(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜したらせん状パイプ中を通る流動体の重心が、中心軸に対してずれることにより中心軸に発生する回転トルクを利用する回転推進力装置であって、
中心軸と、
前記中心軸に対して回転対称に絡ませるように配置する複数のらせん状パイプと、
前記中心軸を支持するために、複数の前記らせん状パイプが配置された部分を除いた位置に設けた支持体と、
前記流動体の注入口となる前記らせん状パイプの一端部の複数を前記中心軸の周りに均等に配置し、回転中に最下部に位置する前記らせん状パイプの一端部に前記流動体を注入できるように、複数の前記らせん状パイプに前記流動体を注入するための注入口に相当する開口部の複数を底部に備え、前記開口部の複数が複数の前記らせん状パイプの一端部のそれぞれと当接して一体化されて、底部周辺に均等に配列される流動体収納容器とを有し、
複数の前記らせん状パイプのそれぞれに注入された前記流動体を継続的に流出させるために、前記らせん状パイプの他端部の複数を前記中心軸の周りに均等に配置することを特徴とするらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項２】
前記流動体収納容器は、前記最下部の位置に対面して設けた開口部が、前記回転中に最下部に位置する前記らせん状パイプの一端部に隣接する別のらせん状パイプの一端部にも前記流動体が同時に注入される構造を有することを特徴とする請求項１に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項３】
前記の流動体収納容器は、前記流動体を注入する側にカバーを有し、該カバーは少なくとも前記流動体を注入するための開口部及び前記中心軸を挿入するための開口部を除いて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の回転推進力装置は、さらに、前記機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段を有することを特徴とするらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項５】
前記機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段は、前記中心軸に取り付けられており、回転を直接利用するダイレクトドライブ型発電装置であることを特徴とする請求項４に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項６】
前記流動体が、水、油、お湯、温泉水、金属球及び樹脂球からなる群から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置と、該回転推進力装置を駆動して得られる回転による機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段を介して電力変換するための電動機とを有し、複数の前記らせん状パイプに前記流動体を通過させることによって発電を行うことを特徴とする小水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜したらせん状パイプ中を通る流動体の重心のずれによって発生する回転推進力を利用する回転推進力装置、及び該回転推進力装置によって得られる回転エネルギーを電力変換して発電を行う小水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を利用する発電装置としては、落差を利用して水車を回転させるダム式の水力発電装置が良く知られている。しかしながら、近年は、自然エネルギーの有効活用の観点から川や湧水等の自然の流れをそのまま利用したものや、用水路や工場排水等の人工的な水流を利用した小規模な水力（マイクロ水力）発電装置及びそのシステムが注目を集めるようになった。
【０００３】
小規模な水力発電装置、すなわち小水力発電装置は、スクリュー状の羽根を水の流れの中で回転する方式や水圧を必要とするタービンの流圧又はらせん水の流圧で回転エネルギーを得る方式等の様々な方式が提案されている。例えば、特許文献１及び２には、内部にらせん状の羽根を複数密着して取り付けた円筒管内に水を通過させることによって、回転動力を得る装置や該回転動力によって得られる回転エネルギーを発電に利用する多機能傾斜型発電装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、らせん状の管に水を通して水車を回転させる構造を有する水車原動機が開示されている。特許文献３に記載の発明は、らせん状の羽根の代わりに、らせん状の管を用いるものであり、らせん状に巻いた円筒状の管の中に水を通すと、水の重力の作用によって管が回転することに着目してなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８８７９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４９３４１号公報
【特許文献３】特開２００４−１１６５０５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、前記の特許文献１〜３に記載の小水力発電装置は構造及び機能の点から、下記のような理由で積極的な導入が行われていないのが現状である。また、前記の特許文献１〜３に記載の装置を小水力発電として使用するには発電効率が十分とは言えず、その実用化には構造及び機能の大幅な見直しが必要である。
【０００７】
前記特許文献１には、水圧回転装置の駆動力を上げるために水受管を延長するか、管の径を大きくすることが記載されている。また、前記特許文献２にも、発電効率を上げるために、らせん状板の段数を多くするか、円筒本体の直径を大きくすることが記載されている。しかしながら、それらの方法では回転装置又は発電装置そのものの大型化が避けられず、発電効率の向上と装置の小型化との両立が困難になる。結果的に、小水力発電装置としての魅力が失われることになる。加えて、円筒管の内部に備えるらせん状板は形状が複雑であり、安定的な定常発電を行って発電効率を向上させるために必要なスムーズな回転を維持するには精緻な設計や高度の製造技術が不可欠である。したがって、らせん状板の多段化は製造コストの大幅な上昇が避けられないという問題がある。
【０００８】
