JP2017122430A - 多軸多段回転ピストン駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２軸回転ピストンを、自然エネルギーだけを取り込み、効率よくコンパクトな、発電装置や動力装置に運用、分散型で都市型発電をも可能にする環境機器を提供すること。
【解決手段】、２軸回転ピストンは、金属ブロック内で密閉され、外部からの圧力流体注入で自動回転駆動する為の、自動吸排切り替え機能・受圧機能・排反負荷回避の３機能を、規則正しく２軸が相関して作動する回転ピストン構造であり、回転中は絶えず機密・密閉・密接の滑らかな機能が持続回転駆動する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、自然エネルギーによる発電駆動装置の開発にあり、身近な位置エネルギー（自然高低差圧力）または、河川の未利用、包蔵水力等を、動力源に利用し、電気エネルギーや、種種の駆動装置の分野で、効率よくコンパクトな機器をなし、電力コスト低減の探求を目指し、電気エネルギーの地産地消を喚起することで、真の安心と安全な環境保護・蘇生を願い、持続可能社会の構築に貢献することにある。

近年、電力消費は完全自由化になり、風力・太陽光・地熱・バイオマス等・等自然エネルギーの取り込みが盛んである。しかし、大出力や採算主義に傾注、環境への配慮が問われている。これは、例えば、ソーラーパネルの生涯Ｃｏ２比では、製作時の製造物Ｃｏ２排出量や、寿命によるソーラーパネルの廃棄処分に掛かるＣｏ２の排出量は、太陽光という自然エネルギーの取り込みによって得たＣｏ２排出削減量と、プラ・マイ＝ゼロに等しく、本当の温暖化阻止になっていない事に、気付いていないのが現状である。

また、風車を利用した風力発電は、その構造から発生する磁波と騒音から都市部での設置は難しく、大型化した風車を山間部や洋上に設置して大掛かりな工事を必要としている。このことは、やはり環境型と言えない。
また、効率面でも、ただの風任せでだけはなく、台風等の強風時は、羽をたたみ、発電の停止を せざる終えなく、穩やかな日も、発電効率を低下せざる終えない状況は、高価なわりに起発電率は低い。この任せ起発電率は、ソーラーでも言える。

また、原子力発電は、チリノブイリの事故・米国の事故・福島第二原発の震災による事故等は、多くの住民に多大な損害と苦痛を与え、１００年スパンに亘る不安と恐怖は永久に消えることなく、教訓として、最も危険で『安全』といえない発電であることが裏付くけられた。
不自由なく電力消費でき、人々の生活が豊かになった事実を育んだ時代を省みて、原発に頼るほかない構造的問題は、他に選択肢がない人類最悪な不幸な結果を招いてしまった。
その結果、全ての原発は、新基準により規制・制約され、運転できない状態にあり、供給不足解消のため、電力会社は電力需要に見合った電力供給が余儀なくされ、急場の処置に、手段かまわず 必然的に火力発電のウエイトを上げ、電力コストも上げた。その結果大量のＣｏ２排出で、益々温暖化に拍車をかけ、結果、昨今の異常気象現象をも生み、最悪の環境下になってもなお大量のＣｏ２が、今も放出され続けている現実を晒している。
また、使用済み核燃料の保有量を税に換算した地方自治体は、税・増収による恩恵を受けながらも，有事の対応を鑑みて、苦渋の抵抗策税であると住民を説得し、原発を承認・維持する政策を断ち切れず、止む無き原発依存を続ける構造も、他に選択肢のない電気エネルギー確保の手段といえる。

また、昔ながらのダム型水力発電は、大きな環境破壊と自然生態系をも破壊し問題点が多く、自然と共存しなくてはならない人類の責を思う時、なにかと問題視されながら、近年は環境型の代表的発電として注目されながらも新規建造は皆無である。

このような状況下で、電力需要は増え続け、電料の値上げは止む無きに至り、消費者はリチュウム電池等での電力貯蔵の方法を、活発に導入し、使うときだけ使い電気を蓄えておく節約消費の工夫に懸命である。
また、スマートグリッドで、グループ化した集団的需要を工夫し、少しでも電力消費を抑える知恵は、消費者の止無なき苦渋の選択であり、新たに、節約電力消費の為に蓄電という設備投資をしてまでも、他の有効な手段がなく、貴重な電気エネルギーの安価な確保を余儀なくされている。

その他、自然エネルギーを活用した、地熱発電・海の波力発電・バイオマス発電等は、建造・制作費・立地制約等で普及には問題点が多く、人類が潤沢に電力エネルギーを得られるには、難しいのが実情である。

