(57)【要約】【課題】効率的で安定的な水力発電に用いることのできる流体機械を提供する。【解決手段】シャフト２１と、シャフト２１の外周面に固定された螺旋翼２２とより構成したロータ２を、シリンダ１内に配置して軸支する。ロータ２のシャフト２１は、下方ほど直径が大きくなる螺旋翼取付部分２１１を有し、螺旋翼２２は螺旋翼取付部分２１１の外周面に固定される。そして、螺旋翼２２は下方ほどピッチ（翼間の間隔）が狭くなる形状を備えている。シリンダ１の上端には流体の流入口１４が設けられており、シリンダ１の下端は封止されている。シリンダ１の閉じた下端近傍にシリンダ１の内部と外部を連絡する吐出路１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
当該シリンダと同軸状に配置されたロータとを有し、
前記ロータは、シャフトと、当該シャフトの外周面に固定された１枚または複数枚の螺旋翼とを備え、
前記シリンダおよびロータの軸と平行な方向のうちの一方の方向を第１方向、当該第１の方向と反対の方向を第２方向として、前記シャフトは、前記第２方向側ほど径が大きくなる部分を螺旋翼取付部分として有し、
前記螺旋翼の軸方向の範囲は、前記螺旋翼取付部分の軸方向の範囲と重なっており、
前記螺旋翼のピッチは前記第２方向側ほど狭くなっており、
前記ロータは、少なくとも前記螺旋翼取付部分と前記螺旋翼との部分が前記シリンダ内に収容された形態で、当該シリンダと同軸に回転可能に軸支されており、
前記螺旋翼の外周端と前記シリンダの内周面とは近接もしくは当接しており、
前記シリンダの前記第１方向側の端部には当該シリンダ内に流体を供給するための流入口が設けられており、前記シリンダの前記第２方向側の端部には当該シリンダから流体を吐出するための吐出路が設けられていることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１記載の流体機械であって、
前記シャフトの螺旋翼取付部分の外周面の形状は円錐台または円錐の外周面と等しい形状であることを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項１または２記載の流体機械であって、
前記シリンダの前記第２方向側の端部は封止されており、
前記シリンダの内部の空間の前記第２方向側の端を成す面と、前記螺旋翼の前記第２方向側の端は近接もしくは当接しており、
前記吐出路は、前記シリンダの内部の前記螺旋翼の下端の当該螺旋翼の外周端の近傍の位置とシリンダの外部とを連絡するように設けられていることを特徴とする流体機械。
【請求項４】
請求項３記載の流体機械であって、
前記螺旋翼の前記第２方向側の端部は、当該第２方向側に凸、かつ、当該第２方向側から前記第１方向側を見たときの螺旋の巻き方向に凸に湾曲した形状を有していることを特徴とする流体機械。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の流体機械を備えた発電装置であって、
前記流体機械は前記第１方向を上方、前記第２方向を下方として設置されており、
当該発電装置は、
前記流体機械の前記流入口に水流を上方より供給する導水装置と、
前記流体機械の吐出路から吐出された水流で回動される水車と、
前記水車の回転エネルギーを電力に変換するダイナモとを有することを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項５記載の発電装置であって、
前記導水装置は、前記流体機械の前記流入口に水流を供給する、上下方向を軸とする螺旋状の水路を形成していることを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項１、２、３または４記載の流体機械を備えた増圧装置であって、
前記シャフトを回動する原動機を備えたことを特徴とする増圧装置。
【請求項８】
請求項１または２記載の流体機械を２台備えた増圧装置であって、
当該２台の流体機械の一方を第１の流体機械、他方を第２の流体機械として、
当該第１の流体機械のシリンダと当該第２の流体機械のシリンダとは、当該第１の流体機械のシリンダの前記第１方向側の端部が当該第２の流体機械のシリンダの前記第１方向側の端部となるように、一体化されており
当該第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとは、当該第１の流体機械のシャフトの前記第１方向側の端部が当該第２の流体機械のシャフトの前記第１方向側の端部となるように、一体化されており、
