JP5537738B2 - マグヌスロータ - Google Patents

Description

本発明は、マグヌスロータに関する。

マグヌスロータは、フレットナーロータとも、セールロータとも称される。

マグヌスロータ（Magnus-Rotor）は、従来技術において既知である。特に船舶駆動部としてマグヌスロータは、フレットナーロータ（Flettner-Rotor）との概念でも知られており、下記非特許文献１では、そのようなフレットナーロータ又はマグヌスロータを用いた船舶の装備について記載されている。

この際、既知のマグヌスロータは、マグヌスロータの回転と、船舶に対して出来るだけ横方向から当たる風力の作用とにより推進力を発生させるために、船舶において使用されるということで共通している。この際、いつもマグヌスロータの稼動について検討が成され、即ちマグヌスロータがその稼動において果たすこのできる推進力について検討が成されている。

一般的な従来技術として、下記特許文献１〜４並びに下記非特許文献２、３が挙げられる。

DE 10 2006 025 732 B4 US 1,632,322 A DE 10 2005 028 447 B4 DE 10 2007 003 779 A1

「帆走機械（Die Segelmaschine）」、クラウス・デー・ヴァーグナー（Klaus D. Wagner）著、エルンスト・カーベル出版有限会社（Ernst Kabel Verlag GmbH）、ハンブルク、1991年 「フレットナー・スピンス・アゲイン（Flettner spins again）」、シップ・アンド・ボート・インターナショナル（Ship & Boat International）、７月／８月号、1985年、41, 42 頁 ヴァーグナー、クラウス・デー（WAGNER, Claus D.）著、「帆走機械（Die Segelmaschine）」、ハンブルク、エルンスト・カーベル出版有限会社（Ernst Kabel Verlag GmbH）、1991年、85, 156-159 頁、ISBN 3-8225-0158-1

本発明の基礎を成す課題は、マグヌスロータを備えた船舶、特に貨物船における経済性を改善することである。

上記課題は、本発明により、請求項１に記載の特徴を有するマグヌスロータにより、請求項１２に記載の特徴を有する船舶、特に貨物船により、並びに請求項１３に記載の特徴を有する方法により解決される。
即ち、本発明の第１の視点により、マグヌスロータの内部に配設されている支持体と、該マグヌスロータの稼動時に該支持体の周りで回転するロータと、該ロータを水平方向において閉鎖するプレートと、該ロータを該支持体上で支持する支承部とを有し、該ロータは、該プレートにおいて少なくとも１つの開口部を有し、該支持体は、少なくとも１つの固定手段と少なくとも１つの持ち上げ装置とを用いて該マグヌスロータを持ち上げるための少なくとも１つの固定点を有することを特徴とするマグヌスロータが提供される。
また、本発明の第２の視点により、前記マグヌスロータを有することを特徴とする船舶が提供される。
更に、本発明の第３の視点により、マグヌスロータを持ち上げるための方法であって、
以下のステップ、即ち、
マグヌスロータの停止状態において、該マグヌスロータのロータの水平方向のプレートの１つの開口部又は複数の開口部と、該マグヌスロータの該ロータの１つの開口部又は複数の開口部と、該マグヌスロータの支持体の１つの固定点又は複数の固定点とを、鉛直方向において互いに向き合うように配向するステップ、
前記水平方向のプレートの前記１つの開口部又は前記複数の開口部と、前記ロータの前記１つの開口部又は前記複数の開口部とを開放するステップ、
前記支持体の前記１つの固定点又は前記複数の固定点と、持ち上げ装置とに、固定手段を固定するステップ、
前記固定手段を、前記ロータの開放された前記１つの開口部又は開放された前記複数の開口部と、前記水平方向のプレートの開放された前記１つの開口部又は開放された前記複数の開口部とを通して案内することにより、該マグヌスロータの上方且つ外方にある持ち上げ装置に前記固定手段を固定するステップ、
前記支持体と該マグヌスロータの基礎部との結合保持手段を解除するステップ、及び、
前記固定手段と前記持ち上げ装置とを用いて前記基礎部から該マグヌスロータを持ち上げるステップ
を含むことを特徴とする方法が提供される。

