(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体（４）と、
マグヌスロータ（２）の運転時に前記支持体（４）を中心に回転するロータ（８）と、
前記ロータ（８）を前記支持体（４）の上に支持する支承部（６）と、
前記支持体（４）の内室（５０）内に設けられており、加熱された空気を形成するために加熱装置（３）と、を有するマグヌスロータ（２）であって、
前記支持体（４）は少なくとも１つの開口部（４ａ）を外側に有し、
該開口部は、前記支持体（４）の内室（５０）を、前記支持体（４）と前記ロータ（８）との間の中間室（５１）に、前記加熱装置（３）によって加熱された空気が前記内室（５０）と前記中間室（５１）との間を流通できるように接続する、マグヌスロータ（２）。
【請求項２】
前記加熱装置（３）は、少なくとも１つの空気ガイド部（３ａ）を介して前記支持体開口部（４ａ）に、前記加熱装置（３）により加熱された空気が前記支持体（４）と前記ロータ（８）との間の中間室（５１）に放出され得るように接続されている、請求項１に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項３】
前記ロータ（８）は、接続エレメント（７）を介して前記支承部（６）の上に支持されており、
前記接続エレメント（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）と前記ロータ（８）との間の中間室（５１）を前記接続エレメント（７）の上方にある室（５２）に、空気が当該２つの室の間を流通することができるように接続する、請求項１または２に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項４】
前記加熱装置（３）は複数の空気ガイド部（３ａ）を有し、および／または前記支持体（４）は複数の開口部（４ａ）を有し、および／または前記接続エレメント（７）は複数の開口部（７ａ）を有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項５】
前記接続エレメント（７）は、当該接続エレメント（７）の開口部（７ａ）が水平面において当該接続エレメント（７）自体よりも大きな面積を占めるように構成されている、請求項４に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項６】
前記加熱装置（３）の複数の空気ガイド部（３ａ）および／または前記支持体の複数の開口部（４ａ）および／または前記接続エレメント（７）の複数の開口部（７ａ）は、前記支持体（４）および／または前記接続エレメント（７）の周囲に実質的に均等に分散して設けられている、請求項４または５に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項７】
前記加熱装置（３）の複数の空気ガイド部（３ａ）および／または前記支持体の複数の開口部（４ａ）および／または前記接続エレメント（７）の複数の開口部（７ａ）は、前記支持体（４）および／または前記接続エレメント（７）の周囲に、前記マグヌスロータ（２）の中央軸から半径方向にできるだけ離して設けられている、請求項４から６までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項８】
前記加熱装置（３）の複数の空気ガイド部（３ａ）および／または前記支持体の複数の開口部（４ａ）および／または前記接続エレメント（７）の複数の開口部（７ａ）は、その面が周方向において半径方向よりも大きくなるよう構成されている、請求項４から７までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項９】
前記ロータ（８）はアルミニウム製である、請求項１から８までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項１０】
前記支持体（４）はスチール製である、請求項１から９までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項１１】
前記支持体（４）の内側に電気モータ（１５）が設けられており、前記加熱装置（３）には電気線路を介して電気エネルギーが供給され、当該電気線路を介してマグヌスロータ（２）の運転時には前記電気モータが給電される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載のマグヌスロータ（２）を有する船舶。
