(57)【要約】  流体の運動エネルギを電気エネルギに変換する流体発電用の回転装置において、縦渦を駆動力として利用することで、高強度で堅牢な翼型である円柱等の回転体を回転させるとともに、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で効率的に発電可能な流体発電用回転装置および流体発電装置を提供する。  当該発電用回転装置は、回転体３と、前記回転体３に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体８とを備える構成とした。
2016111209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体と
を備えたことを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項２】
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする請求項１記載の流体発電用回転装置。
【請求項３】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体発電用回転装置。
【請求項４】
前記後流物体が、少なくとも２つの前記回転体との交差部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。 
【請求項５】
前記回転体がプロペラ翼形状の翼型部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項６】
前記回転体を第１回転体とし、前記第１回転体と同軸に設けられ、プロペラ翼形状の翼型部を有する第２回転体とで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項７】
前記後流物体がリング状または円筒形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項８】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して 連続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項９】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１０】
前記後流物体が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１１】
リング状または円筒形状の前記後流物体 の前記回転体に対向する面が、幅広部と、前記幅広部よりも幅の狭い幅狭部とを有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１２】
リング状または円筒形状の前記後流物体 が２つ以上に分割された分割体を有し、複数の前記分割体がそれぞれ前記回転体に対向する面の角度を変更可能に設けられたことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１３】
回転軸体の長手方向が前記後流物体の表面に略平行であり、前記回転体は、前記回転軸体の長手方向に略直交する台座面を有する台板と、前記台座面に立設する少なくとも１つの回転翼体 とを備えることを特徴とする請求項１ 〜３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１４】
前記後流物体が、前記回転軸体と同軸の軸心を有する柱状体または円筒 形状であり、前記少なくとも１つの回転翼体 の内側に設けられることを特徴とする請求項１３に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１５】
前記回転体を角振動させるように配設された弾性体 による固有振動数調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１６】
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１７】
回転体と、前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項１８】
前記発電手段が回転発電機であることを特徴とする請求項１７に記載の流体発電装置。
【請求項１９】
前記回転体が磁石を備え、前記後流物体が発電用コイルを備えることを特徴とする請求項１７に記載の流体発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体発電用回転装置および流体発電装置に関し、特に風力あるいは水力等の自然エネルギを電気エネルギに変換するための装置に 好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
身近にある自然エネルギを利用した環境発電として最も実績のあるのが、流れのエネルギから電気エネルギを得る方法である。本発明の発明者らはこの方法を利用した発電装置として、 縦渦励振現象を利用する振動発電装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。この振動発電装置は、流体の流れ方向に対し長手方向が交差するように配設された第１の柱状体と、当該第１の柱状体に対し離間して長手方向が交差するように配設された第２の柱状体とを有する。縦渦励振は、第１の柱状体と第２の柱状体との離間間隔が第１の柱状体の直径に対して所定の値になる場合に、第１の柱状体と第２の柱状体との交差部近傍から周期的に発生する縦渦により生ずるものである。【０００３】
一方、風力や水力から電気エネルギを得る一般的な方法は、風車や水車などを回転させて発電機を回す方法である。特に風力発電に着目すると、大型の風力発電装置ではプロペラ型（水平軸型）が主に用いられている。その回転力を得る原理は、プロペラ型の風車が流れの中に置かれると、翼のまわりに非対称な流れ場が形成され、流れと垂直方向に揚力が発生し、翼が回転するものである。このような大型の風力発電 装置では、高出力化を図るための翼の大型化に伴い、翼の内部に補強材を設けることで、風の抵抗や回転に伴う翼の破損や撓みを予防している（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
また、小型風力発電装置では、昆虫（例えばトンボ）の翅脈、植物（例えば飛翔する楓の実の）葉脈等にヒントを得て、薄肉翼に葉脈あるいは翅脈状紋様の突起を与え、翼強度を増加させると同時に翼性能を向上させる提案がなされている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１６６９号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７１７６号公報
【特許文献３】特開２００５−３０３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献２および３記載の発明のような従来の風力発電装置は、翼が揚力を得る原理、すなわち電気エネルギを得るための回転力を得る原理はすべて同じである。【０００７】
これに対し、本発明の発明者らは、前記特許文献１に記載の振動発電装置の開発において縦渦励振現象の性質を調べるなかで、縦渦が周期的に形成されるだけではなく、前方の第１の柱状体が一方向に定速運動するときに、縦渦が片側のみに発生し、定常的揚力 が 発生することを見出した。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、流体の運動エネルギを電気エネルギに変換する流体発電用の回転装置において、縦渦による定常的揚力の発生という全く先例のない新たな知見に基づき、縦渦を駆動力として利用することで、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で効率的に発電可能な発電装置を提供することを課題とする。【０００９】
