JP4627541B2 - 制御可能な伝動系統装置 - Google Patents

Description

本発明は制御可能な伝動系統装置に関し、特に動力を伝送して被圧力を制御可能にさせる伝動系統装置に関する。

エネルギーは一切の活動の原動力であり、人類文明の発展史とそれが利用したエネルギーとの間には極めて密接な関係を有するので人類のエネルギーに対する依頼度は工業化の発展につれて日増しに深くなっている。今日、エネルギーと経済、政治、国防、科学、技術、交通及び衛生環境等の各方面とはいずれも極めて密接な関係を有してことになんらの疑いもない。人類が使用しているエネルギーは大概再生エネルギーと非再生エネルギーの両種類に分けられる。再生エネルギーは太陽、風力、水力、潮汐、海洋温度等により発生されるエネルギーを指し、そして非再生エネルギーは化石燃料（例えば石炭、石油、天然気）及び核エネルギー等の埋蔵量に限度があり日増しに枯渇するエネルギーを指して言う。
水力は人類古来から最も常用されていたエネルギーの一つであり、それが発生した動力は適当な伝動系統を介して出力され得るのでエネルギーは妥当的に運用されている。しかしながら、現有の本発明と関連する伝動系統は被圧力を制御する装置がなく、その被圧力はいずれも固定形態であり、必要に応じて適切な利用ができず、エネルギーの浪費を来たす虞がある。
本発明の発明者は上記欠点にかんがみ、鋭意の研究とテストを重ねた結果、ついに本発明の「制御可能な伝動系統装置」を案出した。

本発明の主たる目的は、被圧力を制御可能な形態に形成させ、必要に応じて水流から受ける力を調整できる制御可能な伝動系統装置を提供することにある。

上記目的を達成するために提供される制御可能な伝動系統は
回転体及び該回転体に接続された複数のベーン・モジュールを備えた回転装置と
移動可能に該回転装置外側に隣接され、第１の押動面及び第２の押動面を備えた制御部材を有する連動機構と、
該連動機構に接続して該制御部材の第１の押動面が第１のタッチ部に対応、又は第２の押動面が第２のタッチ部に対応するように制御する制御スイッチと、
を備えてなり、ここで
前記複数のベーン・モジュールはそれぞれ活動ベーン及び該活動ベーンと相対応する開口を具備しており、これら活動ベーン外側にはそれぞれ少なくとも一個の第１のタッチ部及び少なくとも一個の第２のタッチ部が接続されている。
本発明により参考に提供される制御可能な伝動方法は回転装置、伝動機構及び制御スイッチを備えた伝動系統を提供するステップと、
該制御スイッチで該連動機構のロータリ・テーブル回転を制御するステップと、
該ロータリ・テーブルで該制御部材を連動して変位を発生させ、制御部材の第１の押動面又は第２の押動面を該回転装置のベーン・モジュールの第１のタッチ部又は第２のタッチ部に対応させるステップと、
水流で該複数のベーン・モジュールを押動して外回転装置を回転させ、もし該制御部材の第１の押動面が第１のタッチ部に対応すれば、該第１のタッチ部は該第１の押動面に押されて該活動ベーンを連動して開状態を呈し、又は該制御部材の第２の押動面が第２のタッチ部に対応すれば、該第２のタッチ部は該第２の押動面に押されて該活動ベーンを連動して閉状態を呈し、該複数のベーン・モジュールの被圧面積を調整するステップと、
を備えてなり、ここで
該回転装置は複数のベーン・モジュールを備え、該ベーン・モジュールはそれぞれ活動ベーンを有し、該複数の活動ベーンの外側にはそれぞれ少なくとも一個の第１のタッチ部及び少なくとも一個の第２のタッチ部が接続され
該連動機構はロータリ・テーブル及び制御部材を有し、該制御部材は第１の押動面及び第２の押動面を有する。
本発明は回転装置のベーン・モジュールを制御可能に設計しているので、該複数の活動ベーンは制御スイッチを利用して連動機構を介して閉又は開の状態に調整することにより、ベーン・モジュールの被圧力の大きさを調整可能にして回転装置の被圧力を制御可能な形態に形成させることができる。

ベーン・モジュールの被圧面積のサイズを調整できるようにさせ、及び被圧力を制御できる形態を形成することができる。

本発明の特徴及び技術内容をより理解してもらうために添付図を参照してその実施の形態を説明する。
図１は本発明の制御可能な伝動系統装置の斜視図である。図２は本発明の単一ベーン・モジュール、連動機構及び制御スイッチの斜視図である。図３は本発明を介してベーン・モジュールを開過程に調整した斜視図である。

この図１ないし図３において、９は水流が通過するチャンネルであり、本発明により提供された制御可能な伝動系統装置はチャンネル９上又はその他適当な位置に架設され、水流は一定の流速を要する。

