JPH0219037B2 - - Google Patents
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- JPH0219037B2 JPH0219037B2 JP57014607A JP1460782A JPH0219037B2 JP H0219037 B2 JPH0219037 B2 JP H0219037B2 JP 57014607 A JP57014607 A JP 57014607A JP 1460782 A JP1460782 A JP 1460782A JP H0219037 B2 JPH0219037 B2 JP H0219037B2
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- JP
- Japan
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- hydrofoil
- hull
- thrust
- waves
- motion
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000283153 Cetacea Species 0.000 description 1
- 241001481833 Coryphaena hippurus Species 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H19/00—Marine propulsion not otherwise provided for
- B63H19/02—Marine propulsion not otherwise provided for by using energy derived from movement of ambient water, e.g. from rolling or pitching of vessels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
- Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
- Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、波浪などから推力を得る推進器に
係り、特に、船体に作用する波浪エネルギを波浪
に向かう推力に変換する推進器に関する。
係り、特に、船体に作用する波浪エネルギを波浪
に向かう推力に変換する推進器に関する。
自然界において、魚類や海豚、鯨など、水中生
物は、自己の持つ尾鰭を左右または上下に振動さ
せて推進し、あるいは、水流中にその水流が持つ
漂流力に対向して自己を停止させることが可能で
ある。すなわち、水中生物の尾鰭の運動が推力に
変換されていることは明らかである。
物は、自己の持つ尾鰭を左右または上下に振動さ
せて推進し、あるいは、水流中にその水流が持つ
漂流力に対向して自己を停止させることが可能で
ある。すなわち、水中生物の尾鰭の運動が推力に
変換されていることは明らかである。
また、水上で船体に作用する波浪は、船体に上
下揺れ或いは左右揺れを生じさせると同時に、船
体に対して標流力として作用するが、波浪エネル
ギは船体の揺れから船体に対して運動エネルギを
与えていることも明らかである。
下揺れ或いは左右揺れを生じさせると同時に、船
体に対して標流力として作用するが、波浪エネル
ギは船体の揺れから船体に対して運動エネルギを
与えていることも明らかである。
そこで、この発明は、これらの知見に基づいて
なされたものであり、波浪エネルギによる船体の
運動を利用し、あるいは、波浪と同様の運動エネ
ルギを付与することにより、水中翼にはばたき運
動を生じさせて推力を得る推進器の提供を目的と
するものである。
なされたものであり、波浪エネルギによる船体の
運動を利用し、あるいは、波浪と同様の運動エネ
ルギを付与することにより、水中翼にはばたき運
動を生じさせて推力を得る推進器の提供を目的と
するものである。
すなわち、この発明の推進器は、船体２の両舷
に水平に取り付けられた支持部材８，１０と、各
支持部材に垂直に取り付けられて水中に臨ませら
れる垂直翼部４，６と、この垂直翼部の水中に没
する端部に前記側を固定し、後端を自由端とされ
た弾性支持体１２，１４と、この弾性支持体の前
記後端に取り付けられた水中翼１６とから構成し
たものである。
に水平に取り付けられた支持部材８，１０と、各
支持部材に垂直に取り付けられて水中に臨ませら
れる垂直翼部４，６と、この垂直翼部の水中に没
する端部に前記側を固定し、後端を自由端とされ
た弾性支持体１２，１４と、この弾性支持体の前
記後端に取り付けられた水中翼１６とから構成し
たものである。
