特表 2025-502769 翼帆及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-28

(54)【発明の名称】翼帆及び方法

(51)【国際特許分類】

   B63H 9/061 20200101AFI20250121BHJP

【ＦＩ】

B63H9/061

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539030

(86)(22)【出願日】2022-12-23

(85)【翻訳文提出日】2024-08-19

(86)【国際出願番号】 EP2022087721

(87)【国際公開番号】W WO2023126346

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】2119051.7

(32)【優先日】2021-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(31)【優先権主張番号】2209179.7

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524241671

【氏名又は名称】ジーティー グリーン テクノロジーズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧＴ ＧＲＥＥＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＬＩＭＩＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】Ｔｈｅ Ｓｐｉｎｅ， ２ Ｐａｄｄｉｎｇｔｏｎ Ｖｉｌｌａｇｅ， Ｌｉｖｅｒｐｏｏｌ， Ｌ７ ３ＦＡ， Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ

(74)【代理人】

【識別番号】110003074

【氏名又は名称】弁理士法人須磨特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】トンプソン ジョージ

(57)【要約】

翼帆の先頭に前縁を有し、前記前縁の後方に後縁を有する第１エアロフォイルと、前縁および後縁を有する第２エアロフォイルであって、前記第２エアロフォイルの前記前縁は、前記第２エアロフォイルの前記後縁よりも、前記第２エアロフォイルの断面幅が最大となる点に近い第２エアロフォイルを備え、前記翼帆は、前記第２エアロフォイルの前記前縁が前記第１エアロフォイルの前記後縁の後方に位置し得るように構成され、前記第１エアロフォイルは、吸気口と、排気口、及び、前記吸気口と前記排気口を接続する前記第１エアロフォイル内部の流路を備え、前記吸気口からの気流は、前記流路によって前記排気口に導かれる、ことを特徴とする翼帆。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

翼帆であって、
前記翼帆の先頭に前縁を有し、前記前縁の後方に後縁を有する第１エアロフォイルと、
前縁及び後縁を有する第２エアロフォイルであって、前記第２エアロフォイルの前記前縁は、前記第２エアロフォイルの前記後縁よりも、前記第２エアロフォイルの断面幅が最大となる点に近い第２エアロフォイルと、
を備え、
前記翼帆は、前記第２エアロフォイルの前記前縁が前記第１エアロフォイルの前記後縁の後方に位置し得るように構成されており、
さらに、前記第１エアロフォイルは、
吸気口と、
排気口、
及び、前記吸気口と前記排気口を接続する前記第１エアロフォイル内部の流路を備え、
前記吸気口からの気流は、前記流路によって前記排気口に導かれる、
ことを特徴とする翼帆。

【請求項2】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む第１の部分を有し、前記第１の部分は丸みを帯びている、請求項１に記載の翼帆。

【請求項3】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの翼弦線に対して対称である、請求項１又は２に記載の翼帆。

【請求項4】

前記排気口からの前記気流が、前記排気口から出て前記第２エアロフォイルの前記前縁に向かって導かれる、先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項5】

前記排気口が前記第１エアロフォイルの前記後縁に位置する、先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項6】

前記吸気口が、前記第１エアロフォイルの左舷側に位置する左舷吸気口と、前記第１エアロフォイルの右舷側に位置する右舷吸気口を備え、
前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記左舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記右舷吸気口を通るように導かれないように構成されており、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記右舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記左舷吸気口を通るように導かれないように構成されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項7】

前記翼帆が右舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの左舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して右舷方向に回転させ、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの右舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して左舷方向に回転させるように構成されている、
請求項６に記載の翼帆。

【請求項8】

前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記左舷吸気口に空気を引き込み、前記右舷吸気口に空気を引き込まないように、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記右舷吸気口に空気を引き込み、且つ、前記左舷吸気口に空気を引き込まないように構成されている、
請求項６又は７に記載の翼帆。

【請求項9】

前記第１エアロフォイル内に圧力差発生器を備え、
前記圧力差発生器は、前記第１エアロフォイル内に負の内圧を発生させるように構成されており、
前記負の内圧によって、前記吸気口を通して装置本体内に空気が引き込まれる、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項10】

前記圧力差発生器が、
モータにより駆動される１つ以上のファン、又は、
モータにより駆動され、１つのファンシャフトによって連結された一連のファン
を備える、
請求項９に記載の翼帆。

【請求項11】

前記流路が前記圧力差発生器及び換気口を備える、
請求項９又は１０に記載の翼帆。

【請求項12】

前記流路は、前記第１エアロフォイルの翼幅に沿った最初の位置にある前記吸気口からの流れを導き、当該流れを前記排気口へ導くように構成されており、
前記第１エアロフォイルの前記翼幅は、前記第１エアロフォイルの基部から前記第１エアロフォイルの先端までの距離である、先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項13】

１つ以上の翼帆モジュールを備え、
前記翼帆モジュールは、垂直方向に互いに積み重ねられるように構成されており、
垂直方向に積み重ねられる各モジュールは、吸気口、排気口、圧力差発生器、及び、換気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項14】

前記流路は内部整流器を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項15】

前記第２エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルに対して最大回転位置まで回転して前記翼帆の全翼幅を最小化し、
前記翼帆は、前記翼帆の基部で折り畳まれて収納配置を形成する、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項16】

前記収納配置において、前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルを覆うための保護ケーシングを備え、
前記保護ケーシングは、前記翼帆の上昇及び／又は下降を許容し、及び、前記翼帆が下降し、前記収納配置にあるときに、折り畳み、回転、軌道に沿った転動のうちの少なくとも１つを実行することによって、前記翼帆を覆うことを可能とする、
請求項１５に記載の翼帆。

【請求項17】

前記吸気口を開閉する、又は、ある吸気口から次の吸気口へ気流を導くための制御ソフトウェア；及び
前記吸気口を開閉するための機械制御システム；
のうちの少なくとも1つを備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項18】

前記第２エアロフォイルの動きに基づいて前記吸気口を開閉するように駆動される機械システムを備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項19】

前記第２エアロフォイルが少なくとも１つの吸気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項20】

前記第２エアロフォイルが少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項21】

前記第１エアロフォイルが複数の吸気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項22】

前記第１エアロフォイルが複数の排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項23】

前記第１エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第１エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に配置された少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項24】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第２エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に配置された少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項25】

各エアロフォイルの翼弦線が互いに実質的に垂直になるように、前記第１エアロフォイルに対して前記第２エアロフォイルを回転させ、その後、
両方のエアロフォイルを前記翼帆の前記基部から水平位置まで回転させることによって、前記翼帆が収納配置を形成するように構成されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項26】

前記翼帆は基部構造を備え、
前記基部構造は、プラットフォームを支える３つ以上の支柱を備え、
３つ以上の前記支柱のそれぞれは２メートルから４メートルの間の高さを有し、
前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルは、前記プラットフォームの上方に配置されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項27】

前記翼帆を昇降させるためのリニアアクチュエータを備え、前記リニアアクチュエータは前記プラットフォームの上方に配置されている、
請求項２６に記載の翼帆。

【請求項28】

前記第１エアロフォイル要素の前記吸気口が、前記第１エアロフォイル要素の翼弦長の前４分の１の範囲内に位置する、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、翼帆及び翼帆を操作するための方法に関する。より詳細には、本開示は、船艇用の翼帆に関する。いくつかの例では、船艇は、動力船艇を含み得る。

【背景技術】

【0002】

既知の翼帆には、１つのエアロフォイルで構成された翼帆が含まれる。複数のエアロフォイルを備える翼帆も知られている。翼帆は、例えば、物資の輸送時、運航中のエネルギー必要量を削減するために、海洋船舶に使用することができる。このエネルギー必要量の削減により、二酸化炭素排出量を削減することができる。

【発明の概要】

【0003】

第一の側面では、翼帆であって、
前記翼帆の先頭に前縁を有し、前記前縁の後方に後縁を有する第１エアロフォイルと、
前縁及び後縁を有する第２エアロフォイルであって、前記第２エアロフォイルの前記前縁は、前記第２エアロフォイルの前記後縁よりも、前記第２エアロフォイルの断面幅が最大となる点に近い第２エアロフォイルと、
を備え、
前記翼帆は、前記第２エアロフォイルの前記前縁が前記第１のエアロフォイルの前記後縁の後方に位置し得るように構成されており、
前記第１エアロフォイルは、吸気口と、排気口、及び、前記吸気口と前記排気口を接続する前記第１エアロフォイル内の流路を備え、
前記吸気口からの気流は、前記流路によって前記排気口に導かれる
ことを特徴とする翼帆が提供される。

【0004】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む第１の部分を有し、前記第１の部分は丸みを帯びている。

【0005】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの翼弦線に対して対称である。

【0006】

いくつかの例において、前記翼弦線は、前記前縁から前記後縁までの長手方向の軸を含んで構成される。

【0007】

いくつかの例において、前記排気口からの前記気流は、前記排気口から出て前記第２エアロフォイルの前記前縁に向かうように導かれる。

【0008】

いくつかの例において、前記排気口は、前記第１エアロフォイルの前記後縁に位置する。

【0009】

いくつかの例において、前記吸気口は、前記第１エアロフォイルの左舷側に位置する左舷吸気口と、前記第１エアロフォイルの右舷側に位置する右舷吸気口を備え、前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記左舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記右舷吸気口を通るように導かれないように構成されており、且つ、前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記右舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記左舷吸気口を通るように導かれないように構成されている。

【0010】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記翼帆が右舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの左舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して右舷方向に回転させ、且つ、前記翼帆が左舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの右舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して左舷方向に回転させる、ように構成されている。

【0011】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記左舷吸気口に空気を引き込み、前記右舷吸気口に空気を引き込まないように、且つ、前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記右舷吸気口に空気を引き込み、前記左舷吸気口に空気を引き込まないように、構成されている。

【0012】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記第１エアロフォイル内に圧力差発生器を備え、前記圧力差発生器は、前記第１エアロフォイル内に負の内圧を発生させるように構成されており、前記負の内圧によって、前記吸気口を通して装置本体内に空気が引き込まれる。

【0013】

いくつかの例において、前記圧力差発生器は、モータにより駆動される１つ以上のファン、又は、モータにより駆動され、１つのファンシャフトで連結された一連のファンを備える。

【0014】

いくつかの例において、前記流路は前記圧力差発生器と通気口を備える。

【0015】

いくつかの例において、前記流路は、前記第１エアロフォイルの翼幅に沿った最初の位置にある前記吸気口からの流れを導き、当該流れを前記排気口へ導くように構成されており、ここで、前記第１エアロフォイルの前記翼幅は、前記翼帆の基部から前記第１エアロフォイル先端までの距離である。

【0016】

いくつかの例において、前記翼帆は、１つ以上の翼帆モジュールを備え、前記翼帆モジュールは垂直方向に互いに積み重ねられるように構成されており、垂直方向に積み重ねられる各モジュールは吸気口、排気口、圧力差発生器、及び、通気口を備える。

【0017】

いくつかの例において、前記流路は内部整流器を備える。

【0018】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルに対して最大回転位置まで回転して前記翼帆の全翼幅を最小化し、ここで、前記翼帆は、前記翼帆の基部で折り畳まれて収納配置を形成する。

【0019】

いくつかの例において、前記翼帆の前記基部は、少なくとも１つの溶接された、又はシームレスの金属管から形成される。

【0020】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記収納配置において、前記第１エアロフォイル及び前記第２エアロフォイルを覆うための保護ケーシングを備え、前記保護ケーシングは、前記翼帆の上昇及び／又は下降を許容し、前記翼帆が下降し、前記収納配置にあるときに、折り畳み、回転、軌道に沿った転動のうち少なくとも１つを実行することによって、前記翼帆を覆うことを可能とする。

【0021】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記吸気口を開閉する、又は、ある吸気口から次の吸気口へ気流を導くための制御ソフトウェア；前記吸気口を開閉するための機械制御システムを備える。

【0022】

いくつかの例において、前記翼帆は前記第２エアロフォイルの動きに基づいて前記吸気口を開閉するように駆動される機械システムを備える。

【0023】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、少なくとも１つの吸気口を備える。

【0024】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、少なくとも１つの排気口を備える。

【0025】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイルは、複数の吸気口を備える。

【0026】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイルは、複数の排気口を備える。

【0027】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第１エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に位置する少なくとも１つの排気口を備える。

【0028】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第２エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に位置する少なくとも１つの排気口を備える。

【0029】

いくつかの例において、前記翼帆は、各エアロフォイルの翼弦線が互いに実質的に垂直になるように、前記第１エアロフォイルに対して前記第２エアロフォイルを回転させ、その後、前記エアロフォイルの両方を、前記翼帆の前記基部から水平位置まで回転させることによって、収納配置を形成するように構成されている。

【0030】

いくつかの例において、前記翼帆は基部構造を備え、前記基部構造はプラットフォームを支える３つ以上の支柱を備え、前記３つ以上の支柱のそれぞれは２メートルから４メートルの間の高さを有し、前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルは前記プラットフォームの上方に位置する。

【0031】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記翼帆を昇降させるためのリニアアクチュエータを備え、前記リニアアクチュエータは、前記プラットフォームの上方に位置する。

【0032】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素の前記吸気口は、前記第１エアロフォイル要素の翼弦長の前４分の１の範囲内に位置する。

【0033】

第二の側面では、
第１エアロフォイル要素と第２エアロフォイル要素を備える二要素の翼帆であって、前記第２エアロフォイル要素は、第１回転軸及び第２回転軸を中心として、前記第１エアロフォイル要素に対して回転するように構成されている翼帆が提供される。

【0034】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素は、前記第１エアロフォイル要素に対して１８０度を超える角度で回転することができる。

