JP2887126B2 - Fluid actuating device using swing fulcrum type lever device - Google Patents

Fluid actuating device using swing fulcrum type lever device

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JP2887126B2
JP2887126B2 JP9149474A JP14947497A JP2887126B2 JP 2887126 B2 JP2887126 B2 JP 2887126B2 JP 9149474 A JP9149474 A JP 9149474A JP 14947497 A JP14947497 A JP 14947497A JP 2887126 B2 JP2887126 B2 JP 2887126B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば水力、風
力発電の水車、風車や流体ポンプなどに適用される揺動
支点型てこ装置を用いた流体作動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid operating device using a swing fulcrum type lever device applied to, for example, a hydro turbine, a wind turbine, a wind turbine, a fluid pump, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体発電、すなわち風力発電、水力発電
は、風の力や水の落下に伴う運動エネルギーで風車また
は水車を回し、この風車または水車の回転により発電機
を回転させて行っている。従来の水車は、たとえば図1
3(a)に示したように、水車160の中心から円周方
向に60度の角度で放射状に配置された羽根161a,
161b…に対して流速Fcの水流162を当て、水車
160を矢印Aの方向へ回転させるように配置されてい
る。
2. Description of the Related Art Fluid power generation, that is, wind power generation and hydroelectric power generation, are performed by rotating a windmill or waterwheel with kinetic energy caused by wind force or water falling, and rotating the windmill or waterwheel to rotate a generator. . A conventional water turbine is shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, the blades 161a radially arranged at an angle of 60 degrees in the circumferential direction from the center of the water wheel 160,
161b are arranged so as to apply a water flow 162 having a flow rate Fc to the water wheel 160 to rotate in the direction of arrow A.

【0003】この場合、羽根161a、161b…の長
さすなわち水車160の半径をrとすると、水車160
の中心Cにおける回転のトルクT0は、T0=r・Fc
で表される。
In this case, if the length of the blades 161a, 161b...
The torque T0 of rotation at the center C is T0 = r · Fc
It is represented by

【0004】例えば、羽根161aがCSを結ぶ線上の
位置に来たときにその先端が水流162の表面162a
に接触し、この羽根161aは水流162から駆動力を
与えられ、水車160が回転され、60度回転してCE
の位置に来たときにその先端が水流162から離れる。
For example, when the blade 161a comes to a position on a line connecting CS, the tip of the blade 161a becomes the surface 162a of the water flow 162.
The blade 161a receives a driving force from the water flow 162, rotates the water wheel 160, rotates 60 degrees, and
When it comes to the position, the tip moves away from the water flow 162.

【0005】羽根161aがCEの位置で次の羽根16
1bがCSの位置に来るから、水車160は連続して水
流162の流速に応じた回転数で回転し続ける。
When the blade 161a is at the CE position, the next blade 16
Since 1b comes to the position of CS, the water wheel 160 continuously rotates at a rotation speed corresponding to the flow velocity of the water flow 162.

【0006】例えば羽根が30度づつの間隔で配置され
ている水車において3枚の羽根が常に水圧を受けるよう
に構成した場合、実質的に90%の効率が得られる羽根
の角度は90度±15度、すなわち図13(b)に示し
たように、水流方向を零度として、これから75度回転
した位置から105度回転した位置までの範囲である。
この範囲に水流が常に当たるようにして羽根の間隔を3
0度とすれば図13(b)のようにトルクは常にそのピ
ーク値の近傍の値をホールドすることになる。
For example, in a water turbine in which the blades are arranged at intervals of 30 degrees, if the three blades are always configured to receive water pressure, the angle of the blade at which substantially 90% efficiency can be obtained is 90 degrees ± The angle is 15 degrees, that is, as shown in FIG. 13B, the water flow direction is zero degree, and the range is from a position rotated 75 degrees from this to a position rotated 105 degrees.
The distance between the blades should be 3 so that the water flow always hits this area.
If it is set to 0 degree, the torque always holds a value near the peak value as shown in FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この説明で理解される
ように、従来の水車160では実際に水流162から動
力を受け取っているのは水車全体の羽根のうちの数分の
1の羽根のみであり、他の羽根は遊んでいる。このた
め、水力発電設備に占める水車160の設備費用および
遊休空間占有率は極めて大きいものとなっている。
As will be understood from this description, in the conventional water turbine 160, only a fraction of the blades of the entire water turbine actually receive power from the water flow 162. Yes, the other wings are playing. For this reason, the equipment cost and idle space occupancy of the water turbine 160 in the hydroelectric power generation equipment are extremely large.

【0008】また、水面が162aで示した位置では羽
根161aが水流162から動力を受けとる区間は水車
160の回転角度にして60度であるが、この区間をも
っと長くするには水面を水車160の中心Cに近付けて
たとえば162bの位置に持ってくれば良い。この位置
では羽根161aが水流162から動力を受けとる期間
は水車160の回転角度にして120度となるが、羽根
161aがSからS´、EからE´まで移動する期間は
水流162の流線の方向に対して羽根161aの角度が
小さくなり、羽根161aが水流162から受けとる動
力が小さくなり効率が悪い。
In the position where the water surface is indicated by 162a, the section where the blades 161a receive power from the water flow 162 is at a rotation angle of the water wheel 160 of 60 degrees. What is necessary is just to bring it to the position of 162b near the center C, for example. At this position, the rotation angle of the water wheel 160 is 120 degrees during the period when the blade 161a receives power from the water flow 162, but during the period when the blade 161a moves from S to S 'and E to E', The angle of the blade 161a with respect to the direction becomes small, the power received by the blade 161a from the water flow 162 becomes small, and the efficiency is poor.

【0009】反対に、このような水車をモータの動力で
回す流体ポンプとしてたとえば粘性体ポンプやシロッコ
ファン等があるが、いずれもその全周に亘って羽根を設
けた水車構造を持っている為に、流体の流路が円形に屈
曲しており、特に粘性体の場合には抵抗が大きくなって
効率が極めて悪くなる。特に固まりやすい生コンクリー
トの圧送には都合が悪い。
On the other hand, as a fluid pump for rotating such a water turbine by the power of a motor, there are, for example, a viscous pump and a sirocco fan, all of which have a water turbine structure provided with blades all around. In addition, the flow path of the fluid is bent in a circular shape, and particularly in the case of a viscous body, the resistance increases and the efficiency becomes extremely poor. It is particularly inconvenient for pumping ready-mixed concrete.

【0010】そこで、この発明は、従来の水車に比べて
サイズを数分の1にできるとともに高い効率で動力を利
用できる揺動支点型てこ装置を用いた流体作動装置を提
供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fluid operating device using an oscillating fulcrum type lever device that can be reduced in size to a fraction of that of a conventional water turbine and can use power with high efficiency. I do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の水車は、流体
外において流体の流線を横切る方向に延びた一対の案内
板と、この案内板の内側に沿って移動する支持部材と、
この移動する支持部材に軸支された支点を有するてこ部
材と、このてこ部材の力点に形成され前記流体の流圧を
受ける受圧羽根と、前記てこ部材の作用点に結合され前
記受圧羽根が前記流体の流圧を受けて生じる前記てこ部
材の動きを出力軸の回転運動に変換するクランク装置
と、前記受圧羽根をその終点から始点に戻す手段とから
構成されている。
According to the present invention, there is provided a water turbine comprising: a pair of guide plates extending in a direction crossing a flow line of a fluid outside a fluid; a support member moving along the inside of the guide plates;
A lever member having a fulcrum pivotally supported by the moving support member, a pressure receiving blade formed at the point of force of the lever member and receiving the fluid pressure of the fluid, and the pressure receiving blade coupled to an action point of the lever member; It comprises a crank device for converting the movement of the lever member generated by receiving the fluid pressure into a rotational movement of the output shaft, and means for returning the pressure receiving blade from its end point to its start point.

【0012】またこの発明の流体ポンプは、流体を流す
流体通路と、前記流体通路を流れる流体の流線を横切る
方向に延びた一対の案内板と、この案内板の内側に沿っ
て移動する支持部材と、この移動する支持部材に軸支さ
れた支点を有するてこ部材と、このてこ部材の作用点に
形成され前記流体に対して圧力を与えるための作動羽根
と、前記てこ部材の力点に結合されモータからの動力を
入力軸を介して受けて前記てこ部材に伝達するクランク
装置とから構成されている。
Further, the fluid pump of the present invention has a fluid passage through which a fluid flows, a pair of guide plates extending in a direction crossing a flow line of the fluid flowing through the fluid passage, and a support moving along the inside of the guide plate. A lever member having a fulcrum pivotally supported by the moving support member, an operating blade formed at an action point of the lever member to apply pressure to the fluid, and coupled to a force point of the lever member And a crank device that receives power from the motor via an input shaft and transmits the power to the lever member.