当該増圧装置は、前記一体化された第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとを回動する原動機を備えたことを特徴とする増圧装置。
【請求項９】
請求項１または２記載の流体機械を２台備えた増圧装置であって、
当該２台の流体機械の一方を第１の流体機械、他方を第２の流体機械として、
当該第１の流体機械のシリンダと当該第２の流体機械のシリンダとは、当該第１の流体機械のシリンダの前記第２方向側の端部が当該第２の流体機械のシリンダの前記第２方向側の端部となるように、一体化されており
当該第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとは、当該第１の流体機械のシャフトの前記第２方向側の端部が当該第２の流体機械のシャフトの前記第２方向側の端部となるように、一体化されており、
当該増圧装置は、前記一体化された第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとを回動する原動機を備えたことを特徴とする増圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に水力発電に好適な流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電の技術としては、螺旋翼を備えた螺旋水車を河川の水路中に設置し、螺旋水車の回転力を発電機で電力に変換する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、このような螺旋翼を備えた螺旋水車としては、螺旋翼のピッチを、水流の流出側において流入側よりも小さく設定した螺旋水車が知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３-１７４１９８号公報
【特許文献２】特開２００７-１５４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
河川において、螺旋水車を水路中に設置し、螺旋水車の回転力を発電機で電力に変換する水力発電を行う場合、水流が螺旋水車の外に逃れやすく、河川の水力を充分に効率よく電力に変換することが難しい。また、河川の水量の増減に応じて発電量が大きく変動してしまうという問題も生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、螺旋翼を備えた流体機械であって、効率的で安定的な水力発電に用いることのできる流体機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題達成のために、本発明は、シリンダと、当該シリンダと同軸状に配置されたロータとを備えた流体機械を提供する。ここで、前記ロータは、シャフトと、当該シャフトの外周面に固定された１枚または複数枚の螺旋翼とを備えている。また、前記シリンダおよびロータの軸と平行な方向のうちの一方の方向を第１方向、当該第１の方向と反対の方向を第２方向として、前記シャフトは、前記第２方向側ほど径が大きくなる部分を螺旋翼取付部分として有する。そして、前記螺旋翼の軸方向の範囲は、前記螺旋翼取付部分の軸方向の範囲と重なっており、前記螺旋翼のピッチは前記第２方向側ほど狭くなっている。また、前記ロータは、少なくとも前記螺旋翼取付部分と前記螺旋翼との部分が前記シリンダ内に収容された形態で、当該シリンダと同軸に回転可能に軸支されており、前記螺旋翼の外周端と前記シリンダの内周面とは近接もしくは当接している。そして、前記シリンダの前記第１方向側の端部には当該シリンダ内に流体を供給するための流入口が設けられており、前記シリンダの前記第２方向側の端部には当該シリンダから流体を吐出するための吐出路が設けられている。
【０００８】
ここで、このような流体機械において、前記シャフトの螺旋翼取付部分の外周面の形状は円錐台または円錐の外周面と等しい形状としてもよい。
また、以上のような流体機械は、前記シリンダの前記第２方向側の端部は封止され、前記シリンダの内部の空間の前記第２方向側の端を成す面と、前記螺旋翼の前記第２方向側の端は近接もしくは当接し、前記吐出路は、前記シリンダの内部の前記螺旋翼の下端の当該螺旋翼の外周端の近傍の位置とシリンダ外部とを連絡するように設けられているものとしてもよい。
【０００９】
または、この場合には、前記螺旋翼の前記第２方向側の端部は、当該第２方向側に凸、かつ、当該第２方向側から前記第１方向側を見たときの螺旋の巻き方向に凸に湾曲した形状を有するものとしてもよい。
【００１０】
