体を移動させるための物体移動装置において、
   前記運動の方向（Ｆ）から見て、プレート面を走るフラップ部（１７）と、前方部（１８）とを有する少なくとも１個のフラップ部材（３；６１、６２）と、
   前記前方部（１８）を前記物体（２）と接続し、前記フラップ部（１７）が中立面（Ｐ）の両側にある２つの位置の間で前記プレート面を横断する方向に流体中を移動することを許容する第１の接続手段（１２１）と、
   前記フラップ部材（３；６１、６２）と共に機械的振動機構を形成し、前記フラップ部材（３；６１、６２）の自由な振動を許容するように設けられた作動手段（８、９）と、
   前記フラップ部材（３；６１、６２）の運動を開始させ、かつ、前記フラップ部材（３；６１、６２）の振動振幅値が予め定められた閾値より小さい場合に運動を増大させるように、前記フラップ部材を間欠的に作動させる駆動装置（６）とを有することを特徴とする物体移動装置。
2. 前記第１の接続手段（１２１）は、物体に対する前記フラップ部材（３；６１、６２）の傾動運動を可能とするヒンジ装置から成ることを特徴とする請求項１に記載の物体移動装置。
3. 前記前方部（１８）は、ロッド（１０）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体移動装置。
4. 前記ロッド（１０）は、第２の接続手段（１２２）を介して前記フラップ部（１７）に接続されたことを特徴とする請求項３に記載の物体移動装置。
5. 前記第２の接続手段（１２２）は、ヒンジ装置であることを特徴とする請求項４に記載の物体移動装置。
6. 前記第２の接続手段（１２２）は、前記前方部（１８）又は前記フラップ部（１７）の柔軟性をもつ部分から成ることを特徴とする請求項５に記載の物体移動装置。
7. 前記第２の接続手段（１２２）は、弾力的弾性的に、前記フラップ部（１７）と前記前方部（１８）を、互いに対して予め定められた位置に保持しようとする手段を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の物体移動装置。
8. 前記第１の接続手段（１２１）は、前記中立面を横断する方向に前記前方部を移動させるための手段（１０；１２、１３）を有することを特徴とする前記請求項１〜７のいずれかに記載の物体移動装置。
9. 前記前方部の並進運動のための手段は、前記前方部（１８）を支持し、前記物体において支持され、前記中立面（Ｐ）を横断して走る経路内を移動するように構成された要素（１２）を有することを特徴とする請求項８に記載の物体移動装置。
10. 前記要素は、前記中立面（Ｐ）を横断して走るレール(１３)内に支持されるスライドブロック（１２）であることを特徴とする請求項９に記載の物体移動装置。
11. 前記要素はロッド（８）であり、前記ロッド（８）の少なくとも一方の端部は前記物体（２）に支持されることを特徴とする請求項８に記載の物体移動装置。
12. 前記フラップ部材（３）の少なくとも一方の側に、前記物体に対して静止した壁（２１、２２；３１、３２；４６、４７；５１、５２；８４；９１、９２;１００；１０２；１１０）が設けられたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の物体移動装置。
13. 前記フラップ部材（６１、６２）と前記壁（３１、３２）の一方に、前記フラップ部材と前記壁によって規定される空間の方向に開く少なくとも１個の逆止め弁を設けたことを特徴とする請求項１２に記載の物体移動装置。
14. １つの壁（１０２）と１個のフラップ部材（１００）が設けられ、前記フラップ部材と前記壁との間の空間は、前記フラップのプレート面が前記壁に近接して走る場合を除き、前記物体の進行方向（Ｆ）から見て、後方に広がることを特徴とする請求項１３に記載の物体移動装置。
15. ２つの壁（３１、３２）が設けられ、前記壁の間の空間は、前記物体（２）の進行方向（Ｆ）から見て、後方に広がることを特徴とする請求項１３に記載の物体移動装置。
16. 一致する傾動軸又は互いに近接して走るそれぞれの傾動軸を有する２個のフラップ部材（３７、３８；６１、６２）が設けられ、前記フラップ部材は逆位相で移動可能であることを特徴とする前記請求項１〜１５のいずれかに記載の物体移動装置。
17. 前記フラップ部材（３）の前記フラップ部（１７）及び前記フラップ部材（３）の前記前方部（１８）の少なくとも一方は、弾性的に柔軟であることを特徴とする前記請求項１〜１６のいずれかに記載の物体移動装置。
18. 前方及び後方から見て、前記フラップ部の一連の部分は、前記壁（５１；５２）に対して連続的に当接するように設けられたことを特徴とする請求項１２又は１７に記載の物体移動装置。
19. 前記フラップ部（１７）は、そのプレート面の方向で見たとき、略三角形を有し、前記三角形の頂点は前方を向いていることを特徴とする前記請求項１〜１８のいずれかに記載の物体移動装置。
20. 前記物体移動装置は、導管内に設置され、導管通って流体を圧送するように配置されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の物体移動装置。
21. 請求項１〜１７に記載の物体移動装置を複数個有し、前記物体移動装置は、互いに角度を成して走る少なくとも２列に設けられたことを特徴とする物体移動装置の配置。
22. 前記物体移動装置の駆動装置（６）は、個別に制御可能であることを特徴とする請求項２１に記載の物体移動装置の配置。
23. 前記前方部（１８）は、運動方向（Ｆ）に走るロッド（１０）から成り、前記ロッドの後部は前記フラップ部（１７）に、剛性または弾力性手段（１２２）を介して接続され、前記剛性または弾力性手段は、前記フラップ部（１７）及び前記ロッド（１０）を互いに対して予め定められた位置に保持しようとするものであり、前記フラップ部材（３）の前記フラップ部（１０）及び前記ロッド（１０）の少なくとも一方は弾性的に柔軟であることを特徴とする前記請求項１〜２２のいずれかに記載の物体移動装置。
24. 前記フラップ部（１７）は、そのプレート面から離れる方向に見たとき、ほぼ三角形を有し、前記三角形の頂点は前方に面し、前記ロッド（１０）の後端部に接続されたことを特徴とする前記請求項１〜２３のいずれかに記載の物体移動装置。
25. 前記請求項１〜２４のいずれかに記載の物体移動装置を少なくとも１個有し、前記物体移動装置はポンプの導管に設置されることを特徴とするポンプ。
26. 請求項１〜２４のいずれかに記載の物体移動装置を複数個有し、前記物体移動装置の駆動装置（６）は個別に制御可能であることを特徴とする請求項２５に記載のポンプ。
27. 推進手段として、前記請求項1〜２６のいずれかに記載の物体移動装置を少なくとも１個有することを特徴とする船。
28. 請求項１〜２４のいずれかに記載の物体移動装置を複数個有し、前記物体移動装置の駆動装置（６）は個別に制御可能であることを特徴とする請求項２７に記載の船。

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