【0013】上記の水車の構成により、従来の数分の1
のサイズで同じトルクを発生させることができ、また上
記の流体ポンプの構成により、特に粘性体の流路を直線
状にできるので、小型で効率のよい水車及び流体ポンプ
などの流体作動装置を提供できる。
With the configuration of the above-mentioned water turbine, a fraction of the conventional
The same torque can be generated at the same size, and the above-described configuration of the fluid pump enables the flow path of the viscous material to be made linear, so that a small and efficient fluid operating device such as a water wheel and a fluid pump is provided. it can.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態について図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1はこの発明を水車に適用した第1の実
施例の構成を概略的に示す正面図であり、流速Fcの水
流10の矢印10Fで示した流線を横切る方向に延びた
一対の案内板11a,11bが図示しない支持部材を介
してフレームに固定される。
FIG. 1 is a front view schematically showing the configuration of a first embodiment in which the present invention is applied to a water turbine, and a pair of water flow 10 having a flow velocity Fc extending in a direction crossing a streamline indicated by an arrow 10F. Are fixed to the frame via support members (not shown).

【0016】この案内板11a,11bの内側には、こ
れに沿って垂直方向に移動するローラ12が挿入され
る。このローラ12にはてこ部材13の一端の支点部分
13aが軸支される。このてこ部材13の他の端は力点
として形成され、この力点部分13bには前記水流10
の流圧を受ける受圧羽根14が固定される。
A roller 12 that moves vertically along the guide plates 11a and 11b is inserted inside the guide plates 11a and 11b. A fulcrum portion 13a at one end of a lever member 13 is pivotally supported by the roller 12. The other end of the lever member 13 is formed as an emphasis point.
The pressure receiving blade 14 receiving the fluid pressure is fixed.

【0017】前記てこ部材13の中間部分には作用点1
3cが形成され、この作用点13cはクランクアーム1
5に結合される。このクランクアーム15は出力軸16
に結合され、前記受圧羽根14が前記水流10の流圧を
受けて生じる前記てこ部材13の動きを出力軸16の回
転運動に変換するための装置である。
An action point 1 is provided at an intermediate portion of the lever member 13.
3c is formed, and this action point 13c is
5 This crank arm 15 has an output shaft 16
The pressure receiving blade 14 is a device for converting the movement of the lever member 13 generated by receiving the flow pressure of the water flow 10 into the rotational movement of the output shaft 16.

【0018】出力軸16は図示しないが、例えばフライ
ホイールおよびベルトを介して発電機に連結され、水力
発電設備が構成される。
Although not shown, the output shaft 16 is connected to a generator via, for example, a flywheel and a belt, thereby constituting a hydroelectric power generation facility.

【0019】この受圧羽根14が水流10の表面の位置
10aに位置しているときはローラ12は二点鎖線で示
した位置と実線で示した位置の中間に位置し、水流10
の圧力を受けて前方に移動し、実線の位置を経て10b
の位置まで移動し、このときの受圧羽根14の先端は軌
跡17を描く。
When the pressure receiving blade 14 is located at the position 10a on the surface of the water flow 10, the roller 12 is located at an intermediate position between the position indicated by the two-dot chain line and the position indicated by the solid line.
Move forward under the pressure of
, And the tip of the pressure receiving blade 14 at this time draws a locus 17.

【0020】この軌跡17の残り半分は受圧羽根14の
先端が位置10bから10aに戻るときに描かれる。こ
のようにして、軌跡17は偏平な楕円形状の閉曲線とな
る。この後半部分では受圧羽根14には水流10の圧力
は作用せず、前記出力軸16に連結された図示しないフ
ライホイールに蓄積された回転力により受圧羽根14の
先端が位置10bから10aに戻る。なお、このフライ
ホイールの代わりに例えば弱いスプリングを用いて復帰
力を与えるようにしても良い。
The other half of the trajectory 17 is drawn when the tip of the pressure receiving blade 14 returns from the position 10b to the position 10a. In this way, the trajectory 17 becomes a flat elliptical closed curve. In this latter half, the pressure of the water flow 10 does not act on the pressure receiving blade 14, and the tip of the pressure receiving blade 14 returns from the position 10 b to 10 a by the rotational force accumulated in the flywheel (not shown) connected to the output shaft 16. The return force may be applied by using, for example, a weak spring instead of the flywheel.

【0021】受圧羽根14先端が位置10aから10b
に移動するときは、てこ部材13が二点鎖線で示したロ
ーラ12の軸である支点13aと中心Cとの中間位置を
中心とする円18の円周の一部の点10a,10b間を
楕円の軌跡17を描いて移動することになり、その移動
角度はこの実施例では約30度である。このようにし
て、受圧羽根14先端が軌跡17に沿って位置10aか
ら10bに移動し、位置10aに戻ると、作用点13c
は出力軸16の回りを一周することになる。この時にて
こ部材13が受けるトルクT0はてこ部材13の長さを
rとすると、流圧Fcにより T0=r・Fc となり、図13(a)の従来の水車160と同じとな
る。
The tip of the pressure receiving blade 14 is moved from the position 10a to the position 10b.
When the lever member 13 moves, the lever member 13 moves between the points 10a and 10b of a part of the circumference of the circle 18 centered on the intermediate position between the fulcrum 13a, which is the axis of the roller 12 indicated by the two-dot chain line, and the center C. The robot moves along an elliptical trajectory 17, and its moving angle is about 30 degrees in this embodiment. In this manner, when the tip of the pressure receiving blade 14 moves from the position 10a to the position 10b along the locus 17 and returns to the position 10a, the action point 13c
Goes around the output shaft 16. At this time, assuming that the length of the lever member 13 is r, the torque T0 received by the lever member 13 is T0 = r · Fc due to the fluid pressure Fc, which is the same as that of the conventional water wheel 160 in FIG.

【0022】このように受圧羽根14が軌跡17に沿っ
て位置10aから10bに移動することは、ちょうど図
13(a)で示した従来の水車160の羽根161aが
位置SからEまで移動することに相当する。従来の水車
でこのSからEまでが30度であるとすると、水車16
0自体は30/360=1/12,即ち一回転の12分
の1だけ回転することになる。
The movement of the pressure receiving blade 14 from the position 10a to the position 10b along the trajectory 17 in this way means that the blade 161a of the conventional water turbine 160 shown in FIG. Is equivalent to Assuming that the angle from S to E is 30 degrees in a conventional water turbine, the water turbine 16
0 itself rotates 30/360 = 1/12, that is, one-twelfth of one rotation.

【0023】一方図1の実施例ではこの30度の移動に
伴って出力軸16は半回転することになり、復帰の分を
考えると60度で一回転することになり、従来の6倍の
回転数で出力軸16が回転されることになる。図1の実
施例で羽根14が水流10の圧力を受ける角度を60度
にすれば往復で120度であるから従来の3倍の回転数
となることは勿論である。このようにこの実施例では従
来より数分の1のサイズの装置を用いて従来と同じトル
クが得られ、しかもそのトルクにより出力軸16におい
て数倍の回転数を生じるから、トータルの出力として数
倍のものが得られることが分かる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, the output shaft 16 makes a half turn with the movement of 30 degrees. In consideration of the return, the output shaft 16 makes one rotation at 60 degrees. The output shaft 16 is rotated at the rotation speed. In the embodiment of FIG. 1, if the angle at which the blade 14 receives the pressure of the water flow 10 is set to 60 degrees, the reciprocating angle is 120 degrees. As described above, in this embodiment, the same torque as that of the conventional device can be obtained by using a device having a size several times smaller than that of the conventional device, and the torque causes the output shaft 16 to rotate several times. It can be seen that a doubled one is obtained.

【0024】図2、図3は図1の実施例の水車を2個並
設した実施例を示し、この2個は夫々図1のものと同じ
であるから図2(b)では各部分に図1と同じ参照符号
を付してある。
FIGS. 2 and 3 show an embodiment in which two water turbines of the embodiment of FIG. 1 are arranged side by side, and these two are the same as those of FIG. 1, respectively. The same reference numerals as in FIG. 1 are used.