有利な展開形態は、下位請求項に記載されている。尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
また、本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）マグヌスロータが、該マグヌスロータの内部に配設されている支持体と、該マグヌスロータの稼動時に該支持体の周りで回転するロータと、該ロータを水平方向において閉鎖するプレートと、該ロータを該支持体上で支持する支承部とを有し、該ロータは、該プレートにおいて少なくとも１つの開口部を有し、該支持体は、少なくとも１つの固定手段と少なくとも１つの持ち上げ装置とを用いて該マグヌスロータを持ち上げるための少なくとも１つの固定点を有すること。
（形態２）前記ロータは、前記プレートにおいて少なくとも２つの開口部を有し、前記支持体は、少なくとも２つの固定点を有することが好ましい。
（形態３）前記ロータは、前記ロータを前記支承部と連結している領域において少なくとも１つの開口部或いは少なくとも２つの開口部を有することが好ましい。
（形態４）前記プレートの前記１つの開口部或いは前記２つの開口部と、前記支持体の前記１つの固定点或いは前記２つの固定点とを、実質的に鉛直方向において互いに対向するように配置することができることが好ましい。
（形態５）前記プレートの前記１つの開口部と、前記ロータの前記１つの開口部と、前記支持体の前記１つの固定点とは、或いは前記プレートの前記２つの開口部の各々と、前記ロータの前記２つの開口部の各々と、前記支持体の前記２つの固定点の各々とは、該マグヌスロータの鉛直方向の回転軸線から実質的に同じ間隔をもって配設されていることが好ましい。
（形態６）前記プレートの前記２つの開口部と、前記ロータの前記２つの開口部と、前記支持体の前記２つの固定点とは、各々、該マグヌスロータの鉛直方向の回転軸線の周りで互いに実質的に１８０°の水平方向間隔をもって配設されていることが好ましい。
（形態７）前記支持体は、前記支持体と前記ロータとの間の相対運動を防止するために、停止装置を有することが好ましい。
（形態８）前記停止装置は、前記ロータの駆動部へ作用することのできるブレーキ装置であることが好ましい。
（形態９）前記停止装置は、前記ロータにおける開口部へ半径方向において係合することのできる停止手段を備えたロック装置であることが好ましい。
（形態１０）前記支持体は、前記ロータを駆動するための駆動部と、該駆動部に電気エネルギーを供給するためのインバータ装置と、該駆動部及び／又は該インバータ装置を制御するための制御装置とを有することが好ましい。
（形態１１）前記少なくとも１つの固定点の各々には固定手段が設けられており、該固定手段は、鉛直方向において互いに対向するように配向された、前記プレートの前記少なくとも１つの開口部及び前記ロータの前記少なくとも１つの開口部の各々を通り、前記支持体の前記少なくとも１つの固定点の各々から前記プレートを通って案内され、該マグヌスロータは、該固定手段及び持ち上げ装置を用いて持ち上げることができることが好ましい。
（形態１２）船舶、特に貨物船が、前記マグヌスロータを有すること。
（形態１３）マグヌスロータを持ち上げるための方法であって、
以下のステップ、即ち、
マグヌスロータの停止状態において、該マグヌスロータのロータの水平方向のプレートの１つの開口部又は複数の開口部と、該マグヌスロータの該ロータの１つの開口部又は複数の開口部と、該マグヌスロータの支持体の１つの固定点又は複数の固定点とを、鉛直方向において互いに向き合うように配向するステップ、
前記水平方向のプレートの前記１つの開口部又は前記複数の開口部と、前記ロータの前記１つの開口部又は前記複数の開口部とを開放するステップ、
前記支持体の前記１つの固定点又は前記複数の固定点と、持ち上げ装置とに、固定手段を固定するステップ、
前記固定手段を、前記ロータの開放された前記１つの開口部又は開放された前記複数の開口部と、前記水平方向のプレートの開放された前記１つの開口部又は開放された前記複数の開口部とを通して案内することにより、該マグヌスロータの上方且つ外方にある持ち上げ装置に前記固定手段を固定するステップ、
前記支持体と該マグヌスロータの基礎部との結合保持手段を解除するステップ、及び、
前記固定手段と前記持ち上げ装置とを用いて前記基礎部から該マグヌスロータを持ち上げるステップ
を含むこと。

従って、マグヌスロータの内部に配設されている支持体と、該マグヌスロータの稼動時に該支持体の周りで回転するロータと、該ロータを水平方向において閉鎖するプレートと、該ロータを該支持体上で支持する支承部（軸受部）とを有するマグヌスロータが設けられる。この際、該ロータは、該プレートにおいて少なくとも１つの開口部を有する。更に該支持体は、少なくとも１つの固定手段と少なくとも１つの持ち上げ装置とを用いてマグヌスロータを持ち上げるための少なくとも１つの固定点を有する。

それにより、クレーン等のような持ち上げ装置を用いてマグヌスロータを取り除け且つ別のマグヌスロータと交換するために、持ち上げ装置をマグヌスロータに固定（係止）することが可能とされる。このようにして、船舶は第２のマグヌスロータを用いてその稼動を継続することができ、それに対し、交換された第１のマグヌスロータは陸地において整備又は修復されるので、整備又は修復に基づき船舶を使用することのできない時間が最低限にされる。

この際、マグヌスロータが鉛直方向において本発明による開口部及び固定点により持ち上げ可能であることは有利であるが、その理由は、それによりマグヌスロータのロータの外殻が作業により又は特に引張力及び圧縮力により影響されず、従って可能な限り変更又は損傷されないためである。つまりこの外殻は、その空気力学的な特性に基づきマグヌスロータにより発生される推進力にとって重要なためである。

更に、マグヌスロータの支持体に固定点を設けることは有利であるが、その理由は、マグヌスロータの敏感なロータ、即ちマグヌスロータの外殻が、従って損傷されず、マグヌスロータの持ち上げ時には、外殻の形状を歪め、それによりその空気力学的な特性を損傷することになりうる引張力をもって負荷を受けることもないためである。

本発明の一視点により、ロータは、プレートに少なくとも２つの開口部を有し、支持体は、少なくとも２つの固定点（係止点）を有する。それによりマグヌスロータの持ち上げ時に加わる荷重を２つの係止点へ分配することができる。

本発明の他の一視点により、ロータは、該ロータを支承部と連結している領域において少なくとも１つの開口部或いは少なくとも２つの開口部を有する。それにより支承部とマグヌスロータのロータとの間の連結部を、マグヌスロータの内部における空気渦形成を回避するために、連続する面部として構成することができる。この連結部において適切な開口部を本発明により設けることで、固定手段をこれらの開口部を通して案内可能とするために、マグヌスロータのロータの水平方向のプレートの開口部を介した支持体の固定点へのアクセスを行なうことができる。