特表２０１３−５２７３５５号、（技術分野［０００１］） 特開昭６３−３０２１９３２０１３号、（図２） 特開平５−３３７８１号、（図２） 特開２００２−２６６６５２号、（Ａ−Ａ断面図） 特許第４５１８３９１号、（図９） 特開２０１５−７８７３４号、（代表図） 特開２０１０−１０１３２１号、（代表図） 特開２００６−２８３６６５号、（代表図）

これ等の２軸回転ピストンは、特許文献１に記載されているように、２軸回転ピストン そのものは、１８９３年仏国で特許されているように公知技術であり論外と思います。特許文献２から特許文献８については、構造の類似（２軸回転）は有るもローターの形状と機能は全く異型異質で、目的機能やシール性・吸排の機能等、どれを比較しても動力機関、即ち、発電装置や動力装置として用いられているものではない。

貴重な電力を使い、吸入排出をして夫々の目的に空気・溶液類を押し出すポンプである。ルーツポンプも同じ働きで、用途がエンジンの振動避けにも機能されているも、絶えず入力電源が必要である。

例えば、ケーシングに配されている、吸・排機能も、吸入・排出を促すときは、更に単体の電力入力が必要で、吸・排弁を作動さる為のシステムには同じく更なる電力を要し、構造やその製作費は、複雑高価になっている。

また、ポンプ機能については、ローターの回転運動慣性を得る為に、その目的機能に沿った入力制御を、全て電力においてコントロールされ、ケーシング内圧の増減により必然的に入力も増す。
例えば、同サイズ機器で圧力変動を与えた場合、大きな電力を必要とされ、構造上ケーシングや弁を、圧力に見合った頑丈な機器に変更せざる終えなくなり、尚 機器は複雑高価になる。

前記課題を解決する為に、本発明に係る 多軸多段回転ピストン（ここでは２軸回転ピストンを指定する）は、まず、請求項１に記載の２軸回転ピストン（ローター）の形体が、係る課題を解決する為に、綿密に計算された曲線形体にし、（図１４・１５）左右回転ピストンの双方が、ケーシング内で回転中も絶えず円と円とで点蜜接され、摩擦抵抗を抑え、１つケーシング（瓢箪型シリンダー）内で、２軸回転ピストン・双方に独立した心房（シリンダー）を２つ以上有し、受力機能するために密閉される構造を成すことを特徴にし、受力を得て持続回転し続けることを可能とした。

かかる構成によれば、請求項１に記載の本発明にかかる駆動装置は、左右回転ピストンローターの双方が、ケーシング内で、回転中も絶えず機密・密接され、２軸双方に独立した心房（シリンダー）図２（９）が、回転方向に１つだけの受圧面（図５）（１１ａ）を構成する構造で、各々の心房が交互に相関して回転力を生むことを特徴として、連続稼動を可能にした。

請求項２に記載された駆動装置によれば、２軸回転ピストン双方はケーシングの外部に突出した２本のシャフトが、歯車で連結され、２軸回転ピストン双方が異方向に回転する構造で、ケーシング内でローターが、規則正しく交互に受力し、受けたエネルギーを返すことなく、左右が相関して連続回転することを可能にした。またこの歯車に生ずる回転トルクが発電源になる構造である。（図３参照）

請求項３に記載された駆動装置によれば、この機密・密閉のケーシングとローターとの公差は、油膜公差に限りなく精度化され、（図１４・１５参照）油膜シール性を高め、且つ、ローター同士の接点は、絶えず円点と円点とで蜜接し、複数の心房（単体シリンダー）を構成し、受圧で他方の排出を促し、回転負荷を極めて小さくなるようにした構造は、滑らかで静かな回転を可能にした。（図５）（１５）
この構造は、２軸回転ピストンローター自身が、回転により、吸入・排出の弁になるように機能設計され、ローターとケーシングとも密接・機密されて、回転作動中は、左右回転ピストンが規則正しく交互に吸入・排出を瞬時に機能する自動開閉弁である。このことで、弁の開閉に係る入力電力は不要で、自然エネルギーによる作動は、本装置が単純安価で電力コストの低減を可能にした。

請求項４に記載された駆動装置によれば、吸排口はケーシング上・低部に、交互に開閉される位置に左右均等に直穴開口され、ローターの回転により、ケーシング上・低部に密接したローター上・底部の平面部が開閉弁になる構造で、且つ、高圧の開閉時に起こり得る衝撃波（騒音）や振動を抑えるため、ケーシング上・低部に直穴開口された吸排口は、円口にし、密接したローター上・底部の平面の回転で、円口が超三ケ月―三ケ月―半月―満月―半月―三ケ月―超三ケ月に叙叙に開閉され、且つ、急激な開閉は必然的に抑えられ、静かで滑らかな作動を可能にし、開閉弁の電源は不要で、本来、附滞されるべき個別の切り替弁は不要、機器は単純安価になり、発電コストの低減に寄与しうる省入力をも可能とした。

