(57)【要約】【課題】回転効率が高い小型の発電装置及びポンプを提供する。【解決手段】発電装置１は、同軸上に離間して配置された固定軸２０ａ、２０ｂと、チェーン３５ａ、３５ｂを介して固定軸２０ａ、２０ｂの固定軸歯車２１ａ、２１ｂに接続される遊星歯車３１ａ、３１ｂと、遊星歯車３１ａ、３１ｂに固定された半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂと、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂに固定された半回転翼３０ａ、３０ｂと、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂの一方の端部が接続され固定軸２０ａ、２０ｂに回転可能に取り付けられる翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂと、出力歯車５１ａ、５１ｂと、出力軸５０ａ、５０ｂと、エネルギー変換装置８０ａ、８０ｂと、を備える。半回転翼３０ａ、３０ｂは半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂから半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂに垂直な方向の端部までの長さが半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂから固定軸２０ａ、２０ｂまでの長さよりも長い。【選択図】図２
2011250674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車を有し、同軸上に離間して配置された第１の固定軸及び第２の固定軸と、
前記第１の固定軸の歯車に第１のチェーンを介して接続されて前記第１の固定軸の周りを旋回する第１の遊星歯車と、
前記第２の固定軸の歯車に第２のチェーンを介して接続されて前記第２の固定軸の周りを旋回する第２の遊星歯車と、
一方の端部が前記第１の遊星歯車に固定された第１の半回転翼回転軸と、
一方の端部が前記第２の遊星歯車に固定された第２の半回転翼回転軸と、
前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸にそれぞれ固定された第１の半回転翼及び第２の半回転翼と、
前記第１の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第１の固定軸に取り付けられ、前記第１の固定軸を軸にして回転する第１の翼旋回用歯車と、
前記第２の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第２の固定軸に取り付けられ、前記第２の固定軸を軸にして回転する第２の翼旋回用歯車と、
前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車と直接或いは間接的に噛み合って回転可能な出力歯車と、
前記出力歯車に固定された出力軸と、
前記出力軸の回転により発電させるエネルギー変換装置と、を備え、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸に垂直な方向の端部までの長さが前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸までの長さよりも長く形成され、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼が受ける流体の力で前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼が自転することにより前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車を旋回させるとともに前記第１の翼旋回用歯車及び前記第２の翼旋回用歯車を回転させ、
前記翼旋回用歯車の回転により前記出力歯車及び前記出力軸を回転させて前記エネルギー変換装置により発電させる、
ことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記第１の固定軸と前記第２の固定軸の歯車の歯数が同数であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車のそれぞれ歯数が前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の歯車の歯数の２倍であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の周りを１周旋回したとき、前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ半回転自転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記第１の半回転翼回転軸、前記第２の半回転翼回転軸、前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸が同一平面上に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記第１の半回転翼と前記第２の半回転翼のなす角度が直角である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項５】
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼の回転時の最大外周軌跡に沿って形成されたカバーを備え、