【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。
【背景技術】
【０００２】
マグヌスロータは、フレットナロータまたは帆走ロータとも称される。
【０００３】
マグヌスロータは従来技術で公知である。とりわけ船舶駆動部としてのマグヌスロータは概念「フレットナロータ」の下で公知であり、刊行物「Die Segelmaschine」、Klaus D. Wagner著、Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburg, 1991には、船舶にそのようなフレットナロータまたはマグヌスロータを装備することが記載されている。
【０００４】
この種の船舶駆動部は、その固有の回転およびその周りに流れる風との共同作用の下で船舶の推進力を形成するから、マグヌスロータは、十分に風がある場所なら基本的にどこでも使用することができる。これは基本的に地球の周りのすべての海洋に当てはまる。すなわち地球のすべての気候ゾーンでそうである。
【０００５】
しかし地球の海洋および気候ゾーンは非常に異なる気候条件および天候条件を有しており、これらは季節のため地球の同じ場所でも大きく変動することがある。これらの気候条件は、マグヌスロータの使用を制限することになりえる。
【０００６】
一般的な従来技術として特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許出願第１０２００６０２５７３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「Die Segelmaschine」、Klaus D. Wagner著、Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburg, 1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明の基礎とする課題は、気候条件にできるだけ依存せずに使用することのできるマグヌスロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によればこの課題は、請求項１の発明特定事項を備えるマグヌスロータ、および請求項１２の船舶、とりわけ貨物船によって解決される。本発明の第１の視点において、下記のマグヌスロータが提供される。すなわち、支持体と、マグヌスロータの運転時に前記支持体を中心に回転するロータと、前記ロータを前記支持体の上に支持する支承部と、前記支持体の内室内に設けられており、加熱された空気を形成するために加熱装置と、を有するマグヌスロータであって、前記支持体は少なくとも１つの開口部を外側に有し、該開口部は、前記支持体の内室を、前記支持体と前記ロータとの間の中間室に、前記加熱装置によって加熱された空気が前記内室と前記中間室との間を流通できるように接続する、マグヌスロータ（基本形態１）。また第２の視点において、第１の視点によるマグヌスロータを有する船舶、とりわけ貨物船が提供される。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号は専ら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。有利な展開形態は従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、以下の展開形態が可能である。
（形態２）本発明のマグヌスロータにおいて、加熱装置は、少なくとも１つの空気ガイド部を介して支持体開口部に、前記加熱装置により加熱された空気が支持体とロータとの間の中間室に放出され得るように接続されているマグヌスロータが好ましい。
（形態３）前記ロータは、接続エレメントを介して支承部の上に支持されており、前記接続エレメントは少なくとも１つの開口部を有し、該開口部は、前記支持体と前記ロータとの間の中間室を前記接続エレメントの上方にある室に、空気が当該２つの室の間を流通することができるように接続するマグヌスロータが好ましい。
（形態４）前記加熱装置は複数の空気ガイド部を有し、および／または前記支持体は複数の開口部を有し、および／または前記接続エレメントは複数の開口部を有するマグヌスロータが好ましい。
（形態５）前記接続エレメントは、当該接続エレメントの開口部が水平面において当該接続エレメント自体よりも大きな面積を占めるように構成されているマグヌスロータが好ましい。