また、円柱を回転翼とすることで高強度の堅牢な翼型を有し、さらに新たな揚力発生原理を利用することで揚力を簡易に制御できる流体発電用回転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】
【００１０】
かかる課題を解決するため、本発明の流体発電用回転装置は、回転体と、 回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流体発電用回転装置によれば、縦渦による定常的揚力の発生という全く先例のない新たな知見に基づき、縦渦を駆動力として利用することで、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で効率的に発電可能な発電用回転装置を提供することができる。また、低速高トルクであるため過回転のおそれがなく、さらに構造が極めて単純であることから羽根の強度を大きくすることができるので、従来の風力発電等で問題になる羽根の破損による被害を減少し、安全な発電用回転装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】円柱／平板系から流出する縦渦（ネックレス渦）の模式図である。
【図２】縦渦の様子を示すものであり、（ａ）はトレーリング渦励振を、（ｂ）はネックレス渦励振を示す。
【図３】流体の流速とカルマン渦励振および縦渦励振の振幅との関係を示す特性図である。
【図４】従来の縦渦励振（平行振動）発生の原理を説明する模式図であり、（ａ）は下方向への揚力、（ｂ）は上方向への揚力を示す。
【図５】本発明の実施例１を示す斜視写真である。
【図６】本発明の実施例１を示す側面写真である。
【図７】本発明の実施例１の発電部を示す斜視写真である。
【図８】本発明の実施例１の柱状体の回転原理を説明する概略正面図である。
【図９】同上、概略側面図である。
【図１０】本実施例の回転原理に影響を及ぼす円柱およびリング状体の幾何学的因子を示す正面図である。
【図１１】同上、側面図である。
【図１２】本発明の実施例１の流体の流速と柱状体の回転速度との関係を示す特性図である。
【図１３】同上、無負荷状態でのリング幅と回転速度との関係を示すグラフである。
【図１４】同上、離間隙間と柱状体７の直径との比と、回転速度との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例２を示す斜視写真である。
【図１６】本発明の実施例２を示す側面写真である。
【図１７】本発明の実施例２の弾性体たるばねによる固有振動数調整部を示す斜視写真である。
【図１８】本発明の実施例２の柱状体の角振動原理を説明する概略正面図である。
【図１９】本発明の実施例３の回転体を示す正面図である。
【図２０】本発明の実施例４のリング状体を示す正面図である。
【図２１】本発明の実施例５のリング状体を示す正面図である。
【図２２】本発明の実施例５を示す側面図である。
【図２３】本発明の実施例６の回転体を示す正面図である。
【図２４】同上、側面図である。
【図２５】同上、羽根の枚数を増加させた場合の周速比とパワー係数との関係を示すグラフである。
【図２６】同上、羽根の枚数を増加させた場合の周速比とトルク係数との関係を示すグラフである。
【図２７】本発明の実施例７の回転体を示す斜視図である。
【図２８】本発明の実施例８の後流物体を示す正面図である。
【図２９】本発明の実施例９の後流物体を示す側端面図である。
【図３０】本発明の実施例１０の回転体を示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施例１１の後流物体を示す斜視図である。
【図３２】同上、上面図である。
【図３３】本発明の実施例１２の発電装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る流体発電用回転装置１について説明する前に、本発明の発明者らが世界に先駆けて見出した縦渦による定常的揚力の発生原理について簡単に説明する。定常的揚力を発生させる縦渦は、回転軸体２と、回転軸体２を中心に回転するように配設された回転体３と、回転体３に対して流体の流れ方向の下流側に離間して、回転軸体２と同心となるように配設されたリング状体４とを有する装置において、所定の条件により発生する。例えば回転体３が円柱状の柱状体７である場合、柱状体７とリング状体４との離間間隔（ｓ２）が、柱状体７の直径（ｄ）に対して所定の値になる場合に縦渦が発生する。
【００１４】
図１は、流体の流れ方向10に対し長手方向ｙが交差するように配設された柱状体７と、当該柱状体７に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して長手方向ｚが交差するように配設された平板６とを有する装置の概略図である。図２は、当該装置における縦渦の形態を示すものである。ここで、図２（ａ）に示す形態をトレーリング渦と呼び、図２（ｂ）に示す形態をネックレス渦と呼ぶことにする。尚、図１に記載の縦渦はネックレス渦ＮＶの模式図である。トレーリング渦は、柱状体７と平板６との離間間隔（ｓ１）が、柱状体７の直径（ｄ）に対して小さな値となる場合に発生する。一方、ネックレス渦ＮＶは、柱状体７と平板６との離間間隔（ｓ１）が、柱状体７の直径（ｄ）に対して比較的大きな値となる場合に発生する。例えば、図２（ａ）に示すトレーリング渦は、ｓ１／ｄ＝０．０８、レイノルズ数Ｒｅ＝１６９５の条件において観察されたものである。また、図２（ｂ）に示すネックレス渦ＮＶは、ｓ１／ｄ＝０．２８、レイノルズ数Ｒｅ＝１７３５の条件において観察されたものである。同図から分かるように、柱状体７と平板６との交差部近傍から周期的に縦渦が発生している。縦渦は柱状体７と平板６との離間隙間（ｓ１）を僅かに変化させると、２種類の形態をとることが観察される。
【００１５】
図２は水流における縦渦の観察結果を示す一方、縦渦は、流体が水等の液体の場合のみならず、流体が空気等の気体の場合にも発生する。図３は、三種類の装置において、空気の流速と柱状体７の振幅との関係を示す実験結果である。
【００１６】
図中、（１）のデータは、柱状体７単独の装置において、通常のカルマン渦励振による流速に対する振幅の関係を示す。流速に対する振幅の変化は極めて敏感であり、共振振動数に相当する流速から僅かでも流速が変動すると、振幅は急激に減少する。
【００１７】
（２）のデータは、柱状体７に対して空気の流れ方向の下流側に離間して、長手方向が交差するように別な柱状体８を配設した装置において、トレーリング渦励振による流速に対する振幅の関係を示す。トレーリング渦励振は、カルマン渦励振に比べると、流速の速い領域で発生し、流速に対する振幅の変化は鈍感である。
【００１８】
（３）のデータは、柱状体７に対して空気の流れ方向10の下流側に離間して長手方向が交差するように平板６を配設した装置において、トレーリング渦励振による流速に対する振幅の関係を示す。このような柱状体７と平板６の縦渦励振は、振動する流速範囲が広く、さらに振動振幅が大きいという特徴を有する。
【００１９】
このようなトレーリング渦励振に対し、前述のネックレス渦励振は、より流速の速い領域で発生することが分かっている。そして、ネックレス渦励振による流速に対する振幅の変化は極めて鈍感であり、広範囲の流速域において振幅が減衰することなく大きな値を維持する。
【００２０】
