JPS59149891A

JPS59149891A - 舶用推進装置

Info

Publication number: JPS59149891A
Application number: JP2360683A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sawada; 正志澤田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1984-08-27

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】本発８Ｊ］ｌよ、舶用の推進装置に関し、特にプロペラ
翼単により風力を船舶の推進力に変換できるようにした
舶用推進装置に関する。

近年、あらゆる分野で省エネルギー化が叫ばれており、
船舶関係においてもこの要求に応え、超省エネルギー船
の開発や石炭黄鉛の復活あるいは自動帆船等、様々な対
策が提案されている。

このような船舶の省エネルギー化の一手段として、１− 斬を用いて、風力を船体の推進力に変換し、補助的な推
進装置とする手段があるが、このような従来の手段では
、船舶操船時に帆が前方視界の障害になるとともに、帆
を収納する場合には多くの時間および労力を必要とする
という問題点がある。

一方、帆を用いて風力のみによって推進力を得るヨツト
のような船舶では、帆が前方視界の障害となり、■。

つ、帆の収納に多くの時間および労力が必要となる上に
、帆の収納が即座にできないため、突風が生した場合、
その風圧により転覆する恐れがある。

本発明は、これらの問題点の解消をはかろうとするもの
で、船体上に設けられ風力によって回転するプロペラ翼
庫を用いて、船舶の推進力を得ることができるようにし
た、舶用推進装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の舶用推進装置は、船体−１−に風力
で回転するプロペラ翼車をそなえ、」１記プロペラ翼車
の回転力を」１記船体の推進力に変換すべく、上記プロ
ペラ翼車の回転軸が水平面内に配設されて、該回転軸２
− を」１記水平面に直交する軸線の周りに旋回制御しうる
旋回制御機構が設けられたことを特徴としでいる。

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜８図は本発明の第１実施例としての舶用推進装置
を示すもので、第１図はその斜視図、第２図はその平面
図、第３図はその正面図、第４図はその要部を破断して
示す斜視図、第５図はその制御機構を説明するためのブ
ロック図、第６図はその作用を説明するための７０−チ
ャート、第７，８図はいずれもその原理を説明するため
の模式図であり、第９〜１１図は本発明の第２実施例と
しての舶用推進装置を示すもので、！＠９図はその斜視
図、第１０図はその原理を対比して説明するために帆を
用いた推進装置を示す模式図、第１１図はその原理を説
明するための模式図である。

さて、本発明の第１実施例の装置では、第１〜３図に示
すように、主機によって航行する船体１上に所定の高さ
を有する４本の支柱２が立設されており、それぞれの支
柱２の先端には、６枚のプロペラ翼３を有するプロペラ
翼車（オートジャイロプロペラ）Ｐが取付け３− られている。

また、第４図に示すように、各プロペラ翼３はプロ、　
　ベラ回転軸外枠４に支持されるプロペラ回転軸５の周
りにピッチ可変に取付けられて、プロペラ翼車Ｐが風を
受けて自由に回転できるようになっている。

なお、プロペラ回転軸５には、プロペラ翼車Ｐの回転を
停止すべく、ディスクブレーキ８が設けられている。

さらに、プロペラ回転軸外枠４は、プロペラ回転軸５が
水平面内に配設され、且つ、この水平面に直交する軸線
の周りに旋回できるように、この外枠４に固着された平
歯車１０を介して支柱２の先端に取付けられる。

そして、プロペラ回転軸５およびその外枠４を旋回させ
てプロペラ回転軸５の方向を制御すべく、平歯車１０に
係合する小歯車６′と、この小歯車６′を回転させるモ
ータ（電動８り６とが設けられている。

なお、プロペラ回転軸５の方向を固定するディスクブレ
ーキ７が、平歯車１０と支柱２先端のディスク１０’４
− とを挟持するように設けられている。

一方、第５図に示すように、プロペラ回転軸５の旋回制
御機構およびプロペラ翼３のピッチ制御機構は、コンピ
ュータ１５を含んで構成されており、このコンピュータ
１５へは、船体１上の風力および風向を測定する風力風
向計１１と、船体１の後部海面下に設けられるスクリュ
ープロペラの回転数を測定する回転数センサ１２と、船
体１の速さおよび進行方向をそれぞれ測定する速度計１
３および方位計１４と、プロペラ回転軸５の方向を測定
する方位センサ１７と、プロペラ翼３のピッチを測定す
るビ・ンチセンサ１８とからの信号が入力されるように
なっている。

