JP2017122431A

JP2017122431A - 両殻式の流体発電装置及びその回転子モジュール

Info

Publication number: JP2017122431A
Application number: JP2016207623A
Authority: JP
Inventors: 圀博三宅; Kunihiro Miyake; 成家大森; Seika Omori
Original assignee: Mitsumori Co Ltd
Current assignee: Mitsumori Co Ltd
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-07-13
Also published as: US10014749B2; US20170194836A1; TW201725314A

Abstract

【課題】効果的な発電が行える両殻式の流体発電装置を提供すること。
【解決手段】ステーターモジュール１および回転子モジュール２を具備する流体発電装置１００である。ステーターモジュール１は、外殻体１１及び外殻体１１に設置している第一磁気ガイドユニット１２１を有する。回転子モジュール２はローテーチングパーツ２１及び第一磁力モジュール２２を有する。ローテーチングパーツ２１は内殻体２１３と内殻体２１３内に設置している柱体２１１及び柱体２１１の外縁に繋がっている螺旋式羽根２１２を有する。そしてローテーチングパーツ２１は外殻体１１に対して回転する事ができる。第一磁力モジュール２２は内殻体２１３に取り付けられている。螺旋式羽根２１２は流体によって駆動され、回転子モジュール２を回転し、第一磁力モジュール２２を第一磁気ガイドユニット１２１に沿って通過させて第一磁気ガイドユニット１２１に誘導電流を発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、発電装置に関し、特に両殻式の流体発電装置及びその回転子モジュールに関する。

従来の流体発電装置は、大部分が流体で羽根を回転駆動させてエネルギーを得るように構成されているので、例えば、従来の流体発電装置は大型の羽根を用いて風力の接触面積を増加する。しかし、たとえこのように構成しても、従来の流体発電装置が風力を通して羽根を回転して発生させるエネルギーはごく限られる。この点を考えて、どのように有限に流体の力を利用して流体発電装置を駆動して、それによって、もっと大きい発電量を発生させるかが、本領域の重視する課題の中の一つであった。

そこで、本発明者は上記した欠点を改善する余地があると考えて、特に専念して研究し、そして学術的な原理を運用して、ついに合理的にしかも効果的に上記の欠点を改善する事が出来る本発明を創作した。

特開２０１３−１５１９２９号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、効果的な発電が行える両殻式の流体発電装置及びその回転子モジュールを提供することにある。

本発明は、両殻式の流体発電装置（以下単に、「流体発電装置」ともいう）とその回転子モジュールを提供するものであって、それは有効に従来の流体発電装置が有する欠点を改善することができる。

本発明は、ステーターモジュールおよび回転子モジュールを具備する流体発電装置であって、前記ステーターモジュールは、外殻体および第一磁気ガイドモジュールを有し、前記外殻体内に流動通路を形成し、且つ前記外殻体内に前記流動通路を通過する軸線があると定義し、さらに前記第一磁気ガイドモジュールは、前記外殻体に第一磁気ガイドユニットを設置して構成され、一方前記回転子モジュールは、回転可能に前記外殻体の流動通路内に配置し、且つ前記回転子モジュールは、ローテーチングパーツおよび第一磁力モジュールを有し、前記ローテーチングパーツは、前記外殻体の流動通路内に設置し、且つ前記ローテーチングパーツは、内殻体と、前記内殻体内に設置している柱体、および前記柱体の外縁に繋がっている螺旋式羽根を有し、そして前記柱体、前記内殻体、および前記螺旋式羽根は共に前記軸線を軸心として回転し、一方、前記第一磁力モジュールは、前記内殻体に取り付けられており、前記螺旋式羽根は流体によって回転駆動され、そして前記回転子モジュールは前記軸線を軸心として回転し、且つ前記第一磁力モジュールを前記第一磁気ガイドユニットに沿って通過させることで前記第一磁気ガイドユニットに誘導電流を発生させる事を特徴とする。

本発明のもう一つは、ローテーチングパーツおよび第一磁力モジュールを具備する流体発電装置の回転子モジュールであって、前記ローテーチングパーツは、内殻体と、前記内殻体内に設置している柱体、および前記柱体の外縁に繋がっている螺旋式羽根を有し、そして前記螺旋式羽根は２１〜５５度の螺旋角度で前記柱体の外縁に取り付けられており、前記螺旋式羽根は流体によって回転駆動されて、これにより前記ローテーチングパーツは軸線を軸心として回転し、一方、前記第一磁力モジュールは、前記内殻体に取り付けられている事を特徴とする。