これらのデータと知見から、ネックレス渦励振を風力発電や水力発電に利用することができれば、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で発電可能な発電装置を実現できることが分かる。
【００２１】
前述の（３）の装置において、ネックレス渦励振による柱状体７の平行振動は、図４のような原理に基づくものと考えられる。すなわち、図４（ａ）では、柱状体７と平板６の隙間において、柱状体７の中心に対して下方の領域に縦渦21が発生し、柱状体７には下向きの力22が発生する。尚、はく離点Ｐの下流側においては逆流が生じ、その後方に渦領域が形成されている。その後、柱状体７と平板６の隙間において、柱状体７の中心に対して上方の領域に縦渦23が発生し、柱状体７には上向きの力24が発生する。前述の場合と同様に、はく離点Ｐの下流側においては逆流が生じ、その後方に渦領域が形成されている。このように縦渦21，23が柱状体の上方領域と下方領域とで交互に発生して振動力となり、縦渦励振現象が発生する。
【００２２】
これに対し、柱状体７が流体の流れ方向10に対して直交方向に一定速度で運動する場合に、縦渦が柱状体の片側に安定して発生することが分かった。すなわち、図４（ａ）の状態から柱状体７を下方向に一定速度で移動させると、柱状体７と平板６の隙間において、柱状体７の中心に対して一方の領域に縦渦が発生する。この運動により流れ場が非対称となり、揚力係数にネガティブスロープが形成され、流れＵと直交する方向に一定の力が作用する。これは不安定振動であるギャロッピング 現象と類似するものである。このように、縦渦による定常的揚力の発生原理は、移動速度に応じて縦渦が安定して柱状体７の片側に形成され、速度増加によりさらに強い力が発生するものであると考えられる。
【００２３】
本発明の発明者らは、この原理を応用して、平板６をリング状のリング状体４とすることにより、縦渦（ネックレス渦）の発生条件に相当する柱状体７と平板６との隙間において、柱状体７が流れ方向10を軸として一定の回転速度で回転することを見出した。尚、柱状体７の回転を強制的に停止し、逆回転方向に軽く押すと、その方向に同じ速度で回転することも分かった。 所望の回転方向に回転させる方法として、例えば、ラチェット機構やワンウェイクラッチ等の機構により、柱状体７が片方向にのみ回転するようにする方法がある。また、回転体３たる柱状体７のリング状体４から少し離れた部分、（先端または根本に近い部分）を通常の翼型にすることで、機械的な装置を設けることなく、流体の流れの力により所望の方向に回転させることができ、回転の始動時にも、回転のきっかけ作りに有用である。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明に係る流体による発電用回転装置１について、図面に基づいて説明する。図５は流体Ｕによる発電用回転装置１の実施例１を示す斜視写真であり、図６は側面写真である。図７は図５および６中の発電部11を示す斜視写真である。【００２５】
本実施例は、回転軸体２と、回転軸体２を回転軸にして回転するように配設された回転体３たる柱状体７と、柱状体７に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して、配設された後流物体８たるリング状体４と、回転軸体２の回転により発電する発電機５とを備える。ここでは、リング状体４は回転軸体２と同心となるように配設されている。【００２６】
柱状体７は、例えば円形の断面形状を有し、好ましくは流体の流れ方向10に対して垂直に交差する面内で回転軸体２を中心に回転するように配設される。このように柱状体７が流体の流れ方向10に対して垂直に交差するように配設されることで、回転体３たる柱状体７を効率よく回転させることができる。【００２７】
柱状体７の両端には、柱状体７の断面直径 （ｄ）よりも大きい直径を有するエンドプレート９を設けるようにしてもよい。【００２８】
後流物体８たるリング状体４は、例えばリング状の平板であり、本実施例では全周にわたって一定のリング幅（Ｗ）を有する。ただし、リング状体４は平板というよりも、厚みの大きい円筒形の形状であってもよい。回転体３が静止した状態で、リング状体４は、回転体３と図中平面視で交差する少なくとも１つの交差部を有する。交差部を有することで縦渦（ネックレス渦）が発生する。図８では、回転体３が静止した状態で、リング状体４は、回転軸体２を挟んで、２つの交差部15，16を有する。これにより、より強い回転力を得ることができる。尚、交差部15，16は回転体３の回転に伴いリング状体４上で移動する。また、例えば、交差部が１つである場合は、回転体３が一枚羽根である場合に対応する。一枚羽根である場合、回転体３の一端にはカウンタ（重り）を備えるとよい。さらに、回転体３が三枚羽根である場合には、交差部は３つとすることができる。【００２９】
空気や水等の流体が流れる流路の底面に底板31を敷き、その底板31の上に発電用回転装置１を取り付ける。底板31の上には、リング状体４を支えて保持するリング状体保持部32が配設される。本実施例では、リング状体保持部32は、底板31に固定される固定板33と、固定板33から垂直に立ち上がり、流体の流れの上流側である発電用回転装置１の前方に向けて直角に曲がり、Ｌ字形状を有するリング状体支持板34とを備える。リング状体４は、リング状の形状を有する平板であり、一定のリング幅（Ｗ）を有する。リング状体４は、リング状体支持板34の前方のリング状体取付部35に支持されるように取り付けられる。回転軸体２は、リング状体４の中心を通り、発電機支持板12に回転可能に支持されている。36は回転軸体カバーである。回転軸体カバー36は、底板31に立設する支柱37によって支持されている。【００３０】
柱状体７の中心には、回転軸体２の先端が、柱状体７の長手方向ｙとリング状体４の直径方向が平行になるように接続される。すなわち、柱状体７は、柱状体７とリング状体４との離間隙間（ｓ２）を一定に保ちながら回転する。また、柱状体７は、リング状体４に対して前記流体の流れ方向10の上流側に離間して配設される。さらに、柱状体７とリング状体４は回転軸体２と同心となるように配設される。尚、発電用回転装置１を設置する際、回転体３たる柱状体７が流体の流れ方向10に対して垂直に交差する面内で回転軸体２を中心に回転するように設置するのが好ましい。【００３１】
リング状体保持部32の固定板33は、例えば流体の流れＵに平行なスリット38 を有し、当該スリット38 の所定位置において固定具39 により底板31に固定される。このスリット38 によりリング状体４を前後に移動することができ、所定の位置で固定することで、図１１に示す、柱状体７とリング状体４との離間隙間（ｓ２）を容易に変更できるようになっている。したがって、本発明に係る流体による発電用回転装置１が設置される環境における空気や水等の流体の流速に応じて、ｓ２／ｄを適正な値として確実にネックレス渦励振を生じ 、または消失させることができる。【００３２】
図７において、回転軸体２の終端は大ギア41に接続される。大ギア41には小ギア42が組合せられ、小ギア42が回転することにより、発電機５を回して電力を発生する。本実施例の発電機５は、リング状体４に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して、回転軸体２の回転により発電するように配設される。このようにして、本発明の流体発電用回転装置１は流体による発電装置20を構成する。尚、発電機５として、既存の回転発電機13を使用することができる。【００３３】
