JP2010540835A - 流体を用いた動力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流水などの流体の直線運動を回転運動に変化させることによって自然エネルギーから最大の動力を収得することができる流体を用いた動力発生装置を開示する。
【解決手段】本発明に係る流体を用いた動力発生装置は、流体を収容し、流体から負荷を受けるバケットと、前記バケットの後端部に設置され、水の流れを制御する開閉バルブと、前記開閉バルブを開閉するために前記開閉バルブに連結された開閉作動装置と、前記バケットに連結され、前記バケットの直線運動を回転運動に変換させるための運動変換装置と、前記バケットを前記運動変換装置に連結するための連結部材とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力発生装置に関するもので、より具体的には、流水などの流体の直線運動を回転運動に変化させることによって自然エネルギーから最大の動力を収得することができる流体を用いた動力発生装置に関するものである。

一般的に、水を用いてタービンを稼動する方法としては、水力発電のようにダムの落差を用いてタービンを稼動する方法と、負荷板で流水の抵抗を用いてタービンを稼動する方法とがある。

しかしながら、前者の方法においては、大規模の施設を必要とし、環境破壊の問題があり、後者の方法においては、施設投資に比べて動力収率が低く、流量及び流速の低下と共に効率が低下するという問題がある。

したがって、自然親和的かつ経済的でありながらも動力収率の高い実用的な方法が持続的に要求されてきた。

本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、その目的は、流水の低い流量及び流速にもかわらず、高い効率の動力を収得できるようにした流体を用いた動力発生装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、構造が簡単でありながらも経済的な流体を用いた動力発生装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、設置位置や条件に大きく依存せず、環境破壊にも大きな影響を与えないようにした流体を用いた動力発生装置を提供することにある。

前記のような各目的を達成するために、本発明に係る流体を用いた動力発生装置は、流体を収容し、流体から負荷を受けるバケットと、前記バケットの後端に設置され、流体の流れを制御する開閉バルブと、前記開閉バルブを開閉するために前記開閉バルブに連結された開閉作動装置と、前記バケット又は開閉バルブに連結され、前記バケットの直線運動又は開閉バルブの直線運動を回転運動に変換させるための運動変換装置と、前記バケット又は開閉バルブを前記運動変換装置に連結するための連結部材と、を含む流体を用いた動力発生装置を提供する。

前記開閉作動装置は、バー、ロープ、パイプ及びチェーンからなる群から１種以上選択される連結部材であることを特徴とする。

前記運動変換装置はクランクシャフトであることを特徴とする。

前記クランクシャフトにはコネクティングロッドが備えられ、コネクティングロッドには、前記バケットが前記連結部材を介して連結されることを特徴とする。

前記連結部材は、バー、ロープ、パイプ及びチェーンからなる群から１種以上選択されることを特徴とする。

前記開閉バルブは、バタフライバルブ、クラウンバルブ及びブラインドバルブからなる群から選択されることを特徴とする。

本発明に係る動力発生装置は、バケットを通過する流水の速度力と共に水の体積重量力が同時にバケットの内部に加えられ、このような直線運動の力が運動変換軸に伝達されて回転運動の力に変換されることによって高い動力を生産することができる。そのため、川や海の潮水などの水の流れの中でも高い効率を有して作動し、構造が簡単であることから経済的であり、かつ、流水の低速の流れの中でも大きな動力を発生させることができる。また、水の流れと共に移動する雑草などの異物質が存在するとしても作動が可能である。

本発明の第１の実施例に係る動力発生装置の斜視図である。 本発明の第１の実施例における開閉バルブを拡大して示した図である。 本発明の第１の実施例の作動を示した概略図である。 本発明の第１の実施例の作動を示した概略図である。 本発明の第１の実施例の作動を示した概略図である。 本発明の第１の実施例における開閉バルブの他の実施例を示した図である。 図６の開閉バルブを拡大して示した図である。 図７の断面図である。 本発明の第１の実施例における開閉バルブの更に他の実施例を示した図である。 図９の開閉バルブを拡大して示した図である。 本発明の第１の実施例における開閉バルブの更に他の実施例を示した図である。 本発明の第２の実施例に係る動力発生装置の斜視図である。 図１２の開閉バルブを拡大して示した図である。 本発明の第３の実施例に係る動力発生装置の斜視図である。

