(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れによって回転する回転体を有し、該回転体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する流体発電装置において、
前記回転体に設けられ、該回転体が回転することで、流体の流れの上流側に流体受入口が位置し内部に流体を受入可能な受入可能状態と、該流れの下流側に該流体受入口が位置し内部に流体を受入不能な受入不能状態との間で状態変化する２つの流体受入部材を備え、
前記回転体は、前記受入可能状態の流体受入部材内に流体が流入することで回転エネルギーを生じるものであり、
前記２つの流体受入部材は、一方の流体受入部材が受入可能状態にあるときに他方の流体受入部材は受入不能状態になり、該流体受入部材が前記受入可能状態にあるときに該流体受入部材の内部に流体を導いて該流体受入口を拡大させる流体導入部材を有するものであり、
前記流体受入部材は、前記流体受入口を画定する縁部の一部が前記回転体に対して接離する方向に移動自在に配置され、該一部と該回転体との間隔が変化することで該流体受入口の大きさも変化するものであり、
前記流体導入部材は、前記間隔を所定間隔以上に保つ間隔保持部材と、前記一部に前記袋体の剛性よりも高い剛性の剛性部材とを有するものであることを特徴とする流体発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流れによって回転する回転体を有し、該回転体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する流体発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流れによって回転する回転体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する流体発電装置が存在する。この流体発電装置として、流体受入口が流体の流れにおける上流側になる位置では内部に流体を受入可能な受入可能状態となり、流体受入口が下流側になる位置では内部に流体を受入不能な受入不能状態に状態変化する複数の流体受入部材を回転体に取り付けた流体発電装置が提案されている。回転体が回転することで、流体受入部材は受入可能状態と受入不能状態を交互に繰り返していく。この回転体には、複数の流体受入部材の内の少なくとも一つが常に受入可能状態となるように、複数の流体受入部材が回転体の所定位置にそれぞれ配置されている。また、受入不能状態にある流体受入部材は、流体受入部材が収縮して流体抵抗が小さくなるので、その流体受入部材が回転体の回転の妨げとなることを抑制できる。一方、受入可能状態にある流体受入部材の内部に流体が流入して膨張し、その流体受入部材が流体の流れに押されることで、回転体を回転させる力を得ることができる。このような流体発電装置を開示したものとして、たとえば特許文献１〜３に記載されたものが知られている。
【０００３】
また、後ろ方向に移動したときに流体を受入可能な受入可能状態になり、前方向に移動したときに流体を受入不能な受入不能状態となる流体受入部材を水中に有する浮遊体を２つ備えた水上移動具が考えられる。この水上移動具によれば、受入可能状態の流体受入部材は膨張して水の抵抗を受け、受入不能状態の流体受入部材は収縮して水の抵抗が小さくなるので、その２つの浮遊体を例えば交互に前後に移動させることで水上を前方向に進むことができる。水上移動具を開示したものとして、たとえば特許文献４に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１００５１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５５８８６号公報
【特許文献３】特開昭６１−２４４８７６号公報
【特許文献４】特開昭６１−２１８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者が研究したところ、流体受入部材が受入可能状態となっても、流体受入部材内部に流体が全く流入しない場合や流体受入部材内部に流体が流入するまでに相当時間がかかる場合があることが分かった。これは、受入不能状態となった流体受入部材は、流体受入口が閉じてしまい、一旦流体受入口が閉じると、回転体が回転してその流体受入部材が受入可能状態となっても、閉じている流体受入口からは流体受入部材内に流体が流入しにくくなることが原因と考えられる。流体受入部材内部に流体が全く流入しない場合には、流体の流れが回転体の回転運動として寄与できない。また、流体受入部材の内部に流体が流入し、流体受入部材が完全に膨らむまでの膨張課程では、流体受入部材に流入した流体は流体受入部材を膨らめる力として働き、回転体の回転エネルギーとして殆ど作用しない。流体受入部材内部に流体が流入するまでに時間がかかると、流体の流れが回転体の回転運動に寄与するまでに時間かかってしまう。その結果、回転体が回転しない、或いは回転体の回転数が少なくなるといった問題が生じてしまう虞がある。