上記したように、本発明が提供した流体発電装置、およびその回転子モジュールは、内殻体の設置により、内殻体に第一磁力モジュールを取り付ける事ができ、そこで回転子モジュールがステーターモジュールに対して相対的に回転している時、第一磁力モジュールと第一磁気ガイドユニットで構成される磁気ループによって効果的な発電が行え、発電量の引き上げ効果を得ることが出来る。

本発明の特徴と技術の内容を更に理解するため、図面を用いて下記の本発明の詳しい説明を行う。しかし、これらの説明と図面はただ本発明を説明するのに用いるだけで、本発明の権利の範囲に対していかなる制限を行うものでもない。

流体発電装置１００の斜視図である。流体発電装置１００の分解斜視図である。図１の切断線III−IIIに沿っての概略断面図である。図１の切断線IV−IVに沿っての概略断面図である。流体発電装置１００のローテーチングパーツの説明図である。流体発電装置１００の実験結果説明図である。流体発電装置１００の実験結果説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の第二実施例の説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の第三実施例の説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の第四実施例の説明図である。図１２の作動説明図である。第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の第五実施例の説明図である。図１４の作動説明図である。

図１から図１５は本発明の実施例を示している。先に説明しなければならないのは、本実施例では、その内容をよく理解するために、図面を話題にした関連の数量と外形に対応して、具体的に本発明の実施方法を説明するだけであり、しかし、それによって、本発明の権利の範囲を限定されるものではない。

図１に示した通り、本実施例は流体発電装置１００であり、特に外殻体（外ハウジング体）と内殻体（内ハウジング体）の２つの殻を有する両殻式の風力発電装置であるが、しかし、本発明はこれに限られない。上記流体発電装置１００は一つのステーターモジュール１、および上記ステーターモジュール１内に取り付けている一つの回転子モジュール２を有する。そして回転子モジュール２はステーターモジュール１に対して回転することができ、これにより、流体発電装置１００が電力を発生する。以下、先ずそれぞれステーターモジュール１と回転子モジュール２の構造について説明し、しかる後ステーターモジュール１と回転子モジュール２の間の対応関係を説明する。

図２と図４に示すように、上記ステーターモジュール１は、外殻体１１、および外殻体１１に設置している第一磁気ガイドモジュール１２を有する。上記外殻体１１は細長い形状の流通管１１１、および一対の支持部１１２を有する。本実施例において、上記流通管１１１は内径が一定の円管であって、且つ流通管１１１によって包囲された一つの流動通路１１３がある。更に、上記流通管１１１は流動通路１１３に一つの軸線Ｌが通過すると定義する。且つ上記軸線Ｌは本実施例においては、流通管１１１のセンターラインに相当するが、しかし、本発明はこれには限定されない。上記両支持部１１２はそれぞれ流通管１１１の相反する両側の部位内に設置している（例えば図３の中の流通管１１１の左側と右側）。且つすべての支持部１１２の構造は風をその流動通路１１３に流入、流出するのに適する。

上記第一磁気ガイドモジュール１２は、数個の第一磁気ガイドユニット１２１を有する。これら第一磁気ガイドユニット１２１は外殻体１１の流通管１１１に分布している。そして、第一磁気ガイドユニット１２１が外殻体１１に分布している数量と密度に関しては、設計者の需要によって調整することができ、特に制限を加えない。

更に一歩進めて言うと、図３に示すように、全ての第一磁気ガイドユニット１２１は一対の磁石１２１１と、それぞれ上記両磁石１２１１の一端に設置している両コイル１２１２、および上記両磁石１２１１のもう一端と連結している一つのガイドパーツ１２１３（例えば金属の材料、ケイ素鋼板、あるいは鉄板）を有する。そして、上記両磁石１２１１とガイドパーツ１２１３の間は一体の連結、或いは分離して連結することができる。且つ上記全ての磁石１２１１は大体上記軸線Ｌの一つのセンターラインＣに直交すると定義することができる。

図２と図４に示すように、上記回転子モジュール２は回転可能に外殻体１１の流動通路１１３内に設置している。回転子モジュール２は上記軸線Ｌを軸心として回転するローテーチングパーツ２１、およびローテーチングパーツ２１に取り付けられている第一磁力モジュール２２を有する。そして、上記ローテーチングパーツ２１は、内殻体２１３と、内殻体２１３の中に設置している柱体２１１、および上記柱体２１１の外縁に連結している螺旋式羽根２１２を含む。