図８は回転体３たる柱状体７の回転原理を説明する概略正面図であり、図９は同概略側面図である。図８では、柱状体７は矢印ＲＤの方向、すなわち反時計まわりに回転する様子を示している。図９は図８中の交差部15において揚力51が発生する様子を示している。前述のように、柱状体７とリング状体４との間には、離間間隔（ｓ２）が柱状体７の直径（ｄ）に対して所定の値になる場合に縦渦が発生する。この縦渦により、柱状体７には図中の上方向に揚力51が発生する。本実施例では、リング状体４が図１０に示す一定のリング幅（Ｗ）を有するリング状の平板であるので、柱状体７が上方向に移動すると、その移動速度53に応じて縦渦が連続的に安定して柱状体７の片側に形成され、速度増加によりさらに強い力、すなわち定常的な揚力51が発生する。図８中の交差部15において上方向の揚力51が発生するとき、交差部16においても同様の原理で同時に下方向の定常的揚力が発生するので、より強い回転力を得ることができる。尚、反時計まわりの回転を示す図８および９と同様の原理で、時計まわりの回転も可能である。【００３４】
前述のように、柱状体７が回転する条件として、柱状体７とリング状体４との離間間隔（ｓ２）が重要である。この離間間隔（ｓ２）は、ネックレス渦ＮＶが発生する条件とほぼ同一であることが分かっている。そして、図１２に示すように、柱状体７の回転速度は、流体の流速に比例して増加する。例えば、流体の流速が５．２ｍ／ｓのとき回転速度は７４ｒｐｍであり、流体の流速が１０．３ｍ／ｓのとき回転速度は１６２ｒｐｍである。この実験結果は、図１０および１１に示す幾何学的因子について、リング外径（Ｄｏｕｔ）が１７４ｍｍ、リング内径（Ｄｉｎ）が１３４ｍｍ、リング幅（Ｗ）が２０ｍｍ、リング厚さ（ｔ）が３ｍｍ、柱状体７の直径（ｄ）が２０ｍｍの装置において、離間間隔（ｓ２）を１０ｍｍとして測定されたものである。【００３５】
図１３は無負荷状態でのリング幅（Ｗ）と回転速度との関係を示すグラフである。リング直径Ｄ（＝（Ｄｏｕｔ＋Ｄｉｎ）／２）が１５５ｍｍ、柱状体７の直径（ｄ）が２１ｍｍの装置において、離間間隔（ｓ２）を７．３ｍｍとして、リング幅（Ｗ）を変えて回転速度を測定した。【００３６】
Ｗ／ｄ＝０．５の場合には回転しなかったが、Ｗ／ｄが０．７５以上の場合には、リング幅（Ｗ）の増加により回転速度が増加した。リング幅の増加は、前面の高圧部の空気量を増加させる。これにより、柱状体７の背面へ流れ込む空気量が増加して駆動力を増加させ、回転速度が上がる。【００３７】
図１４は離間隙間（ｓ２）と柱状体７の直径（ｄ）との比（ｓ２／ｄ）と、回転速度との関係を示すグラフである。リング直径Ｄ（＝（Ｄｏｕｔ＋Ｄｉｎ）／２）が１５５ｍｍ、柱状体７の直径（ｄ）が２１ｍｍの装置において、流速を９ｍ／ｓとして、比（ｓ２／ｄ）を変えて回転速度を測定した。【００３８】
比（ｓ２／ｄ）が０．３５の場合に回転速度は最大となる。比（ｓ２／ｄ）が０．３５以上では、比（ｓ２／ｄ）が増加するほど回転速度が低下する。比（ｓ２／ｄ）が０．３より小さくなると回転は停止する。したがって、離間間隔（ｓ２）を調整することで、回転力の制御が可能であり、広い風速範囲に対応することができる。また、風車を停止する場合にも、離間間隔（ｓ２）を調整することで、簡単な構成で確実に停止させることができる。
【実施例２】
【００３９】
図１５〜１８は、本発明の実施例２を示し、上記実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。図１５は本発明の流体による発電用回転装置１’を示す斜視写真であり、図１６は側面写真である。基本構成は実施例１と同じである。実施例１とは、リング状体４と発電機５との間に、回転体３を角振動させるように配設された、図１７に示す弾性体たるばねによる固有振動数調整部61を備える点で相違する。【００４０】
固有振動数調整部61は、回転軸体２に固定されて回転軸体２の回転に伴い回転する回転胴体62および回転平板63と、回転軸体２の左右側に対称となる位置で底板31に立設するばね支持板64と、回転平板63に一端が接続され、他端がばね支持板64に接続されたばね65とを備える。ばね65は、底板31に対して水平な状態で、回転平板63に複数設けられた孔66と、ばね支持板64に複数設けられた孔67とに固定される。図１７では、回転軸体２を挟んで左右２本ずつのばね65が固定されているが、ばね65の本数はこれに限られるものではない。【００４１】
回転軸体２の回転に伴い回転平板63が所定の回転幅で回転することで、回転平板63に接続されたばね65が伸縮する。したがって、実施例１とは異なり、回転体３たる柱状体７は、ばねによる固有振動数調整部61の作用により、図１８に示す所定の回転角度の範囲ＲＤ’で往復して回転する。この回転を角振動と呼んでいる。回転力発生の原理は実施例１と同様である。角振動の振動周波数は、ばねによる固有振動数調整部61のばね定数を変更することにより調整可能である。
【実施例３】
【００４２】
図１９は本発明の実施例３の回転体３’を示す。実施例１および２の流体による発電用回転装置１，１’において、回転体３を柱状体７単独ではなく、柱状体７の両端にプロペラ翼形状のブレードを取付けた構造としたものである。すなわち、回転体３’は、例えば断面が円形の円柱形状の柱状部71と、柱状部71の両端に形成されるプロペラ翼形状の翼型部72とを有する。こうした構造により、流体の流れによる回転体３’の回転力を大きくすることができる。尚、翼型部の形状は図１９に示す形状に限られるものではない。また、リング状体４は、回転体３’に対して、柱状部71の下流で交差するようにしてもよいし、翼型部72の下流で交差するようにしてもよい。
【実施例４】
【００４３】
図２０は本発明の実施例４の後流物体８たるリング状体４’を示す。本実施例では、リング状体４’の回転体３に対向する面47、すなわち、流体の流れ10に略垂直に接する面47が、幅広部45と、当該幅広部45よりも幅の狭い幅狭部46とを有する。そして、リング状体４’は、幅広部45の幅広リング幅（Ｗ１）から幅狭部46の幅狭リング幅（Ｗ２）に向かって徐々に幅が狭くなっている部位を有する。このようにリング幅（Ｗ）を変更した部位を、円周方向の１／４ごとに４つ配置することで、リング状のリング状体４’を形成する。こうした構成により、自動的に一方向に回転を開始するよう回転方向を制御したり、回転体３の回転力を上げたりすることができる。ただし、上述のリング幅（Ｗ）を変更した部位の数は、４つに限られるものではなく、適宜変更可能である。また、好ましくは、当該部位は等間隔に配置される。
【実施例５】
【００４４】
図２１および２２は本発明の実施例５の後流物体８たるリング状体４’’を示す。本実施例では、第１分割体55および第２分割体56が、実施例１のリング状の平板からなるリング状体４を、直径方向の線Ｌ１に沿って半分に分割した形状に形成されている。第１分割体55および第２分割体56は、それぞれリング状体支持板34に、分割体回転軸57周りで回転可能に取り付けられ、回転体３に対向する面58、すなわち、流体の流れ10に接する面58の角度を変更可能に設けられる。【００４５】
すなわち、第１分割体55および第２分割体56は、線Ｌ１に直交する直径方向の線Ｌ２を軸にひねって配置される。図２０では、第１分割体55は、その上端部と回転体３たる柱状体７との距離（ｓ３）が、その下端部と柱状体７との距離（ｓ４）よりも大きくなるように固定されている。また、第２分割体56は、その上端部と柱状体７との距離（ｓ５）が、その下端部と柱状体７との距離（ｓ６）よりも小さくなるように固定されている。好ましくは、第１分割体55および第２分割体56は、距離（ｓ３）と距離（ｓ６）とが等しく、距離（ｓ４）と距離（ｓ５）とが等しくなるように固定される。【００４６】
