JPS5943359B2 - 帆装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帆装置に関し、さらに詳しくは、風の状態に対
応せしめて帆面積及び概形状を変更できるようにし、特
に、向い風及び横風を効果的に船の推進力に変換できる
ようにした帆装置に関するものである。

石油資源の涸渇に伴い、船舶においても風エネルギーを
利用し、燃料の消費を節減しようという試みが、いわゆ
る近代帆船として実現しつつある。

この近代帆船の帆装置は、機械化、自動化を取入れ、操
帆に多くの人手を要さないですむようにするさともに、
帆に翼としての機能をもたせ、その発生する揚力を船の
推進に利用しようとしている。

しかるに従来の近代帆装置は、機構上の制約等から、そ
の帆形態は横組式あるいは前縁、後縁が対称な薄翼形式
が多く、翼として最も大切な性能の１つである小さな抗
力で大きな揚力を発生させる、即ち大きな揚抗比を持つ
という機能はかなり劣っているとともにまた高揚力装置
を持つという概念に乏しかったため、その最大揚力係数
自身も必ずしも大きくはなかった。

この大きな揚抗比は帆を装備した船が向い風成分を利用
する際極めて重要であるし、また大きな最大揚力係数は
、横風成分を利用する際特に重要となる。

したがって、帆装置を燃費節減のための推進補助手段と
して動力船に採用する場合は、船自身が動力によりある
程度の船速をたえず維持しているため、船に対する相対
風向は、向い風から横風が主成分となり、その意味で従
来型帆形状は効率よく風エネルギーを利用することはで
きなかった。

本発明の目的は上述のような間頂点を解消し、風の状態
に対応せしめて帆面積及び帆影状を変更できるようにし
、特に向い風及び横風を効果的に船舶の推進力に変換で
きる優れた帆装置を提供せんとすることにある。

すなわち本発明は、軸線に対して軸方向に対称なキャン
バ−を備えた杭本体の左右両端部に、縦方向にそれぞれ
軸杆を配置すると共に、この各軸杆に補助帆を旅回自在
に軸着し、この各補助帆を前記杭本体の凹面側に密着し
た時は、最小の面積で且つ帆全体の平面視形状が風に対
する抗力が少ない前縁形状を呈するように形成し、さら
に前記各補助帆のうち左右どちらか一方の補助帆を施回
してこれを杭本体の一側方に展開した時は、帆面積を増
加すると共に帆全体の平面視形状が前縁は丸みが付き、
後縁はとがったキャンバ−を有する非対称翼形状を呈す
るようにした帆装置であって、前記各補助帆を旅回自在
に軸着する各軸杆は、杭本体の左右両端部のキャンバ−
側すなわち凹面側に縦方向に間隔をおいて突設された各
軸杆取付アームの自由端側に取り付けられており、また
前記杭本体には、その左右両端の負圧側面に整流帆を出
入自在に配置すると共に、この杭本体の負圧側面に垂直
板を起伏自在に配置したことを特徴とする帆装置を、そ
の要旨とするものである。

以下本発明を実施例により図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例からなる帆装置を示す平面視説
明図、第２図ａ〜ｂはそれぞれ本帆装置の風向きに対応
した使用状態例を示す斜視説明図である。

図においてＥは本発明の実施例からなる帆装置であって
、軸線に対して軸方向に対称なキャンバ−を備えた杭本
体１の左右両端部１ａ、ｌｂに、縦方向にそれぞれ軸杆
２ａｓ ２ｂを配置すると共に、この各軸杆２ａ、２
ｂに補助帆３ａ、３ｂを旅回自在に軸着し、この各補助
帆３ａ、３ｂを、前記杭本体１のキャンバ−側すなわち
凹面側１ｃに密着したときは、最小の帆面積でかつ帆全
体の平面視形状が風に対する抗力が少ない前縁形状を呈
するように形成し、さらに前記各補助帆３ａ。

３ｂのうち左右どちらか一方の補助帆を施回してこれを
杭本体１の一側方に展開したときは、帆全体の平面視形
状が前縁は丸みがつき、後縁はとがったキャンバ−を有
する非対称翼形状を呈するように構成されており、前記
杭本体１は、第１図及び第２図に示すように、軸線に対
して幅方向に対称なキャンバ−が附与してあり、その左
右両端部ｌａ、１ｂはシャープなエツジ状に形成されて
いる。

そして本発明においては、特に、この左右両端部？ａ、
ｌｂのキャンバ−側すなわち凹面側１ｃに縦方向に間隔
をおいて軸杆取付アーム４がそれぞれ突設されており、
この各軸杆取付アーム４に前記左右軸杆２ａ、２ｂが取
り付けられている。