以下、この発明の実施例を図面に参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図はこの発明の実施例を示す船舶の側面
図、第２図はその正面図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図である。
図、第２図はその正面図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図である。
第１図ないし第３図に示すように、船体２の前
部両舷には水平に取付けられた各支持部材８，１
０を介して垂直翼部４，６が水面下に設置され、
各垂直翼部４，６の端部には、弾性支持体１２，
１４の一端部が個別に固定されている。各弾性支
持体１２，１４は、船体２の下方水面下に並行し
て水平に維持され、各弾性支持体１２，１４の後
端部は、船体２の後方水面下で自由端とされ、そ
の自由端には水中において弾性支持体１２，１４
の弾性で上下動可能で水平に支持された水中翼１
６が取付けられている。即ち、この推進器は、水
中翼１６に波浪による船体２の運動を伝達しては
ばたき運動を生じさせる支持部材８，１０、垂直
翼部４，６及び弾性支持体１２，１４から成る運
動伝達機構と、このはばたき運動によつて推力を
生ずる水中翼１６から構成されているのである。
部両舷には水平に取付けられた各支持部材８，１
０を介して垂直翼部４，６が水面下に設置され、
各垂直翼部４，６の端部には、弾性支持体１２，
１４の一端部が個別に固定されている。各弾性支
持体１２，１４は、船体２の下方水面下に並行し
て水平に維持され、各弾性支持体１２，１４の後
端部は、船体２の後方水面下で自由端とされ、そ
の自由端には水中において弾性支持体１２，１４
の弾性で上下動可能で水平に支持された水中翼１
６が取付けられている。即ち、この推進器は、水
中翼１６に波浪による船体２の運動を伝達しては
ばたき運動を生じさせる支持部材８，１０、垂直
翼部４，６及び弾性支持体１２，１４から成る運
動伝達機構と、このはばたき運動によつて推力を
生ずる水中翼１６から構成されているのである。
そして、水中翼１６は平板構造で、その断面は
流体抵抗を低減させるために、流線形に設定され
ている。
流体抵抗を低減させるために、流線形に設定され
ている。
以下、この推進器の推力の発生動作を説明す
る。
る。
船体２を波浪のある水上に置くと、その波浪に
よつて船体２は、上下揺れなどを生じる。このよ
うな船体２の運動は、支持部材８，１０及び垂直
翼部４，６を介して弾性支持体１２，１４に伝達
され、その自由端は上下に運動（振動）する。こ
の弾性支持体１２，１４に発生する上下運動によ
つて、第４図に矢印ａ，ｂで示すように水中翼１
６は、はばたき運動を生じる。このはばたき運動
の結果、水中翼１６には波浪に対向する推力が発
生し、その推力は弾性支持体１２，１４および垂
直翼部４，６を介して船体２に作用し、該船体２
を波浪し推進させることができる。
よつて船体２は、上下揺れなどを生じる。このよ
うな船体２の運動は、支持部材８，１０及び垂直
翼部４，６を介して弾性支持体１２，１４に伝達
され、その自由端は上下に運動（振動）する。こ
の弾性支持体１２，１４に発生する上下運動によ
つて、第４図に矢印ａ，ｂで示すように水中翼１
６は、はばたき運動を生じる。このはばたき運動
の結果、水中翼１６には波浪に対向する推力が発
生し、その推力は弾性支持体１２，１４および垂
直翼部４，６を介して船体２に作用し、該船体２
を波浪し推進させることができる。
このような推力発生の機構は、船体２に作用す
る波浪エネルギを弾性支持体１２，１４および水
中翼１６のはばたき運動によつて推力に変換して
いるものであるが、水中翼１６のはばたきのみを
見た場合、鳥の翼や海豚の尾鰭などのはばたきに
よる推力の発生機構と同様であり、その動作原理
を第５図を参照して説明する。
る波浪エネルギを弾性支持体１２，１４および水
中翼１６のはばたき運動によつて推力に変換して
いるものであるが、水中翼１６のはばたきのみを
見た場合、鳥の翼や海豚の尾鰭などのはばたきに
よる推力の発生機構と同様であり、その動作原理
を第５図を参照して説明する。
すなわち、一様な前進速度で水中翼１６が運動
をしているとし、その前進運動に加えて垂直方向
に水中翼１６が上下運動をしているものとする
と、このような水中翼１６の運動軌跡をある平面
上に投影すれば正弦運動となる。
をしているとし、その前進運動に加えて垂直方向
に水中翼１６が上下運動をしているものとする
と、このような水中翼１６の運動軌跡をある平面
上に投影すれば正弦運動となる。
水中翼１６の側から流体の流入角度を見ると、
これは、物体固定座標形から流体の流入角度を調
べることにほかならず、水中翼１６に流入する流
体の流入角度は、水中翼１６がピツチング
（Pitching）運動、つまり、水中翼１６が首振り
