(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体（４）と、
該支持体（４）に回転可能に支持された回転体（８）と、
該回転体（８）を駆動するための駆動装置（１５）とを有し、
該支持体（４）は、少なくとも１つの開口部（４ａ、１９、２１）を有し、該開口部は、該支持体（４）の内部空間（５３）を外部空間（５１、５２）と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続していること
を特徴とするマグヌスロータ。
【請求項２】
前記支持体（４）は、前記回転体（８）の内部に配設されており、前記駆動装置（１５）は、前記支持体（４）の内部に配設されていること
を特徴とする、請求項１に記載のマグヌスロータ。
【請求項３】
前記支持体（４）は、上側部分（２３）と下側部分（２５）とを有し、各部分は、少なくとも１つの開口部（４ａ、１９、１９ａ、２１）を有すること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のマグヌスロータ。
【請求項４】
前記上側部分（２３）は、少なくとも部分的に円錐状に形成されており、前記少なくとも１つの開口部（４ａ、１９、１９ａ、２１）は、この円錐状に形成された部分（２７）に配設されていること
を特徴とする、請求項３に記載のマグヌスロータ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの開口部（４ａ、１９、２１）の領域には、薄板格子体（１１）が配設されていること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
【請求項６】
前記駆動装置（１５）は、更なる周辺装置（１４、１６、１７）を備えた電気駆動部であり、前記駆動装置（１５）とそれらの周辺装置（１４、１６、１７）は、前記支持体（４）の内部に配設されていること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
【請求項７】
前記駆動装置（１５）及び／又は前記周辺装置（１４、１６、１７）は、冷却リブを有すること
を特徴とする、請求項６に記載のマグヌスロータ。
【請求項８】
前記回転体（８）は、連結要素（７）を用いて前記支持体（４）に回転可能に支持されており、
該連結要素（７）は、少なくとも１つの開口部（７ａ）を有し、該開口部は、前記支持体（４）と前記回転体（８）と該連結要素（７）との間の中間空間（５２）を該連結要素（７）の上方の空間（５１）と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続していること
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
【請求項９】
前記回転体（８）は、内側部分において冷却リブを有すること
を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
【請求項１０】
該マグヌスロータ（２）は、前記少なくとも１つの開口部（４ａ、７ａ、１９、１９ａ、２１）を通して気流を発生させるための手段（５９）を有すること
を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマグヌスロータ。
【請求項１１】
マグヌスロータ（２）の要素（１４、１５、１６、１７）を冷却するための方法であって、
該マグヌスロータ（２）は、支持体（４）と、該支持体（４）に回転可能に支持された回転体（８）とを有し、そして
該支持体（４）は、少なくとも２つの開口部（４ａ、１９、２１）を有し、該開口部は、該支持体（４）の内部空間（５３）を少なくとも１つの外部空間（５１、５２）と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、
以下のステップ、即ち、
−  空気を、第１部分に配設された開口部を通して該支持体（４）の該内部空間（５３）内へ流入するステップと、
−  該支持体（４）の該内部空間（５３）内の前記要素（１４、１５、１６、１７）の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、第２部分に配設された開口部を通して該外部空間（５１、５２）内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を、該外部空間（５１、５２）内で冷却するステップと
を含むこと
を特徴とする方法。
【請求項１２】
マグヌスロータ（２）の回転体（８）を加熱するための方法であって、
該マグヌスロータ（２）は、支持体（４）と、該支持体（４）に回転可能に支持された回転体（８）とを有し、そして
該支持体（４）は、少なくとも１つの開口部（４ａ、１９、２１）を有し、該開口部は、該支持体（４）の内部空間（５３）を少なくとも１つの外部空間（５１、５２）と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、
以下のステップ、即ち、
−  該支持体（４）の該内部空間（５３）内の要素（１４、１５、１６、１７）の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、該内部空間（５３）から少なくとも１つの該外部空間（５１、５２）内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を用いて該回転体（８）を加熱するステップと
