JPS5830893A - 推力発生装置 - Google Patents

推力発生装置

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JPS5830893A
JPS5830893A JP56127143A JP12714381A JPS5830893A JP S5830893 A JPS5830893 A JP S5830893A JP 56127143 A JP56127143 A JP 56127143A JP 12714381 A JP12714381 A JP 12714381A JP S5830893 A JPS5830893 A JP S5830893A
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floating body
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Yutaka Terao
裕 寺尾
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H19/00Marine propulsion not otherwise provided for
    • B63H19/02Marine propulsion not otherwise provided for by using energy derived from movement of ambient water, e.g. from rolling or pitching of vessels
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236Renewable or hybrid-electric solutions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この尭引は、波が持つエネルギを推力に変換する推力発
生装置に係り、例えば船体等の浮体な推進させるための
推進装置や、波高を抑制する浮き消波堤等に好適な推力
発生装置KMする。
水面上又は水面下に置かれた浮体に作用する波はその浮
体を揺動させるエネルギを持っているが、この波が持つ
エネルギは波に対向してその浮体な推進させる推力に変
換できることが知られて(・る。
このように波のエネルギで得られる推力を船舶の航行に
利用すれば、航行に!!する燃料費等の節減が可能にな
るとともに、さらKは波のエネルギのみで航行をも可能
にすることができる。また、波の持つエネルギを推力に
変更する技術は、浮き消波機としても利用することが可
能である。従来、このような波のエネルギを利用して波
に対向する推力を得る技術について各種の研究がなされ
て(・るが、未だ災用化されていない。
この発明の目的は、到来する波の持つエネルギを波に向
う推力に変換できる推力発生装置の提供にある。
この発明は、tfL面に上側平面部を一致させて液面下
に浮遊させる板状浮体と、こ゛の板状浮体の下面部に一
定距鴫だけ液面下に離間させて水平方向に支持させた翼
とvA備し、前方より到来する波によりて波に向う推力
を発生することを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
第1ml及び第2図はこの発明の推力発生装置の実施例
を示し、第1図はその斜視図、第2図は第1図の■−■
線に沿う断面図である。図において、この推力発生装置
は5tnc上側平面部を一致させて海面下に浮遊状態に
維持可能な板状浮体2と、この板状浮体2の下面部に一
定距離だけ5Ifi下に離間させて水平方向に支持させ
たz板のJl14A、4Bとな具備している。即ち、前
記板状浮体2は長方形状Kfll成され、到来する波に
同5板状浮体2の前sKは上側平面部に向って立上る傾
斜1fi6がJlILH,され、また板状浮体2の後s
&cは下側平面Sに傾斜m8が形成されている。板状浮
体2の前!/lks先端は、推進抵抗を低下させるため
に断面半円形に加工されている。また、各員4A、4B
は板状浮体2の幅と同一長さに設定された長方形状で、
その断面形状は推進抵抗が極め【小さくなる形状に形成
されている。そして、各員4A、4Bはそれぞれ2本の
脚10で板状浮体2の下面K[[fiに対して水平方向
に固定されている。このように構成された推力発生装置
の比重は、海面下に浮遊させた際に板状浮体2の上側平
面部が海面に一致して水平に維持できるように設定する
ものとする。
以上の構成において、推力の発生作用を説明する。第3
図は波のある海面下に推力発生装置を浮遊させた状態を