前記カバーの流体が流入する流入側先端の位置が、流体が流出する流出側先端の位置よりも高い、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記発電装置が設置される流路と前記発電装置との隙間を塞ぐ間隙埋設部材を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項７】
歯車を有し、同軸上に離間して配置された第１の固定軸及び第２の固定軸と、
前記第１の固定軸の歯車に第１のチェーンを介して接続されて前記第１の固定軸の周りを旋回する第１の遊星歯車と、
前記第２の固定軸の歯車に第２のチェーンを介して接続されて前記第２の固定軸の周りを旋回する第２の遊星歯車と、
一方の端部が前記第１の遊星歯車に固定された第１の半回転翼回転軸と、
一方の端部が前記第２の遊星歯車に固定された第２の半回転翼回転軸と、
前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸にそれぞれ固定された第１の半回転翼及び第２の半回転翼と、
前記第１の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第１の固定軸に取り付けられ、前記第１の固定軸を軸にして回転する第１の翼旋回用歯車と、
前記第２の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第２の固定軸に取り付けられ、前記第２の固定軸を軸にして回転する第２の翼旋回用歯車と、
前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車と直接或いは間接的に噛み合って回転可能な入力歯車と、
前記入力歯車に固定された入力軸と、
前記入力軸を回転させる回転駆動装置と、を備え、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸に垂直な方向の端部までの長さが前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸までの長さよりも長く形成され、
前記回転駆動装置により前記入力軸及び入力歯車を回転させて、
前記入力歯車の回転により前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車を回転させて前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼を回転させ流体を掻き出す、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項８】
前記第１の固定軸と前記第２の固定軸の歯車の歯数が同数であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車の歯数がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の歯車の歯数の２倍であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の周りを１周旋回したとき、前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ半回転自転する、
ことを特徴とする請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記第１の半回転翼回転軸、前記第２の半回転翼回転軸、前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸が同一平面上に配置されている、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記第１の半回転翼と前記第２の半回転翼のなす角度が直角である、
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電装置及びポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの発電装置は化石燃料等を用い、電気エネルギーに変換する手法が主であった。しかし、化石燃料等の資源は有限であり、また、地球温暖化の原因となる二酸化炭素、或いは光化学スモッグや酸性雨の原因となる窒素酸化物が生じ、地球環境の悪化を招くことになる。
【０００３】
このような状況の中、地球環境の保護の観点から水力や風力などの流体のエネルギーから電気エネルギーを得る手法が種々開発されている。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２には、複数の回転翼が回転軸の周囲に設置された風水力発電装置が開示されている。風水力を複数の回転翼が受けて、回転翼が回転軸の周りを公転する。回転翼と回転軸とは接続部材を介して接続しているため、回転軸が自転する。この回転軸の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４２９７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４２８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２では、回転軸が中心に存在するため、各回転翼の面積が小さいものになっている。装置における風や水の流れを受ける受圧面積が小さくなってしまい、回転効率に問題があるとともに、装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転効率が高い小型の発電装置及びポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る発電装置は、