本実施例において、上記内殻体２１３は長い型の円筒で、上記内殻体２１３は磁気ガイド材料或いは非磁気ガイド材料で製作することができる。しかし図案以外のその他の構造であってもよい。内殻体２１３の外表面が軸線Ｌに直交する一径方向に沿って凹んで貯蓄タンク２１３１を形成し（図３のように、上記の径方向は上記センターラインＣに平行している）、且つ本実施例の貯蓄タンク２１３１の数量は複数個である。上記柱体２１１の両端はそれぞれ外殻体１１の両支持部１１２の中心に回転自在に取り付けられている。そして本実施例において、柱体２１１のセンターラインは上記の軸線Ｌと重なっている。軸線Ｌに対応する螺旋式羽根２１２の長さ（ピッチ）は、螺旋式羽根２１２が軸線Ｌに対応する高さ（螺旋式羽根２１２のへりから軸線Ｌまでの距離に相当する）より大きい。柱体から離れている前記螺旋式羽根２１２のへりは内殻体２１３の内部表面（内側表面）に固定し、これにより、内殻体２１３が螺旋式羽根２１２と共に回転することができる。そして本実施例の上記螺旋式羽根２１２には如何なる第一磁力モジュール２２も取り付けていない。これにより、ローテーチングパーツ２１の加工困難度を下げる。

本実施例の内殻体２１３は、螺旋式羽根２１２のへりを内殻体２１３の内部表面に固定し、よって内殻体２１３と螺旋式羽根２１２は共に回転することができる。あるいは、ローテーチングパーツ２１は更に数本のタイバー２１４を備え、且つすべてのタイバー２１４の一端は柱体２１１に固定し、しかもすべてのタイバー２１４のもう一端は内殻体２１３に固定し、これにより、内殻体２１３と螺旋式羽根２１２は共に回転することができる。以上の内殻体２１３の固定方法は一つを選ぶか或いは全て採用することもできるが、しかしこれには限られない。

このほか、図３に示したローテーチングパーツ２１は柱体２１１の上に単独の螺旋式羽根２１２を形成した例であるが、しかし本実施例においても需要に応じて変化調整することができる。例えば、本実施例のローテーチングパーツ２１はその柱体２１１の上に二つ以上の螺旋式羽根２１２を形成することができる。

説明しなければならないのは、柱体２１１のセンターライン（即ち軸線Ｌに相当する）に対応する（センターラインに直交する方向に向かう）上記螺旋式羽根２１２の長さは大体０．８〜１．５ピッチで、例えば、１ピッチ、１．１ピッチ、あるいは１．２ピッチである。また、上記螺旋式羽根２１２は２１〜５５度の螺旋角度θ（helix angle、図５参照）で柱体の外縁に設置している。補充してもう少し説明するが、図５の螺旋線は即ち螺旋式羽根２１２が柱体２１１と繋がる位置に相当する。そして螺旋角度θは螺旋線の接線と軸線Ｌの形成した挟角と定義する。さらに、軸線Ｌに対応する上記螺旋式羽根２１２の長さは、螺旋角度θ及び螺旋式羽根２１２の外縁から軸線Ｌの間の距離により決められる。かつ上記螺旋式羽根２１２の長さは本実施例の図によって限定されるものではない。

更に、特定の風速の条件（例えば図６の曲線Ｓ１の風速は６ｍ／ｓ、曲線Ｓ２の風速は８ｍ／ｓ、曲線Ｓ３の風速は１０ｍ／ｓを表す）の下で、ローテーチングパーツ２１に対して異なる螺旋角度θの螺旋式羽根２１２の情況で実験を行い、図６に示す結果を得られた。図６から分かるように、上記螺旋式羽根２１２が２１〜５５度の螺旋角度θで柱体２１１の外縁に設置された時、ローテーチングパーツ２１は流体発電装置１００に比較的良い回転速度が得られる。これに反して、上記螺旋式羽根２１２が２１〜５５度以外の螺旋角度θで柱体２１１の外縁に設置された時、螺旋式羽根２１２は風の流れを乱し、ローテーチングパーツ２１の獲得するトルクが影響され、つまり、ローテーチングパーツ２１は比較的良いトルクを得ることができない。更に詳しく言うと、上記螺旋式羽根２１２の外縁から軸線Ｌの間の２倍の距離はＤ（図３に示す如く）と定義する。上記ローテーチングパーツ２１の作動は、Ｎ（ｒｐｍ）、Ｔ＝１／Ｎ、であるため、本実施例の周速度は、螺旋式羽根２１２外縁の毎秒移動距離を指す（例えば、πＤ／６０Ｔ）。換言すれば、本実施例の上記ローテーチングパーツ２１の周速度は、πＤＮ／６０、に換算することができる。即ち、本実施例の上記ローテーチングパーツ２１の周速度は、設計者の需要によって異なる単位で表わすことができる。

