JP3452585B2 - 旋回帆走リグ - Google Patents

旋回帆走リグ

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、旋回帆走リグ、特に風と太陽の両方からエ
ネルギを収集することを容易にする旋回帆走リグに関す
る。
背景技術 再生可能なエネルギ源を用いる必要への意識が高まる
につれて、風および太陽エネルギに注目が集まってきて
いる。英国特許第2234723号から、翼帆に太陽光収集装
置を取り付けることが公知である。この文献は、3つの
翼帆をもつアセンブリを開示しており、各翼帆は、その
長手方向軸の回りに協働して旋回でき、翼帆のアセンブ
リ自体が、中間の翼帆の長手方向軸に一致する鉛直軸の
回りに旋回できる。収納のために、翼帆のアセンブリ
は、真横に並ぶ配置まで旋回させられ、次いで真横な軸
の回りに旋回させられることによって、船の甲板上に横
たえられることができる。
発明の開示 本発明は、その一態様では帆を有する船に在って、こ
の船は、船の船首−船尾方向軸と平行な縮帆軸の回りに
基部が旋回できる翼帆を有して、翼帆が実質上垂直な位
置と実質上水平な位置の間で縮帆(リーフィング)でき
るとともに、翼帆を船に対して上記船首−船尾方向軸の
回りにリーフィングさせるように制御する縮帆手段を有
し、上記翼帆が、その長手方向軸の回りに旋回可能であ
って、翼帆がフェザリングでき、上記船は、翼帆の長手
方向軸の回りの旋回を制御するフェザリング手段を有
し、上記翼帆は、太陽光収集手段を有して、翼帆のリー
フィングとフェザリングが、太陽と風からのエネルギ収
集を最大化するのに用いることができるようになってい
る。
非常に好ましい実施の形態では、上記帆は、横方向に
互いに間隔をおいて設けられた1対の翼帆である。
図面の簡単な説明 本発明がより容易に理解され、実際に実施されるよう
にすべく、本発明の好ましい実施の形態を描いた添付図
面を参照するが、 図1は、1対の翼帆を一体化した船の側方斜視図であ
り、 図2は、略垂直に配置された両翼帆をもつ図1の船の
背面図であり、 図3は、一方が垂直に配置され,他方が縮帆位置にあ
る翼帆をもつ図1の船の背面図であり、 図4は、連結(カプリング),リーフィング,フェザ
リングのための可能な装置の詳細図であり、 図5は、連結(カプリング),リーフィング,フェザ
リングのための択一的な装置の詳細図である。
発明を実施するための最良の形態 図1,2,3は、1対の翼帆12を一体化した船10を示して
いる。これらの翼帆は、船を横切る横方向に互いに間隔
をおいて船の対向する両側に隣接して配置される。或る
実施の形態では、ソーラパネルを取り付けた面は、帆の
内側の対向面のみになっている。これと択一的に、帆の
両面に太陽光収集装置を取り付けてもよく、また、より
好ましい実施の形態では、帆は透明にでき、この帆の中
に両面太陽光収集装置を安全に取り付けることができ
る。
翼帆は、翼またはアーム状に船から延びて、図2,3に
示す船首−船尾方向から見ると、甲板と一緒に凹状また
は平坦な太陽光収集装置を成す3つの太陽光収集面を呈
する。
船に対して各帆が動きうるように帆12の基端を船10に
搭載すべく、連結装置が設けられている。
図4を参照すると、船10は、甲板に枠組構造を一体化
している。この枠組構造は、一連の横方向に延びる部材
14を有する。これらの横部材14は、その外側端に中空の
リガー16を一体化している。これらのリガー16は、船の
中心線と平行に延びる中心通路を成す。
図4に最良に描かれているように、上記リガーは、連
結装置の主軸18を取り付けうるようになっている。主軸
18は、船の中心線と実質上平行な軸の回りに旋回しうる
ようにリガー内で旋回できる。また、主軸は、リガー内
で(前後の)軸運動が制限されるように取り付けられて
いる。
雄連結要素20は、主軸から半径方向外側へ延び、翼帆
内の穴に挿入されて、翼帆を主軸に取り付けるようにな
っている。この装置において、帆の長手方向軸は、主軸
の軸に実質上垂直に配置される。
図示の形態では、雄連結要素20は、翼帆12と主軸18の
間の間隔を調整するようになっている高さ調整部材22を
一体化している。翼帆を雄連結要素上の所定位置に固定
すべく、ステー24が設けられている。