【0025】図2、図3の実施例では、水流10の流線
と直角方向に延びた一対の案内板11a,11bと、こ
の案内板11a,11bの内側に沿って移動するローラ
12と、この移動するローラ12に軸支された支点13
aを有するてこ部材13と、このてこ部材13の力点1
3bに形成され前記水流10の流圧を受ける受圧羽根1
4と、前記てこ部材13の作用点13cに結合され前記
受圧羽根14が前記水流10の流圧を受けて生じる前記
てこ部材13の動きを出力軸16の回転運動に変換する
クランクアーム15とを有する第1の水車ユニット18
と、前記出力軸16を挟んで前記第1の水車ユニット1
8のクランクアーム15と180度の位相差をもって前
記出力軸16に結合されたクランクアーム25を有し、
前記第1の水車ユニット18と同様に形成された第2の
水車ユニット19とより構成される。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, a pair of guide plates 11a and 11b extending in a direction perpendicular to the streamline of the water flow 10, a roller 12 moving along the inside of the guide plates 11a and 11b, A fulcrum 13 pivotally supported by the moving roller 12
a of the lever member 13 having a.
Pressure-receiving blade 1 formed in 3b and receiving the flow pressure of the water flow 10
4 and a crank arm 15 that is coupled to the action point 13c of the lever member 13 and converts the movement of the lever member 13 generated by the pressure receiving blade 14 receiving the flow pressure of the water flow 10 into the rotational movement of the output shaft 16. First water turbine unit 18 having
And the first water turbine unit 1 with the output shaft 16 interposed therebetween.
A crank arm 25 coupled to the output shaft 16 with a phase difference of 180 degrees from the crank arm 15 of FIG.
It comprises a second water turbine unit 19 formed similarly to the first water turbine unit 18.

【0026】即ち、この第2の水車ユニット19は、案
内板11a,11bと同様に配置された一対の案内板の
内側に沿って移動するローラ22と、この移動するロー
ラ22に軸支された支点23aを有するてこ部材23
と、このてこ部材23の力点23bに形成され前記水流
10の流圧を受ける受圧羽根24と、前記てこ部材23
の作用点23cに結合され前記受圧羽根24が前記水流
10の流圧を受けて生じる前記てこ部材23の動きを出
力軸16の回転運動に変換するクランクアーム25とを
有する。図3は図に示した実施例の斜視図である。
That is, the second water wheel unit 19 has a roller 22 that moves along the inside of a pair of guide plates arranged similarly to the guide plates 11a and 11b, and is rotatably supported by the moving roller 22. Lever member 23 having fulcrum 23a
A pressure receiving blade 24 formed at the point of force 23 b of the lever member 23 and receiving the flow pressure of the water flow 10;
And a crank arm 25 which is connected to the action point 23c, and converts the movement of the lever member 23 generated by the pressure receiving blade 24 receiving the flow pressure of the water flow 10 into the rotational movement of the output shaft 16. FIG. 3 is a perspective view of the embodiment shown in FIG.

【0027】この図2の実施例ではふたつの水車ユニッ
ト18、19は互いにクランク装置で180度の位相差
で結合されているから、第1の水車ユニット18の羽根
14が図2(b)の10aの位置にあるときには、第2
の水車ユニット19の羽根24が図2(b)の10bの
位置にある。したがって、第1の水車ユニット18の羽
根14が図2(b)の10aの位置から10bの位置ま
で来る間に、第2の水車ユニット19の羽根24が図2
(b)の10bの位置から10aの位置まで戻ることに
なる。
In the embodiment of FIG. 2, the two turbine units 18 and 19 are connected to each other with a phase difference of 180 degrees by a crank device. When in the position of 10a, the second
The blade 24 of the water turbine unit 19 is located at the position 10b in FIG. 2 (b). Therefore, while the blades 14 of the first water turbine unit 18 come from the position 10a to the position 10b in FIG. 2B, the blades 24 of the second water turbine unit 19
It returns from the position 10b of (b) to the position 10a.

【0028】反対に、第2の水車ユニット19の羽根2
4が図2(b)の10aの位置にあるときには、第1の
水車ユニット18の羽根14が図2(b)の10bの位
置にある。したがって、第2の水車ユニット19の羽根
24が図2(b)の10aの位置から10bの位置まで
来る間に、第1の水車ユニット18の羽根14が図2
(b)の10bの位置から10aの位置まで戻ることに
なる。
On the contrary, the blade 2 of the second water turbine unit 19
When 4 is at the position 10a in FIG. 2B, the blade 14 of the first water turbine unit 18 is at the position 10b in FIG. 2B. Therefore, while the blades 24 of the second water turbine unit 19 come from the position 10a to the position 10b in FIG. 2B, the blades 14 of the first water turbine unit 18
It returns from the position 10b of (b) to the position 10a.

【0029】このようにして、互いに180度の位相差
をもって第1、第2の水車ユニット18、19が作動し
続け、出力軸16は回転し続ける。ここで、第1、第2
の水車ユニット18、19の羽根14、24はいずれも
図2(b)の軌跡17上を互いに180度の位相差で運
動するが、それぞれ楕円軌跡17の零位置に相当する位
置10aで水流10により駆動され始め、楕円軌跡17
の180度位置に相当する位置10bで水流10から解
放される。
Thus, the first and second water turbine units 18 and 19 continue to operate with a phase difference of 180 degrees from each other, and the output shaft 16 continues to rotate. Here, the first and second
The blades 14 and 24 of the water turbine units 18 and 19 respectively move on the trajectory 17 of FIG. 2B with a phase difference of 180 degrees from each other, but the water flow 10 at the position 10a corresponding to the zero position of the elliptical trajectory 17 respectively. And the elliptical trajectory 17
Is released from the water flow 10 at a position 10b corresponding to the 180-degree position.

【0030】ここで、第1、第2の水車ユニット18、
19の羽根14、24の移動角度が夫々30度であると
すると、30度の2倍、即ち60度で出力軸16が一回
転することになる。即ち、図2の実施例では図13
(a)の従来の例と比べて6倍の回転数で出力軸16を
回転させることになる。
Here, the first and second water turbine units 18,
Assuming that the movement angle of each of the 19 blades 14 and 24 is 30 degrees, the output shaft 16 makes one rotation twice at 30 degrees, that is, at 60 degrees. That is, in the embodiment of FIG.
The output shaft 16 is rotated at six times the number of rotations as compared with the conventional example of FIG.

【0031】なお、羽根14、24はいずれも楕円軌跡
17の180度位置で水面から出ることになるから、水
の抵抗によるロスがないことになり、水の流れの圧力を
効率良く出力軸16の回転に変換して動力を得ることが
できる。
Since both the blades 14 and 24 come out of the water surface at the position of 180 degrees of the elliptical trajectory 17, there is no loss due to the resistance of the water, and the pressure of the water flow is efficiently reduced by the output shaft 16 The power can be obtained by converting the rotation into rotation.

【0032】また、図2の実施例では互いに180度の
位相差をもって駆動されるから、2次以上の振動はすべ
て打ち消されることになり、極めて都合がよい。また図
1の実施例の場合と異なりフライホイールなどがなくて
も回転が継続するが、図3に示したようにフライホイー
ル28を出力軸16に設け、このフライホイール28に
掛けたベルト29を介して発電機30を駆動するように
すれば、更に滑らかな回転が実現できる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 2, since driving is performed with a phase difference of 180 degrees from each other, all vibrations of second and higher order are canceled out, which is extremely convenient. Also, unlike the embodiment of FIG. 1, rotation continues even without a flywheel or the like. However, as shown in FIG. 3, a flywheel 28 is provided on the output shaft 16 and a belt 29 hung on the flywheel 28 is If the generator 30 is driven via the motor, smoother rotation can be realized.

【0033】また、第1、第2の水車ユニット18、1
9の羽根14、24の移動角度が夫々30度であるとす
ると、2枚の羽根14、24が丁度図13(a)の従来
の水車160の羽根が30度間隔で配置されている場合
に相当し、従ってその出力トルク曲線も図13(b)に
示したようなものになる。
The first and second water turbine units 18, 1
Assuming that the moving angle of each of the wings 14 and 24 is 30 degrees, the two wings 14 and 24 are arranged at intervals of 30 degrees just as in the conventional waterwheel 160 shown in FIG. Therefore, the output torque curve is also as shown in FIG.