（形態６）前記加熱装置の複数の空気ガイド部および／または前記支持体の複数の開口部および／または前記接続エレメントの複数の開口部は、前記支持体および／または前記接続エレメントの周囲に実質的に均等に分散して設けられているマグヌスロータが好ましい。
（形態７）前記加熱装置の複数の空気ガイド部および／または前記支持体の複数の開口部および／または前記接続エレメントの複数の開口部は、前記支持体および／または前記接続エレメントの周囲に、前記マグヌスロータの中央軸から半径方向にできるだけ離して設けられているマグヌスロータが好ましい。
（形態８）前記加熱装置の複数の空気ガイド部および／または前記支持体の複数の開口部および／または前記接続エレメントの複数の開口部は、その面が周方向において半径方向よりも大きくなるよう構成されているマグヌスロータが好ましい。
（形態９）前記ロータはアルミニウム製であるマグヌスロータが好ましい。
（形態１０）前記支持体はスチール製であるマグヌスロータが好ましい。
（形態１１）前記支持体の内側に電気モータが設けられており、前記加熱装置には電気線路を介して電気エネルギーが供給され、当該電気線路を介してマグヌスロータの運転時には前記電気モータが給電されるマグヌスロータが好ましい。
（形態１２）上述のマグヌスロータを少なくとも１つ有する船舶、とりわけ貨物船。
したがって、マグヌスロータの内部に配置された支持体と、マグヌスロータの運転時に前記支持体を中心に回転するロータと、前記ロータを前記支持体の上に支持する支承部と、前記支持体の内部に加熱された空気を形成するために設けられた加熱装置とを有するマグヌスロータが提供される。前記支持体は少なくとも１つの開口部をその外側に有し、この開口部は支持体の内室を、当該支持体とロータとの間の中間室と、これら２つの室の間を空気が通過することができるように接続する。
【００１２】
空気を加熱する加熱装置が支持体の内室内に設けられており、加熱された空気が少なくとも１つの開口部を通って、支持体の外側かつ上方の領域へとロータにまで上昇することができると有利である。なぜなら、この加熱された空気によってロータが内側から加熱され、これによりロータの外壁に付着する氷を除氷することができるからである。この除氷によって、凍結したマグヌスロータを再び運転させることができる。なぜならロータに外側から氷が付着したマグヌスロータを運転するべきではないからである。すなわち付着した氷は、付加的に駆動しなければならないことになる付加的な質量であり、マグヌスロータ駆動の効率を悪化させる。さらに氷は非対称に外壁に付着し、これにより不平衡を形成することがあり、この不平衡は運転を阻害し、または不可能にすることがある。付着した氷が運転時にマグヌスロータの外壁から剥がれ、ロータから投げ出され、これにより投げ出された氷部分により周囲が脅かされるという危険性も存在する。したがって安全性の理由から、およびマグヌスロータの運転を復旧するために、凍結したマグヌスロータを可及的迅速に除氷（解氷）することのできる手段を設けることが必要である。
【００１３】
本発明の一側面によれば、加熱装置が少なくとも１つの空気ガイド部を介して支持体開口部と、加熱装置により加熱された空気が支持体とロータとの間の中間室に放出され得るように接続される。これにより加熱された空気が、部分的にだけでなく、可及的に完全にこの中間室に放出されることが達成される。（なお、部分的にだけ放出される場合とは、加熱された空気が加熱装置から支持体の内室に放出されることとなり、加熱空気の一部だけがこの中間室を上昇することとなる場合のことである。）これによりロータを加熱し、除氷するために加熱された空気の熱をより効率的に使用することができる。さらに支持体の内室が付加的に加熱されることが望ましくない場合もあり、これに関しても加熱された空気が、可及的に完全に支持体とロータとの間の中間室に放出されると有利である。
【００１４】
本発明の別の側面によれば、ロータが接続エレメントを介して支承部の上に支持される。接続エレメントは少なくとも１つの開口部を有し、この開口部は、支持体とロータとの間の中間室を前記接続エレメントの上方の室と、空気がこれら２つの室の間を通過することができるように接続する。ロータの外壁を支承部に接続し、かつこの外壁をマグヌスロータの中央軸上の駆動部に接続する支持エレメントにある開口部によって、ロータの内室内で上方に向かう空気交換が可能になり、マグヌスロータをできるだけ完全にその上端部まで加熱し除氷することができる。
【００１５】
