JP6249543B1 - 流体機械 - Google Patents
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Abstract
Description
設置状態で見て、流水を上部から流入させると共に、上部から流入した流水が下部に流れ落ちるにつれて当該流水を増圧していく流水増圧装置と、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の流入と排出を繰り返すことで回転駆動する少なくとも1つの2軸回転装置と、
前記2軸回転装置の回転力を利用して発電する発電装置と、を有し、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の圧力を利用して前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電する流体機械であって、
前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の下端面には、互いに近接した2つの増圧流水吐出口が少なくとも一対備わり、前記下端面には、この増圧された流水吐出口を除いて前記流水増圧装置の内部において液密状態を保つように閉塞しており、
前記2軸回転装置は、2軸回転駆動用シリンダと、当該2軸回転駆動用シリンダに収容され回転軸がこの2軸回転駆動用シリンダから液密状態でそれぞれ突出した第1の回転ピストン及び第2の回転ピストンを有し、前記2軸回転駆動用シリンダは、前記第1及び第2の2つの回転ピストンを収容する回転ピストン収容空間を有すると共に、
前記流体機械の設置状態で見て、前記2軸回転駆動用シリンダの上面には互いに近接した2つの増圧流水流入口が少なくとも一対備わり、かつ前記2軸回転駆動用シリンダの下面には互いに近接した2つの減圧流水排出口が少なくとも一対備わり、
前記流水増圧装置の下端面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水吐出口のそれぞれは、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水流入口のそれぞれに液密状態で連通しており、
前記回転ピストン収容空間は、平面視で2つの円の一部が重なり合った輪郭を有する空間として形成され、
前記2つの回転ピストンはそれぞれ、所定の厚さを有し、外周面が平面視で曲率半径の大きい大径外周面と曲率半径の小さい小径外周面とこれらをそれぞれ繋ぐ第1の接続周面及び第2の接続周面とから構成された平面視異形半月形からなり、
前記2つのピストンの大径外周面は、それぞれ前記回転ピストン収容空間の内周面に液密に接する曲率半径を有し、かつ前記第1の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第2の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有すると共に、前記第2の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第1の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有しており、
前記2つの回転ピストンのそれぞれの回転軸は、前記流体機械の設置状態で見て、回転ピストンの回転中心と同心となって前記2軸回転駆動用シリンダの下面から下方に突出しており、
前記2本の回転軸にはそれぞれ互いに噛合したギアが備わり、この2つのギアの噛合により、回転軸の回転角度に応じて、前記2軸回転駆動用シリンダの回転ピストン収容空間内において、前記一方の回転ピストンの大径外周面と前記他方の回転ピストンの小径外周面とが液密状態を保つように線接触するか、前記一方の回転ピストンの小径外周面と前記他方の回転ピストンの大径外周面とが液密状態を保つように線接触する選択的状態を保つようになっており、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて、前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち一方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち一方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各一方の増圧流水流入口と一方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わり、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち他方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち他方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各他方の増圧流水流入口と他方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わっており、
これによって、前記2軸回転装置が、前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間と前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間への増圧流水の流入と減圧流水の排出を所定の時間差で共に行うようになった開閉弁機能を有するようになっており、かつ