主軸の回転が、翼帆12を図2に示す垂直配置から図3
に示す横位置つまり縮帆位置へ動かせる。さらに、主軸
18の軸運動は、翼帆の位置を船首−船尾方向へ変化させ
ることができる。幾つかの実施の形態では、主軸は、船
の内側または外側へも動かせることができる。
上記連結装置は、帆走リグまたは翼帆12にその長手方
向軸の回りの旋回(即ち、「フェザリング」)を許すよ
うにもなっている。この旋回は、翼帆12が雄連結要素20
上で旋回することによって生じる。この運動を促進すべ
く、雄連結要素に沿ってブッシュ26が配置されている。
この装置によって、翼帆の迎え角を変化させることがで
きる一方、翼帆は、船に対して翼帆が横方向に延びてい
るとき、船に対して概ね垂直な配置あるいは縮帆または
部分的に縮帆した配置に在る。この旋回は、翼の揚力を
変化させることを可能にし、風向に対して種々の角度で
効果的に帆走するために風に対する船の船首方位を変化
させ、かつ太陽光収集のために太陽に対して最良に方位
付けることを可能にする。
上記連結装置は、翼帆の旋回または縮帆を制御するた
めの操縦装置を有する。図示の形態では、この操縦装置
は、主軸18から半径方向外側へ延び、かつ雄連結要素20
に対して角度を隔てた関係にある操縦アーム28を備えて
いる。図示の形態では、操縦アーム28と雄連結要素20と
のなす角度は、略90゜である。
帆の傾きを制御するため、操縦アーム28と船の甲板と
の間には、索具30(図3)が設けられている。索具は、
通常どおりロープとプーリとクリートとを一体化してい
る(勿論、この制御は油圧または他の手段によっても提
供できる)。小さな船では、翼帆の位置付けを助けるた
めの機械的利点を提供するために、好ましくは、(図示
しない)プーリ系がロープと共に用いられる。
翼帆の長手方向軸の回りの旋回位置を制御するため、
翼帆の前端および後端と操縦レバー28との間に索具32,3
4(図4)が設けられている。この索具を調整すること
によって、翼帆の迎え角を制御することができる。さら
に、翼帆は、より風上に向けたり(ラフィング)、風に
平行にしたり(フェザリング)できる。この制御も、油
圧や電気モータや他の手段で行なうことができる。
図2,3に最も良く描かれているように、操縦アーム28
は、双胴船の甲板の上へ内側に延びている。この配置に
よって、船の中央から各操縦アームに近づくことができ
るので、双胴船は1人または2人によって操縦でき、こ
れによって、2つの翼帆10の位置を制御することが可能
になるのである。さらに、この位置で、船の舵およびモ
ータにも容易に近づくことができる。
好ましい実施の形態では、翼帆は、ばねまたは弾性手
段を用いて省略時(デフォルト)の45゜の半縮帆位置を
とる。このことは、翼帆が夫々図2および図3に示され
た極度に垂直および水平(完全縮帆)な位置に付勢され
なければならないことを意味する。これは有利なことで
ある。なぜなら、デフォルト位置が仮に図3に示された
水平位置ならば、水平な翼帆を起こすのが難しいからで
ある。
連結装置の変形例が、図5に示されている。図から気
付かれるであろうように、操縦アーム28は船外の方向へ
延びている。従って、操縦アームの船外への延在は、翼
帆を完全縮帆位置に付勢するのに用いることができる。
この船は、太陽光電力を給電されるモータによる帆走
のための高性能特性を示す。空気力学的形状と多方向運
動可能性をもつ船上の翼帆は、従来の索具(帆装)に比
して多くの付加的機能を可能にするので、極めて万能で
ある。付加的機能には、船にリフト力(揚力)または復
原力を与えうること、重心やヴィンデイジ(風損)など
の船の特性を変えうること、翼帆上の太陽光収集装置を
太陽に向くように正確に調整しうることが含まれる。翼
帆にソーラパネルを取り付けることは、船の性能に過度
な悪影響を与えることなく、広い太陽集光面を船に一体
化することを可能にする。さらに、翼帆の角度を調整で
きるので、ソーラパネルは、太陽集光のために装置の面
への最大の露光を可能にする。翼帆を図示のように搭載
することによって、甲板が日陰になるのが避けられ、甲
板空間は太陽集光のために有利に用いられることができ
る。
太陽光電力給電モータでの帆走において本発明の翼帆
がもたらす利点は、複数の翼帆を船に一体化することに
