(57)【要約】  本発明は、水力発電機に関する。本発明によれば、装置は、軸（４）を中心として回転可能な少なくとも一つのアーム（５）を含み、この軸（４）が、水を満たした円形タンク（２）の中心に配置されたベース（３）を有し、前記アームが、変形不能なホイール（１５）によりタンク（２）の外壁（２Ａ）の上面からなる円形軌道（１６）で支持されており、前記アーム（５）が、ポンプ（９）と、第一の発電機（１２）のロータに接続される後段のタービン（１１）とを含み、前記アーム（５）が、第一の溝車（１４）に結合され、第一の溝車自体が、伝動ベルト（１７）を介して第二の溝車（１８）に接続され、第二の溝車（１８）の軸（１９）が、第二の発電機（２０）のロータに結合されている。
2005515363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸（４）を中心として回転可能な少なくとも一つのアーム（５）を含み、この軸（４）が、水を満たした円形のタンク（２）の中心にあるベース（３）を有し、
前記アーム（５）が、ポンプ（９）と、第一発電機（１２）のロータに接続される後段のタービン（１１）とを含むアセンブリを支持し、
前記アーム（５）が、第一溝車（１４）に結合され、この第一溝車自体が、伝動ベルト（１７）を介して第二溝車（１８）に接続され、
前記第二溝車（１８）の軸（１９）が、第二発電機（２０）のロータに結合されており、
前記ポンプ（９）が、管（８）により前記タンク（２）の水を吸入し、前記ポンプ（９）から前記タービン（１１）の羽根（１０）に向かって吐出される水ジェットがこのタービンを介して前記第一発電機（１２）を駆動して発電を行うとともに、この水ジェットが前記アーム（５）を回転駆動することで前記第一溝車（１４）を回転駆動し、前記伝動ベルト（１７）により前記第二溝車（１８）を回転駆動し、前記第二発電機（２０）を駆動して発電を行うことを特徴とする電気装置。
【請求項２】
前記ポンプ（９）と、前記タービン（１０）と、前記第一発電機（１２）とを含むアセンブリが、前記ポンプ（９）に接続されるタンク（６）を供給する第二ポンプ（７）を必要に応じて備えることができ、前記第二ポンプが、管（８Ａ）により前記タンク（２）の水を吸入することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電気装置。
【請求項３】
前記アーム（５）と、前記第一溝車（１４）とを含むアセンブリが、前記タンク（２）の外壁（２Ａ）の上面からなる円形軌道（１６）に沿って回転するホイール（１５）により支持されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項４】
前記ポンプ（９）の給電のために、２個の導電性金属リング（２１Ａ、２２Ａ）が、非導電性の水平面（２３）により支持される他の２個の個々の導電性金属リング（２１Ｂ、２２Ｂ）の正面で、前記アーム（５）の回転軸（４）の上端によって支持されており、この水平面自体が、電気装置とは独立した構造体（２４）により支持され、前記金属リング（２１Ａ、２２Ａ；２１Ｂ、２２Ｂ）が、特に導電性のブラシまたはブレードを介して結合されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の電気装置。
【請求項５】
前記第一発電機（１２）から供給される電流を流すために、水平面（２３）により支持されるさらに別の２個の導電性金属リング（２７Ａ、２８Ａ）が、２個の非導電性金属リング（２７Ｂ、２８Ｂ）の各々に向かい合っており、前記金属リング（２７Ａ、２８Ａ；２７Ｂ、２８Ｂ）が、特に導電性のブラシまたはブレードを介して結合されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の電気装置。
【請求項６】
前記ポンプ（９）と、前記タービン（１１）と、前記発電機（１２）とを含むアセンブリをそれぞれが含む幾つかの前記アーム（５）を備えており、このアセンブリが、前記ポンプ（９）に接続される前記タンク（６）を供給して前記管（８Ａ）により前記タンク（２）の水を吸入する前記第二ポンプ（７）により、補完されうることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力生産には、さまざまな悪影響があり、こうした悪影響によって種々の制約を受ける。これらの制約は、長期的な化石エネルギーの利用可能性と、その燃焼により引き起こされる汚染、また、風力エネルギーと太陽エネルギーとの二つの主な代替エネルギーの収量が不確実であること、さらには、原子力の使用の拡大によって生じる安全性の問題や信頼性の問題といったものである。
【０００３】
