説明

船舶

本発明は、船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶に関する。この船舶はさらに、円筒シェルおよび第1垂直軸(7)を有する垂直に配置された少なくとも1つのシリンダ(6)を備える。この垂直に配置されたシリンダは、第1垂直軸周りに回転するように適合される。船舶の様々な運航モードに適している柔軟に適応できる装置を提供するために、円筒シェルは、2つの端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも3つのセクションを有し、3つのセクションのそれぞれは、それぞれの第2垂直軸(8)周りに回転可能に構成され、各第2垂直軸は、円筒シェルの円周に配置される。各セクションは、所定の位置に固定されるように構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶に関する。この船舶はさらに、円筒シェルおよび第1垂直軸を有する垂直に配置された少なくとも1つのシリンダを備える。この垂直に配置されたシリンダは、請求項1の前段による第1垂直軸周りに回転するように適合される。
【背景技術】
【0002】
垂直に配置された回転するシリンダを備える船舶は従来から知られている。風の中で回転するシリンダは、風の流れと直角に圧力を働かせる。この原理はマグナスの法則或いはマグナス効果として知られている。このようなシリンダ、或いはロータは、風の中で回転する場合、低圧と高圧をシリンダの両側に発生させる。
【0003】
風が回転する(revolving)/回転する(rotating)シリンダに横から当たると、円筒表面の一方の面は当然風に逆らい、他方の面は風に従う。風に従う面には非常に小さい摩擦があり、風に逆らう面には多くの摩擦がある。
【0004】
風に逆らう面では、風の速度がシリンダに隣接する空気の速度によって妨害され、従って、風の速度を減ずる。これは、圧力の増加を意味する。シリンダの他方の面では、風の速度は、シリンダに隣接する空気の層の速度に合わさり、圧力の低下をもたらす。これは、圧力が増加した面から圧力が低下した面に強い力をもたらし、横風の中で船舶を動かす前方推力を発生させる。
【0005】
上述のものは、マグナス効果推進装置、或いはその発明者のアントン フレットナー博士(Dr Anton Flettner)にちなんで名付けられたフレットナーロータである。
【0006】
このようなフレットナーロータは、向かい風および追い風の中では何の恩恵ももたらさない。フレットナーロータは、航海運行中に風の中での船の断面積を増加させるので、余分な風の抵抗を発生させる。さらに、フレットナーロータは、停泊中は何の恩恵ももたらさない。
【0007】
特許文献1は、フレットナーロータの変形版を開示し、フレットナーロータは、発電機を回転させることができる風力タービンを形成する2つの半円の部品を有するいわゆるサボニウスロータ(Savonius rotor)に変えられる。これは、従来のフレットナーロータの用途を拡大するものの、限定的でしかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】独国実用新案第20 2007 009 279 U1号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、従来技術の欠点を避けるとともに、優勢な運転状態に応じて可変の機能を提供することができる垂直に配置されたシリンダ、すなわち、フレットナーロータを持つ船舶を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の基本的な考えは、船舶の様々な運航モードでの展開に適している柔軟に適応できる装置を提供できるように、垂直に配置されたシリンダ、すなわち、フレットナーロータを構成することである。垂直に配置されたシリンダの円筒シェルは、2つの対向する端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも3つのセクションを有し、3つのセクションのそれぞれは、それぞれの第2垂直軸周りに回転可能に構成される。それぞれの第2垂直軸は、円筒シェルの円周に配置される。各セクションは、所定の位置に固定されるように構成される。これは、セクションを、船舶の優勢な運転モードに適している様々な配置に位置させることを可能にする。
【0011】
好適には、各セクションの端部は、垂直に配置されたシリンダの円筒シェルを形成するように、互いに対して固定されるように構成される。この配置では、セクションはいわゆるフレットナーロータを形成する。
【0012】
風力タービンを形成するために、それぞれ第2垂直軸を備える各セクションが、その端部の一方により垂直に配置されたシリンダの第1垂直軸に固定されるように構成されることは有利である。
【0013】
帆の構造を形成するために、3つのセクションのうちの2つのセクションが、各セクションの一方の端部により、互いに固定されるように構成されることは有利である。
【0014】
この場合、上述の2つのセクション以外の、3つのセクションのうちの1つのセクションが、円筒シェルの円周のその位置に固定されるように構成されることが好ましく、この1つのセクションも帆の構造に貢献する。
【0015】
上で述べた実施形態に関連して、各セクションの第2垂直軸が各セクションの湾曲部分の略中央に配置されることは有利である。
【0016】
さらに、垂直に配置されたシリンダは、有利に内部円筒スリーブを有する。内部円筒スリーブにより、追加的な機能を垂直に配置されたシリンダに加えることができる。内部円筒スリーブは、垂直に配置されたシリンダ内の排気管として機能することができ、上で述べた様々な配置も維持され得る。これは、排気管を船舶の独立した構造として有することを避ける。