本発明の一側面によれば、加熱装置は複数の空気ガイド部を有し、および／または支持体は複数の開口部を有し、および／または接続エレメントは複数の開口部を有する。これにより一方ではロータ内を上方に向かう空気交換が増大され、これにより同時にロータの外壁を強力かつ迅速に加熱および除氷することが達成される。他方では複数の開口部により空気流がロータ内部で均等に分散され、これによっても均等で迅速な加熱と除氷が達成される。
【００１６】
本発明の別の側面によれば、接続エレメントは、接続エレメントの開口部が水平面において当該接続エレメント自体よりも大きな面積を占めるように構成されている。このような大きな開口部（複数）によって接続エレメントの下方と上方とで室が互いに接続され、これにより可及的に大きな一体的な室が得られ、この室内を加熱された空気が、妨げとなるかまたはチャネル流を成す分離流を生ずることなく、迅速かつ均等に分散することができる。
【００１７】
本発明の一側面によれば、加熱装置の複数の空気ガイド部が、および／または支持体の複数の開口部が、および／または接続エレメントの複数の開口部が、支持体の周囲および／または接続エレメントの周囲に実質的に均等に分散して設けられている。これにより加熱され上昇する空気が可及的に均等に分散される。なぜなら支持体または接続エレメントの周囲に均等に複数の開口部が同じように分散して設けられており、これらの開口部を通って加熱された空気がロータの内室を上昇することができるからである。
【００１８】
本発明の別の側面によれば、加熱装置の複数の空気ガイド部が、および／または支持体の複数の開口部が、および／または接続エレメントの複数の開口部が、支持体の周囲および／または接続エレメントの周囲に、マグヌスロータの中央軸から半径方向にできるだけ離れ、距離を置いて設けられている。これにより加熱された空気はロータの外壁の直接内側に直接沿って上昇することができ、したがってその熱エネルギーを可及的に迅速かつ完全にこの外壁に放出することができる。
【００１９】
本発明の一側面によれば、加熱装置の複数の空気ガイド部が、および／または支持体の複数の開口部が、および／または接続エレメントの複数の開口部の面が、周方向において半径方向よりも大きくなるよう構成されている。この幾何形状により開口部はスリット等として構成され、これらの開口部は、加熱された空気が上昇する際にロータの外壁の内側とできるだけ大量の空気流が直接接触するようにする。これによりロータの外壁への熱放出が促進される。
【００２０】
本発明の別の側面によれば、ロータはアルミニウムから作製されている。アルミニウムは例えばスチールよりも比較的良好な熱伝導率を有しているから、加熱された空気からの熱エネルギーを比較的良好かつ迅速に吸収することができる。これによりロータの迅速な除氷が促進される。
【００２１】
本発明の一側面によれば、支持体はスチールから作製されている。スチールは例えばアルミニウムよりも比較的劣る（低い）熱伝導率を有する。したがってスチールから作製された支持体は、ロータよりも比較的に少ない熱エネルギーを加熱された空気から吸収する。このようにして、加熱された空気の熱をロータの除氷のために可及的に良好に使用することができる。
【００２２】
本発明の別の側面によれば、支持体の内部には電気モータが設けられている。加熱装置には電気線路を介して電気エネルギーが供給され、この電気線路を介してマグヌスロータの運転時には電気モータが給電される。
【００２３】
電気モータまたは加熱装置へのこの択一的な電力供給部の構成によって、この２つの機器を同時には駆動しないことが利用される。なぜならロータの除氷は、これが凍結のため電気モータによって駆動できない場合に実施されるからである。したがってこの２つの機器の電気供給の設置コストを低減することができる。なぜならこの電気供給は同じ線路を介して十分に行うことができるからである。
【００２４】
本発明の実施例および利点を、以下の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】複数のマグヌスロータを有する一船舶の斜視図である。
【図２】マグヌスロータの斜視図である。
【図３】マグヌスロータの概略的側面の詳細図である。
【図４】加熱装置を有する第１実施例でのマグヌスロータの簡素化した概略的側面図である。
【図５】加熱装置を有する第２実施例でのマグヌスロータの簡素化した概略的側面図である。
【図６】第１および第２実施例におけるマグヌスロータのハブへの概略的平面図である。
【図７】第１実施例におけるマグヌスロータの支持体への概略的平面図である。
【図８】第２実施例における加熱装置を有するマグヌスロータの簡素化した概略的側面図である。
【図９】マグヌスロータの概略的断面図である。
【実施例】
【００２６】
