(57)【要約】  本発明は、移動する流体流からエネルギーを抽出するため、またはエネルギーを流体の運動に変換するために、流体内で用いられる回転装置であって、回転装置の中心回転軸に固定して連結される主回転手段と、１つまたは複数の回転面であって、回転軸から間隔を空けて配置されたそれらの回転面軸を中心に回転可能に結合され、かつ主回転手段が少なくとも１つの回転面により中心回転軸を中心に回転運動を行うことができるように、主回転手段に取り付けられ、回転面軸が本体の軸に対して平行に延在する、回転面と、１つまたは複数の回転面の移動する流体流の方向に対する位置を制御または調整するために設けられ、かつ各回転面に対しそれぞれの調整スリーブ（５１、５２、５３）および／または調整フレームを備える枢動手段または制御手段であって、調整スリーブおよび／または調整フレームが、中心回転軸（Ｍ）を中心に回転自在に配置されるが、中心回転軸（Ｍ）に対して半径方向に固定してまたは圧入式には連結されず、かつそれぞれの回転面に結合されて、回転面を調整するために枢動手段または制御手段の枢動運動を回転面に伝達する、枢動手段または制御手段と、を備える回転装置に関する。【選択図】          図２
2010537094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する流体流からエネルギーを抽出するため、またはエネルギーを流体の運動に変換するために、流体内で用いられる回転装置であって、
前記回転装置（７１）の中心回転軸（Ｍ）に固定して連結される主回転手段と、
１つまたは複数の回転面であって、前記主回転手段に、前記中心回転軸（Ｍ）から間隔を空けて配置されたそれらの回転面軸またはロータブレード軸を中心に回転可能に結合され、それにより前記主回転手段が、少なくとも１つの回転面によりまたは複数の回転面により前記中心回転軸（Ｍ）を中心に回転運動を行うことができ、前記回転面軸が前記主回転手段の前記中心回転軸に対して平行に延在する、回転面と、
を備える回転装置において、
前記１つまたは複数の回転面の前記移動する流体流の方向に対する位置を制御または調整するために設けられる枢動手段または制御手段であって、各回転面に対しそれぞれの調整スリーブ（５１、５２、５３）および／または調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）を備え、前記調整スリーブおよび／または調整フレームが、前記中心回転軸（Ｍ）を中心に回転自在に配置されるが、前記中心回転軸（Ｍ）に対して半径方向に固定してまたは圧入式には連結されず、かつそれぞれの回転面に結合されて、前記回転面を調整するために前記枢動手段または制御手段の枢動運動を前記回転面に伝達する、枢動手段または制御手段を具備することを特徴とする回転装置。
【請求項２】
前記枢動手段が制御カムを備え、前記制御カムが、前記主回転手段の前記中心回転軸（Ｍ）に、かつ前記調整スリーブ（５１、５２、５３）または前記調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）に、固定して結合され、かつその運動を前記関連する回転面の回転運動に伝達することを特徴とする、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記枢動手段が、前記関連する調整スリーブまたは前記関連する調整フレームを介して、前記回転面の角度を前記主回転手段の回転位置に応じて調整する電気駆動装置を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記枢動手段が、前記調整スリーブまたは前記対応する調整フレームにより、前記流体流の方向に関連して、前記対応する回転面の、前記主回転手段にいかなるトルクもかけない中立位置を調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記中心回転軸に回転自在に取り付けられるが半径方向に堅固にまたは確実に連結されず、かつ駆動装置または伝達装置を介して関係する前記回転面に結合される枢動ホイール（４１、４２、４３）を具備することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記枢動手段または調整手段が、前記中心回転軸（Ｍ）に設けられる制御湾曲部を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項７】
いくつかの回転面ならびに同数の調整スリーブ（５１、５２、５３）および／または調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）が設けられ、各回転面が、それぞれの調整スリーブまたはそれぞれの調整フレームに結合されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項８】
いくつかの回転面および同数の枢動ホイール（４１、４２、４３）が設けられ、前記回転面の各々がそれぞれの枢動ホイールに結合されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項９】
いくつかの回転面および同数の調整部材（６１、６２、６３）が設けられ、各回転面がそれぞれの調整部材に結合されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１０】
いくつかの回転面および同数の制御湾曲部が設けられ、前記回転面の各々が前記制御湾曲部のそれぞれに結合されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１１】
