JPS6130154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動する流体、たとえば、大洋の流
れや潮流のエネルギーを利用して動力を得る新規
な流動流体エネルギー利用装置に関する。

従来、たとえば、昭和９年実用新案出願公告第
5500号公報や実公昭25−1394号公報などで、川な
どの流れのエネルギーを利用する装置は知られて
いる。これらの従来装置では、重量のある剛性部
材を用いて流れの与える曲げ荷重に対処してお
り、コストの点で問題がある。また、別の構造も
提案されているが、いずれも、構造複雑であり、
経済的でもない。

本発明の目的は、川、大洋の流れなどの流動流
体に含まれるほとんど無限のエネルギーを、従来
知られていない技術概念に基づいて利用する非常
に簡単で、実用的で、かつ信頼でき経済的な装置
を提供することにある。

この目的を達成すべく、本発明は、流体の流れ
の持つエネルギを利用する流動流体エネルギ利用
装置であつて、一対の隔たつた係留装置と、流体
の流れを横切つて掛渡され、前記係留装置に取付
けた端部を有する懸架装置と、この懸架装置に取
付けてありかつ流れに沈められており、流体の流
れを横切つて延びている回転フオイル装置と、流
れの動きによつて生じた前記フオイル装置の回転
運動によつて駆動されるように連結した動力発生
装置とを包含する流動流体エネルギ利用装置にお
いて、前記懸架装置が前記係留装置間に延在して
それに相対的に回転できる１つまたはそれ以上の
細長い可撓性のある懸架要素を包含し、前記回転
フオイル装置が整合した状態で前記懸架要素に装
着した細長いリフト・フオイル要素を包含するこ
とを特徴とする流動流体エネルギ利用装置を提供
する。

また、本発明は、流体の流れの持つエネルギを
利用する流動流体エネルギ利用装置であつて、一
対の隔たつた係留装置と、流体の流れを横切つて
掛渡され、前記係留装置に取付けた端部を有する
懸架装置と、この懸架装置に取付けてありかつ流
れに沈められており、流体の流れを横切つて延び
ている回転フオイル装置と、流れの動きによつて
生じた前記フオイル装置の回転運動によつて駆動
されるように連結した動力発生装置とを包含する
流動流体エネルギ利用装置において、前記懸架装
置が前記係留装置間を延び、それぞれにリフト・
フオイル要素を装着した複数本のケーブルを有す
る可撓性のある懸架ケーブル条体と、前記懸架装
置を支持する少なくとも１つの浮遊構造体と、前
記ケーブルに取付けてあり、前記ケーブル条体と
共に回転できる複数の隔たつたロータとを包含
し、前記浮遊構造体が前記ロータも支持しており
かつ前記動力発生装置も支持しており、前記回転
ロータ装置が前記懸架装置に整合状態で装着した
細長いリフト・フオイル要素を包含することを特
徴とする流動流体エネルギ利用装置を提供する。

この発明を実施する装置は基本的に、流動する
水に掛渡された堅固に係留された強いケーブル懸
架装置を有する。ケーブル懸架装置の間隔をおい
た位置に浮遊船が取付けられ、流動体を横断する
懸架ケーブル装置の安定し、かつ均一に支持され
た張力を保証している。この発明の好ましい形態
において、対応数のローターがその回転軸を流体
の流れに対して横方向にし、かつローターが総体
的に垂直平面内で回転するように、浮遊船から吊
下げられる。

リフト・フオイルと、流体の流れに相対的にフ
オイルの迎え角を周期的に調整し、かつ完全な回
転サイクル中に各フオイルからの合成リフト力を
比較的一定にするための関連制御装置が、浮遊船
とローターとの間に配置され、かつ個々の懸架ケ
ーブルにピボツト可能に取付けられる。フオイル
要素により発生された合成力は懸架ケーブルと共
にローターを一方向に回転させ、このローターの
回転により適当な動力発生装置が作動される。

主流れの両側に配置された陸地に係留された構
造体または突提は、リフト・フオイル要素により
誘導されてローターと共に自由に回転するように
懸架ケーブル端部を支持する。

この発明の第２実施例において、揺動クランク
アームに懸架され、かつ流動流体内に沈められた
対のフオイル要素は、流れにより発生されたリフ
ト力（揚力）に応答して、適当なリングを介し
て、発電機駆動ローターを一方向に回転させる。

この発明の別の重要な形態および利点は下記の
詳細な説明から明らかになるであろう。

図面において同一番号は同一部片を表わしてい
るか、先ず第１−４図において、一対の突提また
は係留所１０と１１が第１図に示すように、川の
ような流動流体の両側に建造される。突提１０と
１１はコンクリートで形成され、陸地または部分
的あるいは全体的に流れの中に配置され、かつ利
用できる主流動体の両側付近で流れの底部に配置
される。