請求項５に記載された駆動装置によれば、機密・密閉され回転する各々のローター心房内で、回転方向に対しての受面・背面が同圧であっても、作動弊害を起こさないように、ローター本体が、自動的に相関して同時に吸排弁になるように機能され、吸入して受圧稼動に対して、背負荷は瞬時に強制排出が行われ、回転反力（負荷）を軽減し、同圧負荷による回転駆動障害を回避することを可能にした。ことは、駆動を容易にして連続回転機能が持続する。

請求項６に記載された駆動装置によれば、ケーシングに設けられた排出口が、緩やかな円錐絞り状に細め配管され、この配管先とシリンダー内とをベンチュリ管バイパスで接続され、背負荷（排出流体）に係るシリンダー内圧の軽減を促進し、同圧に対する作動障害を小さくしている構成で、なお円滑な回転駆動を可能にした。（図４参照）

請求項７・８に記載された駆動装置によれば、本駆動装置に自在加圧装置と連続流体移送装置（スパイラル流体移送装置）・コンデショナー・蓄電池等の組込みシステムにおいて、一定量の溶液を循環機能させることで都市部においても分散型で都市型の発電が可能になって、小出力の発電が昼夜稼動し続け、蓄電され、蓄えられた電力は電力消費する時、大容量の電気エネルギーに変換されるシステムは、昼夜を問わずムラなく発電でき、環境に優しく低コスト発電を可能にした。
無論、蓄電池の自然放電や循環機（スパイラル流体移送装置）への入力消費は、従来の循環ポンプと異なり、同時開発された連続流体移送装置（スパイラル流体移送装置）（特願２０１５−１８８８５２号）により省エネで、極小入力を可能にした。
この省エネの工夫は、同時開発された、動力モーターに掛かる負荷軽減装置（仮称―フライバランスギア装置―特願申請中）が、スパイラル流体移送装置の回転モーターに及ぼす、機械的損失・押し込み回転反力・流体摩擦損失・シール摩擦損失・高圧負荷損失等の、全ての動力負荷・負担を吸収・軽減・解消させることかできる構成で、回転入力は、大幅に節約できる。このことは、無論、動力源なる化石燃料等の消費は不要、したがってランニングコストが極めて小であり、省エネ入力での発電を可能にした構成である。（図１９参照）

請求項９に記載された駆動装置によれば、本駆動装置は並列・重ねの構成により、多軸多段回転ピストン駆動装置になり、需要と供給に見合った出力で、あらゆる場所で活用でき、設置スペースを問わず運用を可能にした。

請求項１０に記載された駆動装置によれば、排出口が天地開放されている場合は、河川の包蔵水力を動力源として取り込み、背負荷（天地開放）ゼロで、受け荷重をダイレクトに得られ、必要な落差配管とコンパクト化された本機が、小スペースにおいて設置できる利点と、適宜な場所へ容易に移設できることができる水力発電所と言える。（図３参照）
このことは、大掛かりなダム工事や建屋等が不要、自然環境の破壊もなく、小規模発電が昼夜を問わず、ムラなく稼動し、正に自然エネルギーの有効活用になる。また、災害等の有事には、山間部においては臨時的電気エネルギーが、短期間で設置運転を確保できることを可能にした。

請求項１１に記載された駆動装置によれば、本機と連続流体移送装置やターボファンを併用し、空気や溶液を注入循環若しくは、可燃性ガス等を爆発・燃焼させて、吸排流出・吸入・開放放出させると、本機はシンプルな動力装置なり、回転ピストンの形状や構成よって、機能にそった駆動を可能にし、圧力流体圧送機・ポンプ・シンプルエンジン等いろいろの機器に省エネで低コストの活用や応用ができる。
（図１５・１７・１８参照）

本発明に係る駆動装置によれば、簡易な省エネ循環ポンプ（連続流体移送装置）等で空気や溶液を導入し循環させる時に、２軸回転ピストンは自動的に回転を始め、その回転により、同時に開閉弁も作動し、連続回転稼動する構造は、本駆動装置が、一定量の溶液に位置エネルギーに相当する圧力（ｍｇｈ）を設定し（自在加圧装置）（９０）省エネ循環装置で圧力流体に流れを生み、この力学的エネルギーの注入・排出・循環をさせるだけで、都市部でも簡単に電気エネルギーを取り出す事を可能にした。ことで、本駆動装置は単純安価でコンパクトな発電装置として、幅広く運用され、また、適宜な場所への運搬設置が容易にでき、応用範囲を限りなく広め多種多様な機器への活用ができる。