該伝動系統装置は回転装置１．連動機構３及び制御スイッチ５を備えてなり、ここで該伝動装置は支持フレーム１１と回転体１２と複数のベーン・モジュール１３とを備えてなる。支持フレーム１１は二つの相対的に設置された軸受座１１１（軸受を内含する）を有してなる堅固の架構である。回転体１２中心には支持フレーム１１の２軸受座１１１に穿設された伝動軸１２１があり、回転体１２は伝動軸１２１により回転可能に支持フレーム１１に枢設されている。他には伝動軸１２１においてチェーン・ホイル７８（図７参照）が設けられてあり、複数の回転装置１の間はチェーン・ホイル７８と鎖条７９とにより構成された伝動機構と接続して出力の動力の増加となるように複数の回転装置１を並列する。又他にも複数の回転装置１を共軸的に設置・接続（図７参照）することにより、出力の動力を増加させることができる。該複数の回転装置１はそれぞれ連動機構３が対応的に設置させている。

該複数のベーン・モジュール１３は輻射状の間隔を呈して回転体１２の外縁に設置され、これらベーン・モジュールの設置数量は限定されず、実際需要に基づいて適当に増減される。各ベーン・モジュール１３はベーン支持フレーム１３１と、固定ベーン１３２と活動ベーン１３３とを備えてなり、その中にベーン・支持フレーム１３１は回転体１２外縁から延伸して形成され、そして固定ベーン１３２は固定的にベーン支持フレーム１３１上に設置されている。活動ベーン１３３の片側はヒンジ１３４でベーン支持フレーム１３１に枢設されていることにより、活動ベーン１３３に開閉の動作を行わせる。またベーン支持フレーム１３１上に活動ベーン１３３と対応する開口１３５を形成することにより活動ベーン１３３を利用して開口１３５の開閉を制御する。

各ベーン・モジュール１３の活動ベーン１３３の外側にはそれぞれ第１のタッチ部１３６及び第２のタッチ部１３７が接続されており、当該第１のタッチ部１３６及び第２のタッチ部１３７はベーン・モジュール１３の外側の不同位置に突出している。第１のタッチ部１３６がタッチされると活動ベーン１３３を連動して開状態を呈し、そして第２のタッチ部１３７がタッチされると活動ベーン１３３を連動して閉状態を呈する。回転装置１はチャンネル９上に架設され、水力を利用してベーン・モジュール１３を押動して回転装置１に回転を発生させるように、回転体１２の下半部及びそれに接続したベーン・モジュール１３が水中に浸されている。

連動機構３は回転装置１の前方に設置され、チャンネル９上に跨って設けられたベース・フレーム３１とロータリ・テーブル３２と制御部材３３と２連動部材３４とを備えてなる。
ロータリ・テーブル３２の中心は回転軸３２１でベース・フレーム３１の頂部に枢設され、ロータリ・テーブル３２を回転可能にベース・フレーム３１上に取り付けておる。該制御部材３３はロータリ・テーブル３２と回転装置１との間に設置され、そして制御部材３３は移動可能に回転装置１の外側に隣接し、間隔を置いて設置された第１の押動面３３１と第２の押動面３３２とを備えてなり、この制御部材３３は二つの連動部材３４でロータリ・テーブル３２に接続している。

制御スイッチ５は連動機構３の片側に設置しており、固定的に連動機構３の片側の適当な距離部位に設置された固定部材５１と滑り可能に固定部材５１上に設置された滑動部材５２と、少なくとも２滑車５３及び少なくとも２接続部材５４とを備えてなる。その中、滑動部材５２は手動方式で前方、後方への往復運動を制御する。又滑動部材５２は手動方式を利用して押動され、又参考であるが、適当な伝動機構及びモータに接続して電動方式で押動されることが可能である。

該２滑車５３は滑動的に第１の傾斜面５２１及び第２の傾斜面５２２上に位置でき、そしてそれぞれ滑り座５５上に枢設されている。該滑り座５５は滑動可能に固定部材５１に設置され、滑動部材５２の滑動方向と垂直をなして、ロータリ・テーブル３２に近寄る又は遠離する方向に往復運動可能である。該２接続部材５４は２滑り座５５とロータリ・テーブルとの間に接続され、これにより制御スイッチ５は連動機構３を介して回転装置１と接続することができる。２滑車５３が第１の傾斜面５２１及び第２の傾斜面上を滑動する場合、滑り座５５及び接続部材５４を介してロータリ・テーブル３２を連動して回転することができる。要するに上記の組成により本発明の制御可能な伝動系統が形成される。
次に図１〜図６を参照しながら本発明により提供される制御可能な伝動方法を説明する。