複数の回転面（１、２）ならびに同数の調整スリーブ（５１、５２、５３）および／または調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）が設けられ、前記回転面（１、２）の各々がそれぞれの調整スリーブ（５１、５２、５３）にまたはそれぞれの調整フレームに結合されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１２】
複数の調整スリーブ（５１、５２、５３）または調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）が互いに入れ子になっており、前記中心軸（Ｍ）の周囲に配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１３】
前記それぞれの回転面の流体または媒体の流れる方向に対する位置またはピッチが、前記枢動手段または制御手段により、前記流れる流体と関係する回転面との相対速度が一定であるかまたは円形軌道において最適に調整されるように、調整されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１４】
調整スリーブとそれに隣接する前記中心回転軸（Ｍ）との間に、間隔または自由空間が維持され、互いに隣接する調整スリーブの間に、間隔または自由空間が維持されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１５】
前記調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）が、互いに平行に配置されたいくつかのリング（７９．２、８０．２、８１．２；７９．６、８０．４、８１．４）またはディスクと、前記リングまたはディスクの間に延在するいくつかのバー（７９．３、８０．３、８１．３）とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の回転装置。
【請求項１６】
前記調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）の前記リング（８０．４、８１．４）またはディスクが、開口部または放射状の細長い穴（８０．５、８１．５）を備え、それを通って、隣接して配置された１つの調整フレームまたは隣接して配置されたいくつかの調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）のそれぞれのバーまたはいくつかのバーが延在することを特徴とする、請求項１５に記載の回転装置。
【請求項１７】
前記入れ子式の調整スリーブまたは調整フレーム（７９．１、８０．１、８１．１）が、ロープ、ベルトまたはチェーン駆動装置（７８．１、７８．２）を介して前記対応する回転面（８１）に結合されているそれぞれの枢動ホイール（７８）に結合されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する流体流からエネルギーを抽出する目的で、またはエネルギーを流体の運動に変換する目的で、流体内で用いられる回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明による回転装置または同様の装置を用いて、気体または液体、たとえば風または水であり得る移動する流体流から、たとえばタービンの場合のように流体内に回転装置を配置することによって、エネルギーを抽出することができる。逆に、回転装置を別個の駆動装置によって作動させることにより、移動する流体流を生成することができる。
【０００３】
国際公開第２００７／０８２５０６号パンフレットに、回転装置を流体に動力結合するために２つのベーン、ブレードまたはパドルを用いる既知の回転装置が記載されている。駆動装置により、流体の流れの方向に対してベーンの位置が調整される。駆動装置は、枢動ギアと、枢動ギアに係合する２つの中間ギアと、各々が中間ギアに係合する２つのベーン回転軸ギアとを備えている。枢動ギアは、回転装置の中心軸上を自由に回転しまたは枢動することができる。したがって、それは、中心回転軸に固定して結合されていない。２つ以上のベーンは、互いに局部的に同期させて調整することしかできない。したがって、既知の枢動駆動装置では、流体の流れ方向に関連してベーンの各々を独立して調整することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、流体の流れる方向に対して相対的にベーンの位置を独立して調整する枢動ホイール駆動装置を有する回転装置を定義することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に示す本発明による回転装置によって解決される。したがって、移動する流体流からエネルギーを抽出するため、またはエネルギーを流体の運動に変換するために、流体内で用いられる回転装置は、回転装置の中心回転軸に固定して連結される主回転手段または回転体と、１つまたは複数の回転面または回転ブレードであって、主回転手段に、中心回転軸から間隔を空けて配置されたそれらの回転面軸またはロータブレード軸を中心に回転可能に結合され、それにより主回転手段が、少なくとも１つの回転面によりまたは複数の回転面により中心回転軸を中心に回転運動を行うことができ、回転面の軸が主回転手段の中心回転軸に対して平行に延在する、回転面と、１つまたは複数の回転面の移動する流体流の方向に対する位置を制御または調整するために設けられる枢動手段または制御手段であって、各回転面に対し調整スリーブおよび／または調整フレームを備え、調整スリーブおよび／または調整フレームが、中心回転軸を中心に回転自在に配置されるが、中心回転軸に対して半径方向に固定してまたは圧入式には連結されず、回転面を調整するために枢動手段または制御手段の枢動運動または運動を回転面に伝達する、枢動手段または制御手段と、を特徴とする。