を含むこと
を特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）を有すること
を特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグヌスロータに関する。更に本発明は、マグヌスロータの要素を冷却するための方法、マグヌスロータの回転体を加熱するための方法、並びに船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグヌスロータ（Magnus-Rotor）は、フレットナーロータとも、セールロータとも称される。
【０００３】
そのようなロータは、従来技術において既知である。特に船舶駆動部としてマグヌスロータは、フレットナーロータ（Flettner-Rotor）との概念でも知られており、下記非特許文献１では、そのようなセールロータ又はフレットナーロータ又はマグヌスロータを用いた船舶の装備について記載されている。
【０００４】
この種の船舶駆動部は、船舶駆動部自体の回転と、船舶駆動部の周囲を流れる風との協働のもと、船舶を駆動するための推進力を発生させる。特に船舶駆動部としてのマグヌスロータは、十分な風のあるところではどこでも使用することができる。
【０００５】
マグヌスロータは、実質的に円筒状の中空体として実施され、従って駆動装置や支持要素等をマグヌスロータの内部に配設することができる。この際、配設の１つの可能性は、全駆動要素及び類似のアセンブリを位置固定の内側円筒体内に配設し、回転円筒体を内側円筒体の中間部分又は上側部分において支持することである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【特許文献１】DE 10 2006 025732 A1
【０００７】
【非特許文献１】「帆走機械（Die Segelmaschine）」、クラウス・デー・ヴァーグナー（Klaus D. Wagner）著、エルンスト・カーベル出版有限会社（Ernst Kabel Verlag GmbH）、ハンブルク、1991年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
稼動により、内部に配設された要素及びアセンブリは加熱される。このことは、特に駆動装置においてそうである。しかし最適な稼動を保証するためには、それらの要素及びアセンブリを冷却することが必要である。
【０００９】
本発明の基礎を成す課題は、できるだけ最適な稼動を可能とするマグヌスロータを設けることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の視点により、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体と、該回転体を駆動するための駆動装置とを有し、該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続していることを特徴とするマグヌスロータが提供される。
本発明の第２の視点により、マグヌスロータの要素を冷却するための方法であって、該マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして該支持体は、少なくとも２つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を少なくとも１つの外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、以下のステップ、即ち、
−  空気を、第１部分に配設された開口部を通して該支持体の該内部空間内へ流入するステップと、
−  該支持体の該内部空間内の前記要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、第２部分に配設された開口部を通して該外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を、該外部空間内で冷却するステップと
を含むことを特徴とする方法が提供される。
本発明の第３の視点により、マグヌスロータの回転体を加熱するための方法であって、該マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を少なくとも１つの外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、以下のステップ、即ち、
−  該支持体の該内部空間内の要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、該内部空間から少なくとも１つの該外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を用いて該回転体を加熱するステップと
を含むことを特徴とする方法が提供される。
本発明の第４の視点により、前記マグヌスロータを有することを特徴とする船舶が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）マグヌスロータであって、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体と、該回転体を駆動するための駆動装置とを有し、該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続していること。