更に詳しく言うと、上記流体発電装置１００の使用環境が違った時、ローテーチングパーツ２１は適切な螺旋角度θの螺旋式羽根２１２を設置されるべきで、それによって流体発電装置１００が比較的良い運転状態に達することができる。その中、環境によって、例えば流体発電装置１００を移動できない場所（例えば屋根）に設置して、それによって自然風力を受け取る場合、いわゆる自然風力の風速が極めて大きい（例えば台風）時もあるから、それに対応して流体発電装置１００の螺旋式羽根２１２を設計しなければならない。それによって風速が大きすぎる時でも螺旋式羽根２１２の損壊を免れる。又、例えば流体発電装置１００を移動することができる物体（例えば自動車）に設置して、それによって物体が移動する過程で風力を受け取る場合、この時の風力の風速は比較的安定で、しかも、予測、制御することができるので、流体発電装置１００はそれに対応する設計を行うことで、流体発電装置１００の運転効率を高めることができる。

これにより、実際の実験テストを通じて、上記の環境の下で、螺旋式羽根２１２の比較的良い螺旋角度θは２２〜３２度（以下螺旋角度θが小さい様子と称する）である。しかし予測と制御することが可能な環境の下では、螺旋式羽根２１２の比較的良い螺旋角度θは４０〜５０度（以下螺旋角度θが大きい様子と称する）で、且つ上記の螺旋角度θはおよそ４５度の時、更に良いトルクが得られる。

上記の螺旋角度θのデータを査証するため、異なる風速の下でローテーチングパーツ２１の回転速度テストを行なった。結果は図７に示す通りである。ここから分かる様に、風速がある特定値以上に達した時、螺旋角度θが大きい時（例えば図７の中の曲線Ｓ４，Ｓ４´，Ｓ４´´）のローテーチングパーツ２１の回転速度は風速が上昇するに従って増加する。このためローテーチングパーツ２１の螺旋式羽根２１２は強風（例えば、台風）に吹かれて損壊し易くなる。しかし螺旋角度θが小さい時（例えば図７の中の曲線Ｓ５，Ｓ５´，Ｓ５´´）のローテーチングパーツ２１の回転速度はゆるやかに維持することができて、強風に影響を受け難い。

更に一歩進んで見ると、ローテーチングパーツ２１の負荷の異なること（ローテーチングパーツ２１の備えた磁性体２２１の数量に関連する）によって、違う結果が得られた。即ち、螺旋角度θが大きい時、負荷の小から大への順序はそれぞれ曲線Ｓ４，曲線Ｓ４´，曲線Ｓ４´´であり、螺旋角度θが小さい時、負荷の小から大への順序はそれぞれ、曲線Ｓ５，曲線Ｓ５´，曲線Ｓ５´´である。これにより、使用者が流体発電装置１００を使用する環境の風力の異なることに対応して、各種の負荷に対して適切な螺旋角度θ、および対応したローテーチングパーツ２１の回転速度を選ぶことができる。

図８から図１５は、第一磁力モジュール２２と第一磁気ガイドユニット１２１の各種実施例を示す図である。上記内殻体２１３の違う材質により、第一磁力モジュール２２も相応する構造変化ができる。可能な構造変化を挙げると次の通りである。