前記特許文献３に記載の水車原動機は、らせん状の羽根の代わりに、１本のらせん状の管を用いていることから製造及び設置のためのコスト上昇は抑えられる。図１０は、前記特許文献３に記載の水車原動機の動作原理を示す図であり、らせん状の管２０は注入された流動体５の重心のずれを利用して回転を行う。図１０の（ａ）において、回転軸パイプ２１から注入された流動体５はらせん状の管２０に流入し、らせん状の管２０が回転し始める。その後、図１０の（ｂ）の状態に移行すると、流動体５をらせん状の管２０に流入することができなくなるため、回転が次第に遅くなるという現象が現れる。流動体５である水量水圧が大きい場合は、図１０の（ｂ）に示す状態であっても、らせん状の管２０にある程度の水を流入することができ回転速度の変動を抑えることが可能とも考えられる。しかし、その場合は大量の水が必要となり、小水力発電として適用できる範囲に大きな制約を受ける。このように、前記特許文献３に記載の水車原動機は、流動体５の水量水圧を利用して回転を起こさせるものであるため、原理的に、らせん状の管２０のスムーズな回転を実現することが難しい。もともと、前記特許文献３に記載の水車原動機は、らせん状の管が１本だけの構造であり、川や湧水等の流れから得られる大量の流動体５を連続的に処理できる装置構成ではないため、効率の良い小水力発電装置用に適していない。また、前記特許文献３には、そのような技術課題を解決して発電効率を上げるための具体的な構造や構成については提案が全くなされていない。
【０００９】
このように、前記の特許文献１〜３に記載の発電装置では、小水力発電装置として発電の高効率化と装置の小型化及び低コスト化の両立が難しい。今後の小水力発電の適用を拡大するためには、従来技術による小水力発電装置の構造の見直しと改良、並びに機能と性能の向上が不可欠である。
【００１０】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、従来から強く要望されている自然エネルギーの有効活用という社会的に重要な課題に対して有力な発電システムのひとつである小水力発電装置の適用を促進並びに拡大させるために、小型化及び低コスト化を実現しながら、スムーズな回転とともに大きな回転推進力及び回転エネルギーを得ることができるらせん状パイプを用いた回転推進力装置及び該回転推進力装置によって発電効率を従来よりも大幅に高めた小水力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、流動体が傾斜したらせん状パイプ中を動き、中心軸に対して重心がずれることにより径方向に力が働くことによって発生する回転推進力を利用する装置において、中心軸に対して回転対称に絡ませるように配置する複数のらせん状パイプと、スムーズな回転を維持できるように前記流動体を継続的に注入できる構造を有する流動体収納容器とを組み合わせることによって上記の課題を解決できることが分かった。さらに、回転による機械的エネルギーをダイレクトドライブ方式によって電力変換すれば、変換効率が高く、メンテナンス性に優れる小水力発電装置が得られることが分かり、本発明に到った。
【００１２】
すなわち、本発明の構成は以下の通りである。
［１］本発明は、傾斜したらせん状パイプ中を通る流動体の重心が、中心軸に対してずれることにより中心軸に発生する回転トルクを利用する回転推進力装置であって、中心軸と、前記中心軸に対して回転対称に絡ませるように配置する複数のらせん状パイプと、前記中心軸を支持するために、複数の前記らせん状パイプが配置された部分を除いた位置に設けた支持体と、 前記流動体の注入口となる前記らせん状パイプの一端部の複数を前記中心軸の周りに均等に配置し、回転中に最下部に位置する前記らせん状パイプの一端部に前記流動体を注入できるように、複数の前記らせん状パイプに前記流動体を注入するための注入口に相当する開口部の複数を底部に備え、前記開口部の複数が複数の前記らせん状パイプの一端部のそれぞれと当接して一体化されて、底部周辺に均等に配列される流動体収納容器とを有し、複数の前記らせん状パイプのそれぞれに注入された前記流動体を継続的に流出させるために、前記らせん状パイプの他端部の複数を前記中心軸の周りに均等に配置することを特徴とするらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［２］本発明は、前記流動体収納容器において、前記最下部の位置に対面して設けた開口部が、前記回転中に最下部に位置する前記らせん状パイプの一端部に隣接する別のらせん状パイプの一端部にも前記流動体が同時に注入される構造を有することを特徴とする前記［１］に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［３］本発明は、前記の流動体収納容器が、前記流動体を注入する側にカバーを有し、該カバーが少なくとも前記流動体を注入するための開口部及び前記中心軸を挿入するための開口部を除いて形成されることを特徴とする前記［１］又は［２］に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［４］本発明は、前記［１］〜［３］の何れかに記載の回転推進力装置が、さらに、前記機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段を有することを特徴とするらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［５］本発明は、前記機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段が、前記中心軸に取り付けられており、回転を直接利用するダイレクトドライブ型発電装置であることを特徴とする前記［４］に記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［６］本発明は、前記流動体が、水、油、お湯、温泉水、金属球及び樹脂球からなる群から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする前記［１］〜［５］の何れかに記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置を提供する。
［７］本発明は、前記［１］〜［６］の何れかに記載のらせん状パイプを用いた回転推進力装置と、該回転推進力装置を駆動して得られる回転による機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段を介して電力変換するための電動機とを有し、複数の前記らせん状パイプに前記流動体を通過させることによって発電を行うことを特徴とする小水力発電装置を提供する。
[発明の効果]
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、流動体の位置エネルギーを直接、有効に利用することにより大きな回転推進力及び回転エネルギーを得ることができ、小水力発電装置としても高い発電効率を達成することができる。また、本発明の装置は複数のらせん状パイプを採用することによって、スムーズな回転及び回転エネルギーを得る方式である。さらに、装置そのものも、らせん状の板又は管の構造を有する従来の回転装置と比べて、特段に複雑で精緻な構成及び構造に変更する必要性もない。したがって、回転推進力装置のコンパクト化だけでなく、装置の低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の回転推進力装置で得られる回転による機械的エネルギーを電力変換する方法としてダイレクトドライブ方式を採用することによって、変換効率が高く、メンテナンス性に優れる小水力発電装置を提供できる。それによって、自然エネルギーの有効活用という社会的なニーズに十分に応えることができ、コンパクトで低コストの小水力発電システムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明において、流動体収納容器を別体化した回転推進力装置及び該回転推進力装置によるダイレクトドライブ型小水力発電装置を示す図である。
