(57)【要約】      （修正有）【課題】それ自体に流出入口を有する回転体に、正圧または負圧の流体エネルギーを供給して回転力を発生させる装置を提供する。【解決手段】吸引管５Ａから吸引し、流体１を回転円周概接線方向に向いた内部流出口３Ａから内部流出型回転体４Ａの内部に流出させて、その時に作用する推力７により内部流出型回転体４Ａを回転させる。あるいは、外部流出型回転体を、流入部を外に出して内空容器で覆い、吸引部から内空容器の内部を吸引することにより、流体１を回転円周概接線方向に向いた外部流出口から外部流出型回転体の外部に流出させて、その時に作用する推力により外部流出型回転体を回転させる。また、これらの組合せの装置により回転力を増大させる。各回転体は、吸引とは逆の流体の圧送によっても回転可能な流出入口構造となっている。【選択図】図１
2014122608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側の回転円周部において回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した外部流入口、
に連通した内側の回転円周部において、
回転円概接線方向であって該外部流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した内部流出口、
を一つ以上有する内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状の内部流出型回転体と、
該内部流出型回転体の回転軸周りにおいて該内部流出型回転体と連通する吸引管と、
該吸引管に対する該内部流出型回転体の相対回転を可能ならしめながら、
該吸引管に該内部流出型回転体を接合する吸引管付回転接合具と、
を備えてなる装置。
【請求項２】
回転体の軸回転を可能とする内部空間を確保した内空容器と、
該内空容器の内部に在って、
内側の回転円周部において回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した内部流入口、
に連通した外側の回転円周部において、
回転円概接線方向であって該内部流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した外部流出口、
を一つ以上有する内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状の外部流出型回転体と、
該外部流出型回転体の回転軸周りにおいて、該外部流出型回転体に連通状態で固定され、
該内空容器の外部に流入部を有する流入管と、
該内空容器に対する該外部流出型回転体の相対回転を可能ならしめながら、
該流入管を介して該内空容器に該外部流出型回転体を接合する流入管付回転接合具と、
該内空容器に連通させて設けた吸引部と、
を備えてなる装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置に加えて、
既存の流入管の流入部に新たな内部流出型回転体を、
該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定すること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置に加えて、
新たな請求項１に記載の装置を、
既存の外部流出型回転体と回転軸を合わせて、
新たな吸引管は、吸引口を既存の内空容器の外部に出した状態で、
既存の吸引部に代えて該既存の内空容器に固定し、
新たな内部流出型回転体は、該既存の内空容器の内部において該既存の外部流出型回転体と重ねて固定すること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置に加えて、
内部流出型回転体が装着されていない状態の、
既存の流入管の流入部に、
新たな内部流出型回転体を、
該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定すること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項６】
請求項３に記載の装置に加えて、
既存の流入管が固定されている面と反対側の面であって、
外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、
既存の内部流出型回転体の面に、
新たな外部流出型回転体を、回転軸を合わせて重ねて固定してなる重合回転体と、
該重合回転体を、一部を既存の内空容器と共用させた新たな内空容器で覆い、
該新たな外部流出型回転体に連通状態で固定した、
該新たな内空容器の外部に流入部を有する新たな流入管と、
該新たな流入管を介して該新たな内空容器に該新たな外部流出型回転体を接合する新たな流入管付回転接合具を備えること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項７】
請求項３に記載の装置に加えて、
基本的仕組みＢの既存の装置が固定されている面と反対側の面であって、
外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、
既存の内部流出型回転体の面に、
基本的仕組みＢの新たな装置の新たな流入管の流入部を、
該既存の内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定して、
該基本的仕組みＢの新たな装置を備えること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項８】
請求項３に記載の装置に加えて、
既存の流入管に既存の内部流出型回転体が固定されている面と反対側の面であって、
内部流出型回転体および流入管が装着されていない状態の、
既存の外部流出型回転体の面に、
新たな流入管を、流入部を既存の内空容器の外部に出した状態で、
該既存の外部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定し、
該新たな流入管と該既存の内空容器とを、新たな流入管付回転接合具により接合し、
該新たな流入管の流入部に新たな内部流出型回転体を、
該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定すること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【請求項９】
請求項４−８に記載の装置であって、
吸引管付回転接合具および流入管付回転接合具の設置に関しては全体で一箇所以上とし、
該吸引管付回転接合具および該流入管付回転接合具の設置が省かれた箇所は、
一連の回転体の回転を阻害せずに概気密となる状態とすること、
によりなる装置。
【請求項１０】
請求項３−９に記載の装置であって、
一連の回転体の構成とした装置における両端部の回転体の外側端面であって、
他の回転体、流入管、および吸引管が装着されていない状態の、
両面の回転軸部において、
点支持により接合する回転支持具を備えること、
によりなる装置。
【請求項１１】
請求項２−１０に記載の装置において、
流体を回転体の外部に流出させて利用する回転体の場合は、
内空容器の内部において屈曲されて、
回転軸との直交面上の任意の回転円における回転円周部概接線方向に流出口として開口している回転管を、
該回転体に代えて回転体とすること、
によりなる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体に備わった流出口からの流体流出時に作用する推力を利用して、回転体を回転させる装置、およびその回転機能を利用する装置に関するものである。複数の回転体を組み合わせて、増大した回転力を得る装置とすることができる。また、正逆双方向の流体の流れに対応させて回転させることができる。
【背景技術】
【０００２】
流体が噴出する時の力を利用して回転エネルギーを得る装置として、スプリンクラーがある。これは、圧力水を細いノズルから噴出させて、反動力である推力によりノズルを備えた回転体を回転させている。目的は、周囲３６０度に散水範囲を拡げることであり、散水距離を伸ばすためにノズルは小口径である。また、回転機能が確保されていれば良く、回転力の大きさへのこだわりは少ない。