（形態２）前記支持体は、実質的に前記回転体の内部に配設されており、前記駆動装置は、実質的に前記支持体の内部に配設されていることが好ましい。
（形態３）前記支持体は、上側部分と下側部分とを有し、各部分は、少なくとも１つの開口部を有することが好ましい。
（形態４）前記上側部分は、少なくとも部分的に円錐状に形成されており、前記少なくとも１つの開口部は、この円錐状に形成された部分に配設されていることが好ましい。
（形態５）前記少なくとも１つの開口部の領域には、薄板格子体が配設されていることが好ましい。
（形態６）前記駆動装置は、更なる周辺装置を備えた電気駆動部であり、前記駆動装置とそれらの周辺装置は、実質的に前記支持体の内部に配設されていることが好ましい。
（形態７）前記駆動装置及び／又は前記周辺装置は、冷却リブを有することが好ましい。
（形態８）前記回転体は、連結要素を用いて前記支持体に回転可能に支持されており、該連結要素は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、中間空間を該連結要素の上方の空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続していることが好ましい。
（形態９）前記回転体は、内側部分において冷却リブを有することが好ましい。
（形態１０）該マグヌスロータは、前記少なくとも１つの開口部を通して気流を発生させるための手段を有することが好ましい。
（形態１１）マグヌスロータの要素を冷却するための方法であって、該マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして該支持体は、少なくとも２つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を少なくとも１つの外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、以下のステップ、即ち、
−  空気を、特に下側の第１部分に配設された開口部を通して該支持体の該内部空間内へ流入するステップと、
−  該支持体の該内部空間内の前記要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、特に上側の第２部分に配設された開口部を通して該外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を、該外部空間内で冷却するステップと
を含むこと。
（形態１２）マグヌスロータの回転体を加熱するための方法であって、該マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を少なくとも１つの外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、以下のステップ、即ち、
−  該支持体の該内部空間内の要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、該内部空間から少なくとも１つの該外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を用いて該回転体を加熱するステップと
を含むこと。
（形態１３）船舶、特に貨物船であって、前記マグヌスロータを有すること。
【００１２】
上記のごとく、本発明により前記課題は、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体と、該回転体を駆動するための駆動装置とを有するマグヌスロータにより解決され、このマグヌスロータにおいて、該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続している。
【００１３】
本発明により支持体は、複数の開口部を有し、該開口部を通り、空気が、支持体に対する外部空間から支持体の内部空間内へ流入することができ、又は空気が、支持体の内部空間から支持体に対する外部空間内へ流出することができる。特にこのことは、マグヌスロータの内部の各要素（例えば駆動装置）のために別個の冷却装置を設ける必要がないので、有利である。複数の開口部を適切に配設することで十分であり、それにより冷却空気流を発生させることができる。この際、複数の開口部を選択的に及び／又は少なくとも部分的に閉鎖可能とすることも有利であり、それにより空気はその都度適切なかたちで内部空間を通って案内可能である。つまり簡単な方式で、マグヌスロータの内部の駆動装置及び更に他の要素を冷却し且つできるだけ最適な稼動温度を保証することが可能である。それに加え、そのような冷却方式は、別個の水冷却装置やオイル冷却装置よりも遥かに低コストで且つ整備が少なくて済む。更にそのような冷却方式は、追加的な機械又はアセンブリ（ユニット）を稼動させる必要がないので、追加的なエネルギーを必要としない。有利には支持体も回転体も実質的に円筒状に実施される。
【００１４】
好ましい一実施形態により、支持体は、実質的に回転体の内部に配設されており、駆動装置は、実質的に支持体の内部に配設されている。
【００１５】