前記第1の回転軸か前記第2の回転軸の何れか一方に、発電装置を駆動する伝達機構が備わっていることを特徴としている。
流水を導入する所定高さの位置に配置された上部流水タンクと、
前記上部流水タンクに流水を流入する流水導入部と、
前記上部流水タンクから流出した流水を増圧する流水増圧装置と、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の流入と排出を繰り返すことで回転駆動する少なくとも1つの2軸回転装置と、
前記2軸回転装置の回転力を利用して発電する発電装置と、を有し、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の圧力を利用して前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電する流体機械であって、
前記流体機械は、設置状態で見て前記流水導入部を備えた前記上部流水タンクが最上部に位置し、鉛直方向に立設した前記流水増圧装置の上端部には前記上部流水タンクが接続固定され、前記流水増圧装置の下端部には前記2軸回転装置を挟んで前記発電装置が接続固定され、
前記流水増圧装置は、筒状の流水増圧シリンダと、当該流水増圧シリンダと同心に取り付けられ当該流水増圧シリンダと独立して回転可能な流水増圧シャフトと、前記流水増圧シリンダの内部であって前記流水増圧シャフトの一方の端部から他方の端部まで設けられた螺旋翼からなり、
前記筒状の流水増圧シリンダと前記流水増圧シャフトと前記螺旋翼との間で前記流水増圧装置の長手方向に亘って流路全体が螺旋状をなす螺旋状流水流路が形成され、かつその流路断面積は、前記上部流水タンクが接続された端部から前記2軸回転装置が接続された端部に向かって徐々に小さくなるように形成され、
前記上部流水タンクから前記流水増圧装置の上端部に接続された流水が当該流水増圧装置の螺旋状流水流路の上側入口に導入され、前記螺旋状流水流路を流れることで前記流水増圧装置の下端部から当該流水増圧装置によって増圧された流水として前記2軸回転装置の駆動用空間に流入するようになっており、
前記増圧された流水の圧力によって前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電するようになっており、
前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の下端面には、互いに近接した2つの増圧流水吐出口が少なくとも一対備わり、前記下端面には、この増圧された流水吐出口を除いて前記流水増圧装置の内部において液密状態を保つように閉塞しており、
前記2軸回転装置は、2軸回転駆動用シリンダと、当該2軸回転駆動用シリンダに収容され回転軸がこの2軸回転駆動用シリンダから液密状態でそれぞれ突出した第1の回転ピストン及び第2の回転ピストンを有し、前記2軸回転駆動用シリンダは、前記第1及び第2の2つの回転ピストンを収容する回転ピストン収容空間を有すると共に、
前記流体機械の設置状態で見て、前記2軸回転駆動用シリンダの上面には互いに近接した2つの増圧流水流入口が少なくとも一対備わり、かつ前記2軸回転駆動用シリンダの下面には互いに近接した2つの減圧流水排出口が少なくとも一対備わり、
前記流水増圧装置の下端面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水吐出口のそれぞれは、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水流入口のそれぞれに液密状態で連通しており、
前記回転ピストン収容空間は、平面視で2つの円の一部が重なり合った輪郭を有する空間として形成され、
前記2つの回転ピストンはそれぞれ、所定の厚さを有し、外周面が平面視で曲率半径の大きい大径外周面と曲率半径の小さい小径外周面とこれらをそれぞれ繋ぐ第1の接続周面及び第2の接続周面とから構成された平面視異形半月形からなり、
前記2つのピストンの大径外周面は、それぞれ前記回転ピストン収容空間の内周面に液密に接する曲率半径を有し、かつ前記第1の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第2の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有すると共に、前記第2の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第1の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有しており、
前記2つの回転ピストンのそれぞれの回転軸は、前記流体機械の設置状態で見て、回転ピストンの回転中心と同心となって前記2軸回転駆動用シリンダの下面から下方に突出しており、