【０００３】
流体が噴射する時の推力を利用して、流体エネルギーから積極的に回転エネルギーを回収する装置として、特許文献１が発明されている。該装置は、小口径で多数の噴射口を備えた回転体であるチャンバを重層構造状に有するハウジングを複数つなげて、同一流体の噴射機会を複数箇所に拡げ、流体エネルギーの回収量を増大させる装置である。該装置は、蒸気圧力により発生する流体エネルギーを対象とした利用を目的としており、圧力を高めて噴射させるための小口径の噴射口が多数配置されている。高圧力の流体が必要なことと小口径の噴射口ために、該装置の対象流体は制約される。流体中に混合物が含まれる場合には、噴射口の目詰まり発生による支障が想定されることから、回転装置としての適用は限定される。
【０００４】
特許文献１の装置は、流体エネルギーの回収方式が単一である。つまり、チャンバの重層化およびハウジングの連結により、同じ方法で噴射を繰り返させることにより、同一流体の噴射機会を増す、流体エネルギー回収構造である。また、流体エネルギーの流れる方向が一方向であり、逆方向の流れに対する回転エネルギーの回収については目的としていない。
【０００５】
負圧である吸引による流体力を利用して回転力を得る装置として、掃除機ヘッドの回転ブラシがある。ここでの流体のエネルギー回収は、流体力を羽根に作用させて回転力を得る回転羽根方式が採用されている。ただし、質量の軽い空気を流体とする掃除機では、得られる回転力は大きくはない。
【０００６】
吸引力を用いた物質搬送として、水と伴に堆積土砂を吸引搬送するポンプ浚渫がある。これは、搬送管を利用して連続的に行う効率的な方法である。しかし、吸引の際に、吸引対象の堆積土砂が一体化していることがあり、その様な場合は、採取時に堆積土砂を解きほぐしたり撹拌したりすることが必要となる。そのため、一体化した堆積土砂を吸引するポンプ浚渫（例えば、非特許文献１）においては、事前にカッターにより開削する方法、高圧ジェット水により削土する方法（例えば、特許文献２）、あるいは土砂撹拌装置を用いて土砂を巻き上げた後に吸引したりする方法（例えば、特許文献３）等が提案されている。しかし、これらの方法は、一体化した堆積土砂を解きほぐすための動力源を別途備えねばならない。
【０００７】
一体化した堆積土砂を解きほぐすための動力源として、吸引管の内部に設けた回転羽根による回転力利用が考えられる。しかし、羽根が流体から衝動力を得て回転するために、羽根自体が吸引対象物質を含んだ混合流体に対する障害物となること、および混合流体から受ける衝撃力により羽根が損傷し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０７１４６号
【特許文献２】特開２００６−３４８６６０
【特許文献３】特開２００５−１２０７８４
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】プロムナード  シリーズ「港湾土木工法の基礎知識」浚渫（１）  Ｍａｙ ２００３ Ｖｏｌ.２３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
高圧に拘らない流体エネルギーから、多くの回転エネルギーを回収する装置、の開発が課題である。
【００１１】
同一の装置により、正逆双方向の流体エネルギーから、回転エネルギーを回収する装置、の開発が課題である。
【００１２】
流体エネルギーから回転エネルギーを得る装置において、流体中に混合物が含まれる場合でも目詰まり等が抑制される装置の開発が課題である。
【００１３】
目詰まり等が発生した場合、流体の流れを逆にし、その流体のエネルギーを利用して逆回転をかけることにより目詰まり物質を目詰まり箇所から除去できる装置の開発が課題である。
【００１４】
回転羽根方式による回転は、流体を羽根に当てて回転させる方式であるために、羽根による流体阻害や羽根が被る損壊等の障害がある。そのため、これら障害を解消あるいは軽減した、流体力利用の回転装置の開発が課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、装置における回転体自体に備わっている流出口から、流体が流出する時に作用する、推力を利用して回転力を発生させることを特徴とする装置である。流体エネルギーは高圧に拘らないため、流体の動きを、噴出あるいは噴射ではなく、流出として表現している。
【００１６】
回転体としては、回転体の外部へ流体を流出させる外部流出型回転体と、回転体の内部へ流体を流出させる内部流出型回転体の２通りの回転体を利用することができる。
【００１７】
また、装置における回転体を、前記外部流出型回転体と前記内部流出型回転体を組合せた一連の回転体とすることにより、回転力を増大させることができることを特徴とする。この場合の装置において、２通りの回転体のそれぞれの数と配置は、同じかどちらかが１つ多い個数とし、常に交互に位置する関係とする。
【００１８】
本発明は、装置における流体の流入箇所と流出箇所の流体エネルギーの差により、該装置に備わった回転体の内部に流体を通過させて、該回転体を回転させるものである。正逆送方向の流体の流れに対応でき、正圧を作用させ流体を供給すること、もしくは負圧を作用させ流体を吸引すること、により生じる流出入箇所の流体エネルギーの差を利用して回転エネルギーを得ることができる。
【００１９】
本発明による装置内部に、流体を通過させるにあたっての正圧作用と負圧作用の場合では、装置における流出入の方向あるいは機能が全て逆となる。そのため、正圧作用と負圧作用の場合を併記して本発明の内容を説明することは、装置構成部材名称に混乱を来すこととなる。これ避けるために、以降の説明においては、断りのない限り、負圧作用の場合として記述することとする。
【００２０】
＜基本的仕組みＡ＞
推力を利用して回転体に回転力を発生させる基本的仕組みは、大別して２方式がある。そのうちの一つである基本的仕組みＡの発明は、外部流入口を外側の回転円周部に有し、該外部流入口に連通した内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した内部流出口を、一つ以上有する内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状の内部流出型回転体と、該内部流出型回転体の回転軸周りにおいて該内部流出型回転体と連通する吸引管と、該吸引管に対する該内部流出型回転体の相対回転を可能ならしめながら、該吸引管に該内部流出型回転体を接合する吸引管付回転接合具と、を備えてなり、該外部流入口から繋がる該内部流出口および該吸引管との連通部を除いて、該内部流出型回転体が概密閉状態となることを特徴とする装置である。前記外部流入口から流入する外部の流体が前記内部流出口から前記内部流出型回転体の内部へ流出する時に、該内部流出口に反力として作用する推力により該内部流出型回転体を回転させる。なお、ここで概接線方向と記述しているのは、接線方向が最適であるが、真の接線方向でなくとも推力による回転力を得られることから、真の接線方向に拘らないことによる。また、概密閉状態との記述は、密閉状態としたいが回転接合具の構造的隙間は不可避であることによる。
【００２１】
＜基本的仕組みＢ＞
もう一つの基本的仕組みＢの発明は、回転体の軸回転を可能とする内部空間を確保した内空容器と、該内空容器の内部に在って、外側の回転円周部において回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した外部流出口を、一つ以上有する外部流出型回転体と、該外部流出型回転体の回転軸周りにおいて、該外部流出型回転体に連通状態で固定され、該内空容器の外部に流入部を有する流入管と、該内空容器に対する該外部流出型回転体の相対回転を可能ならしめながら、該流入管を介して該内空容器に該外部流出型回転体を接合する流入管付回転接合具と、該内空容器に連通させて設けた吸引部と、を備えてなり、該流入部から繋がる該外部流出口および該吸引部を除いて、該内空容器が概密閉状態となることを特徴とする装置である。前記流入部から前記外部流出型回転体の内部へ流入した外部の流体が、前記外部流出口から前記内空容器の内部へ流出する時に、該外部流出口に反力として作用する推力により該外部流出型回転体を回転させる。