【0034】即ち、従来の場合で90%の効率が得られ
る90度±15度である、75度から105度の範囲で
羽根14、24が移動するように配置すれば、90%の
効率が維持できることになる。ここで、この従来の75
度ないし105度に範囲がこの実施例の羽根14、24
の場合には0度ないし180度に相当する事になること
は上述したとおりであり、従来の1/6の2枚の羽根1
4、24により従来の6倍の回転数の出力が得られるこ
とになる。
That is, if the blades 14 and 24 are arranged so as to move within a range of 75 ° to 105 °, which is 90 ° ± 15 ° at which 90% efficiency can be obtained in the conventional case, 90% efficiency can be obtained. It can be maintained. Here, this conventional 75
Range from 105 degrees to 105 degrees.
As described above, in the case of (1), it is equivalent to 0 to 180 degrees.
With the use of 4 and 24, an output with a rotation speed six times that of the related art is obtained.

【0035】なお、この羽根14、24が図2(b)の
10aの位置から10bの位置まで移動するときに発生
するトルクはほぼサインカーブに沿ったものとなり、2
次以上の振動成分を含まないので極めて安定した動作と
なる。
The torque generated when the blades 14, 24 move from the position 10a to the position 10b in FIG. 2B substantially follows a sine curve.
The operation is extremely stable because it does not include a vibration component higher than the next order.

【0036】図4は図2、図3の実施例の2連構成を2
個連結させ、4連構成とした実施例である。この実施例
では図4(a)に示した4個の水車ユニット31、3
2、33、34の作用点31a、32a、33a、34
aの出力軸16、すなわちクランク軸上でのクランクア
ームの位置を、図3(b)に示したように互いに90度
の位相差をもって配置してある。
FIG. 4 shows a two-part configuration of the embodiment of FIGS.
This is an example in which four pieces are connected to each other. In this embodiment, four water turbine units 31, 3 shown in FIG.
Action points 31a, 32a, 33a, 34 of 2, 33, 34
The position of the output shaft 16 in FIG. 3A, that is, the position of the crank arm on the crankshaft is arranged with a phase difference of 90 degrees from each other as shown in FIG. 3B.

【0037】図4(b)には4個の水車ユニット31、
32、33、34の内の水車ユニット31の正面図を示
してあるが、その構成は図1、図2の実施例の水車ユニ
ットと同様であり、ここではその説明は省略する。残り
の水車ユニット32、33、34も同様の構成である。
FIG. 4B shows four water turbine units 31,
Although a front view of the water turbine unit 31 of 32, 33, and 34 is shown, its configuration is the same as that of the water turbine unit of the embodiment of FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted here. The remaining water turbine units 32, 33, and 34 have the same configuration.

【0038】このように4個の水車ユニット31−34
のてこ部材35−38の作用点31a,32a,33,
34aを夫々出力軸16の周りに互いに90度の位相差
をもって配置することにより、図2,図3の実施例に加
えて更に偶数時振動も抑圧できることになり、全くの無
振動動作が可能となり、水車構造の耐久性も向上するこ
とになる。なお、図4の4連構成では各々の水車ユニッ
ト31、32、33、34の羽根の水流10による移動
角度を30度とすると、4個で120度となるから、図
13(a)の従来の水車に対して3倍の速度で出力軸1
6を回転できることになる。
As described above, the four water turbine units 31-34
Action points 31a, 32a, 33 of lever members 35-38,
By arranging the respective 34a around the output shaft 16 with a phase difference of 90 degrees from each other, even in addition to the embodiment of FIGS. 2 and 3, even-number vibrations can be suppressed, and complete vibration-free operation becomes possible. Thus, the durability of the water turbine structure is also improved. In addition, in the quadruple configuration of FIG. 4, when the moving angle of the blades of each of the water turbine units 31, 32, 33, and 34 by the water flow 10 is 30 degrees, the four blades become 120 degrees. Output shaft 1 times as fast as water turbine
6 can be rotated.

【0039】ここで、図5を参照して図1の実施例を例
に取ってこの実施例に水車と図13(a)に示した従来
の水車との動作の解析をしておく。
Here, referring to FIG. 5, taking the embodiment of FIG. 1 as an example, the operation of the water turbine and the conventional water turbine shown in FIG.

【0040】図5(a)は従来の水車160の一部を示
し、羽根161aの長さをLとし、流速をFcとする
と、中心CにおけるトルクT0は T0=L・Fc となる。
FIG. 5 (a) shows a part of a conventional water turbine 160. When the length of the blade 161a is L and the flow velocity is Fc, the torque T0 at the center C is T0 = L · Fc.

【0041】図1の実施例の一部を図5(b)のように
図示する。クランクアーム15の半径をrとし、てこ部
材13の作用点13cにおけるクランクアーム15がて
こ部材13から受ける力をFrとすると、出力軸16
(Z0とする)におけるトルクTzは、 Tz=r・Fr となる。
FIG. 5B shows a part of the embodiment of FIG. Assuming that the radius of the crank arm 15 is r and the force that the crank arm 15 receives from the lever member 13 at the action point 13c of the lever member 13 is Fr, the output shaft 16
The torque Tz at (Z0) is as follows: Tz = r · Fr.

【0042】ここでてこ部材13の作用点13cがてこ
部材13の長さLの中央に位置し、L1=L2とする
と、てこの原理より、Fr=2Fcであるから、 Tz=r・Fr=r・2Fc となる。一方、CZ0とてこ部材13とのなす角をθと
すると、 r=L2・sinθ=L/2・sinθ であるから、 Tz=2L2・Fc=L・Fc となる。つまり、 Tz=T0 となり、従来の水車160の中心Cにおけるトルクと図
1の実施例の出力軸16におけるトルクとは互いに等し
いことがわかる。
Here, assuming that the action point 13c of the lever member 13 is located at the center of the length L of the lever member 13 and L1 = L2, Fr = 2Fc according to the principle of leverage, so that Tz = r.Fr = r · 2Fc. On the other hand, assuming that the angle between CZ0 and the lever member 13 is θ, r = L2 · sin θ = L / 2 · sin θ, so that Tz = 2L2 · Fc = L · Fc. That is, Tz = T0, and it can be seen that the torque at the center C of the conventional water turbine 160 is equal to the torque at the output shaft 16 in the embodiment of FIG.

【0043】上記の図2、図3、図4に示した実施例は
いずれも同一の出力軸16に2個ないし4個の水車ユニ
ットをクランクアームを介してクランク軸に結合させ、
一つの出力を取り出す構成としたが、この水車ユニット
を風車として用いると、水路に対する場合よりその設置
場所の制約を受けずにすむので、2個以上の風車ユニッ
トをそれぞれ別々の出力軸に結合させて、夫々別々の出
力として取り出すこともできる。
In the embodiments shown in FIGS. 2, 3 and 4, two to four water turbine units are connected to the same output shaft 16 via a crank arm.
Although one output is taken out, the use of this water turbine unit as a wind turbine requires less installation space than in the case of a water channel, so two or more wind turbine units are connected to separate output shafts. And they can be extracted as separate outputs.

【0044】図6の実施例は、図1に示したものと同じ
基本構成の風車ユニットを2個共通の空気流路41に対
して設置した例である。一方の風車ユニット42は、流
路41の空気の流線と直角方向に延びた一対の案内板4
4a,44bと、この案内板44a,44bの内側に沿
って移動するローラ45と、この移動するローラ45に
軸支された支点46aを有するてこ部材46と、このて
こ部材46の力点46bに形成され前記流路41の風圧
を受ける受圧羽根47と、前記てこ部材46の作用点4
6cに結合され前記受圧羽根47が前記流路41の風圧
を受けて生じる前記てこ部材46の動きを出力軸48の
回転運動に変換するクランクアーム49とを有する。
The embodiment shown in FIG. 6 is an example in which two wind turbine units having the same basic configuration as those shown in FIG. One windmill unit 42 includes a pair of guide plates 4 extending in a direction perpendicular to a streamline of air in the flow path 41.
4a, 44b, a roller 45 moving along the inside of the guide plates 44a, 44b, a lever member 46 having a fulcrum 46a pivotally supported by the moving roller 45, and a force point 46b of the lever member 46. And a pressure receiving blade 47 receiving the wind pressure of the flow path 41 and an operating point 4 of the lever member 46.
6c, a crank arm 49 for converting the movement of the lever member 46 generated by the pressure receiving blade 47 receiving the wind pressure of the flow path 41 into the rotational movement of the output shaft 48.

【0045】更に前記流路41を挟んで前記第1の風車
ユニット42と線対称の位置には同様に配置された出力
軸50に結合されたクランクアーム51を有し、前記第
1の風車ユニット42と同様に形成された第2の風車ユ
ニット43が配置される。
Further, a crank arm 51 coupled to an output shaft 50 similarly disposed at a position symmetrical with the first windmill unit 42 with the flow path 41 interposed therebetween is provided. A second windmill unit 43 formed similarly to 42 is arranged.