【0017】
この場合に有利なことに、風力タービンを提供するために、第2垂直軸を備える各セクションは、その端部の一方により内部円筒スリーブに固定されるように構成される。これは、風力タービン構造の断面積を拡大させ、したがってより高い出力を提供する。
【0018】
この場合、各セクションの第2垂直軸が、各セクションの湾曲部分の中央からずれて配置されることは有利である。
【0019】
垂直に配置されたシリンダは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ、及び/または発電機に動作可能に接続される。これは、垂直に配置されたシリンダを所望の異なる形態で使うこと、船舶の追加的な推力或いは動力を発生させることを提供する。
【0020】
本発明による船舶の有利な特徴は請求項2−10で与えられる。
【0021】
以下では、本発明が、例示のみを目的として、添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】図1は、垂直に配置されたシリンダを備える船舶を示す。
【図2】図2は、第1の展開モードにある本発明の第1実施形態を示す。
【図3】図3は、第2の展開モードにある第1実施形態を示す。
【図4】図4は、第3の展開モードにある第1実施形態を示す。
【図5】図5は、第1の展開モードにある本発明の第2実施形態を示す。
【図6】図6は、第2の展開モードにある第2実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図1は、船体2並びに、内燃機関3、煙突手段を有する排気ガス管を含む排気ガス装置4及び推進ユニット5を含む推進装置を有する船舶1を示す。さらに船舶は、3つの垂直に配置されたシリンダ6を有し、それぞれのシリンダ6は第1垂直軸7(図2)周りに回転するように構成される。
【0024】
図2は第1の展開モードにある本発明の第1実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号6で示され、第1垂直軸は参照符号7で示される。垂直に配置されたシリンダ6は、3つのセクション、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64、を持つ円筒シェル61を有する。各セクションは、円筒シェル61の部分、より具体的には、2つの対向する端部を含む湾曲部分を形成する。さらに、各セクションは第2垂直軸8を備え、第2垂直軸8の周りでセクションは与えられた位置に回転可能である。
【0025】
3つの平行な矢印は参照符号Wで示される風を示し、湾曲した矢印Rは第1垂直軸7周りの垂直に配置されたシリンダ6の回転方向を示し、参照符号Fは、上述のマグナス効果により発生した力、或いは前方への推力を示し、参照符号Dは船舶(図示せず)の結果的に生じる移動方向を示す。
【0026】
横風Wが、円筒シェル61を形成する3つのセクション(第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64)を持つ垂直に配置されたシリンダ6にあたる。この垂直に配置されたシリンダ6は、第1垂直軸7回りに概略的に示された組み合わされた電気モータと発電機10により方向Rに回転し、マグナス効果が、垂直に配置されたシリンダ6の一方の面の増加した圧力および対向する面の減少した圧力あるいは吸引力を発生する。これは、力F或いは前方への推力をもたらし、船舶を方向Dの前方に動かす。
【0027】
上述の機能を航海運行中の船舶に適用する。垂直に配置されたシリンダ6の回転はもちろん反対方向にすることができ、したがって対応する方法で推力を対応する反対方向に提供する。
【0028】
図3は、第2の展開モードにある本発明の第1実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号6で示され、第1垂直軸は参照符号7で示される。垂直に配置されたシリンダ6は、3つのセクション、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64、を持つ円筒シェル61を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の略中央に配置された第2垂直軸8周りに回転可能に構成される。3つの平行な矢印は参照符号Wで示される風を示す。それぞれ第2垂直軸8を備える各セクション、すなわち、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64は、3つスクープ(three−scoop)の風力タービンを提供するために、その一方の端部により第1垂直軸7に固定される。
【0029】
このようにして、3つスクープの風力タービンが風Wを捕まえるように開かれ、したがって回転のために展開され得る。風力タービンは、船舶1(図1)が例えば停泊中の場合、電力を発生するように使用され得る。風力タービンは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ10に接続される。この組み合わされた発電機及び電気モータ10は、したがって、この展開モードで電力を発生させるため、及び、ここに破線で示される、3つのセクションが円筒シェル61を形成する第1の展開モード(図2)で垂直に配置されたシリンダを回転させるために使用することができる。
【0030】
明らかに、独立した電気モータ9及び独立した発電機11を、第1実施形態の第1及び第2の展開モードそれぞれに使用することができる。