電力生産の悪影響は、全体として、二つの重大な結果をもたらす。一つは、投資量がますます増えていること、もう一つは、環境の劣化が日々、問題視されていることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、環境に対して悪影響がなく、設置および運転費用が比較的安価な発電機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】
【０００５】
本発明による装置は、軸を中心として回転可能な少なくとも一つのアームを含み、この軸が、水を満たした円形タンクの中心にあるベースに配置され、このアームの長さが、少なくとも前記タンクの半径の長さであり、前記アームが、ポンプと、第一の発電機のロータに接続される後段のタービンとを含むアセンブリを支持し、前記アームが、第一の溝車に結合され、第一の溝車自体が、伝動ベルトを介してそれよりも小さい直径の第二の溝車に接続され、第二の溝車の軸が、第二の発電機のロータに結合されており、その結果、装置の始動時に、二つの効果が同時に得られ、すなわち、一方では、ポンプからタービンの羽根に向かって吐出される水ジェットがこのタービンを介して第一の発電機を駆動して発電し、他方では、この同じ水ジェットがポンプから出るところで反応作用を生じてアームを回転駆動することで第一の溝車を回転駆動し、それによって、伝動ベルトにより第二の溝車を回転駆動する。第二の溝車は、第二の発電機のロータに結合されて、その独自の回転によりこのロータを回転させ、第二の発電機もまた電流を供給する。
【０００６】
従って、本発明による装置は、ポンプからタービンの羽根に向かって高速で水を吐出する作用を２倍回収する。すなわち、最初は、タービンの羽根に当たって第一の発電機を作動させるジェットの作用を用い、２度目は、ポンプから出るジェットが発生する反応作用を用いて２個の溝車を回転させ、その結果、第二の発電機を駆動して同様に発電させる。
【０００７】
有利には、アームと第一の溝車とからなるアセンブリが、円形タンクの外壁の上面からなる円形軌道に沿って回転するように構成された変形不能なホイールにより支持される。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、ポンプの給電のために、２個の導電性金属リングが、非導電性の水平面により支持される他の２個の個々の導電性金属リングの正面で、アームの回転軸の上端によって支持されており、この水平面自体が装置とは独立した構造体により支持され、前記金属リングが、特に導電性のブラシまたはブレードを介して結合されている。
【０００９】
本発明のまた別の特徴によれば、第一の発電機が生産する電流を搬送するために、同じ水平面により支持されるさらに別の２個の導電性金属リングが、２個の非導電性金属リングの各々に向かい合っており、前記金属リングが、特に導電性のブラシまたはブレードを介して結合されている。
【００１０】
さらに、装置は、ポンプ、タービン、および発電機からなるアセンブリをそれぞれが有する幾つかのアームを含むことができる。
【００１１】
添付図を参照することにより、本発明をどのように実施可能であるかがいっそう理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による電気装置１は、次のように構成される。水を満たした円形タンク２の中央に、ベース３を設け、このベースに軸４を回転可能に取り付ける。軸４は、たとえば、ベース３の部分３Ａ、３Ｂの境界領域に設けられた玉軸受（図示せず）により回転可能である。
【００１３】
軸４は、その下端の近傍に、幾つかの水平アーム５（少なくとも１個のアーム）を含む。この数は、図２において、２個のアーム５が実線で示され、他の２個のアームが鎖線で示されているように、必要に応じて変えることができる。
【００１４】
各アーム５にはタービン１１の羽根１０に向かって水ジェットを高速で吐出するように構成されたポンプ９が設けられ、タービンの回転軸は、第一の発電機１２のロータに結合されている。ポンプ９は、タンク２に浸された管８によりこのタンクから直接水を供給される。水は、ポンプ９により吸入されてからタービン１１の羽根１０に向かって吐出され、再びタンク２に入る。
【００１５】
さらに、各水平アーム５の端は、溝車１４が固定される支持体１３を有する。アーム５、支持体１３、および溝車１４からなるアセンブリは、タンク２の外壁２Ａの上面からなる円形軌道１６に沿って回転するように構成されたホイール１５により支持される。ホイール１５は、変形しないように硬質の材料で構成される。
【００１６】
さらに、溝車１４は、もっと小さい直径の別の溝車１８を通る伝動ベルト１７を有し、その軸１９が、第二の発電機２０のロータに結合されている（図２）。
【００１７】