【０００６】
いくつかの回転面またはベーンの位置を、上述した枢動手段を用いて互いに独立して調整することにより、回転装置の最適な効率を得ることができる。調整スリーブまたは調整フレームを、回転装置の中心回転軸を中心に回転自在に入れ子にしてもよく、それにより、回転装置の小型アセンブリまたは本体が達成される。小型アセンブリがもたらす、流れる流体の外乱はわずかであり、本発明の回転装置の回転中の不平衡が回避される。
【０００７】
調整手段またはコントローラは、主回転手段の中心回転軸に固定して結合された、１つまたは複数の制御カムあるいは１つまたは複数の制御湾曲部と、制御カムおよび１つまたは複数の回転面に結合され、かつ、移動する流体流の方向に対して回転面の角度またはピッチを調整するために、制御カムまたは制御湾曲部の運動を１つまたは複数の回転面の回転運動に変換する、駆動装置とを備えていてもよい。この配置により、回転面の位置の正確な調整が確実に達成される。
【０００８】
別法として、調整手段は、主回転手段の回転位置に応じて１つまたは複数の回転面のピッチを制御する、１つまたは複数の回転面に結合された電気駆動装置または電気モータ駆動装置を有していてもよい。
【０００９】
本発明の枢動手段は、好ましくは制御カムを備えていてもよく、それは、主回転手段の中心回転軸に、および調整スリーブまたは調整フレームに固定して結合され、かつその運動を対応する回転面の回転運動に伝達する。
【００１０】
枢動手段は、対応する調整スリーブまたは対応する調整フレームを介して、回転面の角度またはピッチを主回転手段の回転位置に応じて調整する電気駆動装置を備えてもよい。
【００１１】
さらに、枢動手段は、調整スリーブまたは対応する調整フレームにより、流体流の方向に関連して、関係する回転面の、主回転手段にいかなるトルクもかけない中立位置を調整してもよい。
【００１２】
好ましくは、枢動ホイールまたは歯付き往復運動ギアが、回転装置の中心回転軸に緩く取り付けられて、すなわち中心回転軸に半径方向に堅固にまたは確実に連結されずに、枢動するように設けられ、枢動ホイールは駆動装置または伝達装置を介して関係する回転面に結合される。
【００１３】
枢動手段または調整手段は、中心回転軸に設けられる制御湾曲部を備えていてもよい。
【００１４】
好ましくは、いくつかの回転面ならびに同数の調整スリーブおよび／または調整フレームが設けられ、各回転面は、それぞれの調整スリーブまたはそれぞれの調整フレームに結合される。さらに、いくつかの回転面およびそれと同数の枢動ホイールが設けられていてもよく、回転面の各々はそれぞれの枢動ホイールに結合される。
【００１５】
好ましくは、いくつかの回転面およびそれと同数の調整部材が設けられ、各回転面はそれぞれの調整部材に結合される。
【００１６】
いくつかのまたは複数の回転面およびそれと同数の制御湾曲部が設けられていてもよく、回転面の各々は制御湾曲部のそれぞれ１つに結合される。
【００１７】
好ましくは、複数の円柱状調整スリーブまたは調整フレームが互いに入れ子になっており、中心軸の周囲に配置されることにより、本発明の回転装置の小型構造が得られる。
【００１８】
それぞれの回転面の流体または媒体の流れ方向に対する位置またはピッチを、枢動手段または制御手段により、最適なトルクを得るために、流れる流体と関係する回転面との相対速度が一定であるかまたは円形軌道において最適に調整されるように、調整することができる。
【００１９】
本発明の好ましい回転装置は、調整スリーブとそれに隣接する中心回転軸（Ｍ）との間に、間隔または自由空間が維持され、互いに隣接する各２つの調整スリーブの間にも、間隔または自由空間が維持されることにより、調整スリーブと連続して延在する中心回転軸との間の摩擦および公差問題が回避されるように構成される。
【００２０】
本発明の枢動手段の好ましい実施形態による調整フレームは、互いに平行に配置されたいくつかのリングまたはディスクと、リングまたはディスクの間に延在するいくつかのバーとを備えるることにより、重量の低減を達成することができる。
【００２１】
好ましくは、調整フレームの前記リングまたはディスクは、溝または放射状の溝穴を備え、それを通って、隣接して配置された１つの調整フレームまたは互いに隣接して配置されたいくつかの調整フレームの対応するバーまたはいくつかのバーが延在し、それにより調整フレームの互いに対する運動が防止される。
【００２２】
好ましくは、入れ子式の調整スリーブまたは調整フレームは、ロープ、ベルトまたはチェーン駆動装置を介して対応する回転面に結合されているそれぞれの枢動ホイールに結合される。たとえばＶベルトを用いることにより、歯車に比較して重量を低減しかつおよびコストを削減することができる。
【００２３】
本発明の回転装置を、たとえば風車、タービン、プロペラ、潮力発電所または船のスクリューとして使用することができる。
【００２４】
本発明の他の有利な実施形態は、従属請求項において述べられている。
【００２５】
本発明のさらなる利点、有利な実施形態および適用を、図面に関連して好ましい例示的な実施形態の以下の詳細な説明によって提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】既知の回転装置の詳細な断面図である。
【図２】図３による本発明の回転装置の第１の好ましい実施形態の入れ子式調整スリーブを含む部分的な概略図である。