突提１０と１１から吊下げられ、かつ流れを横
断してケーブル懸架装置が掛渡され、これは図示
の実施例において５本の別々の吊下げられたケー
ブル１２から成つている。また、これと異なる数
のケーブルも利用でき、そしてこの発明は関連し
て説明される正確な数のケーブル、または正確な
数の金属部片（フオイル）要素に限定されるもの
ではない。

流体の流れが懸架ケーブル装置を回転させるこ
とになるから、ケーブル１２の両端部は係留要素
または円錐体１３に確実に固定され、この係留要
素は隣接する突提１０または１１に設けられた開
口を通る端部回転シヤフト１４に剛直に固定され
る。コンクリート突提１１の空所内に、好ましく
はテーパーを有する低摩擦のスラスト・ベアリン
グ要素１５が配置され、前記ベアリングはシヤフ
ト１４に確実に取付けられた第２ベアリング要素
１６を回転可能に受容する。この装置または同等
の装置により、懸架ケーブル装置の両端部は確実
に固定され、そして装置の作動中に自由に回転で
きるようにされている。

両端に安定用かじ１８を備えた多数、たとえば
３つの流線型の浮遊船（はしけ）１７が、第１図
において流れの中央部と、その両側に配置され
る。これらの浮遊船は第２図において総体的に１
９で示す通常の動力取出し、および／または発生
装置を収容し保持しており、かつ回転入力要素ま
たは歯車２０を含む。各浮遊船の好ましくはその
中央下方に直接回転リング２１が吊下げられ、こ
れは発電（動力発生）機歯車２０の歯とかみ合う
周縁歯車２２を有する。各回転リング２１は一対
のスプリング負荷を受けたローラー懸架架台（ク
レイドル）２３を介して、この浮遊船１７の下方
に自由に回転できるように吊下げられ、前記架台
は回転リング（ローター）を流れの乱れおよびそ
の他の自然力により或る程度移動することができ
るようにすると共に、前記回転リングを発電機歯
車２０に接触させる作用を有する。回転リングが
瞬間的に発電機歯車から離れると、スプリング負
荷を受ける架台が２つの要素を適当に係合させる
ように移動させる。

幾つかの船１７と回転リング２１との間に、多
数の円周方向に隔置されたリフト・フオイル要素
または翼２４が、懸架ケーブル１２の数の対応し
て、第２図に示すように、その中央にケーブル１
２を受入れて延びており、したがつて断面フオイ
ル要素はケーブルに対称に支持され、フオイル要
素に関連する後部制御羽根２５の作動に応答して
施動する。ケーブル１２は回転リング２１の開口
を通り、幾つかの浮遊船の下方を通り、円錐体１
３に固定されその端部の間は連続しており、ある
いは切断されていない。その結果、ケーブル１
２、リフト・フオイル２４および回転リング２１
から成る装置全体は、後述するように流れにより
一方向に回転するように、流動流体を横切つて取
付けられ、または吊下げられている。第３図に示
すように、回転リング２１の両側で懸架ケーブル
にスペーサー２６が利用され、それにより、むし
ろ長い翼状のフオイル２４の端部をローター本体
から少し分離し、構造体を総体的にさらに安定す
るようにしている。

図から解るように回転リング２１の回転軸はほ
ぼ一直線上に整合し、流体の流れを横切つて、総
体的に流れに対して直角方向に延びている。した
がつて、回転リングは流れの方向に平行なほぼ垂
直平面内で小さい抗力において回転する。ここ
で、構造体全体が小さい質量で小さい牽引力を有
することが考えられる。それは非常に小型で、少
数の部片しか含まない。柔軟な懸架装置を利用す
ることにより、固有の流れの変動の限界内で装置
が自己調整および自己適合することができ、した
がつて、変形または適合することができない剛性
の機構より信頼性があり、実際的であり、かつ耐
久性がある。

この装置の基本作動は回転リング２１、ケーブ
ル１２およびフオイルから成る装置に対して一方
向の回転を与えるフオイル要素２４の独特の能力
である。そのため流動流体によりフオイル２４を
介してもたらされたリフト（上昇）力、およびそ
の結果の総体的な接線力が利用される。

