JPS62160988A - 風力推進用円筒形ロ−タ付き剛体帆装置 - Google Patents
風力推進用円筒形ロ−タ付き剛体帆装置Info
- Publication number
- JPS62160988A JPS62160988A JP61003202A JP320286A JPS62160988A JP S62160988 A JPS62160988 A JP S62160988A JP 61003202 A JP61003202 A JP 61003202A JP 320286 A JP320286 A JP 320286A JP S62160988 A JPS62160988 A JP S62160988A
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- JP
- Japan
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- cylindrical rotor
- frame plate
- blade
- wing
- sail
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- Wind Motors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、風力を用いて船舶を推進させるための装置に
関し、特に風力推進用の円筒形ロータをそなえた剛体帆
装置に関する。
関し、特に風力推進用の円筒形ロータをそなえた剛体帆
装置に関する。
従来より、風力推進装置として第４，５図に示すような
ものがあり、船体の上甲板１上の船体中心面内において
鉛直軸線周りに回転可能に円筒形ロータ２が立設される
とともに、この円筒形ロータ２を回転駆動させるための
油圧モータ４と、同油圧モータ４を作動させる油圧ポン
プユニット３が設けられている。
ものがあり、船体の上甲板１上の船体中心面内において
鉛直軸線周りに回転可能に円筒形ロータ２が立設される
とともに、この円筒形ロータ２を回転駆動させるための
油圧モータ４と、同油圧モータ４を作動させる油圧ポン
プユニット３が設けられている。
上述のような従来の風力推進装置において、第６図に示
すように、矢印ａで示す方向に風が吹き、円筒形ロータ
２を矢印すで示す方向に回転させた場合、マグヌス効果
により風の入射方向と直交する方向に揚力りが発生する
。そして、この揚力りの船舶の進行方向の成分が船舶の
推力を助勢するのである。
すように、矢印ａで示す方向に風が吹き、円筒形ロータ
２を矢印すで示す方向に回転させた場合、マグヌス効果
により風の入射方向と直交する方向に揚力りが発生する
。そして、この揚力りの船舶の進行方向の成分が船舶の
推力を助勢するのである。
しかしながら、従来の風力推進装置において、円筒形ロ
ータ２だけでは帆の面積に相当する縦断面積（＝円筒形
ロータ２の直径×回転円筒の高さ）が小さい、即ち円筒
形ロータ２の直径は実用上あまり大きくすることができ
ないので、縦断面積は小さくなる。
ータ２だけでは帆の面積に相当する縦断面積（＝円筒形
ロータ２の直径×回転円筒の高さ）が小さい、即ち円筒
形ロータ２の直径は実用上あまり大きくすることができ
ないので、縦断面積は小さくなる。
したがって、単位縦断面積当たりの揚力は大きくても、
円筒形ロータ２全体としての揚力はあまり大きくできな
い。
円筒形ロータ２全体としての揚力はあまり大きくできな
い。
また、円筒形ロータ２には風の入射方向と直角方向に揚
力が発生する。つまり、円筒形ロータ２への風の入射方
向が船舶の真横方向である場合、発生する揚力の方向が
船舶の進行方向となるので、揚力がそのまま船舶の推力
として作用するが、円筒形ロータ２への風の入射方向が
船舶の横方向とずれるにしたがって、円筒形ロータ２に
おける揚力が船舶の推力として有効に作用しなくなる。
力が発生する。つまり、円筒形ロータ２への風の入射方
向が船舶の真横方向である場合、発生する揚力の方向が
船舶の進行方向となるので、揚力がそのまま船舶の推力
として作用するが、円筒形ロータ２への風の入射方向が
船舶の横方向とずれるにしたがって、円筒形ロータ２に
おける揚力が船舶の推力として有効に作用しなくなる。
すなわち、全方位の風を考えた場合、円筒形ロータ２に
より得ることのできる推力の平均値は小さくなるという
問題点もある。
より得ることのできる推力の平均値は小さくなるという
問題点もある。
本発明は、」〕述の問題点の解決をはかろうとするもの
で、風力推進用円筒形ロータと翼とを組み合わせて、よ
り効率よく風力を船舶の推進力として利用できるように
して、船舶の推進性能の向上をはかった、風力推進用円
筒形ロータ付き剛体帆装置を提供することを目的とする
。
で、風力推進用円筒形ロータと翼とを組み合わせて、よ
り効率よく風力を船舶の推進力として利用できるように
して、船舶の推進性能の向上をはかった、風力推進用円
筒形ロータ付き剛体帆装置を提供することを目的とする
。
このため、本発明の風力推進用円筒形ロータ付き剛体帆
装置は、船上に旋回可能に立設された帆柱において、上