前記2本の回転軸にはそれぞれ互いに噛合したギアが備わり、この2つのギアの噛合により、回転軸の回転角度に応じて、前記2軸回転駆動用シリンダの回転ピストン収容空間内において、前記一方の回転ピストンの大径外周面と前記他方の回転ピストンの小径外周面とが液密状態を保つように線接触するか、前記一方の回転ピストンの小径外周面と前記他方の回転ピストンの大径外周面とが液密状態を保つように線接触する選択的状態を保つようになっており、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて、前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち一方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち一方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各一方の増圧流水流入口と一方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わり、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち他方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち他方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各他方の増圧流水流入口と他方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わっており、
これによって、前記2軸回転装置が、前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間と前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間への増圧流水の流入と減圧流水の排出を所定の時間差で共に行うようになった開閉弁機能を有するようになっており、かつ
前記第1の回転軸か前記第2の回転軸の何れか一方に、発電装置を駆動する伝達機構が備わっていることを特徴としている。
前記流水増圧シャフトは、上端から下端に向かって外径が大きくなるようにテーパ状の周面を有しており、
前記流水増圧装置内に流水が充満した状態で、前記流水増圧シャフトを前記螺旋翼と共に回転可能とする駆動機構が備わっていることを特徴としている。
前記2軸回転装置の駆動によって減圧して当該2軸回転装置から排出された流水の一部を前記上部流水タンクの備わった高さより低い高さまで再び揚水することを特徴としている。
前記流体機械は、排水循環部を有し、前記揚水された排水を当該排水循環部によって前記螺旋状流水流路の前記上部流水タンクの備わった高さより低い高さに位置する部分に再び戻すことを特徴としている。
前記揚水された排水が、前記排水循環部を経て前記流水増圧装置に再び戻される代わりに、発電推進力を軽減して、若しくは停止して前記上部流水タンクより下方であって前記流水増圧装置の所定の高さまで揚水して前記流体機械の外部に排出されるようになったことを特徴としている。
前記揚水された排水が、前記排水循環部を経て前記流水増圧装置に再び戻される代わりに、前記2軸回転装置の減圧流水排出口から前記流体機械の外部にそのまま排出されるようになったことを特徴としている。
前記2軸回転装置の排出部には当該排出部から排出される排水の一部を再び揚水するか又はそのまま前記流体機械の設置場所の外部に放出するかの切換え弁が備わっていることを特徴としている。
前記上部流水タンク及び前記流水導入部を備える代わりに、前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の上部に水道水を供給することに加えて、この水道水の供給を停止する開閉弁を備えたことを特徴としている。
前記2軸回転装置から前記伝達機構を介して前記発電装置に伝わる駆動伝達力を解除する解除装置を備え、当該解除装置によって前記発電装置への前記駆動伝達力を伝達しないようにしつつ、かつ前記2軸回転装置からの排水を揚水することを特徴としている。
01 導入管路
06 取水桝
07 固定渦巻螺旋翼
3 フランジ
4 シール
11 切替弁
12 開放放流排出管
18 水抜きバルブ
19 圧力計
20 蓄電装置
21 電流及び電圧制御用パワーコンデイショナ
22 制御盤
23,24 空気抜きバルブ
25,26 河川
25Z 灌漑用水路
27 軸受
28 増圧流水吐出流路
29 排水流路
30 排水パイプ
32 筐体
63 配管接続フランジ
77 吐き出し翼
78 錘
83 直取水管
100 上部流水タンク
200 流水増圧装置
210 流水増圧シャフト
220 流水増圧シリンダ
230 螺旋翼
231 第1螺旋翼
232 第2螺旋翼
233 第3螺旋翼
234 第4螺旋翼
231a,232a,233a,234a 上端縁
241,242 増圧流水吐出口
250 螺旋状流水流路
300 2軸回転装置
310 第1の回転ピストン
320 第2の回転ピストン
311,321 大径外周面
312,322 小径外周面
313,323 第1の接続周面(受圧面)
314,324 第2の接続周面(背圧面)
315,325 回転軸
316,326 回転同期ギア
318,328 回転駆動用流水充填空間
318a,328a 第1の空間部
318b,328b 第2の空間部
327 回転力伝達ギア
331,332 増圧流水流入口
341,342 減圧流水排出口
350 2軸回転駆動用シリンダ
351 回転ピストン収容空間
371,372 減圧排水促進溝
400 伝達機構
500 発電装置
501 流水循環用揚水パイプ
502 流水外部放出用揚水パイプ
502a 開口放出部
503 流水放流パイプ
600 水路
601 流水導入パイプ
700 畑
800 田んぼ