【図３】本発明の回転装置の第１の好ましいかつ例示的な実施形態の部分的な側面図である。
【図４】図３の部分図である。
【図５】図３または図４における矢印Ｖの方向で見た図３の実施形態の図である。
【図６】本発明の好ましい第２実施形態の側面図である。
【図７】図６における矢印ＶＩＩの方向で見た図６の第２実施形態の図である。
【図８】図６の本発明の第２実施形態の入れ子式調整フレームを含む部分の部分的に切り取られた部分的な斜視図である。
【図９】内側調整フレームの内側ディスクを含む図８の詳細図である。
【図１０】中間調整フレームの中間ディスクを含む図８から切り取られた詳細図である。
【図１１】外側調整フレームの外側ディスクを含む図８から切り取られた詳細図である。
【図１２】図８の詳細図の側面の断面図である。
【図１３】図１２の矢印ＸＩＩＩの方向で見た図１２の詳細図の平面図である。
【図１４】本発明の回転装置の第３の好ましい実施形態の入れ子式調整スリーブを含む部分的な概略図である。
【図１５】本発明の回転装置の第４の好ましい実施形態の入れ子式調整スリーブを含む部分的な概略図である。
【図１６】本発明の回転装置の第５の好ましい実施形態の４つの入れ子式調整スリーブを含む部分的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、国際公開第２００７／０８２５０６号パンフレットから既知である回転装置の詳細な断面図を示し、その開示内容は参照により本明細書に援用される。図１を参照すると、既知の回転装置の主回転手段３または主回転体は、連続して延在しているその中心回転軸Ｍを中心に回転するように、バー６によって相互連結された２つの固定支持チーク４と５との間に取り付けられている。主回転手段３は、１つまたは複数の回転チーク７および８によって横方向に画定されており、それらチークは円形領域を有し、互いから間隔を空けて配置されており、中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。回転面１またはベーンの回転面回転軸１．１と回転面２の回転面回転軸２．１とは、回転チーク７および８に回転可能に取り付けられている。回転面回転軸１．１および２．１は、中心回転軸Ｍに対して平行に配置されかつそこから間隔を空けて配置されており、ディスク状の回転チーク７および８の縁の方に近接して配置されている。
【００２８】
割り当てられた回転軸に堅固にまたは固定して連結された回転軸ギア１．２および回転軸ギア２．２は、それぞれ回転面回転軸１．１および２．１の延長部に取り付けられている。回転軸ギア１．２および２．２の各々は、アダプタギア１．３を介して枢動ギア９に１：１の比で結合されており、枢動ギア９は、中心回転軸Ｍに回転可能に配置され、かつ中心回転軸Ｍに対して運動することができる。したがって、中心回転軸Ｍ上の歯付き枢動ギア９は、回転軸Ｍに対し半径方向に堅固に連結されていない。
【００２９】
枢動ギア９の調整、回転または半径方向位置は、回転装置の調整手段１０またはコントローラによって確定される。調整手段１０は、枢動または往復運動駆動装置としての枢動ギア９、アダプタギア１．３および回転軸ギア１．１または２．１を介して回転面１および２に結合されることにより、流体の流れる方向に対するそれらの角度を調整することができる。回転面１および２のこの調整運動を、たとえば機械的湾曲手段によるかまたは電気駆動装置による枢動ギア９の枢動または往復運動によって発生させることができる。
【００３０】
好ましい具現化において、調整手段１０は、制御カム１２を備えた制御湾曲部１１を有し、制御湾曲部１１は、中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。さらに、調整手段１０は、制御湾曲部１１に追従する枢動ローラ１４を備えた枢動ロッド１３を備えている。制御湾曲部１１の運動は、枢動ロッド１３およびスラストリンク１５を介して枢動ギア９に伝達され、その結果、回転面１および２の角度調整が局部的に同期して制御される。
【００３１】
ここで図２、図３、図４および図５を参照すると、本発明の第１の好ましくかつ例示的な実施形態が示されている。
【００３２】
本発明の好ましい回転装置７１は、流体の流れる方向に対して３つの回転面またはベーンを独立してまたは個々に調整するように設計されており、回転面の位置を互いに独立して調整する枢動手段を除き、図１の回転装置と同じ構成を有している。したがって、両回転装置の同じ特徴部は、図において同じ参照符号で示されている。
【００３３】
図３は、本発明の第１の好ましい回転装置７１の全体側面図を部分的に断面で表しており、図２は、特に、互いに入れ子になった３つの調整スリーブ５１、５２、５３を含む回転装置７１の部分を、分離した図に示している。
【００３４】
回転装置７１は、図１の回転装置と同様に主回転手段３を備えており、それは、バー６によって固定して相互連結された２つの支持チーク４と５との間に、支持チークまたは板４と５との間に連続して延在する中心回転軸Ｍを中心に回転するように取り付けられている。主回転手段３は、１つまたは複数の回転チークまたは板７および８によって横方向に画定されており、回転チークまたは板７および８は、円形領域を有し、互いから間隔を空けて配置され、かつ中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。３つの回転面軸１．１、２．１、３．１が、回転チーク７、８において互いに等しい間隔で仮想円形経路上を回転するように取り付けられており、回転面の各々は、合計３つの回転面のうちの回転面１、２に堅固に連結されており、第３回転面は図には示されていない。３つの回転面軸１．１、２．１、３．１は、回転装置７１において、中心回転軸Ｍに対して平行にかつ間隔を空けて配置されており、ディスク状の回転チーク７、８の対の縁の方にある。