【０００６】
また、水上移動具でも、上述の回転体と同様に、浮遊体を後ろ方向に移動しても流体受入部材内部に流体が全く流入しない場合や流体受入部材内部に流体が流入するまでに時間がかかってしまう場合があることが分かった。これらの場合、浮遊体を前後方向に移動させても移動できない、或いは水上を移動する移動量が小さくなるといった問題が生じてしまう虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、効率よく動作できる工夫がなされた流体発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の流体発電装置は、流体の流れによって回転する回転体を有し、該回転体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する流体発電装置において、
前記回転体に設けられ、該回転体が回転することで、流体の流れの上流側に流体受入口が位置し内部に流体を受入可能な受入可能状態と、該流れの下流側に該流体受入口が位置し内部に流体を受入不能な受入不能状態との間で状態変化する２つの流体受入部材を備え、
前記回転体は、前記受入可能状態の流体受入部材内に流体が流入することで回転エネルギーを生じるものであり、
前記２つの流体受入部材は、一方の流体受入部材が受入可能状態にあるときに他方の流体受入部材は受入不能状態になり、該流体受入部材が前記受入可能状態にあるときに該流体受入部材の内部に流体を導いて該流体受入口を拡大させる流体導入部材を有するものであり、
前記流体受入部材は、前記流体受入口を画定する縁部の一部が前記回転体に対して接離する方向に移動自在に配置され、該一部と該回転体との間隔が変化することで該流体受入口の大きさも変化するものであり、
前記流体導入部材は、前記間隔を所定間隔以上に保つ間隔保持部材と、前記一部に前記袋体の剛性よりも高い剛性の剛性部材とを有するものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の流体発電装置によれば、受入可能状態にある流体受入部材の流体受入口を素早く確実に拡大させることができ、回転体を効率よく回転させ、発電装置の発電する電気エネルギーを増大させることができる。また、所定間隔に応じた開口が維持されるので、受入可能状態にある流体受入部材の流体受入口に流体を素早く流入させることができる。
【００１０】
前記流体受入部材は、前記流体受入口を画定する縁部の一部が前記回転体に対して接離する方向に移動自在に配置され、該一部が、前記回転体から離れることで該流体受入口の大きさが拡大するものであり、
前記流体導入部材は、前記一部から前記流体受入部材の外部側に突出した突出部を有し、
前記突出部は、突出端に向けて、前記一部が前記回転体から離れる方向に傾斜したものであることが好ましい。
【００１１】
前記突出部を有することで、受入可能状態にある流体受入部材の流体受入口に流体を素早く流入させることができる。
【００１４】
また、前記間隔保持部材は、前記剛性部材と一体のものであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、効率よく動作できる工夫がなされた流体発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る流体発電装置を示す平面図である。
【図２】図１の流体発電装置の側面図である。
【図３】図１に示す回転体を下側から見た斜視図である。
【図４】水の流れによって図１に示す回転体が回転する状態を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、図４に示す流体受入部材が膨らんだ状態を示す図、（ｂ）は、図４に示す流体受入部材が扁平状となった状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る流体発電装置の設置状態を示す側面図である。
【図７】図６に示す流体発電装置の要部を示す斜視図である。
【図８】第３の実施形態に係る流体発電装置を示す側面図である。
【図９】第４の実施形態に係る回転体をその下面（着水面）側から見た斜視図である。
【図１０】（ａ）は図９に示す流体受入部材が膨らんだ状態を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図、（ｃ）は、図９に示す流体受入部材が扁平状となった状態を示す図、（ｄ）は（ｃ）のＢ矢視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、第５の実施形態に係る水上移動具を示す側面図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）を下側から見た下面図である。