このような流体機械によれば、流入口から吐出路に向かって、螺旋翼の一巻きあたりのシリンダとロータの間の空間の大きさは下方ほど小さくなるので、流入口からシリンダ内に投入した流体を効率良く増圧して吐出路から吐出することができるようになる。また、シャフトの螺旋翼取付部分の形状と螺旋翼のピッチとの双方によって、螺旋翼の一巻きあたりのシリンダとロータの間の空間の大きさを、吐出路側ほど小さくするようにしているので、螺旋翼の一巻きあたりの螺旋翼取付部分の直径の変化が過剰に大きくなったり、螺旋翼の一巻きあたりの螺旋翼のピッチの変化が過剰に大きくなったり、螺旋翼の巻き数が過剰に大きくなったり、螺旋翼のピッチが過剰に小さくなったり、シャフトの直径が過剰に大きくなったりすることを抑制でき、コンパクトな流体機械において液体の増圧を良好に行うことができるようになる。
【００１１】
また、併せて本発明は、以上のような流体機械を備えた発電装置を提供する。ここで、前記流体機械は前記第１方向を上方、前記第２方向を下方として設置されており、当該発電装置は、前記流体機械の前記流入口に水流を上方より供給する導水装置と、前記流体機械の吐出路から吐出された水流で回動される水車と、前記水車の回転エネルギーを電力に変換するダイナモとを備えている。
【００１２】
ここで、このような発電装置において、前記導水装置として、前記流体機械の前記流入口に水流を供給する、上下方向を軸とする螺旋状の水路を形成するものであってもよい。
【００１３】
このような発電装置によれば、流体機械の螺旋翼の外周端と前記シリンダの内周面とは近接もしくは当接しているので、水力が螺旋翼の外に逃れてしまうことを抑制して、効率的な水力発電を行うことができる。また、流体機械を、螺旋翼やシリンダを縦置きの状態として使用できるので、河川外の小さな設置スペースに支障なく設置することができる。
【００１４】
また、本発明は、併せて以上のような流体機械を備えた増圧装置として、前記シャフトを回動する原動機を備えた増圧装置も提供する。
また、本発明は、上述の流体機械を２台備えた増圧装置も提供する。ここで、当該２台の流体機械の一方を第１の流体機械、他方を第２の流体機械として、当該第１の流体機械のシリンダと当該第２の流体機械のシリンダとは、当該第１の流体機械のシリンダの前記第１方向側の端部が当該第２の流体機械のシリンダの前記第１方向側の端部となるように、一体化されており当該第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとは、当該第１の流体機械のシャフトの前記第１方向側の端部が当該第２の流体機械のシャフトの前記第１方向側の端部となるように、一体化されている。そして、当該増圧装置は、前記一体化された第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとを回動する原動機を備えている。
【００１５】
また、本発明は、上述の流体機械を２台備えた増圧装置として、当該２台の流体機械の一方を第１の流体機械、他方を第２の流体機械として、当該第１の流体機械のシリンダと当該第２の流体機械のシリンダとは、当該第１の流体機械のシリンダの前記第２方向側の端部が当該第２の流体機械のシリンダの前記第２方向側の端部となるように、一体化されており当該第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとは、当該第１の流体機械のシャフトの前記第２方向側の端部が当該第２の流体機械のシャフトの前記第２方向側の端部となるように、一体化されている増圧装置も提供する。ただし、当該増圧装置は、前記一体化された第１の流体機械のシャフトと当該第２の流体機械のシャフトとを回動する原動機を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、螺旋翼を備えた流体機械であって、効率的で安定的な水力発電に用いることのできる流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る流体機械の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流体機械のシャフトの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る流体機械の螺旋翼の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る流体機械の下部の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る流体機械を用いた発電装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る流体機械の他の適用例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る流体機械の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る流体機械について説明する。