【0046】即ち、この第2の風車ユニット43は、案
内板54a,54bと、この案内板54a,54bの内
側に沿って移動するローラ55と、この移動するローラ
55に軸支された支点56aを有するてこ部材56と、
このてこ部材56の力点56bに形成され前記流路41
を流れる空気の流圧を受ける受圧羽根57と、前記てこ
部材56の作用点56cに結合され前記受圧羽根57が
前記空気の流圧を受けて生じる前記てこ部材56の動き
を出力軸50の回転運動に変換するクランクアーム51
とを有する。
That is, the second wind turbine unit 43 includes guide plates 54a and 54b, a roller 55 that moves along the inside of the guide plates 54a and 54b, and a fulcrum 56a that is supported by the moving roller 55. A lever member 56 having
The flow path 41 formed at the force point 56b of the lever member 56
A pressure receiving blade 57 receiving the flow pressure of the air flowing therethrough, and the movement of the lever member 56 which is coupled to the action point 56c of the lever member 56 and is generated by the pressure receiving blade 57 receiving the flow pressure of the air rotates the output shaft 50. Crank arm 51 to convert to motion
And

【0047】この図6の実施例では第1の風車ユニット
42の羽根47が符号58aの位置にあるときには、第
2の風車ユニット43の羽根57が59bの位置にあ
る。したがって、第1の風車ユニット42の羽根47が
58aの位置から58bの位置まで来る間に、第2の風
車ユニット43の羽根57が59bの位置から59aの
位置まで戻ることになる。
In the embodiment of FIG. 6, when the blade 47 of the first wind turbine unit 42 is at the position 58a, the blade 57 of the second wind turbine unit 43 is at the position 59b. Therefore, while the blades 47 of the first windmill unit 42 come from the position 58a to the position 58b, the blades 57 of the second windmill unit 43 return from the position 59b to the position 59a.

【0048】反対に、第2の風車ユニット43の羽根5
7が59aの位置にあるときには、第1の風車ユニット
42の羽根47が58bの位置にある。したがって、第
2の風車ユニット43の羽根57が59aの位置から5
9bの位置まで来る間に、第1の風車ユニット42の羽
根47が58bの位置から58aの位置まで戻ることに
なる。
On the contrary, the blade 5 of the second wind turbine unit 43
When 7 is at the position 59a, the blade 47 of the first windmill unit 42 is at the position 58b. Therefore, the blades 57 of the second wind turbine unit 43 are moved 5 degrees from the position of 59a.
The blade 47 of the first wind turbine unit 42 returns from the position of 58b to the position of 58a while the position reaches 9b.

【0049】このようにして、互いに180度の位相差
をもって第1、第2の風車ユニット42、43が作動し
続け、出力軸48,50は回転し続ける。ここで、第
1、第2の風車ユニット42、43の羽根47、57は
いずれも図6のように互いに交差する楕円軌跡61,6
2上を互いに180度の位相差で運動するが、それぞれ
楕円軌跡61、62の零位置に相当する位置58a、5
9aで空気流41により駆動され始め、楕円軌跡61,
62の180度位置に相当する位置58b,59bで空
気流41から解放される。
Thus, the first and second wind turbine units 42 and 43 continue to operate with a phase difference of 180 degrees from each other, and the output shafts 48 and 50 continue to rotate. Here, the blades 47, 57 of the first and second windmill units 42, 43 are both elliptical trajectories 61, 6 intersecting each other as shown in FIG.
2 move at a phase difference of 180 degrees from each other, but at positions 58a, 5a corresponding to the zero positions of the elliptical trajectories 61, 62, respectively.
At 9a, it starts to be driven by the air flow 41,
Air is released from the airflow 41 at positions 58b and 59b corresponding to the 180-degree position 62.

【0050】このように、風車ユニット42の羽根47
が流路41にあるときは、風車ユニット43の羽根57
は流路41の外にあり、反対に風車ユニット43の羽根
57が空気流41中にあるときは、風車ユニット42の
羽根47は流路41の外にあるから、2枚の羽根47、
57が互いに接触することはなく、かつ空気の流線を乱
すこともなく、流路41は羽根47、57の寸法に対応
する直径を有すれば足りることになる。
Thus, the blade 47 of the wind turbine unit 42
Is in the flow path 41, the blades 57 of the windmill unit 43
Is outside the flow path 41, and conversely, when the blade 57 of the windmill unit 43 is in the airflow 41, the blade 47 of the windmill unit 42 is outside the flow path 41, so that the two blades 47,
It is sufficient that the flow path 41 has a diameter corresponding to the dimensions of the blades 47 and 57 without the 57 contacting each other and disturbing the streamlines of the air.

【0051】図7は図6に示した一対の風車42、43
のペア構成を同じ流路41に沿って4個並設した実施例
を示す。即ち、第1ないし第4のペア風車66、67、
68、69が流路41に沿って下流から上流に向かって
一定間隔で配置される。この場合には合計8本の出力軸
66a,66b,67a,67b,68,68b,6
9,69bが夫々別々に設けられるが、たとえば互いに
同相で駆動されている出力軸66a,67a,68a,
69aを図示しないギア装置を介して一つの発電機の軸
に結合して、逆相の出力軸66b,67b,68b,6
9bを図示しないギア装置を介して他の発電機の軸に結
合するようにしてもよい。
FIG. 7 shows a pair of wind turbines 42 and 43 shown in FIG.
An example is shown in which four of the pair configurations are arranged side by side along the same flow path 41. That is, the first to fourth pair windmills 66, 67,
68 and 69 are arranged at regular intervals along the flow path 41 from downstream to upstream. In this case, a total of eight output shafts 66a, 66b, 67a, 67b, 68, 68b, 6
9, 69b are provided separately, for example, output shafts 66a, 67a, 68a,
69a is connected to the shaft of one generator via a gear device (not shown), and output shafts 66b, 67b, 68b, 6 of opposite phases are connected.
9b may be connected to another generator shaft via a gear device (not shown).

【0052】なお、この実施例は風車を例にとったが、
全く同じ構成で水車として用い、流路41に水を流せば
よい。ただし、この場合には水路41の下方に水車を配
置するのは難しいので、たとえば一対の風車42、43
のペア構成を同じ流路41に対して90度の角度で斜め
上方に配置するようにすればよい。
In this embodiment, a windmill is taken as an example.
What is necessary is just to use it as a waterwheel with exactly the same structure, and to flow water in the flow path 41. However, in this case, it is difficult to dispose the water turbine below the water channel 41, and therefore, for example, a pair of wind turbines 42, 43
May be arranged obliquely upward at an angle of 90 degrees with respect to the same flow path 41.

【0053】また、図8、図9の実施例は風車の更に他
の実施例の正面及び上方からみた概略構成図を示す。こ
の実施例では第1の出力軸80Aに結合されたクランク
軸81Aに対して互いに180度の位相差をもって2個
のクランクアーム82A1,82A2を形成し、それぞ
れに2個の風車ユニット83A、84Aを設ける。
The embodiment shown in FIGS. 8 and 9 is a schematic structural view of still another embodiment of the wind turbine as viewed from the front and above. In this embodiment, two crank arms 82A1 and 82A2 are formed with a phase difference of 180 degrees with respect to a crankshaft 81A connected to a first output shaft 80A, and two windmill units 83A and 84A are respectively provided. Provide.

【0054】風車ユニット83Aはクランクアーム82
A1に作用点が軸支されたてこ部材83aと、このてこ
部材83aの力点に結合された受圧羽根83bと、図示
しない一対の案内板の間に挿入されたローラ83cが軸
支された揺動支点とを有する。他方の風車ユニット84
Aもクランクアーム82A2に作用点が軸支されたてこ
部材84aと、このてこ部材84aの力点に結合された
受圧羽根84bと、図示しない一対の案内板の間に挿入
されたローラ84cが軸支された揺動支点とを有する。
The wind turbine unit 83A is
A lever member 83a whose operation point is pivotally supported by A1, a pressure receiving blade 83b coupled to a force point of the lever member 83a, and a swing fulcrum pivotally supported by a roller 83c inserted between a pair of guide plates (not shown). Having. The other windmill unit 84
A also includes a lever member 84a whose working point is pivotally supported by the crank arm 82A2, a pressure receiving blade 84b coupled to the force point of the lever member 84a, and a roller 84c inserted between a pair of guide plates (not shown). And a swing fulcrum.