本発明の一視点により、プレートの１つの開口部或いは２つの開口部と、支持体の１つの固定点或いは２つの固定点とを、実質的に鉛直方向において互いに対向するように配置することができる。それによりマグヌスロータのロータを、マグヌスロータの上方且つ外方に配設されたクレーンのような持ち上げ装置が鉛直方向において支持体の固定点へのアクセスを得ることができるように、回転させて位置決めすることができる。

本発明の別の一視点により、プレートの１つの開口部と、ロータの１つの開口部と、支持体の１つの固定点とは、或いはプレートの２つの開口部の各々と、ロータの２つの開口部の各々と、支持体の２つの固定点の各々とは、マグヌスロータの鉛直方向の回転軸線から（半径方向において）実質的に同じ間隔をもって配設されている。それによりマグヌスロータの持ち上げ時の荷重分配（荷重分布）が、持ち上げ時の転倒を回避するために、均等に行なわれる。

本発明の一視点により、プレートの２つの開口部と、ロータの２つの開口部と、支持体の２つの固定点とは、各々、マグヌスロータの鉛直方向の回転軸線の周りで互いに実質的に１８０°の水平方向間隔をもって配設されている。このことは、それによりマグヌスロータの持ち上げ時には、マグヌスロータの実質的に回転対称の構造によりその重心点も置かれるマグヌスロータの中心軸線の周りで固定点に対する均等な荷重分配が達成されるので、有利であり、従って持ち上げ時における転倒が回避される。

本発明の一視点により、支持体は、該支持体とロータとの間の相対運動を防止するために、停止装置を有する。このことは一方では、固定手段を取り付けるためにロータの内部に入らなくてはならない作業員の安全を確保するために必要である。更にマグヌスロータの持ち上げ時にも、回転による固定手段の切断を防止するために、支持体に対するロータの回転は必ず回避されなくてはならない。

本発明の別の一視点により、停止装置は、ロータの駆動部へ作用することのできるブレーキ装置である。それにより、マグヌスロータの稼動時には支持体に対するロータの回転を生じさせる駆動部へ、ブレーキにより直接的に作用を及ぼすことができる。つまり駆動部へ制動作用を及ぼすことができ、それによりブレーキを省スペースで直接的に回転運動源に設けることができる。更に駆動部のためのブレーキ、特に駆動軸のためのブレーキは、既知であり且つ低コストで入手可能である。

本発明の一視点により、停止装置は、ロータにおける開口部へ半径方向において係合することのできる停止手段を備えたロック装置である。それにより、ロータの開口部への半径方向における停止手段の係合により簡単な手段で確実な停止機能を達成することができるので、簡単で且つ信頼性のある停止機能が達成される。更にこの形式の停止機能は、開口部へ係合する停止手段を外部から見ることができ、つまりロータが支持体に対する相対運動に対してロックされているか否かを外部から簡単な目視検査により確認することができるので、有利である。

本発明の別の一視点により、支持体は、ロータを駆動するための駆動部と、該駆動部に電気エネルギーを供給するためのインバータ装置と、該駆動部及び／又は該インバータ装置を制御するための制御装置とを有する。このようにしてマグヌスロータの本質的なコンポーネントが支持体に例えばその内部に設けられる。それによりマグヌスロータは、閉じたシステムとして、即ち独立した完全システムとして、本質的な変更を伴わずに交換することのできる１つのモジュールを意味する。従って、マグヌスロータの個々のコンポーネントが機械的なコンポーネントも電気的なコンポーネントも互いに調整されているので、マグヌスロータは全体として交換される。この完全交換により、システムとしてマグヌスロータが変更されるのではなく、全体として交換及び整備ないし修復、即ち修理が可能となっている。

本発明の別の一視点により、少なくとも１つの固定点の各々には固定手段が設けられており、該固定手段は、鉛直方向において互いに対向するように配向された、プレートの少なくとも１つの開口部及びロータの少なくとも１つの開口部の各々を通り、支持体の少なくとも１つの固定点の各々からプレートを通って案内され、この際、マグヌスロータは固定手段を用いて持ち上げることができる。このようにしてマグヌスロータの持ち上げが実行される。

以下、本発明の実施例及び長所を、添付の図面に関連してより詳細に説明する。

マグヌスロータを模式的に示す斜視図である。 マグヌスロータを簡素化して模式的に示す側面図である。 マグヌスロータを模式的に示す詳細側面図である。 マグヌスロータの上側部分を簡素化して模式的に示す側面図である。 上方から見た場合のマグヌスロータを模式的に示す詳細図である。 上方から見た場合のマグヌスロータの内部を模式的に示す詳細図である。 マグヌスロータの上側部分を簡素化して模式的に示す別の側面図である。

図１は、マグヌスロータ２を模式的に示す斜視図である。マグヌスロータ２は、ロータ８として上側の回転部分と、支持体４として下側の立設固定部分とを有し、これらは、支承部（軸受部）６を介して互いに連結されている。ロータ８は、好ましくは円筒状に形成されている。ロータ８の上側端部においてロータ８には、エンドプレート１０が装着されている。マグヌスロータ２の支持体４は、ボルト又はネジ（結合保持手段）９を介してベースプレート２０に固定されている。マグヌスロータ２が例えば船舶甲板等に装着されているのであれば、ベースプレート２０が船舶甲板等自体により形成されるので、支持体４を固定するための対応のベースプレート２０は不必要である。この際、支持体４は、マグヌスロータ２の内部に配設されている。ロータ８は、支持体４上で支承部６を介して回転する。この支承部６は、既知の転がり軸受（ローリングベアリング；ローラベアリング）又は軸受（ベアリング）の他の適切な各実施形とすることができる。