【００３５】
回転軸ギア１．２、２．２、３．２のそれぞれが、３つの回転面軸１．１、２．１および３．１にそれぞれ配置されており、３つの回転軸ギア１．２、２．２、３．２は、割り当てられた回転軸１．１、２．１、３．１に堅固に連結されている。
【００３６】
第１回転面に対応する第１回転軸１．１の第１回転軸ギア２．１は、第１枢動ホイール４１、たとえばセグメントギアに係合されており、第１枢動ホイール４１は、第１の相対的に細長い調整スリーブ５１に連結されている。第１内側調整スリーブ５１は、中心回転軸Ｍの周囲に回転自在に配置されており、したがって、それには固定されていない。より正確には、第１調整スリーブ５１は、環状フランジ５１．１を有しており、それは、調整スリーブの外周に延在し、第１枢動ホイール４１に固定して連結されており、第１枢動ホイール４１は、中心回転軸Ｍの周囲で自由に回転可能であり、かつ、たとえばベアリング４１．１．またはボールベアリングによって中心回転軸Ｍに取り付けられている。したがって、第１枢動ホイール４１は、中心回転軸Ｍに半径方向において堅固に連結されていない。第１調整スリーブ５１は、フランジのないその反対側の端部では、第１調整手段１０．１の第１調整または作動部材６１、たとえばセグメントギアに堅固に連結されており、第１調整手段１０．１の構成は、たとえば、図１の調整手段１０の構成に対応している。
【００３７】
第１枢動ホイール４１のピッチング、回転または半径方向位置は、回転装置７１の第１調整手段または制御手段によって確定される。第１調整手段１０．１は、第１調整部材６１、第１調整スリーブ５１、第１枢動ホイール４１、アダプタギア１．３または中間ギア、回転軸ギア１．２および回転軸１．１を介して第１剛性回転面１に結合されることにより、流体の流れる方向に対して回転面１の角度またはピッチの位置を調整することができる。回転面１のこのピッチング運動を、機械的湾曲部材１１または電気駆動装置による第１枢動ホイール４１の枢動または往復運動によってもたらすことができる。
【００３８】
好ましい実施形態では、第１調整手段１０．１は、制御カムを有する第１制御湾曲部を備えており、制御湾曲部は、中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。さらに、第１調整手段１０．１は、枢動ロッド１３を有しており、それは、往復式に運動可能であり、かつ第１制御湾曲部を走査または追従する枢動ローラ１４を備えている。第１制御湾曲部の運動は、枢動ロッド１３およびスラスト手段１５（図１参照）ならびに調整部材６１から調整スリーブ５１を介して第１枢動ホイール４１まで伝達され、それにより第１回転面１の角度ピッチングが制御される。
【００３９】
第２回転面２に対応する第２回転軸２．１の第２回転軸ギア２．２は、アダプタギア２．３（図４および図５参照）を介して第２枢動ホイール４２に結合されており、第２枢動ホイール４２は、第２の細長い調整スリーブ５２の端部に、スリーブの外周から垂直に突出する環状フランジ５２．１を介して堅固に連結されており、第１調整スリーブ５１に、この場合もまたたとえばベアリング４２．１またはボールベアリングによって、第１調整スリーブ５１の周囲を自由に回転可能であるように取り付けられている。したがって、第２枢動ホイール４２は、第１調整スリーブ５１に半径方向において堅固に連結されていない。第２調整スリーブ５２は、第１調整スリーブ５１より短い。第２中間調整スリーブ５２は、第１調整手段５１の周囲に回転自在に配置されている。第２調整スリーブ５２は、フランジのない反対側の端部では、第２調整手段１０．２の第２調整部材６２に堅固に連結されている。
【００４０】
第２枢動ホイール４２のピッチング、回転または半径方向位置は、回転装置７１の第２調整手段１０．２または制御手段によって確定される。第１調整手段１０．１または図１の調整手段１０と構成および機能がまったく同じである第２調整手段１０．２は、第２調整部材６２、第２調整スリーブ５２、第２枢動ホイール４２、アダプタギア２．３、回転軸ギア２．２および回転軸２．１を介して第２剛性回転面２に結合されることにより、流体の流れる方向に対して第２面の角度またはピッチの位置を調整することができる。回転面２のこのピッチング運動を、第２調整手段１０．２の機械的湾曲部材によるかまたは電気駆動装置による第２枢動ホイール４２の枢動または往復運動によってもたらすことができる。
【００４１】
好ましい実施形態では、第２調整手段１０．２は、第１制御湾曲部１１とは異なってもよくかつ制御カムを有する第２制御湾曲部１１を備えており、第２制御湾曲部１１は、中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。さらに、第２調整手段１０．２は、第２制御湾曲部に追従する枢動ロータ１４を備えた枢動ロッド１３を有している。第２制御湾曲部１１の運動は、枢動ロッド１３およびスラスト手段１５（図１参照）ならびに調整部材６２から調整スリーブ５２を介して第２枢動ホイール４２まで伝達され、それにより第２回転面２の角度ピッチングが制御される。
【００４２】
第３回転面に対応する第３回転軸３．１の第３回転軸ギア３．２は、第３枢動ホイール４３に結合されており、第３枢動ホイール４３は、第３調整スリーブ５３の終端フランジ５３．１に堅固に連結されている。また、第３外側調整スリーブ５３は、第２調整スリーブ５２の外周の周囲に回転自在に取り付けられており、したがってスリーブ５２に固定されていない。この場合もまた、第３枢動ホイール４３は、たとえばベアリング４３．１またはボールベアリングによって第２調整スリーブ５２の周囲を自由に回転可能であるように第２調整スリーブ５２に取り付けられている。したがって、第３枢動ホイール４３は、第２調整スリーブ５２に半径方向において堅固に連結されていない。第３調整スリーブ５３は、第２調整スリーブ５２より短い。第３調整スリーブ５３は、フランジのない反対側の端部では、第３調整手段１０．３の調整部材６３に堅固に連結されている。