【0035】

いくつかの例において、前記第２要素の前記第１回転軸は、前記第１エアロフォイル要素内に位置し、前記第２回転軸は、前記第２エアロフォイル要素内に位置する。

【0036】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素は、前記第１エアロフォイル要素と前記第２エアロフォイル要素との間にスロットを有する反り形状を形成するように、前記第１エアロフォイル要素に対して回転するように構成されており、また、前記翼帆の全翼弦長と断面厚さを最小にするように前記第２エアロフォイル要素の向きが反転した、密集配置に折り畳まれるように構成されている。

【0037】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素は、１つ以上の独立して回転する連結部材を介して、前記第１エアロフォイル要素と連結されている。

【0038】

いくつかの例において、前記独立して回転する連結部材は、２つ以上の棒を備える。

【0039】

いくつかの例において、前記独立して回転する連結部材が備える前記棒は、各棒が他の棒から独立して回転できないように、ねじり桁によって連結されている。

【0040】

いくつかの例において、１つ以上の連結部材は、２つ以上の回転軸受を介して、第１要素に対して回転するように構成されており、好ましくは、前記２つ以上の回転軸受は自動調心軸受を備え、好ましくは、ここで、前記自動調心軸受は前記第１要素の構造に連結されている。

【0041】

いくつかの例において、第２要素は、２つ以上の軸受、好ましくは自動調心軸受、を中心として、１つ以上の連結部材に対して回転可能であり、前記軸受は好ましくは前記第２要素の構造に連結されている。

【0042】

いくつかの例において、１つ以上の連結部材は、前記第１要素に対して回転可能であり、第２エアロフォイル要素は、前記第１エアロフォイル要素及び１つ以上の連結部材の両方に対して回転可能である。

【0043】

いくつかの例において、１つ以上の連結部材は、第１要素に対して回転可能であり、且つ、リニアアクチュエータによって、好ましくは連結部材と第１エアロフォイル要素との間に回転可能に連結された油圧ラムによって、制御される。

【0044】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素は、前記第１エアロフォイル要素にも連結されている１つ以上の連結部材に回転可能に連結されており、ここで、任意の連結部材に対する第２エアロフォイル要素の回転は、前記第２エアロフォイル要素及び連結部材に対して回転可能に連結されたリニアアクチュエータ、好ましくは油圧ポンプ、によって制御されるか、若しくは、ロータリーアクチュエータによって制御されてもよい。

【0045】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素部分は、前記第２エアロフォイル要素部分よりも厚い。

【0046】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素は、前記第２エアロフォイル要素と同じ長さ、若しくは、前記第２エアロフォイル要素よりも短い。

【0047】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素の最大厚さ及び前記第２エアロフォイル要素の最大厚さは、その要素の翼弦長の前半分の範囲内にあり、ここで、それぞれのエアロフォイル部分の曲率は、その全長に沿って凸であり、いかなる変曲も含まない。

【0048】

いくつかの例において、連結部材は、該連結部材を第１エアロフォイル要素に連結している２つ以上の回転軸受を中心として回転可能である。好ましくは、先行する要素は、それぞれの連結棒の上方及び下方の両方に軸受を備え、好ましくは、これらの軸受は、各棒の間でねじり桁に固定されるべきである。

【0049】

いくつかの例において、第２要素は、ねじり桁又はねじり構造によって連結された頂部部分と基部部分を備えていてもよい。連結部材は、２つ以上の回転軸受によって、前記第２要素に固定されてもよく、２つ以上の前記回転軸受は好ましくは前記第２要素の前記ねじり桁に連結されてもよい。

【0050】

いくつかの例において、前記第１要素は先行する要素である。

【0051】

いくつかの例において、前記第２要素は後行する要素である。

【0052】

いくつかの例において、前記翼帆は二重ヒンジ機構を備えている。

【0053】

第三の側面では、二要素の翼帆の収納寸法を最小化する方法であって、第１要素を第２要素の上を１８０度回転させて折り畳む工程を含み、各要素はエアロフォイルを備える、ことを特徴とする方法が提供される。

【0054】

いくつかの例において、折り畳みは２つの回転軸にわたって起こる。

【0055】

いくつかの例において、第１回転軸は第１エアロフォイル要素の一部であり、第２回転軸は前記第２エアロフォイル要素の一部である。

【0056】

第四の側面によれば、
第１エアロフォイル要素、及び、
第２エアロフォイル要素
を備える翼帆であって、
前記第２エアロフォイル要素は、第１の位置から第２の位置へ、第１回転軸を中心として、前記第１エアロフォイル要素に対して回転するように構成されており、
前記第１の位置において、前記第１エアロフォイル要素は、前記第２エアロフォイル要素の前にあり、前記第１エアロフォイル要素の翼弦線は、前記第２エアロフォイル要素の翼弦線と整列し、且つ、平行であり、
前記第１の位置において、前記第１回転軸は、前記第２エアロフォイル要素の前、且つ、前記第１エアロフォイル要素の前縁の後ろに位置し、
前記第２エアロフォイル要素は、さらに、前記第２の位置から第３の位置へ、第２回転軸を中心として、前記第１エアロフォイル要素に対して回転するように構成され、
前記第１の位置において、前記第２回転軸は、前記第１エアロフォイル要素の後ろ、且つ、前記第２エアロフォイル要素の後縁の前に位置する、
ことを特徴とする翼帆が提供される。

【0057】

いくつかの例において、第４の位置において、前記第２エアロフォイル要素の翼弦線は、前記第１エアロフォイル要素の翼弦線に対して４５度の角度をなしており、
前記第２エアロフォイル要素は、
前記第１エアロフォイル要素に対して、第１の回転方向に、前記第４の位置から前記第１の位置へ回転し、
前記第１エアロフォイル要素に対して、前記第１の回転方向に、前記第１の位置から前記第２の位置へ回転し、且つ、
前記第１エアロフォイル要素に対して、前記第１の回転方向に、前記第２の位置から前記第３の位置へ回転し、ここで、前記第３の位置において、前記第２エアロフォイル要素の翼弦線は、前記第１エアロフォイル要素の翼弦線に対して約１８０度の角度をなす、
ように構成されており、
これにより、前記第２エアロフォイル要素の翼弦長は、前記第４の位置から前記第３の位置へ回転する間に、前記第１エアロフォイル要素に対して約２２５度回転するように構成されている。

【0058】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素が前記第１の位置にあるとき、前記第２エアロフォイル要素は、
前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に、前記第１の位置から前記第４の位置へ、前記第１回転軸を中心として回転し、
前記第１の回転方向に、前記第１の位置から前記第２の位置へ、前記第１回転軸を中心として回転し、ここで、前記第２の位置において、前記第２エアロフォイル要素の翼弦線は、前記第１エアロフォイルの翼弦線に対して約９０度の角度をなす、
ように構成されており、
これにより、前記第２エアロフォイル要素の翼弦長が、前記第４の位置から前記第２の位置への回転する間に、前記第１エアロフォイル要素に対して約１３５度回転するように構成されている。

【0059】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素が前記第１の位置から前記第１の回転方向又は前記第２の回転方向に回転したとき、前記第１エアロフォイル要素と前記第２エアロフォイル要素の間にスロットが形成され、前記スロットは、前記翼帆が風の流れにあたったときに、前記翼帆の圧力側から前記翼帆の吸引側へのエネルギーの流れを可能にする空洞を備える。

【0060】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素は、前記第２の回転軸を中心として、前記第１の回転方向に、前記第２の位置を越えて回転し、前記第２エアロフォイル要素を前記第３の位置に移動させるように構成されている。

【0061】

いくつかの例において、前記翼帆は、
前記第１エアロフォイル要素と前記第２エアロフォイル要素とを連結する第１のラムであって、前記第１のラムの作動範囲に応じて、前記第１の回転軸を中心とする前記第２エアロフォイル要素の回転を制限するように構成されているラムと、
前記第１のラムの作動範囲において、前記第２の回転軸を中心として、前記第２エアロフォイル要素を回転させるように構成された第２のラム及びロータリーアクチュエータのうちの少なくとも一方と、
を備える。

【0062】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素が前記第２の位置にあるとき、前記第１エアロフォイル要素の翼弦線と前記第２エアロフォイル要素の翼弦線はおおよそ垂直である。

【0063】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素が前記第３の位置にあるとき、前記翼帆の全翼弦長は最小化される。ここで、全翼弦長は前記翼帆の前縁から後縁までの翼弦長の長さで構成されており、前記翼帆の前記全翼弦長は、前記第１及び第２要素の翼弦長の合計である。

【0064】

いくつかの例において、前記翼帆は二重ヒンジ機構を備えており、前記二重ヒンジ機構は前記第１の回転軸と前記第２の回転軸を提供する。

【0065】

いくつかの例において、前記翼帆は前記第１エアロフォイル要素に連結された基部を備え、前記基部は前記翼帆を海洋船舶に連結するように構成されている。

【0066】

いくつかの例において、前記翼帆は、１つ以上の独立して回転する連結部材を介して前記第２エアロフォイル要素と前記第１エアロフォイル要素とを連結するための連結部材を備え、前記連結部材は、前記第１エアロフォイル要素と前記第２エアロフォイル要素とを連結する１つ以上の棒と、各棒が１つ以上の前記棒のいずれに対しても独立して回転できないように２つ以上の前記棒を連結するねじり桁とを備えている。

【0067】

いくつかの例において、前記連結部材は、２つ以上の回転軸受を中心として、前記第１エアロフォイル要素に対して回転するように構成されている。

【0068】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記棒のそれぞれを連結するように構成されたねじり桁を備え、２つ以上の前記棒のそれぞれについて、２つ以上の前記回転軸受のうちの１つは前記棒の上方でねじり桁に連結され、且つ、２つ以上の前記回転軸受のうちの１つは前記棒の下方でねじり桁に接続されている。

【0069】

いくつかの例において、第２要素は、２つ以上のさらなる軸受を中心として、前記連結部材に対して回転可能である。

【0070】

いくつかの例において、２つ以上の前記回転軸受、及び、２つ以上の前記さらなる軸受のうち少なくとも１つは自動調心軸受を備えている。

【0071】

いくつかの例において、前記連結部材は、前記第１エアロフォイル要素に対して回転可能であり、前記第２エアロフォイル要素は、前記第１エアロフォイル要素及び前記連結部材の両方に対して回転可能である。

【0072】

いくつかの例において、前記翼帆は、第１エアロフォイル要素に対する前記連結部材の回転を制御するための第１リニアアクチュエータを備える。

【0073】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記連結部材に対する前記第２エアロフォイル要素の回転を制御するための第２リニアアクチュエータを備える。

【0074】

いくつかの例において、前記第１リニアアクチュエータ及び前記第２リニアアクチュエータの少なくとも一方は、油圧ラムを含んで構成される。

【0075】

いくつかの例において、前記翼帆は、前記連結部材に対する前記第２エアロフォイル要素の回転を制御するための油圧モータを備える。

【0076】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素部分は、前記第２エアロフォイル要素部分よりも厚い。

【0077】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素は、前記第２エアロフォイル要素と同じ長さであるか、又は、前記第２エアロフォイル要素よりも短い。

【0078】

いくつかの例において、前記第１エアロフォイル要素の最大厚さは、前記第１エアロフォイル要素の翼弦長の前半分の範囲内にあり、前記第２エアロフォイル要素の最大厚さは、前記第２エアロフォイル要素の翼弦長の前半分の範囲内にある。

【0079】

いくつかの例において、各エアロフォイル要素の前記前縁の曲率は凸である。

【0080】

いくつかの例において、前記第１及び／又は第２エアロフォイル要素内の空洞に圧力が発生し、高圧気流は前記エアロフォイルの吸引側に導かれる。ここで、前記高圧気流は、それぞれのエアロフォイル要素内の１つ以上の流路に分配される。

【0081】

いくつかの例において、前記第２エアロフォイル要素の空洞内に吸引が発生し、前記要素の表面の吸気孔は、外部境界層から前記第２エアロフォイル要素の内部空洞に空気を吸引することを可能にする。

【0082】

第五の側面によれば、
第１の位置から第２の位置へ、第１の回転軸を中心として、第１エアロフォイル要素に対して第２エアロフォイル要素を回転させること、ここで、前記第１の位置において、前記第１エアロフォイル要素は、前記第２エアロフォイル要素の前方にあり、且つ、前記第１エアロフォイル要素の翼弦線は、前記第２エアロフォイル要素の翼弦線と整列し、且つ、平行であり、また、前記第１の位置において、前記第１の回転軸は、前記第２エアロフォイル要素の前方、且つ、前記第１エアロフォイル要素の前縁の後方に位置している；及び、
前記第２の位置から第３の位置へ、第２の回転軸を中心として、前記第１エアロフォイル要素に対して前記第２エアロフォイル要素を回転させること、ここで、前記第１の位置において、前記第２の回転軸は、前記第１エアロフォイル要素の後方、且つ、前記第２エアロフォイル要素の後縁の前に位置している；
を含む方法が提供される。

【0083】

第六の側面によれば、上述した第１から第４の側面のいずれか、またはそれらの例に係る翼帆を使用することを含む方法が提供される。

【0084】

第七の側面によれば、上述した第１から第４の側面のいずれか、またはそれらの例に係る翼帆を製造する方法が提供される。

【0085】

第八の側面によれば、風力推進システムのための基部構造が提供される。前記基部構造は、プラットフォームと、前記プラットフォームを支持する３本以上の支柱を備え、３本以上の前記支柱のそれぞれは２メートルから４メートルの間の高さを有し、前記風力推進システムは前記プラットフォームの上方に位置している。

【0086】

いくつかの例によれば、前記基部構造は、前記風力推進システムを昇降させるためのリニアアクチュエータを備え、前記リニアアクチュエータは前記プラットフォームの上方に位置している。