本発明に係る駆動装置によれば、河川の包蔵水力を導入した場合は、落差エネルギー（ｍｇｈ）が１００％（利水量効率）電気エネルギーに喚取することができ、従来のペルトン水車（利水量効率３４％）・カプラン（利水量効率２１％）・フランシス（利水量効率６２％）等の包蔵水力の利水量効率を遥かに上回る性能を発揮し、本駆動装置（２軸回転駆動装置）は、大きな工事費や立地条件（場所）を必要とせず、環境へのダメージは一切なく、未利用包蔵水力の活発な活用を促せることを可能にした。

本発明に係る駆動装置によれば、空気に可燃性ガスを混合注入し発火させると、コンパクトで、シンプルナなエンジンに応用できる事を可能にし、ＬＰガスから水素を取り出し注入する場合は、排出物は水だけで、環境に優しいエンジンとなり、車・船舶は簡素化され、機器が単純安価で軽量化される事で、応用される範囲を大きくすることを可能にした。

本発明に係る駆動装置によれば、本駆動装置は並列・重ねの組み合わせ構成により、多軸多段回転ピストン駆動装置になり、組み合わせとシステム化において、大出力を可能にし、設置場所スペースに合った出力運用を図ることを可能にした。

本発明の実施形態に係る２軸回転ピストンシリンダー装置の一例を示す部分概略平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、部分原理を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、部分原理を示す概略分解斜視平面・断面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す概略分解斜視立面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す部分概略平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す部分概略平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す部分概略の平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す概略部分詳細図である。 本発明の実施形態に係るスパイラル流体移送装置の一例であり、作動の原理を示す概略部分詳細図である。 本発明の実施形態に係るスパイラル流体移送装置の一例であり、作動の原理を示す理論図の概略部分詳細図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置及びスパイラル流体移送装置の組例であり、作動の原理を示す立体概略斜視部分詳細図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン装置の一例であり、作動の原理を示す概略部分立面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン駆動装置システムの一例であり、作動の原理を示す概略斜視立面詳細図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン駆動装置の一例であり、作動の原理を示す概略部分詳細平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン駆動装置の一例であり、作動の原理を示す概略部分詳細平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン異形種の一例であり、作動の原理を示す概略部分平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン異形種の一例であり、作動の原理を示す概略部分平面図である。 本発明の実施形態に係る２軸回転ピストン異形種の一例であり、作動の原理を示す概略部分平面図である。 本発明の実施形態に係る多軸回転ピストン駆動装置システムの作動の部分原理であり、作動の原理を示す概略部分立面図である。 本発明の実施形態に係る多軸回転ピストン駆動装置のシステムの作動の部分原理であり、作動の原理を示す概略部分平面図である。

次に図１−図１９を参照して、本発明に係る２軸回転ピストン駆動装置を実施するための形態（以下『実施の形態』という。）を説明する。

《２軸回転ピストン駆動装置の構成》
図１に示すように、２軸回転ピストンのシリンダーは、２つの円筒シリンダーが、各々のシリンダー内径の半径の約４分の１が重なった（１）瓢箪型になっていて、金属ブロックを刳り貫いてあるシリンダーである。も、パイプシリンダーの結合でもよい。
（図１参照）

２軸回転ピストンは、瓢箪型シリンダー（１）の内壁（１ａ）に密接するように、２つのピストン芯軸（４）に、シリンダーの半径分の第２芯軸（３）が一体化され、さらに、各々の第２芯軸に、シリンダーの半円筒のローター部（２）が半円だけ一体化されて、ローター部（２）は、外周と第２芯軸間（２ｅ）が精巧な異質曲線形状に加工され、各々の回転ピストンが回転中は絶えず円と円の点密接するように構成されている。（図１・図２参照）

この瓢箪型シリンダーは上下（横置きの場合は、側面）にシールされたフランジ（１２）で密閉され、芯軸（４）だけが瓢箪の２つの芯で２軸でていて、フランジ（１２）の外部で２軸が平ギア（７）を備えている。この２つの平ギアは、互いに噛み合うようになっていて、ピストンの回転をコントロールするように構成されている。
また、芯軸の軸受け（９１）は、フランジ内で、ノンシールの構造になっていて、ケーシング内の密閉性を高めている。（図３参照）

