JP2012523345A - 船舶 - Google Patents

Abstract

本発明は、船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶に関する。この船舶はさらに、円筒シェルおよび第１垂直軸（７）を有する垂直に配置された少なくとも１つのシリンダ（６）を備える。この垂直に配置されたシリンダは、第１垂直軸周りに回転するように適合される。船舶の様々な運航モードに適している柔軟に適応できる装置を提供するために、円筒シェルは、２つの端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも３つのセクションを有し、３つのセクションのそれぞれは、それぞれの第２垂直軸（８）周りに回転可能に構成され、各第２垂直軸は、円筒シェルの円周に配置される。各セクションは、所定の位置に固定されるように構成される。

Description

本発明は、船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶に関する。この船舶はさらに、円筒シェルおよび第１垂直軸を有する垂直に配置された少なくとも１つのシリンダを備える。この垂直に配置されたシリンダは、請求項１の前段による第１垂直軸周りに回転するように適合される。

垂直に配置された回転するシリンダを備える船舶は従来から知られている。風の中で回転するシリンダは、風の流れと直角に圧力を働かせる。この原理はマグナスの法則或いはマグナス効果として知られている。このようなシリンダ、或いはロータは、風の中で回転する場合、低圧と高圧をシリンダの両側に発生させる。

風が回転する（ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ）／回転する（ｒｏｔａｔｉｎｇ）シリンダに横から当たると、円筒表面の一方の面は当然風に逆らい、他方の面は風に従う。風に従う面には非常に小さい摩擦があり、風に逆らう面には多くの摩擦がある。

風に逆らう面では、風の速度がシリンダに隣接する空気の速度によって妨害され、従って、風の速度を減ずる。これは、圧力の増加を意味する。シリンダの他方の面では、風の速度は、シリンダに隣接する空気の層の速度に合わさり、圧力の低下をもたらす。これは、圧力が増加した面から圧力が低下した面に強い力をもたらし、横風の中で船舶を動かす前方推力を発生させる。

上述のものは、マグナス効果推進装置、或いはその発明者のアントン フレットナー博士（Ｄｒ Ａｎｔｏｎ Ｆｌｅｔｔｎｅｒ）にちなんで名付けられたフレットナーロータである。

このようなフレットナーロータは、向かい風および追い風の中では何の恩恵ももたらさない。フレットナーロータは、航海運行中に風の中での船の断面積を増加させるので、余分な風の抵抗を発生させる。さらに、フレットナーロータは、停泊中は何の恩恵ももたらさない。

特許文献１は、フレットナーロータの変形版を開示し、フレットナーロータは、発電機を回転させることができる風力タービンを形成する２つの半円の部品を有するいわゆるサボニウスロータ（Ｓａｖｏｎｉｕｓ ｒｏｔｏｒ）に変えられる。これは、従来のフレットナーロータの用途を拡大するものの、限定的でしかない。

独国実用新案第２０ ２００７ ００９ ２７９ Ｕ１号

本発明の目的は、従来技術の欠点を避けるとともに、優勢な運転状態に応じて可変の機能を提供することができる垂直に配置されたシリンダ、すなわち、フレットナーロータを持つ船舶を実現することである。

本発明の基本的な考えは、船舶の様々な運航モードでの展開に適している柔軟に適応できる装置を提供できるように、垂直に配置されたシリンダ、すなわち、フレットナーロータを構成することである。垂直に配置されたシリンダの円筒シェルは、２つの対向する端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも３つのセクションを有し、３つのセクションのそれぞれは、それぞれの第２垂直軸周りに回転可能に構成される。それぞれの第２垂直軸は、円筒シェルの円周に配置される。各セクションは、所定の位置に固定されるように構成される。これは、セクションを、船舶の優勢な運転モードに適している様々な配置に位置させることを可能にする。

好適には、各セクションの端部は、垂直に配置されたシリンダの円筒シェルを形成するように、互いに対して固定されるように構成される。この配置では、セクションはいわゆるフレットナーロータを形成する。

風力タービンを形成するために、それぞれ第２垂直軸を備える各セクションが、その端部の一方により垂直に配置されたシリンダの第１垂直軸に固定されるように構成されることは有利である。

帆の構造を形成するために、３つのセクションのうちの２つのセクションが、各セクションの一方の端部により、互いに固定されるように構成されることは有利である。

この場合、上述の２つのセクション以外の、３つのセクションのうちの１つのセクションが、円筒シェルの円周のその位置に固定されるように構成されることが好ましく、この１つのセクションも帆の構造に貢献する。