本発明者は、トンネル式の一定の通路に流水を通過させながら後端部を瞬間的に遮断すれば、流水に板状の物体がぶつかって得られる力よりも大きい動力を得ることができることを発見し、本発明を完成した。

本発明は、流水や風などのような直線運動の流動エネルギーから速力による断面積負荷を受けるのでなく、一定のチューブ式バケット構造に流動エネルギーを収容し、この流動エネルギーから負荷を受けることによって、速力による負荷と体積重量負荷を同時に受けられる構造である。

このために、本発明は、バケットが流体を収容し、流体の流れにしたがって発生するバケットの直線運動から動力を得る流体を用いた動力発生装置であって、流体を収容し、流体から負荷を受けるバケットと、前記バケットの後端部に設置され、流体の流れを制御する開閉バルブと、前記開閉バルブを開閉するために前記開閉バルブに連結された開閉作動装置と、前記バケットに連結され、前記バケットの直線運動を回転運動に変換させるための運動変換装置と、前記バケットを前記運動変換装置に連結するための連結部材とを含む。

本発明に係る前記開閉バルブの動作は、回転力を得るクランク軸が上死点に到達したときに開閉バルブが閉まるようにする。クランク軸が上死点に到達した時点で開閉バルブが瞬間的に閉まれば、バケット内に流れていた流体が流体の流れ方向にバケットに負荷を与えるようになる。そして、この負荷は、クランク軸に連結された上死点の位置にあるコネクティングロッドを流体の流れ方向に引っ張るようになり、これによってクランク軸が回転するようになる。このような作動は、大きな回転力を得る要因となる。

さらに、前記回転力で回転するクランク軸が下死点に到達すれば、自力又は外力によって作動する開閉作動装置によって開閉バルブが瞬間的に開き、その間にコネクティングロッドを引っ張っていた負荷が解除される。そして、クランク軸の回転慣性の力で上死点に復帰しながら継続的に回転が行われ、再びクランク軸の上死点の位置で開閉バルブが閉まり、バケットが負荷を受けることによってクランク軸が回転するようになる。このような反復動作により、クランク軸は大きな回転力を有して回転するようになる。

本発明において、開閉作動装置を自力又は外力で作動させる方法としては、クランク軸が上死点に到達したときに前記開閉バルブを閉めることを基本にして設定すれば、多様な方法が適用可能であることを認識することができる。これは、本発明の実施例で示した自力で作動する開閉作動装置の方法に限定されないことを意味する。

例えば、前記開閉作動装置は、連結部材、前記開閉バルブを瞬間的に開閉するための装置、前記開閉バルブの開状態と閉状態とのうちのいずれか一つの状態を必要時間の間維持するための装置、及び、コネクティングロッドから伝達された開閉バルブの開閉力の方向を変換するための装置、からなる群から選択される補助装置を含むことができる。また、開閉バルブの開閉作動装置を開閉バルブと連結する方法、又はウインチ、カム、スプリングを用いた運動の方向又は運動方法を制御可能な多様な方法を通して開閉バルブの開閉方法、開閉時期などを多様に制御することができる。

前記開閉バルブは、落下傘、傘、ブラインド、バタフライバルブのような折り畳み式構造のバルブ、又は自動車のスタートモータなどの形状や構造に合わせて設定することができる。

本発明の装置は、流体が水であれば、水中又は水の表面の下側に位置させて使用する。このとき、バケットは、開閉バルブの荷重による沈下や流水の流れによるねじれを未然に防止するために、それ自体又は一部が浮力体になったり、浮力を付加可能な材質で形成して使用したり、又は浮力体をバケットに付着して使用することができる。より望ましくは、バケットを固定ケース内に設置して作動させることによって作動効率を高めることもできる。