このように、本実施例では、回転体３たる柱状体７とリング状体４’’との離間隙間が周方向で変化する機構となっている。ネックレス渦は柱状体とリングの離間隙間によってその強さが変わるので、柱状体７に作用する力が一定の方向に規定され、回転方向が特定される。したがって、実施例４の場合と同様に、自動的に一方向に回転を開始するよう回転方向を制御したり、回転体３の回転力を上げたりすることができる。例えば、図２２の場合とは逆に、第１分割体55の距離（ｓ３）が距離（ｓ４）よりも小さくなるようにし、第２分割体56の距離（ｓ５）が距離（ｓ６）よりも大きくなるようにすることで、柱状体７は図２２の場合とは逆方向に回転されることができる。【００４７】
尚、本実施例では分割体の数は２つであるが、分割体はリング状体４’’を３つ以上に分割して形成されてもよい。また、好ましくは、分割体はリング状体４’’を等間隔に分割して形成される。
【実施例６】
【００４８】
図２３および２４は本発明の実施例６の回転体３’’を示す。本実施例では、回転体３’’は、回転軸体２から伸びる支柱部71が細径に形成されている。そして、回転体３’’が後流物体８の交差部72と交差する本体翼部73は、支柱部71よりも太径に形成されている。このように回転体３’’が細径の支柱部71と太径の本体翼部73を有することで、太径の円柱のみで形成する場合に比べ、回転体３’’、すなわち羽根の枚数を容易に増やすことができる。 尚、支柱部71は本体翼部73を支持できる強度を有していればよく、支持部71の径は、長手方向に一様であっても、連続的あるいは不連続的に変化していてもよい。【００４９】
従来の風車では、羽根が揚力と抗力の両方を負担するため、強風が羽根に作用すると羽根が折れる虞があった。また、風速に合わせた迎角を変えるためのピッチ制御装置が必要であった。これに対し、本発明の発電用回転装置は、抗力を後流物体８が受けるため、羽根（回転体３’’）に作用する抗力は小さくなる。そのため、羽根の枚数を増やしても、強風による羽根の破損の虞を小さくすることができる。また、ピッチ制御装置も不要である。【００５０】
本実施例では、交流物体８をリング状体４とし、本体翼部73を円柱としている。最適設計の際には、リング状体４の幅や、円柱の直径および長さ等のパラメータを制御することで、所望の特性の風車を得ることができる。【００５１】
図２５は、羽根の枚数を２枚から１０枚まで増やした場合の、周速比λと、パワー係数Cpとの関係を示すグラフである。パワー係数Cpは、周速比λがおよそ0.1〜0.2の間でピークを有し、その後減少している。羽根の枚数を増やすほど、パワー係数Cpは増加する傾向にあるが、８枚翼と１０枚翼ではほぼ同じ結果となった。【００５２】
図２６は、羽根の枚数を２枚から１０枚まで増やした場合の、周速比λと、トルク係数Cqとの関係を示すグラフである。トルク係数Cqは、周速比λに対しほぼ線形的に減少している。羽根の枚数を増やすほど、トルク係数Cqは増加する傾向にあるが、８枚翼と１０枚翼ではほぼ同じ結果となった。トルク係数Cqの最大値は、８枚翼において、周速比が0.05で約0.35と、低速高トルクを実現できることが確認された。
【実施例７】
【００５３】
図２７は本発明の実施例７の回転体80を示す。回転体80は、例えば実施例１に示したような柱状体を有する第１回転体81と、第１回転体81と同軸に設けられ、回転軸体２を回転軸にして回転し、プロペラ翼形状の翼型部83を有する第２回転体82とで構成される。第１回転体81は、後流物体８に対して流体の流れ方向の上流側に離間して配設され、静止状態で後流物体８と交差する少なくとも１つの交差部84を有する。 【００５４】
従来のプロペラ型風車において、流体の流れ方向の下流側に更なるプロペラ型風車を配設しようとした場合、上流側のプロペラ翼により流体の流れが変動することから、下流側のプロペラ翼が揚力を得るためには、上流側のプロペラ翼に近接して配設することができない。しかしながら、ネックレス渦は流体の流れ方向の下流側のプロペラ翼に影響を与えないため、第１回転体81の下流側に近接して第２回転体82を配設することができる。【００５５】
このように、周速比が小さい内側部分を本発明の回転体80と後流物体８とを備える風車とし、同じ回転軸体２に従来のプロペラ型風車を接続することにより、同じ回転数で、高トルクを得ることができる。
【実施例８】
【００５６】
図２８は本発明の実施例８の後流物体８たるリング状体90を示す。後流物体８は実施例１等のように、回転体３の回転面上の回転方向に対して連続的に形成されたものであってもよい。これに対し、本実施例の後流物体８は、回転体３の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されている。すなわち、後流物体８たるリング状体90は、リング部91とスリット部92 とで構成される。このように後流物体８にスリットを設けることで、流体の流れに対する抵抗を調整することができる。
【実施例９】
【００５７】
図２９は本発明の実施例９の後流物体８たるリング状体100の側端面 を示す。後流物体８は、垂直断面形状が流体の流れ方向に沿って次第に 流線形をなすように形成され、流体の流れに対する抵抗が減少するように構成される。例えば、図２９に示されるように、リング状体100の断面形状の図中 軸方向中央部が膨出して湾曲している。すなわち、図中、垂直断面の流体の流れ方向に直交する方向の厚みが流体の流れ方向に沿って次第に変化している。このように、後流物体８の流体の流れに対する抵抗を減少することで、流体として液体が流れるパイプ内においても、問題なく使用することができる。
【実施例１０】
【００５８】
図３０ は本発明の実施例１０の回転体110を示す。回転軸体２の長手方向が後流物体８の表面111に略平行となっている。回転体110は、回転軸体２の長手方向に略直交する台座面112を有する台板113と、台座面112に立設する少なくとも１つの回転翼体114 とを備える。【００５９】
流体の流れ方向10に対して、回転翼体114の後方に後流物体８が配置されているので、上記実施例と同様に、回転翼体114と後流物体８との間に縦渦が発生して、回転翼体114には定常的揚力が発生し、回転軸体２を回転中心とした回転方向ＲＤの回転力が生じる。この回転力により、回転体110は流体の流れ方向10に垂直な回転軸体２を回転軸として回転する。 尚、同様の原理で回転方向ＲＤと反対回りの回転も可能である。【００６０】
回転翼体114は例えば円形の断面形状を有している。 また、回転翼体114は、後流物体８との交差部で縦渦を発生させるという意味で、上記実施例における回転体に相当するものであり、実施例１の回転体３のように柱状体であってもよいし、実施例６の回転体３’’のように支柱部と本体翼部とを有するものであってもよい。
【実施例１１】
【００６１】
図３１ および３２は本発明の実施例１１の後流物体８を示す。回転体110は実施例１０と同様の構成である。後流物体８は、回転軸体２と同軸の軸心を有し、その形状は例えば円柱や多角形柱の柱状体、円筒 形状等である。また、後流物体８は、台板113の台座面112上において、回転翼体114の内側に設けられる。【００６２】
この場合、どのような流体の流れ方向10に対しても、後流物体８はすべての回転翼体114の下流側に位置する。したがって、流体がどのような方向から流れてきたとしても、交流物体８と回転翼体114との間に縦渦が発生し、回転体110は回転することができる。
【実施例１２】
【００６３】
図３３は本発明の実施例１２の発電用回転装置１’’を備えた発電装置20’を示す。回転体３には磁石121が埋め込まれている。一方、リング状の後流物体８には導体で作製された発電用コイル122が埋め込まれている。磁石121を備えた回転体３が回転し、発電用コイル122を備えた後流物体８上を移動することで、導体である発電用コイル122に対して磁束が変化して電位差が生じる。これにより、増速ギアを使用しないフリクションレスの発電装置20’を実現することができる。尚、磁石121は回転体３の表面上に貼付けられてもよい。【００６４】