運動をしていないと仮定すると、水中翼１６の前
縁からの流入角度が、水中翼１６の上面からその
下面にと繰り返し変化していることになる。
これは、物体固定座標形から流体の流入角度を調
べることにほかならず、水中翼１６に流入する流
体の流入角度は、水中翼１６がピツチング
（Pitching）運動、つまり、水中翼１６が首振り
運動をしていないと仮定すると、水中翼１６の前
縁からの流入角度が、水中翼１６の上面からその
下面にと繰り返し変化していることになる。
そこで、第５図において、一様流Ｕ中の見掛け
の流速をU′とし、これを基準として一様な定常
流の中にある水中翼１６に働く揚力および抗力に
ついて考えると、水中翼１６に働く揚力および抵
力は、流れの主流方向に垂直および平行な成分で
あるから、水中翼１６に垂直な成分と、水中翼１
６に沿う成分にベクトル的に分解できる。
の流速をU′とし、これを基準として一様な定常
流の中にある水中翼１６に働く揚力および抗力に
ついて考えると、水中翼１６に働く揚力および抵
力は、流れの主流方向に垂直および平行な成分で
あるから、水中翼１６に垂直な成分と、水中翼１
６に沿う成分にベクトル的に分解できる。
水中翼１６の主流に対して抑角αとすると、水
中翼１６が発生する揚力成分Ｌおよび抗力成分Ｄ
から推力Ｔは、 Ｔ＝Lsinα−Dcosα となり、揚力成分Ｌおよび抗力成分Ｄは、推力成
分Ｔに分解されることになる。これは、一様流Ｕ
に対してあきらかに推力を生じる。
中翼１６が発生する揚力成分Ｌおよび抗力成分Ｄ
から推力Ｔは、 Ｔ＝Lsinα−Dcosα となり、揚力成分Ｌおよび抗力成分Ｄは、推力成
分Ｔに分解されることになる。これは、一様流Ｕ
に対してあきらかに推力を生じる。
よつて、ある周期で見掛けの流入角度αが変動
すれば、推力成分Ｔは変動するが、常に正の推力
を発生することになり、時間平均を取ると定常推
力が得られることになる。ただし、非定常の水中
翼１６の特性は、定常翼の特性より流入角の変動
周期により低下することになり、低周波数では定
常翼に漸近し、高周波数域では1/2程度まで低下
する。
すれば、推力成分Ｔは変動するが、常に正の推力
を発生することになり、時間平均を取ると定常推
力が得られることになる。ただし、非定常の水中
翼１６の特性は、定常翼の特性より流入角の変動
周期により低下することになり、低周波数では定
常翼に漸近し、高周波数域では1/2程度まで低下
する。
これらの条件では、推力はあまり大きくならな
いが、水中翼１６が第４図に示すように、ピツチ
ンング（Pitching）することにより、水中翼１６
の効率は改善され、大きな推力が得られる。な
お、第５図において、ｖは水中翼１６のはばたき
の速度成分である。
いが、水中翼１６が第４図に示すように、ピツチ
ンング（Pitching）することにより、水中翼１６
の効率は改善され、大きな推力が得られる。な
お、第５図において、ｖは水中翼１６のはばたき
の速度成分である。
次に、波浪中の水中翼１６について考えてみる
と、波浪とは水粒子の円運動にほかならないか
ら、水中翼１６をある水深に固定してあると考え
れば、水中翼１６の上下面を水の粒子が流入する
わけであり、上述のことと同様のことから推力が
発生すると考えられる。
と、波浪とは水粒子の円運動にほかならないか
ら、水中翼１６をある水深に固定してあると考え
れば、水中翼１６の上下面を水の粒子が流入する
わけであり、上述のことと同様のことから推力が
発生すると考えられる。
そして、船体２に弾性支持体１２，１４を介し
て水中翼１６が支持されているため、波浪中の船
体２の運動の同調現象を利用でき、水中翼１６の
運動を大きくできる結果、大きな推力を得ること
ができる。しかも、弾性支持体１２，１４は、水
中翼１６に船体２の波浪による運動を伝達すると
ともに、その弾性で水中翼１６の運動エネルギを
蓄積し、水中翼１６に推力が最大になるような運
動を生じさせる。
て水中翼１６が支持されているため、波浪中の船
体２の運動の同調現象を利用でき、水中翼１６の
運動を大きくできる結果、大きな推力を得ること
ができる。しかも、弾性支持体１２，１４は、水
中翼１６に船体２の波浪による運動を伝達すると
ともに、その弾性で水中翼１６の運動エネルギを
蓄積し、水中翼１６に推力が最大になるような運
動を生じさせる。
この場合、波の運動は、その水深に応じて指数
関数的に減少するので、船底下に設置された水中
翼１６には、波浪による船体２の運動エネルギの
みが効果的に作用し、水中翼１６に対する波浪の
影響は問題にならない。
関数的に減少するので、船底下に設置された水中
翼１６には、波浪による船体２の運動エネルギの
みが効果的に作用し、水中翼１６に対する波浪の
影響は問題にならない。
また、船体２に弾性支持体１２，１４を介して
水中翼１６を支持したため、いわゆる二重振子の
原理で船体２の波浪中の動揺を軽減できる。