そして、これらのセンサ１１〜１４，１７，１８からの
情報によりコンピュータ１５で計算された結果は主制御
装置１６に伝達され、この主制御装置１６から、プロペ
ラ回転軸５の方向およびプロペラ翼３のピッチの制御信
号が、それぞれモータ６、ディスクブレーキ７．８およ
びピッチアクチュエータ９に出力される。

また、コンピュータ１５内で行なわれるデータ処理５− および制御量計算は、第６図に示すような７０−に従っ
て行なわれる。すなわちまず風力風向計１１１回転数セ
ンサ１２．速度計１３．方位計１４．方位センサ１７お
よびピッチセンサ１８から入力されるそれぞれ相対風力
・風向（フローではこれらの入力を木１と略記）。

船体１の推進力、船体１の速さく船の速力）、船体１の
進行方向（フローではこれらの入力を＊２と略記）、プ
ロペラ回転軸５の方向（オートジャイロプロペラの方向
）およびプロペラ翼３のピッチ（フローではこれらの入
力を＊３と略記）といったデータ（物理量）の平滑化を
行ない、これらの平滑化データから最大利得即ちプロペ
ラ翼車Ｐの回転力による船体１の進行方向への最大推進
力が得られるプロペラ回転軸５の方向およびプロペラ翼
３のピッチを計算する。

そして、ここで得られた最大推進力が正であれば、即ち
利得があれば、フロー中「利得？」のＹＥＳルートをと
って計算されたプロペラ回転軸５の方向およびプロペラ
翼３のピッチは主制御装置１６から出力され、逆に負で
あれば、フロー中「利得？」のＮｏルートをとって、プ
ロペラ翼車Ｐの回転停止信号が出力され、プロペラ翼車
Ｐｌこよる風力抵抗針最小にするプロペラ回転軸５の方
向およびプロペラ翼３のピッチが計算されて出力される
。

ところで、本発明の舶用推進装置は、第７図に示すよう
なジャイロコブター（軽便回転翼機）がプロペラ翼１）
の回転によって揚力りを得る原理を用いたもので、この
原理について説明すると、ジャイロコブターには、支柱
ａに取付けられ水平面内で回転する複数のプロペラ翼わ
が設けられる。

これらのプロペラｇｂは、推進器Ｃによって得られた前
方向への速度（符号Ｔで示す矢印参照）で進行中に、前
方より相対風を受けて（符号りで示す矢印参照）自励回
転（オートローテーション）を行なう。

この自動回転によってプロペラ翼すからジャイロコブタ
ーの揚力Ｉ−が得られるのである。

なお、第７図中の符号Ｇは重力の方向を示している。

このような原理を用いて、本発明の舶用推進装置では、
第８図に示すように、ジャイロコブターの場合に７− 揚力りとして得られる力を船体１の推進力Ｌ′として用
いるべく、プロペラ翼３から成るプロペラ翼１１．Ｐの
回転軸５を水平面内に配設する。

これにより、風を受けてプロペラ翼車Ｐが自動回転を行
なうと、プロペラ翼３からプロペラ回転柚５の方向の力
Ｌ’が得られ、この力１−’　を船体１の推進力として
用いることができるのである。

本発明の第１実施例としての舶用推進装置は、上述のご
とく構成されているので、第２図に示すように、船体１
が主機により航走している時に相対風向θ１の風が吹い
てきた場合、第５図に示すような制御機構において、セ
ンサ１１〜１４．１７．１．８からのデータに応じて、
プロペラ翼車Ｐの回転から船体１の進行方向について正
の最大推進力が得られるプロペラ回転軸５の方向θ２お
よびプロペラ翼３のピッチが計算され制御される。

従って、風を受けた船体１」二の４つのプロペラｙＬ＊
Ｐは、それぞれＬｌ、、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４を発生し、こ
れらの力のうちの進行方向成分即ちＬｉ＊ｃ（＋３０２
（ｉ＝１〜４）８− が船体１の推進力として付加される。

一方、プロペラ翼車Ｐによって船体１の進行方向への推
進力が得られない場合、あるいは突風や強風によりプロ
ペラ翼車Ｐの使用が危険な場合には、プロペラ翼車Ｐを
、風力抵抗が最小となるプロペラ回転軸５の方向および
プロペラ翼３のピッチにディスクブレーキ７．８によっ
て固定することができる。

なお、船舶の停止時に風が吹いている場合には、このプ
ロペラ翼車Ｐを風力発電機として利用することもできる
。

第９〜１１図に示す本発明の第２実施例の装置では、前
述の第１実施例が主機を有する船舶の補助的な推進装置
であったのに対し、この第１実施例と同様の推進原理を
用いて、船舶の全推進力を得るべ（、本発明の舶用推進
装置をヨツトに適用している。