上記に説明したような実施例１の発電用回転装置によれば、回転体３と、前記回転体３に対して流体の流れ方向10の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体８たるリング状体４とを備えることから、縦渦による定常的揚力の発生という全く先例のない新たな知見に基づき、縦渦を駆動力として利用することで、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範囲にわたる流速下で効率的に発電可能な発電用回転装置１を提供することができる。また、回転体３が円柱等の柱状体７であるので、高強度の堅牢な翼型とすることができる。さらに、前記回転体３と前記リング状体４との離間隙間（ｓ２）を流体の流速に応じて変更可能としたことで、設置場所における流速条件に最適な隙間を選択することにより、揚力を簡易に制御し、効率的な発電を行うことができる。また、既存の回転発電機13を使用した流体発電装置20を実現することができるので汎用性に優れている。【００６５】
実施例２の発電用回転装置１’によれば、前記回転体３を角振動させるように配設されたばねによる固有振動数調整部61を備えたので、従来の平行振動に対して角振動を利用することで、既存の回転発電機13を利用しやすくなる。【００６６】
実施例３の回転体３’によれば、回転体３’が翼型部を有するので、回転体３’の回転力を増大させることができる。【００６７】
実施例４の後流物体８たるリング状体４’によれば、リング状体４’の形状、特にリング幅（Ｗ）を適切な形状にすることで、回転方向ＲＤを制御したり、回転体３の回転力を上げたりすることができる。【００６８】
実施例５の後流物体８たるリング状体４’’によれば、リング状体４を分割し、その複数の分割体55，56を軸線Ｌ２でひねって配置することで、回転方向ＲＤを制御したり、回転体３の回転力を上げたりすることができる。【００６９】
実施例６の回転体３’’によれば、回転体３’’が、細径の支柱部71と、支柱部71よりも太径で、後流物体８の交差部72と交差する本体翼部73とを備えることで、空気抵抗を気にせずに羽根の枚数を増加させ、高出力化が可能である。【００７０】
実施例７の回転体80によれば、回転体80が、後流物体８に対して流体の流れ方向10の上流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部84を有する第１回転体81と、第１回転体81と同軸に設けられ、プロペラ翼形状の翼型部83を有する第２回転体82とで構成されることで、同じ回転数で、より高いトルクを得ることができる。【００７１】
実施例８の後流物体８たるリング状体90によれば、後流物体８が回転体３の回転方向に対して断続的に形成されることで、流体が後流物体８にぶつかる面積を小さくし、流体の流れに対する抵抗を調整することができる。【００７２】
実施例９の後流物体８たるリング状体100によれば、後流物体８が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることで、流体の流れに対する抵抗が減少するように構成することができる。【００７３】
実施例１０の回転体110によれば、回転軸体２の長手方向が後流物体８の表面11に略平行であり、回転体110は、回転軸体２の長手方向に略直交する台座面112を有する台板113と、台座面112に立設する少なくとも１つの回転翼体114とを備えることで、縦渦を駆動力として利用した垂直軸型風車を実現することができる。【００７４】
実施例１１の後流物体８によれば、後流物体８が、回転軸体２と同軸の軸心を有する柱状体または円筒 形状であり、少なくとも１つの回転翼体114の内側に設けられることで、流体がどのような方向から流れてきたとしても、回転体110は回転することができる。例えば風車として本願発明の発電用回転装置を使用する場合、風向きが変わったとしても風車の向きを変えることなく、回転体110を回転させ、発電することができる。【００７５】
実施例１２の流体発電装置20’によれば、回転体３が磁石121を備え、後流物体８が発電用コイル122を備えることで、増速ギアを使用しないフリクションレスの流体発電装置20’を実現することができる。【００７６】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は種々の変形実施をすることができる。例えば、上記実施例においては、回転体３，３’’および回転翼体114として円形断面の例を示したが、回転体３，３’’および回転翼体114の断面形状は円形断面に限定されるものではない。四角形等の多角形の断面形状であってもよいし、楕円形等の非円形の断面形状であっても構わない。すなわち、回転体３，３’’および回転翼体114は例えば、円柱、楕円柱、四角柱や五角柱の多角柱、エッジ面取りした多角柱等とすることができる。回転体３’の柱状部71の形状についても同様である。【００７７】
後流物体８の形状は四角形状等の多角形状であってもよく、その表面にパンチング等の孔を設けて流体の流れに対して抵抗を減少するようにしてもよい。【００７８】
回転体３，３’は二枚羽根の例を示したが、三枚羽根やそれよりも多い羽根を有する回転体も可能であり、羽根の枚数を限定するものではない。【００７９】
上記実施例３では、回転体３を柱状部71と翼型部72とのハイブリッド構造としたが、プロペラ翼形状の翼型部のみからなる構造としてもよい。【００８０】
回転体３とリング状体４との離間隙間（ｓ２）を流体の流速に応じて変更可能とする構成は、例えば電動機等によりリング状体４を移動させて、離間隙間（ｓ２）を制御できるようにしてもよい。【００８１】
本発明の発電用回転装置の大きさは特に限定されず、大型風車、中型風車および小型風車のいずれにも適用することができる。さらに、 ＭＥＭＳ等の微細加工によっても製作可能な形状を有しているため、中型水車や小型水車、血流対応マイクロ発電などにも応用可能である。特に小型の発電用回転装置でも低速高トルク特性を実現することができる。そして、パイプ内で使用する際にも、流体（水）の流れに対する抵抗が小さい発電用回転装置を提供することができる。【００８２】
回転体３をセラミック等で作製することにより、高温環境下でも使用できる発電用回転装置を提供することができる。さらに、発砲スチロール等の発砲プラスチックや発砲ウレタンで回転体３を作製することにより、軽量で安全な発電用回転装置を提供することができる。【００８３】
本実施例１〜１２は、それぞれを適宜組み合わせて実施することができる。例えば、実施例４，５，８，９，および１２の後流物体に対し、実施例３または６の回転体を組み合わせることができる。実施例７の第１回転体81を有する風車は、他の実施例またはそれらを組み合わせた、本発明の縦渦を駆動力として利用した風車を利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１’，１’’  流体発電用回転装置
２  回転軸体
３，３’，３’’，80，110  回転体
４，４’, ４’’  リング状体
５  発電機
７  柱状体
８  後流物体
10  流体の流れ方向
13  回転発電機
15，16，72，84  交差部
20，20’  流体発電装置
45  幅広部
46  幅狭部
47  回転体に対向する面
55  第１分割体（分割体）
56  第２分割体（分割体）
58  回転体に対向する面
61  弾性体による固有振動数調整部
71  支柱部
73  本体翼部
81  第１回転体
82  第２回転体
83  翼型部
111  後流物体の表面
112  台座面
113  台板
114  回転翼体
121  磁石
122  発電用コイル
【図１】