上で述べた実施形態に関連して、各セクションの第２垂直軸が各セクションの湾曲部分の略中央に配置されることは有利である。

さらに、垂直に配置されたシリンダは、有利に内部円筒スリーブを有する。内部円筒スリーブにより、追加的な機能を垂直に配置されたシリンダに加えることができる。内部円筒スリーブは、垂直に配置されたシリンダ内の排気管として機能することができ、上で述べた様々な配置も維持され得る。これは、排気管を船舶の独立した構造として有することを避ける。

この場合に有利なことに、風力タービンを提供するために、第２垂直軸を備える各セクションは、その端部の一方により内部円筒スリーブに固定されるように構成される。これは、風力タービン構造の断面積を拡大させ、したがってより高い出力を提供する。

この場合、各セクションの第２垂直軸が、各セクションの湾曲部分の中央からずれて配置されることは有利である。

垂直に配置されたシリンダは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ、及び／または発電機に動作可能に接続される。これは、垂直に配置されたシリンダを所望の異なる形態で使うこと、船舶の追加的な推力或いは動力を発生させることを提供する。

本発明による船舶の有利な特徴は請求項２−１０で与えられる。

以下では、本発明が、例示のみを目的として、添付の図面を参照して説明される。

図１は、垂直に配置されたシリンダを備える船舶を示す。 図２は、第１の展開モードにある本発明の第１実施形態を示す。 図３は、第２の展開モードにある第１実施形態を示す。 図４は、第３の展開モードにある第１実施形態を示す。 図５は、第１の展開モードにある本発明の第２実施形態を示す。 図６は、第２の展開モードにある第２実施形態を示す。

図１は、船体２並びに、内燃機関３、煙突手段を有する排気ガス管を含む排気ガス装置４及び推進ユニット５を含む推進装置を有する船舶１を示す。さらに船舶は、３つの垂直に配置されたシリンダ６を有し、それぞれのシリンダ６は第１垂直軸７（図２）周りに回転するように構成される。

図２は第１の展開モードにある本発明の第１実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号６で示され、第１垂直軸は参照符号７で示される。垂直に配置されたシリンダ６は、３つのセクション、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４、を持つ円筒シェル６１を有する。各セクションは、円筒シェル６１の部分、より具体的には、２つの対向する端部を含む湾曲部分を形成する。さらに、各セクションは第２垂直軸８を備え、第２垂直軸８の周りでセクションは与えられた位置に回転可能である。

３つの平行な矢印は参照符号Ｗで示される風を示し、湾曲した矢印Ｒは第１垂直軸７周りの垂直に配置されたシリンダ６の回転方向を示し、参照符号Ｆは、上述のマグナス効果により発生した力、或いは前方への推力を示し、参照符号Ｄは船舶（図示せず）の結果的に生じる移動方向を示す。

横風Ｗが、円筒シェル６１を形成する３つのセクション（第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４）を持つ垂直に配置されたシリンダ６にあたる。この垂直に配置されたシリンダ６は、第１垂直軸７回りに概略的に示された組み合わされた電気モータと発電機１０により方向Ｒに回転し、マグナス効果が、垂直に配置されたシリンダ６の一方の面の増加した圧力および対向する面の減少した圧力あるいは吸引力を発生する。これは、力Ｆ或いは前方への推力をもたらし、船舶を方向Ｄの前方に動かす。

上述の機能を航海運行中の船舶に適用する。垂直に配置されたシリンダ６の回転はもちろん反対方向にすることができ、したがって対応する方法で推力を対応する反対方向に提供する。

図３は、第２の展開モードにある本発明の第１実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号６で示され、第１垂直軸は参照符号７で示される。垂直に配置されたシリンダ６は、３つのセクション、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４、を持つ円筒シェル６１を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の略中央に配置された第２垂直軸８周りに回転可能に構成される。３つの平行な矢印は参照符号Ｗで示される風を示す。それぞれ第２垂直軸８を備える各セクション、すなわち、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４は、３つスクープ（ｔｈｒｅｅ−ｓｃｏｏｐ）の風力タービンを提供するために、その一方の端部により第１垂直軸７に固定される。