図１ａ１ａ４に流体機械の構成を示す。
ここで、図１ａ１は流体機械の上面を表し、図１ａ２は流体機械の正面を表し、図１ａ３は流体機械の下面を表し、図１ａ４は流体機械の内部の構造を表している。
図示するように、流体機械は、中空円筒形状のシリンダ１と、シリンダ１の内部に挿入されたロータ２を備えている。
また、シリンダ１の上端には上部フランジ１１が設けられており、シリンダ１の下端には下部フランジ１２が設けられている。
そして、ロータ２は、シリンダ１の中心軸を回転軸として、シリンダ１内で回動可能に、上部フランジ１１に対して固定された上部ベアリング３１と、下部フランジ１２に対して固定された下部ベアリング３２とによって軸支されている。
【００１９】
次に、図１ｂに示すように、ロータ２は、シャフト２１と、シャフト２１の外周面に固定された螺旋翼２２とを備えている。
そして、この流体機械は、図中に矢印で示す、下方から見た螺旋翼２２の巻き方向と同じ方向、すなわち、回転によって螺旋が下降するように見える方向をロータ２の標準の回転方向ＲＤとして使用される。
【００２０】
ここで、図２ａ１ａ３にシャフト２１の構造を示す。ここで、図２ａ１はシャフト２１の上面を、図２ａ２はシャフト２１の正面を、図２ａ３はシャフト２１の下面を表している。
【００２１】
図示するように、シャフト２１は、下方ほど直径が大きくなる螺旋翼取付部分２１１と、螺旋翼取付部分２１１の上方の螺旋翼取付部分２１１と同軸の円柱形状の上部被軸受部分２１２と、螺旋翼取付部分２１１の下方の螺旋翼取付部分２１１と同軸の円柱形状の下部被軸受部分２１３とよりなる。
ここで、螺旋翼取付部分２１１の外周面は円錐台の外周面と同じ形状となっている。
【００２２】
但し、螺旋翼取付部分２１１は、下方ほど径もしくは断面が大きくなるものであれば、外周面が円錐台の外周面と同じ形状とならない他の形状としてもよい。
また、上部被軸受部分２１２と螺旋翼取付部分２１１とを合わせた部分を円錐形状としたり、上部被軸受部分２１２は設けずに螺旋翼取付部分２１１を円錐形状とするなどしてもよい。  そして、図１ａ４に示すように、このようなシャフト２１の上部被軸受部分２１２が上部ベアリング３１によって軸受され、シャフト２１の下部被軸受部分２１３が下部ベアリング３２によって軸受される。また、シャフト２１の螺旋翼取付部分２１１の外周面の上下方向の全範囲に渡って、螺旋翼２２がシャフト２１と同軸状に固定されている。
【００２３】
なお、シャフト２１は、図２ｂ１ｂ３に示すように中空の部材としてもよい。ここで、図２ｂ中、図２ｂ１はシャフト２１の上面を、図２ｂ２はシャフト２１の正面を、図２ｂ３はシャフト２１の下面を表している。
【００２４】
また、この場合には、シャフト２１の内部に、フライホイールの役割を果たす錘２１４を水平方向に関してシャフト２１の重心から偏心させた位置に設けるようにしてもよい。
さて、図１に戻り、図１ａ４、図１ｂに示すようにロータ２の螺旋翼２２は、下方ほどピッチ（翼間の軸方向の間隔）が狭くなる形状を備えている。したがって、螺旋翼２２の回転軸に対する角度は上方ほど小さくなる。
【００２５】
ここで、図３ａにロータ２の上部を拡大して示すように、ロータ２は、位相を９０度ずつ異ならせて固定した４枚の螺旋翼２２を備えており、４枚の螺旋翼２２は四重螺旋状にシャフト２１の螺旋翼取付部分２１１の外周面に固定されている。ただし、螺旋翼２２の枚数は、流体機械の適用対象に応じて適宜選択するようにしてよく、１枚の螺旋翼２２のみを設けたり、図３ｂに示すように位相を１８０度異ならせて固定した２枚の螺旋翼２２を設けたりするようにしてよい。
【００２６】
次に、螺旋翼２２は、水平方向に対して、内周側から外周側に進むにつれて上方に進むように傾けられている。すなわち、たとえば、図３ｃに、ロータ２の中心軸を含む平面を切断面とするロータ２の断面に示すように、当該断面で見て螺旋翼２２のシャフト２１の螺旋翼取付部分２１１の外周面に対する螺旋翼２２の角度が９０度となるように螺旋翼２２は水平方向に対して傾けられている。
【００２７】
さて、図１に戻り、ロータ２の螺旋翼２２が配置されている上下方向範囲は、シリンダ１内に収容されており、螺旋翼２２の外周端とシリンダ１の内周面の間隔は矮小に設定されており、螺旋翼２２の外周端とシリンダ１の内周面の間は、ほぼ液体に対して閉ざされている。なお、摩擦の影響を充分に小さくできる場合には、螺旋翼２２の外周端とシリンダ１の内周面は当接させるようにしても良い。