図２は、マグヌスロータ２を簡素化して模式的に示す側面図である。支持体４の内部には、ロータ８を駆動する即ち回転させるためのモータ１５と、該モータ１５を制御するための制御装置１６と、該モータ１５に給電するためのインバータ装置１７とが設けられている。これらは、支持体４の内部に設けられている。マグヌスロータ２は、図１に示されて説明されたように、ボルト又はネジ９を用いてベースプレート２０又は船舶甲板等に取り付けられており、内側に位置する支持体４と、支承部６と、ロータ８と、エンドプレート１０とを有する。

図３は、マグヌスロータ２を模式的に示す詳細側面図である。ここでは、図１及び２の要素は同じ符号で示されており、上述されている。この際、ロータ８のモータ１５は、立設固定の支持体４の上側領域に配設されており、従ってモータ１５のシャフト１５ａが支承部６を通って案内される。

図４は、マグヌスロータ２の上側部分を簡素化して模式的に示す側面図である。この簡素化して模式的に示す側面図においてマグヌスロータ２は、ベースプレート２０等並びにボルト又はネジ９を伴わずに示されている。更にブレーキ（制動器）５ａ並びにロック装置（まわり止め装置）５ｂが示されており、これらの両方は、代替的な可能性として又は共同でも、立設固定の支持体４と、回転部分のロータ８との間の相対運動を確実に防止するために設けられている。この際、ブレーキ５ａはモータ１５へ作用する。ロック装置５ｂはロック要素５ｃを有し、該ロック要素５ｃはボルト５ｃ等とすることができ、該ボルト５ｃは、ロータ８の開口部５ｄを半径方向に通って案内される。

この際、本発明により、エンドプレート１０には開口部１０ａが設けられており、該開口部１０ａは、支承部６の上方のロータ８の内部空間をマグヌスロータ２の周辺部と接続している。この開口部１０ａは、特にマグヌスロータ２の稼動時には概して閉鎖状態とするために、閉鎖可能に構成されている。つまり開口部１０ａは、ロータ８がブレーキ５ａ又はロック装置５ｂによりロックされているロータ８の停止状態においてのみ開放され、それ以外の場合には、特にマグヌスロータ２の稼動中に発生する遠心力による開口部１０ａの望まれない開放が確実に回避されるように、例えばボルト等による締め付け固定により閉鎖されている。或いは、後続の図７に図示されているように、２つの開口部１０ａ及び１０ｂを設けることもできる。

更に本発明により、ロータ８の外壁部を支承部６と連結するロータ８の（連結）部分には、２つの開口部８ａ及び８ｂが設けられている。これらの開口部８ａ及び８ｂも、エンドプレート１０の開口部１０ａと同様に、開放することができる。このことは、同様にロータ８が停止してロックされた状態においてのみ可能であり、これらの開口部８ａ及び８ｂも、遠心力や他の要因による望まれない開放に対してロックされている。

また内側に位置する支持体４は、２つの固定点（係止点）４ａ及び４ｂを有し、これらの固定点４ａ及び４ｂは、内側に位置する支持体４の外壁部に設けられている。この際、これらの固定点４ａ及び４ｂは、これらの固定点において又はこれらの固定点を通して、例えばワイヤ（ロープ：織糸綱ないし鋼索）のような固定手段をそのものとして、又はフックやシャックルやバックル等を備えたワイヤを固定するために、ピンや留め環や目穴やフック等とすることができる。

開口部８ａ及び８ｂ並びに固定点４ａ及び４ｂは、全てほぼ同じ間隔をもって、即ちマグヌスロータ２の中心軸線、即ち回転軸線に対して実質的に同じ半径をもって配設されている。（中央）開口部１０ａは、半径方向においてこの中心軸線の周りに形成されている。更に開口部８ａ及び８ｂ、開口部１０ａ、並びに固定点４ａ及び４ｂは、各々、ほぼ同じ水平方向平面内に位置し、即ちこれらは、各々、ペアとして、エンドプレート１０に対して、又は支承部６に対して、又はベースプレート２０に対しても、実質的に同じ鉛直方向間隔をもっている。この水平方向平面内において開口部８ａ及び８ｂ並びに固定点４ａ及び４ｂは、各々、ほぼ１８０°互いにずらされて配設されており、即ちこれらは、各々、ペアとして、ほぼマグヌスロータ２の中心軸線、即ち回転軸線に関して真直ぐに対向している。開口部１０ａは、中心軸線の周りの開口部１０ａの半径がほぼ開口部８ａ及び８ｂの外側縁部の最大間隔に対応するように、或いは中心軸線の周りの開口部１０ａの半径が半径方向における中心軸線から固定点４ａ及び４ｂまでの間隔よりも大きい大きさで選択されているように、形成されている。

この際、両方の開口部８ａ及び８ｂは、開口部１０ａの真下に配設されている。開口部１０ａに対する開口部８ａ及び８ｂのずれは不可能であるが、その理由は、開口部８ａ及び８ｂ並びに１０ａは、堅固に互いに結合されている即ち互いに移動することのできない又はずれることのできないロータ８の構成部材に設けられているためである。それに対して固定点４ａ及び４ｂは、マグヌスロータ２の立設固定部分として内側に位置する支持体４に設けられており、開口部８ａ及び８ｂ並びに１０ａは、マグヌスロータ２の回転部分としてのロータ８に設けられている。それによりロータ８を、固定点４ａ及び４ｂが鉛直方向においてロータ８の開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａの真下にあることを達成するために、立設固定の支持体４に対して所定のポジションにもたらすことができる。