支持体がマグヌスロータの内部に配設されていることにより、ロータを（鉛直方向で）中間部分において支持することが可能である。直立するロータが下部領域だけで支持されるとすると、支配的な力が有利に誘導されることはない。そのような配置構成において支持体は、実質的に回転体により完全に囲まれている。そのような実施形態において（支持体に対する）外部空間とは、実質的に支持体と回転体との間の中間空間のことである。そして少なくとも１つの開口部は、支持体の内部空間と、中間空間との間の空気交換を可能にする。このことは、回転体の回転により中間空間内に空気流が引き起こされ、それにより空気が容易に少なくとも１つの開口部を通って支持体の内部空間内へ達するので、特に有利である。更に、気流がより強ければ有利であり、それだけ回転体は速く回転しており、即ち支持体の内部の駆動部の負荷はより高くなっている。つまり冷却機能をより簡単に駆動部の負荷に適合させることができる。
【００１６】
好ましい別の一実施形態により、支持体は、上側部分と下側部分とを有し、各部分は、少なくとも１つの開口部を有する。
【００１７】
つまり本発明により、支持体内の気流は、下側部分から上側部分へと達する。この際、下から上へとの概念は、マグヌスロータの直立ポジション（配向）に関するものであり、つまりマグヌスロータが大抵の場合において稼動される直立ポジションに関するものである。複数の開口部をそのように配設することは特に有利であるが、その理由は、加熱された空気は常に上方へ上昇し、つまり上側部分において容易に支持体の内部空間から流出することができるためである。同様に多数の開口部を支持体に配設することは有利である。つまり空気は、多数の開口部を通って支持体内へ流入し、多数の開口部を通って支持体から再び流出する。この際、選択的に幾つかの開口部を個別的に閉鎖することは有利であり、従って支持体の内部の気流は調節可能である。
【００１８】
一実施形態において、流れる空気は循環系（流れ）を形成する。先ず空気は、中間空間内の気流に基づき、下側部分における開口部を通って支持体内へ流入する。ここで空気は、駆動装置又は別の要素の対流冷却により加熱される。加熱された空気は、上側部分における開口部を通って中間空間内へ流出する。ここで空気は、再び冷却され、その結果として中間空間の内部を下降し、そして再び、下側部分に配設された開口部を通って支持体内へ流入する。この実施形態では、マグヌスロータの内部の空気だけが利用される。回転体は、回転体の外部から内部へ実質的に空気が入らないように配設されている。或いは回転体は、開口部を有し、その際には常に新しい空気が内部空間（或いは中間空間）内へ達する。
【００１９】
好ましい別の一実施形態により、上側部分は、少なくとも部分的に円錐状に形成されており、少なくとも１つの開口部は、この円錐状に形成された部分に配設されている。
【００２０】
上側部分に配設された少なくとも１つの開口部が円錐状部分に配設されていることにより、空気の流出が更に有利に影響される。それに加え、円錐状の実施形態は、円錐体の先端部において回転体を支持することにより、構造的に且つ力伝達的に長所を有する。
【００２１】
好ましい別の一実施形態により、少なくとも１つの開口部の領域には、薄板格子体（ないしグリル Lamellengitter）が配設されている。薄板格子体の有利な配設箇所は、空気流入部として機能する開口部の領域でも、空気流出部として機能する開口部の領域でもある。薄板格子体が空気流入部に配設されている場合には、手の差し入れが防止される。マグヌスロータが稼動時にある場合、即ち回転体が回転している場合には、例えば、開口部を通して回転体へ手を伸ばすことは、作業員にとって危険である。更に気流の流れは、薄板格子体により有利に影響され、それにより冷却能力が改善される。薄板格子体を取り外し可能に構成することは有利である。マグヌスロータが稼動時にない場合には、開口部を整備目的で利用することができる。
【００２２】
薄板格子体が、流出開口部の領域、特に支持体の円錐状部分に作り込まれている流出開口部の領域に配設されている場合には、一方では、流出開口部は、支持体を冷却するために用いられ、他方では、流出する空気の気流が有利に影響され、従って空気が即座に冷却され、再び支持体内へ流入することができる。
【００２３】
好ましい別の一実施形態により、駆動装置は、別の周辺装置を備えた電気駆動部であり、それらの周辺装置は、実質的に支持体の内部に配設されている。
【００２４】
マグヌスロータの駆動装置が電気駆動部として実施されていることにより、マグヌスロータの稼動と制御は、遥かに簡素化される。つまり例えば、回転方向の変更のために歯車装置は不必要である。しかし電気駆動部は、別の周辺装置を必要とする。周辺装置としては、インバータ装置のような電流変換装置、制御装置等が挙げられる。また支持体の内部には、駆動部に依存しない別の周辺装置を配設することもできる。これらの周辺装置は、例えば、加熱又は冷却アセンブリ（例えばオイル冷却装置又は水冷却装置のためのもの）やブレーキ装置や測定機器等を含む。これらの全ての要素の冷却が支持体の内部の空気流を介して行なわれることにより、気流が特に有利に利用される。
【００２５】
好ましい別の一実施形態により、駆動装置及び／又は周辺装置は、冷却リブ（ないしフィン）を有する。
【００２６】
好ましくは、冷却リブは、駆動部及び／又は周辺装置において、支持体の内部の空気流の冷却作用が有利に利用されるように配設されている。例えば、冷却リブを、駆動部及び／又は周辺装置のハウジングに配設することができる。
【００２７】