歯車を有し、同軸上に離間して配置された第１の固定軸及び第２の固定軸と、
前記第１の固定軸の歯車に第１のチェーンを介して接続されて前記第１の固定軸の周りを旋回する第１の遊星歯車と、
前記第２の固定軸の歯車に第２のチェーンを介して接続されて前記第２の固定軸の周りを旋回する第２の遊星歯車と、
一方の端部が前記第１の遊星歯車に固定された第１の半回転翼回転軸と、
一方の端部が前記第２の遊星歯車に固定された第２の半回転翼回転軸と、
前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸にそれぞれ固定された第１の半回転翼及び第２の半回転翼と、
前記第１の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第１の固定軸に取り付けられ、前記第１の固定軸を軸にして回転する第１の翼旋回用歯車と、
前記第２の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第２の固定軸に取り付けられ、前記第２の固定軸を軸にして回転する第２の翼旋回用歯車と、
前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車と直接或いは間接的に噛み合って回転可能な出力歯車と、
前記出力歯車に固定された出力軸と、
前記出力軸の回転により発電させるエネルギー変換装置と、を備え、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸に垂直な方向の端部までの長さが前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸までの長さよりも長く形成され、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼が受ける流体の力で前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼が自転することにより前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車を旋回させるとともに前記第１の翼旋回用歯車及び前記第２の翼旋回用歯車を回転させ、
前記翼旋回用歯車の回転により前記出力歯車及び前記出力軸を回転させて前記エネルギー変換装置により発電させる、
ことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の固定軸と前記第２の固定軸の歯車の歯数が同数であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車のそれぞれ歯数が前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の歯車の歯数の２倍であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の周りを１周旋回したとき、前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ半回転自転することが好ましい。
【００１０】
また、前記第１の半回転翼回転軸、前記第２の半回転翼回転軸、前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸が同一平面上に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１の半回転翼と前記第２の半回転翼のなす角度が直角であることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼の回転時の最大外周軌跡に沿って形成されたカバーを備え、
前記カバーの流体が流入する流入側先端の位置が、流体が流出する流出側先端の位置よりも高いことが好ましい。
【００１３】
また、前記発電装置が設置される流路と前記発電装置との隙間を塞ぐ間隙埋設部材を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の観点に係るポンプは、
歯車を有し、同軸上に離間して配置された第１の固定軸及び第２の固定軸と、
前記第１の固定軸の歯車に第１のチェーンを介して接続されて前記第１の固定軸の周りを旋回する第１の遊星歯車と、
前記第２の固定軸の歯車に第２のチェーンを介して接続されて前記第２の固定軸の周りを旋回する第２の遊星歯車と、
一方の端部が前記第１の遊星歯車に固定された第１の半回転翼回転軸と、
一方の端部が前記第２の遊星歯車に固定された第２の半回転翼回転軸と、
前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸にそれぞれ固定された第１の半回転翼及び第２の半回転翼と、
前記第１の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第１の固定軸に取り付けられ、前記第１の固定軸を軸にして回転する第１の翼旋回用歯車と、
前記第２の半回転翼回転軸の一方の端部が摺動可能に接続されるとともに、前記第２の固定軸に取り付けられ、前記第２の固定軸を軸にして回転する第２の翼旋回用歯車と、
前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車と直接或いは間接的に噛み合って回転可能な入力歯車と、