図４による１つの開口部１０ａの代わりに図７による２つの開口部１０ａ及び１０ｂが設けられる場合には、これらの開口部１０ａ及び１０ｂが開口部８ａ及び８ｂ並びに固定点４ａ及び４ｂに関して対応するポジションと方向付け（配向）と許容寸法をとるようにこれらの開口部１０ａ及び１０ｂを設けなくてはならない。

図５は、上方から見た場合のマグヌスロータ２を模式的に示す詳細図である。ここでは、上方から見た図としてエンドプレート１０並びにその（中央）開口部１０ａが図示されており、この際、この図において開口部１０ａは閉鎖されている。

図６は、上方から見た場合のマグヌスロータ２の内部を模式的に示す詳細図である。ここでは、支承部６がマグヌスロータ２の中心軸線の周りに即ち回転軸線の周りに配設されている。半径方向においてこの中心軸線の周りで且つ支承部６の下方には、立設固定の支持体４が配設されている。支持体４上で且つ半径方向において支持体４の周りには、ロータ８が設けられており、該ロータ８は、支承部６を用いて支持体４と連結されており、該支持体４はロータ８を支持している。ロータ８の外殻を支承部６と連結するロータ８の（連結）部分には、両方の開口部８ａ及び８ｂが設けられている。

図７は、マグヌスロータ２の上側部分を簡素化して模式的に示す別の側面図である。この図では、図４による１つの（中央）開口部１０ａの代わりに２つの開口部１０ａ及び１０ｂが設けられている。固定手段として２つのワイヤ１１ａ及び１１ｂが示されており、これらのワイヤ１１ａ及び１１ｂは、内側に位置する支持体４の固定点４ａ及び４ｂに固定されている。開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａ及び１０ｂは開かれている。ワイヤ１１ａ及び１１ｂは、固定点４ａ及び４ｂから開口部８ａ及び８ｂを通り、更に開口部１０ａ及び１０ｂを通ってマグヌスロータ２の外側周辺部へ案内され、そこで例えば横材（トラバース）１２ａを介してワイヤ１２ｂを用いてクレーンのフック１２ｃに固定されている。この際、ワイヤ１１ａ及び１１ｂは、支持体４の固定点４ａ及び４ｂとクレーンの横材１２ａとの間において緊張されており、即ちワイヤ１１ａ及び１１ｂは、重力方向とは反対方向の力により鉛直方向において緩みのない状態で引っ張られている。

図７のこの状態において、マグヌスロータ２は、ワイヤ１１ａ及び１１ｂにより、例えば、マグヌスロータ２の装備された船舶が接岸している港湾施設のクレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃを用いて又は船舶固有のクレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃを用いて持ち上げることができる。そのためには、立設固定部分のボルト又はネジ９、即ち内側に位置する支持体４のボルト又はネジ９をベースプレート２０或いは船舶甲板から解除することが必要である。この際、これらのボルト又はネジ９の解除は、マグヌスロータ２が、緊張されたワイヤ１１ａ及び１１ｂにより転倒に対して確実に確保されている場合に初めて行なってよい。

更に、内側に位置する支持体４とベースプレート２０又は船舶との間の別の接続部を、マグヌスロータ２が全体として持ち上げ可能である前に取り外さなくてはならない。つまりモータ１５、制御装置１６、インバータ装置１７に対して電流や油や液圧手段や水や圧縮空気等を供給及び／又は排出するための接続部（ないし接続系統）を、マグヌスロータ２がクレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃを用いてベースプレート２０又は船舶甲板から持ち上げ可能である前に取り外さなくてはならない。

つまり例えば陸地での整備や修理のためにマグヌスロータ２を他のマグヌスロータ２と交換する又は少なくとも１つのマグヌスロータ２を整備や修理の目的で取り除けるためには、以下の処理が行なわれなくてはならない：

第１ステップにおいて、先ず、回転するマグヌスロータ２がスイッチオフされ、即ち停止状態へともたらされなくてはならない。この際、内側に位置する支持体４の固定点４ａ及び４ｂが停止のポジションで鉛直方向においてロータ８の開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａ及び１０ｂの真下にくるように停止のポジションを選択することが顧慮されなくてはならない。更に、例えばブレーキ５ａ又はロック装置５ｂ等により、この停止ポジションが保持され且つロータ８が立設固定の支持体４に対してもはや動くことができないことが保証されなくてはならない。