好ましい別の一実施形態により、回転体は、連結要素を用いて支持体に回転可能に支持されており、該連結要素は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、支持体と回転体と連結要素との間の中間空間を連結要素の上方の空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続している。
【００２８】
回転体が（鉛直方向で）中間部分又は上側部分において支持体に支持されていると、そのために連結要素は必要不可欠である。この際、連結要素が支持体と同様に開口部を有することは有利であり、それにより支持体に対する外部空間が拡大され、従って空気の冷却作用が有利に影響される。
【００２９】
好ましい別の一実施形態により、回転体は、内側部分において冷却リブを有する。
【００３０】
それにより空気の冷却は、外部空間、即ち中間空間において有利に影響される。空気の冷却は、実質的に、回転体の内側表面における対流（Konvektion）を用いて行なわれる。回転体が冷却リブを有することにより、対流のために使用可能である表面が拡大され、それにより対流が肯定的に影響される。選択的な実施形態では、回転体が開口部を有すると同様に有利であり、従って回転体に対する外部空間との空気交換が行なわれる。このことは、加熱された空気が回転体の内部ではもはや十分に冷却可能ではない場合に有利であり、従って加熱された空気に新しい空気を混ぜることが有利である。
【００３１】
好ましい別の一実施形態により、マグヌスロータは、少なくとも１つの開口部を通して気流を発生させるための手段を有する。
【００３２】
そのような手段が設けられることにより、支持体の内部の気流は、更に有利に影響される。そのような手段は、例えば、簡単な蓋、ノズルの形式で構成された流出口、パイプ状延長部材、空気案内板等を含み、従って空気は、特別な方式で内部空間内へ流入する。更にこれらの手段は、ファン又はプロペラも含んでいる。つまり、加熱された空気を支持体の内部空間から吸引することや、空気を（目標を定めて）適切に支持体の内部空間内へ送り込むことが可能である。
【００３３】
選択的な別の一実施形態では、中間空間から冷たい空気が、気流を発生させるための手段を用い、上側の開口部を通って支持体内へ送り込まれる。つまり、冷たい空気の容積流を（目標を定めて）適切に支持体の上側部分内へ導くことが可能である。
【００３４】
上記のごとく、更に前記課題は、マグヌスロータの要素を冷却するための方法により解決され、この方法において、マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして
該支持体は、少なくとも２つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、
以下のステップ、即ち、
−  空気を、特に下側の第１部分に配設された開口部を通して該支持体の内部空間内へ流入するステップと、
−  該支持体の内部空間内の要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、特に上側の第２部分に配設された開口部を通して該外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を、該外部空間内で冷却するステップと
を含む。
【００３５】
この方法は、有利には、マグヌスロータの内部に配設されている要素の冷却を記載している。これらの要素は、例えば、駆動モータ、又はロータの軸受部（ベアリング）とすることができる。この概念のもとでは、ロータの内部に配設されており且つ冷却を必要とする別の要素も該当する。冷たい空気は、少なくとも２つの開口部のうちの第１の開口部を通して支持体の内部空間内へ流入し、そこで冷却すべき要素に向かって流れていく。そして空気がこれらの要素の周囲を流れる間に熱交換プロセスが行なわれる。即ちこれらの要素が冷却され、それに対し、これらの要素の周囲を流れる空気は加熱される。加熱されたこの空気は、その後、少なくとも２つの開口部のうちの第２の開口部を通して流出し、支持体の外部で再び冷却される。引き続き、空気は、再び第１の開口部に達し、再び内部空間内へ流入することができる。この実施形態において当該方法は、実質的に閉じた空気循環系を利用している。
【００３６】
本方法の選択的な実施形態では、追加的に新しい空気がマグヌスロータ内へ導かれ、即ちマグヌスロータ内へ流入する。このことは、実質的に閉じた空気循環系の空気が、満足のいく冷却を提供するには十分でない場合に有利である。
【００３７】
上記のごとく、更に前記課題は、マグヌスロータの回転体を加熱するための方法により解決され、この方法において、マグヌスロータは、支持体と、該支持体に回転可能に支持された回転体とを有し、そして
該支持体は、少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、該支持体の内部空間を少なくとも１つの外部空間と、これらの両方の空間の間で空気が通流可能であるように接続しており、
以下のステップ、即ち、
−  該支持体の内部空間内の要素の対流冷却により空気を加熱するステップと、
−  加熱された空気を、該内部空間から少なくとも１つの外部空間内へ流出するステップと、
−  加熱された空気を用いて該回転体を加熱するステップと
を含む。
【００３８】
