JPS6328790A - ロ−タおよびフラツプ付き剛体帆装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶に装備される帆装置に関し、特に剛性の
主翼をそなえた剛体帆ｖｃ亘に関する。

〔従来の技術〕

従来、船舶の主機関の燃料消費量を節約するため、船上
に剛体帆を設ける技術が開発されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の剛体帆装置では、剛体帆の翼面の境界
層制御がなされておらず、風向きに対して帆の迎角を大
きくとると失速して、大きな揚力を得ることは期す）で
きない。

そこで、剛体帆の翼面の境界層制御を行なって大きな揚
力を得られるように剛性の主翼前部にロータを装備する
技術が、従来より提案されている。

ところが、この場合、全方位から入射する風により、船
舶の推進力を助勢しろる揚力を得るためには、上記主翼
をその中心柚籾に関し対称形をなうように形成する必要
があり、上記主翼にキャンバ−をそなえることができな
い、このため、上記剛体帆の前面と背面とに沿う各空気
流の速度差があまり大きくならず、やはり大きな揚力を
得ることができない。

本発明は、このような状況に鑑み、剛体帆にロータとフ
ラップとを組合わせることにより、境界層制御を行なえ
るようにして、迎角をがなり大きくとっても失速を起こ
さず、しかも剛体帆の）商圏と背面とに沿う各空気流の
速度差を大きくして高（θカを得られるようにした、ロ
ータおよび７ラノプ付き剛体帆装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明のロータおよＶ７う／プ付き剛体帆装
置は、剛性の主翼の曲部にロータをそなえ、同ロータの
前方に近接して配置された曲縁７ランプと、上記主翼の
後縁に近接して配？Ｌされた後縁フラップとが、上桟ぞ
れ旋回可能にｖｃ備されたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明のロータおよ１フラップ付き剛体帆装置で
は、剛体帆曲面に沿う空気流は、ロータと、同ロータと
前縁フラップとの隙間を通って流出される空気流とによ
り運動エネルギーを与えられ、剥離を生じることなくス
ムーズに流れる。

また、剛体帆背面に沿う空気流は、上記ロータ、前縁７
ランプおよび後Ｊ＆７ランプに上り減速されて小さな速
度で流れる。

さらに、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。

〔実施例〕

以下、図面１こより本発明の一実施例としてのロータお
よびフラップ付き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図のロー■矢視断面図、
Ｐｔ５３図はその作用を示す水平断面図である。

第１図に示すように、本実、鬼例のロータおよび７ラン
プ付き剛体帆装置では、船体甲板１２上に旋回Ｌ？！８
を介し帆柱７が立設され、同帆柱７の上端部には、剛体
帆Ｓが、上記旋回装ｒ１１８に駆動されて鉛直軸線周り
に旋回可能に設けられている。

そして、この剛体帆ＳはＰｔ５ｌ、２図に示すようにｆ
ｉｌ！成されている。

つまり、帆柱７の上端部に下部端板６を介し剛性の主翼
１が設けられ、同主翼１の上端部には上部端板５が固着
されている。そして、これらの上部端板５と下部端板６
との相互間においで、主翼１の前部にロータ２が、鉛直
軸線周りに回転可能にそなえられるとともに、上記ロー
タ２の前方に近接して曲縁フラップ３が、鉛直軸線周り
に旋回可能にｙ＆罰されている。

さらに、上記の上部端板５と下部端板６との相互間にお
いて、上記主翼１の後縁に近接して後縁フラップ４が、
鉛直軸線周りに旋回可能に装備されている。

そして、剛体帆Ｓは、これらの主翼１．ロータ２、前縁
フラップ３．後縁フラップ４．上部端板５および下部端
板６から成り、両７ラノプ３，４を中心軸線Ｓ゛に沿っ
て配列した状態で、同巾心仙線Ｓ°に関してはＩＦ対称
形をなすように構成される。

さらに、下部端板６の下面において、上記ロータ２を鉛
直軸線周りに回転駆動するための回転装置９が設けられ
るとともに、前縁７う７ブ３およ１後縁フラップ４をそ
れぞれ鉛直軸線周りに旋回させるための旋回装置１０．
１１が設けられている。

なお、図中の符号Ｓａは剛体帆Ｓの右側面、ｓｂは剛体
帆Ｓの左側面を示している。

上述の構成により、本実施例のロータおよびフラップ付
き剛体帆装置では、剛体帆Ｓが、旋回装置８により駆動
され同剛体帆Ｓに入射する風の方向に対して最適の迎角
を取るように旋回されて調整される。

さて、第３図に示すように左下方より入射する風１３に
対して剛体帆Ｓの迎角の最適の大きさ、つまり同図にａ
で示す大きさにとった場合について説明する。この場合
、＠緑フラップ３および後縁フラップ４は旋回装置１０
．１１によりそれぞれ矢印Ｂお上りＣで示す方向に旋回
されて固定される。そして、前縁フラップ３と後縁フラ
ップ４　　　・どの相互間には図示のような隙間が形成
される。

また、ロータ２は、回転装置９により図に矢印へで示を
方向に回転駆動される。

この状態で、風１３は、曲縁フラップ３の先端部におい
て剛体帆Ｓの前面つまり右側面Ｓａに沿う空気流１３ａ
と、剛体帆Ｓの背面つまり左側面ｓｂに沿う′ｇ！気流
１３ｂとに分離される。

空気流１３１１は、矢印Ａで示す方向に回転しているロ
ータ２により減速されて剛体帆Ｓの背面に沿って小さな
速度で流れ、７ラノブ３によりさらに流速を低下され図
の右下刃に向は流出される。

この際に、空気ｆｉ、ｌ　３ｂの一部は、曲縁７ラソプ
３とロータ２どの隙間を通って、上記ロータ２により加
速されつつ剛体帆Ｓの前面に流出されて空気流１３ｂ°
となる。