【００４３】
第３枢動ホイール４３のピッチング、回転または半径方向位置は、回転装置７１の第３調整手段１０．３または制御手段によって確定される。第１調整手段１０．１または第２調整手段１０．２と構成および機能がまったく同じである第３調整手段１０．３は、第３調整部材６３、第３調整スリーブ５３、第２枢動ホイール４３、第３アダプタギア３．３、回転軸ギア３．２および回転軸３．１を介して第３剛性回転面に結合されることにより、流体の流れる方向に対して第３回転面の角度またはピッチの位置を調整することができる。第３回転面のこのピッチング運動を、第３調整手段１０．３の機械的湾曲部材によるかまたは電気駆動装置による第３枢動ホイール４３の枢動または往復運動によってもたらすことができる。
【００４４】
好ましい実施形態では、第３調整手段１０．３は、第１制御湾曲部および第２制御湾曲部１１とは異なってもよくかつ制御カムを有する第３制御湾曲部１１を備えており、第２制御湾曲部１１は、中心回転軸Ｍに堅固に連結されている。さらに、第３調整手段１０．３は、往復式で運動可能でありかつ第３制御湾曲部に追従する枢動ローラ１４を備えた枢動ロッド１３を有している。第３制御湾曲部の運動は、枢動ロッド１３およびスラスト手段１５ならびに調整部材６３から調整スリーブ５３を介して第３枢動ホイール４３まで伝達され、それにより第３回転面の角度ピッチングが制御される。
【００４５】
入れ子になっている３つの上述した枢動手段を用いることにより、３つの回転面の位置を互いに独立して調整することによって、回転装置の最適な効果を得ることができる。調整スリーブ５１、５２、５３は、回転装置７１の小型構成を達成するために、回転装置７１の中心回転軸Ｍの周囲に入れ子式に配置されかつ自由に回転可能である。小型構成により、流れている流体の外乱がわずかになり、本発明の回転装置７１の回転中の不均衡が回避される。
【００４６】
図５は、回転面軸１．１の中心線と中心回転軸Ｍの中心線と回転面軸２．１の中心線との間の角度が１２０°になることを示している。さらに、回転面軸１．１の中心線と中心回転軸Ｍの中心線と回転面軸３．１の中心線との間の角度もまた１２０°になる。回転面軸３．１の中心線と中心回転軸Ｍの中心線と回転面軸２．１の中心線との間の角度もまた１２０°になる。
【００４７】
図１４は、本発明の第４実施形態の側面の部分的な概略図を断面で示し、この実施形態は、図３の主回転手段３の枢動手段の変更された構成において、本質的に図３の実施形態と異なっている。
【００４８】
図１４の実施形態の主回転手段７１．１の枢動手段９１は、この場合もまた、３つの回転面１、２を駆動するように構成されており、したがって、内側調整スリーブ５１と、中間調整スリーブ５２と、外側調整スリーブ５３と、細長い調整スリーブ５１にフランジ連結された（ｆｌａｎｇｅｄ）第１枢動ホイール４１と、調整スリーブ５２にフランジ連結された第２枢動ホイール４２と、調整スリーブ５３にフランジ連結された第３枢動手段４３とを備えている。しかしながら、図２および図３の実施形態とは異なり、内側調整スリーブ５１は中心回転軸Ｍに直接取り付けられておらず、中心回転軸Ｍの表面または外周にベアリング５１．１０またはボールベアリングによって取り付けられることにより、調整スリーブ５１の内側と中心回転軸Ｍの外側との間に間隔を維持している。枢動ホイール４１は、別のベアリング５１．１１またはボールベアリングによって中心回転軸Ｍに取り付けられており、それにより、枢動ホイール４１、割り当てられた調整スリーブ５１および終端調整部材６１を含むユニットが、ベアリング５１．１０および５１．１１により、調整スリーブ５１の両端部の領域において主回転手段７１．１の中心回転軸Ｍに全体として取り付けられることになる。
【００４９】
中間調整スリーブ５２は、結合された調整部材６２に隣接する調整スリーブ５１の外周または面に取り付けられている。調整スリーブ５２の反対側の端部におけるさらなる取付は、この場合もまた、調整スリーブ５１の外面に枢動ホイール４２を取り付けるベアリング５２．１１によって提供され、枢動ホイール４２は、調整スリーブ５２に固定してフランジ連結される。その取付を用いて、この場合もまた、調整スリーブ５２の内側と調整スリーブ５１の外周または外側との間に間隔が維持され、それにより、調整スリーブ５２が調整スリーブ５１の周囲で、わずかな摩擦で回転することができる。
【００５０】
最も短い調整スリーブ５３は、調整スリーブ５２の周囲に、したがってまた中心回転軸Ｍの周囲に、調整部材６３に隣接する調整手段５２の外周に別のベアリング５３．１０またはボールベアリングにより回転自在に取り付けられている。
【００５１】
さらに、この場合もまた枢動ホイール４３は、別のベアリング５３．１１またはボールベアリングにより枢動スリーブ５２の外面に取り付けられており、枢動ホイール４３は、調整スリーブ５３に堅固にかつ固定してフランジ連結されている。調整スリーブ５３の内周と調整スリーブ５２の外周または外面との間にもまた、間隔が維持されている。
【００５２】