図８と図９に示すように、内殻体２１３を磁気ガイド材料で製作した時、上記第一磁力モジュール２２は二つの耐久性磁性体２２１を有し、且つ本実施例において上記磁性体２２１は磁石２２１としたが、これには限定されない。例を挙げると、磁性体２２１も磁粉（図は省略）で構成出来る。上記第一磁力モジュール２２の両磁性体２２１はそれぞれ内殻体２１３の両貯蓄タンク２１３１内に埋設されている。そして、柱体２１１から離れている両磁性体２２１の一端をそれぞれ磁性相異の両磁極端２２１１（例えば、図８の左側磁性体２２１のトップ側はＮ極で、右側磁性体２２１のトップ側はＳ極）とする。且つ上記両磁性体２２１のボトムエッジから出した磁力は、内殻体２１３を通じてその中のもう一つの磁性体２２１のボトムエッジまでに伝える。

そのため、上記回転子モジュール２が軸線Ｌを軸心としてある予定の位置まで回転した時、第一磁力モジュール２２の両磁極端２２１１は軸線Ｌに直交する一径方向に沿って、それぞれ第一磁気ガイドユニット１２１両端の磁石１２１１に対向し、もって両磁極端２２１１を通じて入出射する磁力（磁力線、以下同様）は、第一磁気ガイドユニット１２１、第一磁力モジュール２２、及び内殻体２１３に沿って通じて、一つの磁気ループＦを構成することができる。更に一歩進んで言うと、上記第一磁力モジュール２２の一磁力区域が第一磁気ガイドユニット１２１を通ったことにより、誘導電流が発生する。本実施例において上記磁力区域は上記第一磁力モジュール２２の磁性体２２１が発生した磁場と定義する。従って本実施例の磁性区域は上記両磁性体２２１から発生した磁力とみなすことができる。且つ、上記両磁性体２２１の磁力が両コイル１２１２を通じて、上記両コイル１２１２に誘導電流を発生させる。

また、図１０と図１１に示すように、内殻体２１３が非磁気ガイド材料（例えば、プラスチック、アルミニウム）で製作した時、上記第一磁力モジュール２２は二つの耐久性磁性体２２１および一つの長いバンディングの磁気導体２２２（例えば、金属材料、ケイ素鋼板、あるいは鉄ブロック）を有する。上記第一磁力モジュール２２の両磁性体２２１はそれぞれ内殻体２１３の両貯蓄タンク２１３１内に埋設され、且つ磁気導体２２２は上記内殻体２１３の内部表面に設置し、そして比較的良いのは上記両磁性体２２１に当接する事である。上記磁気導体２２２の構造は図１０に示した長いバンディング或いは図１１に示した内殻体２１３内の表面に敷き詰めたような状態である。しかしここでは制限を加えない。柱体２１１から離れている両磁性体２２１の一端をそれぞれ磁性相異の両磁極端２２１１と定義する。且つ上記両磁性体２２１の内の一磁性体２２１のボトムエッジから出した磁力は磁気導体２２２を通じてもう一つの磁性体２２１のボトムエッジまでに伝える事が出来る。

このため、回転子モジュール２が軸線Ｌを軸心としてある予定位置まで回転した時、第一磁力モジュール２２の両磁極端２２１１は軸線Ｌに直交する一径方向に沿ってそれぞれ第一磁気ガイドユニット１２の両端の磁石１２１１に向い合い，これにより、両磁極端２２１１を通じて入出射する磁力が第一磁気ガイドユニット１２１および第一磁力モジュール２２に沿って一つの磁気ループＦを構成することができる。更に一歩進んで言うと、上記第一磁力モジュール２２の一磁力区域が第一磁気ガイドユニット１２１を通ったことにより、誘導電流が発生する。本実施例において上記磁力区域は上記第一磁力モジュール２２の磁性体２２１が発生した磁場と定義する。従って本実施例の磁性区域は上記両磁性体２２１から発生した磁力とみなすことができる。且つ上記両磁性体２２１の磁力は両コイル１２１２を通じて上記両コイル１２１２に誘導電流を発生させる。

このほか、図１２から図１５までに示すように、上記第一磁力モジュール２２は、更に一歩進んで上記磁性体２２１に架設している少なくとも一つの位置調整ユニット２２３を有することができ、これにより磁性体２２１が柱体２１１に対して軸線Ｌに直交する一径方向に沿って往復移動をすることができる。上記第一磁力モジュール２２は内殻体２１３の貯蓄タンク２１３１内に設置されている。そして、本実施例において上記すべての位置調整ユニット２２３は一つのバネ（復帰手段）２２３１と、一つの固定骨組み２２３２と、一つの活動骨組み２２３３を有する。しかし位置調整ユニット２２３の構成は、これに限定されない。例えば、復帰手段である上記バネ２２３１は、圧縮バネあるいは引き伸ばしバネなどの弾発手段でもよく、あるいは、その他回復性のある部材に取り代わっても良い。