【0055】同様にして、第1の出力軸80Aに平行に
第2の出力軸80Bが設けられる。この第2の出力軸8
0Bに結合されたクランク軸81Bに対して互いに18
0度の位相差をもって2個のクランクアーム82B1,
82B2を形成し、それぞれに2個の風車ユニット85
A、86Aを設ける。
Similarly, a second output shaft 80B is provided in parallel with the first output shaft 80A. This second output shaft 8
18B relative to the crankshaft 81B connected to
The two crank arms 82B1, with a phase difference of 0 degrees
82B2, each having two windmill units 85
A, 86A are provided.

【0056】風車ユニット85Aはクランクアーム82
B1に作用点が軸支されたてこ部材85aと、このてこ
部材85aの力点に結合された受圧羽根85bと、図示
しない一対の案内板の間に挿入されたローラ85cが軸
支された揺動支点とを有する。他方の風車ユニット86
Aもクランクアーム82B2に作用点が軸支されたてこ
部材86aと、このてこ部材86aの力点に結合された
受圧羽根86bと、図示しない一対の案内板の間に挿入
されたローラ86cが軸支された揺動支点とを有する。
The wind turbine unit 85A is connected to the crank arm 82.
A lever member 85a whose operating point is pivotally supported by B1, a pressure receiving blade 85b coupled to a force point of the lever member 85a, and a swing fulcrum pivotally supported by a roller 85c inserted between a pair of guide plates (not shown). Having. The other windmill unit 86
A also includes a lever member 86a whose working point is pivotally supported by the crank arm 82B2, a pressure receiving blade 86b coupled to the force point of the lever member 86a, and a roller 86c inserted between a pair of guide plates (not shown). And a swing fulcrum.

【0057】前記出力軸80A,80Bにはそれぞれギ
ア87A,87Bが固定され、この二つのギア87A,
87Bは互いに噛合して設けられる。第1、第2の風車
ユニット83A,84Aでなる第1の発電系統は第1の
発電機88Aに結合され、第3、第4の風車ユニット8
5A,86Aでなる第2の発電系統は第2の発電機88
Bに結合されるから、二つの発電機88A,88Bから
得られる電力は互いに独立したものではあるが、互いに
ギア87A,87Bにより結合しているので、これらの
電力は互いに同一周波数で同期した出力となる。
Gears 87A and 87B are fixed to the output shafts 80A and 80B, respectively.
87B are provided in mesh with each other. A first power generation system including first and second wind turbine units 83A and 84A is coupled to a first generator 88A, and a third and fourth wind turbine unit 8 is provided.
The second power generation system composed of 5A and 86A is a second power generator 88.
B, the powers obtained from the two generators 88A and 88B are independent of each other, but since they are connected to each other by the gears 87A and 87B, these powers are output at the same frequency and synchronized with each other. Becomes

【0058】図8に示した発電設備全体は図9に示すよ
うにカバー89で覆われる。このカバー89はギア87
A,87Bの噛合点を通る面で対称型をなし、このカバ
ー89の受風点89aに向かって滑らかな傾斜面89
b,89cを有し、この傾斜面89b,89cの後部の
前記受圧羽根83b〜86bに対応する部分には開口8
9d、89eが形成され、受圧羽根83b〜86bのう
ち受圧行程にある羽根がこの開口89d、89eから突
き出して風圧を受けるようになっている。図8の場合に
は羽根83b,85bが受圧行程にあり突き出してい
る。残りの羽根84b,86bは戻り行程にあり、開口
89d、89eからカバー89内に引き込まれて風圧を
受けないようになっている。
The entire power generation equipment shown in FIG. 8 is covered with a cover 89 as shown in FIG. This cover 89 has a gear 87
A, 87B is symmetrical with respect to a plane passing through the meshing point, and a smooth inclined surface 89 is formed toward the wind receiving point 89a of the cover 89.
b, 89c, and an opening 8 at a portion corresponding to the pressure receiving blades 83b to 86b at the rear of the inclined surfaces 89b, 89c.
9d and 89e are formed, and among the pressure receiving blades 83b to 86b, the blade in the pressure receiving stroke protrudes from the openings 89d and 89e to receive wind pressure. In the case of FIG. 8, the blades 83b and 85b are in the pressure receiving stroke and protrude. The remaining blades 84b and 86b are in the return stroke, and are drawn into the cover 89 from the openings 89d and 89e so as not to receive wind pressure.

【0059】このように、図8、図9に示した実施例で
はギア87A,87Bの噛合により出力軸80A,80
Bに結合された受圧羽根83b〜86bの動きが規制さ
れるから開口89d、89eから突き出した羽根に対す
る風圧が左右でバランスし、かつ受風点89aに向かっ
て滑らかな傾斜面89b,89cが対称的に形成されて
いるから、カバー89を含む全体の発電設備を図示しな
い支持体で水平方向に360度回転自在に構成しておけ
ば受風点89aから開口89d、89eに向かって層流
が形成され、受風点89aが自動的に風向に追随するよ
うにできる。
Thus, in the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the output shafts 80A and 80A are driven by the engagement of the gears 87A and 87B.
Since the movement of the pressure receiving blades 83b to 86b coupled to B is regulated, the wind pressure on the blades protruding from the openings 89d and 89e is balanced on the left and right, and the smooth inclined surfaces 89b and 89c are symmetrical toward the wind receiving point 89a. When the entire power generation equipment including the cover 89 is configured to be freely rotatable 360 degrees in the horizontal direction with a support (not shown), the laminar flow from the wind receiving point 89a toward the openings 89d and 89e is formed. Thus, the wind receiving point 89a can automatically follow the wind direction.

【0060】以上説明した実施例はいずれもこの発明を
水車および風車に適用して水及び空気の運動エネルギー
を用いて発電する場合であるが、この発明はさらに電気
モータにより駆動されるチューブポンプなどの粘性体ポ
ンプやファンあるいは集塵ポンプなどにも適用すること
ができる。
In each of the embodiments described above, the present invention is applied to water turbines and wind turbines to generate power using kinetic energy of water and air. The present invention is further applicable to tube pumps and the like driven by electric motors. It can be applied to a viscous pump, a fan or a dust collection pump.

【0061】図10は粘性体ポンプであるチューブポン
プに適用した実施例の概略構成を示す図であり、粘性体
が流れる可撓性チューブ91の外側に夫々圧送ローラ9
2、93を置き、これらの圧送ローラ92、93は夫々
てこ部材94、95の作用点に回転自在に軸支される。
FIG. 10 is a view showing a schematic configuration of an embodiment applied to a tube pump which is a viscous material pump.
2 and 93 are placed, and these pressure feed rollers 92 and 93 are rotatably supported at the application points of the lever members 94 and 95, respectively.

【0062】一方のてこ部材94の支点は一対の案内板
96a,96bの間で回転自在に案内されるローラ97
に軸支され、力点はクランクアーム98を介してモータ
99の回転軸に結合される。
The fulcrum of one lever member 94 is a roller 97 rotatably guided between a pair of guide plates 96a and 96b.
, And the point of force is coupled to the rotating shaft of a motor 99 via a crank arm 98.

【0063】他方のてこ部材95の支点も図示しない一
対の案内板の間で回転自在に案内されるローラに軸支さ
れ、力点はクランクアーム98と180度の位相差を有
するクランクアーム100を介してモータ99の回転軸
に結合される。
The fulcrum of the other lever member 95 is also rotatably supported by a roller rotatably guided between a pair of guide plates (not shown), and the point of force is transmitted to the motor via a crank arm 100 having a phase difference of 180 degrees with the crank arm 98. It is coupled to 99 rotation axes.

【0064】この実施例の構成は圧送ローラ92、93
の代わりに羽根14、24を設け、出力軸16にモータ
99を結合すれば図2の2連の水車の構成と全く同じで
あり、従ってモータ99を駆動すれば、圧送ローラ9
2、93が楕円軌跡101に沿って交互に可撓性チュー
ブ91の外側に沿って移動し、これに伴って内部の粘性
体が矢印の方向に移送されることになることは明らかで
ある。
The construction of this embodiment is similar to that of the pressure feeding rollers 92 and 93.
If the motors 99 are coupled to the output shaft 16 and the blades 14 and 24 are provided instead of the water turbine, the configuration is exactly the same as that of the double water turbine shown in FIG.
It is clear that the two and 93 move alternately along the outside of the flexible tube 91 along the elliptical trajectory 101, whereby the viscous material inside is transferred in the direction of the arrow.