図１は、複数のマグヌスロータ２を有する船舶の概略図である。ここで船舶は、水中領域１６と水上領域１５からなる胴体を有する。さらに船舶は４つのマグヌスロータ２ないしフレットナロータ２を有し、これらは胴体の（矩形を成す）４つの角に配置されており、好ましくは円筒状に構成されている。ここで４つのマグヌスロータ２は、本発明の船舶のための風力駆動部である。船舶は船首に配置された、ブリッジ３０を備えるデッキハウス４０を有する。船舶は水中にスクリュー５０ないしプロペラ５０を有する。さらに操船性を改善するために、船舶は同様にサイドスラスターを有し、好ましくは１つのサイドスラスターが船尾に、１つまたは２つのサイドスラスターが船首に設けられている。好ましくはこれらのサイドスラスターは電気的に駆動される。宿泊所、キッチン、食料庫、食堂等はデッキハウス４０に配置されている。ここでオーバ（露天）デッキ１４より上のデッキハウス４０、ブリッジ３０およびすべての建造物には、風の抵抗を低減するために空気力学的形状が付与されている。このことはとりわけ鋭利な角および尖った構造物を実質的に回避することにより達成される。風の抵抗を最小にし、空気力学的形状を付与するために、可能な限り少数の上甲板構造物が設けられる。
【００２７】
図２は、マグヌスロータ２の概略的斜視図である。マグヌスロータ２は、ロータ８としての上方回転部分と、支持体４としての下方定置部分とを有し、これらは支承部６を介して互いに結合されている。ロータ８の上端部では端板１０がこれに取り付けられている。マグヌスロータ２の支持体４は、ボルトまたはネジ９を介して基台プレート２０上に固定されている。マグヌスロータ２が例えば船舶のデッキ等に取り付けられている場合、対応する基台プレート２０は支持体４の固定のために必要ない。なぜなら基台プレートは船舶デッキ等自体によって形成されるからである。ここで支持体４はマグヌスロータ２の内部に配置されている。この支持体４の上では上方ロータ８が、支承部６を介在して回転する。この支承部６は、公知の転がり軸受けまたはベアリングの他の適切な構成とすることができる。
【００２８】
図３は、マグヌスロータ２の概略的側面の詳細図である。マグヌスロータ２の内部には、駆動用の駆動部１５、すなわちロータ８を回転させるための駆動部と、この駆動部１５の制御用の制御部１６と、駆動部１５に給電するためのインバータ１７とが設けられている。これらは支持体４の内側に設けられている。ここでロータ８の駆動部１５は起立（直立）した支持体の上方領域に配置されており、したがって駆動部１５の駆動軸１５ａは支承部６を通って案内される。上方ロータ８はハブ７を介して駆動軸１５ａと結合されている。マグヌスロータ２は、ボルトまたはネジ９によって基台プレート２０上にまたは船舶デッキ等に取り付けられている。マグヌスロータ２は、図２に図示し、説明したように内側支持体４、支承部６、上方ロータ８並びに端板１０を有する。
【００２９】
図４は、加熱装置３を有する第１実施例でのマグヌスロータ２の簡素化した概略側面図である。端板１０とハブ７とをマグヌスロータ２の運転時に運動する部分として有するロータ８が図示されている。これらは同様に回転する軸シャフト１５ａ（図示せず）を介して支持体４の支承部６に支持される。
【００３０】
支持体４の内部には加熱装置３としてのヒートファン３が図示されており、これは支持体４の上方領域に設けられている。ヒートファン３は、空気を周りから、すなわち支持体４の内室５０から吸引し、これを例えば電流によって加熱されたコイルを通過させることにより熱い空気を形成する。このとき吸引された空気は、流れの通過するコイルから熱を吸収する。次にこの加熱された空気はヒートファン３から吹き出される。このことは本発明では、少なくとも１つのヒートファンパイプ３ａを介して行われ、このヒートファンパイプはヒートファン３の吹き出し開口部と接続されている。このヒートファンパイプ３ａは少なくとも１つの支持体開口部４ａに至っており、この支持体開口部は支持体４内に設けられていて、支持体４の内室５０を支持体４とロータ８との間の中間室５１、５２に接続する。ここでこの中間室５１、５２は、支持体４と、ハブ７と、ハブ７の下方のロータ８の部分との間の容積により実質的に形成された中間室５１を有し、ならびにハブ７と、ハブ７の上方のロータ８の部分と、端板１０との間の容積により実質的に形成された中間室５２を有する。したがってこの支持体開口部４ａを介して、ヒートファン３の加熱された空気が、ヒートファンパイプ３ａを介し支持体４から中間室５１、５２に吹き出される。
【００３１】