これにより、第一磁力モジュール２２の両磁性体２２１がローテーチングパーツ２１の回転により発生した遠心力の作用により、貯蓄タンク２１３１に対して第一位置（図１２と図１４に示す如く）から軸線Ｌを離れる方向に沿って第二位置（図１３と図１５に示す如く）に向って移動し、そして、位置調整ユニット２２３にバネ２２３１による回復力を蓄えて、前記遠心力が作用しなくなったときに、第一磁力モジュール２２の両磁性体２２１は第一位置に戻ることができる。

例を挙げると、図１２と図１３に示すように、上記第一磁力モジュール２２は二つの位置調整ユニット２２３を含む。そして、上記両位置調整ユニット２２３はそれぞれ上記内殻体２１３の両貯蓄タンク２１３１内に設置され、且つ両磁性体２２１はそれぞれ両貯蓄タンク２１３１内に位置し、しかもそれぞれ上記両位置調整ユニット２２３に架設している。あるいは、図１４と図１５に示すように、上記第一磁力モジュール２２は只一つの位置調整ユニット２２３を有し、且つ上記第一磁力モジュール２２の両磁性体２２１、磁気導体２２２、および位置調整ユニット２２３を全て同一の貯蓄タンク２１３１内に架設し、さらに、上記両磁性体２２１をそれぞれ磁気導体２２２の相反する両端に当接している。

付け加えて説明するが、上記回転子モジュール２が有する第一磁力モジュール２２の比較的良い数量は複数個であり、且つそれらの一対ずつの磁性体２２１の位置はそれぞれ軸線Ｌに直交する一対（２つ）の面上にある。上記回転子モジュール２の有する第一磁力モジュール２２の数量は第一磁気ガイドモジュール１２の第一磁気ガイドユニット１２１の数量と同じ、あるいは違うこともでき、しかしここでは制限を加えない。その中、軸線Ｌに直交する１つの同じ面の上に位置している磁性体２２１の外縁の磁極端２２１１は同じ磁性である。また、磁性体２２１及びそれに対応（対向）した第一磁気ガイドユニット１２１の磁石１２１１の位置は軸線Ｌに直交する同じ面の上にいる。

この外、図１と図２に示すように、本実施例のステーターモジュール１は外殻体１１に第二磁気ガイドモジュール１３を設置しており、且つ第二磁気ガイドモジュール１３も数個の第二磁気ガイドユニット１３１を有し、そして本実施例の上記回転子モジュール２もローテーチングパーツ２１の上に第二磁気モジュール２３を設置している。そして、第二磁気ガイドモジュール１３と第二磁力モジュール２３の構造と設置の原理は上記の第一磁気ガイドモジュール１２と第一磁力モジュール２２と同じで、そこで、ここでは第二磁気ガイドモジュール１３と第二磁力モジュール２３について特に詳細には述べない。また、上記外殻体１１の構造も二つの円筒に分割して（図は省略する）作ることができて、一方の円筒に第二磁気ガイドモジュール１２、他方の円筒に第二磁気ガイドモジュール１３を設置し、且つその中の一つの円筒の内側に第一磁力モジュール２２を配置し、その中のもう一つの円筒の内側に第二磁力モジュール２３を配置しても良い。また上記流体発電装置１００も種々の変更が可能である。また上記内殻体２１３も複数個の円筒形の構造に分割して構成することができ、ここでは制限を加えない。

上述したように、本発明の実施例で提供した両殻式の流体発電装置、およびその回転子モジュールは、内殻体の設置によって、内殻体の上に比較的多い第一磁力モジュールを設置することができて、そこで回転子モジュールがステーターモジュールに対して回転する時、第一磁力モジュールと対応する第一磁気ガイドユニットを通じて発電することができ、発電量の引き上げを行うことができる。また、内殻体と外殻体は需要に応じて対応する第二磁力モジュールと第二磁気ガイドユニット（さらには３組以上）を増加することができて、これにより更に発電量が高められる。