【0065】この実施例の場合、可撓性チューブ91を
直線状に配置することができるので、移送される粘性体
が可撓性チューブ91から受ける抵抗は最小限の値とな
り、ポンプ効率が極めて高い。
In this embodiment, since the flexible tube 91 can be arranged in a straight line, the resistance of the viscous material to be transferred from the flexible tube 91 is minimized, and the pump efficiency is extremely low. high.

【0066】図11の実施例は主として気体を搬送する
シロッコファンの代わりに用いられるファンであり、図
10の実施例における圧送ローラ92、93の代わりに
羽根111、112を用いるほかは図9の実施例と同じ
構成でよいので同じ参照符号を付してこれ以上の説明を
省略する。
The embodiment shown in FIG. 11 is a fan which is mainly used in place of the sirocco fan for conveying gas. Except for using the blades 111 and 112 instead of the pressure feed rollers 92 and 93 in the embodiment shown in FIG. Since the configuration may be the same as that of the embodiment, the same reference numeral is assigned, and further description is omitted.

【0067】図11の実施例ではたとえば送気管113
とファン全体をカバー114により覆って、気体が外に
漏れないように構成され、この状態でモータ99を駆動
することにより、羽根111、112が交互に送気管1
13内部を移動し、気体が矢印の方向に一定の割合で移
送されることになる。
In the embodiment shown in FIG.
The fan and the entire fan are covered by a cover 114 so that gas does not leak outside. By driving the motor 99 in this state, the blades 111 and 112 alternately
13, the gas is transferred at a constant rate in the direction of the arrow.

【0068】図12はこの発明を集塵装置に適用した実
施例の構成を概略的に示す図である。図12の実施例で
は図11と同じ構成のファンを真空室120内に設置
し、モータ99を駆動することで、この真空室120に
隣接する集塵室121に外部からホース122を介して
塵を含んだ空気を吸い込み、隔壁123に設けたフィル
タを介して除塵された空気をパイプ124から外部に排
出するものである。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a dust collecting apparatus. In the embodiment of FIG. 12, a fan having the same configuration as that of FIG. 11 is installed in the vacuum chamber 120, and the motor 99 is driven. Is sucked out, and the dust-removed air is exhausted from the pipe 124 to the outside through a filter provided in the partition 123.

【0069】このような構成の集塵装置を家庭用の真空
掃除機に適用した場合、従来たとえば600ワット程度
の電力消費量であったものが、この実施例の構成では1
00ワット程度で同等の集塵能力があることがわかっ
た。しかも小型、軽量に構成できるものである。
When the dust collector having such a configuration is applied to a vacuum cleaner for home use, the power consumption is, for example, about 600 watts in the prior art.
It was found that the same dust collecting ability was obtained at about 00 watts. Moreover, it can be configured to be small and lightweight.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
従来の水車、風車に比べてサイズを数分の1にできると
ともに高い効率で水力、風力等の自然の動力を利用でき
るとともに、小型、軽量、低い消費電力型のポンプ等の
揺動支点型てこ装置を用いた流体作動装置を提供するこ
とができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Compared to conventional water turbines and wind turbines, the size can be reduced to a fraction, the natural power such as hydraulic power and wind power can be used with high efficiency, and the swing fulcrum lever such as a small, light and low power consumption type pump can be used. A fluid operating device using the device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明を水車に適用した一実施例の構成を簡
単に示す図。
FIG. 1 is a diagram simply showing a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a water turbine.

【図2】この発明を水車に適用した他の実施例の構成を
簡単に示す図。
FIG. 2 is a diagram simply showing the configuration of another embodiment in which the present invention is applied to a water turbine.

【図3】図2の実施例の装置の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the apparatus of the embodiment shown in FIG. 2;

【図4】図2の実施例を2個組み合わせて構成された実
施例の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment configured by combining two embodiments of FIG. 2;

【図5】従来の水車と図1の実施例の水車における発生
トルクの説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of torque generated in a conventional water turbine and the water turbine of the embodiment of FIG. 1;

【図6】この発明を風車に適用した一実施例の構成を簡
単に示す図。
FIG. 6 is a diagram simply showing the configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a wind turbine.

【図7】図6の実施例の構成を4個用いて構成された実
施例の構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of an embodiment configured by using four configurations of the embodiment of FIG. 6;

【図8】この発明による風車の他の実施例の概略構成を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment of the wind turbine according to the present invention.

【図9】図8の風車の上面図。FIG. 9 is a top view of the windmill of FIG. 8;

【図10】この発明を粘性体ポンプに適用した実施例の
簡単構成図。
FIG. 10 is a simplified configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a viscous pump.

【図11】この発明をファンに適用した実施例の簡単構
成図。
FIG. 11 is a simplified configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a fan.

【図12】この発明を集塵装置に適用した実施例の簡単
構成図。
FIG. 12 is a simplified configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a dust collecting device.