本発明の装置は、エンジンの２行程機関のように作動し、流れる流体を瞬間的に遮断して力を得るので、クランクシャフトが衝撃を受けながら回転することができる。これを補完するためにクランクシャフトにフライホイールなどを設備すれば、円滑でありがらも柔軟な回転を得ることができる。

本発明の流体を用いた動力発生装置は、流水のように低い位置エネルギーを有する流体からも高い回転力を得ることができる。その理由は、バケットに多量の流体を瞬間的に収容し、その流動エネルギーをそのまま活用するためである。このような回転力は、電気のようなエネルギーに変換させて使用したり、又はポンプの作動によって他のエネルギーに転換させることができる。例えば、バケットを１個以上連設し、それぞれのクランクシャフトに油圧ポンプを設置し、この油圧ポンプから得た高圧の油圧を他の動力に変換する。

本発明の装置は、整備又は非常時に作業者によってクランクシャフト又はバケットが動作することを防止するために、ロック装置が付加されて設置される。例えば、バケットがこれ以上往復運動をしないように開閉バルブの一面にループ又はクリップタイプのストッパーを設置したり、又はバケット又はバケットケースの一面にクリップ又はクリップタイプのストッパーを設け、これらストッパーが外力によって作動し、バケットが流体から負荷を受けることを防止することができる。また、クランクシャフトの回転を停止させるために、回転軸の一部に通常のブレーキ装置が設置されてもよい。

本発明の装置によれば、低速の流体でも高い感応度を有して作動が可能であり、例えば、流体が低速の川の水であれば、川の水の流れをそのまま用いるので、雑草などの異物質が一緒に流れ込んだとしても、これらの動作妨害や抵抗なしに作動が可能である。したがって、設置位置条件や環境に影響を与えずに設置及び作動させることができる。

また、構造が簡単であることから経済的に製作及び設置され、大規模から小規模まで多様な形態で製作及び設置される。

以下、図面及び実施例を通して本発明の流体を用いた動力発生装置を説明する。ただし、実施例及び図面は、本発明を例示するためのものに過ぎなく、これらのみに限定することはない。
＜第１の実施例＞
各図面に示した矢印１０００は、流体の流れ方向を示したものである。

図１は、本発明の第１の実施例に係る動力発生装置の斜視図で、図２は、本発明の第１の実施例における開閉バルブを拡大して示した図である。

図１に示すように、本発明に係る動力発生装置は、水を収容し、水から負荷を受ける第１のバケット１０及び第２のバケット４０を備えている。本発明では、説明の便宜上、２個のバケットについて説明するが、バケットの個数は少なくとも一つ又はそれ以上に設置可能である。

前記第１のバケット１０と第２のバケット４０は、運動変換装置であるクランクシャフト３０に連結される。すなわち、第１のバケット１０は第１の連結部材１５によってクランクシャフト３０の一側に設置され、第２のバケット４０は第２の連結部材４５によってクランクシャフト３０の他側に設置される。

前記第１の連結部材１５と第２の連結部材４５としては、ロープ、パイプ又はチェーンなどの力伝達媒体を使用することができる。

前記第１のバケット１０と第２のバケット４０は、それぞれクランクシャフト３０の上死点Ｕ部分と下死点Ｄ部分に位置するように設置されることが望ましい。

また、前記第１のバケット１０の後端部には、開閉バルブとして第１のバタフライバルブ２０が開閉可能に装着される。前記第１のバタフライバルブ２０は、図２に示すように、第１のヒンジ軸２３を中心にして両側が上方に９０度だけ回転して開閉されることによって、第１のバケット１０の内部に充填された水を排出又は密閉させるようになる（図２参照）。

これと同様に、前記第２のバケット４０の後端部には、第２のバタフライバルブ５０が開閉可能に装着される。

前記第１のバタフライバルブ２０と第２のバタフライバルブ５０は、それぞれ開閉作動装置である第１のロープ３５と第２のロープ３６で連結されている。前記第１のロープ３５は、前記第２のバケット４０の上部側に位置する前記クランクシャフト３０の下死点Ｄ部分に連結され、前記第２のロープ３６は、前記第１のバケット１０の上部側に位置する前記クランクシャフト３０の上死点Ｕ部分に連結される。