本発明の参考制御可能な伝動方法は
ａ．回転装置 １．連動機構３及び制御スイッチ５を備えた伝動系統を提供するステップと
ｂ．該制御スイッチ５の滑動部材５２の傾斜面５２１及び５２２で滑車５３を押すことにより、該滑り座５５及び２接続部材５４を連動して該連動機構３のロータリ・テーブル３２を回転するステップと
ｃ．ロータリ・テーブル３２で制御部材３３を連動して変位を発生させて、該制御部材３３の２押動面３３１又は３３２を、該回転装置１におけるベーン・モジュール１３の活動ベーン１３３外側の第１のタッチ部１３６（図３参照）又は第２のタッチ部１３７（図５参照）に対応させるステップと
ｄ．水流で該複数のベーン・モジュール１３を押動して該回転装置１を時計回りに回転させ、もし制御部材３３の第１の押動面３３１が第１のタッチ部１３６に対応すれば、該第１のタッチ部１３６は該第１の押動面３３１に押されて該活動ベーン１３３を連動して開状態を呈し（図３及び図４参照）又は該制御部材３３の第２の押動面３３２が第２のタッチ部１３７に対応すれば該第２のタッチ部１３７は該第２の押動面３３２に押されて該活動ベーン１３３を連動して閉状態（図５及び図６参照）呈して該複数のベーン・モジュールの被圧面積を調整するステップと
を備えてなり、その中：

ａのステップにおいて回転装置１は回転体１２及び該回転体１２接続された複数ベーン・モジュール１３を備え、該複数のベーン・モジュール１３はそれぞれ活動ベーン１３３及び該活動ベーン１３３と相対応する開口１３５を有し、該複数の活動ベーン１３３外側には第１のタッチ部１３６及び第２のタッチ部１３７が接続されてあり、

該連動機構３はロータリ・テーブル３２及び制御部材３３を有し、該制御部材は移動可能に該回転装置外側に隣接して第１の押動面３３１と第２の押動面３３２を有してなり、

該制御スイッチ５は滑動部材５２、少なくとも２滑車５３及び少なくとも２接続部材５４を備えており、該滑動部材５２は活動可能に固定部材５１上に設置されて第１の傾斜面５２１及び第２の傾斜面５２２を具備してなり、該２滑車５３はそれぞれ滑動的に第１の傾斜面５２1及び第２の傾斜面５２２上に位置できると共にそれぞれ滑り座５５上に枢設され、該滑り座５５は滑動可能に固定部材５１上に設置され、該２接続部材５４は滑り座５５とロータリ・テーブル３２との間に接続されている。

上記の活動ベーンが開の場合、開口１３５は開放状態を呈し、被圧力が最も小さく、反対に活動ベーン１３３が閉の場合１３５は閉合状態を呈し被圧力が最も大きいことからベーン・モジュールの被圧面積を調整可能にする。

図７は本発明の制御可能な伝動系統が出力機構に接続された斜視図である。この図に示すように回転装置の回転により生じた動力は伝動軸１２１により接続された出力機構７を介して出力できる。この出力機構７は第１の連軸器７１と歯車箱７２と第２の連軸器７３とフライ・ホイル７４と第３の連軸器７５と出力端７６とを備えてなり、該第１の連軸器７１は伝動軸１２１と歯車箱７２との間に接続され、該第２の連軸器７３は歯車箱７２とフライ・ホイル７４との間に接続され、該第３の連軸器７５はフライ・ホイル７４と出力端７６との間に接続されている。フライ・ホイル７４を設けると動力の出力を比較的安定にさせることができ、且つフライ・ホイル７４の片側にはブレーキ７７が設けられており、動力の出力と停止とを制御することができる。該出力端７６の類型は限定されず各種の動力を必要とする装置であっても良い（例えば発電機等）。

本発明は主として回転装置１のベーン・モジュール１３を制御可能に設計することにある。該複数のベーン・モジュール１３の活動ベーン１３３は制御スイッチ５を利用して連動機構３を介して閉又は開状態に調整し、ベーン・モジュール１３の被圧面積の大きさを調整して効果的に被圧力を制御することにより、回転装置１の被圧力を制御可能な形態に形成させ、必要に応じて水流から受ける力を調整する。

本発明は制御可能な伝動系統及び方法に関し、特に動力を伝送して被圧力を制御可能にさせる伝動系統装置に利用可能である。とりわけ例示としては水力発電機等に利用される。

以上は本発明の好適な実施例を説明するものであるが、本発明の技術的精神は決してこれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り当業者による単純な設計変更、付加、装飾、置換等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

本発明の制御可能な伝動系統装置の斜視図である。 本発明の単一ベーン・モジュール、連動機構及び制御スイッチの斜視図である。 本発明を介してベーン・モジュールを開状態に調整した斜視図である。 本発明のベーン・モジュールの活動ベーンを開状態に調整した平面図である。 本発明のベーン・モジュールの活動ベーンを閉状態に調整した過程の斜視図である。 本発明のベーン・モジュールの活動ベーンを閉状態に調整した平面図である。 本発明の制御可能の伝動系統が出力機構に接続された斜視図である。