【００２２】
＜推力発生機会の増＞
また、基本的仕組みＡと基本的仕組みＢを組合せて、２つ以上の回転体を一連の回転体として用いることにより、流体が通過する回転体数を増やして、推力発生の機会を増した装置とすることができる。基本的な組合せとして、２通りある。なお、組合せの回転体の場合は、何れにおいても、装置における各回転体の流出口の方向は、一連の回転体として回転の方向が同一となるように予め調整しておく。
【００２３】
基本的な組合せの一つである基本的組合せＭＡは、基本的仕組みＢの既存の装置に加えて、既存の流入管の流入部に新たな内部流出型回転体を、該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定して、一連の回転体の構成とした組合せである。
【００２４】
もう一つの基本的組合せＭＢは、基本的仕組みＢの既存の装置に加えて、基本的仕組みＡの新たな装置を、既存の外部流出型回転体と回転軸を合わせて、新たな吸引管は、吸引口を既存の内空容器の外部に出した状態で、既存の吸引部に代えて該既存の内空容器に固定し、新たな内部流出型回転体は、該既存の内空容器の内部において該既存の外部流出型回転体と重ねて固定して、一連の回転体の構成とした組合せである。
【００２５】
基本的組合せＭＡおよび基本的組合せＭＢは、更に回転体を増した装置に進展させることができる。
【００２６】
基本的組合せＭＢにおいて、内部流出型回転体が装着されていない状態の既存の流入管の流入部に、新たな内部流出型回転体を、該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定することにより、３つの回転体によりなる一連の回転体の構成とした装置となる。
【００２７】
基本的組合せＭＡにおいて、流入管が固定されている面と反対側の面であって、外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の既存の内部流出型回転体の面に、新たな外部流出型回転体を、回転軸を合わせて重ねて固定して二つの回転体により構成される重合回転体とし、該重合回転体を、一部を該基本的組合せＭＡにおける既存の内空容器と共用させた新たな内空容器で覆い、該新たな外部流出型回転体に連通状態で固定した、該新たな内空容器の外部に流入部を有する新たな流入管と、該新たな流入管を介して該新たな内空容器に該新たな外部流出型回転体を接合する新たな流入管付回転接合具を備えることにより、３つの回転体によりなる一連の回転体の構成とした装置となる。
【００２８】
もしくは、基本的組合せＭＡにおいて、基本的仕組みＢの既存の装置が固定されている面と反対側の面であって、外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、既存の内部流出型回転体の面に、基本的仕組みＢの新たな装置の新たな流入管の流入部を、該既存の内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定することにより、３つの回転体によりなる一連の回転体の構成とした装置となる。
【００２９】
更に、基本的組合せＭＡにおいて、既存の流入管に既存の内部流出型回転体が固定されている面と反対側の面であって、内部流出型回転体および流入管が装着されていない状態の、既存の外部流出型回転体の面に、新たな流入管を、流入部を既存の内空容器の外部に出した状態で、該既存の外部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定し、該新たな流入管と該既存の内空容器とを、新たな流入管付回転接合具により接合し、該新たな流入管の流入部に新たな内部流出型回転体を、該新たな内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定することにより、３つの回転体によりなる一連の回転体の構成とした装置となる。
【００３０】
上述の方法による回転体等の追加は繰り返し行うことができる。つまり、「基本的組合せＭＡ」、もしくは「基本的組合せＭＢ」を、「内部流出型回転体と外部流出型回転体が交互に配置されている、２つ以上の回転体により構成されている装置」、と置き換えること、および「３つの回転体によりなる」を削除することにより、上述の方法は、任意の複数の回転体で構成される一連の回転体によりなる装置へ展開することの説明となる。繰り返しの説明になるが、回転体等の追加を行う対象となる回転体およびその箇所は、吸引管、流入管、および回転体の何れもが固定されていない状態の片面を有する回転体および該片面で無ければならない。
【００３１】
なお、上記一連の回転体による装置においては、回転体を回転可能な状態で上記吸引管もしくは上記内空容器に接合する上記吸引管付回転接合具および上記流入管付回転接合具の設置は、全箇所とすることは必ずしも必要ではなく、回転構造の安定性に支障がなければ全体で１箇所以上とすればよい。ただし、前記吸引管付回転接合具もしくは前記流入管付回転接合具の設置が省かれた箇所は、前記一連の回転体の回転を阻害せずに概気密となる状態にする。ここで、概気密とは、気密にすべきであるが、相対的回転運動をする回転体と吸引管もしくは内空容器の間には、構造的隙間が不可避なことによる。
【００３２】
＜回転支持の簡易化＞
また、上記一連の回転体の構成とした装置の両端部における回転体の外側両端面が、上記吸引管もしくは上記流入管を装着していない状態であれば、該一連の回転体の該外側両端面の回転軸部において、点支持により接合する回転支持具を備えることにより、吸引管あるいは流入管の円周部で接合する上記吸引管付回転接合具あるいは上記流入管付回転接合具に代えて、前記一連の回転体の回転接合を簡易化することができる。
【００３３】
上記一連の回転体の構成において、両端部における回転体の組合せパターンは３通りあり、それらのパターンは、（１）どちらか一端が内部流出型回転体で他の一端が外部流出型回転体、（２）両端ともに内部流出型回転体、および（３）両端ともに外部流出型回転体、となる組合せである。
【００３４】
＜流出口面積への配慮＞
本発明は、装置における回転体の流出口の合計面積を検討するにおいて、得られる回転エネルギーを支配する流体の該流出口における通過流速および流量を考慮に入れて行なうこととなる。前記流出口を大きくしすぎると、該流出口における流速低下要因となる。また、前記流出口を小さくしすぎると、目詰まりと流量制約要因となる。前記流出口の合計面積を、装置へ流体が流入する流入部の面積あるいは流体が吸引される吸引部の面積と同じ程度に定めることにより、速やかな流体の流れが確保され、回転エネルギーの回収を図りながら該流出口の目詰まりを抑制することができる。
【００３５】
＜双方向対応型回転体＞
さて、これまで、装置構成が分かり易いように、基本的仕組みＡでは内部流出型回転体、また、基本的仕組みＢでは外部流出型回転体を用いて装置構成を述べてきた。これら回転体は、流出する方向に関してのみ、回転円周概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した流出口と記載し、回転体円周の反対側にある流入口に関しては、流入する方向に関して特に定めていない。ここで、回転体円周の反対側にある流入口に関しても、回転円周概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した流入口として定めることにより、内部流出型回転体および外部流出型回転体の双方の流出機能を有する双方向対応型回転体とすることができる。この双方向対応型回転体であれば、同一の装置であっても、正圧作用と負圧作用の双方に対応させて回転エネルギーを得る装置とすることができる。
【００３６】
本発明の双方向対応型回転体による装置を負圧利用でなく正圧利用とする場合には、流出入方向が逆となる。よって、装置において、流入口は流出口、流出口は流入口、吸引管は供給管、吸引部は供給部、流入管は流出管、流入部は流出部、内部流出型回転体は外部流出型回転体、また、外部流出型回転体は内部流出型回転体、の機能をそれぞれ担うことになる。
【００３７】