【図面の簡単な説明】

【0087】

【図1】翼帆の斜視図である。

【図2】翼帆の水平断面図である。

【図3】羽状配置にある翼帆の平面図である。

【図4】左舷タックで反り配置にある翼帆の平面図である。

【図5】右舷タックで反り配置にある翼帆の平面図である。

【図6】右舷タックで反り配置にある翼帆の内面図である。

【図7】左舷タックで反り配置にある翼帆の内面図である。

【図8】翼帆の垂直断面図である。

【図9】翼帆の垂直断面図である。

【図10】翼帆の垂直断面図である。

【図11】モジュール式翼帆の外観図である。

【図12】モジュール式翼帆の垂直断面である。

【図13】反り配置にある翼帆の平面図である。

【図14A】収納・保護配置にある翼帆の平面図である。

【図14B】収納・非保護配置にある翼帆の平面図である。

【図15】翼帆の左舷側の図である。

【図16】翼帆の右舷側の図である。

【図17】翼帆の回転点を示す翼帆の断面図である。

【図18】翼帆の３つの配置の断面図である。

【図19】左舷タックと右舷タック状態にある翼帆の断面図である。

【図20】翼帆頂部の拡大部分を示す図である。

【図21】翼帆基部の拡大部分を示す図である。

【図22】翼帆の５つの配置を示す図である。

【図23】翼帆の前縁要素と後縁要素を連結するために使用される、翼帆の連結部材を示す図である。

【図24】翼帆の直立配置と収納配置を示す図である。

【図25】空力フェアリングが取り外された翼帆を示す図である。

【図26】空力フェアリングが取り外された翼帆を示す図である。

【図27】前方のエアロフォイルに複数の排気口を有する翼帆を示す図である。

【図28】前方のエアロフォイルと後方のエアロフォイルに複数の排気口を有する翼帆を示す図である。

【図29a】直立配置の翼帆を示す図である。

【図29b】収納配置の翼帆を示す図である。

【図30】船に対して収納配置にある翼帆を示す図である。

【図31a】風力推進装置の基部構造を示す図である。

【図31b】風力推進装置の基部構造を示す図である。

【図31c】風力推進装置の基部構造を示す図である。

【図32a】吸引機構が組み込まれていない翼帆について、第１の迎角における翼帆の周りの気流を示す図である。

【図32b】吸引機構が組み込まれ、第１エアロフォイル要素の後方に吸気口を有する翼帆について、第１の迎角における翼帆の周りの気流を示す図である。

【図32c】吸引機構が組み込まれていない翼帆について、第２の迎角における翼帆の周りの気流を示す図である。

【図32d】吸引機構が組み込まれ、第１エアロフォイル要素の前方に吸気口を有する翼帆について、第２の迎角における翼帆の周りの気流を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0088】

いくつかの例に基づいて、翼帆と翼帆を操作する方法について説明する。前記翼帆は、船艇に使用され得る。船艇には、例えば、海洋船舶、ボート、船のうち少なくとも一つが含まれ得る。いくつかの例では、前記船艇は、動力船艇であり得る。いくつかの例では、前記船艇は、ばら積み貨物船やプロダクトタンカーのような商業用の船舶であり得る。

【0089】

いくつかの例では、翼帆は、船艇の表面、例えば、船艇の甲板の上に配置され得る。

【0090】

典型的な翼帆は硬くてもよい。前記翼帆は、海洋船舶（例えば、動力船艇や、船など）に取り付けられ得る。翼帆は、船舶（例えば、海洋船舶）に取り付けられる可変キャンバー空力構造であると考えられ得る。

【0091】

これらのユニットが取り付けられる典型的な海洋船舶の長さは、１５０ｍから３６０ｍであり得るが、より小さい又はより大きい船舶に取り付けられてもよい。いくつかの例では、前記翼帆は、船舶を前進させるために船舶に伝達される推力を発生させ、また、船舶のエンジンから生成されることが必要な推力を削減するために使用される。船舶の種類、航路、翼帆ユニットの数、その他の要因にもよるが、いくつかの例では、これにより、メインエンジンから生成されることが必要な動力を減らすことができ、燃料の消費量と炭素排出量を約２０～３０％削減することができる。

【0092】

本開示において説明されるいくつかの例示的な翼帆は、少なくとも２つの翼帆要素を備え得る。翼帆要素のそれぞれは、前縁及び後縁を備え得る。翼帆要素のそれぞれは、空気力学的形状（例えば、図１に示されるエアロフォイル要素１０３又はエアロフォイル要素１０５の形状に類似する形状）を有していてもよい。各翼帆要素が有する前記空気力学的形状は、気流が、それぞれの翼帆要素の表面を通過するときに揚力を発生させ得る。各翼帆要素はエアロフォイルを備え得る。

【0093】

いくつかの例において、各エアロフォイルの前縁は、前記エアロフォイルの最も幅が広い部分により近く、一方、各エアロフォイルの後縁は、前記エアロフォイルの最も幅が広い部分からより離れている。しかしながら、他の例の形状を前記エアロフォイルに使用してもよい。

【0094】

前記翼帆には、境界層流制御が組み込まれ得る。翼帆の境界層は、表面上を流れる空気の薄い層を含んでいると考えられ得る。いくつかの例によると、前記境界層における空気の流れは、前記翼帆上の気流のはく離を防ぎ、前記翼帆が失速する傾向を減らすように制御される。これにより、前記翼帆の達成可能な揚力を大きくすることができる。

【0095】

図１は、一例である翼帆１０１の斜視図を示す。翼帆１０１は、第１エアロフォイル１０３と第２エアロフォイル１０５を有する二要素の翼帆である。翼帆１０１の二要素のうち一つは第１エアロフォイル１０３であり、翼帆１０１の二要素のうち一つは第２エアロフォイル１０５である。第１エアロフォイル１０３は、前縁１０３ａ、後縁１０３ｂ、及び、最大断面幅を有する部分１０３ｃを含んで構成される。図１の例に示されるように、前縁１０３ａは、後縁１０３ｂよりも最大断面幅を有する部分１０３ｃにより近い。前縁１０３ａを含むエアロフォイル１０３の部分は丸みを帯びており、後縁１０３ｂを含むエアロフォイル１０３の部分は尖っている（又は、前記前縁の曲率の半径よりも小さい半径を有する丸みを帯びた形状であってもよい）。いくつかの例では、前縁１０３ａを含むエアロフォイル１０３の部分は、後縁１０３ｂを含むエアロフォイル１０３の部分よりも広い断面幅を有する。しかしながら、他の形状が第１エアロフォイル１０３に使用されてもよいことが想定される。

【0096】

第２エアロフォイル１０５は、前縁１０５ａ、後縁１０５ｂ、及び、最大断面幅を有する部分１０５ｃを含んで構成される。前縁１０５ａは、後縁１０５ｂよりも最大断面幅を有する部分１０５ｃにより近い。前縁１０５ａを含むエアロフォイル１０５の部分は丸みを帯びており、後縁１０５ｂを含むエアロフォイル１０５の部分は尖っている。しかしながら、他の形状が第１エアロフォイル１０３に使用されてもよいことが想定される。

【0097】

第２エアロフォイル１０５は、例えば、図１及び図２に示されるように、第２エアロフォイル１０５の翼弦線に対して対称であってもよい。

【0098】

第１エアロフォイル１０３は、例えば、図１及び図２に示されるように、第２エアロフォイル１０５の翼弦線に対して対称であってもよい。

【0099】

エアロフォイルの翼弦線は、当該エアロフォイルの前記前縁から前記後縁までの長手方向の軸と考えられ得る。

【0100】

前縁１０３ａは、翼帆１０１の名目上「先頭」にあると考えられ得る。後縁１０３ｂは、前縁１０３ａの後方にある。図１の羽状配置では、第２エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル１０３の後方にあり、第２エアロフォイル１０５の前縁１０５ａは第２エアロフォイル１０５の後縁１０５ｂの前方にある。

【0101】

エアロフォイル１０３及び１０５は、「ティアドロップ」形状を有するが、他の空気力学的形状が用いられてもよい。一般的に、エアロフォイル１０３又は１０５のようなエアロフォイルは、気流の方向には小さな抵抗（抗力）を示すのに対し、その上を流れる気流の方向に対して垂直な空気力学的作用（揚力）を生み出す任意の形状を有し得る。

【0102】

翼帆装置１０１は、見かけの風向きに対する迎角を変化させるために、その基部を中心として回転し得る。このようにして、翼帆装置１０１は、発生する揚力を最適化することができる。前記揚力は、翼帆１０１の両側の間に圧力差が生じることによって発生し、翼帆装置１０１の両側を流れる空気の速度差によって、高圧側と低圧側が形成される。見かけの風とは、移動する船艇が経験する風のことである。見かけの風は、船の前進運動により経験される風と卓越風との組合せである。この二つのベクトルが組み合わさって「見かけの風」が生成される。見かけの風は、船の前進運動により体験される風と卓越風とは異なる角度と風速を有し得る。

【0103】

第２エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル１０３に対して回転可能であり、これにより、装置１０１の反りを調整、反転させることができる。

【0104】

翼帆装置１０１が、左舷タックにあるとき（見かけの風が装置１０１の左舷側に当たっているとき）、第２エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル１０３に対して左舷側に回転され得る。

【0105】

翼帆装置１０１が、右舷タックにあるとき（見かけの風が装置１０１の右舷側に当たっているとき）、第２エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル１０３に対して右舷側に回転される。

【0106】

例えば、図４、図５、図６、図６、図７，図１３、図１４Ａ及び図１４Ｂに見られるように、第２エアロフォイル１０５が第１エアロフォイル１０３に対して回転されたとき、第１エアロフォイル１０３及び第２エアロフォイル１０５の翼弦線は平行ではない。これにより、翼帆装置１０３を反り配置とすることができる。これは、第１エアロフォイル１０３に対して、第２エアロフォイル１０５を回転させることによって達成することができる。

【0107】

装置１０１の反り配置においては、第１エアロフォイル１０３と第２エアロフォイル１０５との間にスロットが形成される。このスロットは、高圧の空気の流れが高圧側から低圧側の表面へと流れることを可能にする。これにより、第２エアロフォイルを流れる気流が再活性化され、気流を極端な迎角に付着した状態にとどめることを可能にし、翼帆の失速を回避することができ、より大きな揚力係数が達成される。

【0108】

いくつかの例では、翼帆１０１には圧力差発生器１１１を取り付けることができる（例えば図１に示されるように）。圧力差発生器１１１は、前記装置１０１の周りの気流を制御するために使用することができる。この制御された気流により、失速することなく、前記装置をより大きな迎角、及び、より大きなキャンバー角で使用することができ、これにより、翼帆１０１にとって達成可能な揚力係数を大幅に増大させることができる。いくつかの例では、圧力差発生器は、１つ以上の回転ブレード（例えば、ファンブレード）を備え得、前記回転ブレードはシャフトによって連結され得る。

【0109】

翼帆１０１の周りの気流を制御するために、吸気口１０７は、翼帆１０１の内部に空気を引き込む。翼帆１０１は、また、排気口１０９を備えていてもよい。いくつかの例では、例えば、図１及び図２に示されるように、排気口１０９は第１エアロフォイル１０３の後縁１０３ｂに位置していてもよい。しかしながら、他の例では、排気口１０９は、第１エアロフォイル１０３の他の位置に位置してもよいことが理解できるだろう。

【0110】

吸気口１０７において引き込まれた空気は、内部流路１１９を通って、エアロフォイル１０３の内部に導かれる。内部流路１１９は、吸気口１０７と排気口１０９とを接続する。排気口１０９は、エアロフォイル１０３から気流を放出する。この気流は集中された空気噴流を構成し得る。この気流は、第２エアロフォイル要素１０３の表面に向けられてもよい。図１及び図２の例では、気流は、第１エアロフォイル１０３の後縁１０３ｂにある排気口１０９から、エアロフォイル１０５の前縁１０５ａに向かって、及び、その上に放出され得る。

【0111】

圧力差発生器１１１には、１つ以上のモータによって動力が供給され得る。これらのモータは、例えば、油圧モータ又は電気モータを含んで構成され得る。作動すると、圧力差発生器１１１は、空気が吸い込まれるように流路１１９の吸気口１０７に低圧の領域を生成し、空気が排気口１０９から押し出されるように流路１１９の排気口１０９に高圧の領域を生成し得る。

【0112】

圧力差発生器１１１は、前記第１エアロフォイル内に負の内圧を生成するように構成され得る。ここで、前記負の内圧により、吸気口１０７を通して前記第１エアロフォイルの本体内に空気が引き込まれる。

【0113】

圧力差発生器１１１は、例えば、モータによって駆動されるファン、又は１つのファンシャフトによって連結され、モータによって駆動される一連のファンを含んで構成され得る。

【0114】

いくつかの例では、気流は第１エアロフォイル要素１０３の前縁にぶつかり、表面（両側）の周りを流れる。気流が低圧表面を通過するにつれて、層流境界層は乱流に遷移し始め、この時点で装置１０１の迎角が大きくなると、気流がはく離し、装置１０１は失速する。

【0115】

装置１０１がより高い迎角で動作できるように（及び、したがって、より大きな揚力を発生させることができるように）、いくつかの例では、前方のエアロフォイル１０３の表面上を通過する空気は、前方のエアロフォイル１０３の後端付近の位置で内部に吸い込まれる。これにより、乱流境界層の一部が除去され、より高い迎角に気流が付着した状態が維持されるため、装置１０１の生み出すことができる推力がより大きくなる。

【0116】

第２エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル１０３の後方に位置し、エアロフォイル１０５が反り配置になると、第１エアロフォイル１０３と第２エアロフォイル１０５との間にスロットが生じる。このスロットは、高圧側（図６において１１３、図７において１１５）から低圧側（図６において１１５、図７において１１３）への空気の高圧噴出を可能とし、気流が再びより高い迎角とキャンバー角に付着した状態を維持することを可能とする。これは、同様に、装置がより大きな推力を船舶へ生み出すことを意味している。