空気は、例えば駆動装置や電流変換装置や制御装置や熱交換装置等のような要素の対流冷却により加熱される。加熱された空気は、支持体における少なくとも１つの開口部を通して外部空間内へ導かれる。この外部空間とは、好ましくは支持体と回転体との間の中間空間のことである。ここで空気が対流を用いて回転体を加熱し、この際、空気は再び冷却される。回転体の加熱は、マグヌスロータを有する船舶が様々な気候帯で使用され得るので、有利である。天候条件に応じ、回転体に氷が形成されることがある。従って、加熱された空気を回転体内へ導くことは有利であるが、その理由は、この加熱された空気により回転体が内部から加熱され、それにより回転体の外壁部に付着している氷が溶かされるためである。この氷の除去により、氷結したマグヌスロータを再び稼動可能とすることができるが、その理由は、回転体に外部から氷が付着しているマグヌスロータは稼動されるべきではないためである。つまり付着する氷は、多大な追加質量を意味し、この追加質量は、追加的に駆動されなくてはならず、マグヌスロータ駆動部の効率を悪化させることになる。更に氷は外壁部において非対称に付着し、それにより稼動を損なうか又は不能としてしまう不平衡（アンバランス）を発生させてしまう。また稼動時には付着している氷がマグヌスロータの外壁部から剥がれ、外壁部から外方に放射されるという危険性があり、従って放射された氷の部分により周辺部が危険にさらされる可能性がある。それ故、安全上の理由から、そしてマグヌスロータ稼動の原状回復のために、氷結したマグヌスロータからできるだけ迅速に氷を溶かす可能性が設けられなくてはならない。
【００３９】
上記のごとく、更に前記課題は、少なくとも１つのマグヌスロータを有する船舶により解決され、この船舶において、マグヌスロータは、上述の好ましい実施形態のいずれか１つにより実施されている。
【００４０】
以下、本発明を、添付の図面に関連した実施例に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】複数のマグヌスロータを備えた船舶を示す斜視図である。
【図２】マグヌスロータを模式的に示す斜視図である。
【図３】マグヌスロータを模式的に示す詳細側面図である。
【図４】支持体と回転体との間にハブを備えたマグヌスロータを簡素化して模式的に示す側面図である。
【図５】マグヌスロータのハブを模式的に示す俯瞰図である。
【図６】マグヌスロータの支持体を模式的に示す俯瞰図である
【実施例】
【００４２】
図１において船舶１は、複数のマグヌスロータ２を有する。更に船舶１は、水中領域１３ａと水上領域１３ｂとから成る胴体部１３を有する。更に船舶１は、胴体部１３の四隅に配設されている４つのマグヌスロータ２、即ちフレットナーロータ２を有する。この際、これらの４つのマグヌスロータ２は、本発明による船舶１のための風力稼動式駆動部である。船舶１は、船首部に配設されている、ブリッジ３０を備えたデッキハウス４０を有する。船舶１は、水中においてスクリュー５０、即ちプロペラ５０を有する。更に胴体部１３には、窓用開口部及び換気用開口部１８が配設されている。操縦可能性の改善のために船舶１は、同様にトランスバーススラスタを有し、この際、好ましくは、１つのトランスバーススラスタ（ないしサイドスラスタ）が船尾部に設けられ、１つ或いは２つのトランスバーススラスタ（ないしサイドスラスタ）が船首部に設けられている。好ましくはこれらのトランスバーススラスタは電気駆動される。宿泊設備、調理室、食糧保管室、食堂等は、デッキハウス４０に配設されている。この際、デッキハウス４０、ブリッジ３０、並びに露天甲板４１上の全ての構造物は、空気抵抗を減少するために空気力学的形状を有する。このことは特に、鋭いエッジや、鋭いエッジをもった取付部品等が実質的に回避されることにより達成される。空気抵抗を減少し且つ空気力学的形状を達成するために、できるだけ少ない構造物が設けられる。
【００４３】
マグヌスロータ２は、図２〜４においてより正確に図示されている。
【００４４】
図２によるマグヌスロータ２は、上側の回転体８と、支持体４として下側の立設固定部とを有し、これらは、支承部（軸受部）６を介して互いに連結されている。回転体８の上側端部において回転体８には、エンドプレート１０が装着されている。エンドプレート１０は、取り外し可能である。またエンドプレート１０は、回転体８の内部へ空気の流入を可能とするために開口部をもつことができる。マグヌスロータ２の支持体４は、取り外し可能な結合部９を介してベースプレート２０に固定されている。ここでは（図２）この取り外し可能な結合部９は、ネジ結合部として実施されている。同様にボルトを使用することもできる。マグヌスロータ２が例えば船舶１の甲板等に装着されているのであれば、ベースプレート２０が船舶甲板等自体により形成されるので、支持体４を固定するための対応のベースプレート２０は不必要である。この際（図２）支持体４は、マグヌスロータ２の内部に配設されている。マグヌスロータ２の上側の回転体８は、この支持体４上で支承部６の介在のもとに回転する。この支承部６は、既知の転がり軸受（ローリングベアリング：ないしコロ軸受）又は軸受（ベアリング）の他の適切な各実施形態とすることができる。
【００４５】