前記入力歯車に固定された入力軸と、
前記入力軸を回転させる回転駆動装置と、を備え、
前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸に垂直な方向の端部までの長さが前記第１の半回転翼回転軸及び前記第２の半回転翼回転軸から前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸までの長さよりも長く形成され、
前記回転駆動装置により前記入力軸及び入力歯車を回転させて、
前記入力歯車の回転により前記第１の翼旋回用歯車又は前記第２の翼旋回用歯車を回転させて前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼を回転させ流体を掻き出す、
ことを特徴とする。
【００１５】
また、前記第１の固定軸と前記第２の固定軸の歯車の歯数が同数であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車の歯数がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の歯車の歯数の２倍であり、
前記第１の遊星歯車及び前記第２の遊星歯車がそれぞれ前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸の周りを１周旋回したとき、前記第１の半回転翼及び前記第２の半回転翼はそれぞれ半回転自転することが好ましい。
【００１６】
また、前記第１の半回転翼回転軸、前記第２の半回転翼回転軸、前記第１の固定軸及び前記第２の固定軸が同一平面上に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記第１の半回転翼と前記第２の半回転翼のなす角度が直角であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る発電装置は、半回転翼の端部から半回転翼回転軸までの垂直方向の長さが半回転翼回転軸から固定軸までの長さよりも長く形成されているので、発電装置の流体の受圧面積における半回転翼が占める面積の割合が高いので回転効率が高い。このため、小型の発電装置を構成できるとともに、小型であっても回転効率が高く、良好な発電能力を発揮する発電装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１に係る発電装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線で発電装置を切断して発電装置の内部構造を示した内部構造図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’線でケースを切断して発電装置の内部構造を示した内部構造図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’方向を見た場合の半回転翼、半回転翼回転軸、遊星歯車及び固定軸の配置関係を示す状態図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は流体の作用を受けた際の半回転翼、半回転翼回転軸、遊星歯車の動きを示す状態図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は流体の作用を受けた際の半回転翼、半回転翼回転軸、遊星歯車の動きを示す状態図である。
【図７】流体の作用を受けた際の半回転翼、半回転翼回転軸、遊星歯車の動きを示す状態図である。
【図８】半回転翼の外周軌跡及び半回転翼回転軸の軌跡を示す模式図である。
【図９】実施の形態２に係る発電装置の斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る発電装置の側面図である。
【図１１】図９のＡ−Ａ’線でケースを切断して実施の形態２に係る発電装置の内部構造を示した内部構造図である
【図１２】実施の形態２に係る発電装置をＵ字溝に設置した状態を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る発電装置の半回転翼が回転する様子を示す模式図である。
【図１４】実施の形態３に係るポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る発電装置について、図を参照しつつ説明する。図１〜図３に示すように、発電装置１は、ケース１０内に設置された、一部に固定軸歯車２１ａ，２１ｂを有する固定軸２０ａ、２０ｂと、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂと、半回転翼３０ａ、３０ｂがそれぞれ固定されるとともに遊星歯車３１ａ、３１ｂがそれぞれ固定された半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂと、固定軸歯車２１ａと翼旋回用歯車４０ａ、固定軸歯車２１ｂと翼旋回用歯車４０ｂをそれぞれ接続するチェーン３５ａ、３５ｂと、出力歯車５１ａ、５１ｂが固定された出力軸５０ａ、５０ｂと、エネルギー変換装置７０ａ、７０ｂとから構成される。
【００２１】
ケース１０は２つの円盤状の側板と両側板の一部を接続する平板とから構成されている。ケース１０には排水路や橋脚等に固定する取付部材１１が設けられている。
【００２２】