【図２】らせん状パイプの１本だけを有する回転推進力装置の構成を示す図である。
【図３】らせん状パイプの２本を有する本発明の回転推進力装置において、流動体収納容器の上部から見たときのらせん状パイプの回転状態を示す図である。
【図４】流動体収納容器を設置する位置の違いによる回転機構への影響を対比した図である。
【図５】本発明の別の形態による回転推進力装置及び小水力発電装置の一例を示す図である。
【図６】本発明において、流動体収納容器を別体化した別形態の流動体収納容器を有する回転推進力装置及び小水力発電装置を示す図である。
【図７】本発明において、流動体収納容器を一体化した回転推進力装置及び該回転推進力装置によるダイレクトドライブ型小水力発電装置を示す図である。
【図８】本発明の回転推進力装置に備えられる、複数のらせん状パイプと一体化した流動体収納容器の例を示す図である。
【図９】本発明の回転推進力装置によって得られる回転エネルギーを歯車によって伝達して発電する小水力発電装置を示す図である。
【図１０】従来のらせん状の管を１本だけ有する水車原動機の動作原理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の回転推進力装置は、前記特許文献３に記載の水車原動機と同じ原理に基づいて、らせん状の管の中を通す水の位置エネルギーを直接利用して回転エネルギーを創出するものである。しかしながら、前記特許文献３に記載の水車原動機が有する技術課題を解決するために、装置の構成及び構造を大幅に見直しを行い、それによって大きな回転推進力及び回転エネルギーが得られ、小水力発電装置の発電効率を大幅に向上させることができた。すなわち、本発明の回転推進力装置は、連続的にスムーズな回転を行えるように、らせん状パイプを複数有するだけでなく、該らせん状パイプの複数に流動体を継続的に注入できるような構造を有する流動体供給容器を組合わせて配置することに大きな特徴を有する。以下、本発明の回転推進力装置及び該回転推進力装置による小水力発電装置の実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
［回転推進力装置の構成］
図１は、本発明による回転推進力装置及び該回転推進力装置による小水力発電装置を示す図であり、回転推進力装置として６本のらせん状パイプを備えた例を示している。図１において、（ａ）は回転推進力装置及び該回転推進力装置による小水力発電装置の正面図であり、（ｂ）は回転推進力装置に備わる流動体収納容器（タンク）を流動体の注入口（Ａの方向）から見た図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明による回転推進力装置１は、基本的に、中心軸２として機能するシャフト、中心軸（シャフト）２に対して回転対称に絡ませるように配置する複数のらせん状パイプ３と、らせん状パイプを用いた回転推進力装置１の中心軸（シャフト）２を支持するために複数のらせん状パイプ３が配置された部分を除いた位置に設けた支持体４と、複数のらせん状パイプ３のそれぞれに流動体５を継続的に注入させるために、流動体５の注入口となるらせん状パイプ３の一端部６の複数（６個）を中心軸２の周りに均等に配置し、回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部に流動体５を注入できるように、前記最下部の位置に対面して設けた開口部７を底部に有する流動体収納容器８とを有する。ここで、流動体収納容器８は、らせん状パイプ３と分離して、回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部６に、回転が支障が無い距離までできるだけ近づけるようにして、支柱１６に支持固定することによって別体で設ける。また、流動体収納容器８は、流動体５を注入する側に、流動体５の流出を防止又は抑制するための内鍔（カバー）１１を有する。さらに、複数（６本）のらせん状パイプ３のそれぞれに注入された流動体５を継続的に流出させるために、らせん状パイプ３の他端部９の複数（６個）が中心軸２の周りに均等に配置されている。また、本発明の回転推進力装置１は、らせん状パイプ３の他端部９の複数（６個）から排出される流動体５を受けるための容器（タンク）を、らせん状パイプ３の他端部９の下部に備えても良い。
【００１９】
図１の（ａ）において、複数のらせん状パイプ３は中心軸２と接続されており、流動体５の注入によってらせん状パイプ３が回転するときに、同じ回転数で中心軸２も同時に回転する。複数のらせん状パイプ３と接続する中心軸２は、架台１０を用いて流動体収納容器８が設置されている側を持ち上げる構造によって全体傾斜角度θで傾斜させる。流動体５は、傾斜を有するらせん状パイプ３内を回転しながら下方へ流れて移動する。全体傾斜角度θは、０度及び９０度を除けば、その間で最適な角度を選択することができる。全体傾斜角度θとしては、位置エネルギー及び装置の設置スペースの点を考慮して、１０〜８０度の間で設定するのが実用的である。また、前記の支持体４は、中心軸（シャフト）２と支持するための軸受構造を有する。
【００２０】
図１の（ｂ）に流動体５の注入口Ａの方向から見た流動体収納容器（タンク）８を示しているが、回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部６に流動体５を注入できるように、前記最下部の位置に対面して開口部７が底部に設けられている。本発明においては、らせん状パイプ３を複数設けるだけでなく、この開口部７をらせん状パイプ３の複数から形成される円形断面（図中の一点鎖線で示す断面）の最下部の位置に設置することに大きな特徴を有する。ここで、流動体収納容器（タンク）８の底面に設ける開口部７の形状は、らせん状パイプ３の一端部６の断面と同じ円形である必要はなく、回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部６が、流動体収納容器（タンク）８の底部にそのまま当接した状態で対面する楕円形であることが好ましい。仮に、開口部７を、らせん状パイプ３の一端部６の断面と同じ円形にすると、らせん状パイプ３を流動体収納容器（タンク）８の底部に対して直角に当接することが必要になる。その場合、らせん状パイプ３の数が増えると直角に当接するスペースが狭められ、製造や調整が難しくなるためである。この楕円断面形状は円断面形状と比べて流動体５の注入量を多くできることから、回転推進力及び回転エネルギーを大きくできるという効果も得られる。