第４Ａ図において、４つのフオイル２４が円の
異なる４つの象限に示してある。この図は５つ
の、またはそれ以上のフオイルにも適用できる
が、図面および説明を簡単にするために単純化し
てある。流体の流れが矢印２７の方向にある場
合、象限内のフオイル２４上のリフト力は、そ
の大きさおよび方向の両方をベクトル２８で示
す。この対応するリフト力のベクトル２８が他の
象限内でどのように変化するかをその大きさおよ
び方向で示してある。この変化を助け、リフト力
を維持するために、したがつて、回転中もフオイ
ルの回転を引起こす効果をほぼ一定にするため
に、フオイルに制御羽根２５が設けてある。この
制御羽根２５については、特許第904808号明細書
を参照されたい。この特許第904808号明細書にお
いて、フオイル断面４２の姿勢は、ベローズ６０
とリンクまたはロツド５８を含む流体装置６５に
よつて調整される調整羽根５２により影響を受
け、制御される。この特許第904808号明細書に記
載されている機構を利用して制御羽根２５を作動
させてリフト・フオイル２４の制御を行なうこと
ができることは当業者には明らかであろう。よつ
て、図面および説明を簡略化するためにここに特
許第904808号明細書を参考資料として援用する。
同様の遠隔操作の油圧または他の流体圧制御装置
を利用することにより、制御羽根２５および最終
的には枢着されたフオイルは、比較的一定リフト
成分を維持するという特定の目的のために、流体
媒体中を円形経路に沿つて運動中にその姿勢およ
び迎え角を自動的に周期的に変化する。

さらに第４Ａ図において、フオイル２４により
回転リング２１にもたらされる実際の回転力は接
線トルク・ベクトル２９と呼ばれるものにより表
わされており、これは常に回転速度ベクトル３０
と方向が一致する。この図はさらにフオイルの抗
力を表わすベクトル３１と、合成力ベクトル３２
を含み、これらはリフト力・ベクトル２８と抗力
ベクトル３１の合成力である。流れの速度はベク
トル３３で示してあり、ベクトル３４はベクトル
３０と３３の合成力である。

さらに、この装置は流れの横断方向の異なる傾
域において、流れの速度の変動を補償することが
できなければならない。言いかえると、流れ全体
は一定の速度で流れているわけではなく、その結
果、一つまたはそれ以上の回転リング２１はより
速く、またはよりおそく回転することにより、し
たがつて、長いフオイル２４と共にケーブル懸架
装置がねじれ、あるいはもつれることになる。し
たがつて、特許第904808号明細書に記載されてい
るように、この装置は液圧その他の制御手段を有
し、それにより羽根２５を独立して制御し、した
がつてフオイル２４の姿勢を独立して制御して、
異なる横断方向領域において生じる流れの速度の
変動を補償している。

リフト・フオイル２４の作動および制御におい
て、そして構造体に安定した一方向の回転を生じ
させる能力において、ヘリコプターのリフト・ロ
ーターの作動、および完全な円運動中に週期的に
自動的に個々の回転翼のピツチを変化させる週期
的ピツチ制御装置との間に不正確ではあるが強い
類似性が認められる。回転翼が空気中を飛行方向
へ移動し、または回転中にそこから引込む時に、
相対速度、およびしたがつてリフト力の変動を補
償することが必要である。移動する流れに対する
フオイルの連続する変動関係を補償するため、フ
オイル２４の迎え角を総体的に周期的に制御する
同一の装置がここで利用される。したがつて、矢
印２７の方向の流体の流れが、流れの異なる位置
において幾つかのフオイル２４に定常的に当たる
場合、第４Ａ図に示すように接線トルク発生力２
９が集合的に得られ、羽根２５により必要な補償
調整を行ないながら、前述の力はフオイルのサイ
クル中、または円径路全体にわたつて比較的一定
に維持される。

回転リング２１および構造体全体に与えられた
回転により入力歯車２２が駆動され、したがつて
発動装置１９が作動され、これは通常の伝導装置
により任意の所望位置へ電力を送ることができ
る。

第５，６図にこの発明の修正例を示し、ここで
は、対をなすリフト・フオイル３６，３６′の位
相外れ周期振動運動により一方向の回転が、目的
において歯車２０に相当する発電要素３５に伝え
られる。対のフオイルは個々の制御羽根３７を有
し、これは移動する流体媒体中でフオイルの同様
な補償制御を行なう前述の羽根２５と同様の機能
を有する。特に修正例において、対のフオイル３
６と３６′は浮遊船４１の垂下脚部４０に対して
３９においてピボツト留めされた揺動フレーム３
８に保持されている。フレーム３８と共に移動す
る短かいクランク４２が長い直立シフト・リンク
４４に対して４３においてピボツト留めされてお
り、前記リンク４４はベルクランク４５にピボツ
ト留めされ、これは４６において浮遊船４１にピ
ボツト留めされている。最後に、ベルクランク４
５の対応アームは追加リンク４７により、浮遊船
４８において、回転可能に取付けられた回転要素
３５へ連結される。