そしてこの各軸杆２ａ、２ｂには、前述のように左右各
補助帆３ａ、３ｂがそれぞれ旅回自在に軸着されている
。

従ってこの各補助帆３ａ、３ｂのうち左右どちらか一方
、あるいは両方の補助帆を施回してこれを杭本体１の側
方に展開したとき、杭本体１の端部外側縁と補助帆３の
軸着側縁との間に縦方向の間隙穴を形成することができ
、補助帆展開時において、この間隙穴から空気を補助帆
の負圧側（背面側）に流入することができる。

この結果補助帆の負圧側の境界層に風のエネルギーを吹
き込むことができ、空気の流れが剥離するのを防止し、
帆全体の揚力を向上せしめることができる。

さらに本発明において、杭本体１の左右両端の負圧側面
には図示の如く、整流帆５ａ、５ｂが出入自在に配置さ
れている。

そしてこの各整流帆５ａ、５ｂの形状は、これを杭本体
１の前記端面に密着したときは、帆全体の平面視形状が
、風による抗力が最も少ない形状を呈し得るように形成
されており、この各整流帆５ａ、ｓｂのどちらか一方を
、後述するように必要に応じて作動せしめることにより
主帆前縁を揚力を発生させるのに適した形状とするとと
もに帆の負圧側（背面側）の境界層に風のエネルギーを
吹き込み、空気の流れが剥離するのを防止し、帆全体の
揚力を向上せしめ得るようになっている。

また図中６はそれぞれ垂直板であって、第１図に示すよ
うに前記杭本体１の所要位置に起伏自在に設けられてお
り、垂直板作動装置（図示しない）によって作動し得る
ようになっている。

その各垂直根６は、第１図に１点鎖線６′で示すように
、これを引き起すことにより、帆のまわりの空気の流れ
を乱して帆に揚力が発生するのを防止することができる
。

従って強風下で風向が絶えず変動し、帆と風が迎角をも
って過大な揚力を発生する恐れがある場合、前記各垂直
板６を起立することにより、強風下において過大な揚力
の発生を防止することができる。

なお前述した各補助帆３ａ、３ｂの作動は油圧あるいは
空気圧のシリンダ、スクリュージヤツキ、トルクヒンジ
あるいは電動機等を用いればよく、また前述した整流帆
５ａ、５ｂ及び垂直板６の作動にも油圧あるいは空気圧
のシリンダ、あるいはスクリュージヤツキ等を用いれば
よい。

また図中７は帆柱であって、帆旋回装置（図示しない）
を介して杭本体１の所要位置に取り付けられており、本
帆装置Ｅが受ける風力を船体（図示しない）に伝達し得
るようになっていると共に、前記帆旋回装置によって帆
装置Ｅを風向に対し最適迎角となるよう旋回できるよう
になっている。

つづいて本帆装置Ｅの作動を説明する。

今例えば第１図及び第２図すに示すように矢印ａで示す
方向から風を受ける場合（船体は図示上方に向って進行
）は、図示左側に位置する補助帆３ａを、第１図１点鎖
線ごて示す如く、杭本体１の左方に風向きに対応せしめ
て最適位置まで展開することにより、帆全体を前縁は丸
みがつき、後縁はとがったキャンバ−を有する揚抗比の
大きな非対称翼形状にすることができる一方、杭本体１
の左側外側縁と補助帆３ａの軸着側縁との間に形成され
た間隙Ａから、空気をこの補助帆３ａの負圧側に流入で
きて、その境界層に風のエネルギーを吹き込むことがで
き、空気の流れが剥離するのを防止して、帆全体の揚力
を向上できる。

ここで第１図に１点鎖線５′で示すように負圧側の前記
整流帆５ｂをせり出すことにより、帆の負圧側の境界層
に風のエネルギーを吹き込むことができ、空気の流れが
帆より剥離するのを防止して、帆全体の揚力をさらに向
上することができる。

また第２図Ｃに示すように矢印すで示す方向から風を受
ける場合は、同図すの状態から帆全体を約１８０°施回
させ図示のように前述した矢印ａの方向から風を受ける
場合と反対の操作をすればよい。

さらに第２図ａに示すように相対風向が矢印Ｃの方向す
なわち船首方向で、帆力が利用できない場合及び帆力不
要時には、図示のように、各補助帆３ａ、３ｂ及び各前
記整流帆５ａ、５ｂを、杭本体１に密着せしめて、駅前
縁の形状を、風に対して最も抗力の少ない形状になるよ
うにすると共に、帆の端部側を風上方向に向ける。

また強風下で風向が絶えず変動し、帆と風が迎角をもっ
て過大な揚力を発生する恐れがある場合、前記各垂直板
６を起立することにより、強風下において過大な揚力の
発生を防止することができる。

なお追い風の場合は、左右両側の補助帆３ ａ ｙ３ｂ
を同時に展開することにより、帆面積を大きくして、風
を帆の凹面側直角に受けることにより追い風を船の推進
力に有効に利用することができる。