【図１２】図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態に係る流体発電装置を図面にしたがって説明する。
【００２５】
まず、図１〜図５に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体発電装置１を示す平面図であり、図２は、図１の流体発電装置１の側面図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る流体発電装置１は、水面又は海面に浮くフローティングユニット４と、フローティングユニット４を所定領域に係留する係留手段９とを有している。フローティングユニット４は、流体の流れ（水流）によって回転する回転体３と、回転体３の上面に設けられた発電機７とを備えている。なお、図１では発電機７を省略している。回転体３の下面（着水面）には、複数の流体受入部材５が取り付けられている。
【００２７】
係留手段９は、フローティングユニット４を支持する支持アーム１１が連結された矩形状の枠体から成るフレーム１８と、岩場等の不動領域に固定された支柱１３と、フレーム１８と支柱１３との間に回動自在に連結されたリンク部材１５とを有している。リンク部材１５は、回転自在に支柱１３に接続された主リンク１５ａと、その主リンク１５ａにそれぞれ回転自在に接続された一対の接続リンク１５ｂとを備えている。支柱１３と主リンク１５ａにはジャッキ２０の端部がそれぞれ連結されている。洪水が発生したときなど、必要なときには、主リンク１５ａをジャッキ２０により上方に持ち上げることで、フローティングユニット４を水面より引き揚げることができる。
【００２８】
支持アーム１１の先端部にはベアリング１７が固定されており、このベアリング１７を介して発電機７の回転軸７ａが支持アーム１１に接続されている。また、発電機７の本体７ｂは、図示しない固定機構で、フレーム１８に固定されている。
【００２９】
水流によって生じる回転体３の回転エネルギーは発電機７によって電気エネルギーに変換され、得られた電力は図示しないケーブルにより蓄電器に蓄えられ、あるいは電力消費体へ送られる。
【００３０】
図３は、水面に浮く回転体３をその下面（着水面）側から見た斜視図である。
【００３１】
回転体３は発泡スチロール等の浮力が得られる材質で円盤状に形成されており、その下面には周方向に略等間隔に複数の流体受入部材５が設けられている。本実施形態では、回転体３をその材質による浮き性によって浮かせているが、内部を空洞化して浮力を得るようにしてもよい。また、本実施形態では、この流体受入部材５を８つ設ける例を示すが、流体受入部材５は２つ以上であればよい。回転体３の中央部は発電機７の回転軸７ａを固定する軸ベース１９となっている。
【００３２】
流体受入部材５は、ビニール樹脂等の柔軟性を有する材料でポケット状に形成されており、流体（水）が流入する流体受入口２１を回転体３の回転方向に対して同一向きにして配置されている。流体受入部材５なお、流体受入部材５を袋状に形成し、その袋状の一部分を回転体３に貼り付けても良い。この流体受入部材５は、水があまり漏れないように数箇所でねじ等により回転体３に固定されている。もちろん、回転体３と接する部分を全て固着してもよい。
【００３３】
流体受入部材５の、流体受入口２１を画定する縁部５０の一部（以下、対向縁部５０１と称する）は、回転体３に対して接離自在に配置されている。その対向縁部５０１が、回転体３から離れることで、流体受入口２１の大きさが拡大する。
【００３４】
流体受入部材５には、流体導入部材１６が設けられている。この流体導入部材１６は、流体受入部材５より剛性が高く水流を受けても変形しない板状の部材であり、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、流体受入部材５の内部であって対向縁部５０１に貼り付けられた基部１６０と、対向縁部５０１から流体受入部材５の外部側に突出した突出部１６１とを有している。この突出部１６１は、突出端に向けて対向縁部５０１が回転体３から離れる方向に傾斜している。
図３では分かり易いように、各流体受入部材５が完全に膨れた状態、換言すれば、回転体３に最も大きな回転エネルギーを与える最大の抵抗形状になった状態を示しているが、水流が作用しない状態ではこのような保形性は有しておらず、上記柔軟性によって型崩れして扁平化した形状となる。
【００３５】