【0117】

排気口１０９は、前記スロットを通過する空気の高圧噴出をさらに強化し、これにより、翼帆１０１が失速する前に達成可能な迎角を最大化することを可能とし、また、抗力を低減しながらも生み出される推力を最大化することを可能とするために、第１エアロフォイル要素１０３の後縁に配置され得る。

【0118】

このように、第１エアロフォイル１０３に設けられた少なくとも１つの吸気口１０３と少なくとも１つの排気口１０９を使用することにより、失速することなく、装置１０１のより高い迎角を達成することができる。追加的に、又は代替的に、第１エアロフォイル１０３に対して第２エアロフォイル１０５を相対的に反らせることにより、失速することなく、装置１０１のより高い迎角を達成することができる。

【0119】

図２は、翼帆１０１の断面平面図である。図２に示されるように、吸気口１０７は、第１エアロフォイル１０３の両側１１３及び１１５（それぞれ左舷側１１３、及び、右舷側１１５）に設けられた２つの吸気口１０７ｓ及び１０７ｐを含んで構成されている。図２の例では、吸気口１０７は、第１エアロフォイル１０３の後縁１０３ｂの方に位置している。各吸気口１０７は、空気がエアロフォイル１０３に流入することを可能にする１つの垂直なストリップ（又は、複数の垂直なストリップ）を備えていてもよい。垂直なストリップは、空気の流入を可能にする装置に設けられた隙間を備えていてもよい。他の例では、吸気口は、空気が第１エアロフォイル１０３に流入することを可能にする切り開かれた開口部（例えば、円形の穴、又は、他の形状の穴など）、又は、他の多孔性材料を有する表面を備えていてもよい。切り開かれた形状、又は、多孔性材料を有するこの表面は、装置の空気力学的性質を最適化するために、翼帆に流入する空気の速度と体積を制御する。また、エアロフォイル１０３の内部に不要物が吸い込まれることを防ぐことができるという追加的な利点もある。

【0120】

吸気口１０７は、装置１０１の表面付近の不安定な流れを第１エアロフォイル１０３の本体内に引き込み、流れがより大きな迎角に付着した状態を維持することを可能とする。これにより、より大きな揚力係数が生み出される。

【0121】

図２の例では、エアロフォイル１０３の本体と圧力差発生器１１１との間に仕切り１１２が設けられている。このようにすることで、発生した気流は、装置の後縁１０３ｂの部分の内部気流に影響を与えるが、圧力差発生器１１１から発生した気流は、エアロフォイル１０３の本体内（すなわち、前縁１０３ａに位置する本体内）の内部気流に影響を与えることを防ぐことができる。

【0122】

図３から図７は、風１３０の影響下にある翼帆１０１の例を示している。この図には翼帆１０１が示されているが、同じ原理を翼帆４０１、６２１、または本開示で説明する他の翼帆に適用してもよい。

【0123】

風向１３０が翼帆１０１の前方のエアロフォイル１０３の前縁に直接向けられる場合（すなわち、風向が翼帆の左舷側１１３と右舷側１１５との間に向けられる場合）、翼帆１０１は羽状配置に配置されていてもよい。この配置では、エアロフォイル１０３とエアロフォイル１０５の翼弦線は互いに整列しており、且つ、平行である。

【0124】

図４は、翼帆１０１が左舷タックにある状態の例を示している。翼帆１０１が左舷タックで稼働しているとき、すなわち、見かけの風１３０が、翼帆１０１が取り付けられている船舶の左舷側を横切るとき、翼帆１０１の迎角は、見かけの風１３０が翼帆１０１の左舷前縁に導かれるように構成され得る。第２エアロフォイル１０５が第１エアロフォイル１０３に対して左舷側１１３に回転された左舷配置では、翼帆１０１は反った配置であり得る。左舷配置では、右舷吸気口１０７ｓは開いており、左舷吸気口１０７ｐは閉じている。第１エアロフォイル１０３の排気口１０９は、気流を第２エアロフォイル１０５の右舷前縁に導き、これにより、この点において気流を再活性化し、装置１０１の失速角を増大させる。

【0125】

図５は、翼帆１０１が右舷タックにある状態の例を示している。翼帆１０１が右舷タックで稼働しているとき、すなわち、見かけの風１３０が、翼帆１０１が設置されている船舶の右舷側を横切るとき、翼帆１０１の迎角は、見かけの風１３０が翼帆１０１の右舷前縁に導かれるように、構成され得る。第２エアロフォイル１０５が第１エアロフォイル１０３に対して右舷側に回転された左舷配置では、翼帆１０１は、反った配置であり得る。右舷配置では、右舷吸気口１０７ｓは閉じられ、左舷吸気口１０７ｐは開いている。第１エアロフォイル１０３の排気口１０９は、気流を第２エアロフォイル１０５の左舷前縁に導き、これにより、この点において気流を再活性化し、装置１０１の失速角を増大させる。

【0126】

図６は、左舷吸気口１０７ｐを開いたまま、右舷タック中に右舷吸気口１０７ｓを閉じる方法の例を示す。内壁１２９は、左舷吸気口１０７ｐが開かれたまま、右舷吸気口１０７ｓを閉じるように配置される。内壁１２９は、回転点１２７を中心に回転させることができる。この回転は、例えば電気モータや油圧モータなどのモータを用いて行うことができる。この回転は、翼帆１０１のコンピュータシステムによる翼帆１０１が左舷タックにあるか右舷タックにあるかの検出に基づいて、自動的に行われてもよい。いくつかの例では、この回転は、コンピュータシステムへのユーザー入力に基づいて行われてもよい。他の例では、この回転は翼帆１０１のユーザーの手動操作に基づいて行われる。翼帆１０１が右舷タックで使用されているとき、翼帆１０１は左舷吸気口１０７ｐに空気を引き込み、右舷吸気口１０７ｓに空気を引き込まないようにしてもよい。

【0127】

図７は、左舷吸気口１０７ｐを閉じたまま、左舷タック中に右舷吸気口１０７ｓを開く方法の例を示す。翼帆１０１は、図６と図７に示される配置の間を遷移するように操作されてもよい。内壁１２９は、左舷吸気口１０７ｐが閉じたまま、左舷吸気口１０７ｓを閉じるように配置される。内壁１２９は回転点１２７を中心に回転させることができる。この回転は、例えば電気モータや油圧モータなどのモータを用いて行うことができる。この回転は、翼帆１０１のコンピュータシステムによる翼帆１０１が左舷タックにあるか右舷タックにあるかの検出に基づいて、自動的に行われてもよい。いくつかの例では、この回転は、コンピュータシステムへのユーザー入力に基づいて行われてもよい。他の例では、この回転は翼帆１０１のユーザーの手動操作に基づいて行われる。翼帆１０１が左舷タックで使用されているとき、翼帆１０１は左舷吸気口１０７ｐに空気を引き込まず、右舷吸気口１０７ｓに空気を引き込んでもよい。

【0128】

本開示で説明されるコンピュータシステムは、少なくとも１つのプロセッサと、関連するメモリを含んで構成されてもよい。コンピュータシステムは、翼帆１０１の少なくとも１つの吸気口を開閉するための制御ソフトウェアを実行するために使用され得る。

【0129】

図８は、エアロフォイル１０３とエアロフォイル１０５の翼弦線が整列し、且つ、平行である配置における、翼帆１０１の中心を通る断面を示している。図１０には、翼帆１０１の断面の側面図も示されている。図８及び図１０に見られるように、内部通気口１１９（流路）は吸気口１０７と排気口１０９とを接続している。図３の例では、前記排気口はエアロフォイル１０３の後縁に位置している。流路１１９は、翼帆１０１の翼幅に沿った最初の位置にある吸気口１０７からの流れを導き、当該流れを排気口１０９に導くように構成され得る。ここで、翼帆１０１の翼幅は、翼帆１０１の基部から翼帆１０１の先端までの距離である。

【0130】

通気口の容積は、吸気口１０７においてよりも排気口１０９において小さい。圧力差発生器１１１からの空気は、圧力差発生器１１１から排気口１０９に向かって内部通気口１１９の容積が減少することによって、排気口１０９へ移動するにしたがって集束される。これにより、第２エアロフォイルに向けて導かれる、より高濃度の活性化した流れが与えられる。空気は、第２エアロフォイル要素１０５の表面に向かって流れる集中した空気の流れとして、排気口１０９から放出される。いくつかの例では、第２エアロフォイル１０５は、反り配置にあってもよい。排気口１０９からの集中した気流は、境界層を再活性化し、空気の流れがより大きなキャンバー角と迎角に付着したまま維持されることを可能にし、これにより失速角を増大させ、また、翼帆１０１の達成可能な最大揚力係数を増大させる。

【0131】

図８、図９及び図１０の例では、吸気口１０７においてよりも排気口１０９において、翼帆１０１の垂直軸１３２に沿って流路が長くなるように、流路１１９は傾斜している。垂直軸１３２は図１０に示されている。図１１及び図１２を参照してさらに説明するように、この傾斜した流路の形状は、翼帆１０１のような翼帆モジュールを互いに積み重ねる場合に有用である。この例では、流路形状（１１７の形状）を有する翼帆モジュールを互いに積み重ねることができ、複数のモジュールを含んで構成されるより大きな翼帆が作られる。この場合、より高い位置にあるモジュール部分の吸気口から、圧力差発生器を介して、より低い位置にあるモジュール部分の排気口に気流が導かれる。しかしながら、他の結果を得るため、他の流路形状を使用することも可能である。例えば、排気口１０９においてよりも吸気口１０７において、翼帆１０１の垂直軸１３２に沿って流路が長くなるように、流路が傾斜している場合、気流は、より低い位置にあるモジュール部の吸気口から、圧力差発生器を介して、より高い位置にあるモジュール部の排気口に導かれる。さらに、傾斜のない（垂直軸１３２に沿って実質的に直線状の、又は直線状の）流路を使用して、気流を、あるモジュール部分の吸気口から、圧力差発生器を介して、同じモジュール部分の排気口に導くようにしてもよい。

【0132】

翼帆が単一のユニットで構成されている場合（例えば、図１の翼帆１０１）、上述した３つの流路形状のいずれもが使用され得る。いくつかの例では、内部気流が、ある高さにある吸気口から、圧力差発生器を介して、同じ高さにある排気口から出るように、傾斜のない流路を単一のユニットに使用してもよい。

【0133】

いくつかの例において、モジュール式の翼帆（例えば、翼帆６２１）は、外部ケースで覆われた２つ以上の内部モジュールで構成されていてもよい。

【0134】

いくつかの例において、翼帆１０１は、長さ方向よりも高さ方向に大きい１０１と同様の寸法を有していてもよい

【0135】

図９は、翼帆４０１の前方のエアロフォイルと後方のエアロフォイルの翼弦線が整列し、且つ、平行に並んだ配置における、翼帆４０１の例示的な部分の中心を通る断面を示す。翼帆４０１は、翼帆１０１と同様の構造を備えていてもよい。翼帆４０１は、さらに、翼帆４０１の前記前方のエアロフォイルの排気口４０５に配置された少なくとも１つの気流整流器４２５を含み、制御された形で気流が排気口から出ることを可能とし、制御された気流の空気力学的利点を最大化する。追加的に、又は、代替的に、少なくとも１つの気流整流器を前記前方のエアロフォイルの吸気口に配置してもよい。さらに、翼帆４０１の前記前方のエアロフォイルの吸気口、又は、排気口に配置された少なくとも１つの気流整流器の代わりに、又は、それに追加して、少なくとも１つの気流整流器を翼帆４０１の前記吸気口と排気口の間に配置してもよい。気流整流器は、吸気口、排気口、又は吸気口と排気口を接続する流路に沿って配置された少なくとも１つの壁を備えていてもよい。

【0136】

図１１に示すように、いくつかの例では、翼帆モジュール６０１ａ、及び、６０１ｘなどの翼帆モジュールは、互いに重ねられて、翼帆６２１を形成してもよい。各翼帆モジュール６０１ａ、６０１ｘ等は、翼帆１０１、翼帆４０１又は上述した他の翼帆と同様の構造を備えていてもよい。

【0137】

各翼帆モジュール６０１は、吸気口６０７と、排気口と、圧力差発生器を備えていてもよい。各翼帆モジュール６０１は、互いに積み重ねられるように構成されていてもよい。

【0138】

図１１は、翼帆モジュール６０１ａ及び６０１ｘを備える翼帆６２１の外観図である。いくつかの例では、図１１に示されるように、さらなるモジュールが含まれていてもよい。図１２は、翼帆モジュール６０１ａ及び６０１ｘを含んで構成される翼帆６２１の内部断面を示している。

【0139】

翼帆６２１は、少なくとも２つの翼帆モジュール６０１ａ、及び、６０１ｘを備え、翼帆モジュール６０１ａ、及び、６０１ｘのそれぞれは、互いに整列した吸気口６０７ａ、及び、６０７ｘを備えている。翼帆モジュール６０１ａは、換気口６１９ａを備えている。翼帆モジュール６０１ｘは、換気口６１９ｘを備えている。翼帆６２１において、翼帆モジュール６０１ａ及び６０１ｘのそれぞれの換気口（換気口６１９ａ及び６１９ｘなど）は、圧力流発生器からの内部気流を各翼帆モジュール６０１ａ及び６０１ｘの排気口に導く。各翼帆モジュール（例えば、翼帆モジュール６０１ａ及び６０１ｘ）は、それ自身の圧力差発生器を備えていてもよい。各翼帆モジュールの換気口は、内部圧力差発生器からの内部気流を排気口に導いてもよい。