回転体を、内部流出型と外部流出型の双方の機能を有する双方向対応型回転体とすることは、次のようにして行える。すなわち、内部流出型回転体を、外側の回転円周部において回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した外部流入口、に連通した内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって該外部流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した内部流出口、を一つ以上有する内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状の内部流出型回転体、としておくことにより、双方向対応型回転体とすることができる。あるいは、外部流出型回転体を、内側の回転円周部において回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した内部流入口、に連通した外側の回転円周部において、回転円概接線方向であって該内部流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した外部流出口、を一つ以上有する内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状の外部流出型回転体、としておくことにより、双方向対応型回転体とすることができる。これら二つの双方向対応型回転体は、構造的に同じである。
【００３８】
本発明における双方向対応型回転体は、流出口を通過する流体の流れが回転円方向のスムーズな状態となり、流体を装置の内部で速やかに通過させることができることから、エネルギーの効果的な回収につながる。
【００３９】
＜外部流出型回転体としての回転管＞
流体を回転体の外部に流出させて利用する外部流出型回転体の場合は、内空の円筒状あるいは円錐台状もしくは球体状とすることの他に、上記内空容器の内部において屈曲されて、回転軸との直交面上の任意の回転円における回転円周部概接線方向に外部流出口として開口している回転管よりなる回転体に代えることもできる。ただし、回転管よりなる回転体は、推力を発生させる内部流出口を有していない構造となることから、内部流出型回転体としては用いることができない。
【００４０】
＜装置の利用＞
前述の装置を実用的なものにするために、発電利用の場合は回転力を発電機に伝達する、ギア、プーリーおよびベルト等のエネルギー伝達部材を備える。また、吸引による回転力を利用する掃除あるいは浚渫の場合は、解きほぐしあるいは撹拌のための用器具であるブラシ、刷毛、モップ、布、紙、スポンジ、ネット、カッター、ブレード、レーキあるいは撹拌器を目的に応じて装着して物質の吸引を行う。内部流出型回転体に対しては、該内部流出型回転体を任意の箇所に吸込み口を設けたカバー容器で覆い、流体を該内部流出型回転体の流入口まで導流することにより、状況に応じた効果的な吸引形態を設定できる。一般的に利用されているギア、プーリーおよびベルト等のエネルギー伝達方法を用いることにより、必要に応じてトルク調整を行うための回転数変換を行うことや、縦回転から横回転への変換あるいはその逆とすることも可能である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、推力を利用した２つの基本的仕組みによる回転体を基として、２つの基本的仕組みを組み合わせた一連の回転体として構成される装置により、回転体の流出口に発生する推力の発生機会を増やして回転力を増大させることができる。
【００４２】
本発明は、双方向対応型回転体により、同一の装置において、正圧作用および負圧作用の場合における回転体の回転を可能とする装置構造にすることができる。この場合、正逆双方向の流れに対応する回転エネルギーとしての回収を、同一装置で行うことが可能である。また、流出口前後の流体の流れが回転円方向に安定し、回転性能と物質吸引機能の向上に有効である。
【００４３】
本発明は、流体が流出する回転体の流出口の合計面積を、流入管あるいは吸引管の断面積程度として広く確保することにより、該流出口に流体の混合物が目詰まりすることを抑制できる。
【００４４】
本発明は、同一の装置において、正圧作用および負圧作用の場合における回転体の回転を可能としている。回転体の流出口に目詰まりが生じた場合に対して、流体の流れを逆として該回転体を逆回転させることができることから、該流出口の目詰まり物質を除去する効果が期待できる。
【００４５】
本発明は、回転羽根方式のように流体の衝動力を作用させる羽根を用いておらず、回転体に備わった流出口に作用する推力を利用するものである。その結果、流体阻害を抑制した流体のエネルギー利用が行える。また、回転体の内部形状および流出入口を広く円滑にすることで、流体の回転体への接触を緩和させて損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】双方向対応型回転体を用いた基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図（Ａ−Ａ断面）である。
【図２】双方向対応型回転体を用いた基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する側方断面図（Ｂ−Ｂ断面）である。
【図３】内部流出型回転体を用いた基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。
【図４】双方向対応型回転体を用いた基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図（Ｃ−Ｃ断面）である。
【図５】双方向対応型回転体を用いた基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する側方断面図（Ｄ−Ｄ断面）である。
【図６】外部流出型回転体を用いた基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。
【図７】基本的仕組みＢによる装置において回転管を用いた場合の概要を説明する水平投影断面図（Ｅ−Ｅ断面）である。
【図８】基本的仕組みＢによる装置において回転管を用いた場合の概要を説明する側方断面図（Ｆ−Ｆ断面）である。
【図９】推力増大のための基本的モデルの説明図である。    （１）基本的仕組みＡ    （２）基本的仕組みＢ    （３）基本的組合せＭＡ    （４）基本的組合せＭＢ
【図１０】は推力増大のための組合せモデルの説明図である。    （５）組合せＭＣ    （６）組合せＭＤ    （７）組合せＭＥ    （８）組合せＭＦ
【図１１】回転接合具簡易化のためのパターンをモデル化した説明図である。    （１）パターンＡ    （２）パターンＢ    （３）パターンＣ
【図１２】基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１の概要を説明する側方断面図である。
【図１３】基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ２の概要を説明する立体図である。
【図１４】基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１の概要を説明する立体図である。
【図１５】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ１の概要を説明する側方断面図（Ｇ−Ｇ断面）である。
【図１６】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ１の概要を説明する水平断面図（Ｈ−Ｈ断面）である。
【図１７】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ２の概要を説明する側方断面図（Ｉ−Ｉ断面）である。
【図１８】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ２の概要を説明する各水平断面図である。    （１）水平断面図（Ｊ−Ｊ断面）    （２）水平断面図（Ｋ−Ｋ断面）    （３）水平断面図（Ｌ−Ｌ断面）
【図１９】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する側面図である。