このフランジ（１２）の底部及び（横置きは側面）及び上部のどちらかに４箇所の吸排口（６）が４個、円形で直穴されている。また２つの排出口脇に夫々２箇所のベンチュリ管バイパス口（６ａ）が、小円形で施されていて、排出時の排出流体圧力の減圧を担っている。
また、ケーシングに設けられた排出口が、緩やかな円錐絞り状に細め配管され、この配管先とシリンダー内とをベンチュリ管バイパス（６ｔ）で接続され、背負荷（排出流体）に係るシリンダー内圧の軽減を促進し、同圧に対する作動障害を小さくしている。（図４参照）

このフランジ（１２）の底部及び側面及び上部の一方のフランジの６箇所に、外部との配管接続口（２１ａ）が６個付いていて、吸入・排出・循環が外部と繋がるように成っている。（図３・図４参照）

このフランジ（１２）は、瓢箪型シリンダー（１）と２軸回転ピストン（１７・１８）の天地とも機密・密接・密閉される構造に組み立てられ、２軸は底フランジで軸受けがノンシールの構造で、上部は高圧シールと軸受けの構造になっている。（９１ａ）
（図１３・４参照）

《２軸回転ピストン・ローターの作動構成》
この２軸回転ピストン・ロ−ターは、左右均等に２つの受圧面（１１ａ）を有し、瓢箪型シリンダー内で２双が絶えず機密・密接している。（１５）回転作動し始めると２双は異方向に、点密接しながら回転を続け、吸入口が開いた位置にあるロ−ターは、片方のロ−ター外周により壁（１１）が形成され、独立した心房（シリンダー）を得ることで、吸入された圧力流体は、行き場を失いロ−ター受圧面（１１ａ）を押し続け、吸入された圧力流体の圧力と、ロ−ター受圧面積の積分荷重が回転動力になっている。壁（１１）を形成した片方のローター（１７）は、同時に必ず排出口が開いていて、若しくはロ−ター受圧面が瓢箪型シリンダーで機密・密閉され、静止流体状態で（９）、作動負荷ゼロになって、受力したローター（１１ａ）に連動して排出機能しながら回転し、これを交互に規則正しく連続稼動する構成である。（図５・６・７参照）

このフランジ（１２）は、瓢箪型シリンダー（１）と２軸回転ピストンの天地とも機密・密接・密閉された一体化構造は、受力したローターの回転で、ローター天地がフランジ（１２）に設けられた開閉口を閉じたり開けたりする開閉弁の機能をしている構成である。
これは、弁の開閉が規則正しく、瞬時に切り替えられる構成で、回転稼動を連続させていて、ピストンローターの天板若しくは地板が注入・排出の開閉弁の機能を持った構成である。（図５・６・７参照）

左右回転ピストンローターの双方が、ケーシング内で、回転中も絶えず機密・密接され、２軸双方に独立した心房（シリンダー）（８）（９）が、回転方向（注入を受ける側）に１つだけの受圧面（１１ａ）を構成する構造で、各々の心房（８）（９）が交互に相関して回転力を生み、２つの回転ピストンは相関して受圧・排出・排圧・減圧等の機能を、同時に行う構造を構成していることを特徴として、連続稼動を可能にした。（連続作動展開図▲１▼―▲６▼）（図５・６・７参照）
高圧流体がシリンダー内を充満しても、回転作動に支障を起こさないように受力と排出が、絶えず分離された心房で繰り返され回転負荷を消滅させ、回転反力を抑えた構造で、連続回転稼動する構成である。

《多軸多段回転ピストンの構成》
２軸回転ピストンが瓢箪型シリンダーと一体化された駆動装置を並列に複数連結すると多軸回転ピストン駆動装置となり、これを複数段重ねると多軸多段回転ピストン駆動装置となる構成である。（図１３）

《多軸多段回転ピストンの水力発電の構成》
河川の包蔵水力を注入する場合は、包蔵水量に見合った器に対応できる。この場合、コンパクトな個々の駆動装置を連列・連段接続して運用、また、これを分割して、個々の駆動装置を適宜な場所や、包蔵水量に見合った場所への運搬設置が可能である。また、河川の水量減や汚染は一切なく自然環境への影響は皆無であり、限られた包蔵水量の同一河川で何箇所も同時に設置しても、この配慮は変わらず、落差分散において連接設置しても、限られた包蔵水力を何回でも繰り返し利用できる事は、包蔵水力の最大活用になり、ダム発電等の水力発電と比較しても、他を圧倒的に差別化する特異性と可能性がある。
（図３・１３参照）