【００２１】
前記の開口部７の形状は、らせん状パイプの一端部６の形状に近い楕円形が好ましく、その面積については一端部６と同じか、それよりもやや小さくする。開口部７の面積をらせん状パイプの一端部６の面積よりも大きくすることも可能であるが、その場合は、らせん状パイプの一端部と流動体収納容器８の底部との境界で流動体５の流失が顕著になる場合がある。
【００２２】
本発明の回転推進力装置１は、図１の（ａ）に示すように、さらに回転による機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２を有する。この手段１２を介して、機械的エネルギーを電動機等によって電力変換すれば小水力発電装置として利用することができる。
【００２３】
［らせん状パイプの複数及び最下部に位置する流動体収納容器による回転機構］
次に、本発明の回転推進力装置において、らせん状パイプの複数及び最下部に位置する流動体収納容器を有することによって得られる回転機構について図２、図３及び図４を用いて説明する。
【００２４】
図２は、らせん状パイプの１本だけを有する回転推進力装置の構成を示す図である。図２に示す回転推進力装置は、流動体収納容器を備える点で前記特許文献３に記載の水車原動機とは異なるが、回転推進力を創出する原理は同じである。図２の（ａ）には回転推進力装置の正面図を、また、図２の（ｂ）及び（ｃ）には回転推進力装置に備わる流動体収納容器を流動体の注入口（Ａの方向）から見た図を示す。図２の（ｂ）及び（ｃ）には、流動体収納容器８の開口部７に対面する部分のらせん状パイプ３の一端部６の断面が示されているだけで、らせん状パイプ３と中心軸２との接続部分は省略されている。
【００２５】
図２において、らせん状パイプ３の一端部６は、流動体５の注入によってらせん状パイプ３が回転し始め、位置が（ｂ）から（ｃ）へ変化し、１回転して再度（ｂ）の位置に戻る。しかしながら、らせん状パイプ３の一端部６は回転によって開口部７から離れるため、１回転する間は流動体５の注入を行うことができない。すでに注入された流動体５は下へ流れるに伴い位置エネルギーが低下しており、（ｃ）の状態を経て１周する間にらせん状パイプ３の回転が徐々に遅くなるという現象が見られる。仮に、流動体５の流量が少ない場合や全体傾斜角度θが小さいときには、らせん状パイプ３の回転が停止して、回転が継続できなくなるという最悪の場合が起きる。このように、らせん状パイプ３の１本だけを有する構造では、スムーズな回転が得られず、一定の回転数を維持することが困難である。さらに、らせん状パイプ３が１回転するまでは、川や湧水等から連続的に流れ込む水等の流動体５をらせん状パイプに注入することができず、自然界に存在する大量の流動体を有効に活用できるものとはなっておらず、効率良い小水力発電に適していない。
【００２６】
それに対して、らせん状パイプの複数を有する回転推進力装置は、上記の技術課題を解決するために有効である。図３は、らせん状パイプ３の本数の最も少ない例として２本を同じ直線上に配置した回転推進力装置を示す図であり、流動体収納容器８の上部から見たときのらせん状パイプの回転状態を示している。図３の（ａ）及び（ｂ）は、らせん状パイプ３の一端部６と対面する開口部７の位置を図２の（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ対応させて図示したものである。なお、図中には、らせん状パイプ３と中心軸２との接続部分を省略している。
【００２７】
図３に示すように、開口部７は流動体５の注入によってらせん状パイプ３が回転し始めるため、位置が（ａ）から（ｂ）へ変化する。その後、図３の（ｂ）に示す状態において、２つ設けた開口部７の別の一つに流動体５が新たに注入されるようになる。それによって、らせん状パイプが１／２回転で流動体５の注入を行うことができるため、らせん状パイプ３が１本の場合と比べて、回転をよりスムーズな状態で持続することができる。また、らせん状パイプ３の回転は、らせん状パイプ３が１本の場合と異なり、流動体の量や全体傾斜角度θによる影響を受けづらくなるため、使用条件からの制約が緩和されて適用範囲を広げることができる。さらに、大量の流動体を連続的に処理することが可能となるため、効率良い小水力発電に適する構成及び構造である。
【００２８】
図３には、らせん状パイプ３の２本を有する装置を記載しているが、らせん状パイプの本数を増やして中心軸２の周方向に均等に配置すれば、よりスムーズな回転が得られるようになり、一定の回転速度及び高速回転を実現できる。
【００２９】
図４は、流動体収納容器８を設置する位置の違いによる回転機構への影響を対比した図である。図４において、（ａ）は本発明の回転推進力装置であり、（ｂ）は流動体収納容器８を最下部の位置から高さｈに設置して、らせん状パイプを回転させる回転推進力装置である。図４の（ａ）及び（ｂ）には、流動体収納容器（タンク）８の開口部７に対面する部分のらせん状パイプ３の２本について一端部６の断面がそれぞれ示されているだけで、らせん状パイプ３と中心軸２との接続部分は省略されている。
【００３０】
図４の（ａ）に示す本発明の回転推進力装置は、らせん状の管の中を通す水等の流動体の位置エネルギーを直接利用して回転エネルギーを創出するものであり、流圧を利用して回転を起こさせるものではない。それに対して、図４の（ｂ）に示す回転推進力装置は、最下部から高さｈの位置に設置する流動体収納容器８の開口部７から注入される流動体がらせん状パイプ３を通過するときに得られる速度を利用するため、流動体５がｈの高さから最下部まで流れるときに、らせん状パイプ３の回転が速くなる。しかし、その後は流動体５の位置エネルギーだけで回転するため、回転速度の低下がみられる。このように、図４の（ｂ）に示す流動体収納容器８の位置では、前記特許文献３に記載の水車原動機と同じように、原理的に、らせん状パイプ３のスムーズな回転を実現することが極めて難しい。らせん状パイプ３の回転がスムーズに行われないと、摩擦又は摩耗や中心軸の軸ブレ等によって発電効率の低下がみられるだけでなく、安定した定常発電を行うことができない。さらに、装置そのものの強度や耐久性の低下が加速するという問題がある。
【００３１】
また、図４の（ｂ）に示す回転推進力装置は、流動体５として川や湧水等の水を利用する場合に、高さｈと同じか、それ以上の深さ又は段差が必要となるため、設置場所において大きな制約を受ける場合がある。本発明は、上記の技術課題を解決するだけでなく、設置場所の自由度を増して適用範囲を広げるために、図４の（ａ）に示すように、流動体収納容器８の開口部７の位置を、らせん状パイプ３の複数から形成される円形断面（図中の一点鎖線で示す断面）の最下部の位置に設置することに大きな特徴を有する。
【００３２】
以下、本発明の回転推進力及び小水力発電を構成する各部品について材質及び構造を説明する。
