JPH05213271A - 揚力発生装置 - Google Patents
揚力発生装置Info
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- JPH05213271A JPH05213271A JP4040701A JP4070192A JPH05213271A JP H05213271 A JPH05213271 A JP H05213271A JP 4040701 A JP4040701 A JP 4040701A JP 4070192 A JP4070192 A JP 4070192A JP H05213271 A JPH05213271 A JP H05213271A
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- Japan
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- cylinder
- air
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
- B63H9/02—Marine propulsion provided directly by wind power using Magnus effect
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マグナス効果を利用した揚力発生装置におい
て、比較的動力の小さい簡易な方法で風向や風速の変化
による揚力の制御を行い、かつ安全生の高い揚力発生装
置を提供する。 【構成】 外側に多数の穴を設けた略円柱状の構造物の
穴より出入りする空気や水等の流体の吹き出し速度およ
び／または流入速度を制御することによって構造物の周
りに発生する揚力の大きさを変える。
て、比較的動力の小さい簡易な方法で風向や風速の変化
による揚力の制御を行い、かつ安全生の高い揚力発生装
置を提供する。 【構成】 外側に多数の穴を設けた略円柱状の構造物の
穴より出入りする空気や水等の流体の吹き出し速度およ
び／または流入速度を制御することによって構造物の周
りに発生する揚力の大きさを変える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は柱状の構造物の周りの空
気や水の流れを制御することにより、発生する揚力の大
きさを変えることの出来る揚力発生装置に関する。
気や水の流れを制御することにより、発生する揚力の大
きさを変えることの出来る揚力発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、海上輸送の場に於いても省エネル
ギーが叫ばれ、風を利用するもの即ち帆船等が復活して
海上輸送に役だっている。このような風力を利用するも
のにも種々あるが、円柱状の構造物を船の上に垂直に立
ててこれを回転させ、マグナス効果により揚力を発生さ
せて推進力を得る方法がある。マグナス効果を利用した
推進装置については周知であるが、例えば、三菱重工業
株式会社出願の『風力利用推進装置』（公開実用 昭和
６３−１９５９９８）に開示されているように、以下の
ごとく実施される。図５（ａ）は円柱の断面を示したも
のであるが、ここに於いて、１１は円柱でａはこの円柱
の周りにおける空気の流れの状態を示し、いま図の左側
から一定速度、一定方向に流れているとする。このよう
な時、円柱の周辺の空気の流れは円柱の中心線に対し対
称な流れとなる。またこの時、この円柱には流れによる
力ｂが、空気の流れの進行方向と同一の方向に働く。こ
の力の中心は、円柱の中心を通る。ところが、この円柱
１を図５（ｂ）のｃのように矢印の方向に回転させる
と、この円柱１の周りの空気の流れがｄの様に変化す
る。即ち、この時の空気の流速をＵ0 、円柱の周速をＶ
とすれば、円筒表面近傍の流体の速度は、上部（図５
（ｂ）のＡ）ではＵ1 ＝Ｕ0 ＋Ｖ、下部（図５（ｂ）の
Ｂ）ではＵ2 ＝Ｕ0 −Ｖとなり、上部よりも下部の圧力
が高くなり、下部から上部へ向く力ｆが作用する。図
６、図７は、具体例として図５（ａ）、図５（ｂ）の原
理を船舶に搭載した場合の説明図で、図７は、図６の断
面Ａ−Ａ’断面図である。
ギーが叫ばれ、風を利用するもの即ち帆船等が復活して
海上輸送に役だっている。このような風力を利用するも
のにも種々あるが、円柱状の構造物を船の上に垂直に立
ててこれを回転させ、マグナス効果により揚力を発生さ
せて推進力を得る方法がある。マグナス効果を利用した
推進装置については周知であるが、例えば、三菱重工業
株式会社出願の『風力利用推進装置』（公開実用 昭和
６３−１９５９９８）に開示されているように、以下の
ごとく実施される。図５（ａ）は円柱の断面を示したも
のであるが、ここに於いて、１１は円柱でａはこの円柱
