JPS642786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液体又は気体の動作流体の振動流れ
（順方向と逆方向に反復的に流れる流れ）によつ
て駆動されるようにしたタービンに関し、特に、
自然の波動水域の上方の空気の運動によつて回転
子を駆動させるようにしたタービンに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 単一のタービンを備えた従来のタービンでは、
その回転子を一方向に連続的に回転させるように
流体の振動流れを導くのに４個の弁を必要とする
欠点がある。

本発明は、このような欠点を解決することを企
図したものである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、互いに間隔をおいて配置さ
れ、共通の軸に取付けられた２つの回転子ブレー
ド配列体と、該２つの回転子ブレード配列体の間
の空間に連通する共通の動作流体通路と、動作流
体を前記空間へ導き、該流体を一方の回転子ブレ
ード配列体へ通す流体入口と、動作流体を前記空
間から導出し、該流体を他方の回転子ブレード配
列体へ通す流体出口と、閉鎖されたときは、動作
流体が前記一方の回転子ブレードを通つて前記空
間へ流れるのを実質的に阻止する入口弁と、閉鎖
されたときは、動作流体が前記空間から前記他方
の回転子ブレード配列体へ流れるのを実質的に阻
止する出口弁とから成り、前記各配列体のブレー
ドは、一方のブレード配列体を通つて前記空間へ
流れる動作流体並びに該空間から他方のブレード
配列体を通つて流れる動作流体が前記回転子を同
じ方向に回転させるように構成されているタービ
ンを提供する。

作 用 本発明によれば、動作流体の流れを制御するた
めの弁は、入口弁と出口弁の２個だけでよい。入
口弁は、前記一方の回転子ブレード配列体を通つ
て動作流体が流れるのを許す開放位置と、動作流
体の流れを阻止する閉鎖位置との間で移動自在の
第１固定子ブレード配列体から成り、該第１固定
子ブレードの移動は、前記共通の通路を通る動作
流体の流れの方向に応じて自動的に行われるよう
に構成する。前記出口弁は、動作流体が前記他方
の回転子ブレード配列体を通つて流れるのを許す
開放位置と、動作流体の流れを阻止する閉鎖位置
との間で移動自在の第２固定子ブレード配列体か
ら成り、該第２固定子ブレードの移動は、前記共
通の通路を通る動作流体の流れの方向に応じて自
動的に行われるように構成する。これらの弁は、
前記回転子ブレードに近接させて高い流体速度の
区域に配置されるので、相当に寸法を小さくする
ことができ、従つて、低い流体速度の区域に配置
しなければならない単一回転子形タービンの弁に
比べて経済的である。

本発明のタービンの上記共通の通路の下端は、
波動作用を受ける水域の水面下に潜没させて配置
することができる。従つて、共通通路は、中空の
コラム又は中空軸によつて構成し、このコラムの
頂部に各回転子を配設し、コラムの下端を波動を
受ける海などの水域に潜没させ、水面の波動運動
によりコラム内に空気の振動流れが生ずるように
することができる。

前記コラムの内部即ち前記共通の通路を前記２
つの回転子ブレード配列体の間の空間に連通さ
せ、前記入口は大気から空気を吸入し、出口は空
気を大気へ排出するように構成する。

別法として、２つの回転子ブレード配列体の間
の前記空間を前記共通の通路を介して大気に連通
させ、前記入口及び出口を前記中空コラムの内部
に接続してもよい。

このタービンの軸は、発電機、ポンプ又は他の
回転機械に連結することができる。

実施例 以下に添付図を参照して本発明の実施例を説明
する。

第１図を参照すると、垂直中空コラム（以下、
単に「中空コラム」又は「コラム」とも称する」）
１６の上方に空気圧を収容するための空間即ち室
１を形成するケーシング２が示されている。中空
コラム１６は、図ではその上端だけが示されてい
る。中空コラム１６の下端（図示せず）は、波動
（波の運動）を受ける水域の水面下に潜没させ、
水がコラム１６内で波動により上下に振動するよ
うになされている。軸受６，７に自由回転しうる
ように装着した共通のタービン軸３に２つの回転
子４，５を固定する。軸受６，７は、タービンケ
ーシング８，９からの突出部によつて支持する。
各回転子４，５に複数のほぼ半径方向に延長させ
たタービンブレード即ち回転子ブレード配列体
（単に、「回転子ブレード」とも称する）１０，１
１を固定する。各ブレードは、両回転子の回転軸
線に対していずれも同じ向きに配設し、回転軸線
に対して平行な方向の空気流により両回転子をそ
の回転軸線の周りに回転させるようにする。各回
転子ブレード配列体１０，１１にそれぞれ軸方向
に近接させて半径方向に延長する第１固定子ブレ
ード配列体（以下、単に「固定子ブレード」とも
称する）１２、及び第２固定子ブレード配列体
（以下、単に「固定子ブレード」とも称する）１
３を設ける。これらの固定子ブレードは、空気流
が各回転子ブレードの間を通る前に各固定子ブレ
ードの間を通るように配置する。