また、上記回転子モジュールは位置調整ユニットの設置を通じて、磁性体が遠心力の作用により移動することができる。そのため、ローテーチングパーツが静止し発電の需要がない状態の時、磁性体はステーターモジュールから離れた第一位置に位置し、これによって磁性体とステーターモジュールの磁石間の回転抵抗力を下げ、静止したローテーチングパーツを回転するのに必要な駆動力を有効に下げる。これは本実施例の流体発電装置が流速（例えば風速）の比較的低い場所や情況で使用するのに役立つ。また、ローテーチングパーツが回転する状態の時、それは発電する条件に役立つ処に位置する必要があり、だから磁性体をステーターモジュールに隣接する第二の位置に置くことにより、これを通じて第一磁力モジュール及びそれに向かいあった第一磁気ガイドユニットが一つの効果的な磁気ループを構成することができて、コイルに効果的に誘導電流を発生させることができる。

以上述べたことは、本発明の実施例であり、本発明はこれら実施例の構成と特定使用方式に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成と使用方式を変更することができ、そのような場合、本発明の技術的範囲の解釈に含まれるべきである。

１００流体発電装置
１ステーターモジュール
１１外殻体
１１１流通管
１１２支持部
１１３流動通路
１２第一磁気ガイドモジュール
１２１第一磁気ガイドユニット
１２１１磁石
１２１２コイル
１２１３ガイドパーツ
１３第二磁気ガイドモジュール
１３１第二磁気ガイドユニット
２回転子モジュール
２１ローテーチングパーツ
２１１柱体
２１２螺旋式羽根
２１３内殻体
２１３１貯蓄タンク
２１４タイバー
２２第一磁力モジュール
２２１磁性体（例えば磁石）
２２１１磁極端
２２２磁気導体
２２３位置調整ユニット
２２３１バネ（復帰手段）
２２３２固定骨組み
２２３３活動骨組み
２３第二磁力モジュール
Ｌ軸線
Ｃ中心線
Ｆ磁気ループ
θ 螺旋角度
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ４´，Ｓ４´´，Ｓ５，Ｓ５´，Ｓ５´´ 曲線