の周りにおける空気の流れの状態を示し、いま図の左側
から一定速度、一定方向に流れているとする。このよう
な時、円柱の周辺の空気の流れは円柱の中心線に対し対
称な流れとなる。またこの時、この円柱には流れによる
力ｂが、空気の流れの進行方向と同一の方向に働く。こ
の力の中心は、円柱の中心を通る。ところが、この円柱
１を図５（ｂ）のｃのように矢印の方向に回転させる
と、この円柱１の周りの空気の流れがｄの様に変化す
る。即ち、この時の空気の流速をＵ0 、円柱の周速をＶ
とすれば、円筒表面近傍の流体の速度は、上部（図５
（ｂ）のＡ）ではＵ1 ＝Ｕ0 ＋Ｖ、下部（図５（ｂ）の
Ｂ）ではＵ2 ＝Ｕ0 −Ｖとなり、上部よりも下部の圧力
が高くなり、下部から上部へ向く力ｆが作用する。図
６、図７は、具体例として図５（ａ）、図５（ｂ）の原
理を船舶に搭載した場合の説明図で、図７は、図６の断
面Ａ−Ａ’断面図である。
【０００３】図６で、１１が回転円筒、１２は円筒１１
を垂直に保持する軸、１３ａ、１３ｂは円筒１１が軸１
２の周りに回転するためのスリーブで、１４ａ，１４ｂ
を介して円筒１１と一体に運動するように結合されてい
る。１４ａ，１４ｂはスリーブ１３と円筒１１を結合す
るフレームであり、１５はスリーブ１３ｂに取り付けら
れた歯車で、駆動モーター１７に直結された歯車１６と
かみ合っている。従って、駆動モーター１７が回転する
と歯車１６により歯車１５が駆動され、これと一体結合
された円筒１１を回転運動させることができる。図６で
は円筒１１に回転運動を与える方法として、歯車１５，
１６を介したモーター駆動方式を例示したが、別の方法
でも良い。また、図６の１８は船舶の断面をしめす簡略
図で、これに回転円筒１１から駆動モーター１７までの
一連の装置を設置した例である。この図で、図の左方向
から風速Ｕ0 の風が吹くとき、円筒１１を周速Ｖで回転
させると図５（ｂ）に示したように、風の吹く方向と垂
直方向に推力Ｔが作用し、船体１８を動かすことができ
る。
を垂直に保持する軸、１３ａ、１３ｂは円筒１１が軸１
２の周りに回転するためのスリーブで、１４ａ，１４ｂ
を介して円筒１１と一体に運動するように結合されてい
る。１４ａ，１４ｂはスリーブ１３と円筒１１を結合す
るフレームであり、１５はスリーブ１３ｂに取り付けら
れた歯車で、駆動モーター１７に直結された歯車１６と
かみ合っている。従って、駆動モーター１７が回転する
と歯車１６により歯車１５が駆動され、これと一体結合
された円筒１１を回転運動させることができる。図６で
は円筒１１に回転運動を与える方法として、歯車１５，
１６を介したモーター駆動方式を例示したが、別の方法
でも良い。また、図６の１８は船舶の断面をしめす簡略
図で、これに回転円筒１１から駆動モーター１７までの
一連の装置を設置した例である。この図で、図の左方向
から風速Ｕ0 の風が吹くとき、円筒１１を周速Ｖで回転
させると図５（ｂ）に示したように、風の吹く方向と垂
直方向に推力Ｔが作用し、船体１８を動かすことができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、この
ような装置は逆に円柱状の構造物を回転せしめるための
装置が大きくなってしまい、期待どおりの省エネルギー
効果を得られないことがある。前記の装置により発生す
る推力Ｔは、風速Ｕ0 と円筒の周速Ｖとの相対速度によ
り発生するために円筒に回転運動を与えねばならず、図
６の例ではこの回転運動を駆動モーターに全面的に依存
している。従って、円筒に回転運動を与えるためにかな
りの動力を必要とする。また、風向風速が突然変化した
ときには、駆動モーターを停止させたり逆転させるなど
の制御が必要であり、駆動モーターに極端に大きな負荷
をかけるばかりでなく危険でもある。
ような装置は逆に円柱状の構造物を回転せしめるための
装置が大きくなってしまい、期待どおりの省エネルギー
効果を得られないことがある。前記の装置により発生す
る推力Ｔは、風速Ｕ0 と円筒の周速Ｖとの相対速度によ
り発生するために円筒に回転運動を与えねばならず、図
６の例ではこの回転運動を駆動モーターに全面的に依存
している。従って、円筒に回転運動を与えるためにかな
りの動力を必要とする。また、風向風速が突然変化した
ときには、駆動モーターを停止させたり逆転させるなど
の制御が必要であり、駆動モーターに極端に大きな負荷
をかけるばかりでなく危険でもある。
【０００５】本発明は、上記欠点を解消せんがためのも
のであり、比較的動力の小さい簡易な方法で風向風速の
変化による揚力の制御を行い、かつ安全性を向上させる
揚力発生装置を提供することを目的とする。
のであり、比較的動力の小さい簡易な方法で風向風速の
変化による揚力の制御を行い、かつ安全性を向上させる
揚力発生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】このため本発明の揚力