前記開閉作動装置は、前記運動変換装置（クランクシャフト）に交差して連結されて設置されるもので、前記ロープの他に、バー、パイプ、チェーンなどを使用することもでき、電気やバッテリに連結されたモータなどの別途の外力を用いた装置でもよい。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施例に係る動力発生装置の作動について説明する。

図３において、クランクシャフト３０の上死点Ｕに位置した第１のバケット１０の第１のバタフライバルブ３０が閉まった状態であるので、前記第１のバケット１０の内部には流速を有する流水が充填されるようになり、その流水の速力や水の重量によって前記第１のバケット１０が後方（水の流れ方向を基準にして）に移動するようになる。

第１のバケット１０が後方に移動しながら、その上部側に位置するクランクシャフト３０の上死点Ｕが下死点の位置に移動し、これと同時に、第２のバケット４０の上部側に位置するクランクシャフト３０の下死点Ｄが上死点の位置に移動するようになる。

したがって、図３の第１のバケット１０と第２のバケット４０の位置は、図４の位置を経由し、最終的に図５の第１のバケット１０と第２のバケット４０の位置に変換される。これとともに、第１のバケット１０に設置された第１のバタフライバルブ２０は、後方に移動しながら開放されるようになり、第２のバケット４０に設置された第２のバタフライバルブ５０は、前方に移動しながら閉まるようになる。

すなわち、クランクシャフト３０が回転し、第１のバケット１０の上部に位置した上死点Ｕが下死点Ｄの位置に回転しながら第２のロープ３６が緩くなり、開放されていた第２のバタフライバルブ５０が密閉状態に変換される。このとき、第２のバケット４０の位置は上方に移動した状態である。

これと同時に、第２のバケット４０の上部に位置した下死点Ｄが上死点Ｕの位置に回転しながら第１のロープ３５が締まり、密閉されていた第１のバタフライバルブ２０が開放状態に変換される。このとき、第１のバケット１０の位置は後方に移動した状態である。

前記第１のバタフライバルブ２０は、前記第１のバケット１０が後方に移動しながら開放されるので、第１のバケット１０が完全に後方に位置すると、前記第１のバケット１０の流水からかかる負荷が低くなり、前記第１のバケット１０は、次に上方に移動するときには、水に対する抵抗が低くなっている。

続いて、第２のバケット４０が上死点に位置するときは、第２のバタフライバルブ５０が閉まり、これによって、バケット内の流体（水）の後方への進行が遮断される。そして、その力がそのままバケットに伝達され、第２のバケット４０が後方に移動するようになる。その結果、上述した作動が継続的に行われ、クランクシャフト３０が連続的に回転するようになる。

このように、多数のバケットの直線運動によってクランクシャフト３０が連続的に回転するようになり、そのような回転力は、図示していないが、ジェネレータなどに連結されて電気エネルギーの形態に変換される。

図６〜図８は、本発明の第１の実施例における開閉バルブの他の例を示した図である。

図６〜図８に示すように、開閉バルブは、スプリングの力によって自力で広がる折り畳み式バタフライバルブ構造を有するものである。

すなわち、第１のバケット１０の外周壁に互いに対向するガイドレール１７を一体に形成し、前記ガイドレール１７に下方折り畳み式バタフライバルブ８０のヒンジ軸８３が移動可能に設置されている。

また、前記バタフライバルブ８０のヒンジ軸８３の両端にはロープ３５が連結され、その中心部にはスプリング８５が設置されている。ヒンジ軸８３の中心部に設置されるスプリング８５は、引張スプリングであることが望ましい。