【００３３】
［らせん状パイプ］
本発明の回転力駆動装置の中心軸２の周辺にらせん状に配置するパイプ３の本数、長さ及びらせん角度は、注入する流動体５の種類及び必要とされる回転推進力に応じて自由に選定することができる。
【００３４】
本発明においてらせん状パイプ３の本数は２本以上あれば良い。その場合、最初に２本のらせん状パイプ３を有する装置を設置した後、さらに能力アップをするために別のらせん状パイプを簡単な工事で取り付けることによってらせん状パイプ３の数を増やすことも可能である。備え付けるらせんパイプ３の数は、パイプ間のスペース等や製造コスト等を考慮すると、上限は３０本位が実用的である。また、らせん状パイプ３の径は、必要な回転推進力に応じて自由に選択することができるが、効率的な回転推進力を得るために１０〜２００ｍｍの範囲が実用的である。
【００３５】
また、らせん状パイプの長さ及びらせん角度についても、回転推進力、装置の大きさ、設置スペース及び製造コスト等の点から、それぞれ１０ｃｍ〜５ｍ及び１０〜８０度が実用的である。
【００３６】
らせん状パイプ３の材質としては、強度、耐久性、形状維持性及び取扱い性の観点から、例えばＳＵＳ等の金属、硬質プラスチック、繊維補強プラスチック等を使用することができる。金属製は強度、耐久性及び形状維持性には優れている反面、らせん状に成形加工をするための工数と手間がかかる。プラスチック製は、強度や耐久性が金属よりもやや劣るが、加工性は優れる。さらに、らせん状パイプは軽量になるため、回転推進力がやや大きくなるという利点も有する。そのため、材質の選択は、らせん状パイプ３の径、長さ及び形状に応じて行う。また、材質の選択の際には、製造コストも考慮しなければならない因子である。
【００３７】
本発明においては、上記のらせん状パイプ３以外にも、らせん状空洞の複数個を形成した筒を使用することも可能である。図５は、らせん状パイプ３の６本に代えて、らせん状空洞の６個を形成した筒１８を有する本発明の回転推進力装置を示す図である。図５に示す回転推進力装置は、らせん状パイプの複数を用いたときと同じ原理と機能を有することから、本発明で使用するらせん状パイプの範疇に含まれるものとして取り扱う。図５において、（ａ）は回転推進力装置及び該回転推進力装置による小水力発電装置の正面図であり、（ｂ）は回転推進力装置に備わる流動体収納容器（タンク）を流動体の注入口（Ａの方向）から見た図である。
【００３８】
図５に示す回転推進力装置は、らせん状空洞の６個を形成した筒１８の中心部に設けた貫通穴に中心軸２であるシャフトが挿入されており、筒１８は中心軸２と接続されている。それ以外の他の構成部品は、図１に示す回転推進力装置と同じものを使用する。また、図５の（ｂ）に示すように、流動体収納容器（タンク）８の底部に設ける開口部７の形状は、らせん状空洞の一端部１７の形状に近いものが好ましく、その面積についてはらせん状空洞の一端部１７と同じか、それよりもやや小さくする。らせん状空洞の６個にそれぞれ注入された流動体５は、らせん状空洞内を回転しながら下方へ移動し、らせん状空洞の他端部１９から流出する。
【００３９】
前記らせん状空洞の６個を形成した筒１８は、例えば、図５の（ｃ）に示すように、らせん状空洞を形成するために設けた開口部（らせん状空洞の一端部１７に該当する部分）を６個有する部品を複数個用いて、らせん形状を描くように角度をわずかづつ変えながら順次積層していくことによって、複数（６個）のらせん状空洞を形成し作製することができる。図５の（ｃ）に示す部品は、順次、溶接、ロウ付け、半田付け又は接着や融着等の方法によって所望の長さまで積層すれば、図５の（ａ）に示す筒１８が得られる。また、らせん状空洞を形成するために設けた開口部を６個有する部品を、仮止めの状態で溶接、ロウ付け、半田付け又は接着や融着等の方法によって積層して筒１８を作製した後に、筒１８の全体を再度、同じ方法によって強固に固定する方法を採用しても良い。ここで、図５の（ｃ）に示す部品の材質として金属を使用する場合は、溶接、ロウ付け又は半田付けの方法が用いられ、樹脂を使用する場合は、接着や融着による方法が一般的に使用される。
【００４０】
また、別の製造方法として、３Ｄプリンタ装置に用いて、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）で処理されるデータに基づいて金属又は樹脂をらせん形状に積層することによって前記のらせん状空洞の６個を形成した筒１８を作製しても良い。例えば、金属の場合は、金属紛体薄膜のレーザ焼結によって所望のらせん形状を形成できるまで積層を繰り返す。樹脂の場合は、熱可塑性樹脂の溶融及び冷却を繰り返すか、又は光硬化性樹脂の塗布及び光（又はレーザ）重合の操作を繰返すことによって所望のらせん形状に積層する。
【００４１】
［流動体収納容器］
本発明による回転推進力装置は、複数のらせん状パイプを有するだけでなく、さらに、複数のらせん状パイプにおいて、回転中に最下部に位置する一端部に流動体を継続的に注入できる構造を有する流動体収納容器と組み合わせることが必要である。そのため、図１に示すような位置で流動体収納容器８を配置するが、流動体収納容器８の形状は図１に示すものに限定されない。例えば、図６に示すように、最下部の位置に対面して設けた開口部６が、それと隣接する別のらせん状パイプ３の一端部にも流動体５が同時に注入される構造を有するものであっても良い。
【００４２】
図６に示す流動体収納容器８は、例として、最下部及びその両側の位置に開口部７を合わせて３個設けたものであり、流動体５は最下部に位置する一端部６だけでなく、一端部６の両側に隣接する別の一端部にも、それぞれ注入できる構造となっている。この構造は、複数の開口部７を有するため、流動体５の連続的な注入に対して効果的である。また、図６に示す流動体収納容器８は、らせん状パイプの６本の一端部をすべて抱合した断面形状を有している。そのため、降水等によって川や湧水等から大量の水（流動体５）が流入する場合でも、水が溢れることを防止できるだけでなく、川や湧水等から流入する水（流動体５）の貯水という効果を得ることができ、様々な環境変化にも対応できるという利点を有する。図６には、開口部７を３個有する流動体収納容器８を示しているが、本発明においては、開口部７の数をさらに増やして、らせん状パイプの全数と同じ６本まで形成しても良い。本発明において流動収納容器８に設ける開口部７の数はらせん状パイプ３の本数に応じて決めることができるが、少なくとも複数のらせん状パイプが形成する断面の最下部及びその両側の位置に開口部７を設けることが必要である。
【００４３】
さらに、前記の流動体収納容器８は、図１及び図６に示すように、流動体５を注入する側に内鍔（カバー）１１を有することによって、流動体５の流出を防止又は抑制する効果を高めることができる。内鍔（カバー）１１は、流動体５の流入時に、壁面からの跳ね返りによる流動体５の流出を抑えるだけでなく、流動体５をより大量に収納できるという効果を有する。特に、流動体容器８の高さを低くしてコンパクトな形状にしたいときには、流動体５の十分な量の確保という点から有効である。内鍔（カバー）１１は、少なくとも前記流動体を注入するための開口部及び前記中心軸を挿入するための開口部を除いて形成する。