水中翼１６を支持したため、いわゆる二重振子の
原理で船体２の波浪中の動揺を軽減できる。
また、このような推力は、船体２が縦揺れをし
ているときだけでなく、波浪で横揺れをしている
ときでも同様に発生する。
ているときだけでなく、波浪で横揺れをしている
ときでも同様に発生する。
前記実施例では弾性支持体１２，１４の自由端
部に水中翼１６を取付け、しかも水中翼１６は水
平に維持するように構成したが、水中翼１６は、
第６図に示すように弾性支持体１２，１４の端部
に支持軸１８を介して回動自在に取付け、しかも
水中翼１６は発生する推力が最大となる迎角を持
つように制御してもよく、このようにすれば、波
浪エネルギを効率良く推力に変換することができ
る。
部に水中翼１６を取付け、しかも水中翼１６は水
平に維持するように構成したが、水中翼１６は、
第６図に示すように弾性支持体１２，１４の端部
に支持軸１８を介して回動自在に取付け、しかも
水中翼１６は発生する推力が最大となる迎角を持
つように制御してもよく、このようにすれば、波
浪エネルギを効率良く推力に変換することができ
る。
この場合、弾性支持体１２，１４及び水中翼１
６の運動は、第７図に示すように、弾性支持体１
２，１４が跳ね上がり状態Ａから水平状態Ｂ、下
方に移動状態Ｃ，Ｄ、水平状態Ｅを経て再び跳ね
上がり状態Ｆに至るとき、水中翼１６は推力の発
生が最大になる角度に回動する。
６の運動は、第７図に示すように、弾性支持体１
２，１４が跳ね上がり状態Ａから水平状態Ｂ、下
方に移動状態Ｃ，Ｄ、水平状態Ｅを経て再び跳ね
上がり状態Ｆに至るとき、水中翼１６は推力の発
生が最大になる角度に回動する。
また、この発明の推進器は、前記実施例のよう
に波浪エネルギを推力に変換する波浪−推力変換
器として効果的に使用することができるものであ
るが、船体に作用する波浪がないか、或いは波浪
が極めて小さく船体が運動を生じない場合など、
支持部材８，１０、垂直翼部４，６及び弾性支持
体１２，１４からなる機構を強制的に運動させる
機構を設けて水中翼１６に前記のようなはばたき
運動を生じさせることにより推力を発生させるこ
とができるものである。
に波浪エネルギを推力に変換する波浪−推力変換
器として効果的に使用することができるものであ
るが、船体に作用する波浪がないか、或いは波浪
が極めて小さく船体が運動を生じない場合など、
支持部材８，１０、垂直翼部４，６及び弾性支持
体１２，１４からなる機構を強制的に運動させる
機構を設けて水中翼１６に前記のようなはばたき
運動を生じさせることにより推力を発生させるこ
とができるものである。
また、前記実施例の場合、水中翼１６に運動を
伝達する機構を船体の前方側部に形成したが、船
体の底部に形成しても、同様の作用を生じさせる
ことができるものであり、この発明はその取付け
位置に限定されるものではない。
伝達する機構を船体の前方側部に形成したが、船
体の底部に形成しても、同様の作用を生じさせる
ことができるものであり、この発明はその取付け
位置に限定されるものではない。
以上説明したように、この発明によれば、次の
ような効果が得られる。
ような効果が得られる。
(a) 船体に作用する波浪エネルギによつて水面下
で水中翼にはばたき運動を生じさせ、このはば
たき運動によつて波浪に対向する推力が得ら
れ、極めて簡単な構造によつて、波浪に対向す
る推力を船体に与えることができる。
で水中翼にはばたき運動を生じさせ、このはば
たき運動によつて波浪に対向する推力が得ら
れ、極めて簡単な構造によつて、波浪に対向す
る推力を船体に与えることができる。
(b) 弾性支持体で船体の下方水面下に水中翼を支
持しているので、波浪中の船体運動の同調現象
を利用し、水中翼の運動を大きくできる。すな
わち、波浪で得られた船体の運動エネルギが弾
性支持体に蓄積され、船体の上下運動と弾性支
持体の運動との相乗作用により、水中翼に大き
な上下運動が得られ、大きな推力が得られる。
持しているので、波浪中の船体運動の同調現象
を利用し、水中翼の運動を大きくできる。すな
わち、波浪で得られた船体の運動エネルギが弾
性支持体に蓄積され、船体の上下運動と弾性支
持体の運動との相乗作用により、水中翼に大き
な上下運動が得られ、大きな推力が得られる。
(c) また、弾性支持体で水中翼を支持したことに
より、いわゆる二重振子の原理により、船体の
波浪中の動揺を軽減できる。
より、いわゆる二重振子の原理により、船体の
波浪中の動揺を軽減できる。
第１図はこの発明の推進器の実施例を示す側面
図、第２図はその正面図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図、第４図は推進器の運動機構を
示す説明図、第５図は水中翼の推力発生機構を示
す説明図、第６図は水中翼の取付け機構の変形例
を示す説明図、第７図ＡないしＦはその運動機構