前述の実施例と同様にコンクリート製係留体４
９が流れの両側に建造され、これらの係留体に対
をなす懸架ケーブル５０，５０′が固定される。
これら対をなすケーブルは、前述の実施例におい
てケーブル１２がフオイル２４を通つて延びてい
るのと実質的に同様に、対をなす翼状フオイル３
６と３６′を通つて長手方向に延びている。ケー
ブルは浮遊船４１の外側にあり、（第６図参照）、
係留所４９の間で流れを横切つてとぎれることな
く延び、浮遊船と結合状態で装置全体を支持して
いる。

同一の可変リフト現象を利用した作動中、対の
リフト・フオイル３６と３６′はその連結フレー
ム３８と共にピボツト３９の軸の回りに揺動す
る。そうするとリンク４２−４４−４５−４７が
交互に適当な順序で作動され、一方向の回転がこ
の装置の各回転入力要素３５へ伝えられ、これは
適当な動力発生装置へ連結される。対をなす２組
の位相外れ振動は３５において連続する一方向回
転を保証する。第５，６図において矢印５１で示
す流体の流れに関連して、フオイル３６と３６′
の姿勢または迎え角は前述の方法により周期的に
調整され、対のフオイルに対して比較的一定のリ
フト力と比較的で均一で連続する揺動をもたら
す。流れの異なる横断方向領域における流速の変
動に対する同様の補償が、前述の実施例において
説明されたのと同様に実施される。

ここに図示し説明したこの発明の形態はその好
ましい例であり、部片の形状、寸法および配列状
態はこの発明の範囲内で種々変更できることは明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動流体に含まれるエネルギーを利用
する装置または機構の概略斜視図、第２図は第１
図の２−２線に沿う概略拡大断面図、第３図は第
２図の３−３線に沿う概略断面図、第４図は懸架
ケーブル係留所と回転ベアリング装置の概略拡大
断面図、第４Ａ図は流動流体により回転フオイル
要素に生じる周期的に変動する力を示すベクトル
図、第５図はこの装置の修正例を示す概略斜視
図、第６図は第５図の６−６線に沿う概略図であ
る。 １０，１１：係留装置、１２：懸架装置、２
０：動力発生装置、２４：リフト・フオイル（揚
力翼片）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の流れの持つエネルギを利用する流動流
   体エネルギ利用装置であつて、一対の隔たつた係
   留装置と、流体の流れを横切つて掛渡され、前記
   係留装置に取付けた端部を有する懸架装置と、こ
   の懸架装置に取付けてありかつ流れに沈められて
   おり、流体の流れを横切つて延びている回転フオ
   イル装置と、流れの動きによつて生じた前記フオ
   イル装置の回転運動によつて駆動されるように連
   結した動力発生装置とを包含する流動流体エネル
   ギ利用装置において、前記懸架装置１２が前記係
   留装置１０，１１間に延在してそれに相対的に回
   転できる１つまたはそれ以上の細長い可撓性のあ
   る懸架要素を包含し、前記回転フオイル装置が整
   合した状態で前記懸架要素に装着した細長いリフ
   ト・フオイル要素２４を包含することを特徴とす
   る流動流体エネルギ利用装置。 ２ 流体の流れの持つエネルギを利用する流動流
   体エネルギ利用装置であつて、一対の隔たつた係
   留装置と、流体の流れを横切つて掛渡され、前記
   係留装置に取付けた端部を有する懸架装置と、こ
   の懸架装置に取付けてありかつ流れに沈められて
   おり、流体の流れを横切つて延びている回転フオ
   イル装置と、流れの動きによつて生じた前記フオ
   イル装置の回転運動によつて駆動されるように連
   結した動力発生装置とを包含する流動流体エネル
   ギ利用装置において、前記懸架装置が前記係留装
   置１０，１１間を延び、それぞれにリフト・フオ
   イル要素２４を装着した複数本の可撓性のあるケ
   ーブル１２を有する懸架ケーブル係留要素１３
   と、前記懸架装置を支持する少なくとも１つの浮
   遊構造体１７と、前記ケーブルに取付けてあり、
   前記ケーブル係留要素と共に回転できる複数の隔
   たつたロータ２１とを包含し、前記浮遊構造体１
   ７が前記ロータも支持しておりかつ前記動力発生
   装置１９も支持しており、前記回転フオイル装置
   が前記懸架装置に整合状態で装着した細長いリフ
   ト・フオイル要素２４を包含することを特徴とす
   る流動流体エネルギ利用装置。