【００２８】
また、シリンダ１の下端は下部フランジ１２によって封止されており、シリンダ１の上端には開口が流入口１４として設けられている。
そして、下部フランジ１２のシリンダ１の内部の部分の上面と、螺旋翼２２の下端の間の間隔は矮小に設定されている。なお、摩擦の影響を充分に小さくできる場合には、下部フランジ１２のシリンダ１の内部の部分の上面と、螺旋翼２２の下端は当接させるようにしてもよい。
【００２９】
また、シリンダ１の下部フランジ１２のシリンダ１の内部の部分の上面に近接した位置には、水平にシリンダ１内部と外部とを連絡する孔である吐出路１５が設けられている。
ここで、図４ａに流体機械の下部の構造を、図４ｂに下方よりみた吐出路１５の配置を示すように、吐出路１５は、４枚の螺旋翼２２に対応して９０度間隔で４つ設けられている。
なお、吐出路１５は必ずしも水平に設ける必要はない。すなわち、たとえば、吐出路１５は、下方に水流を吐出するように設けてもよい。
【００３０】
また、図４ａ、ｂに示すように、各螺旋翼２２の下端の形状は、下方に凸かつロータ２の標準の回転方向ＲＤに凸に湾曲した形状を備えている。各螺旋翼２２の下端の形状をこのような形状とすることにより、螺旋翼２２の下端、吐出路１５の付近でのキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００３１】
以上、本実施形態に係る流体機械の構造について説明した。
このような流体機械によれば、シリンダ１に液体を充填した状態で、ロータ２を標準の回転方向ＲＤに回転すると、液体は螺旋翼２２によって順次下方に押し出されていく。ここで上述のようにロータ２のシャフト２１の螺旋翼２２が設けられている螺旋翼取付部分２１１の直径は下方ほど大きく、螺旋翼２２のピッチは下方ほど小さいので、螺旋翼２２の一巻きあたりのシリンダ１とロータ２の間の空間の大きさは下方ほど小さくなる。そして、螺旋翼２２の外周端とシリンダ１の内周面の間は液体に対してほぼ密閉されている。
【００３２】
よって、液体は順次より狭い空間に押し込まれていくこととなり、下方に進むにつれて液体の圧力が増加する。そして、その結果、シリンダ１の下部に設けられた吐出路１５からは増圧された液体が排出されることとなる
ここで、本実施形態に係る流体機械では、以上のように螺旋翼取付部分２１１の形状と螺旋翼２２のピッチとの双方によって、螺旋翼２２の一巻きあたりのシリンダ１とロータ２の間の空間の大きさを、下方ほど小さくするようにしているので、螺旋翼２２の一巻きあたりの螺旋翼取付部分２１１の直径の変化が過剰に大きくなったり、螺旋翼２２の一巻きあたりの螺旋翼２２のピッチの変化が過剰に大きくなったり、螺旋翼２２の巻き数が過剰に大きくなったり、螺旋翼２２のピッチが過剰に小さくなったり、シャフト２１の直径が過剰に大きくなったりすることを抑制できる。よって、コンパクトな流体機械において液体の増圧を良好に行うことができる。
【００３３】
また、このように下方に進むにつれて液体の圧力が増加するが、螺旋翼２２の面積、すなわち、受圧面積も下方にいくほど小さくなるので、螺旋翼２２が液体から受ける圧力の大きさはある程度上下でバランスし、当該圧力がロータ２の回転を妨げることは抑制される。
【００３４】
以下、このような流体機械を用いた発電装置について説明する。
図５ａに発電装置の構造を示す。
図示するように、発電装置は、以上で説明した流体機械５０と、導水装置５１と、ペルトン水車などの水車５２と、ダイナモ５３を備えている。
流体機械５０は、流入口１４を上方としてロータ２の回転軸が垂直となるように設置されており、導水装置５１は流体機械５０の上部に連結される。
導水装置５１はタンク内に固定螺旋翼を備えた構造を有し、上下方向を軸とする螺旋状の水路を構成している。そして、導水装置５１のタンクには、上方から河川などの水源からの水が供給され、タンクに供給された水は、導水装置５１の螺旋状の水路を通って、流体機械５０の流入口１４からシリンダ１内に射出される。
【００３５】
シリンダ１内に射出された水流はシリンダ１内を水で充填すると共に、水圧と自重によって流体機械５０の螺旋翼２２を回転させ、これによって上述のように増圧した水流が吐出路１５から吐出される。
【００３６】
そして、流体機械５０によって増圧され流体機械５０の吐出路１５から排出された水流によって水車５２は回動され、水車５２に連結されたダイナモ５３によって発電が行われる。
【００３７】