2016111209.tif 000003
【図２】
2016111209.tif 000004
【図３】
2016111209.tif 000005
【図４】
2016111209.tif 000006
【図５】
2016111209.tif 000007
【図６】
2016111209.tif 000008
【図７】
2016111209.tif 000009
【図８】
2016111209.tif 000010
【図９】
2016111209.tif 000011
【図１０】
2016111209.tif 000012
【図１１】
2016111209.tif 000013
【図１２】
2016111209.tif 000014
【図１３】
2016111209.tif 000015
【図１４】
2016111209.tif 000016
【図１５】
2016111209.tif 000017
【図１６】
2016111209.tif 000018
【図１７】
2016111209.tif 000019
【図１８】
2016111209.tif 000020
【図１９】
2016111209.tif 000021
【図２０】
2016111209.tif 000022
【図２１】
2016111209.tif 000023
【図２２】
2016111209.tif 000024
【図２３】
2016111209.tif 000025
【図２４】
2016111209.tif 000026
【図２５】
2016111209.tif 000027
【図２６】
2016111209.tif 000028
【図２７】
2016111209.tif 000029
【図２８】
2016111209.tif 000030
【図２９】
2016111209.tif 000031
【図３０】
2016111209.tif 000032
【図３１】
2016111209.tif 000033
【図３２】
2016111209.tif 000034
【図３３】
2016111209.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月26日(2016.5.26)
【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】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項２】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であることを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項３】
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする請求項１または２記載の流体発電用回転装置。
【請求項４】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項５】
前記後流物体が、少なくとも２つの前記回転体との交差部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項６】
前記回転体がプロペラ翼形状の翼型部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項７】
前記回転体を第１回転体とし、前記第１回転体と同軸に設けられ、プロペラ翼形状の翼型部を有する第２回転体とで構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項８】
前記後流物体がリング状または円筒形状であることを特微とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項９】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して連続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１０】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１１】
前記後流物体が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１２】
リング状または円筒形状の前記後流物体の前記回転体に対向する面が、幅広部と、前記幅広部よりも幅の狭い幅狭部とを有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１３】
リング状または円筒形状の前記後流物体が２つ以上に分割された分割体を有し、複数の前記分割体がそれぞれ前記回転体に対向する面の角度を変更可能に設けられたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１４】
回転軸体の長手方向が前記後流物体の表面に略平行であり、前記回転体は、前記回転軸体の長手方向に略直交する台座面を有する台板と、前記台座面に立設する少なくとも１つの回転翼体とを備えることを特徴とする請求項１、３および４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１５】
前記後流物体が、前記回転軸体と同軸の軸心を有する柱状体または円筒形状であり、前記少なくとも１つの回転翼体の内側に設けられることを特徴とする請求項１４に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１６】
前記回転体を角振動させるように配設された弾性体による固有振動数調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１７】
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする請求項２に記載の流体発電用回転装置。
【請求項１８】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能とし、
前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項１９】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であり、
前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項２０】
前記発電手段が回転発電機であることを特徴とする請求項１８または１９に記載の流体発電装置。
【請求項２１】
前記回転体が磁石を備え、前記後流物体が発電用コイルを備えることを特徴とする請求項１８または１９に記載の流体発電装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月7日(2016.10.7)
【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】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項２】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であり、
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項３】
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする請求項１記載の流体発電用回転装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
（削除）
【請求項１９】