支持体４における開口部４ａ、１９、１９ａ、２１は、図３で見ることができる。マグヌスロータ２（図３）の内部には、マグヌスロータ２の回転体８を駆動する即ち回転させるための駆動装置１５と、該駆動装置１５を制御するための制御装置１６と、該駆動装置１５に給電するためのインバータ装置１７とが設けられている。これらは、支持体４の内部に設けられている。この際、回転体８の駆動装置１５は、立設固定の支持体４の上側領域に配設されており、従って該駆動装置１５の駆動シャフト１５ａは支承部６を通って案内される。支承部６の潤滑（注油）のために、オイル冷却装置１４を備えたオイルポンプが配設されている。上側の回転体８は、ハブ７を介して駆動シャフト１５ａと連結されている。マグヌスロータ２は、ボルト又はネジ９を用いてベースプレート２０又は船舶甲板等に取り付けられている。マグヌスロータ２は、図２において示され且つ説明されたように、内側に位置する支持体４と、支承部６と、上側の回転体８と、エンドプレート１０とを有する。
【００４６】
更に支持体４（図３）は、下側部分において３つの開口部１９、１９ａ、２１を有する。これらの開口部へは、梯子３１又は点検用プラットフォーム３２から達することができる。開口部１９、１９ａ、２１は、跳ね蓋や薄板格子体（グリル）等を用いて閉じることができる（ここでは非図示）。これらの開口部１９、１９ａ、２１が整備目的で利用される場合には、跳ね蓋等が取り外されなくてはならない。特に開口部１９、１９ａ、２１は、回転体８に重り（ウェイト）を装着するために利用することができる。これらの重りは、回転体８の不平衡（アンバランス）を補償するために用いられる。そのためにマグヌスロータ２、即ち支持体４には、下方から、即ちベースプレート（底部プレート）２０を通って中に入ることができる。
【００４７】
オイル冷却装置１４、駆動装置１５、制御装置１６、インバータ装置１７、又は他のアセンブリ（ユニット）を冷却するために、空気が、例えば下側の開口部１９ａを通って支持体４の内部空間５３内へ流入する。そのために支持体４は、多数の下側の開口部１９ａをもつこともできる。空気は、それらのアセンブリ１４、１５、１６、１７に沿って流れ、これらのアセンブリを対流（Konvektion）を用いて冷却する。その後、加熱された空気は、支持体４の上側部分２３へと上昇し、そこで上側の開口部４ａを通って中間空間５２内へ達する。そこで空気は、回転体８における対流を用いて冷却され、中間空間５２内を下降し、そして冷却された状態で再び下側の開口部１９ａを通って内部空間５３内へ流入する。
【００４８】
ベースプレート（底部プレート）２０を通る開口部は、選択的な一実施形態では、補助的に新しい空気の供給部として利用することができる。つまり空気を、マグヌスロータ２の外部からベースプレート２０を通して支持体４の内部空間５３内へ導くことが可能である。
【００４９】
外海上でマグヌスロータ２を使用する場合には、塩分を含んだ空気がマグヌスロータ２の周囲を流れている。回転体８は中間空間５１、５２を（例えばベースプレート２０における案内部又は回転体８における取付用開口部又は整備用開口部が原因で）完全には気密に被っていないので、海の空気が中間空間５１、５２内へ浸入し、従って支持体４の内部空間５３内へも浸入することがある。塩分を含んだこの空気の浸入は、例えばインバータ装置１７や制御装置１６のような支持体４の内部の要素において故障の原因となり得る。それに加え、塩分を含んだ空気は、好ましくは鋼材から製造されている支持体４の腐食を加速させることになる。同様にマグヌスロータ２の別の部分も腐食することになる。この選択的な実施形態では、実質的に塩分を含まない新しい空気が支持体４の内部空間５３内又は中間空間５１、５２内へ導かれる。塩分を含んだ海の空気が実質的に排除されて中間空間５１、５２内又は内部空間５３内へ浸入できないようにマグヌスロータ２における開口部を通して新しい空気が流出するよう、新しい空気の容積流を定量することは有利である。そのために中間空間５１、５２内及び／又は内部空間５３内に超過圧力（正圧）をかけることができる。更にマグヌスロータ２の開口部にはフィルタを設けることができ、従って流入する塩分を含んだ空気は（実質的に塩分を含まないように）フィルタリングされてから中間空間５１、５２内及び／又は内部空間５３内へ流入することができる。
【００５０】
支持体４は、その上側部分２３において円錐状部分２７を有する。円錐状部分２７には、同様に開口部４ａが配設されている。空気は、両方の下側の開口部１９、１９ａ、２１を通って支持体４の内部空間５３内へ流入し、そこでオイル冷却装置１４、制御装置１６、インバータ装置１７、及び駆動装置１５の周囲を流れ、従ってこれらを冷却し、引き続き、上側の開口部４ａから流出する。回転体８と支持体４とハブ７との間の中間空間５２内において空気は冷却され、中間空間５２内を下降する。そこで空気は再び支持体４の内部空間５３内へ流入する。
【００５１】
ハブ７が同様に開口部７ａを有する（図４）と、中間空間が拡大され、空気がより効果的に冷却される。この実施例（図４）において空気の流れは、矢印５４、５５、５６、５７により図示されている。この実施例により空気は、内部空間５３から中間空間５２内へ流入するだけではなく、中間空間５２から中間空間５１内へも流入する。つまりより良い空気の冷却が、回転体８の同時の加熱のもとで達成される。回転体８の加熱は、マグヌスロータ２を有する船舶１が様々な気候帯で使用され得るので、有利である。天候条件に応じ、回転体８に氷が形成されることがある。従って、加熱された空気を回転体８内へ導くことは有利であるが、その理由は、この加熱された空気により回転体８が内部から加熱され、それにより回転体８の外壁部に付着している氷が溶かされるためである。この氷の除去により、氷結したマグヌスロータ２を再び稼動可能とすることができるが、その理由は、回転体８に外部から氷が付着しているマグヌスロータ２は稼動されるべきではないためである。つまり付着する氷は、多大な追加質量を意味し、この追加質量は、追加的に駆動されなくてはならなく、マグヌスロータ駆動部の効率を悪化させることになる。更に氷は外壁部において非対称に付着し、それにより稼動を損なうか又は不能としてしまう不平衡（アンバランス）を発生させてしまう。また稼動時には付着している氷がマグヌスロータ２の外壁部から剥がれ、外壁部から外方に放射されるという危険性があり、従って放射された氷の部分により周辺部が危険にさらされる可能性がある。それ故、安全上の理由から、そしてマグヌスロータ稼動の原状回復のために、氷結したマグヌスロータ２からできるだけ迅速に氷を溶かす可能性が設けられなくてはならない。