《多軸多段回転ピストン駆動装置システムの構成》
［図１３］のシステムは、都市型での駆動装置を示す拡大模式図である。都市型では、河川の流量や落差を利用する事は不可能であり、一定量の溶液を循環させて、駆動させることにした構成である。しかし位置エネルギーに相当する落差を得るには、高層ビル屋上と地上での高低さを、水と配管を施し、得られるも、循環はできないし、多難な問題と施工費がかかる。
自在加圧装置（９０）をシステム化し、任意の設定圧力を配管接続して駆動装置に設定圧力伝導すると。駆動装置内の溶液は設定圧力が充満する、駆動装置にシステム化された循環装置（７３）を電力作動させ、循環装置内の圧力溶液を駆動装置に押し込むと、圧力流体が力学的エネルギーとなって、２軸回転ピストンの機能を作動させ、順位にローターを連続作動させて、多軸多段回転ピストン駆動装置は、稼動し発電する。（図１３参照）

《部材の構成》
本発明の瓢箪型シリンダー・ピストンは、金属ブロック（例えば４５Ｃ）の削り出しが、高圧にはベストと言えるが、低圧利用や他の応用で、パイプシリンダーの接合でもかまわない。また、他の使用溶液により、ステンレスやアルミも利用できる。も、気体の爆発関連の応用は頑丈な金属がベストである。（図１・１３参照）

《ピストン衝突回避の構成》
ピストンローター（２）は、その機能をして、綿密に精巧な曲線で構成され、（図２・１４・１５）双方の回転ピストンが、円と円で点密接する構造になっていて、密接時における衝突・ガジリを回避する構造にも成っている。（図２参照）

《循環装置の構成》
循環装置（７３）は２軸回転ピストンに押し込み注入される時、排出される圧力流体が、強制的に排出管に吸引されるように駆動装置と一体化した循環装置（７３）（ここではスパイラル流体移送装置という）が設けられた構成になっている。
（図１２・１３参照）

このスパイラル流体移送装置は、筒型シリンダー（１ｙ）に、軸受（７４）と吸排口（６）がシールされたフランジ（１２ｙ）か固定され、流体送り出しスパイラル羽（７０・７１）がスパイラルシリンダー（１ｙ）に密接し軸に固定一体化され、回転する構成になっている。
（図１２・１３参照）

スパイラル流体移送装置は、送り出しスパイラル羽が左巻き（５６）と右巻き（５５）が同軸に左右に均等に固定一体化され、シリンダー・センターから送り出したり・吸引したり、シリンダー側面フランジ吸排口から送り出したり・吸引したり、自在にスパイラル羽の交換で機能できるように構成されている。（図１１・１２・１３参照）

スパイラル流体移送装置は、送り出しスパイラル羽が、機能方向に２枚―４枚均等な間隔をもって軸に巻きつけ固定され一体化している
（図１１・１２・１３参照）
この場合左・右巻きスパイラル羽が軸中央から左右に、あるいは、左右から中央に均等に施され（図９・１０参照）、送り出し密度と精度を向上させ、流体循環精度を上げている構造に構成されている。
（図１１・１２・１３参照）

スパイラル流体移送装置の軸は（６３）、全て、機能方向に逆円錐化した構造（図１０参照）で、スパイラル羽は、機能方向に軸の拡大分だけ狭くなっている。また、スパイラル羽のピッチは、機能方向に一定割合で狭くしてあり（図１１参照）、流体密度と圧力増幅を示唆し、送りだし精度の向上を図っている。しかるに、スパイラル回転に係る送り出し圧の減圧を抑え、且つ、流体の増圧傾向を示唆した構造で構成されている。（図１１参照）

このスパイラル流体移送装置は、フランジ（１２ｙ）から突出したスパイラル軸（６３）に掛かる、送り出し回転反力を吸収するギア装置（フライバランスギア）（図１９）が構成されて、極、省エネな電力消費になっている構造は、機械的損失・摺動摩擦損失・押し込み反力の全てを吸収し、回転モーターは、回転機能入力だけにすることが可能になり、超省エネで、動力（モーター）に及ぼす回転負荷を限りなく小さくしている。また、スパイラルシリンダー内のスパイラル羽に掛かる押し込み方向からの圧力（６０・６１）と流体導入方向からの圧力（６０ａ）を相殺して機能させた構造は、（図１０）スパイラル軸や羽の構造・強度を簡素化させ、２軸回転ピストンシリンダーの各々に、円卓な圧力流体の供給をなし、２軸回転ピストンの駆動を円滑に連続回転駆動させる構成である。（図１１・１２・１３参照）

このスパイラル流体移送装置は、自在加圧装置（９０）に接続されており、任意の設定圧力に保たれ、連動する瓢箪型シリンダー内圧を、共に圧力低下や流体溶液の増減を防ぐように、自在加圧装置がコントロールしている。（図１３参照）