部枠板と下部枠板との間に、それぞれ剛体帆としての前
部固定翼と中間固定翼とが設けられるとともに、これら
の前部固定翼と中間固定翼との間で上記の上部枠板と下
部枠板とに軸支された風力推進用円筒形ロータと、上記
中間固定翼の後側に沿うように上記の上部枠板と下部枠
板とに軸支された剛体帆としての後部可動翼とが設けら
れ、かつ、上記帆柱の旋回駆動機構と、上記ロータの回
転駆動機構と、上記後部可動翼の旋回駆動機構とが設け
られたことを特徴としている。
装置は、船上に旋回可能に立設された帆柱において、上
部枠板と下部枠板との間に、それぞれ剛体帆としての前
部固定翼と中間固定翼とが設けられるとともに、これら
の前部固定翼と中間固定翼との間で上記の上部枠板と下
部枠板とに軸支された風力推進用円筒形ロータと、上記
中間固定翼の後側に沿うように上記の上部枠板と下部枠
板とに軸支された剛体帆としての後部可動翼とが設けら
れ、かつ、上記帆柱の旋回駆動機構と、上記ロータの回
転駆動機構と、上記後部可動翼の旋回駆動機構とが設け
られたことを特徴としている。
上述の本発明の風力推進用円筒形ロータ付き剛体帆装置
では、帆柱の旋回駆動機構により帆用が調整され、円筒
形ロータは回転駆動されて、前部固定翼側から入射しで
くる風は、剛体帆前面において上記円筒形ロータにより
運動エネルギを与えられ、後部可動翼からの境界層の剥
離が防止される。
では、帆柱の旋回駆動機構により帆用が調整され、円筒
形ロータは回転駆動されて、前部固定翼側から入射しで
くる風は、剛体帆前面において上記円筒形ロータにより
運動エネルギを与えられ、後部可動翼からの境界層の剥
離が防止される。
また、上記剛体帆後面では上記円筒形ロータにより空気
流の減少を生じ、静圧が増加する。
流の減少を生じ、静圧が増加する。
さらに、上記円筒形ロータ自体にも循環流が生じ、マグ
ヌス効果によって揚力が発生する。
ヌス効果によって揚力が発生する。
以下、図面により本発明の一実施例としての風力推進用
円筒形ロータ付汚剛体帆装置について説明すると、第１
図はその側面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、
＃３図はその作用を説明するための水平断面図である。
円筒形ロータ付汚剛体帆装置について説明すると、第１
図はその側面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、
＃３図はその作用を説明するための水平断面図である。
第１，２図に示すように、船体の上甲板１には帆柱１０
が立設されており、同帆柱１０は旋回駆動機構としての
旋回ギヤ装置１１により旋回駆動されるようになってい
る。
が立設されており、同帆柱１０は旋回駆動機構としての
旋回ギヤ装置１１により旋回駆動されるようになってい
る。
また、帆柱１０には上部枠板９と下部枠板８とが取り付
けられており、これらの枠板９，８間に、それぞれ剛体
帆としての前部固定翼５と中間固定翼６とが設けられる
とともに、これらの前部固定翼５と中間固定翼６との間
において、風力推進用円筒形ロータ２が上部枠板９およ
び下部枠板８に軸支されてそなえられている。
けられており、これらの枠板９，８間に、それぞれ剛体
帆としての前部固定翼５と中間固定翼６とが設けられる
とともに、これらの前部固定翼５と中間固定翼６との間
において、風力推進用円筒形ロータ２が上部枠板９およ
び下部枠板８に軸支されてそなえられている。
そして、この円筒形ロータ２は、下部枠板８下面に配設
される回転駆動機構としての回転駆動ギヤ装置１２によ
り回転駆動される。
される回転駆動機構としての回転駆動ギヤ装置１２によ
り回転駆動される。
さらに、剛体帆としての後部可動翼７が、中間固定翼６
の後側に沿うように上部枠板９および下部枠板８に軸支
されて設けられ、同後部可動Ｒ７は、下部枠板８下面に
配設される旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置１３によ
り旋回駆動される。
の後側に沿うように上部枠板９および下部枠板８に軸支
されて設けられ、同後部可動Ｒ７は、下部枠板８下面に
配設される旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置１３によ
り旋回駆動される。
なお、剛体帆部分は、前部固定翼５１円筒形ロータ２．
中間固定翼６および後部可動翼７から成り、全体として
対称翼形状を成す。
中間固定翼６および後部可動翼７から成り、全体として
対称翼形状を成す。
また、下部枠板８および上部枠板９は、剛体帆の下端お
よび上端における渦の発生を防止し、整流効果を持たせ
るべく、幅広に形成されている。
よび上端における渦の発生を防止し、整流効果を持たせ
るべく、幅広に形成されている。
本発明の一実施例としての風力推進用円筒形口−タ付き
剛体帆装置は上述のごとく構成されているので、上部枠
板９と下部枠板８との間の剛体帆全体は、風向きにより
最大揚力を発生できるように、旋回ギヤ装置１１によっ
て最適帆用に調整されるとともに、円筒形ロータ２は、
風向きに応じ回転駆動ギヤ装置１２により時計まわりあ