【0140】

翼帆６２１は、各翼帆モジュール６０１ａ、６０１ｘ等の前方のエアロフォイル（翼帆１０１のエアロフォイル１０３と同様）の後縁に少なくとも１つのファンを備えていてもよい。各ファンは、１つ以上の油圧モータ又は電気モータによって駆動されてもよい。各ファンは、各翼帆モジュールのシャフトモジュールによって構成される中央シャフトによって連結されてもよい。図１１の例では、翼帆モジュール６０１ａのシャフトモジュール６１７ａは、翼帆モジュール６０１ｘのシャフトモジュール６１７ｘに連結されている。

【0141】

翼帆モジュール６０１ｘは、翼帆６２１の頂部に位置している。翼帆モジュール６０１ａは、頂部の翼帆モジュール６０１ｘ以外の翼帆モジュールである。各モジュールの流路（例えば、流路６１７ｘ及び６１７ａ）は、各流路が、各翼帆モジュール６０７ａ及び６０７ｘの吸気口においてよりも各翼帆モジュールの排気口において、各翼帆モジュール６１７ａ及び６１７ｘの垂直軸（ここで、両軸は翼帆１０１の軸１３２と同様である）に沿って長くなるように傾斜している。各翼帆モジュールがこの流路形状を有するので、気流は、より高い方のモジュール部の吸気口から、圧力差発生器を介して、より低い方のモジュール部の排気口に流れる。例えば、吸気口６０７ｘからの気流は、翼帆モジュール６０１ｘの真下の翼帆モジュールの排気口に導かれる。翼帆モジュール６０１ａの真上の翼帆モジュールの吸気口からの気流は、翼帆モジュール６０１ａの排気口に導かれる。吸気口６０７ａからの気流は、翼帆モジュール６０１ａの真下にある翼帆モジュールの排気口に導かれる。翼帆モジュール６０１ｘは翼帆６２１の頂部にあるため、気流は翼帆モジュール６０１ｘの上方から吸い込まれ、翼帆モジュール６０１ｘの排気口に導かれる。

【0142】

図８、図９、及び、図１０に関連して上述したように、モジュール方式の翼帆のモジュール間に異なる気流を供給するために、他の流路形状を使用してもよい。例えば、排気口においてよりも吸気口において翼帆モジュールの垂直軸に沿って流路が長くなるように、流路が傾斜している場合、気流は、より下方のモジュール部の吸気口から、圧力差発生器を介して、より上方のモジュール部の排気口に導かれる。この場合、底部の翼帆モジュールは、モジュール方式の翼帆の下方から空気を吸い込むことになる。さらに、傾斜のない（翼帆モジュールの垂直軸に沿って実質的に直線状、又は、直線状の）流路は、気流を、モジュール部の吸気口から、圧力差発生器を介して、同じモジュール部の排気口に導くために使用され得る。

【0143】

本発明の別の実施形態では、翼帆は、前述した例に示されるような吸気口と、翼帆の基部又は頂部に排気口を備えていてもよい。ここで、空気は、翼帆の基部又は頂部の排気口に配置されたファンによって、吸気口に吸い込まれ、内部気流は、翼帆の翼幅にわたって上方又は下方に導かれる。

【0144】

本明細書で説明する翼帆装置は、１つ以上の内部構造部材を備えていてもよい。例えば、翼帆、又は、翼帆モジュールは、例えば、構造用のスチール製の主桁、アルミニウム製の主桁、複合材製の主桁のうちの少なくとも１つを備え得る。翼帆はまた、同様の材料で構成された横方向及び／又は縦方向の補強材を備えていてもよい。このような例では、外皮は、装置の外部の空気力学的形状を作り出してもよく、また、例えば、スチール、アルミニウム、複合材のうちの少なくとも１つで構成され得る。内部換気口（流路）は、例えば、スチール、アルミニウム、複合材のうちの少なくとも１つで構成されていてもよい。

【0145】

いくつかの例では、装置は、例えば、スチール、アルミニウム、複合材のうちの少なくとも1つで構成された、より厚い外皮を有するモノコック構造を有していてもよい。このモノコック構造は、装置の構造荷重の大部分を負担してもよい。

【0146】

この装置は、旋回ギア軸受、又は、ラック・ピニオンシステムを備える軸受のいずれかを使用して、見かけの風に対する迎角を回転させ得る。ここで、この軸受は翼帆の底部に連結され、翼帆をその基部（船舶に連結されている）に連結するようにしてもよい。この軸受は、すべてのシステムが故障した場合に、翼帆１０１が自然に風見鶏配置に傾くことができる位置で、第１エアロフォイル１０３の下に配置してもよい。自然な風見鶏配置では、翼帆１０１は、図３に示したのと同様の配置で、風の方向に傾き得る。

【0147】

上述の例では、前方のエアロフォイルの吸気口（右舷吸気口及び対応する左舷吸気口を含んで構成される）は１つのみ記載されている。さらなる例では、装置は、それぞれが前方のエアロフォイルに１つの右舷吸気口と１つの左舷吸気口を含んで構成される、複数の吸気口を備えていてもよい。

【0148】

上述の実施例では、前方のエアロフォイルの排気口は１つのみ記載されている。さらなる例では、装置は、前方のエアロフォイルに、複数の排気口を備えていてもよい。

【0149】

さらなる例では、翼帆は、第２エアロフォイルに少なくとも１つの吸気口を備えていてもよい。さらなる例では、翼帆は、第２エアロフォイルに少なくとも１つの排気口を備えていてもよい。

【0150】

いくつかの例において、翼帆１０１は、保護カバー１２３に収納、保護され得る。この過程を図１４Ａ及び図１４Ｂに示す。図１４Ａでは、翼帆１０１は収納配置にあり、保護カバー１２３によって保護されている。図１４Ｂでは、保護カバー１２３が開かれており、翼帆１０１を様々な方向に調整することができるようになっている。保護カバー１２３はスチール又は他の材料で構成されていてもよく、このカバーは、クレーンのつかみ、鉄鉱石などの落下物、又は翼を損傷する可能性のある他の衝撃を引き起こす状況から装置を保護するために、折り畳まれるか、又は、装置の上を覆うように回転させることができる。

【0151】

いくつかの例において、本開示に記載の翼帆は、基部プレートと端部プレートを備えていてもよい。これらのプレートは、揚力の発生の結果として渦離脱を低減することにより、装置の空気力学的性能を向上させ得る。

【0152】

いくつかの例において、本開示に記載の翼帆は、基部プレートと端部プレートを備えていてもよく、また、装置の翼幅に沿って囲いを備えていてもよく、これにより、装置の表面を横切る流れの誘導を補助し、渦離脱及び関連する損失を低減し得る。

【0153】

以下の２つのエアロフォイルで構成される二要素の翼帆について、図１５から図２６を参照して、以下、さらに詳細に説明する。２つのエアロフォイルを互いに相対的に移動させる方法について説明する。以下の図１５から図２６に関して説明されるエアロフォイルは、上述したように、気流を制御するための吸気口及び排気口を備えていてもよいことに留意されたい。以下の図１５から図２６に関して説明される特徴のいずれもが、例えば、翼帆１０１、４０１及び６２３などの上述の翼帆のいずれに組み込まれてもよい。

【0154】

図１５と図１６は翼帆1を示す。図１５は左舷側から見た図、図１６は右舷側から見た図である。翼帆７０１は、第１エアロフォイル要素７０３と第２エアロフォイル要素７０５から構成され、第１エアロフォイル要素７０３は先行する要素であり、第２エアロフォイル要素７０５は後行する要素である。第２エアロフォイル要素７０５は、第１エアロフォイル要素７０３に対して回転可能であり、（図１７に示すように）揚力を生み出すのに有利な反り形状を形成し得る。第２のエアロフォイル要素７０５が第１エアロフォイル要素７０３に対して回転したとき、第１エアロフォイル要素７０３と第２エアロフォイル要素７０５との間には「スロット」７０４が形成される。このスロット７０４は、圧力側からの高エネルギーの流れを吸引側に流すことを可能にし、また、その流れがより高い迎角で付着した状態を維持することを可能にする。これは揚力を生み出すために有利である。第２エアロフォイル要素７０５３は、第１エアロフォイル要素７０３と同じ翼弦長であってもよいが、場合によっては、より短くても、より長くてもよい。第１エアロフォイル要素７０３の厚さは、内部構造の断面二次モーメントを増加させ、装置の空気力学的性能を最適化するために、第２エアロフォイル要素７０５よりも厚くてもよい。第１エアロフォイル要素７０３及び第２エアロフォイル要素７０３を備えるエアロフォイル部の形状は、エアロフォイル部の前半分の範囲に最大厚さを有する。エアロフォイル要素７０３及び７０５を備える各エアロフォイル部の曲率は、各エアロフォイル部の全長に沿って凸であり、その曲率は各エアロフォイル部の全長に沿って正に保たれており、いかなる変曲も含まない。

【0155】

第１エアロフォイル要素７０３は、翼帆７０１の基部７０６に直接連結されている。基部７０６は、翼帆７０１を関連する海洋船舶に連結する。第２エアロフォイル要素７０５は、第１エアロフォイル要素７０５への連結を介して、翼帆７０１の基部７０６に連結される

【0156】

図１８には、翼帆７０１のいくつかの例示的な異なる配置を示す。図１８に示されるように、翼帆７０１は、両エアロフォイル要素７０３及び７０５の断面の中心線７５８が一直線に並んだ羽状配置７５５と、第２エアロフォイル要素７０５が第１エアロフォイル要素７０２に対して回転した反り配置７５６との間を遷移することが可能である。翼帆７０１はまた、第１エアロフォイル要素７０３及び第２エアロフォイル要素７０５が密集配置７５７を形成するように関節運動することが可能である。

【0157】

翼帆７０１は、その反りを両方向に反転させることができ、図１９に示されるように、翼帆がその右側と左側の両方から来る風の角度７６０で揚力７５９を生み出すことを可能にする。翼帆７０１はまた、迎角軸７４８を中心に基部７０６の周りを３６０度回転することができ、翼帆７０１の迎角を、海洋船舶に対する風向に応じて調整、最適化することができる。翼帆７０１の迎角と翼帆７０１の反りの両方を調整することにより、翼帆７０１の周りの空気力学的流れを最適化して、所望の大きさの推力を生み出すことができる。

【0158】

港湾作業中に生じる干渉を最小限としながら翼帆７０１を収納することを可能にするために、翼帆７０１は、海洋船舶の甲板上の収納状態における高さを最小化し、また、第１エアロフォイル要素７０３及び第２エアロフォイル要素７０５がいかなる突出もしないようにすることができる。これをするために、翼帆７０１は、図１８の配置７５７に示されるような密集配置を形成し、垂直位置から水平位置に折り畳まれ、翼帆７０１の全高を最小にする。このプロセスについて、以下の段落で説明する。

【0159】

翼帆７０１が、その反りを調整すること、及び、図１８の配置７５７に示されるような密集配置に折り畳まれることの両方を可能にするために、第２エアロフォイル要素７０５は、少なくとも１つの垂直軸を中心として、第１エアロフォイル要素７０３に対して回転可能である。いくつかの例において、少なくとも１つの前記垂直軸は、２つの垂直軸を備え得る。少なくとも１つのリニアアクチュエータ（好ましくは、油圧ラム）は、第１及び第２エアロフォイル要素に連結し得る

【0160】

いくつかの例によれば、第１エアロフォイル要素７０３に対する第２エアロフォイル要素７０５の回転のための第１軸７６２は、第１エアロフォイル要素７０３内に位置していてもよく、第１エアロフォイル要素７０３に対する第２エアロフォイル要素７０５の回転のための第２軸７６３は、第２エアロフォイル要素７０５内に位置していてもよい。翼帆の基部に対する第１エアロフォイル要素７０３の回転のために、軸７９８が設けられてもよい。第１エアロフォイル要素７０３と第２エアロフォイル要素７０５を連結し、２つの回転軸を作り出すために、これら２つのエアロフォイル要素は、中間連結部材７７１によって連結されていてもよい。中間連結部材７７１は、該連結部材を第１エアロフォイル要素７０２及び第２エアロフォイル要素７０５に自由に連結するために、球面軸受又はローラーベアリング、又は他の形状の機械的軸受もしくは回転ジョイントを収容していてもよい。連結部材７７０は、頂部バー７７２及び底部バー７７３を備えていてもよく、頂部バー７７２及び底部バー７７３はねじり構造部材７７４によって連結されてもよく、これにより、頂部バー及び底部バーを整列させ、翼の先端と基部との間のあらゆるねじりモーメントに抵抗するようにしてもよい。ねじり構造部材７７４は、ねじり桁を含んで構成されていてもよく、球状であってもよく、また、スチール、アルミニウム、または複合材で構成されていてもよい。翼の基部にある底部リニアアクチュエータ７６５（好ましくは油圧ラム）は、連結部材７７１（好ましくは底部バー７７３）、及び、第１エアロフォイル要素７０３の構造、好ましくは第１要素の基部構造７８４の両方に連結し、両部材の相対運動を制御する。同様にして、翼帆７０１は、連結部材７７１の頂部バー７７２と第１エアロフォイル要素７０３の構造とを連結する頂部リニアアクチュエータ７６４（好ましくは油圧ラム）を備えていてもよく、また、第１要素の端部構造７８３に連結されていてもよい。リニアアクチュエータ７６４及び７６５の翼帆７０１への連結は、翼帆７０１の各部分に固定された2つの腕部材の間に固定されたピンに取り付けられ、前記連結が角度の変化に伴って自由に回転できるようにしてもよい。頂部リニアアクチュエータ７６４及び底部リニアアクチュエータ７６５は、好ましくは、第１エアロフォイル要素７０３に対する連結部材７７１の回転を駆動するために使用される。ラム７６４及び７６５と連結部材７７１との連結点は、頂部バー及び底部バーの両方にあってもよく、その連結は、連結部材７７１に対して回転できることが好ましい。連結部材は、頂部バー７７２及び底部バー７７３に加えて、これらの２つのバーの間に間隔をあけて配置された他の連結バーを備えていてもよく、これらの連結バーもねじり構造に固定されていてもよい。これらの連結バーはまた、第１エアロフォイル要素７０３を第２エアロフォイル要素７０５に連結し、２つの垂直軸によって互いの間の回転可能とする回転軸受を備えていてもよい。第１軸７６２は、垂直軸、好ましくは第１エアロフォイル要素７０３内の垂直軸であり、第１エアロフォイル要素７０３を連結部材７７１に連結するそれぞれの軸受の中心を通っていることが好ましい。第２軸７６３は、垂直軸、好ましくは第２エアロフォイル要素７０５内の垂直軸であり、第２エアロフォイル要素７０５を連結部材７７１に連結するそれぞれの軸受の中心を通っていることが好ましい。