スパイラル流体移送装置の、送り出し流量と排出吸引流量はＭＡＸで１：２―平均１：１に変化し、スパイラル流体移送装置の中央に吸引され左右から送り出される割合も、その変化に比例し、送り出し１の時に、吸引２が存在し、吸引２の時は排出吸入流体が飽和され、２軸ローター内は減圧傾向が生ずる利点と、２軸ローターからの排出流体をスパイラル流体移送装置が強制吸引する事でも、圧力消滅現象を生じさせる利点と構造を備えている。また、スパイラル流体移送装置の回転モーター（１０ａ）は、押し込み流量や多軸多段回転ピストン駆動装置の吸排出流量をコントロールし、２軸回転ピストンの円滑な回転作動を補助している。（図１２参照）

スパイラル流体移送装置から連続して、押し込まれた圧力流体は、多軸多段回転ピストン駆動装置を回転させ、回転ピストン芯軸のシャフトを介して発電装置（１０）に伝達される。この時の芯軸トルクは、出力の基本になり、発電機（１０ａ）の発電負荷を上回る、設定圧と、シリンダー径・ピストンローター厚で 出力計算でき、計画出力に合った機種にすることが自由にできる構成である。（図９・１２・１３参照）

河川の包蔵水力利用の多軸多段回転ピストン駆動装置以外は、スパイラル流体移送装置と、多軸多段回転ピストン駆動装置とは、一体化するようになっている構成である。（図１３参照）

河川の包蔵水力利用の多軸多段回転ピストン駆動装置において、スパイラル流体移送装置と自在加圧装置を一体化して利用する事がある。この場合は、スパイラル流体移送装置の回転用モーターは不要である。
（図１３参照）

１ｒ 円筒シリンダー半径
１ｙ スパイラル流体移送装置シリンダー
２ｙ 円筒シリンダー２分の１半径
１ｎ シリンダー（金属ブロック可）
１ 瓢箪型シリンダー
１ａ 瓢箪型シリンダー内壁
２ 回転ピストンローター部
２ｅ 回転ピストン外周と第二芯軸との距離
３ 回転ピストン第２芯軸
４ 回転ピストン芯軸（シャフト）
５ シール
６ 吸排口
６ｎ ベンチュリ管バイパス口
６ｔ ベンチュリ管バイパス
７ 平ギア
８ 心房（シリンダー）
８ａ 負荷重（回転方向前方）
９ 機密・密閉された心房
９ａ 作動荷重
１０ ダイナモ（発電モーター）
１０ａ スパイラル流体移送装置初期始動モーター
１０ｂ スパイラル流体移送装置初期始動モーター減速機
１１ａ 受圧面
１１ 回転固定壁
１２ フランジ
１２ｙ スパイラル流体移送装置フランジ
１３ 注入口
１４ 排出口
１５ 機密・密接
１６ ピストン衝突回避安全角（すみ）欠
１７ 左第１回転ピストン
１８ 右第２回転ピストン
１９ 圧力伝達口
２０ 回転方向
２１ 配管
２１ａ 配管接続口
２３ 芯線
２４ 円心平行線
２６ バッテリー
３０ 回転ピストン受圧面
３１ ピストン外周受圧面
３２ 回転ピストン背受圧面
３３ 軸回転方向
３４ 水道
３５ 流体流れ方向
３６ 排水収集フランジ
５５ 右巻きスパイラル羽
５６ 左巻きスパイラル羽
５７ 角切り
６０ 左押し出し圧力負荷
６０ａ 吸入圧
６１ 右押し出し圧力負荷
６２ スパイラル流体移送装置ギア
６３ スパイラル流体移送装置シャフト（軸）
６４ 高圧室
６４ｔ 加圧シャフト
６５ 高圧伝達配管戻し管
６６ 高圧伝達調整バルブ
６７ 高圧伝達調整バルブ
６８ 加圧シリンダー
６９ 自在加圧装置シリンダー
７０ スパイラル羽受圧面
７１ スパイラル羽受圧面
７２ 吸引流路
７３ スパイラル流体移送装置
７４ スパイラル軸受
７５ 狭い吐き出し部
７６ 吐き出し流体左右振り分け突起
７７ 水道圧
７８ 自在加圧装置フランジ
７９ 自在加圧装置の圧力液の戻し過ぎ防止ストッパー
８０ 動力シャフト
８１ 大歯車
８９ 逆台形配管
９０ 自在加圧装置
９１ ケーシング内軸受（芯軸ノンシールの、構造）
９１ａ 高圧シール軸受け
１００ フライバランスギア
１０１ スパイラルシリンダー
１０２ 省エネモーター
１０３ スパイラルシャフト
１０４ スパイラルシャフトギア
１０５ 総反力
１０６ フライバランスギア支点
１０７ １／２フライバランスギア自重
１０８ フライバランスギア回転方向
１０９ スパイラルシャフトギア回転方向
１１０ スパイラルシャフトギア反力 回転方向
１１１ モーター回転方向
１１２ Ｍ モーメント
１１３ 中心線
１１４ ノンバランス錘
１１５ 錘受フック
１１６ 連結ギア
１１７ 錘移動ギア