固定子ブレード１２，１３の各々は、それぞれ
半径方向に延長させた回転自在軸１４，１５に固
定する。従つて、これらの軸１４，１５はそれぞ
れ円形配列体を構成する。同一配列体の各軸は、
それぞれ１つ置きの軸（隣の隣の軸）に適当な部
材によつて連結し、各配列体のすべての軸をそれ
ぞれの軸線の周りに同時に回動させることができ
るようにし、その回動の大きさに応じてそれらの
軸に付設されている固定子ブレード１２，１３を
回動させ、その結果隣接するブレードの位置関係
（間隔の大きさ）に応じて、それぞれ関連する回
転子ブレード１０，１１の間へ通す空気の量を例
えば締切り弁のように制限したり、あるいは回転
子ブレードに向つて接近する空気流の角度を制限
する役割を果たす。かくして、一方の固定子ブレ
ード配列体１２は、一方の回転子ブレード配列体
１０を通つて動作流体が流れるのを許す開放位置
と、動作流体の流れを阻止する閉鎖位置との間で
移動自在の入口弁を構成し、他方の固定子ブレー
ド配列体１３は、動作流体が他方の回転子ブレー
ド配列体１１を通つて流れるのを許す開放位置
と、動作流体の流れを阻止する閉鎖位置との間で
移動自在の出口弁を構成する。

作動においては、中空コラム１６内の波が上昇
すると、室１の下方の水中の上昇波によつて室１
内の空気圧が増大せしめられ、矢印２１で示され
るように上昇空気流が生じる。この増大した空気
圧により適当な制御装置（図示せず）を介して自
動的に入口弁即ち一方の固定子ブレード１２が回
転され、固定子ブレード１２を通しての空気流が
実質的に遮断されるが、出口弁即ち他方の固定子
ブレード１３は開放位置のままに保持される。

かくして、空気は、矢印１８で示されるよう
に、室１から出口弁１３を通り、回転子ブレード
１１の間を通つて大気中へ流出し、それによつて
回転子５を回転させタービン軸３を回転させる。

次に、水柱内の波が下降すると、室１内の空気
圧が減少し、入口弁即ち固定子ブレード１２がそ
の閉鎖位置から開放位置へ回動せしめられ、大気
からの空気が矢印１９で示されるように固定子ブ
レード１２の間を通つて回転子ブレード１０へ向
けられる。それと同時に、出口弁即ち他方の固定
子ブレード１３は、開放位置から閉鎖位置へ回動
せしめられ、固定子ブレード１３を通しての空気
流は実質的に遮断される。かくして、大気から矢
印１９で示されるように回転子ブレード１０を通
つて流入した空気流は、室１内に流入し、矢印２
２で示されるように、下降空気流を生じる。矢印
１９で示される空気流によつて回転子４、従つて
タービン軸３を同じ方向に継続的に回転させる。
この過程は、中空コラム１６内の水柱の波の連続
的上下動によつて繰返され、タービン軸を連続的
に駆動させる。一方の回転子からエネルギーが取
出されている間、他方の回転子も回転し続けてい
るので、他方の回転子の風損により系全体として
若干のエネルギー損失がもたらされるが、他方の
回転子のブレードに近接している固定子ブレード
が閉じて空気の流れを遮断しているので、該他方
の回転子のブレードを通る二次的空気流が最少限
にされるから、系全体として高い効率が得られ
る。

場合によつては、中空コラム１６内の空気圧に
応じて固定子ブレードを回動させる機械的制御装
置を設ける代わりに、固定子ブレードが中空コラ
ム１６内の水柱の水面高さの変化に応じて蝶形弁
のように空気圧によつて直接開放され、ばねによ
つて閉鎖位置へ戻されるように構成してもよい。