900 円環状排水管
910,920 半円環状排水路
924,925 開閉弁
926 逆止弁
930 水道水の配管
931 開閉弁
990 開閉バルブ
A 本発明に係る流体機械の実施例
A2 本発明に係る流体機械の実施例
B 本発明に係る流体機械の実施例
C 本発明に係る流体機械の実施例
D 本発明に係る流体機械の実施例
M モータ
DM ダイナモ
E 動力ギア
KS 動力入力ギア軸
ES 動力出力ギア軸
Ec ギア
G ギア
GB ギア分離クラッチ
R 伝達ギア
R1 モーターヘッドギア
R1S 入力伝達ギア軸
R2 中間ギア
R2S 入力伝達ギア軸
R3 動力伝達ギア
R4 回転ギア
R4S 動力入力軸
S 回転増幅器
SS 回転増幅器軸
M 原動機
Claims (10)
- 設置状態で見て、流水を上部から流入させると共に、上部から流入した流水が下部に流れ落ちるにつれて当該流水を増圧していく流水増圧装置と、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の流入と排出を繰り返すことで回転駆動する少なくとも1つの2軸回転装置と、
前記2軸回転装置の回転力を利用して発電する発電装置と、を有し、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の圧力を利用して前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電する流体機械であって、
前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の下端面には、互いに近接した2つの増圧流水吐出口が少なくとも一対備わり、前記下端面には、この増圧された流水吐出口を除いて前記流水増圧装置の内部において液密状態を保つように閉塞しており、
前記2軸回転装置は、2軸回転駆動用シリンダと、当該2軸回転駆動用シリンダに収容され回転軸がこの2軸回転駆動用シリンダから液密状態でそれぞれ突出した第1の回転ピストン及び第2の回転ピストンを有し、前記2軸回転駆動用シリンダは、前記第1及び第2の2つの回転ピストンを収容する回転ピストン収容空間を有すると共に、
前記流体機械の設置状態で見て、前記2軸回転駆動用シリンダの上面には互いに近接した2つの増圧流水流入口が少なくとも一対備わり、かつ前記2軸回転駆動用シリンダの下面には互いに近接した2つの減圧流水排出口が少なくとも一対備わり、
前記流水増圧装置の下端面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水吐出口のそれぞれは、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水流入口のそれぞれに液密状態で連通しており、
前記回転ピストン収容空間は、平面視で2つの円の一部が重なり合った輪郭を有する空間として形成され、
前記2つの回転ピストンはそれぞれ、所定の厚さを有し、外周面が平面視で曲率半径の大きい大径外周面と曲率半径の小さい小径外周面とこれらをそれぞれ繋ぐ第1の接続周面及び第2の接続周面とから構成された平面視異形半月形からなり、
前記2つのピストンの大径外周面は、それぞれ前記回転ピストン収容空間の内周面に液密に接する曲率半径を有し、かつ前記第1の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第2の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有すると共に、前記第2の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第1の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有しており、
前記2つの回転ピストンのそれぞれの回転軸は、前記流体機械の設置状態で見て、回転ピストンの回転中心と同心となって前記2軸回転駆動用シリンダの下面から下方に突出しており、
前記2本の回転軸にはそれぞれ互いに噛合したギアが備わり、この2つのギアの噛合により、回転軸の回転角度に応じて、前記2軸回転駆動用シリンダの回転ピストン収容空間内において、前記一方の回転ピストンの大径外周面と前記他方の回転ピストンの小径外周面とが液密状態を保つように線接触するか、前記一方の回転ピストンの小径外周面と前記他方の回転ピストンの大径外周面とが液密状態を保つように線接触する選択的状態を保つようになっており、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて、前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち一方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち一方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各一方の増圧流水流入口と一方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わり、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち他方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち他方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各他方の増圧流水流入口と他方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わっており、
