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以下の文書は以下の日本語訳です。

Windmill sail - Wikipedia
風車の帆 (Windmill sail)

風車はその帆によって動力を得る。 帆は原始的な一般帆から、進展した特許帆まであり、デザインが異なっている。

  1. ジブ帆 (Jib sails)
  2. 一般帆 (Common sails)
  3. バネ帆 (Spring sails)
  4. ローラーたたみ込み帆 (Roller reefing sails)
  5. 特許帆 (Patent sails)
  6. バネ特許帆 (Spring patent sails)
  7. オランダ帆の形式 (Dutch sail types)
  8. ベルトン帆 (Berton sails)
  9. 環状帆 (Annular sails)
ジブ帆 (Jib sails)
訳注
ジブ (jib) とはヨットのフォアマスト (foremast, 前マスト) に取り付ける 3 角形の帆のこと。

ジブ帆 (jib sail) は地中海で見られ、 スパー (spar, 円材) の周りを巻く一枚の 3 角形の布から構成されている。 帆のたたみ込み (reefing) を調整するには風車を停止しなければならない。 英国では珍しいが、少なくとも 2 基の風車がジブ帆を持つことで知られている ( シリ―諸島 (Isle of Scilly) のセント・メアリーズ島 (St. Mary's)、 メルベリー・アバス (Melbury Abbas) のキャン風車 (Cann Mills))。

ジブ帆 もっと完全に展開 シリー諸島、
セント・メアリーズ島
メルベリー・アバス (Melbury
Abbas) のキャン風車 (Cann)
一般帆 (Common sails)

「一般帆」 (Common sails) は最も単純な帆の形式である。 中世の帆では、ハシゴのような帆の配置から、帆布を巻き込んだり、巻き出したりした。 中世の帆は、外側の帆材 (sailbar) と共に、あるいはこれなしで建設することができた。 中世後 (post-medieval) の風車は格子の枠組み (lattice framework) があり、 この上に帆布を広げた。 色々な帆の広げ方 -- 完全展開 (full sail)、 短剣の先 (dagger point)、 剣の先 (sword point)、 そして 「第一たたみ込み」 (first reef) -- に対して色々なたたみ込み (reefs) がある。 帆のたたみ込みを調整するには風車を停止しなければならない。

たたんだ状態 第一たたみ込み 剣の先
短剣の先 完全展開 完全展開
(中世型式帆)
訳注
次の説明もあり、上の説明とズレている気がする。 ( A short guide to green's mill and how it all works. (PDF)) しかも、この説明には本文中に絵もあり (1 番目のたたみ込みはほぼ完全に帆を広げた状態)、 帆を広げる操作に関しても説明があり、信頼ができる。
バネ帆 (Spring sails)

バネ帆はスコットランドのミルライトであるアンドルー・ミークル (Andrew Meikle) により 1772 年に発明された。 帆は幾つかの区画に分割され、各区画には幾つかのシャッター (shutter) がある。 すべてのシャッターはシャッター棒で互いに接続され、 シャッターを開放するために必要とされる風の力は、分離した各帆のバネによって調節される。 操作は自動であるが、帆のたたみ込みを調節するには風車を停止しなければならない。

開放 [訳注:アウトウッド風車の写真]
訳注
次のような説明もある。
ローラーたたみ込み帆 (Roller reefing sails)

ローラーたたみ込み帆 (roller reefing sails) は 1789 年にスティーヴン・フーパー (Stephen Hooper) により発明された。 バネ帆 (spring sail) と同様に、帆は幾つかの区画に分割され、 各区画には布が巻き付いた幾つかの円材 (spar) がある。 布は棒とレバーのシステムにより、広げたり、巻き取ったりされ、各帆のシャッター棒と接続されている。 ローラーたたみ込み帆の調整は風車を停止せずにすることができる。 この形式の帆はヨークシャーで人気があった。 もっとも無傷な現存する唯一のローラーたたみ込み帆は北アイルランドの バリーコープランド風車 (Ballycopeland Windmill) である。