【0161】

いくつかの例による翼帆７０１の全範囲の動きを図２２に示す。翼帆７０１の反りを調整、反転させるために、第２エアロフォイル要素は第１軸７６２を中心に回転され、翼を積極的に整え、空気力学的な流れを最適化するために必要な範囲の動きを完了する。この動きは、１つ以上のリニアアクチュエータ、好ましくは、図２０及び２１に示されるように、翼帆７０１の頂部７９１にある１つの頂部リニアアクチュエータ７６４及び翼帆７０１の底部７９２にある１つの底部リニアアクチュエータ７６５によって制御され得る。図２２に描かれているように、配置７６６は中立の「羽状」配置を示し、配置７６７は右舷側への最大の反り（典型的には中心から１０～２５度の範囲）を示し、配置７６８は左舷側への最大の反り（典型的には右舷側への最大の反り７６７と同じ範囲）を示す。

【0162】

翼帆７０１をその収納配置に折り畳むために、第２エアロフォイル要素７０５は、その第１軸７６２の周りを最大回転位置まで回転される。最大回転位置は、いくつかの例では、ラム（又は別のリニアアクチュエータ）の最小ストロークが達成される位置であってもよい。これは、配置７６９として示されている。第２エアロフォイル要素７０５は、次に、第１エアロフォイル要素７０５ ２に対して、その第２軸７６３を中心に約９０度回転して、密集配置７７０を形成する。この密集配置７７０は、第１エアロフォイル要素７０３と第２エアロフォイル要素７０５の両方を合計した長さ７９３と厚さ７９４を最小化することが好ましく、結果的に、第１エアロフォイル要素７０３に対する第２エアロフォイル要素７０５の向きが、羽状配置７６６とは逆になる。第１エアロフォイル要素７０３及び第２エアロフォイル要素７０５の中心線は、この配置において平行であるか又は約４０度までであり得、第２エアロフォイル要素７０５は、第１エアロフォイル要素７０３の長さ内に収まることが好ましい。第２軸７６３の周りのこの回転は、回転アクチュエータ又は連結部材７７１と第２エアロフォイル要素７０５との間に連結された二次的なラム構成によって制御されてもよく、好ましくは油圧式リニアラム又は油圧回転アクチュエータによって制御され得る。油圧式リニアラムが使用される場合、これは、第２エアロフォイル要素７０５が第１エアロフォイル要素７０３に対して１８０度より大きく回転することを可能にする一連の二重ラム構成が形成される。回転アクチュエータを使用した場合にも、同じ角度を達成し得る。

【0163】

第２エアロフォイル要素７０５を折り畳む一連の動作が完了すると（上述した、及び図２２で説明したように）、翼帆７０１は、港湾作業の準備のために甲板へ向かって折り畳まれる準備ができた状態になる。図２４に、このプロセスを示す。翼帆７０１の基部７０６は、ヒンジ構造を介して、基部構造７０６、好ましくは溶接されたプレートとフランジで構成されたスチール製の組み立て構造、に連結された旋回可能なプレート７７８に連結されている。このヒンジ構造は、翼帆７０１が水平軸７９５を中心に回転して、直立凝集配置７７５（直立）と収納配置７７６（水平）との間で遷移することを可能にする。油圧ケーブル及び他の低電圧電子ケーブルは、基部７６１の内側から旋回可能なプレート７７８の開口部を通って翼帆７０１内に通されてもよい。

【0164】

直立凝集配置７７５にある翼帆７０１は、２つのリニアアクチュエータ、好ましくは油圧ラム７７７によって、その収納配置７７６まで下降される。ここで、２つのリニアアクチュエータは翼帆７０１の重量の荷重を張力として受ける。１つの単一のラムが、翼帆７０１を昇降させることができ、これら２つのラムのうちの第２のラムは、１つの単一のラムへの荷重を軽減し、ラムの１つ又はそのシステムが故障した場合に備え、システムに冗長性を与える。同じプロセスを逆方向に繰り返すと、翼帆７０１はその収納配置からその直立・稼働配置に遷移する。

【0165】

その収納配置において、翼帆７０１は水平に配置されており、理想的には船舶の甲板に平行に配置される。翼帆７０１の先端は甲板の支持部によって支持され、固定ピンがこれを固定する。ばら積み貨物船では、翼の基部は、ハッチカバースライドの間のサイドデッキに取り付けられることが好ましく、ハッチカバーの上に収納配置となるように降下されることが好ましい。ハッチカバーは、収納された翼帆７０１の下をスライドさせることができ、港湾作業が中断されないようにする。翼帆７０１は、その下の通行を可能にするために、甲板から少なくとも２メートルは上に配置されることが好ましい。ばら積み設置及び甲板のスペースが制限される他の設置の場合には、ラムは、旋回可能なプレート７７８の下側に取り付けられてもよく、甲板内の空洞内に配置されてもよい。甲板のスペースが制限されていない場合、ラムは図２４に示すように甲板の上に配置され得る。

【0166】

いくつかの例において、翼帆７０１の構造は単純、且つ、頑丈であり、その単純さは、翼帆７０１の総コストを最小化し、その翼帆により節約される燃料によって、より短い期間で翼帆の「元を取る」ことを可能にする。図２５には、明確にするために取り外された、翼帆７０１の裸構造７７９と、第１エアロフォイル要素のフェアリング７８０及び第２エアロフォイル要素のフェアリング７８１とを示す。主構造は主桁７８２を備えていてもよく、主桁７８２は、第１要素の基部構造７８４及び第１要素の端部構造７８３に連結されてもよく、また、第１エアロフォイルの空力フェアリング７８０を支持するために多数の構造用リブ７９７に連結されていてもよい。本発明の別の実施形態では、主構造は構造リブ７９７を含まなくてもよい。主桁７８２は、第１エアロフォイル要素７０３及び第１要素の基部構造７８４の下に突出し、軸受構造７８５、好ましくは油圧駆動の旋回ギア軸受、の頂部に取り付けられ、翼帆７０１が基部及び船舶に対して約３６０度回転することを可能にする。荷重は、装置の回転に悪影響を与え得る局所的な応力の集中を最小化するために、軸受に均等に伝達、拡散され得る。これらの荷重は、好ましくは主桁７８２に溶接された、三角形のフランジと、次いで、軸受構造の頂部にボルト止めされたプレートを介して伝達され、広げられる。これらの三角形状のフランジは、スチール製のプレートで構成されていてもよい。主桁７８２及び軸受から荷重を伝達する他の方法も使用され得る。

【0167】

いくつかの例において、軸受構造７８５の下側は旋回可能なプレート７７８にボルト止めされており、旋回可能なプレート７７８は好ましくは構造補強フランジを有するスチール製のプレートである。旋回可能なプレート７７８は、旋回可能なプレート７７８の一方の縁に沿った水平軸７９５を有するヒンジ構造によって、及び、旋回可能なプレート７７８の他方の縁上の固定ピン構造によって、翼帆の基部７６１に連結されている。基部７６１は、翼帆７０１からの力及びモーメントを甲板、船舶の既存及び修正された構造に伝達するために、好ましくは、溶接されたスチール製のプレートと溶接された複数のスチール製のフランジ部で構成されるスチール製の組み立て構造で構成される。基部７６１は、好ましくは、甲板にボルト止め又は溶接されており、荷重は基礎構造に伝達される。

【0168】

いくつかの例において、第１要素の基部構造７８４、第１要素の端部構造７８３及び構造リブ７９７は、好ましくは、第１要素のフェアリング７８０のための支持部を形成するように、溶接された複数のスチールプレート部で構成されていてもよい。これらはまた、アルミニウム又は複合材から構成されていてもよい。第１要素のフェアリングは、基部支持構造３４及び端部支持構造７８３に連結される。このフェアリングは、機械的な留め具によって連結されてもよいし、化学的に結合されてもよい。第１エアロフォイルの空力フェアリング７８０及び第２エアロフォイル要素の空力フェアリング７８１は、好ましくは複合材で構成されていてもよいが、スチール又はアルミニウム製の湾曲板で構成されていてもよい。

【0169】

主桁７８２は、スチール製の箱部又はI型ビーム部、又は、曲げ及びねじりに対して構造的に効率的な形状を提供する他の構築方法で構成されていてもよい。主桁７８２は、翼帆７０１によって生み出される荷重の蓄積の全てをその翼の基部に伝えなければならない。

【0170】

第１エアロフォイル要素７０３は、第１軸７６２を中心に第１エアロフォイル要素７０３に対して回転可能な連結部材７７１に連結されていてもよい。第１エアロフォイル要素７０３は、回転可能な連結部材７７１に連結するために少なくとも２つの軸受を含んでいてもよい。好ましくは、第１エアロフォイル要素は、図２５に示されるような二面せん断構造７８６、７９０を含んでいてもよい。

【0171】

図２５には、連結部材７７１が翼帆構造の残りの部分内にどのように適合するかを示すために、連結部材７７１を強調して、翼帆７０１の構造を示す。図２５はまた、第１要素の基部構造７８４、第２要素の基部構造７８８、及び連結部材７７１の拡大図を表し、これらの部分がどのように連結して一緒に回転し、二面せん断ピン構造を形成するかを示す。以下の詳細は翼の基部についての説明であるが、そのメカニズムは翼の端部についても同様であると推定され、第１軸７６２に沿った任意の他の場所でも同様のメカニズムが見られ得る。

【0172】

いくつかの例において、第１要素構造（第１要素の基部構造７８４、第１要素の端部構造７８３及び構造リブ７９７を含んで構成され得る）は、少なくとも２つの軸受を収容し得るが、好ましくは、２つを越える数の軸受を備え得る。図２６は、第１要素の基部構造内に埋め込まれた二重軸受アセンブリの一例を示しているが、このアセンブリは、第１軸７６２に沿った第１エアフォイル要素７０３の構造内の任意の場所に見出すことができ、この例では、第１要素の端部構造７８３内で繰り返されるが、詳細には示されていない。

【0173】

図２６に示される軸受アセンブリは、頂部軸受７９６ａ及び底部軸受７６６ｂを備えていてもよく、これらの軸受は、底部バー７７３を収容するために、それぞれの間に空間を有するように間隔を空けて配置されてもよい。頂部軸受７６６ａ及び底部軸受７６６ｂは、第１要素の基部構造７８４に対する連結部材７７１の回転を可能とするように、連結部材のねじり構造部材７７４に機械的に連結又は結合されていてもよい。２つの軸受７９６ａ及び７９６ｂを使用することにより、連結部の安定性を向上させ、連結部材７７１が第１要素の基部構造７８４に対して横断方向に回転することを制限する二面せん断構造が形成される。連結部材７７１に対する第２エアロフォイル要素の回転のために、軸受７９６ｃを設けてもよい。本発明の別の実施形態では、一つの単一の軸受を使用して、連結部材７７１を第１要素の基部構造７８４に連結してもよい。一つの単一の軸受が使用される場合、その軸受は、自動調心軸受であってもよく、軸外シャフトと共に回転、すなわち、翼帆構造の荷重下でのたわみにより、翼帆７０１の頂部がたわみ、翼帆７０１の底部よりも大きな角度で回転するとき、軸受は、連結部材７７１と第１要素の基部構造７８４との間の第１軸７６２を中心とする動きが維持されるように自動調心することができるようにしてもよい。

【0174】

軸受７９６ａ及び７９６ｂは、円筒形又は自動調心性であってもよく、第２エアロフォイル要素７０５の荷重を支える一方で、連結部材が第１軸７６２を中心に自由に回転することを可能にしなければならない。これらの軸受は、連結部材７７１及び第２エアロフォイル要素７０５の自重を含め、連結部材７７１からの全ての荷重を、第1要素の基部構造７８４及び第１要素の端部構造７８３に伝達してもよい。軸受は、構造リブ７９７又は第１エアロフォイル要素７０３内の他の構造内に収容されていてもよい。逆に、連結部材７７１のねじり桁７７４が構造リブ７９７と接触することなく自由に回転することを可能にするために、構造リブは第１軸７６２に沿った空間を含んでいてもよい。

【0175】

連結部材７７１は、第１エアロフォイル要素７０３に対して回転し、また、第２エアロフォイル要素７０５の構造内に収容され、第２軸７６３に沿って作用する軸受構造を介して、第２エアロフォイル要素７０５に連結されてもよい。この軸受構造は、ねじり構造部材７８７に連結されていてもよく、ねじり構造部材７８７は、第２エアロフォイル要素７０５の頂部と基部を連結し、第２エアロフォイル要素７０５の頂部と基部との間に作用するねじり力及びモーメントに耐え、エアロフォイル要素が逆方向にねじれないようにする。

【0176】

連結部材７７１と第２エアロフォイル要素７０５との連結は、ねじり構造部材７８７に固定された２つ以上の軸受を介していてもよく、ねじり構造部材７８７は、第２要素の基部構造７８８及び第２要素の端部構造７８９に固定されていてもよい。この軸受構造により、第２エアロフォイル要素７０５は、第２軸７６３を中心として連結部材に対して回転可能である。このねじり構造部材７８７は、第２エアロフォイル要素７０５の頂部と底部との間のねじり力及びモーメントに耐え、該要素について、底部に対する頂部のたわみを最小にする。これにより、構造的な頑丈性が提供され、エアロフォイル要素の過度の曲げによる損傷が回避される。