Claims (11)

1. 瓢箪型シリンダー内で２軸回転ピストンは、双方共にナノ精度で公差されて、回転中も２軸回転ピストン同士が、絶えず円と円での点密接する構造形体で、２軸双方に独立した心房と、回転方向に１つだけの受圧面を構成する構造で、各々の心房が交互に相関して回転力を得て、連続稼動することを特徴とした請求項１に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
2. 前記請求項１に記載された２軸回転ピストン双方は、シリンダーの外部に突出した２軸の２本が歯車で連結され、２軸回転ピストン双方が規則正しく異方向に回転する構造で、左右が相関して連続回転することを可能にした構成で、この歯車に生ずる回転トルクが発電機に伝動され発電することを特徴とした請求項２に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
3. 前記請求項１に記載された２軸回転ピストン双方は、２軸回転ピストン自身が、回転作動中は、規則正しく交互に、吸入排出の切替えを、同時、瞬時に機能する自動開閉弁である構造を特徴とした請求項３に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
4. 前記請求項３に記載された２軸回転ピストン駆動装置の自動吸排弁機能は、シリンダー内に直穴で円形に開口された吸排口が、２軸回転ピストンの回転により、双方の２軸回転ピストン上・底部の平面部が開閉弁になる構造で、高圧流体の開閉時に起こり得る衝撃波、振動を抑える機能を備えていることを特徴とした請求項４に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
5. 双方の２軸回転ピストンは、回転中は絶えず機密・密閉され回転する構成で、吸入排出の切り替作動が瞬時に行われる構造は、回転方向に対しての吸入受圧面と背面の排出受圧面が同圧であっても、背面が瞬時の強制吸引排出される構造で、排出吸引減圧現象により同圧を回避でき、回転負荷反力を軽減若しくは、ゼロにすることを特徴とした請求項５に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
6. シリンダー内の排出口が、緩やかな円錐絞り状に細め配管され、この配管先とシリンダー内とをベンチュリ管バイパスで接続された構造は、シリンダー内圧の減圧を促進し、同圧に対する作動障害を小さくしている構成で、なお円滑な回転駆動を可能にしたことを特徴とした請求項６に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
7. 本駆動装置に自在加圧装置と連続流体移送装置や、発電機やコンデショナーや蓄電池の組込みシステムにおいて、一定量の溶液を循環させることで都市部においても分散型で都市型の発電が可能になって、小出力の発電が昼夜稼動し続け蓄電され、電力消費時は大容量の電力が、供給できるシステムは、昼夜を問わずムラなく発電でき、環境に優しく、省エネ入力において、低コスト発電を可能にしことを特徴とした請求項７に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
8. 本駆動装置にシステム化されたスパイラル流体移送装置や、循環ポンプや、揚水ポンプ等に掛かる、モーター回転負荷を解消し、省エネ入力にするフライバランスギア装置がセットされた構造は、スパイラル流体移送装置の回転モーターに及ぼす、機械的損失・押し込み回転反力・流体摩擦損失・シール摩擦損失・高圧負荷損失のこれ等の動力負荷・負担を吸収・軽減・解消させることかできる構成で、回転入力は大幅に節約でき、省エネ駆動からの発電を可能にしたことを特徴とした請求項８に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
9. 本駆動装置は、並列駆動や２段重ねの構成により多軸多段回転ピストン駆動装置になり、需要と供給に見合った出力と、小スペースでの運用を可能にしことを特徴とした、請求項９に記載の多軸多段回転ピストン駆動装置。
10. 本駆動装置は、排出口が天地開放されている場合は、河川の包蔵水力を動力源として取り込み、回転背負荷ゼロで、受け荷重をダイレクトに得られ、必要な落差配管とコンパクト化された本機が、小スペースにおいて設置できる利点と、適宜な場所へ容易に移設できる小型水力発電機となることを特徴とした請求項１０に記載の２軸回転ピストン駆動装置。
11. 本駆動装置は、空気や可燃性ガスを導入し爆発燃焼・開放放出させると、シンプルなエンジンや、動力装置に応用でき、回転ピストンの形状や構成によって、機能に沿った駆動を可能とし、圧力流体圧送機・ポンプ・シンプルエンジン等、様々な機器に省エネで低コストの活用ができることを特徴とした請求項１１に記載の２軸回転ピストン駆動装置。

Images