【００４４】
図１及び図６に示す流動体収納容器８は、らせん状パイプ３の一端部６にできるだけ近づけて別体で設けられたものであるが、本発明は、別体構造に限定されず、流動体収納容器８をらせん状パイプ３の複数と一体化して設けることもできる。一体化した構造を有する回転推進力装置については、後述の第２の実施形態で詳細に述べる。
【００４５】
［中心軸］
本発明の回転推進力装置は、図１及び図６に示すように、複数のらせん状パイプ３が、支持台４によって支えられた中心軸（シャフト）２と接続する構造を有する。この構造は、複数のらせん状パイプ３の取付が容易であるだけでなく、中心軸２が、らせん状パイプ３の複数を周辺方向に点対称で均等に配置するときに基準となるためにスムーズな回転を維持することができる。したがって、らせん状パイプ３の複数を有する回転推進力装置において装置の信頼性と耐久性を向上させるために不可欠な構造である。
【００４６】
以上のように、本発明の回転推進力装置は、中心軸２に支持されたらせん状パイプ３の複数を備えるとともに、流動体収納容器（タンク）８を同時に備えることによって、スムーズな回転を安定的に維持することができ、小水力発電装置の発電効率を向上できるだけの十分な回転推進力及び回転エネルギーを得ることができる。従来技術には、複数のらせん状パイプを備えることによってスムーズな回転とともに大きな回転エネルギを得るという本発明の技術思想は開示されておらず、本発明は、複数のらせん状パイプを設置するとともに、回転中に最下部に位置するらせん状パイプの一端部に流動体５を注入できるように、前記最下部の位置に対面して設けた開口部を設けた流動体収納容器（タンク）８を有することが大きな特徴である。
【００４７】
［流動体］
本発明においては、流動体５として、らせんパイプ内で乱れのないスムーズな流れを維持するために、均一組成を有する流体又はパチンコ玉のように回転性にムラの無い形状を有する固体球等を使用する。流動体の種類としては、水、油、お湯、温泉水、金属球及び樹脂球からなる群から選ばれる少なくとも１つである。本発明による回転推進力装置を小水力発電装置として適用する場合は、流動体としては流水又は湧水等の水を使用するのが一般的である。設置場所によっては、必要に応じて温泉水等を使用しても良い。
【００４８】
［機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段］
図１には、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２として、直接利用するダイレクトドライブ型発電装置の例を示している。この場合、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２である発電装置は中心軸２に取り付られる。
【００４９】
図１に示す機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２として使用する発電装置は、例えば、風力発電装置等でも検討されているアキシャルタイプ回転界磁型同期発電機又はラジアルタイプ回転界磁型同期発電機からなる装置を使用することができる。複数のらせん状パイプ３の使用及び複数のらせん状パイプ３への流動体５の連続的な供給によってスムーズな回転推進力が得られるために、図１に示す小水力発電装置はこれらの発電機装置を使用することによって発電効率を従来よりも向上することができる。
【００５０】
また、本発明において機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段は、ダイレクトドライブ型発電装置に限定されない。例えば、本発明の回転推進力装置によって得られる回転エネルギーを、らせん状パイプ３の下流側で中心軸２に取り付けた歯車を介して、別体で設置する発電装置に伝達することによって発電を行ってもよい。この方式による手段は、歯車及び別体で設置する発電装置を含めたものが、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２として機能する。
【００５１】
上記の回転による機械エネルギーを外部へ電力として取り出すための手段を有する本発明の小水力発電装置は、発電装置に電力を供給することにより、水等の流動体５を高所へ上げることができる揚水装置としても利用することができる。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
本発明の別の実施形態として、上記の第１の実施形態とは異なり、らせん状パイプと流動体収納容器とを一体化して設けた回転推進力装置及び該回転力推進力装置による小水力発電装置について図７及び図８を用いて説明する。
【００５３】
図７は、６本のらせん状パイプ３と流動体収納容器８とを一体化した回転推進力装置及び該回転力推進力装置による小水力発電装置の例であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は流動体収納容器８を流動体５の注入口（Ａの方向）から見た図である。図７の（ｂ）に示すように、流動体収納容器８は、複数のらせん状パイプ３に流動体５を注入するための注入口に相当する開口部７の６個を底部に有し、開口部７の６個が６本のらせん状パイプの一端部６のそれぞれと同じ形状で当接して一体化されて、底部周辺に均等に配列される構造を有する。それ以外の構成部品、すなわち、中心軸２、支持体４、らせん状パイプの多端部９及び機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２は、別体型の流動体収納容器を有する前記第１の実施形態の回転推進力装置と、構造及び構成が基本的に同じである。
【００５４】
図７において、流動体５は、流動体収納容器８に注入されたとき重力によって下部へ流れ込み、そこから初期及び回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部６と一体化された開口部７に注入される。流動体収納容器８は底部周辺に回転対称で均等に６個の開口部７を有するため、らせん状パイプ３の回転中は、流動体５が常に最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部６に注入される。したがって、図７に示す一体型の回転推進力装置は、図１に示す別体型のものと実質的に同じ原理に基づいて複数のらせん状パイプが回転することになる。また、図７に示す本実施形態の回転力推進装置は、流動体５が最下部に位置する一端部６だけでなく、一端部６の両側に隣接する別の一端部にも、それぞれ注入できる構造となっており、図６に示す別体型の流動体供給容器８を有する回転推進力装置と同じ機能と作用を有する。したがって、本実施形態の回転力推進装置は、流動体５の連続的な注入に対して効果的であり、様々な環境変化にも対応することができる。