１ 回転装置
１１ 支持フレーム
１１１ 軸受座
１２ 回転体
１２１ 伝動軸
１３ ベーン・モジュール
１３１ ベーン支持フレーム
１３２ 固定ベーン
１３３ 活動ベーン
１３４ ヒンジ
１３５ 開口
１３６ 第１のタッチ部
１３７ 第２のタッチ部
３ 連動機構
３１ ベース・フレーム
３２ ロータリ・テーブル
３２１ 回転軸
３３ 制御部材
３３１ 第１の押動面
３３２ 第２の押動面
３４ 連動部材
５ 制御スイッチ
５１ 固定部材
５２ 滑動部材
５２１ 第１の傾斜面
５２２ 第２の傾斜面
５３ 滑車
５４ 接続部材
５５ 滑り座
７ 出力機構
７１ 第１の連軸器
７２ 歯車箱
７３ 第２の連軸器
７４ フライ・ホイル
７５ 第３の連軸器
７６ 出力端
７７ ブレーキ
７８ チェーン・ホイル
７９ 鎖条
９ チャンネル

Claims (4)

1. 水流が通過するチャンネル（９）上に設置されている支持フレーム（１１）と、前記支持フレームに穿設された伝動軸（１２１）と、該伝動軸による回転可能な回転体（１２）と、を含む制御可能な伝動系統装置であって、
   前記回転体に接続され、且つそれぞれ第１のタッチ部（１３６）及び第２のタッチ部（１３７）を設けた活動ベーン（１３３）を有するベーン・モジュール（１３）を複数備え、前記第１のタッチ部と第２のタッチ部は、前記ベーン・モジュールの外側に突出した位置に来るように前記活動ベーンに接続されていると共に、夫々が互いに異なる位置にある回転装置（１）と、
   ベース・フレーム（３１）とロータリ・テーブル（３２）と２連動部材（３４）とを備え、該ロータリ・テーブルは回転可能に該ベース・フレーム上に取り付けられ、更に、該ロータリ・テーブルと前記回転装置（１）との間であって、該回転装置の外側に隣接して設置された制御部材（３３）を備え、該制御部材は第１の押動面（３３１）及び第２の押動面（３３２）を設けていると共に前記２連動部材によって前記ロータリ・テーブルに接続されて駆動され得る連動機構（３）と、
   固定部材（５１）と滑動部材（５２）と少なくとも2滑車（５３）及び少なくとも2接続部材（５４）とを備え、前記滑動部材は活動可能に前記固定部材に設置され、前記滑動部材は少なくとも第１斜面（５２１）と第2の斜面（５２２）とを備え、前記2滑車は、それぞれ滑動的に第１の斜面及び第2の斜面上に位置できると共に、前記固定部材上に活動可能に設けられた滑り座（５５）上に枢設され、前記2接続部材は該滑り座と前記ロータリ・テーブルとの間に接続され、前記滑動部材（５２）は手動で駆動制御される制御スイッチ（５）と、
   を備えてなり、
   前記回転装置は、前記水流によって前記ベーン・モジュールを押動して回転を発生させ、前記制御スイッチにより、前記連動機構を介して前記ベーン・モジュールの活動ベーンの前記第1のタッチ部（１３６）は前記第1の押動面（３３１）に押されて前記活動ベーンを連動して開状態を呈し、また前記第2のタッチ部（１３７）は前記第2の押動面（３３２）に押されて活動ベーンを連動して閉状態を呈して、前記ベーン・モジュールの前記水流による被圧面積を調整する制御可能な伝動系統装置。
2. 前記回転装置は出力機構に接続され、該出力機構は歯車箱とフライ・ホイールと出力端とを備えてなる請求項１記載の制御可能な伝動系統装置。
3. 前記支持フレームは相対的に設置された２軸受座を有する支持フレームであり、前記回転体は該２軸受座に設けられた前記伝動軸を介して回転可能に前記支持フレームに枢設され、
   前記複数のベーン・モジュールは輻射状的に前記回転体の外縁に設置され、各ベーン・モジュールはベーン支持フレームと固定ベーンと活動ベーンとを備え、該固定ベーンは前記ベーン支持フレーム上に固定的に設置され、前記活動ベーンの片側はヒンジによって前記ベーン支持フレームに枢設されている請求項１又は２記載の制御可能な伝動系統装置。
4. 前記回転体の下半部及びそれに接続した前記ベーン・モジュールが水流中に浸されている請求項１〜３の何れか１記載の制御可能な伝動系統装置。

Images