さて、ここで、導水装置５１の螺旋状の水路は、流体機械５０の上部の螺旋翼２２に水流の力を効率的に伝えるために設けられている。
なお、以上の発電装置において、導水装置５１は、図５ｂに示すように、螺旋状の管により螺旋状の水路を形成するものとしてもよい。
または、導水装置５１としては、螺旋状の水路を形成せずに、蓄積した水を流体機械５０の流入口１４に排水する通常のタンクを用いるようにすることもできる。
また、水車５２を図５ａ、ｂのように流体機械５０と一体に設けずに、水車５２を流体機械５０の外部に設けると共に、吐出路１５から排出された水流を水車５２まで導いて水車５２を回動させるようにしてもよい。
このような発電装置によれば、流体機械５０において、水力が螺旋翼２２の外に逃れてしまうことを抑制して、効率的な水力発電を行うことができる。また、シリンダ１に水が充填された後は、流体機械５０に流入する水量は一定となると共に、流体機械５０から吐出される水流の水量や圧力も安定する。よって、比較的安定的な発電を行うことができるようになる。また、流体機械５０の長手方向となる、螺旋翼２２やシリンダ１の軸方向を垂直方向として使用するので、河川外の小さな設置スペースに支障なく設置することができる。
【００３８】
次に、流体機械５０の発電装置以外への適用例について示す。
図６ａ、ｂに、流体の増圧装置に流体機械５０を適用した例を示す。
まず、図６ａに示した増圧装置は、流体機械５０のシャフト２１に連結したモータ６０でロータ２を回転することにより、タンク６１から流体機械５０内に供給した流体を加圧して吐出するものである。
【００３９】
次に、図６ｂに示した増圧装置は、ホース６２の先端に流体機械５０を連結し、ホース６２から流体機械５０に供給した加圧した流体の圧力によって螺旋翼２２を回転すると共に、当該流体を加圧して吐出するものである。
【００４０】
ところで、以上の実施形態で示した流体機械５０は、これを連結して用いることもできる。
すなわち、たとえば、流体機械５０を増圧装置に適用した場合について図７ａに示したように、図１ｂに示したロータ２から上部被軸受部分２１２を除いたものを二つ、螺旋翼取付部分２１１の上端同士を同軸に連結させた形状を有するロータ７００と、ロータ７００を収容したシリンダ７０１と、モータ７０２とから増圧装置を構成し、ロータ７００をモータ７０２で回転させて、中央に設けた流入口７０３からシリンダ７０１内に供給した流体を加圧して、シリンダ１の両端に設けた吐出口７０４から吐出させるようにしてもよい。
【００４１】
または、図７ｂに示すように、図１ｂに示したロータ２から下部被軸受部分２１３を除いたものを二つ、螺旋翼取付部分２１１の下端同士を同軸に連結させた形状を有するロータ７１０と、ロータ７１０を収容したシリンダ７１１と、モータ７１２とから増圧装置を構成し、ロータ７１０をモータ７１２で回転させて、シリンダ１の両端に設けた流入口７１３からシリンダ７１１内に供給した流体を加圧して、シリンダ１の中央に設けた吐出口７１４から吐出させるようにしてもよい。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【符号の説明】
【００４３】
１…シリンダ、２…ロータ、１１…上部フランジ、１２…下部フランジ、１４…流入口、１５…吐出路、２１…シャフト、２２…螺旋翼、３１…上部ベアリング、３２…下部ベアリング、５０…流体機械、５１…導水装置、５２…水車、５３…ダイナモ、６０…モータ、６２…ホース、２１１…螺旋翼取付部分、２１２…上部被軸受部分、２１３…下部被軸受部分、２１４…錘、７００…ロータ、７０１…シリンダと、７０２…モータ、７０３…流入口、７０４…吐出口、７１０…ロータと、７１１…シリンダ、７１２…モータ、７１３…流入口、７１４…吐出口。
【図１】
2018100609.tif 000003
【図２】
2018100609.tif 000004
【図３】
2018100609.tif 000005
【図４】
2018100609.tif 000006
【図５】
2018100609.tif 000007
【図６】
2018100609.tif 000008
【図７】
2018100609.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月14日(2017.3.14)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
当該シリンダと同軸状に配置されたロータとを有し、
前記ロータは、シャフトと、当該シャフトの外周面に固定された１枚または複数枚の螺旋翼とを備え、