【0031】
これは、特に船舶の停泊中或いは他の静止状態において、電力生産を環境に優しい方法で提供する。明らかに、これはエネルギーを節約するための効率的な手段である。
【0032】
図4は、第3の展開モードにある本発明の第1実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号6で示され、第1垂直軸は参照符号7で示される。垂直に配置されたシリンダ6は、3つのセクション、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64、を持つ円筒シェル61を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の略中央に配置された第2垂直軸8周りに回転可能に構成される。風が参照符号Wで示される矢印として示され、船舶(図示せず)の結果的に生じる移動方向が参照符号Dにより示される。
【0033】
この実施形態では、第1セクション62及び第2セクション63は、それらが船舶の方向Dへの移動を提供するよう風Wを捕まえるための開いた帆の構造を形成するために、各セクションの一方の端部により互いに固定される位置に、回転する。第3セクション64は、帆の構造に貢献するために、円筒シェル61(破線)の円周にとどまる。
【0034】
したがって、3つのセクションは、海で船舶1(図1)を前進させるように使用することができる帆の構造を形成する。明らかに、セクションは、帆の構造を提供するために違うように配置され得る。帆の構造は、例えば、反対方向に推力を提供するように回転するとともに使用される、或いは別に、任意の対応する方向に推力を提供するようある程度だけ回転されることができる。この実施形態では、結合された2つのセクションは、風Wを考慮して、1つの独立して配置されたセクションの上流にある。この配置は、例えば、入れ替えることもできる。
【0035】
これは、海上の船舶のための補助的な推進源を発生させる手段を提供する。明らかに、これはエネルギーを節約するための効率的な手段である。
【0036】
図5は、第1の展開モードにある本発明の第2実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号6で示され、第1垂直軸は参照符号7で示される。垂直に配置されたシリンダ6は、3つのセクション、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64、を持つ円筒シェル61を有する。各セクションは、円筒シェル61の部分、より具体的には、2つの対向する端部を含む湾曲部分を形成する。さらに、各セクションは第2垂直軸8を備え、第2垂直軸8の周りでセクションは与えられた位置に回転可能である。
【0037】
3つの平行な矢印は参照符号Wで示される風を示し、湾曲した矢印Rは第1垂直軸7周りの垂直に配置されたシリンダ6の回転方向を示し、参照符号Fは、上述のマグナス効果により発生した力、或いは前方への推力を示し、参照符号Dは船舶(図示せず)の結果的に生じる移動方向を示す。
【0038】
横風Wが、円筒シェル61を形成する3つのセクション(第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64)を持つ垂直に配置されたシリンダ6にあたる。この垂直に配置されたシリンダ6は、第1垂直軸7回りに概略的に示された組み合わされた電気モータと発電機10により方向Rに回転し、マグナス効果が、垂直に配置されたシリンダ6の一方の面の増加した圧力および対向する面の減少した圧力あるいは吸引力を発生する。これは、力F或いは前方への推力をもたらし、船舶を方向Dの前方に動かす。
【0039】
この第2実施形態では、垂直に配置されたシリンダ6は、内部の中央に配置された円筒スリーブ71を有する。この内部円筒スリーブ71は、追加的な機能を提供することができる。それは有利に排気ガス装置4の排気ガス管のための煙突手段として配置される。これはまた後述される。
【0040】
上述の機能を航海運行中の船舶に適用する。垂直に配置されたシリンダ6の回転はもちろん反対方向にすることができ、したがって対応する方法で推力を対応する反対方向に提供する。
【0041】
図6は、第2の展開モードにある本発明の第2実施形態を示す。垂直に配置されたシリンダは参照符号6で示され、第1垂直軸は参照符号7で示される。垂直に配置されたシリンダ6は、3つのセクション、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64、を持つ円筒シェル61を有し、それぞれは、各セクションの湾曲部分の中央からずれて配置された第2垂直軸8周りに回転可能に構成される。3つの平行な矢印は参照符号Wで示される風を示す。
【0042】
この第2実施形態では、垂直に配置されたシリンダ6は、内部の中央に配置された円筒スリーブ71を有する。この内部円筒スリーブ71は、追加的な機能を提供することができる。それは有利に排気ガス装置4の排気ガス管のための煙突手段として配置される。
【0043】
第2垂直軸8を備える各セクション、すなわち、第1セクション62、第2セクション63及び第3セクション64は、3つスクープの風力タービンを提供するために、その一方の端部により内部円筒スリーブ71に固定される。湾曲部分の中央からずれた第2垂直軸8を有することと各セクションの端部が所定の直径を持つ内部円筒スリーブ71に掛かること(engaging)との組み合わせは、風力タービンの断面積或いは幅を拡大させ、回転した場合により高い出力をもたらす。
【0044】