これによって、前記2軸回転装置が、前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間と前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間への増圧流水の流入と減圧流水の排出を所定の時間差で共に行うようになった開閉弁機能を有するようになっており、かつ
前記第1の回転軸か前記第2の回転軸の何れか一方に、発電装置を駆動する伝達機構が備わっていることを特徴とする流体機械。 - 流水を導入する所定高さの位置に配置された上部流水タンクと、
前記上部流水タンクに流水を流入する流水導入部と、
前記上部流水タンクから流出した流水を増圧する流水増圧装置と、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の流入と排出を繰り返すことで回転駆動する少なくとも1つの2軸回転装置と、
前記2軸回転装置の回転力を利用して発電する発電装置と、を有し、
前記流水増圧装置によって増圧された流水の圧力を利用して前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電する流体機械であって、
前記流体機械は、設置状態で見て前記流水導入部を備えた前記上部流水タンクが最上部に位置し、鉛直方向に立設した前記流水増圧装置の上端部には前記上部流水タンクが接続固定され、前記流水増圧装置の下端部には前記2軸回転装置を挟んで前記発電装置が接続固定され、
前記流水増圧装置は、筒状の流水増圧シリンダと、当該流水増圧シリンダと同心に取り付けられ当該流水増圧シリンダと独立して回転可能な流水増圧シャフトと、前記流水増圧シリンダの内部であって前記流水増圧シャフトの一方の端部から他方の端部まで設けられた螺旋翼からなり、
前記筒状の流水増圧シリンダと前記流水増圧シャフトと前記螺旋翼との間で前記流水増圧装置の長手方向に亘って流路全体が螺旋状をなす螺旋状流水流路が形成され、かつその流路断面積は、前記上部流水タンクが接続された端部から前記2軸回転装置が接続された端部に向かって徐々に小さくなるように形成され、
前記上部流水タンクから前記流水増圧装置の上端部に接続された流水が当該流水増圧装置の螺旋状流水流路の上側入口に導入され、前記螺旋状流水流路を流れることで前記流水増圧装置の下端部から当該流水増圧装置によって増圧された流水として前記2軸回転装置の駆動用空間に流入するようになっており、
前記増圧された流水の圧力によって前記2軸回転装置を回転駆動させることで、前記発電装置によって発電するようになっており、
前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の下端面には、互いに近接した2つの増圧流水吐出口が少なくとも一対備わり、前記下端面には、この増圧された流水吐出口を除いて前記流水増圧装置の内部において液密状態を保つように閉塞しており、
前記2軸回転装置は、2軸回転駆動用シリンダと、当該2軸回転駆動用シリンダに収容され回転軸がこの2軸回転駆動用シリンダから液密状態でそれぞれ突出した第1の回転ピストン及び第2の回転ピストンを有し、前記2軸回転駆動用シリンダは、前記第1及び第2の2つの回転ピストンを収容する回転ピストン収容空間を有すると共に、
前記流体機械の設置状態で見て、前記2軸回転駆動用シリンダの上面には互いに近接した2つの増圧流水流入口が少なくとも一対備わり、かつ前記2軸回転駆動用シリンダの下面には互いに近接した2つの減圧流水排出口が少なくとも一対備わり、
前記流水増圧装置の下端面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水吐出口のそれぞれは、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に形成され互いに近接した一対の2つの増圧流水流入口のそれぞれに液密状態で連通しており、
前記回転ピストン収容空間は、平面視で2つの円の一部が重なり合った輪郭を有する空間として形成され、
前記2つの回転ピストンはそれぞれ、所定の厚さを有し、外周面が平面視で曲率半径の大きい大径外周面と曲率半径の小さい小径外周面とこれらをそれぞれ繋ぐ第1の接続周面及び第2の接続周面とから構成された平面視異形半月形からなり、
前記2つのピストンの大径外周面は、それぞれ前記回転ピストン収容空間の内周面に液密に接する曲率半径を有し、かつ前記第1の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第2の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有すると共に、前記第2の回転ピストンの小径外周面は、前記回転ピストン収容空間の略中央部において、前記第1の回転ピストンの大径外周面と一箇所で液密状態を保ちながら線接触するような曲率半径を有しており、
前記2つの回転ピストンのそれぞれの回転軸は、前記流体機械の設置状態で見て、回転ピストンの回転中心と同心となって前記2軸回転駆動用シリンダの下面から下方に突出しており、