このとき、前記スプリング８５は、ヒンジ軸の他にも、バタフライバルブ８０の両側の羽根部と第１のバケット１０との間に設置されることもある。

前記第２のバケット４０にも、前記と同一のバタフライバルブ８０が設置される。

前記バタフライバルブの開閉作動を説明すれば、前記ヒンジ軸８３が前記ガイドレール１７に沿って前方に移動しながら両側の羽根部が流速の抵抗を受けて折り畳まれ、前記バタフライバルブが開放される。

その後、ヒンジ軸８３にかかっていた力が解除されれば、前記スプリング８５の復元力によって前記両側の羽根部が広げられ、前記ヒンジ軸８３は、流速の抵抗を受けて後方に移動するようになる。したがって、前記バタフライバルブ８０が前記バケット１０を密閉させるようになる。

図９及び図１０は、本発明の第１の実施例における開閉バルブの更に他の例を示した図である。

図９に示すように、本発明の第１の実施例の開閉バルブとしてクラウンバルブ９０の構造を使用することもできるが、このとき、クラウンバルブの開閉作動は、上述した第１及び第２のバタフライバルブ２０、５０の作動と類似している。

前記クラウンバルブ９０は、前記第１のバケット１０の下側に固定設置される円形フレーム９１と、前記円形フレーム９１の上部に円錐状に設置される少なくとも２個以上の支持部９３と、前記支持部９３の表面に位置し、前記支持部９３を開放又は密閉させるカバー９７と、前記カバー９７と前記円形フレーム９１との間に連結される弾性部材９５とを含む。

前記カバー９７の上端部はロープ３５に連結されており、前記ロープ３５の作動によって前記カバー９７が上下に移動するようになる。

すなわち、前記ロープ３５が前記カバー９７を引っ張れば、前記カバー９７は、前記円錐形支持部９３から離脱され、前記クラウンバルブ９０を開放するようになる。そして、前記ロープ３５が前記カバー９７を引っ張る力が解除されれば、前記カバー９７は、前記弾性部材９５の復元力によって前記円錐形支持部９３を覆い、前記クラウンバルブ９０を密閉させるようになる。

前記クラウンバルブ９０の開閉作動により、流水が前記バケット１０、４０に流入してから排出される動作を交互に行うことによってクランクシャフト３０が回転するようになる。

前記のような開閉バルブの他にも、多様なものが使用可能であるが、例えば、図１１に示したブラインドバルブが開閉バルブとして使用される。
＜第２の実施例＞
本発明の第２の実施例に係る動力発生装置の構成要素は、上述した第１の実施例に係る動力発生装置とその基本概念が類似している。したがって、同一又は類似の構成要素については、具体的な説明を省略することにする。

図１２に示すように、本発明の第２の実施例に係る動力発生装置は、運動変換装置としてクランクシャフト１５０を備えている。前記クランクシャフト１５０には多数のコネクティングロッド１５３が設置されている。

また、本発明の第２の実施例に係る動力発生装置は、一つのバケット設置のみでも作動が可能であるが、本発明では、説明の便宜上、第１のバケット１００と第２のバケット２００が設置された場合について説明する。

第１のバケット１００と第２のバケットは、その構成が同一であって、その内部や外部に連結された各構成要素も同一であるので、本発明では、第１のバケット１００のみについて説明することにする。

第１のバケット１００の後端には、折り畳み式バタフライバルブ１２０が開閉可能に設置される。

本発明の第２の実施例では、第１の実施例で言及した開閉バルブと異なる方向の折り畳み式バタフライバルブ１２０を説明しており、本発明の第２の実施例においても、第１の実施例で言及した開閉バルブを適用可能であることは当然である。

前記バタフライバルブ１２０は、前記第１のバケット１００の内部に互いに対向するガイドレール１１７を垂直に形成し、そのガイドレール１１７にヒンジ軸１２７が垂直運動可能に挿入されるように設置される。

前記バタフライバルブ１２０は、そのヒンジ軸１２７の中央部にスプリング１２３が設置され、常に広がろうとする性質を有している。

また、図１３に示すように、前記バタフライバルブ１２０は、円周面の一部にガイドボール１２９を設置し、前記ガイドボール１２９は、第１のバケット１００に設置されたガイド溝１２５に挿入されて円周運動をするようになる。そして、このような円周運動を通して、前記バタフライバルブ１２０が広がったり折り畳まれる。