第２図に示される本発明の変型実施例において
は、第１図の実施例のように回転子４への空気導
入口及び回転子５からの空気排出口を大気に開放
させる代わりに、回転子４への空気導入口及び回
転子５からの空気排出口を中空コラム１６の頂部
に連通させ、回転子４と５の間の共通通路をダク
ト１７を介して大気に開放させる構成とされてい
る。この実施例では、第１固定子ブレード１２
は、室１からの空気を回転子ブレード１０を通し
て大気へ流出させる出口弁を構成し、第２固定子
ブレード１３は、大気からの空気を回転子ブレー
ド１１を通して室１へ流入させる入口弁を構成す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、垂直中空コラム内に波動による水の
上下振動によつて空気流を創生し、その空気流に
よつて駆動されるようにした本発明のタービンの
概略断面図、第２図は、本発明の別の実施例によ
るタービンの概略断面図である。 図中、１は室又は空間、２はケーシング、３は
タービン軸、４，５は回転子、１０，１１は回転
子ブレード、１２，１３は固定子ブレード、１６
は中空コラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに間隔をおいて配置され、共通の軸に取
   付けられた２つの回転子ブレード配列体と、該２
   つの回転子ブレード配列体１０，１１の間の空間
   １に連通する共通の動作流体通路と、動作流体を
   前記空間へ導き、該流体を一方の回転子ブレード
   配列体１０へ通す流体入口と、動作流体を前記空
   間から導出し、該流体を他方の回転子ブレード配
   列体１１へ通す流体出口と、閉鎖されたときは、
   動作流体が前記一方の回転子ブレード配列体１０
   を通つて前記空間へ流れるのを実質的に阻止する
   入口弁１２と、閉鎖されたときは、動作流体が前
   記空間から前記他方の回転子ブレード配列体１１
   へ流れるのを実質的に阻止する出口弁１３とから
   成り、前記各回転子ブレード配列体は、一方の回
   転子ブレード配列体１０を通つて前記空間へ流れ
   る動作流体並びに該空間から他方のブレード配列
   体１１を通つて流れる動作流体が前記軸を同じ方
   向に回転させるように構成されているタービン。 ２ 前記入口弁１２は、前記一方の回転子ブレー
   ド配列体１０を通つて動作流体が流れるのを許す
   開放位置と、動作流体の流れを阻止する閉鎖位置
   との間で移動自在の第１固定子ブレード配列体１
   ２から成り、該第１固定子ブレード配列体の移動
   は、前記共通の通路を通る動作流体の流れの方向
   に応じて自動的に行われるように構成した特許請
   求の範囲第１項記載のタービン。 ３ 前記出口弁１３は、動作流体が前記他方の回
   転子ブレード配列体１１を通つて流れるのを許す
   開放位置と、動作流体の流れを阻止する閉鎖位置
   との間で移動自在の第２固定子ブレード配列体１
   ３から成り、該第２固定子ブレード配列体の移動
   は、前記共通の通路を通る動作流体の流れの方向
   に応じて自動的に行われるように構成した特許請
   求の範囲第１又は２項記載のタービン。 ４ 前記動作流体のための共通の通路の下端は、
   波動を受ける水域の水面下に終端している特許請
   求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のタービ
   ン。 ５ 前記共通の通路は、中空コラムから成り、前
   記両回転子は該コラムの頂部に配置されており、
   該コラムの下端は波動を受ける水域内に潜没され
   ており、前記入口弁１２は大気から空気を吸入
   し、前記出口弁１３は大気へ空気を排出するよう
   にした特許請求の範囲第４項記載のタービン。 ６ 前記両回転子ブレード配列体の間の前記空間
   は、前記共通の通路を介して大気に連通されてお
   り、前記入口及び出口は、波動を受ける水域の水
   面下に終端する中空コラム１６の内部に接続され
   ており、水面が波動により上昇すると、空気が前
   記空間から一方の回転子ブレード配列体を通して
   大気へ流出せしめられ、水面が波動により下降す
   ると、空気が大気から他方の回転子ブレード配列
   体を通して前記空間内へ流入せしめられるように
   構成されている特許請求の範囲第１〜３項のいず
   れかに記載のタービン。 ７ 発電機、ポンプ又は他の回転機械に接続する
   ようになされた特許請求の範囲第１〜６項のいず
   れかに記載のタービン。