【図２０】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する正面図である。
【図２１】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する軸方向断面図（Ｍ−Ｍ断面）である。
【図２２】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する軸直角方向断面図（Ｎ−Ｎ断面）である。
【図２３】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する軸直角方向断面図（Ｐ−Ｐ断面）である。
【図２４】推力増大の組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する軸直角方向断面図（Ｑ−Ｑ断面）である。
【図２５】回転接合具の簡易化による装置例Ｐ１の概要を説明する水平投影断面図（Ｒ−Ｒ断面）である。
【図２６】回転接合具の簡易化による装置例Ｐ１の概要を説明する各側方断面図である。    （１）側方断面図（Ｓ-Ｓ断面）    （２）側方断面図（Ｔ-Ｔ断面）    （３）側方断面図（Ｕ-Ｕ断面）
【図２７】回転接合具の簡易化による装置例Ｐ２の概要を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
＜発明の仕組みの説明＞
＜基本的仕組みＡ＞
図１および図２は、基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図（Ａ−Ａ断面）および側方断面図（Ｂ−Ｂ断面）である。基本的仕組みＡによる装置は、外部の流体１を内部に取り込むために円周外側に外部流入口２Ａを有し、円周内側の円周概接線方向に開口させて内部流出口３Ａを配置した内部流出型回転体４Ａと、内部流出型回転体４Ａの回転軸回りにおいて内部流出型回転体４Ａに連通する吸引管５Ａを備えている。内部流出型回転体４Ａと吸引管５Ａは、内部流出型回転体４Ａが吸引管５Ａに対する相対回転が可能なように回転軸回りにおいて吸引管付回転接合具６Ａを介して接合されている。図１に示す水平投影断面図は、内部流出型回転体４Ａは、二つの半割円を相互にずらして、流入口２Ａおよび内部流出口３Ａを設ける形状としている。そのため、外部流入口２Ａと内部流出口３Ａは表裏一体の状態となっている。なお、吸引管付回転接合具６Ａとは、円滑な回転を確保しながら接合するベアリング等からなる部材の総称として用いている。
【００４８】
基本的仕組みＡによる回転の原理を、吸引管５Ａから吸引する形態で説明する。吸引管５Ａから内部流出型回転体４Ａの内部の流体１を吸引すると、内部流出型回転体４Ａの内部の圧力が下がるため、内部流出型回転体４Ａの外部の流体１が外部流入口２Ａから流入し、内部流出口３Ａから内部流出型回転体４Ａの内部へ流出する。この時、内部流出口３Ａに流体１の流出方向と反対方向へ推力７が作用し、内部流出型回転体４Ａは回転力を得る。なお、外部流入口２Ａあるいは内部流出口３Ａの合計面積は、少ないと内部流出口３Ａにおける流体１の流量が減少するため、また、多いと内部流出口３Ａにおける流体１の流速が低下するため、推力７が小さくなることを考慮して設定する必要がある。このことは、以降に記す全ての回転体に共通したことである。
【００４９】
図１および図２で示す内部流出型回転体の形状は、上述の外部流出型回転体としても用いることができ、上述の双方向対応型回転体の形状となっている。仮に、吸引管５Ａから吸引するのではなく、吸引管５Ａから流体１を供給することとすると、流体１の方向が逆になり、流体１は内部流出型回転体４Ａの外部流入口２Ａから、内部流出型回転体４Ａの内部ではなく外部へ流出する。この時に、図示してある推力７とは反対方向に推力が作用して、内部流出型回転体４Ａが反対方向に回転する。
【００５０】
双方向対応型回転体に該当しない内部流出型回転体４Ａは、図３に示す水平投影断面図のようになる。
【００５１】
＜基本的仕組みＢ＞
図４および図５は、基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図（Ｃ−Ｃ断面）および側方断面図（Ｄ−Ｄ断面）である。基本的仕組みＢによる装置は、外部流出型回転体４Ｂの回転を可能とする内部空間８を有する内空容器９と、内空容器９の内部において円周部外側の円周概接線方向の同一回り方向に外部流出口３Ｂを有する外部流出型回転体４Ｂと、外部流出型回転体４Ｂの回転軸周りにおいて連通状態で固定され内空容器９の外部に流入部２Ｂを有する流入管４Ｂｃと、内空容器９に対する外部流出型回転体４Ｂの相対回転を可能としながら流入管４Ｂｃを介して内空容器９に外部流出型回転体４Ｂを接合し、内空容器９の内外の仕切りとなる流入管付回転接合具６Ｂと、内空容器９と連通する吸引部５Ｂにより構成されている。
【００５２】
基本的仕組みＢによる回転の原理を、吸引部５Ｂから吸引する形態で説明する。吸引部５Ｂを介して流体１を吸引すると内空容器９の内部の圧力が低下するため、内空容器９の外部の流体１が流入管４Ｂｃの流入部２Ｂから流入し、外部流出口３Ｂから内空容器９の内部に流出する。この時、外部流出口３Ｂに流体１の流出方向と反対方向へ推力７が作用し、外部流出型回転体４Ｂは回転力を得ることができる。
【００５３】
図４および図５で示す外部流出型回転体の形状も、上述の内部流出型回転体としても用いることができ、上述の双方向対応型回転体の形状となっている。仮に、吸引部５Ｂから吸引するのではなく、吸引部５Ｂから流体１を供給することとすると、流体１の方向が逆になり、流体１は外部流出型回転体４Ｂの外部流出口３Ｂを通って、内部流出口２Ｂｒから、４Ｂの外部ではなく内部へ流出し、流入部２Ｂから装置の外へ流出する。この時に、図示してある推力７とは反対方向に推力が作用して、外部流出型回転体４Ｂが反対方向に回転する。なお、外部流出型回転体には、内部流出型回転体と同様に、外部流出口３Ｂと表裏一体の状態となって、外部流出型回転体から内空容器に流体を流出させる外部流出口への、回転体内側の流入口として、内部流入口２Ｂｒがある状態となっている。
【００５４】
双方向対応型回転体に該当しない外部流出型回転体４Ｂは、図６に示す水平投影断面図のようになる。
【００５５】
図７および図８の水平投影断面図（Ｅ−Ｅ断面）および側方断面図（Ｆ−Ｆ断面）に示すように、内空容器９の内部における外部流出型回転体４Ｂは、内空容器９の内部で屈曲されて、内部空間８の周縁近傍において、回転軸との直交面上の任意の回転円における円周概接線方向に向けられた外部流出口３Ｂを有する回転管４Ｂｐに替えることもできる。また、図には示さないが、回転管４Ｂｐを分岐させて複数の外部流出口３Ｂを設けたり、複数の流入管４Ｂｃとしたり、流入管付回転接合具６Ｂより流入部２Ｂ側の部分の流入管４Ｂｃを屈曲させたりすることも可能である。
【００５６】
＜推力増大のための組合せの仕組み＞
基本的仕組みＡと基本的仕組みＢを組み合わせた仕組みとして、基本的仕組みＡで用いる内部流出型回転体４Ａおよび吸引管付回転接合具６Ａ、基本的仕組みＢで用いる内空容器９、外部流出型回転体４Ｂおよび流入管付回転接合具６Ｂ、そして基本的仕組みＡで用いる吸引管５Ａあるいは基本的仕組みＢで用いる吸引部５Ｂを備えることにより、流体１を複数の内部流出型回転体４Ａおよび外部流出型回転体４Ｂの内部に通過させて、全体として得られる推力７の増大を図る一連の回転体とすることができる。ただし、内部流出型回転体４Ａおよび外部流出型回転体４Ｂの回転方向が同一方向となるように、各回転体の内部流出口３Ａおよび外部流出口３Ｂの向きを調整しておく必要がある。また、一連の回転体を通過する流体１のエネルギーロスがあり、回転体数を増やせばよいというものではない。  
【００５７】
図９は、推力増大のための基本的モデルの説明図であり、（１）〜（４）は、それぞれ（１）基本的仕組みＡ、（２）基本的仕組みＢ、（３）基本的組合せＭＡおよび（４）基本的組合せＭＢの概要を示すものである。
【００５８】
図９の（３）基本的組合せＭＡは、基本的仕組みＢの既存の装置に加えて、既存の外部流出型回転体４Ｂに連通状態で固定されている既存の流入管４Ｂｃの流入部２Ｂに、新たな内部流出型回転体４Ａ１を、回転軸周りにおいて連通状態で固定している。そして、外部の流体１が該新たな内部流出型回転体４Ａ１の内部へ流出する時と、外部流出型回転体４Ｂから内空容器９の内部へ流出する時の２度に亘り推力を作用させる仕組みである。