図４は、水流によって図１に示す回転体３が回転する状態を示す斜視図であり、図５（ａ）は、図４に示す流体受入部材５が膨らんだ状態を示す図、図５（ｂ）は、図４に示す流体受入部材５が扁平状となった状態を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、破線矢印で示す水流は回転体３の全体に対して同一向きに流れる。この流れに対して図４の手前側の流体受入部材５は、流体受入口２１が水流の上流側に位置し水を受入可能な受入可能状態となっている。この受入可能状態では、流体受入口２１が水流と対向するため、図５（ａ）に示すように、水が流体受入口２１から入り込み、流体受入部材５が膨れる。膨れた流体受入部材５は、水流に対して抵抗体となり、回転体３を図４の矢印Ｒ方向に回転させる回転エネルギーを生じさせる。
【００３７】
水が入り込んで膨れた流体受入部材５は回転体３の回転に伴って移動する。流体受入部材５が一定の固定形状を有している場合、図４の奥側の流体受入部材５は回転体３をＲ方向とは逆向きに回転させる抵抗体となり、回転エネルギーが極端に弱まるか拮抗して回転しない状態となる。
【００３８】
本実施形態における流体受入部材５は、回転体３の回転により流体受入部材５が移動して流体受入口２１が流れの下流側（図４の奥側）に位置すると流体を受入不能な受入不能状態になる。流体受入部材５は柔軟性を有する材質で形成されているので、受入不能状態で、その流体受入部材５が流体受入口２１が存在する側とは反対側から水流を受けると、図５（ｂ）に示すように、流体受入部材５内部の水が吐き出されて流体受入部材５は扁平状となり流体受入口２１は閉じる。また、流体受入部材５が扁平状となると、その流体受入部材５が回転を弱める抵抗体としての影響は殆どなくなる。
【００３９】
このような構成とすれば、回転体３を水面に浮かべておくだけでどの方向の水流も同様に利用することができ、簡易かつ低コストな構成で発電効率を高めることができる。
【００４０】
本実施形態では流体受入部材５の変形容易性（可変性）を柔軟な材質によって得ることとしたが、ヒンジ等により予め折り畳み可能な折り目を付けてにしておけば、柔軟性を有する材質ではなくても変形容易性を得ることができる。
【００４１】
また、対向縁部５０１には、流体導入部材１６が取り付けられているので、図５（ｂ）に示すように流体受入部材５が受入不能状態となった後、回転体３の回転に伴って受入可能状態に状態変化すると、流体受入部材５の内部に水が素早く流入する。流体導入部材１６が存在しない場合には、受入可能状態となっても閉じた流体受入口２１が水流によって回転体３に押さえ付けられてしまい、流体受入口２１が閉じたままになってしまうことがある。本実施形態では、流体受入部材５の流体受入口２１が上流側に位置すると、突出部１６１に向かって流れる水は、突出部１６１によって流体受入口２１の口内に向かう。すなわち、突出部１６１によって、流体受入部材５の内部に水を導いて流体受入口２１を素早く確実に拡大させることができる。また、突出部１６１に向かう水流は、流体導入部材１６（対向縁部５０１）を回転体側縁部から離間させる力としても作用するので、流体受入口２１をより素早く確実に拡大させることができる。
【００４２】
この実施形態によれば、受入可能状態となった流体受入部材５を素早く確実に膨らませることができるので、回転体３を効率よく回転させて流体発電装置１の発電効率を高めることができる。
【００４３】
続いて、図６及び図７に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施の形態で説明した構成上及び機能上の重複した説明は特に必要がない限り省略し、要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
【００４４】
図６は、第２の実施形態に係る流体発電装置の設置状態を示す側面図であり、図７は、図６に示す回転体の要部を示す斜視図である。
【００４５】
本実施形態における流体発電装置１は、図６に示すように、例えば川の水が流れ落ちる傾斜面４１に設置して使用するものである。
【００４６】
流体発電装置１は、回転体３２と、傾斜面４１に間隔をおいて固定された２つの脚４３とを備えている。回転体３２は、各脚４３に回転可能に支持された支持部材としての２つのローラ４５と、これらのローラ４５間に循環移動可能に掛け回された移動体で且つ回転体本体としての無端状のベルト４７と、ベルト４７の表面に略等間隔に配置された複数の流体受入部材５とを有している。この流体受入部材５の流体受入口２１には、流体導入部材１６が取り付けられている。また、図７に示すように、一方のローラ４５には、発電機７の回転軸７ａが固定されている。この回転軸７ａは、ベアリング１７を介して支持アーム１１に支持されている。また、発電機７の本体７ｂは、図示しない固定機構により回転不能に固定されている。なお、ベルト４７を歯付ベルトとし、ローラ４５を歯付ベルトとかみ合う歯を設けた歯付プーリとしてもよい。