本発明による装置では、ポンプ９への給水が、タンク２から直接行われる。ポンプ９への給水方法は、様々なやり方で実施可能である。つまり、ポンプ９は、管８を介してタンク２から水を吸入するか、または、ポンプ９がウォータータンク６に接続され、管８Ａによりタンク２の水を吸入する第二のポンプ７によりウォータータンクを供給する。後者の場合、ポンプ９が主要ポンプとなり、ポンプ７が第二のポンプとなる。ポンプ９に給水するこの二つの手段は、設備の様々な制約に応じて選択される。
【００１８】
ポンプ９に給水するために第二の手段を選択した場合、すなわち、管８Ａを備えた第二のポンプ７とタンク６とを使用する場合、この３つの要素が、主要ポンプ９の後方でアーム５により支持されることに留意しなければならない。
【００１９】
主要ポンプ９は、たとえば次のように給電される。軸４の上端で、２個の導電性金属リング２１Ａ、２２Ａが支持されており、これらは、軸４とリングの支持体とから絶縁されている。このリング２１Ａ、２２Ａの真上に、非導電性の面により支持された他の２個の導電性金属リング２１Ｂ、２２Ｂがあり、この水平面自体が、装置とは独立した固定構造体２４により支持されている。
【００２０】
それぞれ導電性金属リング２１Ａ、２２Ａと２１Ｂ、２２Ｂとは、電流の二つの極性を確保できるように、またそれによってポンプ９にそれぞれケーブル２５、２６を介して給電可能であるように、導電性ブラシ（または導電性ブレード）を介して結合される。
【００２１】
第二のポンプ７を使用する場合、その給電は、主要ポンプ９と全く同じ軌道に従うことになる。しかしながら、第二のポンプ７は、別々の電気ケーブル、すなわちケーブル２５Ａ、２６Ａ（図１の破線）を使うことになる。
【００２２】
導電性金属リング２１Ｂ、２２Ｂは、装置外部の電源（図１、２共に図示せず）に接続されている。
【００２３】
同様に、他の２個の同心の導電性金属リング２７Ａ、２８Ａが、水平面２３により支持されている。これらは、アーム５が支持する絶縁ロッド２９、３０により支持された、他の２個の導電性リング２７Ｂ、２８Ｂの各々と向かい合っており、ケーブル３１、３２を介して、第一の発電機１２から供給される電流を搬送する。前記リング２７Ａ、２８Ａと、２７Ｂ、２８Ｂとは、それぞれ、導電性のブラシ（または導電性のブレード）を介して同様に結合され、発電機１２が供給する電気エネルギーを装置の外に搬送する。
【００２４】
本発明による装置は、次のように動作する。電流を受けとると、ポンプ９はタンク２の水を吸入し、これをタービン１１の羽根１０に向かって高速で吐出する。ポンプ９から出る水ジェットの作用は二つである。一つは、タービン１１の羽根１０にぶつかり、タービンが、第一の発電機１２のロータに結合される軸によって、この発電機を駆動して発電する。もう一つは、ポンプ９から吐出される同じ水ジェットが軸４を中心として水平アーム５を回転させる（図２の矢印Ｆ）。アーム５は、第一の溝車１４に結合されているので、アームの回転により前記溝車が駆動される。次いで、第一の溝車は、それよりも直径の小さい第二の溝車１８に結合されているので、伝動ベルト１７により今度は第二の溝車１８が回転する。さらに、この第二の溝車１８が、第二の発電機２０のロータの軸１９に結合されているので、その回転によりロータが回転駆動され、第二の発電機２０が同様に発電を行う。
【００２５】
最後に、電流生産全体は、２個の発電機１２、２０の生産量の和となるが、特に、これらの発電機１２、２０の収量に関して、ポンプ９（および場合によってはポンプ７）と、タービン１１と、２個の溝車１４、１８による損失と、支持ホイール１５の摩擦による損失とを考慮する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による装置の概略的な断面図である。
【図２】図１の矢印IIによる本発明による装置の上面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  電気装置
２  円形タンク
２Ａ  タンク外壁
３  ベース
４  軸
５  アーム
７  第二のポンプ
８、８Ａ  管
９  主要ポンプ
１０  羽根
１１  タービン
１２  第一の発電機
１３  支持体
１４、１８  溝車
１５  支持ホイール
１６  円形軌道
１７  伝動ベルト
１９  溝車の軸
２０  第二の発電機
２１Ａ、２２Ａ、２１Ｂ、２２Ｂ、２７Ａ、２８Ａ  導電性金属リング
２３  水平面
２４  固定構造体
２７Ｂ、２８Ｂ  非導電性金属リング
２９、３０  絶縁ロッド
【図１】
2005515363.tif 000003
【図２】
2005515363.tif 000004
【国際調査報告】
2005515363.tif 000005
2005515363.tif 000006
2005515363.tif 000007
2005515363.tif 000008