このようにして、３つスクープの風力タービンが風Ｗを捕まえるように開かれ、したがって回転のために展開され得る。風力タービンは、船舶１（図１）が例えば停泊中の場合、電力を発生するように使用され得る。風力タービンは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ１０に接続される。この組み合わされた発電機及び電気モータ１０は、したがって、この展開モードで電力を発生させるため、及び、ここに破線で示される、３つのセクションが円筒シェル６１を形成する第１の展開モード（図２）で垂直に配置されたシリンダを回転させるために使用することができる。

明らかに、独立した電気モータ９及び独立した発電機１１を、第１実施形態の第１及び第２の展開モードそれぞれに使用することができる。

これは、特に船舶の停泊中或いは他の静止状態において、電力生産を環境に優しい方法で提供する。明らかに、これはエネルギーを節約するための効率的な手段である。

図４は、第３の展開モードにある本発明の第１実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号６で示され、第１垂直軸は参照符号７で示される。垂直に配置されたシリンダ６は、３つのセクション、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４、を持つ円筒シェル６１を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の略中央に配置された第２垂直軸８周りに回転可能に構成される。風が参照符号Ｗで示される矢印として示され、船舶（図示せず）の結果的に生じる移動方向が参照符号Ｄにより示される。

この実施形態では、第１セクション６２及び第２セクション６３は、それらが船舶の方向Ｄへの移動を提供するよう風Ｗを捕まえるための開いた帆の構造を形成するために、各セクションの一方の端部により互いに固定される位置に、回転する。第３セクション６４は、帆の構造に貢献するために、円筒シェル６１（破線）の円周にとどまる。

したがって、３つのセクションは、海で船舶１（図１）を前進させるように使用することができる帆の構造を形成する。明らかに、セクションは、帆の構造を提供するために違うように配置され得る。帆の構造は、例えば、反対方向に推力を提供するように回転するとともに使用される、或いは別に、任意の対応する方向に推力を提供するようある程度だけ回転されることができる。この実施形態では、結合された２つのセクションは、風Ｗを考慮して、１つの独立して配置されたセクションの上流にある。この配置は、例えば、入れ替えることもできる。

これは、海上の船舶のための補助的な推進源を発生させる手段を提供する。明らかに、これはエネルギーを節約するための効率的な手段である。

図５は、第１の展開モードにある本発明の第２実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号６で示され、第１垂直軸は参照符号７で示される。垂直に配置されたシリンダ６は、３つのセクション、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４、を持つ円筒シェル６１を有する。各セクションは、円筒シェル６１の部分、より具体的には、２つの対向する端部を含む湾曲部分を形成する。さらに、各セクションは第２垂直軸８を備え、第２垂直軸８の周りでセクションは与えられた位置に回転可能である。

３つの平行な矢印は参照符号Ｗで示される風を示し、湾曲した矢印Ｒは第１垂直軸７周りの垂直に配置されたシリンダ６の回転方向を示し、参照符号Ｆは、上述のマグナス効果により発生した力、或いは前方への推力を示し、参照符号Ｄは船舶（図示せず）の結果的に生じる移動方向を示す。

横風Ｗが、円筒シェル６１を形成する３つのセクション（第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４）を持つ垂直に配置されたシリンダ６にあたる。この垂直に配置されたシリンダ６は、第１垂直軸７回りに概略的に示された組み合わされた電気モータと発電機１０により方向Ｒに回転し、マグナス効果が、垂直に配置されたシリンダ６の一方の面の増加した圧力および対向する面の減少した圧力あるいは吸引力を発生する。これは、力Ｆ或いは前方への推力をもたらし、船舶を方向Ｄの前方に動かす。

この第２実施形態では、垂直に配置されたシリンダ６は、内部の中央に配置された円筒スリーブ７１を有する。この内部円筒スリーブ７１は、追加的な機能を提供することができる。それは有利に排気ガス装置４の排気ガス管のための煙突手段として配置される。これはまた後述される。

上述の機能を航海運行中の船舶に適用する。垂直に配置されたシリンダ６の回転はもちろん反対方向にすることができ、したがって対応する方法で推力を対応する反対方向に提供する。

図６は、第２の展開モードにある本発明の第２実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号６で示され、第１垂直軸は参照符号７で示される。垂直に配置されたシリンダ６は、３つのセクション、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４、を持つ円筒シェル６１を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の中央からずれて配置された第２垂直軸８周りに回転可能に構成される。３つの平行な矢印は参照符号Ｗで示される風を示す。