図１５は、本発明のさらなる変更実施形態を示し、それは主回転手段７１．２の変更された枢動手段９１．１において、図１４の実施形態とは異なっている。枢動手段９１．１は、この場合もまた、対応する３つの回転面を調整しまたは作動させる３つの枢動ホイール４１、４２、４３と、割り当てられた調整スリーブ５１、５２、５３と、対応する調整スリーブに堅固に連結されている調整部材６１、６２、６３とを有している。しかしながら、図１４の実施形態とは対照的に、追加のベアリング５１．１２、５１．１３および５２．１２が設けられている。ベアリング５１．１３は、枢動ホイール４３に隣接する中心回転軸Ｍに対して調整スリーブ５１をさらに支持している。追加のベアリング５１．１２は、内側調整スリーブ５１を調整スリーブ５１上でさらに支持しまたはそれに取り付けている。したがって、ベアリング５１．１２、５２．１２および５３．１１を含むベアリングのセットは、枢動ホイール４３に隣接して設けられている。ベアリング５１．１３および５２．１１を含むベアリングのさらなるセットは、枢動ホイール４２に隣接してまたはその領域に設けられている。追加のベアリング５１．１２、５２．１２および５１．１３により、負荷下での調整スリーブの過度に強い偏向が防止される。
【００５３】
図１６は、本発明のさらなる実施形態を部分図で示し、特に、全体で５つの回転面またはベーンを有するように組み立てられる主回転手段７１．３の枢動手段９１．２を示す。したがって、枢動手段９１．２は、枢動ホイール４１、４２、４３、４４、４５を有する枢動ホイールのセットと、対応して割り当てられた調整スリーブ５１、５２、５３、５４、５５と、同様に対応して割り当てられた調整部材６１、６２、６３、６４、６５とを備えている。
【００５４】
枢動ホイール４１は、割り当てられた調整スリーブ５１の終端フランジ５１．２０に堅固に固定されている。しかしながら、図１４および図１５の実施形態とは対照的に、フランジ５１．２０は追加の環状段５１．２１を有しており、それにより、隣接するベアリング、ここではたとえばベアリング５２．３１が垂直方向に画定されまたは止められている。ベアリング５２．３１は、さらにその垂直位置において隣接するフランジ５２．２１によって画定されている。さらに、管状の調整スリーブの内周に、隣接するベアリングの垂直位置を画定するいくつかの位置において突起または支持リングが設けられている。したがって、たとえば、ベアリングまたはボールベアリング５１．４１は、支持リング５１．４２および５１．４３によって、中心回転軸Ｍにその垂直位置において画定されかつ支持されている。調整スリーブ５２、５３および５４の他のフランジには、フランジ５１．２０に類似してまたは同様に段５１．２１が設けられている。
【００５５】
図６、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２および図１３を参照すると、本発明のさらなる例示的な実施形態が示されかつ説明されている。この回転装置は固定フレーム７５を有しており、そこで、回転装置の主回転手段７６が回転可能に支持されている。
【００５６】
主回転手段７６は、この場合もまた、枢動手段７７と、回転チーク７６．１および７６．２と、３つの回転面８１、８２、８３と、割り当てられた回転面軸８１．６、８２．１、８３．１と、割り当てられた回転軸に堅固に固定された対応する回転軸ホイール８１．７、８２．２および８３．２とを有している。回転軸８１．６、８２．１および８３．１は、回転チーク７６．１と７６．２との間に延在しており、回転チーク７６．１および７６．２は、互いに平行であり、回転軸の中心線に対して垂直に留まり、そこに回転軸が回転可能に取り付けられている。回転軸ホイール８１．７、８２．２および８３．２の回転により、この場合もまた、対応する回転面８１、８２および８３の流体の、流れる方向に対する角度位置を、回転面８１、８２および８３の円形経路に沿って最適に調整することができる。
【００５７】
枢動手段７７は、この例示的な実施形態では、３つの回転面８１、８２および８３を個々に調整しまたは回転ピッチング制御するように構成されている。特に図８の詳細な斜視図においてかつ図１２の関連する断面図において示すように、枢動手段７７は、中心回転軸７９の周囲に、入れ子式のしたがって小型の構成を備えている。３つの細長い調整または作動フレーム７９．１、８０．１、８１．１が、適当なベアリングまたはボールベアリングにより、中心回転軸７９にそれらそれぞれの端部において取り付けられており、それらは、中心回転軸７９の周囲で、少なくとも予め定められた角度を互いからかつ中心回転軸７９から独立して、その中心対称線を中心に入れ子式に自由に回転可能である。内側第１調整フレーム７９．１は、たとえば図１の調整手段１０に結合された上部調整リング７９．２またはディスクと、中間リング７９．６または中間ディスクと、たとえば、互いに角度をなして等間隔に配置され、円形断面を有し、かつ調整リング７９．２と中間リング７９．６との間に延在する、３つのバー７９．７とを備えている。第２中間調整フレーム８０．１は、第１調整フレーム７９．１の周囲に配置され、この場合もまた、中心回転軸７９の調整リング７９．２の真下に取り付けられ、かつたとえば図示する延長部においてさらなる調整手段１０に結合されている調整リング８０．２と、中間リング８０．４と、この場合もまた直立しかつ調整リング８０．１と中間リング８０．４との間で互いに対して平行に等間隔で延在する３つのバー８０．３とを備えている。第３外側調整フレーム８１．１は、中心回転軸７９に、中間調整フレーム８０．１の周囲において回転自在に取り付けられており、この場合もまた、たとえば図示する延長部においてさらなる調整手段１０に結合された調整リング８１．２と、下部中間リング８１．４と、同様に構成され、調整リング８１．２と中間リング８１．４との間に延在し、それらに固定してかつ堅固に連結され、かつ互いに等間隔に配置された、３つの平行バー８１．３とを備えている。３つの調整フレームのすべてのバーの中心対称線は、中心回転軸７９の中心対称線に対して平行に延在している。