前記2本の回転軸にはそれぞれ互いに噛合したギアが備わり、この2つのギアの噛合により、回転軸の回転角度に応じて、前記2軸回転駆動用シリンダの回転ピストン収容空間内において、前記一方の回転ピストンの大径外周面と前記他方の回転ピストンの小径外周面とが液密状態を保つように線接触するか、前記一方の回転ピストンの小径外周面と前記他方の回転ピストンの大径外周面とが液密状態を保つように線接触する選択的状態を保つようになっており、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて、前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間とで画成されるか又は前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される空間が前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間をなし、
前記第1の回転軸の回転角度に応じて、前記第1の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第2の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち一方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち一方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各一方の増圧流水流入口と一方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わり、
前記第2の回転軸の回転角度に応じて前記第2の回転ピストンと前記回転ピストン収容空間と前記第1の回転ピストンの大径外周面とで画成される前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間が、第1の空間と第2の空間の2つの空間に液密状態で仕切られた状態で、前記2軸回転駆動用シリンダの上面に備わった一対の増圧流水流入口のうち他方の増圧流水流入口から前記第1の空間に増圧された流水が入り込むと同時に、前記第2の空間から前記2軸回転駆動用シリンダの下面に備わった一対の減圧流水排出口のうち他方の減圧流水排出口から減圧した流水が排出されるように当該各他方の増圧流水流入口と他方の減圧流水排出口が2軸回転駆動用シリンダの所定位置に備わっており、
これによって、前記2軸回転装置が、前記第1の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間と前記第2の回転ピストンの回転駆動用増圧流水充填空間の第1の空間及び第2の空間への増圧流水の流入と減圧流水の排出を所定の時間差で共に行うようになった開閉弁機能を有するようになっており、かつ
前記第1の回転軸か前記第2の回転軸の何れか一方に、発電装置を駆動する伝達機構が備わっていることを特徴とする流体機械。 - 前記流水増圧シャフトは、上端から下端に向かって外径が大きくなるようにテーパ状の周面を有しており、
前記流水増圧装置内に流水が充満した状態で、前記流水増圧シャフトを前記螺旋翼と共に回転可能とする駆動機構が備わっていることを特徴とする請求項2に記載の流体機械。 - 前記2軸回転装置の駆動によって減圧して当該2軸回転装置から排出された流水の一部を前記上部流水タンクの備わった高さより低い高さまで再び揚水することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の流体機械。
- 前記流体機械は、排水循環部を有し、前記揚水された排水を当該排水循環部によって前記螺旋状流水流路の前記上部流水タンクの備わった高さより低い高さに位置する部分に再び戻すことを特徴とする請求項4に記載の流体機械。
- 前記揚水された排水が、前記排水循環部を経て前記流水増圧装置に再び戻される代わりに、前記上部流水タンクより下方であって前記流水増圧装置の所定の高さまで揚水して前記流体機械の外部に排出されるようになったことを特徴とする請求項5に記載の流体機械。
- 前記揚水された排水が、前記排水循環部を経て前記流水増圧装置に再び戻される代わりに、前記排水が、前記2軸回転装置の減圧流水排出口から前記流体機械の外部にそのまま排出されるようになったことを特徴とする請求項5に記載の流体機械。
- 前記2軸回転装置の排出部には当該排出部から排出される排水の一部を再び揚水するか又は当該排水の一部をそのまま前記流体機械の設置場所の外部に放出するかの切換え弁が備わっていることを特徴とする請求項4乃至請求項7の何れかに記載の流体機械。
- 前記上部流水タンク及び前記流水導入部を備える代わりに、前記流体機械の設置状態で見て、前記流水増圧装置の上部に水道水を供給することに加えて、この水道水の供給を停止する開閉弁を備えたことを特徴とする請求項2乃至請求項8の何れかに記載の流体機械。
- 前記2軸回転装置から前記伝達機構を介して前記発電装置に伝わる駆動伝達力を解除する解除装置を備え、当該解除装置によって前記発電装置への前記駆動伝達力を伝達しないようにしつつ、かつ前記2軸回転装置からの排水を揚水することを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れかに記載の流体機械。
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