ケース１０の両側板の中心部に固定軸２０ａ、２０ｂがそれぞれ固定されている。固定軸２０ａ、２０ｂは同軸上に離間して対称に配置されている。固定軸２０ａ、２０ｂは半月キー等の固定部材２２ａ、２２ｂによってケース１０の側板にそれぞれ固定されている。ケース１０の側板からケース１０内方に突出した固定軸２０ａ、２０ｂは、ケース１０の側板側が凹凸のない摺動面であり、ケース１０の内側にはチェーン３５ａ、３５ｂを懸架可能な固定軸歯車２１ａ、２１ｂが配置されている。
【００２３】
半回転翼３０ａ、３０ｂは矩形の平板であり、その寸法はいずれも同じである。半回転翼３０ａ、３０ｂの中央部に、それぞれ円柱状の半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂが固定されている。なお、半回転翼３０ａ、３０ｂの形状は矩形の平板に限定されない。
【００２４】
半回転翼３０ａから突出した半回転翼回転軸３２ａの一方の端部には、端部側から順に翼旋回用歯車４０ａ、遊星歯車３１ａが配置されている。また、半回転翼回転軸３２ａの他方の端部には、翼旋回用歯車４０ｂが配置されている。半回転翼回転軸３２ａと遊星歯車３１ａとは、不図示の固定部材等で固定されている。また、半回転翼回転軸３２ａと翼旋回用歯車４０ａ及び翼旋回用歯車４０ｂとは、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂにそれぞれ設けられた滑り軸受け４２ａ、４２ｂを介して接続されており、半回転翼回転軸３２ａは翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂに摺動可能に軸支されている。
【００２５】
半回転翼回転軸３２ｂの一方の端にも上記と同様に、端部側から順に翼旋回用歯車４０ｂ、遊星歯車３１ｂが配置されている。また、半回転翼回転軸３２ｂの他方の端部には、翼旋回用歯車４０ａが配置されている。半回転翼回転軸３２ｂと遊星歯車３１ｂとは、不図示の固定部材等で固定されている。また、半回転翼回転軸３２ｂと翼旋回用歯車４０ｂ及び翼旋回用歯車４０ａとは、翼旋回用歯車４０ｂ、４０ａにそれぞれ設けられた滑り軸受け４２ｃ、４２ｄを介して接続されており、半回転翼回転軸３２ｂは翼旋回用歯車４０ｂ、４０ａに摺動可能に軸支されている。
【００２６】
２つの遊星歯車３１ａ、３１ｂは同じ構造であり、その周面にチェーン３５ａ、３５ｂが懸架可能な歯車を有している。そして、チェーン３５ａが遊星歯車３１ａと固定軸歯車２１ａに懸架されている。また、チェーン３５ｂが遊星歯車３１ｂと固定軸歯車２１ｂに懸架されている。遊星歯車３１ａ、３１ｂの歯数は固定軸２０ａ、２０ｂに形成された固定軸歯車２１ａ、２１ｂの歯数の２倍である。
【００２７】
翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂは、それぞれ中心に円形の穴が形成された円盤状の歯車であり、それらの穴にそれぞれ固定軸２０ａ、２０ｂの摺動面が挿入されて配置されている。そして、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂと固定軸２０ａ、２０ｂとはベアリング４１ａ、４１ｂを介して摺動可能に配置されており、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂは、それぞれ固定軸２０ａ、２０ｂを軸にして回転可能である。
【００２８】
図４に、図３のＢ−Ｂ’方向に見た半回転翼３０ａ、３０ｂ、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂ、遊星歯車３１ａ、３１ｂ及び固定軸２０ａ、２０ｂの配置関係を示しているが、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂは固定軸２０ａ、２０ｂを中心にして対向配置されている。言い換えれば、半回転翼回転軸３２ａと固定軸２０ａ、２０ｂと半回転翼回転軸３２ｂは同一直線上に配置されている。このため、半回転翼３０ａと半回転翼３０ｂも固定軸２０ａ、２０ｂを中心にして同一直線上に配置されている。更に言えば、半回転翼回転軸３２ａと固定軸２０ａ、２０ｂと半回転翼回転軸３２ｂは同一平面上に位置している。そして、半回転翼３０ａと半回転翼３０ｂのなす角度が略直角である。そして、この角度は、後述するように、動作時においても維持される。
【００２９】
そして、半回転翼３０ａ、３０ｂは、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂから端部までの長さＬ１が半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂから固定軸２０ａ、２０ｂまでの長さＬ２よりも長い。
【００３０】
また、半回転翼３０ａ、３０ｂと遊星歯車３１ａとの間には回転板６０ａが配置され、また、半回転翼３０ａ、３０ｂと遊星歯車３１ｂとの間には回転板６０ｂが配置されている。回転板６０ａ、６０ｂはケース１０に対して摺動可能であり、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂのそれぞれの両端部が摺動可能に挿入されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂのそれぞれの両端が翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂに摺動可能に取り付けられているが、回転板６０ａ、６０ｂが十分な強度を有しており、後述する発電装置１の作用を果たし得る場合には、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂの遊星歯車３１ａ、３１ｂが固定されていない側の端部が、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂに取り付けられていなくてもよい。