このことは、例えば立設固定の支持体４に配設されており且つモータ１５を停止固定させるためにロータ８のモータ１５、特にそのシャフト１５ａへ作用することのできるブレーキ５ａにより行なうことができる。またこのことは、１つのロック装置５ｂ又は複数のロック装置５ｂにより行なうこともでき、該ロック装置５ｂは、例えば、該ロック装置５ｂにより立設固定の支持体４から半径方向においてロータ８の開口部５ｄを通って案内することのできるロック要素５ｃを用い、該ロック装置５ｂがロータ８をロックするように、立設固定の支持体４に設けられている。この際、ロック要素５ｃの形状及び許容寸法、例えばボルト５ｃの直径は、立設固定の支持体４と回転部分のロータ８との間の相対運動を確実に排除することができるように、ロータ８の開口部５ｄの形状及び許容寸法に適合（マッチング）されなくてはならない。このことは、一方では、マグヌスロータ２の持ち上げ時には大きな力がワイヤ１１ａ及び１１ｂへ作用し、これらの力が回転部分のロータ８と立設固定の支持体４との望まれない捩れによりマグヌスロータ２の構成部材へと伝達され、これらの構成部材を損傷させ、特に変形させてしまうことがあるために重要である。また回転によりワイヤ１１ａ及び１１ｂが切断されてしまい、持ち上げられたマグヌスロータ２が落下してしまうこともある。更にマグヌスロータ２の内部にワイヤ１１ａ及び１１ｂを固定する際には、作業員が内部に留まり、特に回転部分のロータ８と立設固定の支持体４との間の領域において動くことが必要であり、それ故、安全上の理由からロータ８と支持体４との間の相対運動は、確実に排除されなくてはならない。

第２ステップにおいて、開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａ及び１０ｂは開かれ、開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａ及び１０ｂを閉じていた、例えば蓋や跳ね蓋のような構成部材が、望まれない閉鎖、即ちひとりでに閉まってしまうことに対してロックされる。このロックは、マグヌスロータ２の内部での作業において作業員の安全を確保するために必要である。更に蓋や跳ね蓋が望まれずに閉鎖する或いは倒れて元に戻る又は滑って元に戻ることによりワイヤ１１ａ又は１１ｂが損傷し、緊張状態では切れてしまうことがあり、その際には、持ち上げられたマグヌスロータ２の全荷重が、残されたワイヤ１１ａ又は１１ｂにのしかかることになるだろう。この過負荷により又は第１のワイヤ１１ａ又は１１ｂの切断の衝撃によっても、残された第２のワイヤ１１ａ又は１１ｂも切れてしまい、それによりマグヌスロータ２が落下してしまい、従ってマグヌスロータ２自体が酷く損傷又はむしろ破壊されてしまい、またベースプレート２０又は船舶又は港湾施設の基礎部等も損傷又は破壊される可能性がある。またクレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃも切断の衝撃により損傷又は破壊される可能性がある。更にそれにより作業員も被害を被る可能性がある。同様に、第１のワイヤ１１ａ又は１１ｂが切断された場合で第２のワイヤ１１ａ又は１１ｂが切れずに全荷重を支持する場合には、第１のワイヤ１１ａ又は１１ｂの切断により、持ち上げられたマグヌスロータ２の横方向の振動が始まってしまい、従って持ち上げられた状態で横方向へ振れるマグヌスロータ２は、同様にベースプレート２０、船舶、港湾施設、持ち上げ用のクレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃ等を損傷又は破壊し、又は周辺部の作業員を怪我させる可能性がある。

第３ステップにおいて、クレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃにより、持ち上げ装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、２つのワイヤ１１ａ及び１１ｂを用い、開口部８ａ及び８ｂ並びに開口部１０ａ及び１０ｂを通って固定点４ａ及び４ｂへと下ろされ、そこで確実に固定される。固定点４ａ及び４ｂからワイヤ１１ａ及び１１ｂが望まれずに緩む又は切れる場合には、持ち上げられたマグヌスロータ２の周辺部の上述の危険が上述のように発生する可能性があり、それ故、固定点４ａ及び４ｂにおけるワイヤ１１ａ及び１１ｂの確実な固定が保証されなくてはならない。

第４ステップにおいて、ワイヤ１１ａ及び１１ｂは引き締められ、即ち緊張されなくてはならない。そのために先ず、持ち上げるべきマグヌスロータ２の内部又はマグヌスロータ２上にもはや作業員がいないことが保証されなくてはならない。更にワイヤ１１ａ及び１１ｂは、これらのワイヤ１１ａ及び１１ｂが撓まず、そしてボルト又はネジ９を解除した場合にマグヌスロータ２の重量をマグヌスロータ２が転倒することなく確実に吸収することができるようにのみ、引き締められなくてはならない。この際、解除されたマグヌスロータ２の転倒によりワイヤ１１ａ及び１１ｂに対して衝撃が与えられないようにワイヤ１１ａ及び１１ｂが引き締められることを特に注意しなくてはならないが、その理由は、正にこのことがワイヤ１１ａ及び１１ｂの切断をもたらすからである。

第５ステップにおいて、支持体４とベースプレート２０又は船舶等との間のボルト又はネジ９が解除され、取り外される。引き続き、例えばモータ１５や制御装置１６やインバータ装置１７のエネルギー供給部のような外部からマグヌスロータ２に供給される媒体及びエネルギーの供給又は排出のためのその他の全ての接続部が解除され、取り外される。このことが行なわれると、マグヌスロータ２は、その自重に基づきベースプレート２０又は船舶甲板上に立ち、横方向の転倒又はスリップに対してはワイヤ１１ａ及び１１ｂにより確実に保持される。