このようにして、3つスクープの風力タービンが風Wを捕まえるように開かれしたがって回転のために展開され得る。風力タービンは、船舶1(図1)が例えば停泊中の場合、電力を発生するように使用され得る。風力タービンは有利に、電気モータ、組み合わされた発電機及び電気モータ10に接続される。この組み合わされた発電機及び電気モータ10は、したがって、この展開モードで電力を発生させるため、及び、ここに破線で示される、3つのセクションが円筒シェル61を形成する第1の展開モード(図5)で垂直に配置されたシリンダを回転させるために使用することができる。
【0045】
明らかに、独立した電気モータ9及び独立した発電機11を、第2実施形態の第1及び第2の展開モードそれぞれに使用することができる。
【0046】
これは、特に船舶の停泊中或いは他の静止状態において、電力生産を環境に優しい方法で提供する。明らかに、これはエネルギーを節約する効率的な手段である。
【0047】
円筒シェルを構成するセクションの数は3つより多くてもよく、第2垂直軸の位置はセクションの湾曲部分に沿って調整されるようにすることができ、セクションの第1垂直軸或いは内部円筒スリーブへの、及びお互いへの固定は、本発明の実施形態の展開モードに応じて最適な効率を達成するために、違った方法で実行され得る。
【0048】
垂直に配置されたシリンダは、有利に、所定の垂直高さと所定の幅(直径)を有する。上記で論じられていないが、垂直に配置されたシリンダは、その与えられた垂直高さに関して、2つ以上の部分に分割され得る。これは、安定性を増やすために、垂直に配置されたシリンダの高さに沿った支持構造を提供することを可能にする。シリンダの直径はまた、風力タービンの幅、及び帆の構造の幅にも影響を及ぼす。
【0049】
説明は本発明の基本的な考えを明確にすることを目的としている。本発明は詳細において次の請求項の範囲内で変化し得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
船体と、内燃機関および推進ユニットを含む推進装置とを有する船舶であって、前記船舶はさらに、円筒シェルおよび第1垂直軸を有する垂直に配置された少なくとも1つのシリンダを備え、前記垂直に配置されたシリンダは前記第1垂直軸周りに回転するように適合され、
前記円筒シェルは2つの対向する端部の間を延びる湾曲部分を持つ少なくとも3つのセクションを有し、前記3つのセクションのそれぞれは、それぞれの第2垂直軸周りに回転可能に構成され、各前記第2垂直軸は前記円筒シェルの円周に配置され、各前記セクションは、所定の位置に固定されるように構成される、ことを特徴とする船舶。
【請求項2】
それぞれ前記第2垂直軸を備える各前記セクションの前記端部は、前記垂直に配置されたシリンダの前記円筒シェルを形成するように、互いに対して固定されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の船舶。
【請求項3】
それぞれ前記第2垂直軸を備える各前記セクションは、前記端部の一方により前記垂直に配置されたシリンダの前記第1垂直軸に固定されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の船舶。
【請求項4】
前記3つのセクションのうちの2つの前記セクションは、帆に似た構造を形成するために、各前記セクションの一方の前記端部により、互いに固定されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の船舶。
【請求項5】
前記3つのセクションのうちの1つの前記セクションは、前記円筒シェルの円周の位置に固定されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1または4に記載の船舶。
【請求項6】
各前記セクションの前記第2垂直軸は、各前記セクションの前記湾曲部分の略中央に配置される、
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の船舶。
【請求項7】
前記垂直に配置されたシリンダは、内部円筒スリーブを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の船舶。
【請求項8】
前記第2垂直軸を備える各前記セクションは、前記端部の一方により内部円筒スリーブに固定されるように構成される、
ことを特徴とする請求項1または7に記載の船舶。
【請求項9】
各前記セクションの前記第2垂直軸は、各前記セクションの前記湾曲部分の中央からずれて配置される、
ことを特徴とする請求項8に記載の船舶。
【請求項10】
前記垂直に配置されたシリンダは、電気モータ、組み合わされた発電機と電気モータ、及び/または発電機に動作可能に接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載の船舶。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2012−523345(P2012−523345A)
【公表日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−504037(P2012−504037)
【出願日】平成22年2月17日(2010.2.17)
【国際出願番号】PCT/FI2010/050104
【国際公開番号】WO2010/116024
【国際公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【出願人】(503129903)ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア (73)