択一的に加熱装置３として熱交換器３等を使用することもできる。この熱交換器は熱エネルギーを空気の加熱のために別の液体から取り出し、そこから得られた熱エネルギーを少なくとも部分的に空気に放出し、この空気がヒートファンパイプ（空気ガイド部）３ａから流出する。したがって例えばスクリュー５０ないしプロペラ５０を直接駆動するか、またはスクリュー５０ないしプロペラ５０を駆動するための電気モータのための電気エネルギーを形成する船舶の燃焼機関の排気ガスから、熱エネルギーを熱交換器３により獲得し、少なくとも部分的に加熱された空気を形成するために利用することができる。
【００３２】
加熱された空気は上方に上昇するから、ロータ８の外壁は実質的に支持体開口部４ａの高さから（より上方で）加熱され、これにより支持体開口部４ａが設けられた高さで除氷される。とりわけ空気流は上方においてハブ７によって制限されており、このハブはロータ８の外壁を軸シャフト１５ａに接続する。したがってハブ７にも、加熱された空気がさらに上方に上昇することができ、これによりロータ８の上方領域全体を加熱して除氷するために、少なくとも１つのハブ開口部７ａを同様に設ける必要がある。言い替えると、加熱された空気は支持体開口部４ａから中間室５１に放出される。しかしこの中間室５１はハブ７によって中間室５２から分離されているから、２つの中間室５１と５２を互いに接続し、これらの間での空気交換を可能にするためにハブ開口部７ａが必要である。
【００３３】
図５は、第２実施例の加熱装置３を有するマグヌスロータ２の簡素化した側面を示す概略図である。図示されているのは、実質的に図４のエレメントである。その他に、基台プレート２０または船舶デッキ等が図示されており、この上にマグヌスロータ２がボルトまたはネジ９によって固定されている。
【００３４】
この第２実施例では、加熱装置３が支持体４の下方領域に配置されており、ヒートファンパイプ３ａと支持体開口部４ａとが半径方向に配向されてマグヌスロータ２の領域に設けられている。この領域では、ロータ８の外壁が支持体４を取り囲んでいる。したがってこの実施例では、熱い空気が、ロータ８のほぼ全高にわたってロータ８の外壁を通過する。これにより外壁を、その全高まで加熱し、除氷することができる。しかしこの実施形態で熱い空気の熱の一部は、すでにロータ８の下方領域で、ロータの外壁に沿って放出され、そのためロータ８の上方領域には、まだ暖かい空気が、すなわちヒートファンパイプ３ａの出口に対しては格段に冷えた空気が到来する。対応してロータ８の上方領域は下方領域よりもわずかしか加熱されず、したがってロータ８の上方領域が激しく凍結した場合、不利な条件下ではこれを完全に除去できないか、または第１実施例よりも少なくとも緩慢にしか除去できない。それと引き替えに第２実施例は第１実施例に対して、ここではロータ８の全高を加熱し、除氷することができるという利点を有し、これに対して第１実施例では、支持体開口部４ａのほぼ上方の領域しか加熱されず、除氷されない。なぜなら熱い空気はこの支持体開口部４ａから上方に上昇するからである。それと引き替えに、第１実施例ではとりわけロータ８のこの上方領域の加熱が、第２実施例の場合よりも強力である。
【００３５】
第１および第２実施例では図４と５に、２つのヒートファンパイプ３ａ、２つの支持体開口部４ａおよび２つのハブ開口部７ａが示されている。しかしここでは１つのヒートファンパイプ３ａ、１つの支持体開口部４ａおよび１つのハブ開口部７ａだけを設けることもできる。２つより多くのヒートファンパイプ３ａ、支持体開口部４ａおよびハブ開口部７ａを設けることもできる。１つだけのヒートファンパイプ３ａと複数の支持体開口部４ａおよび／または複数のハブ開口部７ａを設けることもできる。ここで重要なのは、できるだけ大量の加熱された空気を支持体４から、マグヌスロータ２のロータ８の上方領域全体に、すなわち中間室５２に搬送し、そこでロータの外壁でできるだけ均等に分散させることである。したがってヒートファンパイプ３ａ、支持体開口部４ａおよびハブ開口部７ａの種々異なる構成および組み合わせが可能である。
【００３６】
図６は、第１および第２実施例でのマグヌスロータ２のハブ７の概略的平面図を示す。ハブ７はこの図では、リブを介してロータ８の外壁を軸シャフト１５ａと接続するように構成されている。これにより開口部７ａをとりわけ大きく形成することができ、ほぼ貫通した中間室５１、５２が、ロータ８の内室で支持体４の上側からロータ８の端板１０までに形成される。ここでは熱い空気が支持体開口部からほとんど妨げられずに真っすぐに垂直に端板１０まで上昇することができる。
【００３７】