を示す説明図である。 ２……船体、４，６……垂直翼部、１２，８，
１０……支持部材、１４……弾性支持体、１６…
…水中翼。
図、第２図はその正面図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図、第４図は推進器の運動機構を
示す説明図、第５図は水中翼の推力発生機構を示
す説明図、第６図は水中翼の取付け機構の変形例
を示す説明図、第７図ＡないしＦはその運動機構
を示す説明図である。 ２……船体、４，６……垂直翼部、１２，８，
１０……支持部材、１４……弾性支持体、１６…
…水中翼。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 船体の両舷に水平に取り付けられた支持部材
と、 各支持部材に垂直に取り付けられて水中に臨ま
せられる垂直翼部と、 この垂直翼部の水中に没する端部に前端側を固
定し、後端を自由端とされた弾性支持体と、 この弾性支持体の前記後端に取り付けられた水
中翼と、 から構成したことを特徴とする推進器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57014607A JPS58133997A (ja) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | 推進器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57014607A JPS58133997A (ja) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | 推進器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133997A JPS58133997A (ja) | 1983-08-09 |
| JPH0219037B2 true JPH0219037B2 (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=11865885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57014607A Granted JPS58133997A (ja) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | 推進器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58133997A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4968273A (en) * | 1987-06-30 | 1990-11-06 | Adam Momot | Water-borne vessel |
| FR2630082B1 (fr) * | 1988-04-13 | 1993-04-16 | Lignones Hubert | Dispositif moteur hydrodynamique pour corps flottant |
| US6099368A (en) * | 1999-06-07 | 2000-08-08 | Vladislav V. Gorshkov | Rocking ship propulsion and the rocking propelled ship |
| CH693206A5 (de) * | 2001-08-02 | 2003-04-15 | Peter Bresch | Kielvorrichtung an einem Bootsrumpf. |
| JP2016043913A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 竹本 護 | 波動運動により船体を牽引する翼型構造体 |
| GB201514901D0 (en) * | 2015-08-21 | 2015-10-07 | Cetus Technology Ltd | Device for linear propulsion |
| FI127180B (fi) * | 2016-05-16 | 2017-12-29 | Heikki Paakkinen | Laite aluksen kuljettamiseksi aaltovoimalla |
-
1982
- 1982-02-01 JP JP57014607A patent/JPS58133997A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58133997A (ja) | 1983-08-09 |
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