示している。この状aにお〜・て、板状浮体2は波12
の作用で上下揺及び縦揺れを生じるととも忙、波12の
持つ旋回速[(orbital velo−city)
の作用で推力を発生する。ここで、aizKよるIIt
IL力りは次式で与えられ、ρg D = −1al”B・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・−・・・・・・・・−・・・・・
・(1)この式(1)Kおい【、aは波の半波高、Bは
物体(板状浮体2)の幅、−は流体のtI!i度、gは
重力加遍度である。この場合、板状浮体2が吸収できる
波エネルギhは波速0(=屑di)と前記漂流力Dの積
で与えられる。即も、EVは 〜=DO・−・・・・・・・・・・・−・・・・・川・
・・・・・・・・・・・・・・・川・・・・−(2)と
なる。この技エネルギgwを推力に変換できるものとし
、そのときの変換効率なり2.板状浮体2の前進速度)
lrUとすると、推力T冨は次式のよ5Kffる。
よって、次式で示j推力Tが発生する。
ここで、推力T=0とすると、速ILUerはUcr 
 ””  9g O・・・−・・・・・・・・−・・・
・・・す・・・・・・−・・・・・・・・・・川−・−
(5)で与えられる。また、浮体2の抵抗Rはであり、
式(6)(お(・て、Odは抵抗係数、dは板状浮体2
の深さである。ここで、自航するとすれば、T=Rとな
るから、式(4)、(6)より自航速1jUsを求める
ことができる。即h、 0    ρ 雪 D(lFg屯−t)=iU、B4°a −=−−(7)
となり、自航速IItUsは第4図に示す推力Tと抵抗
Rとの交点より求めることができる。従りて、推″力T
が波12の抵抗R及び漂流力I)c打ち勝つものとすれ
ば、板状浮体2は波IHIc向って推進〆する ′こと
が分る。実験によれば、フルード(Froude )数
で0.1以上の速度が得られることが確認されて〜・る
される。この斥返し波による波高の上昇によってポテン
シャルエネルギが高まり、このような高いエネルギを持
った波が前方から到来する波の出金周期とともに崩れる
。この波崩れによる水Ifi12Aは板状浮体2の上側
平1ilisをあたかも加速されたかのように流れ、そ
のエネルギの消失によりて発生する流速増加で板状浮体
2には大きな推力が与えられるととになる。この推力の
発生につ〜・て説明すると、水平方向の波によるモーメ
ンタムIはであり、また、漂流力D1単位幅の愉体につ
いて考えると、この場合、漂流力Dは式(1)より次式
のようになる。
3 p −−pHa ・−・・・・・・・・・・・・・・・
山・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(9)また、この漂流力りは次のように書くことがで
きる。
D = (IOg)sm+(IOg)rd  (IOg
)trams”””allこの大部において、01iは
深海域における波の群速度でQ/2 ec等しい、また
(IOg)、11は入射波、(IOg)rdは反射波、
(IOg)tr工、は透過波を示している。さらに、入
射波の牛波高を麿、反射波の半波高を1″、透過波の半
波高なりとすると、Sa力りはとなる。浅海になると、
このIIR力りはとなり、この弐〇3において、hは水
深、kは波数である。
ここで、水深が急激に変化して波崩れが発生したときを
考えてみる。波崩れが発生すると、高次の波が発生し、
前述のモーメンタムに変化が起る。
仮に入射波に対する二次の高次波が発生したとすると、
その周波数は入射波の2倍になるから、その波速Cは入
射波の波速の2倍となる。この結果、モーメンタムが2
倍に成ったことKなる。この場合、反射波の一次及び二
次の波振幅をそれぞれ一へa8′、また透過波の一次及
び二次の波振幅をそれぞれbs’、b、lとすると、 となる。Cはエネルギ散乱を示し、1>0である。
従りて、漂流力りは となり、aw、agを微少として省略すると、漂流力り
は となる。弐a9VCおいて、εがbニジ2より小さいも
のとすれば、Dは負になるから、推力に変換されたこと
になる。
一方、翼4 A、 48tfCツL−ては、第55AI
C示すよう罠上下対称に形成された翼4人又は4Bが一
様な前進速度Uを持t−,,Lかもその迎角が06であ
る場合、翼4A、4Bには揚力は発生しない。しかし、
翼4A又は4Bが迎角な持つ場合、翼4A。
48に揚力を発生することが分る。即ち、第5図に示す
よ5に、興4A、4Bが前進速tLUに対しα0の迎角
な持って(・る場合、揚力りが発生する。
この揚力りは前過速[UK対して垂Wiに発生すると考
えると、翼幅方向成分Lxと翼4ム又は4BK画直な成
分り、に分解できる。この成分LxがJi14A。