【００４７】
図６に波線で示す矢印は、川の流れを示している。流体受入口２１が川の流れの上流側に位置し、受入可能状態となっている流体受入部材５は水流を受けて流体受入部材５が膨らんでいる。この受入可能状態の流体受入部材５が水流を受けることで、ベルト４７を回転させる回転エネルギーが生じている。流体受入口２１が川の流れの下流側に位置し、受入不能状態となっている流体受入部材５は扁平状となり、回転を弱める抵抗体としての影響は殆どなくなる。
【００４８】
扁平状となった流体受入部材５の流体受入口２１が上流側に位置すると、突出部１６１に向かって流れる水は、突出部１６１によって流体受入口２１の口内に向かう。すなわち、突出部１６１によって、流体受入部材５の内部に水を導くことができる。また、流体受入口２１を素早く確実に拡大させることができる。  この実施形態によれば、受入可能状態となった流体受入部材５を素早く確実に膨らませることができるので、回転体３を効率よく回転させて流体発電装置１の発電効率を高めることができる。
【００４９】
また、この実施形態では、地面側（図６における下側）で受入可能状態と成る流体受入部材５を設けているので、川の水が少なく、水面が低い場合であっても、流体受入部材５が水流を受けて回転体３を回転させることができる。
【００５０】
続いて、図８に基づいて第３の実施形態を説明する。図８の実施形態は、垂直方向に流れ落ちる川の滝部分に流体発電装置を設置する形態である。
【００５１】
図８は、第３の実施形態に係る流体発電装置を示す側面図である。
【００５２】
これまでの実施形態は主に水流による力を受けることで回転体を回転させる回転エネルギーを得るものであった。これに対し、この実施形態では、主に流体受入部材５に流入した水の重量により回転エネルギーを得る点が異なる。
【００５３】
本実施形態における流体発電装置１の回転体３４は、ローラ４５と、そのローラ４５に巻き掛けられた無端状のベルト４７と、ベルト４７の表面に略等間隔に配置された複数の流体受入部材５とを有している。ローラ４５はベルト４７の内側であって、ベルト４７の上部に設けられている。流体受入部材５の流体受入口２１には、流体導入部材１６が取り付けられている。流体受入口２１が流体受入部材５の上側に位置している受入可能状態では、流れ落ちてくる滝部の水が、流体導入部材１６に導かれて流体受入部材５内部に流入し、流体受入部材５が膨らんでいる。この受入可能状態の流体受入部材５の内部に流入した水の重量により、図８における反時計回りにベルト４７を回転させる回転エネルギーが生じている。流体受入口２１が流体受入部材５の下側に位置し、受入不能状態となっている流体受入部材５は扁平状態となり、滝部を流れ落ちてくる水が流体受入部材５の内部に流入することはない。また、受入不能状態では、流体受入部材５は、滝部の水から離れた位置にあるので、水の流れがベルト４７の回転を妨げることもない。さらに、滝部の水が増えた場合でも、受入不能状態にある流体受入部材５は、扁平状となっているので、回転体３４の回転を弱める抵抗体としての影響は殆どない。
【００５４】
発電機７は、滝部よりも上方に設けられた台座６１に固定されている。ローラ４５は、発電機７に固定されたアーム６２によって回転自在に保持されている。アーム６２の内部にはローラ４５の回転を伝達するチェーンなどの図示しない回転伝達機構が設けられており、ローラ４５の回転は、駆動チェーンを介して発電機７に伝達されている。なお、ベルト４７に流体受入部材５を多数配置することにより、水量が少なくとも大きな回転力を得ることが出来る。
【００５５】
この実施形態でも、受入可能状態となった流体受入部材５を素早く確実に膨らませ、回転体３４を効率よく回転させて流体発電装置１の発電効率を高めることができる。
【００５６】
引き続き、図９および図１０に基づいて第４の実施形態を説明する。
【００５７】
図９は、第４の実施形態に係る回転体３６をその下面（着水面）側から見た斜視図である。
【００５８】
本実施形態では、流体受入部材５の流体受入口２１を画定する縁部５０に、柔軟性のある厚手の開口維持部材５１を備えている。流体受入部材５の、流体受入口２１を画定する縁部５０以外の部分は、例えば厚さ１ｍｍのビニール樹脂等の柔軟性を有する材料で形成されている。開口維持部材５１は、厚さ２ｍｍ以上の弾性体（ここではシリコンゴム）で形成されている。
【００５９】
図９に示すように、図９の手前側の流体受入部材５は、流体受入口２１が水流の上流側に位置し水を受入可能な受入可能状態となっている。この受入可能状態では、流体受入口２１が水流と対向するため、水が流体受入口２１から入り込み、流体受入部材５が膨れる。膨れた流体受入部材５は、水流に対して抵抗体となり、回転体３６を回転させる回転エネルギーを生じさせる。
【００６０】