すなわち、第９図に示すように、ヨツト１９上には所定
の高さを有する支柱２０が立設され、この支柱２０の先
端には、２枚のプロペラ翼２１を有するプロペラ翼車（
オートジャイロプロペラ）Ｐ′が取付けられてい９− また、プロペラ翼２１はプロペラ回転軸２４の周りに一
定のピッチで取付けられ、プロペラ翼車Ｐ′が風を受け
て自由に回転できるようになっている。

なお、プロペラ回転軸２４には、プロペラ翼車Ｐ″の回
転を停止すべく、図示しないブレーキが設けられている
。

さらに、プロペラ回転軸２４は、水平面内に配設され、
且つ、この水平面内に直交する軸線の周りに旋回できる
ように、支柱２０の先端に取付けられている。

そして、プロペラ回転軸２４の方向が旋回制御機構を構
成するロープ２２の操作によって制御されるようになっ
ており、乗船者はこのロー１２２とラグ−２３とを同時
に操作してヨツト１つを進行させることができるのであ
る。

なお、ヨツト１９の推進原理は第１実施例と同様（第７
．８図参照）である。

上述の構成によりこの第２実施例では、第１０図に示す
ように、従来のヨツ）ｄにおいては、風に対して１０− 帆ｅを張って得られる力Ｌ″の進行方向成分力Ｔ”を推
進力としていたのに対し、第１１図に示すように、風を
受けて自励回転するプロペラ翼車Ｐ′によって、力Ｌ　
″を得ることができ、この力Ｌ″の進行方向成分力Ｔ″
をヨツト１９の推進力とすることが可能となる。

また、突風や強風によりプロペラ翼車Ｐ′の使用が危険
な場合には、プロペラ翼車Ｐ′を、ブレーキによって停
止して即座に固定することができる。

なお、ヨツ）１９ではプロペラ翼３が乗船者にぶつから
ぬように、支柱２０を高くしたり、プロペラ翼３の周り
に防護網を設ける等の対策が必要である。

以」二詳述したように、本発明の舶用推進装置によれば
、帆を用いずに風力を船舶の推進力に変換で外、帆の代
わりにプロペラ翼を使用するため、前方の視界が確保で
き、これにより航行上の安全性が保持できる利点がある
。

さらに、プロペラ翼の回転停止および収納がブレーキに
よって即座にできるので、突風や強風の際の対処やプロ
ペラ翼の収納が容易であり、特にヨツトの場合、風圧に
よる転覆の恐れが無くなり、安全性が向上する。

また、主機を有する船舶の補助的な推進装置として用い
る場合、プロペラ翼回転軸の方向およびプロペラ翼のピ
ッチが最適に制御されるため、効率よく推進力が得られ
、主機燃料を大幅に節約できるとともに、プロペラ翼車
を風力発電機としても使用できるため、さらに燃料の節
約が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明の第１実施例としての舶用推進装置
を示すもので、第１図はその斜視図、第２図はその平面
図、第３図はその正面図、第４図はその要部を破断して
示す斜視図、第５図はその制御機構を説明するためのブ
ロック図、第６図はその作用を説明するための７０−チ
ャート、第７，８図はいずれもその原理を説明するため
の模式図であり、第９〜１１図は本発明の第２実施例と
しての舶用推進装置を示すもので、第９図はその斜視図
、第１０図はその原理を対比して説明するために帆を用
いた推進装置を示す模式図、第１１図はその原理を説明
するための模式図である。１・・船体、２・・支柱、３・・プロペラ翼、４・・プ
ロペラ回転軸外枠、５・・プロペラ回転軸、６・令モー
タ、６＃　・・小歯車、７，８・・ディスクブレーキ、
１０・・平歯車、１０′　・・ディスク、１１・・風力
風向計、１２・・回転数センサ、１３・・速度計、１４
・・方位計、１５・・旋回制御機構を構成するコンピュ
ータ、１６・・主制御装置、１７・・方位センサ、１８
φ令ピツチセンサ、１９・φヨツト、２０・・支柱、２
１・・プロペラ翼、２２・・旋回制御機構を構成するロ
ープ、２３・・ラダー、２４・・プロペラ回転軸、Ｐ、
Ｐ’　　・・プロペラ翼車。復代理人　弁理士　　飯　沼　義　彦１３− 第１０図第１１図１

Claims

【特許請求の範囲】

船体上に風力で回転するプロペラ翼車をそなえ、」１記
プロペラ翼車の回転力を上記船体の推進力に変換すべく
、−１二記プロペラ翼１１の回転軸が水平面内に配設さ
れて、該回転軸を」１記水平面に直交する軸線の周りに
旋回制御しうる旋回制御機構が設けられたことを特徴と
する、舶用推進装置。