前記コネクティングロッド１５３は、連結部材１５５によって前記第１のバケット１００に連結される。前記連結部材１５５の中間部分には第１の圧力部材１５７と第２の圧力部材１５９が固定設置されるが、前記第１の圧力部材１５７と第２の圧力部材１５９は互いに一定の長さを有して離隔している。

また、前記コネクティングロッド１５３を中心にして、前記クランクシャフト１５０には、スリーブ１６０に連結された第１の支持棒１６１と第２の支持棒１６２が設置され、前記第１の支持棒１６１と第２の支持棒１６２は、支持バー１６３によって互いに連結されて支持される。

前記第１の支持棒１６１には開閉作動装置１３０が設置される。前記開閉作動装置１３０は、開放又は密閉位置で待機する間に瞬間的に作動し、中間工程時間を最小化しながら開閉バルブを開放又は密閉させる装置であって、一対の平行ロッドと、前記各平行ロッドを連結するスプリングと、前記平行ロッドと開閉バルブとを連結するロープとから構成される。

より具体的に説明すれば、ヒンジ１３１、１３２によって前後に旋回可能に第１の平行ロッド１３３が設置され、その上部には、ヒンジ１３２によって前記第１の平行ロッド１３３と平行に第２の平行ロッド１３４が設置され、それぞれの交差地点はピンで結束設置される。このとき、前記第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４との間にはスプリング１３５が設置されており、前記第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４が一定の角度を逸脱すれば、スプリング力によって固定された開閉作動装置１３０の第２の平行ロッド１３４が、連結部材１５５に固定されている圧力部材１５７、１５９によって一方向に圧力を受けて偏るようになり、次に圧力部材が圧力を加えるときまで停止し、バルブの瞬間的な作動によって発生する動力発生低下の問題点を解決するようになる。

また、前記開閉作動装置の下側の第１の支持棒１６１と第２の支持奉との間にはウインチ１７０が設置される。本実施例に使用されたウインチは、コネクティングロッド１５３がクランク軸の上死点に到達したとき、開閉バルブ１２０が閉まるように作動するもので、一つのロープ１３６の一端がウインチ１７０に連結されて固定されており、ロープ１３６の一部がウインチ１７０のローラに巻かれており、ロープ１３６の他端は前記第１の平行ロッド１３３の自由端に連結される。そして、他のロープ１３７の一端がウインチ１７０に連結されて固定されており、一部がウインチ１７０のローラに前記ロープ１３６と反対方向に巻かれており、ロープ１３７の他端が前記バタフライバルブ１２０のヒンジ軸１２７に連結される。

前記第２のバケット２００にも、第１のバケット１００と同一の各構成要素が装着される。

以下、本発明の第２の実施例に係る動力発生装置の作動について説明する。

上死点に位置した第１のバケット１００は、開閉バルブ１２０が閉まった状態になれば、流入した流体（水）の荷重と圧力が加えられ、前記第１のバケット１００は、水の流れにしたがって後方に移動するようになる。これによって、第１のバケット１００に連結された前記コネクティングロッド１５３を流体の流れ方向と同一の方向である下死点に引っ張り、クランクシャフト１５０を回転させる。また、これによって、コネクティングロッド１５３に設備された圧力部材１５７、１５９は、水の流れ方向に移動しながら、コネクティングロッド１５３が下死点に到達する時点に第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４の先端に圧力を加えるようになる。そうすれば、前記第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４は、ヒンジ１３１、１３２を中心にして第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４との間に位置したスプリング１３０の力の補助を受け、水の流れ方向に瞬間的に旋回運動をするようになる。このとき、前記第１の平行ロッド１３３に連結された第１のロープ１３６は、延長されるとともに、ウインチ１７０のローラを回転させながら巻かれるようになり、対向して連結された第２のロープ１３７は、ウインチ１７０のローラの回転によって反対方向に巻かれる。この状態でロープ１３７の他方を流体（水）の流れ方向と反対方向に引っ張り、後方に位置したロープ１３７と連結された開閉バルブ１２０を引っ張ることによって、第１のバケット１００に設備されたスライドに沿って動きながら開閉バルブ１２０が開放される。このように開閉バルブが完全に開放されるとき、前記第１のバケット１００の位置は、図面上の第２のバケット２００の位置と同一の下死点に到達するようになる。