（削除）
【請求項２０】
（削除）
【請求項２１】
（削除）
【請求項２２】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも２つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であることを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項２３】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２４】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項２２に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２５】
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする請求項２、２２および２４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２６】
前記後流物体が、少なくとも２つの前記回転体との交差部を有することを特徴とする請求項１〜３および２３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２７】
前記後流物体がリング状または円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３および２２〜２６のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２８】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して連続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３および２２〜２７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項２９】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３および２２〜２７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項３０】
前記後流物体が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることを特徴とする請求項１〜３および２２〜２９のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項３１】
回転軸体の長手方向が前記後流物体の表面に略平行であり、前記回転体は、前記回転軸体の長手方向に略直交する台座面を有する台板と、前記台座面に立設する少なくとも１つの回転翼体とを備えることを特徴とする請求項１、３および２３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項３２】
前記後流物体が、前記回転軸体と同軸の軸心を有する柱状体または円筒形状であり、前記少なくとも１つの回転翼体の内側に設けられることを特徴とする請求項３１に記載の流体発電用回転装置。
【請求項３３】
回転体と、
前記回転体に対して流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能とし、
前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項３４】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも１つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であり、
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であり、
前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項３５】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも２つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であり、
前記回転体の回転により発電する発電手段を備えることを特徴とする流体発電装置。
【請求項３６】
前記発電手段が回転発電機であることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれか１項に記載の流体発電装置。
【請求項３７】
前記回転体が磁石を備え、前記後流物体が発電用コイルを備えることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれか１項に記載の流体発電装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月6日(2017.7.6)
【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】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも２つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であることを特徴とする流体発電用回転装置。
【請求項２】
前記回転体と前記後流物体との離間隙間を流体の流速に応じて変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載の流体発電用回転装置。
【請求項３】
前記回転体が、細径の支柱部と、前記支柱部よりも太径で、前記後流物体の前記交差部と交差する本体翼部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体発電用回転装置。
【請求項４】
前記後流物体がリング状または円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項５】
前記後流物体が、垂直断面形状が前記流体の流れ方向に沿って次第に流線形をなすように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項６】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して連続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項７】
前記後流物体が前記回転体の回転面上の回転方向に対して断続的に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項８】
前記回転体の少なくとも前記後流物体の前記交差部と交差する部分が柱状体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体発電用回転装置。
【請求項９】
流体の流れ方向に略平行な回転軸体と、
前記流体の流れ方向に対して略垂直に交差する回転面内で前記回転軸体を中心に回転するように配設される回転体と、
前記回転体に対して前記流体の流れ方向の下流側に離間して交差する少なくとも２つの交差部を有する後流物体とを備え、
前記回転体の前記回転面と、前記流体の流れを受ける前記後流物体の面とが略平行であり、
前記回転体が磁石を備え、前記後流物体が発電用コイルを備えることを特徴とする流体発電装置。
【国際調査報告】
2016111209.tif 000036
2016111209.tif 000037
2016111209.tif 000038