【００３２】
なお、回転板６０ａ、６０ｂは、主としてケース１０内部への浸水を防止し、各歯車等へのごみ詰まりによる作用不能を防ぐものであり、ごみ詰まり等の危険性がない場合では、回転板６０ａ、６０ｂを備えていなくてもよい。
【００３３】
また、出力歯車５１ａ、５１ｂが翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂと噛み合うように配置されている。出力歯車５１ａ、５１ｂの中心には、出力軸５０ａ、５０ｂが固定部材５３ａ、５３ｂによってそれぞれ固定されており、出力軸５０ａ、５０ｂはそれぞれベアリング５２ａ、５２ｂを介して摺動可能にケース１０の側板に軸支されている。
【００３４】
そして出力軸５０ａ、５０ｂの端部はそれぞれケース１０の側板から突出し、エネルギー変換装置７０ａ、７０ｂに接続している。エネルギー変換装置７０ａ、７０ｂは、磁石、コイル等が組み合わせられて、磁力の作用により発電させる装置等である。
【００３５】
続いて、図５〜図７を参照して、発電装置１の作用について説明する。
【００３６】
まず、図５（Ａ）の状態において、紙面上左方向へ流体の流れを受けると、主として半回転翼３０ａに流れの力Ｆが作用する。この流れの力Ｆを受けて半回転翼３０ａが紙面上左方向へ押される。
【００３７】
すると、図５（Ｂ）に示すように、半回転翼３０ａが固定されている半回転翼回転軸３２ａには、遊星歯車３１ａが固定され、また、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂが摺動可能に接続されているため、半回転翼３０ａは図面上時計回りに自転する。また、遊星歯車３１ａはチェーン３５ａを介して固定軸歯車２１ａに接続しているため、図面上時計回りに自転しながら固定軸２０ａ、２０ｂの周りを旋回（公転）する。更には、翼旋回歯車４０ａ、４０ｂも固定軸２０ａ、２０ｂを支点に図面上時計回りに自転する。
【００３８】
半回転翼回転軸３２ｂも翼旋回用歯車４０ｂに同様に接続されているため、翼旋回用歯車４０ｂの自転にともなって、半回転翼３０ｂ、遊星歯車３１ｂも上記と同様の動きをする。
【００３９】
上記の回転が進むと、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、半回転翼３０ｂが流れの上流側に位置する。そして、主として半回転翼３０ｂに流れの力Ｆが作用する。そして、継続して上記と同様に回転が進行する。
【００４０】
そして、図７に示すように、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂがそれぞれ半回転（１８０°）自転すると、図５（Ａ）に示す状態から、二つの半回転翼３０ａ、３０ｂが丁度入れ替わった状態となる。半回転翼３０ａ、３０ｂはいずれも９０°自転している。
【００４１】
したがって、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂが一回転（３６０°）自転すると、半回転翼３０ａ、３０ｂはそれぞれ図５（Ａ）に示した配置に戻る。このように、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂが一回転（３６０°）自転した場合、半回転翼３０ａ、３０ｂは半回転（１８０°）自転することになる。
【００４２】
このようにして、半回転翼３０ａ、３０ｂ、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂ、遊星歯車３１ａ、３１ｂ、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂは、流体の流れを受け続けている際は継続してそれぞれ動き続ける。
【００４３】
以上のように、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂが回転するので、これらに噛み合っているそれぞれの出力歯車５１ａ、５１ｂも回転する。そして出力歯車５１ａ、５１ｂの回転に伴って出力軸５０ａ、５０ｂも回転する。
【００４４】
出力軸５０ａ、５０ｂに接続されたエネルギー変換装置７０ａ、７０ｂは、出力軸５０ａ、５０ｂの回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、発電する。
【００４５】
図８に半回転翼３０ａ、３０ｂの外周軌跡及び半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂの軌跡を模式的に示している。遊星歯車３１ａ、３１ｂの歯数が固定軸２０ａ、２０の歯車の歯数の２倍であるため、二つの半回転翼３０ａ、３０ｂは、それぞれ固定軸２０ａ、２０ｂの周りを一周旋回すると半回転自転すること、また、二つの半回転翼３０ａ、３０ｂは相互の面のなす角度が直角を維持しつつ回転することから、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂの移動に要する占有空間が小さい。また、発電装置１の３方の寸法は、いずれも半回転翼３０ａ、３０ｂの幅及び長さの１．５倍程度に設計することができるので、小型の発電装置１を実現できる。
【００４６】