【００５９】
また、図９の（４）基本的組合せＭＢでは、基本的仕組みＢの既存の装置に加えて、基本的仕組みＡの新たな装置を、既存の外部流出型回転体４Ｂと回転軸を合わせて、新たな吸引管５Ａ１は、吸引口を既存の内空容器の外部に出した状態で、既存の吸引部に代えて該既存の内空容器９に固定し、新たな内部流出型回転体４Ａ１は、該既存の内空容器９の内部において該既存の外部流出型回転体４Ｂと重ねて固定した組合せである。外部流出型回転体４Ｂの流入部２Ｂから入り、外部流出口から内空容器９の内部へ流出する流体１を、該新たな内部流出型回転体４Ａ１の内部流出口から該新たな内部流出型回転体４Ａ１の内部に流出させて、２度に亘り推力を作用させることができる。
【００６０】
基本的組合せＭＡおよび基本的組合せＭＢは、更に回転体を増した装置とすることができる。図１０は、推力増大のための組合せモデルの説明図であり、（５）〜（８）は、それぞれ（５）組合せＭＣ、（６）組合せＭＤ、（７）組合せＭＥおよび（８）組合せＭＦの概要を示すものである。
【００６１】
図１０の（５）組合せＭＣは、基本的組合せＭＢに加えて、内部流出型回転体が装着されていない状態の既存の流入管の流入部２Ｂに、新たな内部流出型回転体４Ａ１を、該新たな内部流型出回転体４Ａ１の回転軸周りにおいて連通状態で固定したものである。
【００６２】
図１０の（６）組合せＭＤは、基本的組合せＭＡにおいて、流入管が固定されている面と反対側の面であって、外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、既存の内部流出型回転体４Ａの面に、新たな外部流出型回転体４Ｂ１を、回転軸を合わせて重ねて固定して二つの回転体により構成される重合回転体とし、該重合回転体を、一部を該基本的組合せＭＡにおける既存の内空容器９と共用させた新たな内空容器９１で覆い、該新たな外部流出型回転体４Ｂ１に連通状態で固定した新たな流入管４Ｂｃ１、および該新たな流入管４Ｂｃ１を介して該新たな内空容器９１に該新たな外部流出型回転体４Ｂ１を接合する新たな流入管付回転接合具６Ｂ１を備えたものである。
【００６３】
図１０の（７）組合せＭＥは、基本的組合せＭＡにおいて、基本的仕組みＢの既存の装置が固定されている面と反対側の面であって、外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、既存の内部流出型回転体４Ａの面に、基本的仕組みＢの新たな装置の新たな流入管４Ｂｃ１の新たな流入部２Ｂ１を、該既存の内部流出型回転体４Ａの回転軸周りにおいて連通状態で固定して、該基本的仕組みＢの新たな装置を備えたものである。  
【００６４】
図１０の（８）組合せＭＦは、基本的組合せＭＡにおいて、既存の流入管に既存の内部流出型回転体４Ａが固定されている面と反対側の面であって、内部流出型回転体４Ａおよび流入管４Ｂｃが装着されていない状態の、既存の外部流出型回転体４Ｂの面に、新たな流入管４Ｂｃ１を、新たな流入部２Ｂ１を既存の内空容器９の外部に出した状態で、該既存の外部流出型回転体４Ｂの回転軸周りにおいて連通状態で固定し、該新たな流入管４Ｂｃ１と該既存の内空容器９とを、新たな流入管付回転接合具６Ｂ１により接合し、該新たな流入管４Ｂｃ１の該新たな流入部２Ｂ１に新たな内部流出型回転体４Ａ１を、該新たな内部流出型回転体４Ａ１の回転軸周りにおいて連通状態で固定したものである。  
【００６５】
なお、一連の回転体は一体となっていることから、個々の内部流出型回転体４Ａと吸引管５Ａとの接合を吸引管付回転接合具６Ａにより、あるいは外部流出型回転体４Ｂと内空容器９との接合を流入管付回転接合具６Ｂにより、全箇所で行うことは、一連の回転体の回転の安定性を確保できるのであれば必ずしも必要ではない。よって、吸引管付回転接合具６Ａおよび流入管付回転接合具６Ｂによる接合は、全体で１箇所以上とする。ただし、吸引管付回転接合具６Ａ、および流入管付回転接合具６Ｂの設置が省かれた箇所は、一連の回転体の回転を阻害せずに概気密となる状態にする。
【００６６】
＜回転接合具の簡易化のための仕組み＞
構造的に簡易な本発明装置の中で比較的複雑なのが、内部流出型回転体４Ａもしくは外部流出型回転体４Ｂを回転可能としながら安定的支持母体としての吸引管５Ａもしくは内空容器９に接合する、ベアリング等による上記吸引管付回転接合具６Ａもしくは上記流入管付回転接合具６Ｂである。これらは、上記一連の回転体の構成とした装置における両端部の回転体の外側端面が、他の回転体、流入管、および吸引管が装着されていない状態であれば、該一連の回転体の両端部の回転体の両外側端面における回転軸部において、点支持により接合する回転支持具６Ｃを備えることにより、吸引管５Ａもしくは流入管４Ｂｃの円周部で接合する前記吸引管付回転接合具６Ａもしくは前記流入管付回転接合具６Ｂに代えて、該一連の回転体の回転接合を回転支持として、簡易化することができる。
【００６７】
図１１は、一連の回転体の両端部となる内部流出型回転体４Ａあるいは外部流出型回転体４Ｂの外側の回転軸箇所において、内部流出型回転体４Ａの場合は直接に、外部流出型回転体４Ｂの場合は内空容器９を介して、一連の回転体の回転を可能ならしめながら支持する回転支持具６Ｃにより、一連の回転体を支持体に接合するパターンの概要の説明図である。回転支持具との表現としているのは、回転接合具の一種であるが簡易化したものとして区別するためである。なお、上記吸引管付回転接合具６Ａもしくは上記流入管付回転接合具６Ｂは必ずしも設置する必要は無くなるが、この設置が省かれた箇所は、一連の回転体の回転を阻害せずに概気密となる状態にする。また、内部流出型回転体４Ａの内部流出口３Ａおよび外部流出型回転体４Ｂの外部流出口３Ｂの方向は、それぞれ回転方向が一致するように設定する。
【００６８】
回転支持具６Ｃを採用できる一連の回転体の構成において、両端部における回転体の組合せパターンは３通りある。それらのパターンは、（１）どちらか一端が内部流出型回転体４Ａで他の一端が外部流出型回転体４Ｂ、（２）両端ともに内部流出型回転体４Ａ、および（３）両端ともに外部流出型回転体４Ｂ、となる組合せである。
【００６９】
＜発明を実施するための装置例＞
発明を実施するための装置例として、吸引により回転体を回転させる装置例を示すこととする。
＜基本的仕組みＡを利用した装置例＞
＜装置例Ａ１＞
図１２は、基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１の概要を説明する側方断面図である。内部流出型回転体４Ａの全体を底部全面が開口したカバー容器１０で覆い、内部流出型回転体４Ａとカバー容器１０の周縁部における隙間を吸込み口１１とし、内部流出型回転体４Ａの底面に清掃用具１２を装着しているものである。ここで清掃用具とは、清掃面にあてて汚れを落とすために用いるブラシ、刷毛、モップ、布、紙、ネットあるいはスポンジを指している。なお、流入口と吸込み口はイメージ的に混同し易いが、流体１が進入する回転体としての先端部を外部流入口２Ａ、そして、装置外部の流体１を吸引する装置としての先端部を吸込み口１１として区別している。外部流入口２Ａが回転することから、カバー容器１０の内側と内部流出型回転体４Ａとの間であるドーナツ状の空間、となる吸込み口の範囲全体から流体が吸引される。また、内部流出型回転体４Ａの底面が回転することから、清掃用具１２は、該底面全体に装着する必要は無く、一部に装着されていれば清掃用具１２の効果は回転軌跡面全体に及ぶ。具体的には、少なくとも該底面の中心から周縁までの一条の清掃用具１２があれば良いことになる。図１２では、直径分の一条の清掃用具１２を配置している。吸引管５Ａを通じて吸引することにより、吸込み口１１から供給される流体１によって内部流出型回転体４Ａは回転するが、その回転力によるブラシ掛け等が行われ、吸引対象物質は流体１とともに吸込み口１１から吸引される。なお、図１２は吸引対象として網戸面を想定しており、その場合は網戸から空気が供給されるが、当該装置例Ａ１を床に置く場合は、空気供給のための吸気スリット１３をカバー容器１０に確保しなければならない。必要に応じて、スライディングガード１４あるいはキャスター１５を、カバー容器１０の底部周縁部に装着する。