その一方、下死点に位置した第２のバケット２００は、クランクシャフト１５０の慣性回転によって流体（水）の流れ方向と反対方向に動き、上死点に向かって動くようになる。これによって、コネクティングロッド１５３に設備された圧力部材１５７、１５９は、水の流れ方向の反対方向に移動しながら、コネクティングロッド１５３が上死点に到達する時点に第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４の先端に圧力を加えるようになる。そうすれば、前記第１の平行ロッド１３３と第２の平行ロッド１３４がヒンジ１３１、１３２を中心にして水の流れ方向の反対方向に瞬間的に旋回運動をするようになる。このとき、前記第１の平行ロッド１３３に連結された第２のロープ１３７は、延長されるとともに、ウインチ１７０のローラを回転させながら巻かれるようになり、対向して連結された第１のロープ１３６は、ウインチ１７０のローラの回転によって反対に解かれる。この状態でロープ１３７の他方が流体（水）の流れ方向の反対方向に延長され、後方に位置したロープ１３７と連結された開閉バルブ１２０を引っ張っていた負荷が解除され、ヒンジに連結されたスプリングの力で開閉バルブ１２０が閉まる。このように開閉バルブ１２０が完全に閉まったとき、前記第２のバケット１００の位置は、図面上の第１のバケット１００の位置と同一の上死点に到達するようになる。上死点に到達し、前記第１のバケット１００の作動と同様に開閉バルブ１２０が閉まれば、流入した流体（水）の荷重と圧力が加えられ、前記第２のバケット２００は、水の流れにしたがって後方に移動しながら同一の動作を反復するようになり、クランクシャフトは継続的に回転するようになる。

前記平行ロッド１３３、１３４と圧力部材１５７、１５９の設置は、本発明の開閉バルブを瞬間的に作動させながらバケットの負荷状態と未負荷状態の時間を増加させ、より高い効率でクランクシャフト回転力を得られるという効果を与える。
＜第３の実施例＞
以下、図面を参照して本発明の第３の実施例に係る動力発生装置について詳細に説明する。

本発明の第３の実施例に係る動力発生装置の構成要素は、上述した第２の実施例に係る動力発生装置とその基本概念が類似している。したがって、同一又は類似の構成要素については、具体的な説明を省略することにする。

図１４に示すように、本発明の第３の実施例に係る動力発生装置は、運動変換装置としてクランクシャフト３５０を備えている。前記クランクシャフト３５０には多数のコネクティングロッド３５３が設置されている。クランクシャフト３５０には集水構造物１８０がスリップ連結によって固定されている。この集水構造物１８０は、本発明の動力発生装置を設置するための固定物であって、川の水などの多量の流体をバケット３００、４００に誘導する役割をする。

また、本発明の第３の実施例に係る動力発生装置は、少なくとも一つ以上のバケットを備えているが、本発明では、説明の便宜上、第１のバケット３００と第２のバケット４００が設置された場合について説明する。

第１のバケット３００と第２のバケット４００は、その構成が同一であって、その内部や外部に連結された各構成要素も同一であるので、本発明では、第１のバケット３００のみについて説明することにする。

第１のバケット３００の後端には開閉バルブ３２０が設置される。

本発明の第３の実施例における開閉バルブとしては、上述した各開閉バルブを全て適用可能であるので、その具体的な説明は省略することにする。

前記コネクティングロッド３５３の後方に連結部材３５５が設置され、前記コネクティングロッド３５３は第１のバケット３００に連結される。前記連結部材３５５の中間には圧力部材３５７、３５９が設置されている。