るいは反時計まわりの方向へ回転駆動される。
剛体帆装置は上述のごとく構成されているので、上部枠
板９と下部枠板８との間の剛体帆全体は、風向きにより
最大揚力を発生できるように、旋回ギヤ装置１１によっ
て最適帆用に調整されるとともに、円筒形ロータ２は、
風向きに応じ回転駆動ギヤ装置１２により時計まわりあ
るいは反時計まわりの方向へ回転駆動される。
さらに、後部可動翼７も、風向きに応じ最大見方を発生
でトるように、旋回ギヤ装置１３によって角度を調整さ
れる。
でトるように、旋回ギヤ装置１３によって角度を調整さ
れる。
したがって、第３図に示すように、風が矢印四方向から
前部固定翼５に入射してくると、剛体帆の前面（第３図
における上側）の風の流速は速くなるが、剛体帆の翼面
付近の境界層領域の空気流は、粘性抵抗のために運動エ
ネルギを消耗し、翼面から剥離を生じ易くなる。しかし
、この境界Ｎ領域の空気流は、矢印ｒで示す方向に回転
している円筒形ロータ２により運動エネルギを与えられ
、後部可動翼７からの境界層の剥離を生じることなく下
流側へと流れていく。
前部固定翼５に入射してくると、剛体帆の前面（第３図
における上側）の風の流速は速くなるが、剛体帆の翼面
付近の境界層領域の空気流は、粘性抵抗のために運動エ
ネルギを消耗し、翼面から剥離を生じ易くなる。しかし
、この境界Ｎ領域の空気流は、矢印ｒで示す方向に回転
している円筒形ロータ２により運動エネルギを与えられ
、後部可動翼７からの境界層の剥離を生じることなく下
流側へと流れていく。
一方、剛体帆の後面（ｖＳ３図における下側）の風の流
速は前面に比べて遅くなるが、円筒形ロータ２の部分お
よび後部可動翼７の部分で流速抵抗が与えられ、さらに
流速が低下することとなる。
速は前面に比べて遅くなるが、円筒形ロータ２の部分お
よび後部可動翼７の部分で流速抵抗が与えられ、さらに
流速が低下することとなる。
この結果として、翼前面の流速は速く翼後面の流速は遅
くなり、ベルヌーイの定理より翼前面の圧力は低く翼後
面の圧力は高くなり、揚力りが生じる。
くなり、ベルヌーイの定理より翼前面の圧力は低く翼後
面の圧力は高くなり、揚力りが生じる。
さらに、円筒形ロータ２は、回転による循環流を伴い、
従来と同様、マグヌス効果により揚力を発生すると同時
に、翼前面の境界層領域の空気の流れに運動エネルギを
与えるので、後流の剥離を防止するとともに、翼前面の
流速を増加させ翼後面の流速を低下させる作用があるの
で、翼面面間の速度差が大きくなり、極めそ高い揚力が
発生するようになる。
従来と同様、マグヌス効果により揚力を発生すると同時
に、翼前面の境界層領域の空気の流れに運動エネルギを
与えるので、後流の剥離を防止するとともに、翼前面の
流速を増加させ翼後面の流速を低下させる作用があるの
で、翼面面間の速度差が大きくなり、極めそ高い揚力が
発生するようになる。
また、後部可動翼７は翼後面の流速を低下させる作用が
あり、さらに高い揚力が得られるようになる。
あり、さらに高い揚力が得られるようになる。
以上詳述したように、本発明の風力推進用円筒形ロータ
付き剛体帆装置によれば、船上に旋回可能に立設された
帆柱において、上部枠板と下部枠板との間に、それぞれ
剛体帆としての前部固定翼と中間固定翼とが設けられる
とともに、これらの前部固定翼と中間固定翼との間で上
記の上部枠板と下部枠板とに軸支された風力推進用円筒
形ロータと、上記中間固定翼の後側に沿うように上記の
上部枠板と下部枠板とに軸支された剛体帆としての後部
可動翼とが設けられ、かつ、上記帆柱の旋回駆動機構と
、上記ロータの回転駆動機構と、上記後部可動翼の旋回
駆動機構とが設けられるという簡素な構成で、円筒形ロ
ータの循環流による揚力に加えて、同円筒形ロータによ
り剛体帆翼面に沿う空気流の境界層制御が行なわれ、高
揚力を発生させることができるとともに、縦断面積が天
外くなるので、装置全体として極めて大きな揚力を発生
させることができる。したがって、船舶の推進性能を大
幅に高めることができ、船舶の運航における省エネルギ
化に寄与しうるのである。
付き剛体帆装置によれば、船上に旋回可能に立設された
帆柱において、上部枠板と下部枠板との間に、それぞれ
剛体帆としての前部固定翼と中間固定翼とが設けられる
とともに、これらの前部固定翼と中間固定翼との間で上
記の上部枠板と下部枠板とに軸支された風力推進用円筒
形ロータと、上記中間固定翼の後側に沿うように上記の
上部枠板と下部枠板とに軸支された剛体帆としての後部
可動翼とが設けられ、かつ、上記帆柱の旋回駆動機構と
、上記ロータの回転駆動機構と、上記後部可動翼の旋回
駆動機構とが設けられるという簡素な構成で、円筒形ロ
ータの循環流による揚力に加えて、同円筒形ロータによ
り剛体帆翼面に沿う空気流の境界層制御が行なわれ、高
揚力を発生させることができるとともに、縦断面積が天
外くなるので、装置全体として極めて大きな揚力を発生
させることができる。したがって、船舶の推進性能を大
幅に高めることができ、船舶の運航における省エネルギ
化に寄与しうるのである。
第１〜３図は本発明の一実施例としての風力推進用円筒