図９の奥側の流体受入部材５は、流体受入口２１が水流の下流側に位置し水を受入不能な受入不能状態となっている。受入不能状態では、流体受入部材５は、流体受入口２１が存在する側とは反対側から水流を受け、流体受入部材５内部の水が吐き出されて扁平状となる。ただし、本実施形態では、受入不能状態でも流体受入部材５に開口維持部材５１を備えているので、流体受入口２１は完全に閉じずに開口の一部は維持される。
【００６１】
図１０（ａ）は図９に示す流体受入部材５が膨らんだ状態を示す図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ矢視図、図１０（ｃ）は、図９に示す流体受入部材５が扁平状となった状態を示す図、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）のＢ矢視図である。
【００６２】
受入可能状態では、流体受入口２１が水流と対向するため、図１０（ａ）に示すように、水が流体受入口２１から入り込み、流体受入部材５が膨れる。図１０（ｂ）に示すように、流体受入部材５が膨れた状態では、開口維持部材５１は円弧状をしている。また、開口維持部材５１は、水流のない無負荷時にも自身の弾性による復元力によって流体受入口２１が最も拡大した形状である円弧状をしている。図１０（ｃ）に示すように、受入不能状態の流体受入部材５は流体受入口２１が存在する側とは反対側から水流を受ける。この受入不能状態では、流体受入部材５内部の水が吐き出されて流体受入部材５の流体受入口２１とは反対側の部分は扁平状となる。図１０（ｄ）に示すように、この受入不能状態にある流体受入口２１は、水流を受けてある程度変形し、受入可能状態にあるときよりも流体受入口２１が縮小するものの、開口維持部材５１の弾性により完全に閉じずに体受入口２１は多少の開口が維持される。すなわち、開口維持部材５１は、受入不能状態にある流体受入口２１が密閉されない形状を自身の弾性によって維持する。なお、本実施形態では、流体受入口２１を画定する縁部５０に開口維持部材５１を設けているが、受入不能状態でも流体受入口２１が密閉しない位置であれば、流体受入部材５の別の位置に開口維持部材５１を設けてもよい。また、開口維持部材５１を金属製のバネで構成してもよい。
【００６３】
本実施形態では、流体受入部材５が受入可能状態になると、開口維持部材５１によって維持された開口に向かって流れる水がすぐに流体受入部材５の内部に流入する。また、開口維持部材５１は自身の弾性により流体受入口２１を拡大させるので、受入可能状態となった流体受入部材５は素早く確実に膨らむ。これにより、回転体３を効率よく回転させて流体発電装置１の発電効率を高めることができる。
【００６４】
本実施形態の流体発電装置からは、流体の流れによって回転する回転体を有し、該回転体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する流体発電装置において、前記回転体に設けられ、該回転体が回転することで、流体の流れの上流側に流体受入口が位置し内部に流体を受入可能な受入可能状態と、該流れの下流側に該流体受入口が位置し内部に流体を受入不能な受入不能状態との間で状態変化する２つの流体受入部材を備え、前記回転体は、前記受入可能状態の流体受入部材内に流体が流入することで回転エネルギーを生じるものであり、前記２つの流体受入部材は、一方の流体受入部材が前記受入可能状態にあるときに他方の流体受入部材は前記受入不能状態になり、該受入不能状態にあるときに前記流体受入口が縮小するものであり、該流体受入口が密閉されるこを防止する開口維持部材を有するものであることを特徴とする流体発電装置といった発明思想を導きだすことができる。また、この流体発電装置において、前記開口維持部材は、前記流体受入口を画定する縁部に設けられ、受入可能状態にある該流体受入口を拡大させる復元力を有する弾性体で構成されているものであってもよい。
【００６５】
次に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１２に基づいて第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態では、２つの浮遊体を前後方向に動作させることにより生じる推進力によって水の上を進む水上移動具について説明する。
【００６６】
図１１（ａ）は、本実施形態に係る水上移動具６０を示す側面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）を下側から見た下面図である。また、図１２は、図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面である。この図１１（ａ）および図１１（ｂ）では、浮遊体７１を前後方向にずらした状態が示されている。図１１（ａ）および図１１（ｂ）では図の左側が浮遊体７１の前側となり、図の右側が浮遊体７１の後ろ側となる。また、図１１（ａ）および図１１（ｂ）における左方向を前方向と称し、右方向を後ろ方向と称することがある。