本発明は上述したように、軸線に対して幅方向に対称な
キャンバ−を備えた杭本体の左右両端部に、縦方向にそ
れぞれ軸杆を配置すると共に、この各軸杆に補助帆を旋
回自在に軸着し、この各補助帆を、前記杭本体の凹面側
に密着したときは、最小の帆面積でかつ帆全体の平面視
形状が風に対する抗力が少ない前縁形状を呈するように
形成し、さらに前記各補助帆のうち左右どちらか一方の
補助帆を旋回してこれを杭本体の一側方に展開したとき
は、帆面積を増加すると共に帆全体の平面視形状が前縁
は丸みがつき、後縁はとがったキャンバ−を有する非対
称翼形状を呈するようにしたから、帆面積を増加せしめ
ることができると共に、その帆形状をも変化せしめるこ
とができるので、相対風向及び相対風速に応じて帆全体
に最適な帆形状を附与することができ、この結果帆の失
速特性が良くなり、同じ面積をもつ従来の帆と比較して
極めて大きな揚力を得ることができて、風力を著しく効
果的に船舶の推進力に変換することができる。

本発明はこのように風に対し小さな抗力で大きな揚力を
発生する性能が高いため、船の推進力として利用できる
風の範囲を広げることができて、相対的に向い風成分が
多く追い風成分が少ない動力船の補助推進手段として特
に最適である。

さらに本発明は、 （ａ） 前記各軸杆を、杭本体の左右両端部のキャン
バ−側すなわち凹面側に縦方向に間隔をおいて突設され
た各軸杆取付アームの自由端側に取り付け、この各軸杆
に前記各補助帆を旋回自在に軸着したから、この各補助
帆のうちどちらか一方、あるいは両方の補助帆を旅回し
てこれを前記杭本体の側方に展開した時、杭本体の端部
外側縁と補助帆の軸着側縁との間に縦方向の間隙を形成
することができ、補助帆展開時において、この間隙から
空気を補助帆の負圧側（背面側）に流入せしめることが
できる。

この結果、補助帆の負圧側の境界層に風のエネルギーを
吹き込むことができ、空気の流れが剥離するのを防止し
、帆全体の揚力を向上せしめることができる。

（ｂ） また前記杭本体には、その左右両端の負圧側
面に整流帆を出入自在に配置したから、この各整流帆の
うちどちらか一方を、必要に応じて作動せしめることに
より、杭本体の前縁形状を揚力を発生させるのに適した
形状とすることができると共に、帆の負圧側（背面側）
の境界層に風のエネルギーを吹き込んで空気の流れが剥
離するのを防止することができる。

この結果、帆全体の揚力を向上せしめることができる。

（ｃ） さらに帆全体の負圧側面には、垂直板を起伏
自在に配置したから、これを必要に応じて起すことによ
り、帆の周りの空気の流れを乱して帆に揚力が発生する
のを防止することができる。

この結果、強風下で風向きが絶えず変動し、帆と風が迎
角をもって過大な揚力を発生する恐れがある場合、この
垂直板を起こすだけで、強風下において帆に過大な揚力
が発生するのを防止することができる。

従って、本発明は同じ面積を持つ従来の帆と比較して極
めて大きな揚力を得ることができ、風力を著しく効果的
に船舶の推進力に変換することができるのは勿論、強風
下でも帆に過大な揚力が発生するのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる帆装置を示す平面視説
明図、第２図ａ”ｃはそれぞれ本帆装置の風向きに対応
した使用状態例を示す斜視説明図である。 １・・・・・・杭本体、２ａ、２ｂ・・・・・・軸杆、
３ａ、３ｂ・・・・・補助帆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸線に対して幅方向に対称なキャンバ−を備えた杭
   本体の左右両端部に、縦方向にそれぞれ軸杆を配置する
   と共に、この各軸杆に補助帆を旅回自在に軸着し、この
   各補助帆を、前記杭本体の凹面側に密着した時は、最小
   の面積で且つ帆全体の平面視形状が風に対する抗力が少
   ない前縁形状を呈するように形状し、さらに前記各補助
   帆のうち左右どちらか一方の補助帆を旋回してこれを杭
   本体の一側方に展開した時は、帆面積を増加すると共に
   帆全体の平面視形状が前縁は丸みが付き、後縁はとがっ
   たキャンバ−を有する非対称翼形状を呈するようにした
   帆装置であって、前記各補助帆を旅回自在に軸着する各
   軸杆は、帆全体の左右両端部のキャンバ−側すなわち凹
   面側に縦方向に間隔をおいて突設された各軸杆取付アー
   ムの自由端側に取り付けられており、また前記杭本体に
   は、その左右両端の負圧側面に整流帆を出入自在に配置
   すると共に、この杭本体の負圧側面に垂直板を起伏自在
   に配置したことを特徴とする帆装置。