たたんだ状態 広げた状態
特許帆 (Patent sails)

特許帆 (patent sail) は 1807 年にウィリアム・キュービット (William Cubitt) により発明された。 バネ帆のシャッターにローラーたたみ込み帆の自動調整が組み合わされた。 作り方はバネ帆に類似している。 特許帆の調整は風車を停止せずにできる。

訳注
次のような説明もある:
エアー・ブレーキ (Air brakes)

1860 年に、イングランドのミルライトのキャッチポール (Catchpole) は特許帆の端に自動エアー・ブレーキを装着した。 これは風が強すぎると開放し、従って帆を遅くした。

開放 閉鎖
バネ特許帆 (Spring patent sails)

バネ特許帆にはバネがあって、各帆が個々に調節でき、特許帆システムにより、すべての帆が風車を停止せずに 調節することが可能である。 このシステムは一般的なものではない。

オランダ帆の形式 (Dutch sail types)

オランダでは一般帆 (common sail) が優勢である。 19 世紀と 20 世紀の間にオランダのミルライトは風車の帆を開発した、 これは空気力学的にもっと効率よく、操作をもっと易しくするためであり、 伝統的風車を工場と電動ポンプ場との競争で経済的に生存できるようにするためであった。

デッカー/ファン・ビュセル システム (Dekker / Van Bussel system)

オランダのミルライトの A. J. デッカー (Dekker) は一般帆 (common sail) の効率を改善した。 ストック (stock, 帆の支え) を亜鉛メッキをした鋼板で完全に覆うことによって、 エアホイル (airfoil、航空機の翼などの一部 or 表面) の形が与えられた。 デッカー (Dekker) による帆は十分な表面を提供し、風が十分に強ければ、帆布を広げなくでも風車に仕事をさせることができた。 一般帆と同様に、これらは帆布を付け加える以外には、調節できなかった。 デッカー (Dekker) システムの幾つかの不利な点から、 ミルライトのヴェールト (Weert) のファン・ビュセル (Van Bussel) は 類似な発明に至った、もっとも、もっと丸みを帯びたエアホイル (airfoil) が先頭板 (leading boards) の代りとなり、 エアホイルはストック (stock) 自身を覆わなくなった。

テン・ハーブ / ベッカース (Ten Have / Beckers)

テン・ハーブ (Ten Have) 帆はオランダのミルライトのフォルデン (Vorden) のテン・ハーブン (Ten Haven) により発明され、 少数の広い縦方向のシャッターがあり、遠心力で操作し、時には、特許帆と同様に、 製粉業者 (miller) が風車の後部 (tail) で操作した。 このようにして、帆は風車を止めずに調節できた。 先頭の端 (leading edge) は一般にファン・ビュセル (Van Bussel) のシステムによって流線型である。 テン・ハーブ (Ten Have) 帆のシャッターは通常は 1 つのストック (stock) のみに使用される。 というのは、広いテン・ハーブ (Ten Have) シャッターが垂直なストックの上で解放されていると、このストックは嵐の時に 横風に脆弱であるからである。 ベッカース (Beckers) 帆はテン・ハーブ (Ten Have) 帆の代替である。 オランダの 2 基の風車のみがこれを装備している。

ファウエル、あるいはフォック・システム (Fauël or Fok system)

フォック・システム (Fok) は技術者の P. L. ファウエル (Fauël) により発明され、帆船のジブ (jib) により触発された (フォク ('fok') はジブ (jib) のオランダ語である)。 このデザインでは先端の板 (leading boards) は木造の薄板 (slat) の丸い外形 (profile) で置き換えられ、 薄板はストックとの間に小さなスキマを残すフォアセール (foresail、前帆) の形になっている。 これの動作原理は航空機の翼の先端のスキマ (leading edge slot) と比較できる。 これにより、風車が遅い速度で動作することを可能とするが、変動する風速では風車を一定の速度で走らせることが 困難となる傾向がある。 この理由から、これには遠心力で動作するエアー・ブレーキをしばしば装備している。 ファウエル (Fauël) システムは一般帆に付け加えて使用される (写真を参照)。