ここで第１および第２実施例で有利には、複数のヒートファンパイプ３ａ、支持体開口部４ａおよびハブ開口部７ａが支持体４またはハブ７の周囲に均等に設けられている。これによりできるだけ大量の熱き空気を上方に吹き出し、この熱い空気を中間室５１、５２内で支持体４から端板１０まで、できるだけ均等にも分散させることができ、ひいてはロータ８の外壁の均等な加熱も達成することができる。
【００３８】
支持体開口部４ａおよび／またはハブ開口部７ａも、これらが上昇する熱い空気の空気流を所期のように偏向し、ロータ８の内室で分散するように構成することができる。例えば支持体開口部４ａおよび／またはハブ開口部７ａは、中央軸、すなわちマグヌスロータ２の回転軸から半径方向で外側にできるだけ離れて設けることができる。これは、ヒートファンパイプ３ａからの出口から熱い空気をロータ８の外壁にできるだけ接近して通過、上昇させ、これにより上昇する熱い空気からロータ８の外壁へのできるだけ完全な熱放出を達成するためである。支持体開口部４ａおよび／またはハブ開口部７ａはスリット等として構成することもできる。これは熱い空気の空気流をロータ８の外壁に沿ってできるだけ平坦に通過させ、これによりロータ８の外壁の加熱を最適化するためである。これにより急速凍結の除氷も可及的に迅速かつ完全に行うことができる。
【００３９】
図７は、第１実施例のマグヌスロータ２の支持体の概略的平面図を示す。この図で支持体開口部４ａはスリット状に構成されており、半径方向にできるだけ外側に離れて、すなわちロータ８の外壁にできるだけ接近して支持体４の上方領域に配置されている。これにより熱い空気はロータ８の外壁の内側に対して可及的に平行に支持体開口部４ａから流出する。
【００４０】
ロータ８の外壁の加熱を支援するために、ロータ８はアルミニウム製に構成することができる。アルミニウムは、例えばスチールより格段に良く熱を吸収し、伝熱するからである。ロータ８の外壁は自分の重量だけを支持し、外から襲ってくる風力を吸収しなければならないから、ロータ８の構造の所要の安定性を損なうことなく、マグヌスロータ２においてこのような構造が可能である。ここではハブ７と固定部分、すなわちマグヌスロータ２の運転時に回転しない部分とをスチールから作製することができ、これにより高剛性の構造を達成することができる。なぜならこの部分は、熱い空気から熱を吸収する必要がなく、熱い空気の熱をできるだけ完全にロータ８の外壁に放出する必要もないからである。
【００４１】
ここで有利には、ヒートファン３には、マグヌスロータ２の運転時には駆動部１５に供給される電気エネルギーを給電する。なぜならマグヌスロータ２は、ロータ８が凍結した場合には、駆動部１５によって駆動することはできないからである。これにより、電気エネルギーを駆動部１５に供給する他に別の電気的設備が必要なく、それによりヒートファン３を設置する際に設置コストを節約することができる。電気的設備も１つの機器、すなわち駆動部１５またはヒートファン３の消費電力に合わせて設計すべきであり、２つの機器の同時の消費電力に合わせる必要はない。なぜならこれらの機器が同時に駆動されることはないからである。
【００４２】
図８は、第２実施形態の加熱装置３を備えるマグヌスロータ２の簡素化した概略側面図を示す。この図ではロータ８の内部に、有利にはシリンダ状の別の物体が内側シリンダ８ａとして設けられている。この内側シリンダの下方にある好ましくは実質的に円形の端部は、前記ハブ開口部７ａがロータ８と内側シリンダ８ａとの間に配置されるようにハブ７に接続される。これにより、ハブ７と端板１０との間の中間室５２は、内側シリンダ８ａ内の中間室５２ａと、内側シリンダ８ａとロータ８との間の中間室５２とに分割される。
【００４３】
この実施例では、ハブ開口部７ａから流出する熱い空気がロータ８の内面に沿って案内され、その熱をそこで可及的に迅速かつ完全にこの内面に放出し、これによりロータ８を加熱し、除氷する。同時に熱い空気をロータ８の上方部分の内部で、すなわち中間室５２内で自由に循環させないこともできる。なぜなら内側シリンダ８ａの内部、すなわち中間室５２ａは内側シリンダ８ａとロータ８との間の中間室５２から内側シリンダ８ａによって分離されているからである。これにより熱い空気の熱をより良好にロータ８の加熱と除氷のために使用することができる。なぜなら、熱い空気が中間室５２ａの容積内には蓄積されず、したがって（中間室５２ａ内では）ロータ８の加熱と除氷のために使用されないからである。
【００４４】