【００５８】
調整フレーム８０．１の中間リング８０．４は、開口部として３つの連続して延在する放射状の細長い穴８０．５を備えている。内側第１フレーム７９．１のバー７９．３の各々は、これら放射状の細長い穴８０．５のそれぞれを通って延在し、したがって、それら放射状の細長い穴８０．５により、調整フレーム７９．１の回転運動が可能になる。調整フレーム８０．１の中間リング８１．４には、３つの同様に構成された放射状の細長い穴８１．５が貫通している。中間調整フレーム８０．１のそれぞれのバー８０．３と内側第１調整フレーム７９．１のそれぞれのバー７９．３とが、それぞれの放射状の細長い穴８１．５内に貫通しまたは延在することにより、隣接する調整フレーム７９．１および８０．１の回転運動または回転ストロークが可能になる。調整フレーム８１．１の調整リング８１．２もまた、調整フレーム８１．１の中間リング８１．４の放射状の細長い穴８１．５に対応する放射状の細長い穴（図示せず）を有している。調整フレーム８０．１の調整リング８０．２もまた、調整フレーム８０．１の中間リング８０．４の放射状の細長い穴８０．５に対応する放射状の細長い穴を有している。
【００５９】
３つの調整フレーム７９．１、８０．１、８１．１は、ベアリングによって中心回転軸７９に取り付けられている中間リング７９．６、８０．４、８１．４の真下に伸長し、３つのそれぞれの調整スリーブまたはフレーム延長部７８．３になり、そこで、枢動ホイール７８のそれぞれが各端部に設けられており、それらは、さらなる軸７８．７の周囲にまたは対応する数の入れ子式調整スリーブ７８．３の周囲に回転自在に配置されている。枢動ホイール７８の各々は、歯付きベルト７８．１、ベルト、チェーンあるいはロープまたはケーブルを介してそれぞれの回転軸ホイール８１．７、８２．２、８３．２に結合されることにより、それぞれの回転軸８１．６、８２．１、８３．１を回転させ、したがってそれぞれの軸に設けられているそれぞれの回転面８１、８２、８３の角度を調整することができる。
【００６０】
以下、３つの駆動装置のうちの１つについて、機能原理を説明するために一例として説明する。たとえば、調整手段１０によって発生する制御運動は、調整手段１０が関連する調整リング７９．２の延長部に圧入式に結合されているため、調整フレーム７９．１に伝達される。中心回転軸７９の周囲での調整フレーム７９．１の回転運動は、調整フレーム７９．１から、すなわち調整リング７９．１、バー７９．３および中間リング７９．６を介して調整スリーブ７８．３まで伝達され、バー７９．３は、半径方向に見て、中間リング８０．４の放射状の細長い穴８０．５において、かつ中間８１．４の放射状の細長い穴８１．５において移動する。回転運動は、調整スリーブ７８．３から自由に回転可能な枢動ホイール７８まで伝達され、枢動ホイール７８は、回転軸８１．６の回転軸ホイール８１．７に歯付きベルト７８．１を介して結合されており、歯付きベルト７８．１は、枢動ホイール７８、回転軸ホイール８１．７および偏向プーリ７８．２の周囲に閉ループまたは無限ループで延在している。したがって、回転軸ホイール８１．７、したがって回転軸８１．６もまた、歯付きベルト７８．１の運動によって回転し、それにより、回転面８１は、それにしたがって流体の流れる方向に関連してその角度位置を変更する。
【００６１】
回転面８２および８３の独立した駆動装置は、回転面８１の上述した駆動装置と類似して構成されかつ使用される。特に図７に説明されているように、回転軸８１．６、８２．１および８３．１の中心線は同じ円形線を辿り、回転軸の各々２つの続く中心線の角度は１２０°になる。
【００６２】
さらに、下部回転チーク７６．２が軸スタブ７９．９に回転可能に取り付けられ、軸スタブ７９．９が、図６に示す本発明の回転装置の固定フレーム７５に堅固に結合されていることが言及されるべきである。さらに、図８に示す枢動手段７７の部分がハウジング７８．１７によって封入されており、たとえば図６において線Ｗで示す水面の上に配置されることが説明されるべきである。
【００６３】
図に示す上述しかつ説明した実施形態の特徴および原理は、必要に応じて互いに組み合わされ得ることが留意されるべきである。
【００６４】
特に、たとえば図１４、図１５および図１６の実施形態の図示し説明した特徴を、図３による本発明の実施形態において用いられるように組み合せることができる。
【図１】
2010537094.tif 000003
【図２】
2010537094.tif 000004
【図３】
2010537094.tif 000005
【図４−５】
2010537094.tif 000006
【図６−７】
2010537094.tif 000007
【図８−１１】
2010537094.tif 000008
【図１２】
2010537094.tif 000009
【図１３】
2010537094.tif 000010
【図１４】
2010537094.tif 000011
【図１５】
2010537094.tif 000012
【図１６】
2010537094.tif 000013
【国際調査報告】
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2010537094.tif 000015
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2010537094.tif 000018
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