発生装置は、円柱状構造物の周りに空気の出し入れが可
能な多数の穴を設け、ここより空気を出し入れするこ
と、即ち、空気の吹き出し速度、吸い込み速度を制御す
ることによって、円柱状構造物の周りの空気の流れを変
え、これに発生する揚力を制御できるようにした。
発生装置は、円柱状構造物の周りに空気の出し入れが可
能な多数の穴を設け、ここより空気を出し入れするこ
と、即ち、空気の吹き出し速度、吸い込み速度を制御す
ることによって、円柱状構造物の周りの空気の流れを変
え、これに発生する揚力を制御できるようにした。
【０００７】
【作用】上記構成において、揚力発生装置である円柱状
構造物の外壁の穴から出入りする空気の速度を制御する
ことにより、発生する揚力の方向や大きさが変化する。
構造物の外壁の穴から出入りする空気の速度を制御する
ことにより、発生する揚力の方向や大きさが変化する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例としての揚力発生装置
を図により説明する。図１、図２、図３、図４は本考案
の装置を説明する図である。本考案では図１のように円
柱１の外側に沿って、図のような吹き出し口２及び２’
を円柱の軸方向と円周方向に多数設ける。この空気の出
入り口はパイプ３及び３’と直結されており、このパイ
プ３及び３’はそれぞれポンプ４、４’につながってい
る。６はこれらの構成物全体を支える支柱である。但
し、図１では図面の煩雑さを避けるために空気の出入り
口はパイプ３、３’で一部分だけ連結してあるが実際は
すべての出入口２、２’とパイプ３、３’がそれぞれ直
結してある。
を図により説明する。図１、図２、図３、図４は本考案
の装置を説明する図である。本考案では図１のように円
柱１の外側に沿って、図のような吹き出し口２及び２’
を円柱の軸方向と円周方向に多数設ける。この空気の出
入り口はパイプ３及び３’と直結されており、このパイ
プ３及び３’はそれぞれポンプ４、４’につながってい
る。６はこれらの構成物全体を支える支柱である。但
し、図１では図面の煩雑さを避けるために空気の出入り
口はパイプ３、３’で一部分だけ連結してあるが実際は
すべての出入口２、２’とパイプ３、３’がそれぞれ直
結してある。
【０００９】図３は図１のＡ−Ａ’における断面図であ
る。ここでも図面を簡略化して円柱と空気の出入口のみ
示してある。図３での吹き出し口２からｇの様に空気を
吹き出すと、円柱周りの空気の流れはｈの様になり、図
５（ａ）、図５（ｂ）で説明したのと同様の効果が得ら
れる。即ちこのとき発生する力は風に対する抵抗力ｉ
と、これに直角な方向に働く揚力ｊである。逆に空気を
２’の口からｇ’のように吹き出しても同様であり、こ
の時には揚力が前者の場合とは反対にｊ’の方向に働
く。また空気を吹き出さずに、図４（ａ）や図４（ｂ）
で２や２’から空気を吸い込んでも同じことである。但
し、このとき揚力の発生する方向は吹き出すときの場合
の逆の向きとなる。また、場合によってはこれら、空気
の吹き出しと吸い込みを組合せても良い。そしてこのよ
うな空気を吹き出したり、吸いこんだりする場合、その
ための装置は比較的簡単なものとなる。
る。ここでも図面を簡略化して円柱と空気の出入口のみ
示してある。図３での吹き出し口２からｇの様に空気を
吹き出すと、円柱周りの空気の流れはｈの様になり、図
５（ａ）、図５（ｂ）で説明したのと同様の効果が得ら
れる。即ちこのとき発生する力は風に対する抵抗力ｉ
と、これに直角な方向に働く揚力ｊである。逆に空気を
２’の口からｇ’のように吹き出しても同様であり、こ
の時には揚力が前者の場合とは反対にｊ’の方向に働
く。また空気を吹き出さずに、図４（ａ）や図４（ｂ）
で２や２’から空気を吸い込んでも同じことである。但
し、このとき揚力の発生する方向は吹き出すときの場合
の逆の向きとなる。また、場合によってはこれら、空気
の吹き出しと吸い込みを組合せても良い。そしてこのよ
うな空気を吹き出したり、吸いこんだりする場合、その
ための装置は比較的簡単なものとなる。
【００１０】図１で説明すると、その時吹いている風の
強さと方向により揚力をどちらの方向に発生させるか、
即ち、空気の流れを時計まわり（右まわり）にするか、
反時計まわり（左まわり）にするか、また、揚力をどの
程度の強さにするかによってポンプ４を運転するか、ポ
ンプ４’を運転するか、また、どのぐらいの負荷で運転
するかを決定し運転をする。
強さと方向により揚力をどちらの方向に発生させるか、
即ち、空気の流れを時計まわり（右まわり）にするか、
反時計まわり（左まわり）にするか、また、揚力をどの
程度の強さにするかによってポンプ４を運転するか、ポ
ンプ４’を運転するか、また、どのぐらいの負荷で運転
するかを決定し運転をする。
【００１１】発明者の室内における実験によれば、本発
明による省エネルギー効果は、従来の方法に比べ、最高