形ロータ付き剛体帆装置を示すもので、第１図はその側
面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図はそ
の作用を説明するための水平断面図であり、第４〜６図
は従来の風力推進用円筒形ロータをそなえた風力推進装
置を示すもので、第４図はその側面図、第５図はその正
面図、第６図はその作用を説明するための模式図である
。 １・・上甲板、２・・風力推進用円筒形ロータ、５・・
剛体帆としての前部固定翼、６・・剛体帆としての中間
固定翼、７・・剛体帆としての後部可動翼、８・・下部
枠板、９・・上部枠板、１０・・帆柱、１１・・帆柱の
旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置、１２・・四−夕の
回転駆動機構としての回転駆動ギヤ装置、１３・・後部
可動翼の旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置、Ｌ・・揚
力。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
形ロータ付き剛体帆装置を示すもので、第１図はその側
面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図はそ
の作用を説明するための水平断面図であり、第４〜６図
は従来の風力推進用円筒形ロータをそなえた風力推進装
置を示すもので、第４図はその側面図、第５図はその正
面図、第６図はその作用を説明するための模式図である
。 １・・上甲板、２・・風力推進用円筒形ロータ、５・・
剛体帆としての前部固定翼、６・・剛体帆としての中間
固定翼、７・・剛体帆としての後部可動翼、８・・下部
枠板、９・・上部枠板、１０・・帆柱、１１・・帆柱の
旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置、１２・・四−夕の
回転駆動機構としての回転駆動ギヤ装置、１３・・後部
可動翼の旋回駆動機構としての旋回ギヤ装置、Ｌ・・揚
力。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 船上に旋回可能に立設された帆柱において、上部枠板と
下部枠板との間に、それぞれ剛体帆としての前部固定翼
と中間固定翼とが設けられるとともに、これらの前部固
定翼と中間固定翼との間で上記の上部枠板と下部枠板と
に軸支された風力推進用円筒形ロータと、上記中間固定
翼の後側に沿うように上記の上部枠板と下部枠板とに軸
支された剛体帆としての後部可動翼とが設けられ、かつ
、上記帆柱の旋回駆動機構と、上記ロータの回転駆動機
構と、上記後部可動翼の旋回駆動機構とが設けられたこ
とを特徴とする、風力推進用円筒形ロータ付き剛体帆装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003202A JPS62160988A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 風力推進用円筒形ロ−タ付き剛体帆装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003202A JPS62160988A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 風力推進用円筒形ロ−タ付き剛体帆装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62160988A true JPS62160988A (ja) | 1987-07-16 |
Family
ID=11550845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61003202A Pending JPS62160988A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 風力推進用円筒形ロ−タ付き剛体帆装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62160988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014108115A1 (de) * | 2013-01-08 | 2014-07-17 | Rolf Rohden | Fahrzeugkörper und fahrzeug |
-
1986
- 1986-01-09 JP JP61003202A patent/JPS62160988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014108115A1 (de) * | 2013-01-08 | 2014-07-17 | Rolf Rohden | Fahrzeugkörper und fahrzeug |
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