第６ステップにおいて、マグヌスロータ２は、クレーン１２ａ、１２ｂ、１２ｃによりワイヤ１１ａ及び１１ｂを用いて持ち上げられ、ずらすことができ、即ちベースプレート２０又は船舶甲板から取り除けることができる。その後、マグヌスロータ２は、他のベースプレート等に置かれ、そこでボルト又はネジ９を用いてロックすることができる。この際、マグヌスロータ２は、本発明により全システムとして、即ち支持体４の内部に設けられているモータ１５、制御装置１６、インバータ装置１７と共に取り除けられる。このことは、マグヌスロータ２の取り除けを、本発明により、マグヌスロータ２のシステムの変更を伴わず、即ち例えばロータ８、内側に位置する支持体４、モータ１５、制御装置１６、インバータ装置１７のような個々のコンポーネントを互いに分解することなく、実行することができることを意味する。このことは、これらのコンポーネントが互いに調整されており且つこの調整がマグヌスロータ２を全体として交換することにより維持することができ、即ちこの調整が変更されないので、有利である。

２つのマグヌスロータ２の互いの交換を実行するためには、第２のマグヌスロータ２が、取り除かれた第１のマグヌスロータ２の位置へ搬送されなくてはならない。このことは、この第２のマグヌスロータ２のために上述のステップを逆に行なうことにより達成される。

そして取り除かれた第１のマグヌスロータ２は、例えば陸地において適切な整備（保守）及び修理装置において整備又は修復又は新品交換することができる。この際、これらの措置を第１にはマグヌスロータ２の組み立てられた状態において揺れのある船舶上で実行するのではなく、第２にはそのために設備されている装置において実行することは有利である。つまり船舶の運動は、港内においてもそうであるが、マグヌスロータ２における作業を困難なものとし、遅らせてしまう。更にそのためには、作業員と作業員の工具と材料と特に交換部品とが、船舶の滞在する該当の港において用意されなくてならないだろう。また組み立てられた即ち稼動可能状態にあるマグヌスロータ２においては、全ての領域及び構成部材がアクセス可能（手の届くこと）というわけではない。更にその際には支承部６の内部が天候状況にさらされることになり、このことは、支承部６の修理又は整備にとって良いとは言えないだろう。また、かなり大きな手間をもってのみ搬送することのできる交換部品も必要となるだろう。

従って、マグヌスロータ２が全体として取り除け可能であることは有利である。つまり船舶は、早速第２のマグヌスロータ２で装備することができ、再び出港することができ、それに対し、交換された第１のマグヌスロータ２は、港において整備及び修理装置に留まることになる。つまり船舶の整備又は修理に起因する停泊期間を回避することができ、それにより船舶の経済性を改善することができる。更に、交換された第１のマグヌスロータ２は、適切な整備及び修理装置において、船舶上に組み立てられた状態でこれらの措置を実行する場合よりも、より簡単により良くより迅速に且つより有利に整備又は修復することができる。またこの際、全マグヌスロータ２をシステムとして、即ちモータ１５、制御装置１６、インバータ装置１７という支持体４の内部に設けられたコンポーネントと共に取り除け或いは交換することも有利であるが、その理由は、各マグヌスロータ２の機械的なコンポーネントも電気的なコンポーネントも互いに調整されており、そして個々のコンポーネントの交換が、該交換が特に支持体４の内部におけるそれらの配置構成に基づきそもそも可能な場合においてであるが、この調整を帳消しにしてしまい、交換の後に部分的には極めて手間のかかる新たな調整が必要となるためである。

本発明の思想は、マグヌスロータ又はフレットナーロータの交換に関する。この交換は、マグヌスロータにおいて該交換のために取り外された最上部の蓋を通して内側の支持体へかけられるワイヤを介して行なわれる。従って全マグヌスロータを船舶から持ち上げることができ、新しいマグヌスロータと交換することができる。そのためには、マグヌスロータのフット部（基礎部）の対応する固定ネジと、全ての電気接続部とが、予め解除される必要があり、従って全マグヌスロータがインバータ装置や制御キャビネット等と一緒に取り外される。

２ マグヌスロータ
４ 支持体
４ａ 固定点（係止点）
４ｂ 固定点（係止点）
５ａ ブレーキ（制動器）
５ｂ ロック装置（まわり止め装置）
５ｃ ロック要素
５ｄ 開口部
６ 支承部（軸受部）
８ ロータ
８ａ 開口部
８ｂ 開口部
９ ボルト又はネジ（結合保持手段）
１０ エンドプレート
１０ａ 開口部
１０ｂ 開口部
１１ａ ワイヤ
１１ｂ ワイヤ
１２ａ （クレーンの）横材（トラバース）
１２ｂ （クレーンの）ワイヤ
１２ｃ （クレーンの）フック
１５ モータ
１５ａ シャフト
１６ 制御装置
１７ インバータ装置
２０ ベースプレート

Claims (13)