Claims

ステーターモジュールおよび回転子モジュールを具備する流体発電装置であって、
前記ステーターモジュールは、外殻体および第一磁気ガイドモジュールを有し、
前記外殻体内に流動通路を形成し、且つ前記外殻体内に前記流動通路を通過する軸線があると定義し、
さらに前記第一磁気ガイドモジュールは、前記外殻体に第一磁気ガイドユニットを設置して構成され、
一方前記回転子モジュールは、回転可能に前記外殻体の流動通路内に配置し、且つ、前記回転子モジュールは、ローテーチングパーツおよび第一磁力モジュールを有し、
前記ローテーチングパーツは、前記外殻体の流動通路内に設置し、且つ前記ローテーチングパーツは、内殻体と、前記内殻体内に設置している柱体、および前記柱体の外縁に繋がっている螺旋式羽根を有し、そして前記柱体、前記内殻体、および前記螺旋式羽根は共に前記軸線を軸心として回転し、
一方、前記第一磁力モジュールは、前記内殻体に取り付けられており、
前記螺旋式羽根は流体によって回転駆動され、そして前記回転子モジュールは前記軸線を軸心として回転し、且つ前記第一磁力モジュールを前記第一磁気ガイドユニットに沿って通過させることで前記第一磁気ガイドユニットに誘導電流を発生させる事を特徴とする流体発電装置。
前記内殻体は非磁気ガイド材料で製作し、前記第一磁力モジュールは一対の磁性体および一つの磁気導体を含み、前記柱体から離れている前記一対の磁性体の一端をそれぞれ異なる磁性の両磁極端とし、且つ、前記一対の磁性体の中の一つの磁性体が発生した磁力は前記磁気導体を通じて、もう一つの磁性体までに伝える構成であり、前記回転子モジュールが前記軸線を軸心としてある予定位置までに回転した際、前記第一磁力モジュールの両磁極端は前記軸線に直交する一径方向に沿ってそれぞれ前記第一磁気ガイドユニットの両端に向かい合い，以って前記第一磁力モジュール、および前記第一磁気ガイドユニットに沿って一つの磁気ループを構成させることを特徴とする請求項１に記載の流体発電装置。
前記内殻体は磁気ガイド材料で製作し、前記第一磁力モジュールは一対の磁性体を含み、前記柱体から離れている一対の磁性体の一端をそれぞれ異なる磁性の両磁極端とし、且つ前記一対の磁性体の中の一つの磁性体が発生した磁力は前記内殻体を通じて、もう一つの磁性体までに伝える構成であり、前記回転子モジュールが前記軸線を軸心としてある予定位置までに回転した際、前記第一磁力モジュールの両磁極端は前記軸線に直交する一径方向に沿ってそれぞれ前記第一磁気ガイドユニットの両端に向い合い、以って前記第一磁力モジュール、前記第一磁気ガイドユニット、および前記内殻体に沿って一つの磁気ループを構成させることを特徴とする請求項１に記載の流体発電装置。
前記一対の磁性体はそれぞれ磁石であり、前記第一磁力モジュールは前記磁性体の位置を調整する位置調整ユニットを有し、また前記内殻体には凹みからなる貯蓄タンクを形成し、前記位置調整ユニットを含む第一磁力モジュールは前記貯蓄タンク内に取り付けられており、前記第一磁力モジュールの前記一対の磁性体は前記ローテーチングパーツの回転により発生した遠心力により、前記貯蓄タンクに対して、前記軸線から離れる方向に沿って移動し、その際前記磁性体が元の位置に戻る回復力を蓄える復帰手段を前記位置調整ユニットに設置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の流体発電装置。
前記第一磁気ガイドユニットは一対の磁石、一対のコイル、および一つのガイドパーツを有し、前記両磁石は前記第一磁気ガイドユニットの両端に位置し、前記両コイルはそれぞれ前記両磁石の一端に巻き付き、前記ガイドパーツは前記両磁石のもう一端と連結され、前記回転子モジュールが前記軸線を軸心として予定の位置までに回転した時、前記両磁極端は前記の径方向に沿ってそれぞれ前記両磁石に向い合い、前記両磁極端を通じて入出射する磁力が前記両コイルを通過し、以って各コイルに誘導電流を発生させることを特徴とする請求項２又は３に記載の流体発電装置。
前記回転子モジュールが有する前記第一磁力モジュールの数量は複数個であり、それらの一対ずつの磁性体の位置はそれぞれ前記軸線に直交する一対の面上にあり、且つ同一面上に位置している前記磁性体の磁極端は同じ磁性であることを特徴とする請求項２又は３に記載の流体発電装置。
前記柱体を離れている前記螺旋式羽根のへりが前記内殻体の内側表面に固定されるか、
あるいは、前記ローテーチングパーツに複数本のタイバーを備え、且つタイバーの一端は前記柱体に固定され、タイバーのもう一端は前記内殻体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体発電装置。
ローテーチングパーツおよび第一磁力モジュールを具備する流体発電装置の回転子モジュールであって、
前記ローテーチングパーツは、内殻体と、前記内殻体内に設置している柱体、および前記柱体の外縁に繋がっている螺旋式羽根を有し、そして前記螺旋式羽根は２１〜５５度の螺旋角度で前記柱体の外縁に取り付けられており、前記螺旋式羽根は流体によって回転駆動されて、これにより前記ローテーチングパーツは前記柱体の中心軸を軸心として回転し、
一方、前記第一磁力モジュールは、前記内殻体に取り付けられていることを特徴とする流体発電装置の回転子モジュール。
前記螺旋角度は４０〜５０度、あるいは２２〜３２度であり、一方、前記回転子モジュールが有する前記第一磁力モジュールの数量は複数個であり、全ての第一磁力モジュールは一対の磁性体を有し、そして前記柱体から離れている前記両磁性体の一端をそれぞれ磁性の違う両磁極端とし、且つそれらの一対ずつの磁性体の位置はそれぞれ前記軸線に直交する一対の面上にあることを特徴とする請求項８に記載の流体発電装置の回転子モジュール。
前記全ての磁性体はそれぞれ磁石であり、前記全ての第一磁力モジュールはそれぞれ前記磁性体の位置を調整する位置調整ユニットを有し、また前記内殻体には凹みからなる複数個の貯蓄タンクを形成し、前記各位置調整ユニットを含む各第一磁力モジュールはそれぞれ前記各貯蓄タンク内に取り付けられ、各第一磁力モジュール及びそれに対応した貯蓄タンクの中で、前記一対の磁性体は前記ローテーチングパーツの回転により発生した遠心力により、前記貯蓄タンクに対して、前記軸線から離れる方向に沿って移動し、その際前記磁性体が元の位置に戻る回復力を蓄える復帰手段を前記位置調整ユニットに設置したことを特徴とする請求項９に記載の流体発電装置の回転子モジュール。