また、図４に示したように、半回転翼３０ａ、３０ｂの端部から半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂまでの垂直方向の長さＬ１が半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂから固定軸２０ａ、２０ｂまでの長さＬ２よりも長く形成されているので、発電装置１に作用する流体の受圧面積中、半回転翼３０ａ、３０ｂが占める面積の割合が高く、また、旋回する半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂの旋回中心は理論上、半回転翼３０ａ、３０ｂの回転芯であるので回転効率が高い。このため、小型であっても回転効率が高く、良好な発電能力を発揮する発電装置１を実現している。
【００４７】
このように、発電装置１は小型で回転効率の高い特性を有するため、様々な流体の流れがある場所に設置して発電することができる。例えば、工場排水が流れる流路に設置して発電すること、暗渠や用水路などに設置して自家発電を行うこと、河川の橋脚や岸壁等に設置して発電させ、近辺に設置されている街路灯に電力を供給することが可能である。
【００４８】
また、水等の液体の流れがある箇所への設置のほか、気体等の流れがある箇所に発電装置１を設置してもよい。例えば、工場の排気ダクトや廃蒸気が噴出している箇所等が挙げられる。
【００４９】
また、発電装置１は小型であるため、設置の態様についても自由度が高いという利点がある。小型であるため、発電装置１を流体の流れがある箇所に複数設置することも容易である。複数の発電装置１を流体の流れのある幅の細い流路等に設置する場合では、多数の発電装置１を流体の流れ方向に直列に設置することができる。また、幅の広い流路等に設置する場合では、流れを横切るように設置してもよい。
【００５０】
更には、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂが水平になるように発電装置１を設置してもよく、或いは、半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂが垂直になるよう設置して用いてもよい。
【００５１】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る発電装置２について説明する。発電装置２は、図９〜図１１に示すように、ケース１０内に設置された、一部に固定軸歯車２１ａ，２１ｂを有する固定軸２０ａ、２０ｂと、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂと、半回転翼３０ａ、３０ｂがそれぞれ固定されるとともに遊星歯車３１ａ、３１ｂがそれぞれ固定された半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂと、固定軸歯車２１ａと翼旋回用歯車４０ａ、固定軸歯車２１ｂと翼旋回用歯車４０ｂをそれぞれ接続するチェーン３５ａ、３５ｂと、歯車５４ａ、５４ｂが固定された回転軸５５と、出力歯車５１ｂが固定された出力軸５０ｂと、エネルギー変換装置７０と、電源ライン７１と、ランプ７２と、カバー７３と、間隙部材７４とから構成される。
【００５２】
発電装置２は、主として、カバー７３及び間隙部材７４を備える点で、実施の形態１の発電装置１と異なっており、その他の構成については実施の形態１に係る発電装置１と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
なお、実施の形態１とは、チェーン３５ａ、３５ｂ等の配置が異なっている。具体的には、固定軸２０ａ、２０ｂの固定軸歯車２１ａ、２１ｂと摺動面が逆に位置し、そして、チェーン３５ａ、３５ｂ、遊星歯車３１ａ、３１ｂがケース１０の側板側に位置し、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂがケース１０の内側に位置している。
【００５４】
また、出力歯車５１ｂは、歯車５４ｂを介して翼旋回用歯車４０ｂの回転により回転する構成である。そして、出力軸５０ｂの回転によりエネルギー変換装置７０が発電し、発電した電気が電源ライン７１を伝導してランプ７２を発光させる。
【００５５】
発電装置２は、図７に示した半回転翼３０ａ、３０ｂの回転の最大外周軌跡に沿ったカバー７３を有する。図１０からわかるように、このカバー７３の流体の流入側の先端は、流体の流出側の先端よりもｈほど高い位置にある。カバー７３は、Ｕ字溝を流れる水が少量である場合、流水はＵ字溝の底に薄く張り付いた状態で流れる。このように流れる水が少量の場合に、流入側の流水を堰き止めて落差を作り出し、流水圧が半回転翼３０ａ、３０ｂに加わるようにする機能を果たす。
【００５６】
更に、発電装置２は、カバー７３やケース１０とＵ字溝との隙間を埋める間隙部材７４を有している。間隙部材７４は、Ｕ字溝との隙間を埋めることで、Ｕ字溝を流れる水を無駄なくカバー７３内に進入させ、流水圧が半回転翼３０ａ、３０ｂに加わるようにする機能を果たす。
【００５７】
図１２に発電装置２がＵ字溝７５に設置された状態を示している。発電装置２を構成するケース１０、カバー７３、半回転翼３０ａ、３０ｂ等の寸法は、設置されるＵ字溝７５の寸法に応じて適宜設計される。そして、ケース１０やカバー７３等とＵ字溝７５との隙間が間隙部材７４で埋められている。間隙部材７４は、カバー７３やケース１０とＵ字溝との隙間を埋めてＵ字溝を流れる水がカバー７３内に流入し得るものであれば、どのような形状、材質であってもよい。
【００５８】
Ｕ字溝７５を流れる水によって半回転翼３０ａ、３０ｂが連続的に回転する様子を図１３に示している。水がカバー７３によって堰き止められ、水嵩が増し、カバー７３の流入側の先端を超えると、半回転翼３０ｂに流水圧がかかる。水嵩が増して落差があるため、半回転翼３０ｂには水による流れ方向の力に加え、水の重力も加わるので、半回転翼３０ｂは効率的に回転する。