【００５２】
この実施例（図４）において、加熱された空気５８は、上側の開口部４ａを通って内部空間５３から中間空間５２内へ流入する。そこから空気の一部５４は、冷却されて中間空間５２内を下降する。また空気の他の一部５５は、ハブ７における開口部７ａを通って中間空間５１内へと上昇する。そこでこの空気は冷却される。冷却された空気５６、５７は、ハブ７における開口部７ａを通って中間空間５２内へと下降し、そして中間空間５２において更に下降する。冷たい空気はファン５９等により下側の開口部１９ａを通って支持体４の内部空間５３内へ送られ、そこで再びアセンブリ１４、１５、１６、１７の冷却のために使われる。各開口部４ａ、７ａ、１９、１９ａ、２１にファン等を配設することができる。つまり空気が所望どおりにマグヌスロータ２内で循環するように空気を常に送り続けることが可能である。
【００５３】
例えばハブ７における開口部７ａには、薄板格子体（グリル）１１も配設されている。しかし、各開口部４ａ、７ａ、１９、１９ａ、２１に薄板格子体１１が配設されていることも可能である。この際、格子体は、開口部４ａ、７ａ、１９、１９ａ、２１において必ずしも面一（flaechenbuendig）に装着されている必要はなく、空気が実質的に格子体１１を貫流する或いは格子体１１の周囲を流れるという各種の配置構成も有利である。また開口部７ａは、流れ形成に有利に影響を及ぼすようにハブ７に配設することができる。つまり適切な角度の選択により、加熱された空気を更に効果的にハブ７の上方の中間空間５１内へ導き、冷却された空気を内部空間５３へ供給するために、更に効果的に再び中間空間５２内へ導くことが可能である。
【００５４】
ハブ７は、図５の実施例では、ハブ７が回転体８の外壁部を複数のリブを介して駆動シャフト１５ａと連結するように構成されている。それにより開口部７ａが特に大きく形成されており、支持体４の上側面部から回転体８のエンドプレート１０に至るまで回転体８の内部には、ほぼ貫通した空間が作られており、この空間内において、加熱された空気は、支持体４の開口部４ａからほぼ邪魔されることなくエンドプレート１０に至るまで直線的に垂直に上昇することができる。つまり空気の特に効果的な冷却が達成される。この際、複数のリブは、ファンブレードのようにも作用することができ、つまりマグヌスロータ２内に更に効果的な気流を形成することができる。同様に支持体４の円錐状部分２７における開口部４ａは、効果的な冷却に寄与することができる。この実施例（図６）において、開口部４ａは、回転体８の近傍に配設されている。つまり加熱されて上昇する空気は、この空気が対流により冷却されるところの回転体８の方向へ導かれる。例えば開口部４ａには薄板格子体１１が備え付けられている。この際、この格子体１１は、加熱された空気が更に強く回転体８へと導かれるように配設されている。
【符号の説明】
【００５５】
１          船舶
２          マグヌスロータ（フレットナーロータ）
４          支持体
４ａ        開口部
６          支承部（軸受部）
７          ハブ
７ａ        開口部
８          回転体
９          結合部（ボルト又はネジ）
１０          エンドプレート
１１          薄板格子体（グリル）
１３          胴体部
１３ａ        水中領域
１３ｂ        水上領域
１４          オイル冷却装置
１５          駆動装置
１５ａ        駆動シャフト
１６          制御装置
１７          インバータ装置
１８          窓用開口部、換気用開口部
１９          開口部
１９ａ        開口部
２０          ベースプレート（底部プレート）
２１          開口部
２３          上側部分
２７          円錐状部分
３０          ブリッジ
３１          梯子
３２          点検用プラットフォーム
４０          デッキハウス
４１          露天甲板
５０          スクリュー（プロペラ）
５１          中間空間
５２          中間空間
５３          内部空間
５４          空気の流れ
５５          空気の流れ
５６          空気の流れ
５７          空気の流れ
５８          加熱された空気
５９          ファン
【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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