また、前記クランクシャフト３５０にはレバー型開閉作動装置３３０が設置される。以下、前記開閉作動装置について詳細に説明する。

前記コネクティングロッド３５３を中心にして、前記クランクシャフト３５０には、スリーブ１６０に連結された第１の支持棒３６１と第２の支持棒３６２が設置され、前記第１の支持棒３６１と第２の支持棒３６２は支持バー３６３によって互いに連結されて支持される。

前記第１の支持棒３６１と第２の支持棒３６２には、ヒンジによって一対の第１のレバー３３３と第２のレバー３３４がそれぞれ前後に旋回可能に設置される。また、前記第１のレバー３３３の終端には第１のロープ３３７が連結され、前記第２のレバー３３４の終端には第２のロープ３３９が連結される。前記第１のレバー３３３と第２のレバー３３４は、それぞれ第１の支持棒３６１と第２の支持棒３６２にスプリング３８０で連結され、前記圧力部材３５７、３５９から圧力を受ければ、スプリング３８０の力の補助を受け、水の流れ方向に瞬間的に旋回運動をするようになる。

このとき、前記第１のロープ３３７と第２のロープ３３９は、前記開閉バルブ３２０に交差して連結されることが望ましい。

前記第２のバケット２００にも、第１のバケット１００と同一の各構成要素が装着される。

以下、本発明の第３の実施例に係る動力発生装置の作動について説明する。

上死点に位置した第１のバケット３００に流入した水の荷重と圧力が前記第１のバケット３００に加えられれば、前記第１のバケット３００は、水の流れに対して後方に移動するようになり、その結果、前記コネクティングロッド３５３は下死点方向に回転するようになる。これによって、運動ロッド３５５と圧力部材３５７が後方に移動しながら、前記圧力部材３５７が前記第１のレバー３３３と第２のレバー３３４の先端に圧力を加えるようになる。そうすれば、前記第１のレバー３３３と第２のレバー３３４がヒンジを中心にして双方に前後に旋回運動をするようになり、前記第１のレバー３３３と第２のレバー３３４に連結された第１のロープ３３７と第２のロープ３３９が上部側に引き上げられながら開閉バルブ３２０を漸次開放するようになる。このように開閉バルブ３２０が完全に開放されるとき、前記第１のバケット３００の位置は第２のバケット４００の位置と同一の下死点になる。

その一方、第１のバケット３００が後方に移動しながらクランクシャフト３５０が回転し、コネクティングロッド３５３が上死点に移動することによって、下死点に位置した第２のバケット４００は上方に移動するようになる。これと同時に、開閉バルブ３２０は、前記各開閉作動装置３３０の逆方向動作によって閉鎖され、水を再び充填できるようになる。

Claims (6)

1. 流体を収容し、流体から負荷を受けるバケットと、
   前記バケットの後端部に設置され、流体の流れを制御する開閉バルブと、
   前記開閉バルブを開閉するために前記開閉バルブに連結された開閉作動装置と、
   前記バケットに連結され、前記バケットの直線運動を回転運動に変換させるための運動変換装置と、
   前記バケットを前記運動変換装置に連結するための連結部材と、
   を含む流体を用いた動力発生装置。
2. 前記開閉作動装置は、バー、ロープ、パイプ及びチェーンからなる群から１種以上選択される連結部材であることを特徴とする、請求項１に記載の流体を用いた動力発生装置。
3. 前記運動変換装置はクランクシャフトであることを特徴とする、請求項１に記載の流体を用いた動力発生装置。
4. 前記クランクシャフトにはコネクティングロッドが備えられ、コネクティングロッドには、前記バケットが前記連結部材を通して連結されることを特徴とする、請求項３に記載の流体を用いた動力発生装置。
5. 前記連結部材は、バー、ロープ、パイプ及びチェーンからなる群から１種以上選択されることを特徴とする、請求項１に記載の流体を用いた動力発生装置。
6. 前記開閉バルブは、バタフライバルブ、クラウンバルブ及びブラインドバルブからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の流体を用いた動力発生装置。

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