また、空気流１３ａは、上記ロータ２および上記空気流
１３ｂ゛により運動エネルギーを与えられ、その境界層
内の減速流を加速され同境界層の厚みを減少される。そ
して、空気流１３１Ｆは剛体帆Ｓの前面に沿い剥離を生
じることなく大きな速度で流出され、上記空気流１３ｂ
と合流する。

このように、ロータ２と空気流１３ｂ°とにより剛体帆
Ｓの翼面の境界層制御が行なわれ、同剛体帆Ｓの前面つ
まり右側面Ｓａに沿って空気流１３ａが剥離を生じるこ
となく極めて大きな速度で流れる。なお、空気流１３ｂ
は速度が小さいので剛体帆Ｓの背面つまり左側面ｓｂに
おいて剥離を生じることはない。

また、剛体帆Ｓは中心軸線Ｓ゛に関してほぼ対称形をな
すように構成されているにもかかわらず、前縁フラップ
３および後縁フラップ４を旋回し、第３図に示すように
配置して固定することにより、上記剛体帆Ｓにキャンパ
ーをそなえた場合と同等の作用が生じる。つまり、剛体
帆Ｓの背面に沿う’９！’：Ａ流１３ｂが、前縁７ラソ
プ３と後縁フラップ４とにより大幅に減速されるので、
空気流１３ａと空気流１３ｂとの速度差が極めて大きく
なるのである。

こうして剛体帆Ｓの前面と背面とに沿う各２気流１３ａ
、１３ｂの速度差にもとづき、ベルヌーイの定理より上
記の前面つまり右側面Ｓａと背面つまり左側面ｓｂとに
は大きな圧力差が生じる９そして、この圧力差により剛
体帆Ｓｌ：第３図に示すような揚力りが発生する。

なお、本装置の剛体帆Ｓは中心軸線Ｓ′に関しほぼ対称
形をなすように６１成されているので、剛体帆Ｓの風向
きに対する迎角を所定の大きさにとり、萌ｋｋフラップ
３と後縁７ランブ４とを旋回して所定の位置に固定すれ
ば、はぼ全方位から入射する風を用いて船舶の進行方向
における成分が最大となるような揚力を発生させること
ができるのである。

このように、本実施例のロータお上りフラップ付き剛体
帆装置によれば、剛体帆Ｓの迎角を同剛体帆Ｓに入射す
る風に討しかなり大き（取っても、同剛体帆Ｓの翼面は
、ロニタ２と、同ロータ２と前縁フラップ３との隙間を
流通する空気流とにより、境界層制御が行なわれ、同剛
体帆Ｓの翼面に沿う空気流が剥離を生じることなくスム
ーズに流れる。このため、空気流の剥離による失速を起
こすことなく、上記剛体帆Ｓにおいて極めて大きな揚力
が発生する。

また、はぼ全方位から入射する風を用いて船舶の進行方
向における成分が最大となるような揚力を発生させるこ
とができるので、風力を船舶の推進力としてより効率良
く利用することができる。

さらに、ロータ２においで、同ロータ２の回転による循
環流を伴い、マグヌス効果により揚力が発生する そして、これらの剛体帆Ｓお上りロータ２において発生
する揚力の船舶の進行方向における成分が船舶の推進力
として利用されるのである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のロータおよび７ラノブ付
き剛体帆装置によれば、剛性の主翼の曲部にロータをそ
なえ、同ロータの前方に近接して配置された前縁フラッ
プと、上記主翼の後縁に近接して配置された後Ｍ７ラノ
プとが、それぞれ旋回可能に装備されるという簡素な構
成で、はばや方位から入射する風を用い、船舶の進行方
向における成分が最大となるような揚力分発生させ、同
揚力により発生の推進力を助勢することができるので、
風力を船舶の推進力として、従来よりはるかに効率良く
利用できるのである。

また、風向きに対し剛体帆の迎角をかなり太き（取って
も、同剛体帆の翼面が、ロータと、同ロータとｍ１面７
う／プとの隙間を流通する空気流とにより境ｌｌＩ！層
制御が行なわれるので、同剛体帆に沿う空気流が剥離を
生じることなくスムーズに流れる。このため本装置の剛
体１眠において空気流の剥Ｍ１こよる失速が防雨され、
極めて大きな揚力が得られるので、この揚力の船舶の進
行方向の成分を船舶の推力として用いれば、船舶の運航
における燃料消′ｇ２量が大幅に節約される効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としてのロータお上Ｖフ
ラップ付き剛体帆装置を示すもので、第１図はその１１
Ｉ１面図、第２図は第１図のＵ−ｔ＋矢視断面図、第３
図はその作用を示す水平断面図である。 １・主翼、２・・ロータ、３・・前縁７ラソプ、４・・
後縁フラップ、５・・上部端板、６・・下部端板、７・
・帆柱、８．９，１０．１１・・旋回装置、１２・・船
体甲板、１３・・風、１３ａ・・剛体帆の左側面に沿う
空気流、１３ｂ・・剛体帆の右側面に沿う空気流、１３
ｂ゛・・２ｅＡ流、Ｓ・・剛体帆、Ｓｏ・・剛体帆の中
心軸線、Ｓａ・・剛体帆の右側面、ｓｂ・・剛体帆の左
側面。 復代理人　弁理士　＃ｉ　沼　義　４ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 剛性の主翼の前部にロータをそなえ、同ロータの前方に
   近接して配置された前縁フラップと、上記主翼の後縁に
   近接して配置された後縁フラップとが、それぞれ旋回可
   能に装備されたことを特徴とする、ロータおよびフラッ
   プ付き剛体帆装置。