Bilau Ventisails/ Van Riet system

ビロ・システム (Bilau) はストック (stock) を覆う流線型がついた帆を使用する。 これに加えて、後端 (trailing edge) の全長にわたるエアー・ブレーキがあり、 あわせてエアー・ホイル (air foil) を形成する。 エアー・ブレーキは帆の中で、遠心力で開放するが、 製粉業者 (miller) は特許システム (patent system) と同様に開放できる。 開放するとエアー・ブレーキはエアー・ホイルの形を乱し、 従って風車を遅くする。 これはドイツの航空機技術者のクルツ・ビロ (Kurt Bilau) により 20 世紀始めに発明され、 ドイツでとても人気になって、ここで 140 基の風車に装備された。 類似のシステムは Van Riet Goes という名前のミルライトにより発明され、 これでは先端 (leading edge) とエアー・ブレーキを合わせると、より完全なエアー・ホイルとなった。

テン・ハーブ帆 (Ten Have) が
1 つのストックで開放、他では
一般帆が開放、どちらもファン
・ビュセル・システム
デッカー帆 (Dekker)、
及びエアー・ブレーキ
と特許システム
テン・ハーブ帆 (Ten Have)
が閉鎖、流線型のファン・
ビュセル (Van Bussel) 先端
フォック・システム (Fok) の
近接写真、エアー・ブレーキ
フォック・システム (Fok) の
近接写真、広げた帆布
ビロ帆 (Bilau)
を備えた風車
ベルトン帆 (Berton sails)

フランスでは帆の全長にわたる縦方向のシャッターのシステムがある。このシステムは 1842 年に発明され、 エル・ベルトン (Ailes Berton、ailes = 翼) と呼ばれ、発明者のピエール=テオフィル・ベルトン (Pierre-Théophile Berton) を記念した。 これらの帆は風車を止めずに調節した。

ベルトン (Berton) 帆の閉鎖 ベルトン (Berton) 帆の開放
環状帆 (Annular sails)

少々の風車は環状の帆があり、これは円を作っている。 これらの帆は特許システムを利用し、風車を止めずに調節することが可能である。 環状帆を持つ風車の 1 つの実例はノーフォークのフェルトウェル (Feltwell) にあった。 そのほかはサフォーク (Suffolk) のヘーバリル (Haverhill,/ˈheɪvərhɪl)、サフォーク のボックスフォード (Boxford)、 エセックス (Essex) のロックスウェル (Roxwell) に存在したことが知られている。 環状帆は大きな風力エンジン (wind engine) にも使用され、例えばハンプシャーのクルー・イーストン (Crux Easton) の Titt エンジンである。

クルー・イーストン(Crux Easton)
の風力エンジン
De Valk 風車が哀悼の位置、
1962 年のオランダの ウィルヘルミナ
(Wilhelmina) 女王の死
通信 (Communication)

オランダでは帆の位置は通信手段として使用され、喜びや哀悼を表した。 これらの帆の位置は製粉業者 (miller) により一般に使用されて、 家族内、あるいは友人の間で、子供が生まれたこと、結婚、あるいは死亡を表示したが、 時には国家的な事件での哀悼を表示し、 例えば、 フリーゾ皇太子 (Prince Friso) の死と、 マレーシア航空フライト 17の犠牲者に対しての国家的哀悼の日に表示した。

注意

帆はケント (Kent) とサセックス (Sussex) で口語的に、スウィープ (sweep, 掃き掃除) と呼ばれ、これは主に帆の物理的動作と、 これらの建設には帆布 (sailcloth) とキャンバス (canvas、帆布) が必ずしも関連していないことによっている。 このため特許帆 (patent sail) は特許スウィープ (patent sweep) と呼ばれる。