(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの回転子を有する装置であって、前記回転子が回転対称である対称軸を有し、前記回転子の前記対称軸の周りにモータによって回転駆動され、前記対称軸に対して横向きの回転軸の周りに回転され、前記回転子は、流体が流れているとき、流体の流れに対して横方向に作用する力による前記回転軸の周りの回転運動において回転駆動され、前記回転軸の長手方向に前記流体に対して前記流体内において並進駆動されるとき、装置は回転運動の生成を可能にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの回転子（４０）を有する装置（１）であって、
前記回転子（１０）が回転対称である対称軸（４１）が設けられ、
モータによって前記対称軸（４１）の周りに駆動され、
前記対称軸（４１）に対して横向きの回転軸（３１）の周りに回転自在に搭載され、前記回転子（４０）は、流体が流入するとき、流体の流れに対して横方向に作用する力によって前記回転軸(３１)の周りの回転運動において駆動され、
追加的な駆動部（１１）を用いて前記回転軸（３１）の長手方向に前記流体に対して前記流体内で並進駆動される、装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記回転軸（３１）に直交して配置された少なくとも１つの第３の軸（２１）の周りに前記回転軸（３１）が回転されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、
前記流体内の前記第３の軸の長手方向が、固定された軸（２１）の周りに回転されることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレットナー回転子を用いて回転運動を発生させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレットナー回転子は、アントン フレットナー（Anton Flettner）にまで遡る回転子として理解されている。フレットナー回転子は、その回転軸に対して回転対称であり、流れる方向が回転軸に直交するか、または少なくとも非ゼロの直交成分を有する流体の流れに曝される。フレットナーは、物理学者Ｈｅｉｎｒｉｃｈ Ｇｕｓｔａｆ Ｍａｇｎｕｓにちなんで命名されたマグヌス効果を利用している。マグヌス効果（Magnus effect）とは、流れの中で回転するフレットナー回転子に横方向の力が作用する現象のことである。横方向の力は、流れと回転軸に実質的に直交して作用する。フレットナー回転子は、船舶の帆として、航空機の揚力発生のため、および風力タービンとして使用された
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【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、フレットナー回転子を有する回転駆動装置および対応する作動方法を提供することにある。
【０００４】
この目的は、独立請求項に記載の装置、または対応する方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
装置は、対称軸を有する少なくとも１つの回転子を有している。この回転子は、その対称軸に関して回転対称であり、好ましくは連続回転対称である。ここで、「連続回転対称」とは、回転子が対称軸の周りに任意の角度回転するとき、回転子がそれ自身に投影されることを意味している。回転子は、その対称軸を中心に回転駆動される。この目的のため、例えば、回転子は少なくとも１つの第１の軸受を用いて対称軸の周りに回転自在なロッドに取り付けられ、モータ、好ましくは電気モータによって駆動されることが可能である。
【０００６】
また、回転子は、回転軸として指定された第２の軸の周りに回転するために装着され、好ましくは、回転子は回転軸から離間して配置される。ロッドに回転自在に装着された回転子の一例では、ロッドは第２の軸の周りに回転自在に装着されるだろう。回転軸は、空間で少なくとも対称軸に対して横方向に向けられ、流体内を回転子が回転軸に沿って動くとき、回転子に作用する横方向の力の成分が、それを回転軸の周りに回転させる。正常な状態を得るには、回転軸は第２の軸であり、回転子は対称軸の周りに回転駆動されない。このことを再度指摘される必要がある。したがって、ここでは対称軸を第１の軸という。
【０００７】
したがって、第２の軸（＝回転軸）の周りに回転子を回転させるとき、回転軸に沿う流体内の他の駆動によって回転子が変位される。厳密には、変位の動きベクトルは、回転軸の長手方向において非ゼロ成分を有すれば十分である。回転軸に沿う回転子の並進に言及するとき、これは、言語上の単純化のために意図される必要がある。他の駆動は、例えば電気駆動装置であてもよい。
【０００８】
好ましくは、回転子が積極的に駆動されるので、並進する間、第２の軸（＝回転軸）が少なくとも一時的に回転する。これは、例えば、軌道上を第２の軸の周りの回転を可能にする軸受（以下「第２の軸受」）をガイドすることによって達成される。好ましくは、トラックガイドが閉じた曲線を表し、すなわち第２の軸受が、閉じ、かつ好ましくは連続的に湾曲した曲線上をガイドされる。最も単純な場合、第２の軸受は例えばボギー台車に乗るので、曲線は円形経路である。第２の軸受は、円形経路上で回転する。回転軸の長手方向は、対応する位置の接線で与えられる。回転子の長手軸は円形経路上を回転する。したがって、回転子が内外端部は、回転トーラス（環状トーラス）を表している。この場合、流体内で回転軸の長手方向が固定された軸の周りに回転する。
【０００９】