約５パーセント近く（即ち従来の方法によるものに比
し、９５パーセントの動力によって同一の揚力を発生さ
せることができる）にのぼることが確認された。また図
２は、本発明の装置を一般の船舶に応用した場合の構成
図である。本発明の装置１は、船舶５と支柱６を介して
結合している。この場合、紙面に垂直方向に吹いている
風に対し、揚力が向かって右側に発生するようにそれぞ
れポンプを働かせることになる。
明による省エネルギー効果は、従来の方法に比べ、最高
約５パーセント近く（即ち従来の方法によるものに比
し、９５パーセントの動力によって同一の揚力を発生さ
せることができる）にのぼることが確認された。また図
２は、本発明の装置を一般の船舶に応用した場合の構成
図である。本発明の装置１は、船舶５と支柱６を介して
結合している。この場合、紙面に垂直方向に吹いている
風に対し、揚力が向かって右側に発生するようにそれぞ
れポンプを働かせることになる。
【００１２】
【発明の効果】従って、本発明の装置を使用する場合、
従来のもののような可動部分が少なくて済み、円柱を回
転させるものに比較し、その省エネルギー効果は大きい
ものとなる。また、風速風向が急に変化してもポンプの
負荷を制御することによってその揚力を簡単に制御する
ことができ安全性も高い。さらに、これは円柱のみなら
ず断面形状が円形に近い柱状構造物にも適用可能であ
り、流体は、空気のみならず、水であっても同様に機能
させることが可能である。よって本発明の装置によって
エネルギーの有効利用が可能であり、またより安全な揚
力発生装置を提供することが可能となり、産業上有益で
ある。
従来のもののような可動部分が少なくて済み、円柱を回
転させるものに比較し、その省エネルギー効果は大きい
ものとなる。また、風速風向が急に変化してもポンプの
負荷を制御することによってその揚力を簡単に制御する
ことができ安全性も高い。さらに、これは円柱のみなら
ず断面形状が円形に近い柱状構造物にも適用可能であ
り、流体は、空気のみならず、水であっても同様に機能
させることが可能である。よって本発明の装置によって
エネルギーの有効利用が可能であり、またより安全な揚
力発生装置を提供することが可能となり、産業上有益で
ある。
【図１】 本発明の全体構成図。
【図２】 本発明の装置を船舶に適用したときの説明図
【図３】 図１のＡ−Ａ’断面図
【図４】 空気の出入口付近の空気の流れの説明図
【図５】 マグナス効果の説明図
【図６】 従来の装置の具体例
【図７】 回転円筒１１のＡ−Ａ’断面図
１ 円柱 ２，２’ 空気の出入口 ３，３’ パイプ ４，４’ ポンプ ５ 船舶 ６ 支柱 11 回転円筒 12 回転軸 13ａ,13ｂ スリーブ 14ａ,14ｂ フレーム 15,16 歯車 17 駆動モーター 18 船舶 ａ 空気の流れ ｂ 抵抗力 ｃ 回転方向 ｄ 空気の流れ ｅ 抵抗力 ｆ 揚力 ｇ、ｇ’ 空気の吹き出し ｈ 空気の流れ ｉ 抵抗力 ｊ、ｊ’ 揚力
Claims (1)
- 【請求項１】 その外側に多数の穴を設けた円柱状の構
造物もしくは断面形状が円形に近い柱状の構造物の該穴
より出入りする空気や水等の流体の吹き出し速度および
／または吸入速度を制御することによって、前記構造物
の周りに発生する揚力の大きさを変えることを特徴とす
る揚力発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040701A JPH05213271A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 揚力発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040701A JPH05213271A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 揚力発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05213271A true JPH05213271A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12587881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040701A Pending JPH05213271A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 揚力発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05213271A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543641A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | アロイス・ヴォベン | 船舶 |