【0177】

第１エアロフォイル要素の空力フェアリング７８０と同様に、第２エアロフォイル要素の空力フェアリング７８１は、第２エアロフォイル要素７０５の構造に連結されていてもよい。第2要素の空力フェアリング７８１は、第２要素の基部構造７８８、第２要素の端部構造７８９、及び、第２エアロフォイル要素７０５の構造リブ７９７への機械的な固定又は結合によって、または、これらの部品の任意の組合せへの連結によって、第２エアロフォイル要素７０５の構造に連結され得る。これらの連結は、好ましくは、機械的な留め具又は結合を含んで構成されており、第２エアロフォイル要素のフェアリング７８１は、好ましくは、複合材で構成され得るが、スチール又はアルミニウム製のプレートで構成されてもよい。

【0178】

第１エアロフォイル要素のフェアリング７８０及び第２要素のフェアリング７８１は、好ましくは、２つに分かれた半分の部分（ハーフセクション）で構成され、接着又は機械的に固定されていてもよく、又は、構造リブ７９７に結合又は機械的に固定されたより小さなプレートで構成されていてもよく、又はより小さな半分の部分で作られていてもよい。第２エアロフォイル要素７０５の構造は、スチール加工板で構成されてもよいし、複合材又はアルミニウムで構成されてもよい。

【0179】

翼帆７０１のすべての金属構造は、塩分が多く、腐食性の高い環境における使用中の腐食を低減するために、耐腐食性の塗料で塗装されてもよい。

【0180】

第１及び第２エアロフォイル要素（７８３、７８４、７８８、及び、７８９）の基部及び端部の支持構造は、基部及び端部プレートを備えていてもよく、これらのプレートは、揚力の発生の結果として発生する渦放出を減少させることにより、装置の空気力学的性能を改善するために取り付けられ得る。

【0181】

図２７は、先行する（前方の）エアロフォイルに複数の排気口８０９ａ、８０９ｂ、８０９ｃ、８０９ｄ、８０９ｅ、８０９ｆ、８０９ｇ、及び、８０９ｈを備える一例の翼帆８０１の断面を示している。翼帆８０１は１つの単一の排気口（エアロフォイル１０３の排気口１０９）の代わりに前方のエアロフォイルに複数の排気口を有するが、翼帆８０１は翼１０１と同様に動作し得る。翼帆８０１は、加圧キャビティ８８０を備えていてもよい。

【0182】

複数の排気口８０９ａ、８０９ｂ、８０９ｃ、８０９ｄ、８０９ｅ、８０９ｆ、８０９ｇ、及び、８０９ｈは、翼帆８０１の特定の高さ、例えば、翼帆８０１の基部又は翼帆８０１の頂部に設けられてもよい。いくつかの例では、それらの排気口は翼帆８０１の基部と翼帆８０１の頂部との間に一定の間隔で配置されている。翼帆８０１はまた、前方のエアロフォイル（明瞭化のため図２７には示されていない）に１つ以上の吸気口を備えていてもよい。いくつかの例では、１つ以上の吸気口は、排気口とは異なる高さにあってもよい。複数の排気口８０９ａ、８０９ｂ、８０９ｃ、８０９ｄ、８０９ｅ、８０９ｆ、８０９ｇ、及び、８０９ｈは、高エネルギーの気流を翼表面に供給して境界層を再活性化し、これにより、失速前に達成可能な翼帆８０１の迎角を増大させ、また、翼帆８０１の達成可能な揚力係数を増大させるという点において、翼帆１０１が備える１つの単一の排気口１０９と同様に作用し得る。複数の排気口８０９ａ、８０９ｂ、８０９ｃ、８０９ｄ、８０９ｅ、８０９ｆ、８０９ｇ、及び、８０９ｈは、低圧側の排気口を閉じることによって、気流がエアロフォイルの低圧側ではなく高圧側に流れるように構成されることになる。いくつかの例では、図２７に示す第１エアロフォイル要素の排気口は、後縁に向かうエアロフォイル要素の後半分の範囲内に配置される。別の一例では、これらの排気口の1つ以上は、先行する（前方の）エアロフォイル要素の前半分の範囲内に位置していてもよい。

【0183】

翼帆８０１は、いくつかの例では、繰り返しにより、翼帆６２１などのモジュール方式の翼帆を提供することができる翼帆「ユニット」を含んで構成されていてもよい。

【0184】

翼帆８０１の先行するエアロフォイルには８個の排気口が示されているが、他の例では、より多い又はより少ない数の排気口が使用されてもよいと理解される。

【0185】

図２８は、複数の排気口９０９ａ、９０９ｂ、９０９ｃ、９０９ｄ、８０９ｅ、９０９ｆ、９０９ｇ、及び、９０９ｈを備える一例の翼帆９０１の断面を示している。翼帆９０１は、後行するエアロフォイルに複数の排気口９８４ａ、９８４ｂ、９８４ｃ、９８４ｄ、９８４ｅ、９８４ｆ、９８４ｇ、９８４ｈを有するが、翼帆９０１は、翼帆８０１と同様に動作し得る。翼帆８０１は、加圧キャビティ８８０を備え得る。

【0186】

複数の排気口９８４ａ、９８４ｂ、９８４ｃ、９８４ｄ、９８４ｅ、９８４ｆ、９８４ｇ、９８４ｈは、翼帆９０１の特定の高さ、例えば、翼帆８０１の基部又は翼帆９０１の頂部に設けられていてもよい。いくつかの例では、それらの排気口は翼帆９０１の基部と翼帆９０１の頂部との間に一定の間隔で配置されている。翼帆９０１はまた、前方のエアロフォイル（明瞭化のため図２８には示されていない）に１つ以上の吸気口を備えていてもよい。いくつかの例では、１つ以上の吸気口は、排気口とは異なる高さにあってもよい。複数の排気口９０９ａ、９０９ｂ、９０９ｃ、９０９ｄ、９０９ｅ、９０９ｆ、９０９ｇ、及び９０９ｈは、高エネルギーの気流を翼の表面に供給して境界層を再活性化し、これにより失速前に達成可能な翼帆９０１の迎角を増大させ、また、翼帆９０１の達成可能な揚力係数を増大させるという点において、翼帆１０１が備える単一の排気口１０９と同様に作用し得る。複数の排気口９０９ａ、９０９ｂ、９０９ｃ、９０９ｄ、９０９ｅ、９０９ｆ、９０９ｇ、及び、９０９ｈは、低圧側の排気口を閉じることによって、気流がエアロフォイルの低圧側ではなく高圧側に流れるように構成されることになる。いくつかの例では、図２８に示される第１エアロフォイル要素の排気口は、後縁に向かうエアロフォイル要素の後半分の範囲内に配置される。別の一例では、これらの排気口の１つ以上は、先行する（前方の）エアロフォイル要素の前半分の範囲内に配置されてもよい。

【0187】

翼帆９０１は、いくつかの例では、繰り返しにより、翼帆６２１などのモジュール方式の翼帆を提供することができる翼帆「ユニット」を含んで構成されていてもよい。

【0188】

翼帆９０１の先行するエアロフォイル及び後続するエアロフォイルには８個の排気口が示されているが、他の例ではより多く、又はより少ない数の排気口が使用されてもよいと理解される。

【0189】

図２９ａは、直立配置の翼帆１０１を示している。

【0190】

図２９ｂは、折り畳まれ、収納された配置の翼帆１０１を示しており、ここで、背面の（後行する）エアロフォイル１０５は、各エアロフォイルの翼弦線が互いに対して実質的に９０度の角度をなすように前方の（先行する）エアロフォイル１０３に対して相対的に回転されており、また、両エアロフォイル１０３及び１０５は、翼帆の基部にある１つ又は２つの関節ラム７７７によって制御され、図２９ｂに示されるような収納された配置を形成するように、翼帆の基部から水平位置まで回転されている。図２９ｂの収納配置は、いくつかの例において、翼帆１０１が船舶のハッチと船舶の側面との間のサイドチャネルに収まるように構成されており、翼帆１０１が船舶のハッチの動作を妨げないように、船舶のハッチが先行する（第１の）エアロフォイル１０３の下で開き位置までスライドすることができる、又は、先行する（第１の）エアロフォイル１０３の隣に折り畳むことができるように構成されている。図２９ｂに示される収納配置では、後行する（第２）エアロフォイル１０５は、第１エアロフォイル要素に対して実質的に９０度回転されており、いくつかの例では、これによって第２エアロフォイル要素が船舶のビーム幅の範囲内に留まることができる。第２エアロフォイル要素１０５の翼弦長は、この収納配置に折り畳まれ、船舶のサイドデッキの上方に静止することができるように寸法決めされており、及び、船舶のサイドデッキの上の第１エアロフォイル要素１０３の高さは、船舶のハッチカバーがその下でスライドできるように寸法決めされている。境界層流制御を翼帆１０１の設計に組み込むことにより、より大きな装置と同様の推力を発生させながら、より小さな装置を船舶に取り付けることができる。ここで、このより小さな装置は、船舶のハッチが閉じた状態から開いた状態に関節運動する必要があり、貨物が船倉から取り出され、また、図２９ｂに示される収納配置の翼帆１０１を越えて移動する可能性がある、港湾作業及び船舶の積み下ろしへの影響を最小限に抑えるために、上述したように収納配置をとることができる。ある大きさの推力を得るためには、境界層流制御機能を使用する翼帆の平面面積は、翼帆が境界層流制御機能を持たない場合よりも小さくてよい。言い換えれば、本開示で説明する翼帆は、本開示で説明する翼帆の境界層流制御により、以前の翼帆よりも少ない総平面面積（総平面面積は、それぞれのエアロフォイルの基部から端部までの、それぞれのエアロフォイルの翼弦線に沿った両方のエアロフォイルの断面積を合わせたものと考えることができる）でより大きい推力を生み出すことができる。平面面積が小さくなることで、いくつかの例において、本開示に記載の翼帆は、船舶に必要な推力を発生させながら、船舶のハッチと船舶の側面との間のサイドチャネルに収まるコンパクトな収納配置を達成することができる。

【0191】

図３０は、海洋船舶（船）に対して収納配置にある翼帆１０１を示している。図に示されるように、収納配置にある翼帆１０１は、船舶のハッチと船舶の側面との間のサイドチャネルにフィットしており、また、船舶のハッチが下方でスライドすることを可能にする。

【0192】

図３１ａは、海洋船舶用の省エネ装置の基部構造を示している。省エネ装置は、風力推進装置（本開示で説明する翼帆、フレットナーローター、ターボセール、カイトなど）、又は風力タービン（垂直軸又は水平軸を有する）などのエネルギー生成装置を備え得る。基部は、船舶（例えば、本開示に記載の任意の船舶、ばら積み貨物船、タンカー、コンテナ船、ＲＯＲＯ船、ＬＮＧ船、フェリー、クルーズ船など）の甲板に固定されるように設計されており、３本以上の垂直支柱３００３を備えている。各垂直支柱３００３は、円筒状の断面、Ｉ型ビーム状の断面、正方形状の断面又は他の断面を有し得る。各垂直支柱３００３は、フランジ及びボルトパターン又は他の方法を介して海洋船舶の甲板に固定されてもよい。支柱３００３は、装置の構造プラットフォーム３００４を船舶の甲板から少なくとも２ｍは上の高さに保持し、船舶の通常の運航を可能にするために、その下の作業スペースを十分に確保する。

【0193】

風力推進装置３００１を昇降させるためのリニアアクチュエータ３００２は、甲板に設置してもよいし、図３１ａ～ｃに示されるように、支柱３００３の上方のプラットフォーム３００４に設置してもよい。リニアアクチュエータ３００２は、例えば、１つ以上の昇降ラムを備えていてもよい。リニアアクチュエータを甲板上方のプラットフォーム３００４の上に設置することにより、リニアアクチュエータ３００４と甲板上で作業する乗組員とが関与する事故の確率を低減することができる。

【0194】

風力推進装置を甲板の高さよりも上にすることで、風力推進装置３００１の甲板のレイアウトへの影響が少なくなる（甲板のスペースが節約されるため）。いくつかの例によれば、支柱３００３の高さは少なくとも２ｍであり、プラットフォーム３００４の下で乗組員が作業を行うことができるようにされている。いくつかの例によれば、支柱３００３の高さは４ｍより小さく、甲板とプラットフォーム３００４との間のモーメントアームの長さを短くし、これにより、風力が基部の上にある装置にモーメント及び／又は海洋船舶の横揺れ又は縦揺れモーメントからの動的荷重を加えるときに、海洋船舶の甲板に対する支柱３００３の固定具へ加えられる応力を低減する。

【0195】

図３１ｂは、図３１ａの基部構造のさらなる図である。図３１ｃは、図３１ａおよび３１ｂに示されるような4本の支柱ではなく、３本の支柱３００３を有する基部構造の一例を示す。

【0196】

図３２ａから図３２ｄは、吸気口を有する翼帆の例と吸気口を有しない翼帆の例との間の気流の違いを比較し、また翼帆の一例において、異なる吸気口の位置を比較している。

【0197】

図３２ａは、気流３２３０に対する迎角３２１０ａが２０度の場合の翼帆を示す。この図では、吸引（吸気口又は加圧排気口）は存在しない。気流は、翼帆の第１エアロフォイル要素３２０３ａの翼弦長の６０％に達する位置まで付着した状態で維持されており、この点で、気流は乱流領域にはく離し、翼帆は失速したと表現される。その流れは第２エアロフォイル要素３２０３ｂには到達しない。この場合、揚力はほとんど発生せず、抗力が発生する。