言うまでもなく、楕円形、非平面または他の曲線が可能である。また、このような曲線は、回転軸の長手方向が、対応する接線で与えられる。空間内の回転軸の長手方向の回転は、連続的に湾曲した経路曲線が生じるように、好ましくは連続的である必要がある。不連続に湾曲した曲線では、キンクの位置で並進が消失し、回転子に作用する横方向の力が非常に小さくなる。具体的には、二つ以上の回転子が一平面で回転軸の周りに回転するとき、これが曲線の内側の回転子に反対方向の流れを受けさせることになる。したがって、横方向の力によって生じた使用可能なトルクが減少する。
【００１０】
上述したように、長手方向軸の周りに回転駆動される回転子の並進によって、流体内の横方向の力が生成され、第２の軸の周りの回転子の回転につながるトルクがもたらされる。この回転は、発電機を駆動するなどの様々な目的を果たすことができる。このようにして生成された電気エネルギーは、様々な目的のため、例えば回転子に配置することができる電気ランプを操作するために使用することができる。電気エネルギーは、それが並進駆動および／または回転子を回転させるためにフィードバックされる駆動エネルギーとして利用することができる。代替的に、回転子の機械的動力は、そのようなものとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、実施の形態によって、一般的な発明の概念を制限することなく、一例として図面を参照して以下に説明される。
【図１】本発明の装置を示す図である。
【図２】図１の装置を示す図である。
【図３】図１の装置の変形例の平面図である。
【図４】本発明の別の装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１には、本発明に係る装置１が示されている。装置１は、駆動シャフト２０を回転自在に支持する、例えば枠状のキャリア１０を有している。駆動シャフト２０は、キャリア１０に装着されたモータ１１によって駆動される。ボギー台車２５は駆動シャフト２０に取り付けられ、モータ１１によって駆動される。ボギー台車２５の２つの径方向外側の対向端部領域には、径方向面で駆動シャフト２０に対してロッド３５の回転を可能にする、いわゆる第２の軸受３０が設けられている。各ロッド３５には、第２の軸３１から離間して回転子４０が設けられている。回転子４０は、第１の軸４１ともいう縦軸４１に対して回転対称である。また、回転子４０は、これらの縦軸の周りに同じ回転方向に回転駆動される。
【００１３】
縦軸４１は、第２の軸３１（＝回転軸）に対して径方向に傾斜し、例示のように小さい角度α（０≦α≦１５°）での傾斜が好ましく、第２の軸に対する径方向面、すなわち径方向軸３６と同じ面上に配置されるのが好ましく、駆動シャフト２０に対して径方向の面上に配置されるのが好ましい。
【００１４】
モータ１１が始動するとき、ボギー台車２５が回転駆動され、回転子４０が縦軸の周りに夫々回転し、駆動シャフトが駆動軸２１の周りに回転する。その結果、回転子４０は、装置を取り囲む流体、例えば空気の流れにさらされる。例えば空気は、それらが回転軸３１の長手方向に変位するため、流体内で並進運動する。同時に、例えば第２の軸受３０が並進運動するとき、回転軸３１は、ボギー台車の制限されたガイダンスを用いて軸受３０を介して、駆動軸２１と平行に動く軸の周りにも回転される。その結果、支持体に対する回転の軸の方向が変化する。
【００１５】
それらの長手方向軸の周りを回転する回転子４０の入射流は、マグヌス効果として知られた横方向の力を生じる。この横方向の力がロッド３５にトルクとして作用し、それらを回転軸（＝第２の軸）の周りに回転させる。対応する駆動力は、実質的に任意の所望の方法で使用することができ、例えば、軸受発電機に配置されてもよい。
【００１６】
図２と図３は同じ装置を示しているが、ボギー台車が駆動軸の周りに僅かに回転して表示されている。したがって、図１の説明は、図２と図３で読むことができる。また、図３において、回転軸３１は、軸受３０の円軌道の接線２２に対して小さな角度φ（０≦φ≦１５°）で傾けられている。二つの軸３６、４１は、平面視で一致している。
【００１７】
図４は、本発明の他の実施の形態を示している。この変形例は、図２および図３の二翼式ボギー台車２５の代わりに四翼式ボギー台車を有している。さらに、図１の記述は図４で読むことができる。もちろん、一翼式のボギー台車が可能である。回転子の数は、必要に応じて変えることができる（少なくとも１つの回転子）。なお、回転子間の距離は十分に確保されなければならない。
【００１８】
図１〜図４とは対照的に、複数の回転子４０をロッド３５に固定することもでき、「ロッド」という用語は、キャリア１０との混乱を避けるため、単に「キャリア」と同義として使用されている。また、ここでは、第２の軸受３０の円軌道に基づいて本発明を説明したけれども、もちろん、他の軌道も同様に可能である。他の改善としては、キャリア２５がプロファイルされ、または可能な限り空気力学的に覆われてもよい。特に、キャリアは、好ましくは対称的なＮＡＣＡプロファイルとして設計され得る。
【符号の説明】
【００１９】
１       装置
１０     キャリア
１１     モータ
２０     駆動シャフト
２１     駆動軸
２２     接線
２５     ボギー
３０     第２の軸受／ラジアルベアリング
３１     第２の軸（回転軸）
４０     回転子
４１     回転子の長手方向軸／回転子の対称軸／第１の軸
α       角度
φ       角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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