【００６７】
本実施形態に係る水上移動具６０は、２つの浮遊体７１と、各浮遊体７１の下面（着水面）に取り付けられた流体受入部材８１とを備えている。浮遊体７１は、発砲スチロールなどの浮力が得られる材質で構成されており、前側部分の下面が傾斜した船形状に形成されている。浮遊体７１を構成する材料は、発砲スチロールでなくても浮遊性があればよく、例えば内部に空洞を有する樹脂製のものであってもよい。浮遊体７１の前後方向の略中央部分には、上方が開口した凹部７３が形成されている。この凹部７３は、水上移動具６０を使用する人が足を挿入する空間を形成する部分である。
【００６８】
流体受入部材８１は、柔軟性を有するビニール樹脂によってポケット状に構成されたものであり、後端部分に流体受入口８４を有する。また、流体受入部材８１の上面は浮遊体７１の下面にネジなどで固定されている。流体受入部材８１なお、流体受入部材８１を完全な袋状に形成し、その袋状の一部分を浮遊体７１に貼り付けても良い。図１１（ａ）に示すように、この実施形態では、流体受入部材８１は２つの浮遊体７１に４つづつ設けているが、浮遊体７１に設ける流体受入部材８１の数はいくつでもよく、例えば１つづつでもよい。
【００６９】
図１２に示すように、流体受入部材８１の、流体受入口８４を画定する縁部８２の一部（以下、対向縁部８２１と称する）は、浮遊体７１に対して接離自在に配置されている。その対向縁部８２１と浮遊体７１との間隔が変化することで、流体受入口８４の大きさも変化する。
【００７０】
図１２に示すように、流体受入部材８１には、流体導入部材８５が設けられている。この流体導入部材８５は、剛性部材８３と間隔保持部材８７とから構成されている。剛性部材８３は、流体受入部材８１の、浮遊体７１と対向する部分に溶着されている。この剛性部材８３は、流体受入部材８１に接着材などで貼り付けてもよい。剛性部材８３は、流体受入部材５より剛性が高く水の抵抗を受けても変形しない樹脂製の板状部材であり、前端部分がヒンジ８６により浮遊体７１に結合されている。また、剛性部材８３の後端部分は対向縁部８２１まで延在している。なお、剛性部材８３として、金属製や木製の板状部材を用いてもよい。剛性部材８３は、浮遊体７１に対して接近する方向と離れる方向にヒンジ８６を中心として回転可能となっている。なお、ヒンジ８６は必ずしも設けなくてよいが、ヒンジ８６を設けることで剛性部材８３の回転動作を安定させることができる。
【００７１】
剛性部材８３の上面には、流体導入部材８５の回転を規制する間隔保持部材８７が設けられている。流体導入部材８５が浮遊体７１に接近する方向に回転すると、対向縁部８２１が浮遊体７１に接触する前に、間隔保持部材８７が浮遊体７１と接触して、その回転は停止する。従って、流体受入口８４が完全に閉じることはなく、浮遊体７１と対向縁部８２１とは所定量以上の間隔が常に保たれている。図１２の二点鎖線は、剛性部材８３が最も浮遊体側に接近した状態を示している。なお、間隔保持部材８７は、流体受入部材８１と浮遊体７１の間であればどこに設けられていてもよく、例えば対向縁部８２１に設けてもよく、浮遊体７１に設けてもよい。また、間隔保持部材８７と剛性部材８３を一体に形成してもよい。また、剛性部材８３は、前後方向の長さが短いものであってもよい。
【００７２】
浮遊体７１を前方向に動かすと、図１１（ａ）の左側の浮遊体７１に示すように、流体受入部材８１の流体受入口８４は、流体受入部材８１における反移動方向の端部に位置し、流体を受入不能な受入不能状態になる。これは、第１の実施形態において、流体受入口が水の流れにおける下流側に位置した状態と同様の状態である。また、浮遊体７１を後ろ方向に動かすと、図１１（ａ）の右側の浮遊体７１に示すように、流体受入部材８１の流体受入口８４は、流体受入部材８１における移動方向の端部に位置し、流体を受入可能な受入可能状態になる。これは、第１の実施形態において、流体受入口が水の流れにおける上流側に位置した状態と同様の状態である。
【００７３】
受入不能状態では、流体受入部材８１内部の水が吐き出されて対向縁部８２１が浮遊体側に接近した図１２に二点鎖線で示した状態となる。この状態では、流体受入部材８１は扁平状となり、その流体受入部材８１が浮遊体７１の移動抵抗として殆ど影響しなくなる。ただし、この状態でも、対向縁部８２１は、浮遊体７１から所定間隔が保たれているので、流体受入口８４は所定間隔に応じた開口が維持される。流体受入部材８１が受入不能状態となっている浮遊体７１を後ろ方向に動かすと、流体受入部材８１は受入可能状態となり、水は流体導入部材８５の上面に導かれて流体受入口８４から流体受入部材８１の内部に流入して流体受入部材８１が膨れる。膨れた流体受入部材８１は水に対する大きな抵抗体となる。２つの浮遊体７１のうちの一方を前方向に動かすと、他方の浮遊体７１は、前方向に動かした浮遊体７１による反力を受けて後ろ方向に移動しようとするが、受入可能状態となった流体受入部材８１が水の抵抗を受けるため後ろ方向に殆ど移動しない。前方向に動かしている浮遊体７１は、水の抵抗を殆ど受けないので効率的に前方向に進むことができる。