1. マグヌスロータ（２）の内部に配設されている支持体（４）と、
   該マグヌスロータ（２）の稼動時に該支持体（４）の周りで回転するロータ（８）と、
   該ロータ（８）を水平方向において閉鎖するプレート（１０）と、
   該ロータ（８）を該支持体（４）上で支持する支承部（６）とを有し、
   該ロータ（８）は、該プレート（１０）において少なくとも１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）を有し、
   該支持体（４）は、少なくとも１つの固定手段（１１ａ、１１ｂ）と少なくとも１つの持ち上げ装置（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とを用いて該マグヌスロータ（２）を持ち上げるための少なくとも１つの固定点（４ａ、４ｂ）を有すること
   を特徴とするマグヌスロータ。
2. 前記ロータ（８）は、前記プレート（１０）において少なくとも２つの開口部（１０ａ、１０ｂ）を有し、
   前記支持体（４）は、少なくとも２つの固定点（４ａ、４ｂ）を有すること
   を特徴とする、請求項１に記載のマグヌスロータ。
3. 前記ロータ（８）は、前記ロータ（８）を前記支承部（６）と連結している領域において少なくとも１つの開口部（８ａ、８ｂ）或いは少なくとも２つの開口部（８ａ、８ｂ）を有すること
   を特徴とする、請求項１又は２に記載のマグヌスロータ。
4. 前記プレート（１０）の前記１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）或いは前記２つの開口部（１０ａ、１０ｂ）と、前記支持体（４）の前記１つの固定点（４ａ、４ｂ）或いは前記２つの固定点（４ａ、４ｂ）とを、鉛直方向において互いに対向するように配置することができること
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
5. 前記プレート（１０）の前記１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）と、前記ロータ（８）の前記１つの開口部（８ａ、８ｂ）と、前記支持体（４）の前記１つの固定点（４ａ、４ｂ）とは、或いは前記プレート（１０）の前記２つの開口部（１０ａ、１０ｂ）の各々と、前記ロータ（８）の前記２つの開口部（８ａ、８ｂ）の各々と、前記支持体（４）の前記２つの固定点（４ａ、４ｂ）の各々とは、該マグヌスロータ（２）の鉛直方向の回転軸線から同じ間隔をもって配設されていること
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
6. 前記プレート（１０）の前記２つの開口部（１０ａ、１０ｂ）と、前記ロータ（８）の前記２つの開口部（８ａ、８ｂ）と、前記支持体（４）の前記２つの固定点（４ａ、４ｂ）とは、各々、該マグヌスロータ（２）の鉛直方向の回転軸線の周りで互いに１８０°の水平方向間隔をもって配設されていること
   を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
7. 前記支持体（４）は、前記支持体（４）と前記ロータ（８）との間の相対運動を防止するために、停止装置（５ａ、５ｂ）を有すること
   を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
8. 前記停止装置（５ａ、５ｂ）は、前記ロータ（８）の駆動部（１５）へ作用することのできるブレーキ装置（５ａ）であること
   を特徴とする、請求項７に記載のマグヌスロータ。
9. 前記停止装置（５ａ、５ｂ）は、前記ロータ（８）における開口部（５ｄ）へ半径方向において係合することのできる停止手段（５ｃ）を備えたロック装置（５ｂ）であること
   を特徴とする、請求項７に記載のマグヌスロータ。
10. 前記支持体（４）は、前記ロータ（８）を駆動するための駆動部（１５）と、該駆動部（１５）に電気エネルギーを供給するためのインバータ装置（１７）と、該駆動部（１５）及び／又は該インバータ装置（１７）を制御するための制御装置（１６）とを有すること
    を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
11. 前記少なくとも１つの固定点（４ａ、４ｂ）の各々には固定手段（１１ａ、１１ｂ）が設けられており、該固定手段は、鉛直方向において互いに対向するように配向された、前記プレート（１０）の前記少なくとも１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）及び前記ロータ（８）の前記少なくとも１つの開口部（８ａ、８ｂ）の各々を通り、前記支持体（４）の前記少なくとも１つの固定点（４ａ、４ｂ）の各々から前記プレート（１０）を通って案内され、
    該マグヌスロータ（２）は、該固定手段（１１ａ、１１ｂ）及び持ち上げ装置（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を用いて持ち上げることができること
    を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）を有すること
    を特徴とする船舶。
13. マグヌスロータを持ち上げるための方法であって、
    以下のステップ、即ち、
    マグヌスロータ（２）の停止状態において、該マグヌスロータ（２）のロータ（８）の水平方向のプレート（１０）の１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）又は複数の開口部（１０ａ、１０ｂ）と、該マグヌスロータ（２）の該ロータ（８）の１つの開口部（８ａ、８ｂ）又は複数の開口部（８ａ、８ｂ）と、該マグヌスロータ（２）の支持体（４）の１つの固定点（４ａ、４ｂ）又は複数の固定点（４ａ、４ｂ）とを、鉛直方向において互いに向き合うように配向するステップ、
    前記水平方向のプレート（１０）の前記１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）又は前記複数の開口部（１０ａ、１０ｂ）と、前記ロータ（８）の前記１つの開口部（８ａ、８ｂ）又は前記複数の開口部（８ａ、８ｂ）とを開放するステップ、
    前記支持体（４）の前記１つの固定点（４ａ、４ｂ）又は前記複数の固定点（４ａ、４ｂ）と、持ち上げ装置（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とに、固定手段（１１ａ、１１ｂ）を固定するステップ、
    前記固定手段（１１ａ、１１ｂ）を、前記ロータ（８）の開放された前記１つの開口部（８ａ、８ｂ）又は開放された前記複数の開口部（８ａ、８ｂ）と、前記水平方向のプレート（１０）の開放された前記１つの開口部（１０ａ、１０ｂ）又は開放された前記複数の開口部（１０ａ、１０ｂ）とを通して案内することにより、該マグヌスロータ（２）の上方且つ外方にある持ち上げ装置（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）に前記固定手段（１１ａ、１１ｂ）を固定するステップ、
    前記支持体（４）と該マグヌスロータ（２）の基礎部（２０）との結合保持手段（９）を解除するステップ、及び、
    前記固定手段（１１ａ、１１ｂ）と前記持ち上げ装置（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とを用いて前記基礎部（２０）から該マグヌスロータ（２）を持ち上げるステップ
    を含むことを特徴とする方法。

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