【００７０】
＜装置例Ａ２＞
図１３は、基本的仕組みＡを浚渫時の解きほぐしに利用する装置例Ａ２の概要を説明する立体図である。円筒状の内部流出型回転体４Ａを横にするとともに、外部流入口２Ａにブレード１６を装着している。吸引管５Ａを通じて吸引することにより回転する、内部流出型回転体４Ａに備えられたブレード１６が堆積土を切り込み、水とともに混合流体１７として堆積土を吸引する。なお、切り込み時の負荷の均衡安定化を図るために、外部流入口２Ａおよびブレード１６を螺旋状に配置したり、外部流入口２Ａを点在させたりすることもできる。この装置を左右対称に２基備えることにより、切込み時の左右移動に対する安定性を確保することができる。また、回転方向を違えて前後に備えること（この場合は、前後左右の４基となる。）により、吸引時の前後移動の抑制を行える他に、吸引のオンーオフ操作で前後移動を行わせることができる。
【００７１】
＜基本的仕組みＢを利用した装置例＞
＜装置例Ｂ１＞
図１４は、基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１の概要を説明する立体図である。分かり易くするために、流入管付回転接合具６Ｂとブラシ１０の底面を除いて透視図として示している。また、各部材は肉厚を無視して描写している。外部流出型回転体４Ｂの外側に設ける外部流出口３Ｂは、外部流出型回転体４Ｂの外部に流出する流体１を外側円周概接線方向へ導くために、円周概接線方向に配置している。内空容器９の内部に外部流出型回転体４Ｂが、また、外部に流入部２Ｂが配置されるように、流入管付回転接合具６Ｂを介して、回転体４Ｂに連通する流入管４Ｂｃと内空容器９が接合されている。ここでは、内空容器９は流入管４Ｂｃの先端部まで延長し、回転に対する安全カバーとしている。内空容器９には、吸引部５Ｂが連結されている。外部流出型回転体４Ｂの流入部２Ｂには、ブラシ１８が装着されている。
【００７２】
吸引部５Ｂからの吸引により、流入部２Ｂから外部流出型回転体４Ｂに流入する流体１は、外部流出口３Ｂから外部流出型回転体４Ｂの外部円周概接線方向へ流出し、外部流出口３Ｂへの推力７の作用により外部流出型回転体４Ｂが回転する。この時、流入部２Ｂに装着されたブラシ１８が回転し、回転ブラシ吸引が可能となる。この装置は、コーナー部やサッシの溝などの塵の吸引などに有効である。
【００７３】
＜推力増大のため組合せの仕組みによる装置例＞
＜装置例Ｍ１＞
図１５および図１６は、推力増大のための組合せＭＡを利用した装置例Ｍ１の概要を説明する側方断面図（Ｇ−Ｇ断面）および水平断面図（Ｈ−Ｈ断面）である。これは、基本的仕組みＡによる装置例Ａ１（図１２）と同様に、網戸面の吸引回転清掃を想定した例である。内部流出型回転体４Ａを底部全面が開口したカバー容器１０で覆い、内部流出型回転体４Ａとカバー容器１０の周縁部における隙間を吸込み口１１とし、内部流出型回転体４Ａの底面に清掃用具１２を装着しているものである。吸引部５Ｂから吸引することにより、吸込み口１１から供給される流体１によって内部流出型回転体４Ａと外部流出型回転体４Ｂは同一方向に一体となって回転するが、増大された回転力によるブラシ掛け等が行われ、吸引対象物質は流体１とともに吸込み口１１から吸引される。なお、回転体以外の吸引回転装置としての構成は図１２と同様であるので、図１５では細部に係る記載は省略し、説明図として簡略化している。
【００７４】
＜装置例Ｍ２＞
図１７および図１８は、推力増大のための組合せＭＢを利用した装置例Ｍ２の概要を説明する側方断面図（Ｉ−Ｉ断面）および水平断面図（（１）Ｊ−Ｊ断面、（２）Ｋ−Ｋ断面、（３）Ｌ−Ｌ断面）である。これは、基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１において、内空容器９の内部で、外部流出型回転体４Ｂに加えて内部流出型回転体４Ａを重ねて固定し、基本的仕組みＢにおける吸引部５Ｂの機能を、内部流出型回転体４Ａの吸引管５Ａに共有させて配置しているものである。吸引管付回転接合具６Ａと流入管付回転接合具６Ｂを配置しているが、回転体の回転機能に支障がなければ吸引管付回転接合具６Ａの配置を省くこともできる。その場合は、省いた箇所の概気密性を確保する必要がある。吸引管５Ａから吸引することにより、流体１がブラシ１８の装着された流入管４Ｂｃの流入部２Ｂから流入する。流体１は、外部流出型回転体４Ｂの外部流出口３Ｂから内空容器９の内部に流出してすぐ後に、内部流出型回転体４Ａに外部流入口２Ａから流入し、内部流出口３Ａから内部流出型回転体４Ａの内部に流出して、吸引管５Ａを通じて排出される。外部流出型回転体４Ｂの外部流出口３Ｂおよび内部流出型回転体４Ａの内部流出口３Ａに推力７が作用することにより、増大された回転力によりブラシ１８が回転する。
【００７５】
＜装置例Ｍ３＞
浚渫時の解きほぐしのための利用例として、推力増大のための組合せを利用した装置例Ｍ３の概要を説明する。図１９および図２０は、点在させたブレード１６を有する回転装置の概要を示す側面図および正面図である。また、図２１は、回転装置の軸方向断面図（Ｍ−Ｍ断面）、図２２〜２４は回転装置の各回転体の軸直角方向の断面図（Ｎ−Ｎ断面、Ｐ−Ｐ断面、Ｑ−Ｑ断面）である。図２１に示すように、回転装置の回転軸周りの外周を外殻１９および内殻２０によるシェル構造とし、ブレード１６を点在させる。ブレード１６は開口しており、流体１と吸引対象物の混合流体１７が吸引されるようになっている。シェル構造は、中央に位置する内部流出型回転体４Ａと連通している。また、中央の内部流出型回転体４Ａの両側には、連通させて外部流出型回転体４Ｂを固定配置する。さらに、両側の外部流出型回転体４Ｂの外側に、連通させないで内部流出型回転体４Ａを固定配置する。外側の内部流出型回転体４Ａには、吸引管付回転接合具６Ａを介して回転軸周りに連通させて吸引管５Ａを配置する。中央の内部流出型回転体４Ａの両側に配置された外部流出型回転体４Ｂおよびその隣の内部流出型回転体４Ａは、左右でそれぞれ組を形成して重合回転体となっている。該重合回転体を覆うために、シェル構造の内殻２０および中央の内部流出型回転体４Ａの側板２１に加えて、外側の内部流出型回転体４Ａの外側に密閉板２２を設ける。これにより、該重合回転体を覆うこととなり、内空容器９の機能である密閉状態を確保した内部空間８が形成されることになる。装置例Ｍ３は、中央に位置する内部流出型回転体４Ａを中心として左右対称な構成としている。
【００７６】
図２２〜図２４の各回転体の断面図に示すように、ここでは、内部流出型回転体の内部流出口３Ａおよび外部流出型回転体の外部流出口３Ｂの数をそれぞれ３つとしている。図２２は中央の内部流出型回転体４Ａ、図２３はその両側における外部流出型回転体４Ｂ、および図２４は外側の内部流出型回転体４Ａの断面を示している。図２２に示すように、ブレード１６における開口部から流入した混合流体１７は、ブレード１６が点在するシェル構造部と連通している中央の内部流出型回転体４Ａに流れ込んで、内部流出口３Ａから内部流出型回転体４Ａの内部に流出する。次いで、連通して隣接する外部流出型回転体４Ｂに流れ、図２３に示すように、外部流出口３Ｂから内部空間８に流出する。さらに、図２４に示すように、内部空間８から外側の内部流出型回転体４Ａの内部に流出する。最終的には、吸引管５Ａを通過して、回転体外部へ吸引排出される。ここで、各回転体に推力７が作用する。各回転体は結合されて一連の回転体となっていることから、増大された回転力を得ることができる。
【００７７】
＜回転接合具の簡易化による装置例＞
＜装置例Ｐ１＞
図２５および図２６は、簡易化した回転接合具である回転支持具を使用するために必要な条件である、基本的仕組みＡと基本的仕組みＢによる回転体の構成において、内部流出型回転体４Ａおよび外部流出型回転体４Ｂを、一つの円筒から作成した装置例Ｐ１の概要を示す水平投影断面図（Ｒ−Ｒ断面）および側方断面図（（１）Ｓ−Ｓ断面、（２）Ｔ−Ｔ断面、（３）Ｕ−Ｕ断面）である。（１）は中央部の回転体４Ａにおける断面、（２）は外部流出型回転体４Ｂにおける断面、および（３）はプーリーとベルトによる回転力の伝達部における断面を示している。この装置例Ｐ１は、家庭用掃除機のヘッドノズルを想定している。
【００７８】