【００５５】
本実施形態による一体型の流動体供給容器を有する回転推進力装置は、図１及び図６に示す別体型の流動体供給容器を有する回転推進力装置と対比すると、次のような利点を有する。別体型の流動体供給容器を有する回転推進力装置は、流動体収納容器８だけを個別に設置することができ、運搬等の点では利点を有するものの、支柱１７に支持固定する必要があるため、設置のための労力と時間を要するだけでなく、設置位置の微妙な調整を行わなければならない。また、流動体収納容器８は、高い位置で支柱１７に支持固定される構造であるため、強度の保持についても細心の注意が求められる。さらに、流動体５の注入を行うときに流動体５の外部への流出が避けられず、本実施形態の回転推進力装置と比べた場合、同じ回転エネルギーを得るには相対的により多くの流動体を注入する必要がある。したがって、本発明の回転推進力装置及び該回転力推進装置による小水力発電装置においては、複数のらせん状パイプ３と流動体収納容器８とを一体化した図７に示す本実施形態の構造を採用することが、装置の設置及び設定のし易さ及び発電効率の点から好適である。
【００５６】
図７に示す流動体収納容器８について、本発明の効果を奏するための最適な構造を説明する。
【００５７】
上記で述べたように、図７の（ｂ）に示す流動体収納容器（タンク）８は、複数のらせん状パイプ３において、少なくとも回転中に最下部に位置するらせん状パイプの一端部６に流動体が連続的に注入される開口部７を底部に有することが必要である。さらに、回転中に最下部に位置するらせん状パイプの一端部６の両側に隣接する２つのらせん状パイプの流動体注入口となる一端部のそれぞれにも流動体５が注入できるような構造を有することが好ましい。この構造によって、スムーズな回転が安定的に維持され、高速回転が得られる。
【００５８】
その構造を具現化するものとしては、具体的に、中心軸２と当接する流動体収納容器（タンク）８の最下端部から流動体５で充満されたときの最上端部までの高さを高くすること、及び／又は、流動体５を注入する側にカバー（内鍔）１１を有することがより好ましい。カバー（内鍔）１１を有する場合は、カバー（内鍔）１１を除いたものとして考えた流動体収納容器（タンク）８の最上端部までの高さが、前記の流動体５で充満されたときの最上端部までの高さとなる。
【００５９】
中心軸２と当接する流動体収納容器（タンク）８の最下端部から流動体５で充満されたときの最上端部までの高さが低く、カバー（内鍔）１１が無い場合は、注入した流動体５の一定量を流動体収納容器（タンク）８内に留めることができず、複数のらせん状パイプの回転をスムーズに行わせることが難しくなる。カバー（内鍔）１１は少なくとも流動体５を注入するための開口部及び中心軸（シャフト）２を挿入するための開口部を除いて形成されている。仮に、流動体収納容器（タンク）８の高さが低く、カバー１１がないと、流動体収納容器８に注入した流動体５の多くが外部へ流出することがあり、スムーズな回転を行うために十分な流動体５を連続的に供給できなくなる。
【００６０】
次に、本発明の回転推進力に備える流動体収納容器の機能と効果について説明する。図８は、図７に示す回転推進力装置に備える流動体収納容器の例を示す図である。図８の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は本発明で使用する好適な流動体収納容器８の例であり、（ｄ）は本発明の効果を奏しない流動体収納容器８である。図８には、流動体収納容器８の内径及び中心軸２と当接する流動体収納容器８の最下端部から流動体５で充満されたときの最上端部までの高さを、それぞれＤ及びＨで表している。
【００６１】
図８の（ａ）に示す流動体収納容器８は内側部が深く、図８の（ｂ）は、さらに、流動体収納容器８の上面にカバー（内鍔）１１を有する流動体収納容器８である。また、図８の（ｃ）に示す流動体収納容器８は、高さＨが低いものの、上面にカバー（内鍔）を有する。一方、図８の（ｄ）は、高さＨが図８の（ｃ）の場合と同じであり、カバー（内鍔）を有さない流動体収納容器８である。図８の（ａ）〜（ｄ）の下段に示す図は、上段に示したそれぞれの流動体収納容器８を流動体５の注入口の方向（図に示すＡの方向）からみた図である。また、図８の（ａ）及び（ｂ）のそれぞれの下段には、複数のらせん状パイプ３の動きに伴って回転するときの流動体収納容器８の開口部７及びそこに注入されるときの流動体５の様子について代表的な２形態を示している。開口部７は、複数のらせん状パイプの流動体注入口となる一端部６に対面してそれぞれ当接して一体化して設ける。
【００６２】
図８において（ａ）〜（ｃ）のそれぞれと（ｄ）とを対比すると、（ａ）〜（ｃ）に示す流動体収納容器８は内部に十分な量の流動体５を収納することができるのに対して、（ｄ）に示す流動体収納容器８は内部に存在する流動体５の量が非常に少ない。（ａ）〜（ｃ）は、複数のらせん状パイプ３において最下部に位置するらせん状パイプ３の一端部に流動体５が注入される構造であり、さらに、その両側に隣接する２つのらせん状パイプの一端部６に当接して一体化して設けた少なくとも隣接する２つの開口部７の全部又は一部に、流動体５を同時に注入することができる構造を有する。この構造は、複数のらせん状パイプの連続的なスムーズな回転を維持するために好都合である。
【００６３】
それに対して、図８の（ｄ）に示す構造では、図の下段に示すように、流動体５が開口部７に注入される量が少なくらせん状パイプ３がスムーズな回転を実現できない場合がある。図８において、（ａ）と（ｄ）との違いは、高さＨの直径Ｄに対する比である。Ｈ／Ｄの比は、らせん状パイプの径や本数に応じて変わるが、スムーズな回転を得るために、１／５以上とすることが実用的である。
【００６４】
図８において、（ｂ）に示す流動体収納容器８は、流動体５の注入時に跳ね返りによる外部への流出を内鍔１１によって防止できる構造を有する。したがって、（ａ）と比べて、より少ない流動体５の注入量で十分な供給量を確保できることから、本発明においては（ｂ）に示す構造が特に好ましい。、また、内鍔１１は、図８の（ｃ）に示すように、流動体収納容器８の最下端部から流動体５が満たされる最上端部までの高さの比（Ｈ／Ｄ）を大きくする必要がないため、流動体収納容器８の形状を薄くして、よりコンパクトな形状とすることができる。それによって、本願発明の効果を奏するための流動体収納容器８の形状を自由に選択することが可能となる。なお、本発明においてはカバー（内鍔）１１を長くして中心軸２の近くまで張り出すような構造を採用しても良いが、その場合は、流動体の注入口が狭くなりすぎて、流動体の注入が難しくなって場合がある。そのため、カバー（内鍔）１１の長さは、少なくとも前記流動体を注入するための開口部及び中心軸２を挿入するための開口部を除いて形成することを必要条件とするが、一方で流動体５の注入効率を大きく阻害しない程度に設けることが好ましい。