【００７４】
この実施形態においては、流体導入部材８５を設けているので、受入不能状態から受入可能状態となったときに流体受入部材８１の内部に水が素早く流入する。流体導入部材８５が存在しない場合には、受入可能状態となっても閉じた流体受入口８４が水の相対的な流れにより浮遊体７１に押し付けられてしまい、流体受入口８４が閉じたままになってしまうことがある。本実施形態では、流体受入部材８１が受入可能状態になると、流体導入部材８５によって維持された開口に向かって流れる水は流体受入部材８１の内部に導かれる。流体受入部材８１の内部に導かれた水は、流体導入部材８５を浮遊体７１から離間する力として作用し、流体受入口８４を拡大させる。
【００７５】
この実施形態によれば、受入可能状態となった流体受入部材８１を素早く確実に膨らま
せることができるので、浮遊体７１を効率よく前に進ませることができる。
以上説明した水上歩行具は、水の上に浮かぶ２つの浮遊体を有し、該浮遊体を前後方向に動作させることにより生じる推進力によって水の上を前方向に進む水上移動具において、
前記２つの浮遊体それぞれに設けられ、該浮遊体を後ろ方向に動作させることで内部に
流体を受入可能な受入可能状態となり、該浮遊体を前方向に動作させることで内部に流体
を受入不能な受入不能状態となる流体受入部材を備え、
前記浮遊体は、前記受入可能状態の流体受入部材内に流体が流入することで推進力を得
るものであり、
前記流体受入部材は、前記受入可能状態にあるときに該流体受入部材の内部に流体を導
いて該流体受入口を拡大させる流体導入部材を有するものであることを特徴とする。
この水上歩行具によれば、受入可能状態にある流体受入部材の流体受入口を素早く
確実に拡大させることができ、水上歩行具による移動効率を増大させることができる。
この水上歩行具において、前記流体受入部材は、前記流体受入口を画定する縁部の
一部が前記浮遊体に対して接離する方向に移動自在に配置され、該一部が、前記浮遊体か
ら離れることで該流体受入口の大きさが拡大するものであり、
前記流体導入部材は、前記一部から前記流体受入部材の外部側に突出した突出部を有し
、
前記突出部は、突出端に向けて、前記一部が前記浮遊体から離れる方向に傾斜したもの
であることが好ましい。
前記突出部を有することで、受入可能状態にある流体受入部材の流体受入口に流体を素
早く流入させることができる。
この水上歩行具において、前記流体受入部材は、前記流体受入口を画定する縁部の
一部が前記浮遊体に対して接離する方向に移動自在に配置され、該一部と該浮遊体との間
隔が変化することで該流体受入口の大きさも変化するものであり、
前記流体導入部材は、前記間隔を所定間隔以上に保つ間隔保持部材と、前記一部に前記
流体受入部材の剛性よりも高い剛性の剛性部材とを有するものであることも好ましい態様
の一つである。
この態様によれば、所定間隔に応じた開口が維持されるので、受入可能状態にある流体
受入部材の流体受入口に流体を素早く流入させることができる。
また、前記間隔保持部材は、前記剛性部材と一体のものであってもよい。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形
態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。また、以上説明した各実施形態や変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を他の実施形態や変形例に適用してもよい。例えば、第５の実施形態に用いた流体導入部材８５を第１〜３の実施形態に適用してもよく、逆に第１〜４の実施形態に用いた流体導入部材１６を第５の実施形態に適用してもよい。
【００７７】
上記実施形態では、流体として水を例示したが、風、ガス、蒸気、水中を上昇する泡などにおいても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１    流体発電装置
３、３２、３４、３６    回転体
５、８１    流体受入部材
１６、８５    流体導入部材
２１、８４    流体受入口
６０    水上移動具
７１    浮遊体
【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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