場合により氷がロータ８の外壁に形成されたことを確認するために、天気データを利用することができる。ここでこの種の天気データは、データ伝送部を介して受信することができる。さらに例えばマグヌスロータ２によって駆動される船舶上のマグヌスロータ２の環境の気象学的データも求めることができる。これらのデータは、風向、風力、気温、相対湿度、気圧およびそれらの変化等であり、ロータ８の回転速度およびロータ８の表面の温度も含まれる。これらのデータおよび他のデータから、ロータ８の外壁での氷結が気候的にまったく可能であるか、または可能であるかも知れないかを推定することができる。
【００４５】
さらにロータ８の場合による不平衡を検出することができる。そのためにロータ８の回転軸に対して垂直に軸方向にずらされた少なくとも２つの平面で、不平衡を検出することができる。好ましくは不平衡は、例えば各平面に取り付けられた歪みゲージストライプによって検出される。ここで有利には、例えば推進力を測定するためにロータ８に持続的に取り付けられすでに存在する歪みゲージストライプを使用することができる。
【００４６】
図９は、マグヌスロータ２の概略的断面を示す。マグヌスロータ２は、ロータ８内に支持体４を有する。支持体４の内面４ｂには測定装置の一部として、第１の歪みセンサ９と第２の歪みセンサ１１とが配置されている。測定装置は、ロータ８への力作用によって支承部６に実質的に半径方向で力負荷が生じたことによるロータ収容部の曲げ応力を検出するように構成されている。測定装置は２つの歪みセンサ９、１１を有し、これらは本実施例では互いに９０゜の角度で配置されている。第１の歪みセンサ９は支持体４の中点から見て、第１の軸１３ａ上にある。この第１の軸１３ａは、船舶の長手軸３に対して角度βで経過している。とくに好ましい実施例では、角度β＝０°である。第２の歪みセンサ１１は、支持体４の中点から見て、第２の軸１７に沿って支持体４の内面４ｂに配置されている。とくに好ましい実施例では、第１の軸１３ａと第２の軸１７との間の角度はα＝９０゜である。
【００４７】
第１の歪みセンサ９は、信号線路１９によってデータ処理装置２３と接続されている。第２の歪みセンサ１１は、第２の信号線路２１によってデータ処理装置２３と接続されている。データ処理装置２３は、第３の信号線路２５によって表示装置２７と接続されている。表示装置２７は、支持体４に作用する推進力の方向と大きさを表示するように構成されている。
【００４８】
測定装置の歪みセンサ９、１１および測定装置自体は、支持体４に作用する推進力を検出する前記機能に加えてまたはその代わりに、ロータ８の不平衡を検出するためにも使用することができ、これにより付着した氷を気象学的データによって検出することに加えてまたはその代わりに、氷を確認し、該当するマグヌスロータ２の運転を調整し、氷を本発明により除氷することができる。
【００４９】
本発明の技術思想は、例えばカナダのような気候地域で急速凍結が発生しても運転することのできるマグヌスロータに関するものである。この種の急速凍結は、氷点以下の温度で突然発生することがあり、これによりマグヌスロータが氷点以下に冷却されている場合には、雨または雪がマグヌスロータに付着する。この急速凍結はマグヌスロータの上方領域に発生する傾向があり、相当に大きな重量を伴う大きな質量を占めることがある。この付加的重量によって、マグヌスロータをそれ以上駆動できなくなることもある。
【００５０】
このために本発明のマグヌスロータは除氷機能を有する。ここではマグヌスロータの支持体の内部で加熱によって熱い空気が形成され、内側から支持体にある開口部を通って、急速凍結が形成されたマグヌスロータのロータの外壁に導かれる。この熱い空気によりロータは加熱され、急速凍結は溶解される。ここではアルミニウム製のロータが、熱い空気の熱をとくに良好に外部に伝熱し、このようにして除氷がとくに良好に実現される。さらに加熱機器による空気の加熱のために、マグヌスロータの駆動部の電気エネルギーを使用することができる。なぜなら、凍結したマグヌスロータを駆動することはできないから、２つの機器、すなわち加熱機器とマグヌスロータの駆動部とを同時に運転することはないからである。
【符号の説明】
【００５１】
２    マグヌスロータ
３    加熱装置
３ａ  空気ガイド部
４    支持体
４ａ  支持体開口部
６    支承部
７    接続エレメント
７ａ  開口部
８    ロータ
１５  モータ
５０  内室
５１  中間室
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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