【００５９】
そして、半回転翼３０ｂがカバー７３の流出側先端を抜け、半回転翼３０ｂにかかっている流水圧が抜ける際に、半回転翼３０ａがカバー７３の流入側先端に辿り着き、半回転翼３０ａには、上記と同様に流水圧がかかる。このようにして、半回転翼３０ａ、３０ｂが連続的に、且つ、効率的に回転し続ける。
【００６０】
また、Ｕ字溝７５とカバー７３及びケース１０との隙間は間隙部材７４で埋められているので、Ｕ字溝７５を流れる水が漏れなくカバー７３内に流入する。このように、カバー７３及び間隙部材７４によって、少量の水が流れているＵ字溝であっても、その水を無駄なく活用して半回転翼３０ａ、３０ｂに作用させることができる。これにより、効率的に発電し、ランプ７２を発光させることができる。
【００６１】
なお、上記では、ランプ７２を備えた形態について説明したが、図１１に示すように、回転軸５５に固定されている変換歯車５６によって出力歯車５１ａ、出力軸５０ａを回転させ、ケース１０の蓋１２を開口して上方にエネルギー変換装置７０を設置して発電させる形態であってもよい。
【００６２】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３に係るポンプについて説明する。図１４にポンプ３の断面を示すが、構成は前述の発電装置１をそのまま応用したものである。発電装置１で説明した出力軸５０ａ、５０ｂを入力軸８０ａ、８０ｂとし、また、出力歯車５１ａ、５１ｂを入力歯車８１ａ、８１ｂとする。なお、入力軸８０ａ、８０ｂは出力軸５０ａ、５０ｂと、また、入力歯車８１ａ、８１ｂは出力歯車５１ａ、５１ｂとそれぞれ構成は同様である。
【００６３】
そして、入力軸８０ａ、８０ｂを回転させる回転駆動装置９０ａ、９０ｂを配置する。回転駆動装置９０ａ、９０ｂとして電気エネルギーを回転力に変換するモーター等、公知の装置を用いることができる。その他の構成については、実施の形態１で説明した発電装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
回転駆動装置９０ａ、９０ｂを回転駆動させることにより、入力軸８０ａ、８０ｂ及びこれらに固定されている入力歯車８１ａ、８１ｂが回転する。入力歯車８１ａ、８１ｂの回転により、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂが回転するので、翼旋回用歯車４０ａ、４０ｂに接続されている半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂが固定軸２０ａ、２０ｂの周りを旋回する。半回転翼回転軸３２ａ、３２ｂには遊星歯車３１ａ、３１ｂ及び半回転翼３０ａ、３０ｂが固定されているため、チェーン３５ａ、３５ｂを介し、遊星歯車３１ａ、３１ｂが固定軸２０ａ、２０ｂの周りを旋回するとともに、半回転翼３０ａ、３０ｂも自転しつつ固定軸２０ａ、２０ｂの周りを公転することになる。そのほか、各要素の動き等は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
ポンプ３は実施の形態１で説明した発電装置１同様に小型であるため、設置の態様についても自由度が高く、様々な箇所へ設置することが可能である。また、ポンプ３における半回転翼３０ａ、３０ｂが占める面積の割合が高いため、効率的に流体等の送り出しが可能である。例えば、細い流路に留まっている廃水の排出等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    発電装置
２    発電装置
３    ポンプ
１０    ケース
１１    取付部材
１２    蓋
２０ａ，２０ｂ  固定軸
２１ａ，２１ｂ  固定軸歯車
２２ａ，２２ｂ  固定部材
３０ａ，３０ｂ  半回転翼
３１ａ，３１ｂ  遊星歯車
３２ａ，３２ｂ  半回転翼回転軸
３３ａ，３３ｂ  固定部材
３４ａ，３４ｂ  固定部材
３５ａ，３５ｂ  チェーン
４０ａ，４０ｂ  翼旋回用歯車
４１ａ，４１ｂ  ベアリング
４２ａ〜４２ｄ  滑り軸受け
５０ａ，５０ｂ  出力軸
５１ａ，５１ｂ  出力歯車
５２ａ，５２ｂ  ベアリング
５３ａ，５３ｂ  固定部材
５４ａ，５４ｂ  歯車
５５            回転軸
５６            変換歯車
６０ａ，６０ｂ  回転板
７０ａ，７０ｂ  エネルギー変換装置
７１            電源ライン
７２            ランプ
７３            カバー
７４            間隙部材
７５            Ｕ字溝
８０ａ，８０ｂ  入力軸
８１ａ，８１ｂ  入力歯車
９０ａ，９０ｂ  回転駆動装置
【図１】
2011250674.tif 000003
【図２】
2011250674.tif 000004
【図３】
2011250674.tif 000005
【図４】
2011250674.tif 000006
【図５】
2011250674.tif 000007
【図６】
2011250674.tif 000008
【図７】
2011250674.tif 000009
【図８】
2011250674.tif 000010
【図９】
2011250674.tif 000011
【図１０】
2011250674.tif 000012
【図１１】
2011250674.tif 000013
【図１２】
2011250674.tif 000014
【図１３】
2011250674.tif 000015
【図１４】
2011250674.tif 000016