| KR101233834B1 (ko) * | 2006-05-31 | 2013-02-15 | 워벤 알로이즈 | 매그너스 로터 |
| JP2013539727A (ja) * | 2010-09-16 | 2013-10-28 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー | マグヌスロータ及び力測定装置を備えた船舶 |
| US8950353B2 (en) | 2010-09-16 | 2015-02-10 | Wobben Properties Gmbh | Ship and gangway for the same |
| US9205903B2 (en) | 2010-04-06 | 2015-12-08 | Wobben Properties Gmbh | Ship with at least one sail rotor and adjustable panel at the bow |
| JP6307672B1 (ja) * | 2017-09-07 | 2018-04-04 | 鈴木 健一 | プラズマアクチュエータを備えた船舶用マグナス揚力発生装置 |
| EP4331971A1 (en) * | 2022-08-30 | 2024-03-06 | Stichting Bijlboegfonds | A vessel |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4040701A patent/JPH05213271A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8601964B2 (en) | 2005-06-17 | 2013-12-10 | Wobben Properties Gmbh | Ship |
| KR101042764B1 (ko) * | 2005-06-17 | 2011-06-20 | 워벤 알로이즈 | 매그너스 로터를 구비한 선박 |
| JP2011121586A (ja) * | 2005-06-17 | 2011-06-23 | Wobben Aloys | 船舶 |
| US8261681B2 (en) | 2005-06-17 | 2012-09-11 | Aloys Wobben | Ship |
| KR101238612B1 (ko) * | 2005-06-17 | 2013-02-28 | 워벤 알로이즈 | 매그너스 로터를 구비한 선박 |
| JP2008543641A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | アロイス・ヴォベン | 船舶 |
| KR101233834B1 (ko) * | 2006-05-31 | 2013-02-15 | 워벤 알로이즈 | 매그너스 로터 |
| US9205903B2 (en) | 2010-04-06 | 2015-12-08 | Wobben Properties Gmbh | Ship with at least one sail rotor and adjustable panel at the bow |
| US8950353B2 (en) | 2010-09-16 | 2015-02-10 | Wobben Properties Gmbh | Ship and gangway for the same |
| JP2013539727A (ja) * | 2010-09-16 | 2013-10-28 | ヴォッベン プロパティーズ ゲーエムベーハー | マグヌスロータ及び力測定装置を備えた船舶 |
| US10156486B2 (en) | 2010-09-16 | 2018-12-18 | Wobben Properties Gmbh | Ship comprising a Magnus rotor and force-measuring device |
| JP6307672B1 (ja) * | 2017-09-07 | 2018-04-04 | 鈴木 健一 | プラズマアクチュエータを備えた船舶用マグナス揚力発生装置 |
| JP2019048612A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-28 | 鈴木 健一 | プラズマアクチュエータを備えた船舶用マグナス揚力発生装置 |
| EP4331971A1 (en) * | 2022-08-30 | 2024-03-06 | Stichting Bijlboegfonds | A vessel |
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