【図13】従来の水車の構成、動作を簡単に説明するた
めの図。
FIG. 13 is a diagram for briefly explaining the configuration and operation of a conventional water turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…流体 11a,11b…案内板 12…ローラ 13…てこ部材 13a…揺動支点 13b…力点 13c…作用点 14…受圧羽根 15…クランクアーム 16…出力軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fluid 11a, 11b ... Guide plate 12 ... Roller 13 ... Lever member 13a ... Swing fulcrum 13b ... Power point 13c ... Application point 14 ... Pressure receiving blade 15 ... Crank arm 16 ... Output shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F03B 17/06 F03B 11/00 F16H 21/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F03B 17/06 F03B 11/00 F16H 21/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流体外において流体の流線を横切る方向
に延びた一対の案内板と、 この案内板の内側に沿って移動する支持部材と、 この移動する支持部材に軸支された支点を有するてこ部
材と、 このてこ部材の力点に形成され前記流体の流圧を受ける
受圧羽根と、 前記てこ部材の作用点に結合され前記受圧羽根が前記流
体の流圧を受けて生じる前記てこ部材の動きを出力軸の
回転運動に変換するクランク装置と、 前記受圧羽根をその行程の終点から始点に復帰させる手
段と、 を具備することを特徴とする水車。
1. A pair of guide plates extending in a direction crossing a fluid flow line outside a fluid, a support member moving along the inside of the guide plate, and a fulcrum pivotally supported by the movable support member. A lever member formed at a point of force of the lever member and receiving a fluid pressure of the fluid; and a lever member coupled to an action point of the lever member and receiving the fluid pressure of the fluid. A water turbine comprising: a crank device that converts a motion into a rotational motion of an output shaft; and means for returning the pressure receiving blade from an end point to a start point of the stroke.
【請求項2】 前記受圧羽根は、前記てこ部材の全長を
半径とする円の所定中心角度の範囲を所定の閉曲線の軌
跡を描いて移動することを特徴とする請求項1に記載の
水車。
2. The water turbine according to claim 1, wherein the pressure receiving blade moves in a range of a predetermined center angle of a circle having the entire length of the lever member as a radius and along a locus of a predetermined closed curve.
【請求項3】 流体の流線を横切る方向に延びた一対の
案内板と、この案内板の内側に沿って移動する支持部材
と、この移動する支持部材に軸支された支点を有するて
こ部材と、このてこ部材の力点に形成され前記流体の流
圧を受ける受圧羽根と、前記てこ部材の作用点に結合さ
れ前記受圧羽根が前記流体の流圧を受けて生じる前記て
こ部材の動きを出力軸の回転運動に変換するクランク装
置とを有する第1の水車ユニットと、 前記出力軸を挟んで前記第1の水車ユニットのクランク
装置と180度の位相差をもって前記出力軸に結合され
たクランク腕を有し、前記第1の水車ユニットと同様に
形成された第2の水車ユニットと、 を具備することを特徴とする2連水車。
3. A lever member having a pair of guide plates extending in a direction crossing a fluid flow line, a support member moving along the inside of the guide plate, and a fulcrum pivotally supported by the movable support member. And a pressure receiving blade formed at the point of force of the lever member and receiving the fluid pressure of the fluid, and outputting the movement of the lever member generated by receiving the fluid pressure of the fluid and coupled to the point of action of the lever member. A first hydraulic turbine unit having a crank device for converting the rotational motion of the shaft into a rotary motion; and a crank arm coupled to the output shaft with a phase difference of 180 degrees from the crank device of the first hydraulic turbine unit across the output shaft. And a second water turbine unit formed similarly to the first water turbine unit.
【請求項4】 流体の流線を横切る方向に延びた一対の
案内板と、この案内板の内側に沿って移動する支持部材
と、この移動する支持部材に軸支された支点を有するて
こ部材と、このてこ部材の力点に形成され前記流体の流
圧を受ける受圧羽根と、前記てこ部材の作用点に結合さ
れ前記受圧羽根が前記流体の流圧を受けて生じる前記て
こ部材の動きを出力軸の回転運動に変換するクランク装
置とを有する第1の水車ユニットと、 前記出力軸を挟んで前記第1の水車ユニットのクランク
装置と90度、180度、270度の位相差をもって夫
々前記出力軸に結合されたクランク軸を有し、前記第1
の水車ユニットと同様に形成された第2、第2、第4の
水車ユニットと、を具備することを特徴とする4連水
車。
4. A lever member having a pair of guide plates extending in a direction traversing a fluid flow line, a support member moving along the inside of the guide plate, and a fulcrum pivotally supported by the movable support member. And a pressure receiving blade formed at the point of force of the lever member and receiving the fluid pressure of the fluid, and outputting the movement of the lever member generated by receiving the fluid pressure of the fluid and coupled to the point of action of the lever member. A first water turbine unit having a crank device for converting the rotation into a rotary motion of the shaft; and the output device having a phase difference of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees with the crank device of the first water turbine unit across the output shaft. A crankshaft coupled to the shaft, wherein the first
And a second, fourth and fourth water turbine units formed in the same manner as the water wheel unit of (1).
【請求項5】 空気の流線を横切る方向に延びた一対の
案内板と、この案内板の内側に沿って移動する支持部材
と、この移動する支持部材に軸支された支点を有するて
こ部材と、このてこ部材の力点に形成され前記空気の流
圧を受ける受圧羽根と、前記てこ部材の作用点に結合さ
れ前記受圧羽根が前記空気の流圧を受けて生じる前記て
こ部材の動きを第1の出力軸の回転運動に変換するクラ
ンク装置とを有する少なくとも1個の第1の風車ユニッ
トと、 空気の流線を横切る方向に延びた一対の案内板と、この
案内板の内側に沿って移動する支持部材と、この移動す
る支持部材に軸支された支点を有するてこ部材と、この
てこ部材の力点に形成され前記空気の流圧を受ける受圧
羽根と、前記てこ部材の作用点に結合され前記受圧羽根
が前記空気の流圧を受けて生じる前記てこ部材の動きを
第2の出力軸の回転運動に変換するクランク装置とを有
する少なくとも1個の第2の風車ユニットと、 前記第1、第2の風車ユニットの夫々受風位置にある受
圧羽根に空気流を導く導流手段と、 を具備することを特徴とする多連風車。
5. A lever member having a pair of guide plates extending in a direction crossing a streamline of air, a support member moving along the inside of the guide plate, and a fulcrum pivotally supported by the movable support member. A pressure receiving blade formed at the point of force of the lever member and receiving the air pressure; and a movement of the lever member generated at the pressure point of the lever member when the pressure receiving blade is coupled to the point of action of the lever member and receives the flow pressure of the air. At least one first wind turbine unit having a crank device for converting the rotational motion of the first output shaft into a rotary motion; a pair of guide plates extending in a direction crossing the streamline of air; A moving supporting member, a lever member having a fulcrum pivotally supported by the moving supporting member, a pressure receiving blade formed at a force point of the lever member and receiving the flow pressure of the air, and coupled to an operating point of the lever member And the pressure receiving blade is At least one second windmill unit having a crank device for converting the movement of the lever member generated by receiving the fluid pressure into the rotational movement of a second output shaft; and each of the first and second windmill units. And a flow guiding means for guiding an air flow to the pressure receiving blade at the wind receiving position.
【請求項6】 前記導流手段は、前記第1、第2の風車
ユニットの夫々受風位置に開口を有し、第1、第2の風
車ユニットの中間を通る線上の風上に受風中心を有し、
この受風中心から前記開口に突き出した受圧羽根に空気
流を導く導風路を有することを特徴とする請求項5によ
る多連風車。
6. The wind guide means has an opening at a wind receiving position of each of the first and second wind turbine units, and receives wind on a line passing through an intermediate portion between the first and second wind turbine units. Have a center,
The multiple wind turbine according to claim 5, further comprising a wind guide path that guides an air flow from the wind receiving center to the pressure receiving blade protruding into the opening.
【請求項7】 可撓性材料で形成され内部に流体が流れ
る流体通路と、 前記流体通路の外側に設けられこの流体通路を変形させ
第1の押圧体と、 この第1の押圧体が作用点に取り付けられた第1のてこ
部材と、 この第1のてこ部材の支点に形成された第1の支点支持
部材と、 この第1の支点支持部材を前記流体通路を流れる流体の
流線を横切る方向に案内する第1の案内部材と、 前記第1のてこ部材の力点に結合されモータからの動力
を入力軸を介して受けて前記第1のてこ部材に伝達する
クランク装置と、前記流体通路の外側に設けられこの流体通路を変形させ
る第2の押圧体と、 この第2の押圧体が作用点に取り付けられた第2のてこ
部材と、 この第2のてこ部材の支点に形成された第2の支点支持
部材と、 この第2の支点支持部材を前記流体通路を流れる流体の
流線を横切る方向に案内する第2の案内部材と、 前記第2のてこ部材の力点に結合されモータからの動力
を前記第1のてこ部材と180度の位相差をもって前記
第2のてこ部材に伝達する前記クランク装置のクランク
腕と、 を具備することを特徴とする流体ポンプ。
7. A fluid is formed by a flexible material and flows inside the flexible material.
A fluid passage, which is provided outside the fluid passage and deforms the fluid passage.
ToFirstPressing body and thisFirstPressing body attached to point of actionFirstLeverage
Components and thisFirstFormed at the fulcrum of the lever memberFirstFulcrum support
Components and thisFirstA fulcrum support member is provided for the fluid flowing through the fluid passage.
Guide in a direction crossing the streamlineFirstA guide member;FirstPower from the motor coupled to the power point of the lever member
Through the input shaftFirstTransmit to lever members
A crank device,The fluid passage provided outside the fluid passage is deformed.
A second pressing body, The second lever is attached to the second lever with the second lever
Components, A second fulcrum support formed at a fulcrum of the second lever member
Components, This second fulcrum support member is connected to the fluid flowing through the fluid passage.
A second guide member for guiding in a direction crossing the streamline; Power from the motor coupled to the point of force of the second lever member
With a phase difference of 180 degrees with the first lever member
Crank of the crank device for transmitting to a second lever member
Arms and  A fluid pump comprising:
【請求項8】 流体を流す流体通路と、 前記流体通路を流れる流体の流線を横切る方向に延びた
第1の一対の案内板と、 この第1の案内板の内側に沿って移動する第1の支持部
材と、 この移動する第1の支持部材に軸支された支点を有する
第1のてこ部材と、 この第1のてこ部材の作用点に形成され前記流体に対し
て圧力を与えるための第1の作動羽根と、 前記第1のてこ部材の力点に結合されモータからの動力
を入力軸を介して受けて前記第1のてこ部材に伝達する
クランク装置と、前記流体通路を流れる流体の流線を横切る方向に延びた
第2の一対の案内板と、 この第2の案内板の内側に沿って移動する第2の支持部
材と、 この移動する第2の支持部材に軸支された支点を有する
第2のてこ部材と、 この第2のてこ部材の作用点に形成され前記流体に対し
て圧力を与えるための第2の作動羽根と、 前記第2のてこ部材の力点に結合されモータからの動力
を前記第1のてこ部材と180度の位相差をもって前記
第2のてこ部材に伝達する前記クランク装置のクランク
腕と、 を具備することを特徴とする流体ポンプ。
8. A fluid passage for flowing a fluid, and extending in a direction crossing a flow line of the fluid flowing in the fluid passage.
FirstA pair of guide plates and thisFirstMove along the inside of the signFirstSupport
Wood and this moveFirstHas a fulcrum pivotally supported by the support member
FirstLever member and thisFirstFormed at the point of application of the lever member to the fluid
To give pressureFirstAn operating blade;FirstPower from the motor coupled to the power point of the lever member
Through the input shaftFirstTransmit to lever members
A crank device,Extending in a direction crossing a flow line of the fluid flowing through the fluid passage
A second pair of guide plates, A second support portion that moves along the inside of the second guide plate
Materials and Having a fulcrum pivotally supported by the moving second support member.
A second lever member, Formed at the point of action of the second lever member,
A second working blade for applying pressure Power from the motor coupled to the point of force of the second lever member
With a phase difference of 180 degrees with the first lever member
Crank of the crank device for transmitting to a second lever member
Arms and A fluid pump comprising:
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