一つの円筒の両端と中央に内部流出型回転体４Ａを配置し、各端と中央の内部流出型回転体４Ａの間に基本的仕組みＢの装置を配置している。また、円筒の両端の外側にはプーリー２３を固定している。これらは外部からの流体１の進入を規制するために底部が開口し、吸気スリット１３とスライディングガード１４を備えたカバー容器１０により全体が覆われている。基本的仕組みＢの装置への流体１の流入部２Ｂおよび流入管４Ｂｃの位置は、内部流出型回転体４Ａと外部流出型回転体４Ｂの円筒内部における境界部に相当している。基本的仕組みＢの各装置の内空容器９は、吸引部５Ｂを共有するように連通している。一連の回転体である一つの円筒が、両端に位置するプーリー２３の回転軸部において、カバー容器１０の内側と回転支持具６Ｃにより回転接合されている。これによって、全ての吸引管付回転接合具６Ａおよび流入管付回転接合具６Ｂを省略し、外部流出型回転体４Ｂと内空容器９との境界を概気密状態としている。カバー容器１０の内部では、ブラシ１８を装着した回転棒２４の両端のプーリー２３が、一連の回転体の両端におけるプーリー２３と、ベルト２５を通じて繋がれている。
【００７９】
吸引部５Ｂから吸引すると、連通状態となっている一連の回転体の内部を通じてカバー容器１０の内部が負圧状態となり、吸気スリット１３から外部の流体１がカバー容器１０の内部へ流入する。そして、流体１は備えられている全ての内部流出型回転体４Ａの外部流入口２Ａから流入し、内部流出口３Ａから内部流出型回転体４Ａの内部に流出して推力７による回転力が作用する。次に、流体１は全ての基本的仕組みＢの外部流出口３Ｂから内空容器９の内部へ流出し、ここでも推力７による回転力を作用させる。全ての内空容器９は吸引部５Ｂを共有しており、流体１は吸引部５Ｂへ流入する。全ての推力７による回転力により両端を回転支持具６Ｃに支えられた一連の回転体は回転運動を行うが、その動きはプーリー２３とベルト２５を介して回転棒２４を回転させて、ブラシ１８による回転ブラシ掛けが行われる。なお、流体１の僅かな量が内部流出型回転体４Ａの外部流入口２Ａを通過せずに、接合されていない外部流出型回転体４Ｂと内空容器９の境界から漏れるが、境界を概気密状態とすることでその量は無視できる程度に抑制される。
【００８０】
＜装置例Ｐ２＞
図２７は、簡易化した回転接合具である回転支持具６Ｃを用いて、内部流出型回転体４Ａおよび外部流出型回転体４Ｂを組み合わせた一連の回転体による装置例Ｐ２の概要を説明する側方断面図である。これは、浚渫に用いる先述の装置例Ｍ３を改造したものである。その内容は、左右対称な配置としていた片側を削除して、削除した側の中央の内部流出型回転体４Ａの連通部を閉じて、回転支持具６Ｃの支点を確保している。また、吸引管５Ａであった先に、吸引部５Ｂを備えた内空容器９により覆われる外部流出型回転体４Ｂを結合し、該外部流出型回転体４Ｂの閉じた回転軸部をもう一つの回転支持具６Ｃの支点としている。回転支持具６Ｃ、および回転支持具６Ｃを固定した内空容器９は、安定基盤に支えられた固定治具２６に結合されている。
【００８１】
吸引部５Ｂから吸引することにより、ブレード１６の開口から混合流体１７が流入し、外殻１９および内殻２０により構成されるシェル構造部と連通している内部流出型回転体４Ａから順次外部流出型回転体４Ｂ、内部流出型回転体４Ａ、および外側の外部流出型回転体４Ｂを通過して、各内部流出口３Ａおよび各外部流出口３Ｂに推力が作用する。固定治具２６に固定された回転支持具６Ｃにより支えられた一連の回転体は、浚渫対象物を解きほぐしながら吸引回転する。  
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明装置は、吸引力を利用して円筒状の回転体に回転力を与えることができることから、浚渫におけるカッター等の回転器具を当該回転体に装着して、動力源を別途備えることなく、回転力により堆積土砂を解きほぐし撹拌しながら吸引することができる。また、羽根に衝動力を作用させる回転羽根方式と異なり、吸引された流体は流路断面を確保された回転体の内部を通過することから、羽根による流体阻害あるいは羽根自体の損壊を軽減もしくは解消できる点で採用に有利な装置である。装置への流体の逆送により逆回転を掛けることが可能なため、目詰まりにも対処し易い。一体化した堆積土砂の解きほぐし撹拌作業を伴う吸引ポンプ浚渫の装置が簡易化されることにより、これまで見合わされていた利用機会の増による便益、装置コストやランニングコストの削減、安全性の向上が図れる。回転力は装置全体の移動のための動力としても利用することができることから、自走式の吸引ポンプ掘削浚渫装置となる。
【００８３】
家庭用吸引掃除機を用いての吸引しながらの回転ブラシ掛けとして、ブラシの回転軌跡が吸引対象範囲となり、吸引口径を広くすることが可能であり、掃除効率が向上する。また、小口径のノズルにより、コーナー部やサッシの溝における吸引しにくい塵を対象とした、清掃用具の回転吸引も可能である。本装置は、電動式では困難な水洗浄が可能であることから、装置を常に衛生的な状態にすることができる。一方、大きな動力を用いる工事での水洗浄装置においては、床面のジェット水洗浄後の洗浄水吸引時に、吸引力を利用した回転ブラシ掛けが行えることから、清掃効率が改善し洗浄効果も向上する。
【００８４】
吸引力を利用して推力により回転力を得る装置は、貯水池等から吸引サイホン形式で放水させてのサイホン管呑み口部に発生する、吸引力を利用した発電装置に利用することができる。貯水池内では水質対策などのために、電力を使用する機会が増えているが、発電源を至近の貯水池内に設けることにより、電力利用の利便性を向上させることができる。また、発電に利用されること無く堰下流へ放流されている河川水を利用して、小水力発電が行える。
【００８５】
水位差が逆転変動する２つの水槽を結ぶ配管に本発明装置を装着し、正逆双方向の管路流に対応して回転エネルギーを回収する装置として利用できる。潮汐利用の自然エネルギーの回収に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１  流体
２Ａ  外部流入口
２Ｂｒ  内部流入口
２Ｂ  流入部
２Ｂ１  新たな流入部
３Ａ  内部流出口
３Ｂ  外部流出口
４Ａ  内部流出型回転体
４Ａ１  新たな内部流出型回転体
４Ｂ  外部流出型回転体
４Ｂ１  新たな外部流出型回転体
４Ｂｐ  回転管
４Ｂｃ  流入管
４Ｂｃ１  新たな流入管
５Ａ  吸引管
５Ａ１  新たな吸引管
５Ｂ  吸引部
６Ａ  吸引管付回転接合具
６Ａ１  新たな吸引管付回転接合具
６Ｂ  流入管付回転接合具
６Ｂ１  新たな流入管付回転接合具
６Ｃ  回転支持具
７  推力
８  内部空間
９  内空容器
９１  新たな内空容器
１０  カバー容器
１１  吸込み口
１２  清掃用具
１３  吸気スリット
１４  スライディングガード
１５  キャスター
１６  ブレード
１７  混合流体
１８  ブラシ
１９  （シェル構造の）外殻
２０  （シェル構造の）内殻
２１  （回転体の）側板
２２  密閉板
２３  プーリー
２４  回転棒
２５  ベルト
２６  固定治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月29日(2013.4.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
請求項３に記載の装置に加えて、
既存の請求項２に記載の装置が固定されている面と反対側の面であって、
外部流出型回転体、吸引管および流入管が装着されていない状態の、
既存の内部流出型回転体の面に、
新たな請求項２に記載の装置の新たな流入管の流入部を、
該既存の内部流出型回転体の回転軸周りにおいて連通状態で固定して、
新たな請求項２に記載の装置を備えること、
により、一連の回転体の構成とした装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
請求項３、７、８に記載の装置であって、
一連の回転体の構成とした装置における両端部の回転体の外側端面であって、
他の回転体、流入管、および吸引管が装着されていない状態の、
両外側端面の回転軸部において、
点支持により接合する回転支持具を備えること、
によりなる装置。