この第２実施形態では、垂直に配置されたシリンダ６は、内部の中央に配置された円筒スリーブ７１を有する。この内部円筒スリーブ７１は、追加的な機能を提供することができる。それは有利に排気ガス装置４の排気ガス管のための煙突手段として配置される。

第２垂直軸８を備える各セクション、すなわち、第１セクション６２、第２セクション６３及び第３セクション６４は、３つスクープの風力タービンを提供するために、その一方の端部により内部円筒スリーブ７１に固定される。湾曲部分の中央からずれた第２垂直軸８を有することと各セクションの端部が所定の直径を持つ内部円筒スリーブ７１に掛かること（ｅｎｇａｇｉｎｇ）との組み合わせは、風力タービンの断面積或いは幅を拡大させ、回転した場合により高い出力をもたらす。

このようにして、３つスクープの風力タービンが風Ｗを捕まえるように開かれしたがって回転のために展開され得る。風力タービンは、船舶１（図１）が例えば停泊中の場合、電力を発生するように使用され得る。風力タービンは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ１０に接続される。この組み合わされた発電機及び電気モータ１０は、したがって、この展開モードで電力を発生させるため、及び、ここに破線で示される、３つのセクションが円筒シェル６１を形成する第１の展開モード（図５）で垂直に配置されたシリンダを回転させるために使用することができる。

明らかに、独立した電気モータ９及び独立した発電機１１を、第２実施形態の第１及び第２の展開モードそれぞれに使用することができる。

これは、特に船舶の停泊中或いは他の静止状態において、電力生産を環境に優しい方法で提供する。明らかに、これはエネルギーを節約する効率的な手段である。

円筒シェルを構成するセクションの数は３つより多くてもよく、第２垂直軸の位置はセクションの湾曲部分に沿って調整されるようにすることができ、セクションの第１垂直軸或いは内部円筒スリーブへの、及びお互いへの固定は、本発明の実施形態の展開モードに応じて最適な効率を達成するために、違った方法で実行され得る。

垂直に配置されたシリンダは、有利に、所定の垂直高さと所定の幅（直径）を有する。上記で論じられていないが、垂直に配置されたシリンダは、その与えられた垂直高さに関して、２つ以上の部分に分割され得る。これは、安定性を増やすために、垂直に配置されたシリンダの高さに沿った支持構造を提供することを可能にする。シリンダの直径はまた、風力タービンの幅、及び帆の構造の幅にも影響を及ぼす。

説明は本発明の基本的な考えを明確にすることを目的としている。本発明は詳細において次の請求項の範囲内で変化し得る。

Claims (10)

1. 船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶であって、前記船舶はさらに、円筒シェルおよび第１垂直軸を有する垂直に配置された少なくとも１つのシリンダを備え、前記垂直に配置されたシリンダは前記第１垂直軸周りに回転するように適合され、
   前記円筒シェルは２つの対向する端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも３つのセクションを有し、前記３つのセクションのそれぞれは、それぞれの第２垂直軸周りに回転可能に構成され、各前記第２垂直軸は前記円筒シェルの円周に配置され、各前記セクションは、所定の位置に固定されるように構成される、ことを特徴とする船舶。
2. それぞれ前記第２垂直軸を備える各前記セクションの前記端部は、前記垂直に配置されたシリンダの前記円筒シェルを形成するように、互いに対して固定されるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
3. それぞれ前記第２垂直軸を備える各前記セクションは、前記端部の一方により前記垂直に配置されたシリンダの前記第１垂直軸に固定されるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
4. 前記３つのセクションのうちの２つの前記セクションは、帆に似た構造を形成するために、各前記セクションの一方の前記端部により、互いに固定されるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
5. 前記３つのセクションのうちの１つの前記セクションは、前記円筒シェルの円周の位置に固定されるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１または４に記載の船舶。
6. 各前記セクションの前記第２垂直軸は、各前記セクションの前記湾曲部分の略中央に配置される、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の船舶。
7. 前記垂直に配置されたシリンダは、内部円筒スリーブを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
8. 前記第２垂直軸を備える各前記セクションは、前記端部の一方により内部円筒スリーブに固定されるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１または７に記載の船舶。
9. 各前記セクションの前記第２垂直軸は、各前記セクションの前記湾曲部分の中央からずれて配置される、
   ことを特徴とする請求項８に記載の船舶。
10. 前記垂直に配置されたシリンダは、電気モータ、組み合わされた発電機と電気モータ、及び／または発電機に動作可能に接続される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。

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