48に働く推力成分となる。従って、翼4A、4Bか一
様遍[Uで迎角O″でX軸上を負方向に前進している場
合、その翼4A、4Bに波の旋回速度(m、u)が働く
とすると、第6図に示すようK、このとき見#にけ上の
翼4人、4Bの翼幅方向成分(X方向成分)は(U十μ
)、これに対して翼4A、4Bの垂直成分(y方向成分
)はνである。
このため、見掛は上翼4A、48に迎角βが発生したこ
とになり、これtvとする。このVK対して44人、4
8には揚力りが発生し、このLのX方向成分L8が翼4
A、4Bの推力となる。
以上説明したように板状浮体2及び翼4A、4Bに発生
する推力によって板状浮体2及び翼4A。
4Bは波゛の持つエネルギのみで波に対向して前進する
ことになる。、%に、推力を得るための媒体は海水以外
の液体でよ(、液体°の樵類に無関係に波のエネルギを
推力に変換することがoTI8である。
なお、翼4A、4Bは第6図中に示す回転中心0を中心
圧して自由(回転する機能を与えることにより、さらに
大きな推力な翼4A、48に与えることができる。また
、前記*層側の翼4人、4Bは共に水平に8tしたが、
第7図に示すよ5に後方に位置する翼4BK迎角な持た
せて設置すれば前記実施例のものより大なる推力が得ら
れることが実験により確認された。さらに、翼は2以上
の複数枚構成としてもよく、この場合後方部の翼を迎角
な持たせることKより推力を増大させることができる。
また、この発明の推力発生装置は、第3図より明らかな
ように板状浮体の上側平向部即ち上甲板上面が静水面に
存在するから、波の透過波高を減少させることができ、
このため、効率の高い浮き消波堤として利用できる。 
411C,推力が発生、することから、この装置1浮き
消波堤として使用した場合、係留力が少なく、構造上有
利に成る。
以上説明したようにこの発明によれば、到来する波の持
つエネルギを波に向う推力に変換することができ、船舶
等の推進装置や浮き消波堤等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
s1図はこの発明の推力発生装置の実施例を示1斜視図
、第2#Aは第1#Aの■−■線に沿う断面す説明図、
第4図は前進速度に対する推力及び抵抗特性を示す説明
図、第5図及び86図はXに作用する推力を示す説明図
、#!7図はこの発明の一変形例を示す断面図である。 2・・・板状浮体、4A、4B・・・挑。 第5図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L  @FIiK上儒平面部を一致させて液面下に浮遊
    させる板状浮体と、この板状浮体の下面部に一定距離だ
    け液面下に離間させて水平方向に設置させた具とを臭備
    し、前方より到来する波によって波に肉う推力を発生す
    ることを特徴とする推力発生装置。 2、繭記翼は1III記板状浮体の下面に水平に配置し
    、又は迎角な持たせて配置したことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項KE載り推力発生装置。 & 鍵記員は複数枚で構成するとともに、後方に配置し
    た具な迎角な持たせて配置したことを特徴とする特許請
    求の範!5j11項に記載の推力発生装置。
JP56127143A 1981-08-13 1981-08-13 推力発生装置 Expired JPS6055352B2 (ja)

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JPS6055352B2 JPS6055352B2 (ja) 1985-12-04

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05214718A (ja) * 1992-02-07 1993-08-24 Unyusho Daiyon Kowan Kensetsu Kyokucho 波浪の制御機構
US6099368A (en) * 1999-06-07 2000-08-08 Vladislav V. Gorshkov Rocking ship propulsion and the rocking propelled ship

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH0448689Y2 (ja) * 1987-03-31 1992-11-17
JPH0513171Y2 (ja) * 1988-04-15 1993-04-07

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