よって更に高められる。なぜなら、船に、この装置によ
って実行されうる機能の種々の組み合わせであって,単
一の翼帆では不可能な組み合わせを可能にするからであ
る。例えば、一方の翼帆が、太陽を正確に追跡したり,
船を付加的に安定させたりすべく適合せしめられ、他方
の翼帆が、船に推進力を与えるべく垂直に配置される。
さらに、翼帆装置は、船に与えられる力をより最善にす
べく協働することができる。
帆が風から得ることができるエネルギは、相対風速の
3乗に比例する。このことから、船の駆動に太陽エネル
ギを用いることは、当然、(追い風帆走を除いて)相対
風速を高めることになり、それ故、帆走効率を高めるこ
とになる。これは、太陽から収集されたエネルギが、風
からのエネルギの収集を高効率で強化するために用いら
れるという「ポジティブフィードバック」である。
弾性材料やヒンジ機構を含むいかなる形態の旋回手段
も、帆を船に搭載するために用いることができると解さ
れる。
油圧や電動機などの代替制御手段が、索具に代えて用
いられうると解される。
従来の翼帆での主たる欠点は、翼帆を縮帆できないこ
とであった。従来は、帆をフェザリングまたはラフィン
グできるにすぎなかった。本発明は、翼帆の部分的また
は完全な縮帆(リーフィング)を可能にし、この成果を
あげる翼帆の搭載装置は、太陽集光のために翼帆が太陽
を追跡することを可能にして、有利に用いられることが
できる。
最後に、種々の変更,修正および/または追加が、本
発明の真髄または範囲から離れることなく、上述の部材
の構造や配置に導入できると解される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 PO6117 (32)優先日 平成9年4月10日(1997.4.10) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】船であって、この船は、船首−船尾方向軸
    と平行な縮帆(リーフィング)軸の回りに基部が旋回で
    きる翼帆を有して、この翼帆が実質上垂直な位置と実質
    上水平な位置との間で縮帆(リーフィング)できるとと
    もに、翼帆を船に対して上記船首−船尾方向軸の回りに
    縮帆させるように制御する縮帆手段を有し、上記翼帆
    は、この翼帆の長手方向軸の回りに旋回可能、つまりフ
    ェザリング可能であって、上記船は、翼帆の上記フェザ
    リングを制御するフェザリング手段を有し、上記翼帆
    は、太陽光収集手段を有して、翼帆のリーフィングとフ
    ェザリングが、太陽と風からのエネルギ収集を最大化す
    るのに用いることができるようになっていることを特徴
    とする船。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の船において、横方向に互
    いに隔たった1対の翼帆があることを特徴とする船。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の船において、上記翼帆
    は、上記実質上垂直な位置と実質上水平な位置との中間
    のディフォルト時の半縮帆位置をとることを特徴とする
    船。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の船において、上記翼帆
    は、取付用の差込みを収容するソケットまたは穴を有し
    て、上記翼帆が船に対して取り付けられることを特徴と
    する船。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の船において、上記翼帆
    は、透明で上記太陽光収集手段に隣接しており、この太
    陽光収集手段は、両面太陽光収集装置を含むことを特徴
    とする船。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の船において、上記両面太
    陽光収集装置は、上記翼帆の外側を限る透明な外板の内
    側に取り付けられていることを特徴とする船。
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