【0198】

図３２ｂは、気流３２３０に対する迎角３２１０ｂが２０度の場合の翼帆を再び示している。図３２ｂの例示的な翼帆には、第１エアロフォイル要素３２０３ｂの翼弦長の後方４分の１の方にある吸気口３２０７ｂによる吸引と、第１要素の後縁にある加圧排気口とが組み込まれている。加圧吸気口３２０７ｂは、流れがはく離する位置の近くに位置し、この点でその流れを「吸い込み」、乱流境界層を除去し、流れをエアロフォイル要素３２０３ｂ及びエアロフォイル要素３２０５ｂに沿って付着した状態のまま維持する。このことは、そうでなければ失速してしまう角度３２１０ｂにおいても、翼帆はエアロフォイルとしてまだ十分に機能し、高迎角による高（Ｈ）圧力領域と低（Ｌ）圧力領域との間のより大きな圧力差により、より大きな揚力を達成できることを意味する。

【0199】

図３２ｃは、気流３２３０に対する迎角３２１０ｃが３０度の翼帆を示す。この例では、吸引（吸気口又は加圧排気口）は存在しない。気流は、第１要素の翼弦長の最初の３０％に達するまで付着した状態で維持されている。図３２ａと比較すると、翼帆の迎角３２１０ｃが大きいため、はく離は第１要素の後縁よりも前縁に近いところで起こる。繰り返しになるが、この配置は失速しており、揚力が少なく、抗力が大きく、避けるべきである。

【0200】

図３２ｄは、気流３２３０に対する迎角３２１０ｄが３０度の翼帆を再び示す。図３２ｄの翼帆は吸引機構を備えており、第１エアロフォイル要素３２０３ｄの翼弦長の前方４分の１の方にある（の範囲内にある）吸気口を有し、第１エアロフォイル要素３２０３ｄの後縁に加圧排気口を有する。この場合、加圧吸気口３２０７は、後縁よりも前縁のずっと近くで発生する流れのはく離位置の近くに配置され、この点で流れを「吸い込み」、乱流境界層を除去し、流れを付着した状態のまま維持する。吸気口３２０７ｄが第１要素３２０３ｄの前縁にかなり近い位置にあるため、これは、図３２ａの翼帆と比較して、翼帆全体に対してより大きな迎角３２１０ｄを達成することができることを意味し、これにより、高（Ｈ）圧力領域及び低（Ｌ）圧力領域間の圧力差を増大させ、より大きな推力を生み出し、船舶の燃料消費を低減する。

【0201】

もちろん、説明した例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではないと理解されよう。「翼帆」という用語は、翼帆の大きさや用途を限定するものではない。また、「海洋船舶」という用語は、海洋船舶の大きさや用途を限定するものではない。海洋船舶及び／又は翼帆は、異なる大きさで提供されてもよい。

【0202】

もちろん、説明した例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではないと理解されよう。また、前述の例のいずれを組み合わせてもよいことも理解されよう。

【0203】

図は本質的に概略的なものであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。さらに、説明した例の側面はどのようにでも組み合わせることができるものと理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29a】

【図29b】

【図30】

【図31a】

【図31b】

【図31c】

【図32a】

【図32b】

【図32c】

【図32d】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

翼帆であって、
前記翼帆の先頭に前縁を有し、前記前縁の後方に後縁を有する第１エアロフォイルと、
前縁及び後縁を有する第２エアロフォイルであって、前記第２エアロフォイルの前記前縁は、前記第２エアロフォイルの前記後縁よりも、前記第２エアロフォイルの断面幅が最大となる点に近い第２エアロフォイルと、
を備え、
前記翼帆は、前記第２エアロフォイルの前記前縁が前記第１エアロフォイルの前記後縁の後方に位置し得るように構成されており、
さらに、前記第１エアロフォイルは、
前記第１エアロフォイルの左舷側に位置する左舷吸気口と、前記第１エアロフォイルの右舷側に位置する右舷吸気口を備える吸気口と、
排気口、
及び、前記吸気口と前記排気口を接続する前記第１エアロフォイル内部の流路を備え、
前記吸気口からの気流は、前記流路によって前記排気口に導かれ、前記排気口からの前記気流は、前記排気口から出て前記第２エアロフォイルの前記前縁に向かって導かれる、
ことを特徴とする翼帆。

【請求項2】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む第１の部分を有し、前記第１の部分は丸みを帯びている、請求項１に記載の翼帆。

【請求項3】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの翼弦線に対して対称である、請求項１又は２に記載の翼帆。

【請求項4】

前記排気口が前記第１エアロフォイルの前記後縁に位置する、先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項5】

前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記左舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記右舷吸気口を通るように導かれないように構成されており、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記右舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記左舷吸気口を通るように導かれないように構成されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項6】

前記翼帆が右舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの左舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して右舷方向に回転させ、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの右舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して左舷方向に回転させるように構成されている、
請求項５に記載の翼帆。

【請求項7】

前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記左舷吸気口に空気を引き込み、前記右舷吸気口に空気を引き込まないように、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記右舷吸気口に空気を引き込み、且つ、前記左舷吸気口に空気を引き込まないように構成されている、
請求項５又は６に記載の翼帆。

【請求項8】

前記第１エアロフォイル内に圧力差発生器を備え、
前記圧力差発生器は、前記第１エアロフォイル内に負の内圧を発生させるように構成されており、
前記負の内圧によって、前記吸気口を通して装置本体内に空気が引き込まれる、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項9】

前記圧力差発生器が、
モータにより駆動される１つ以上のファン、又は、
モータにより駆動され、１つのファンシャフトによって連結された一連のファン
を備える、
請求項８に記載の翼帆。

【請求項10】

前記流路が前記圧力差発生器及び換気口を備える、
請求項８又は９に記載の翼帆。

【請求項11】

前記流路は、前記第１エアロフォイルの翼幅に沿った最初の位置にある前記吸気口からの流れを導き、当該流れを前記排気口へ導くように構成されており、
前記第１エアロフォイルの前記翼幅は、前記第１エアロフォイルの基部から前記第１エアロフォイルの先端までの距離である、先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項12】

１つ以上の翼帆モジュールを備え、
前記翼帆モジュールは、垂直方向に互いに積み重ねられるように構成されており、
垂直方向に積み重ねられる各モジュールは、吸気口、排気口、圧力差発生器、及び、換気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項13】

前記流路は内部整流器を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項14】

前記第２エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルに対して最大回転位置まで回転して前記翼帆の全翼幅を最小化し、
前記翼帆は、前記翼帆の基部で折り畳まれて収納配置を形成する、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項15】

前記収納配置において、前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルを覆うための保護ケーシングを備え、
前記保護ケーシングは、前記翼帆の上昇及び／又は下降を許容し、及び、前記翼帆が下降し、前記収納配置にあるときに、折り畳み、回転、軌道に沿った転動のうちの少なくとも１つを実行することによって、前記翼帆を覆うことを可能とする、
請求項１４に記載の翼帆。

【請求項16】

前記吸気口を開閉する、又は、ある吸気口から次の吸気口へ気流を導くための制御ソフトウェア；及び
前記吸気口を開閉するための機械制御システム；
のうちの少なくとも1つを備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項17】

前記第２エアロフォイルの動きに基づいて前記吸気口を開閉するように駆動される機械システムを備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項18】

前記第２エアロフォイルが少なくとも１つの吸気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項19】

前記第２エアロフォイルが少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項20】

前記第１エアロフォイルが複数の吸気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項21】

前記第１エアロフォイルが複数の排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項22】

前記第１エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第１エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に配置された少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項23】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第２エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に配置された少なくとも１つの排気口を備える、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項24】

各エアロフォイルの翼弦線が互いに実質的に垂直になるように、前記第１エアロフォイルに対して前記第２エアロフォイルを回転させ、その後、
両方のエアロフォイルを前記翼帆の前記基部から水平位置まで回転させることによって、前記翼帆が収納配置を形成するように構成されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項25】

前記翼帆は基部構造を備え、
前記基部構造は、プラットフォームを支える３つ以上の支柱を備え、
３つ以上の前記支柱のそれぞれは２メートルから４メートルの間の高さを有し、
前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルは、前記プラットフォームの上方に配置されている、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【請求項26】

前記翼帆を昇降させるためのリニアアクチュエータを備え、前記リニアアクチュエータは前記プラットフォームの上方に配置されている、
請求項２５に記載の翼帆。

【請求項27】

前記第１エアロフォイル要素の前記吸気口が、前記第１エアロフォイル要素の翼弦長の前４分の１の範囲内に位置する、
先行する請求項のいずれかに記載の翼帆。

【手続補正書】

【提出日】2024-12-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

翼帆であって、
前記翼帆の先頭に前縁を有し、前記前縁の後方に後縁を有する第１エアロフォイルと、
前縁及び後縁を有する第２エアロフォイルであって、前記第２エアロフォイルの前記前縁は、前記第２エアロフォイルの前記後縁よりも、前記第２エアロフォイルの断面幅が最大となる点に近い第２エアロフォイルと、
を備え、
前記翼帆は、前記第２エアロフォイルの前記前縁が前記第１エアロフォイルの前記後縁の後方に位置し得るように構成されており、
さらに、前記第１エアロフォイルは、
前記第１エアロフォイルの左舷側に位置する左舷吸気口と、前記第１エアロフォイルの右舷側に位置する右舷吸気口を備える吸気口と、
排気口、
及び、前記吸気口と前記排気口を接続する前記第１エアロフォイル内部の流路を備え、
前記吸気口からの気流は、前記流路によって前記排気口に導かれ、前記排気口からの前記気流は、前記排気口から出て前記第２エアロフォイルの前記前縁に向かって導かれる、
ことを特徴とする翼帆。

【請求項2】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む第１の部分を有し、前記第１の部分は丸みを帯びている、請求項１に記載の翼帆。

【請求項3】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの翼弦線に対して対称である、請求項２に記載の翼帆。

【請求項4】

前記排気口が前記第１エアロフォイルの前記後縁に位置する、請求項１に記載の翼帆。

【請求項5】

前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記左舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記右舷吸気口を通るように導かれないように構成されており、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記第１エアロフォイルは、気流が前記右舷吸気口を通るように導かれ、且つ、前記左舷吸気口を通るように導かれないように構成されている、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項6】

前記翼帆が右舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの左舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して右舷方向に回転させ、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されるとき、前記第１エアロフォイルの前記排気口が前記第２エアロフォイルの右舷前縁に向かって気流を導くように、前記第２エアロフォイルを前記第１エアロフォイルに対して左舷方向に回転させるように構成されている、
請求項５に記載の翼帆。

【請求項7】

前記翼帆が右舷タックで使用されているとき、前記左舷吸気口に空気を引き込み、前記右舷吸気口に空気を引き込まないように、且つ、
前記翼帆が左舷タックで使用されているとき、前記右舷吸気口に空気を引き込み、且つ、前記左舷吸気口に空気を引き込まないように構成されている、
請求項６に記載の翼帆。

【請求項8】

前記第１エアロフォイル内に圧力差発生器を備え、
前記圧力差発生器は、前記第１エアロフォイル内に負の内圧を発生させるように構成されており、
前記負の内圧によって、前記吸気口を通して装置本体内に空気が引き込まれる、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項9】

前記圧力差発生器が、
モータにより駆動される１つ以上のファン、又は、
モータにより駆動され、１つのファンシャフトによって連結された一連のファン
を備える、
請求項８に記載の翼帆。

【請求項10】

１つ以上の翼帆モジュールを備え、
前記翼帆モジュールは、垂直方向に互いに積み重ねられるように構成されており、
垂直方向に積み重ねられる各モジュールは、吸気口、排気口、圧力差発生器、及び、換気口を備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項11】

前記第２エアロフォイルは、前記第１エアロフォイルに対して最大回転位置まで回転して前記翼帆の全翼幅を最小化し、
前記翼帆は、前記翼帆の基部で折り畳まれて収納配置を形成する、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項12】

前記収納配置において、前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルを覆うための保護ケーシングを備え、
前記保護ケーシングは、前記翼帆の上昇及び／又は下降を許容し、及び、前記翼帆が下降し、前記収納配置にあるときに、折り畳み、回転、軌道に沿った転動のうちの少なくとも１つを実行することによって、前記翼帆を覆うことを可能とする、
請求項１１に記載の翼帆。

【請求項13】

前記吸気口を開閉する、又は、ある吸気口から次の吸気口へ気流を導くための制御ソフトウェア；及び
前記吸気口を開閉するための機械制御システム；
のうちの少なくとも1つを備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項14】

前記第２エアロフォイルの動きに基づいて前記吸気口を開閉するように駆動される機械システムを備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項15】

前記第２エアロフォイルが
－少なくとも１つの吸気口、及び、
－少なくとも１つの排気口、
のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項16】

前記第１エアロフォイルが
－複数の吸気口、及び、
－複数の排気口、
のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項17】

前記第２エアロフォイルは、前記第２エアロフォイルの前記前縁を含む部分と前記第２エアロフォイルの前記後縁を含む部分との間に配置された少なくとも１つの排気口を備える、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項18】

各エアロフォイルの翼弦線が互いに実質的に垂直になるように、前記第１エアロフォイルに対して前記第２エアロフォイルを回転させ、その後、
両方のエアロフォイルを前記翼帆の前記基部から水平位置まで回転させることによって、前記翼帆が収納配置を形成するように構成されている、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項19】

前記翼帆は基部構造を備え、
前記基部構造は、プラットフォームを支える３つ以上の支柱を備え、
３つ以上の前記支柱のそれぞれは２メートルから４メートルの間の高さを有し、
前記第１エアロフォイルと前記第２エアロフォイルは、前記プラットフォームの上方に配置されている、
請求項１に記載の翼帆。

【請求項20】

前記翼帆を昇降させるためのリニアアクチュエータを備え、前記リニアアクチュエータは前記プラットフォームの上方に配置されている、
請求項１９に記載の翼帆。

【国際調査報告】