【００６５】
［小水力発電装置の発電効率］
図７に示す本発明の回転推進力装置を実際に小水力発電装置として適用して求めた発電効率について説明する。
【００６６】
径が１００ｍｍの金属ＳＵＳ製のらせん状パイプ３を６本用いて、図７に示す回転力推進装置を作製した。図７の（ｂ）において、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、それぞれ１００ｍｍ、５２０ｍｍ及び５００ｍｍとした。また、６本のらせん状パイプの長さは、それらを中心軸２に取り付けた後の装置としての長さが約１．７ｍとなるように調整して決めた。次に、図７に示すように、機械的エネルギーを外部へ取り出す手段１２としてアキシャルタイプ回転界磁型同期発電機を装着し、上部から流動体５として水を流動体収納容器（タンク）８へ連続的に注入して６本のらせん状パイプの回転を始めた。らせん状パイプは、らせん状パイプ３に水が供給し始める時点から回転し始め、その後はスムーズな回転を継続することができた。
【００６７】
一方、図２に示す回転推進力装置の構造において、らせん状パイプ３を１本だけ使用し、らせん状パイプの一端部６と流動体収納容器８の底部に設ける開口部７を一体化した回転推進力装置を作製し、それを実際に小水力発電装置として適用した場合についても比較例として発電効率の測定を行った、その結果、上部から流動体５として水を流動体収納容器８へ連続的に注入すると、１本のらせん状パイプ３は回転を始めたが、徐々に回転が遅くなっていった。また、らせん状パイプ３が１回転するまでは、水をらせん状パイプ３の中に供給することができず、上記のらせん状パイプ３を６本使用した場合と同じ量で供給した水が流動体収納容器５から溢れる状態となった。
【００６８】
図７に示す本発明の回転力推進装置による小水力発電装置と、前記の比較例による小水力発電装置との間で発電量を対比すると、本発明は比較例よりも５〜６倍高い発電量が得られることが分かった。
【００６９】
このようにして回転エネルギーを外部へ取り出すための手段１２である発電機によって電力変換を行ったときの発電量を向上することができるが、さらに、流動体収納容器（タンク）８の径Ｄ２を約２ｍにし、らせん状パイプ３を３０本取付けて小水力発電装置をやや大型化にした場合には、それよりも大きな発電量を得られることが確認された。
【００７０】
本実施形態では、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段としてダイレクトドライブ型発電装置を使用したが、本発明はこの方式に限定されない。例えば、図９に示すように、図７に示すものと同じ回転推進力装置によって得られる回転エネルギーを、らせん状パイプ３の下流側で中心軸２に取り付けた歯車１３と噛み合わせる別の歯車１４を介して、別体で設置する発電装置１５に伝達することによって発電を行ってもよい。図９に示す小水力発電装置は、歯車１３、１４及び発電装置１５を含めたものが、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２として機能する。
【００７１】
図７及び図９にそれぞれ示す小水力発電装置の構成を対比すると、図７に示すものは構成が簡単であり、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２をより小型化でき、装置そのもののコンパクト化及び装置を設置するときのコスト低減を同時に図ることができる。一方、図９に示す装置では、発電機による発電効率を向上させるために歯車１４の回転数を高くする必要があることから、歯車１３の形状が大きくなる傾向にあり、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段の小型化には制約がある。さらに、回転による機械的エネルギーを歯車１３によって伝達する方法は、メンテナンスを頻繁に行うことが必要であるため、装置の管理が煩雑であり、管理コストの上昇も避けられない。それに対して、図７に示すダイレクトドライブ型発電機は、構造の点から装置の小型化を図りやすいだけでなく、メンテナンス性にも優れるという利点を有する。したがって、本発明においては、機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段１２として、ダイレクトドライブ型発電装置を用いることが好ましい。
【００７２】
このように、らせん状パイプ３の複数本を備えることは装置の大型化を伴わないで回転エネルギーを大きくでき、小水力発電装置の効率を高めるために非常に有効な手段である。本実施形態の小水力発電装置は、複数のらせん状パイプ３のそれぞれの一端部６に当接して一体化して設けられた複数の開口部７が底部周辺に均等に配列された流動体収納容器８を有するため、回転中に最下部に位置するらせん状パイプ３に加えて、その両側に隣接するらせん状パイプの一端部のそれぞれにも流動体５を継続的に注入させることができる。仮に、そのような構造を有する流動体収納容器８が無い場合は、前記でべたように、スムーズな回転を得ることができず、効率的な発電を行うことが難しくなる。
【００７３】
以上のように、本発明によれば、スムーズな回転とともに、より大きな回転推進力及び回転エネルギーが得ることができ、小水力発電装置としても高い発電効率を達成することができる。また、発電効率を高めるために装置の大型化を行なう必要性は小さく、さらに、装置そのものも、らせん状の板又は管の構造を有する従来の回転装置と比べて、特段に複雑で精緻な構成及び構造に変更する必要性もない。その結果、回転推進力装置のコンパクト化だけでなく、装置の低コスト化を図ることができる。さらに、発明の回転推進力装置で得られる回転エネルギーを電力変換する方法としてダイレクトドライブ方式を採用することによって、変換効率を向上させることができるだけでなく、メンテナンス性に優れる小水力発電装置を提供できる。したがって、自然エネルギーの有効活用という社会的なニーズに十分に応えることができる小水力発電システムを構築することが可能となり、その有用性は極めて高い。。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・回転推進力装置、２・・・中心軸、３・・・らせん状パイプ、４・・・支持体、５・・・流動体、６・・・らせん状パイプの一端部、７・・・開口部、８・・・流動体供給容器、９・・・らせん状パイプの他端部、１０・・・架台、１１・・・カバー（内鍔）、１２・・・機械的エネルギーを外部へ取り出すための手段、１３，１４・・・歯車、１５・・・発電装置、１６・・・支柱、１７・・・らせん状空洞の一端部、１８・・・複数のらせん状空洞を有する筒、１９・・・らせん状空洞の多端部、２０・・・らせん状の管、２１・・・回転軸パイプ。
【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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