前記シリンダおよびロータの軸と平行な方向のうちの一方の方向を第１方向、当該第１の方向と反対の方向を第２方向として、前記シャフトは、前記第２方向側ほど径が大きくなる部分を螺旋翼取付部分として有し、
前記螺旋翼の軸方向の範囲は、前記螺旋翼取付部分の軸方向の範囲と重なっており、
前記螺旋翼のピッチは前記第２方向側ほど狭くなっており、
前記ロータは、少なくとも前記螺旋翼取付部分と前記螺旋翼との部分が前記シリンダ内に収容された形態で、当該シリンダと同軸に回転可能に軸支されており、
前記螺旋翼の外周端と前記シリンダの内周面とは近接もしくは当接しており、
前記シリンダの前記第１方向側の端部には当該シリンダ内に流体を供給するための流入口が設けられており、前記シリンダの前記第２方向側の端部には当該シリンダから流体を吐出するための吐出路が設けられており、
前記シリンダの前記第２方向側の端部は封止されており、
前記シリンダの内部の空間の前記第２方向側の端を成す面と、前記螺旋翼の前記第２方向側の端は近接もしくは当接しており、
前記吐出路は、前記シリンダの内部の前記螺旋翼の下端の当該螺旋翼の外周端の近傍の位置とシリンダの外部とを連絡するように設けられており、
前記螺旋翼の前記第２方向側の端部は、当該第２方向側に凸、かつ、当該第２方向側から前記第１方向側を見たときの螺旋の巻き方向に凸に湾曲した形状を有していることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１記載の流体機械であって、
前記シャフトの螺旋翼取付部分の外周面の形状は円錐台または円錐の外周面と等しい形状であることを特徴とする流体機械。
【請求項３】
流体機械を備えた発電装置であって、
前記流体機械は、
シリンダと、
当該シリンダと同軸状に配置されたロータとを有し、
前記ロータは、シャフトと、当該シャフトの外周面に固定された１枚または複数枚の螺旋翼とを備え、
前記シリンダおよびロータの軸と平行な方向のうちの一方の方向を第１方向、当該第１の方向と反対の方向を第２方向として、前記シャフトは、前記第２方向側ほど径が大きくなる部分を螺旋翼取付部分として有し、
前記螺旋翼の軸方向の範囲は、前記螺旋翼取付部分の軸方向の範囲と重なっており、
前記螺旋翼のピッチは前記第２方向側ほど狭くなっており、
前記ロータは、少なくとも前記螺旋翼取付部分と前記螺旋翼との部分が前記シリンダ内に収容された形態で、当該シリンダと同軸に回転可能に軸支されており、
前記螺旋翼の外周端と前記シリンダの内周面とは近接もしくは当接しており、
前記シリンダの前記第１方向側の端部には当該シリンダ内に流体を供給するための流入口が設けられており、前記シリンダの前記第２方向側の端部には当該シリンダから流体を吐出するための吐出路が設けられており、かつ、
前記流体機械は前記第１方向を上方、前記第２方向を下方として設置されており、
当該発電装置は、
前記流体機械の前記流入口に水流を上方より供給する導水装置と、
前記流体機械の吐出路から吐出された水流で回動される水車と、
前記水車の回転エネルギーを電力に変換するダイナモとを有することを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項３記載の発電装置であって、
前記シャフトの螺旋翼取付部分の外周面の形状は円錐台または円錐の外周面と等しい形状であることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の発電装置であって、
前記シリンダの前記第２方向側の端部は封止されており、
前記シリンダの内部の空間の前記第２方向側の端を成す面と、前記螺旋翼の前記第２方向側の端は近接もしくは当接しており、
前記吐出路は、前記シリンダの内部の前記螺旋翼の下端の当該螺旋翼の外周端の近傍の位置とシリンダの外部とを連絡するように設けられていることを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項５記載の発電装置であって、
前記螺旋翼の前記第２方向側の端部は、当該第２方向側に凸、かつ、当該第２方向側から前記第１方向側を見たときの螺旋の巻き方向に凸に湾曲した形状を有していることを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項３、４、５または６記載の発電装置であって、
前記導水装置は、前記流体機械の前記流入口に水流を供給する、上下方向を軸とする螺旋状の水路を形成していることを特徴とする発電装置。
【請求項８】
請求項１または２記載の流体機械を備えた増圧装置であって、
前記シャフトを回動する原動機を備えたことを特徴とする増圧装置。