(57)【要約】【課題】従来よりも少ないコストで駆動させることができるとともに、故障によるリスクを抑えた回転装置およびこれを用いた循環浄化システムを提供すること。【解決手段】回転軸と、前記回転軸の外周に略放射状に配置された複数本のシャフトと、前記複数本のシャフトの先端部に設けられたバケット部と、前記複数本のシャフトの延出方向に沿って移動可能に設置された錘体と、前記錘体の移動制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段の駆動により、前記複数本のシャフトに対応して設置された錘体を、前記回転軸とバケット部との間または前記バケット部と回転軸との間のいずれかの方向に漸次移動させ、これにより、前記回転軸に一方向の回転モーメントを生じさせ、前記回転軸とともに前記バケット部を回転させるように構成されている。【選択図】図１
2012188928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の外周に略放射状に配置された複数本のシャフトと、
前記複数本のシャフトの先端部に設けられたバケット部と、
前記複数本のシャフトの延出方向に沿って移動可能に設置された錘体と、
前記錘体の移動制御を行う移動制御手段と、
を備え、
前記移動制御手段の駆動により、前記複数本のシャフトに対応して設置された錘体を、前記回転軸とバケット部との間または前記バケット部と回転軸との間のいずれかの方向に漸次移動させ、
これにより、前記回転軸に一方向の回転モーメントを生じさせ、前記回転軸とともに前記バケット部を回転させるように構成されていることを特徴とする回転装置。
【請求項２】
前記錘体が、
前記シャフトに沿って設けられた案内棒の外周に移動可能に設置されてい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】
前記バケット部に、振り子状錘体が枢着され、
前記回転装置の回転に合わせて、前記振り子状錘体が移動するよう構成されてい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】
前記移動制御手段が、油圧シリンダーであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転装置。
【請求項５】
前記回転装置が、
前記シャフト内に設けられた取水路と、
前記回転軸に接続された排水路と、
を備え、
前記回転装置が、水の汲み揚げに用いられる際において、
前記バケット部で汲み揚げられた水が、前記シャフト内の取水路内を通って、前記回転軸の排水路より排出されるよう構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転装置。
【請求項６】
前記シャフトが、略くの字状の屈曲部を有することを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の回転装置と、
前記回転装置により汲み揚げられた水を浄化する浄化装置と、
前記浄化装置により浄化された水を再び汲み揚げられた場所へ放出する放出路と、
を備えることを特徴とする循環浄化システム。
【請求項８】
前記放出路の途中に、水力発電機を備えることを特徴とする請求項７に記載の循環浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水を水面から所定の高さまで汲み揚げる回転装置およびこの回転装置を用いて汲み揚げた水を浄化し、この浄化した水を再び汲み揚げた場所に戻すようにした循環浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば湖水の浄化において、湖水の水を水車などの回転装置で汲み揚げ、浄化装置で浄化した後、再びこの水を湖に戻すことが行われている。
【０００３】
このような循環浄化システムは、回転装置の駆動に要する電力を賄うことができれば容易に用いることができるため、広く普及されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、未だインフラの整備されていない遠隔地などによっては、回転装置の駆動に要する電力を賄うことができなかったり、または賄えたとしても電力コストの問題で使用できない場合も生じており、特にこのような循環浄化システムが必要不可欠な場所にかぎって普及していないのが実情である。
【０００５】
また回転装置は、モーターなどの動力源で回転軸を回転させることで駆動がなされているが、駆動の要であるモーターが故障した場合には、これが修理されるまで駆動を再開できず、故障によるリスクが大きいという問題も生じていた。
【０００６】
本発明はこのような現状に鑑み、従来よりも少ないコストで駆動させることができるとともに、故障によるリスクを抑えた回転装置およびこれを用いた循環浄化システム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】
【０００７】
本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、
本発明の回転装置は、
回転軸と、
前記回転軸の外周に略放射状に配置された複数本のシャフトと、
前記複数本のシャフトの先端部に設けられたバケット部と、
前記複数本のシャフトの延出方向に沿って移動可能に設置された錘体と、
前記錘体の移動制御を行う移動制御手段と、
を備え、
前記移動制御手段の駆動により、前記複数本のシャフトに対応して設置された錘体を、前記回転軸とバケット部との間または前記バケット部と回転軸との間のいずれかの方向に漸次移動させ、
これにより、前記回転軸に一方向の回転モーメントを生じさせ、前記回転軸とともに前記バケット部を回転させるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成すれば、移動制御手段で錘体を回転軸とバケット部との間またはバケット部と回転軸との間のいずれかの方向に移動させるだけで、回転装置を駆動させることができるため、従来よりも少ないコストで駆動させることができる。
【０００９】
また、複数の移動制御手段を用いて回転装置を駆動させる構造であるため、万が一、一部の移動制御手段が故障したとしても交換が容易であるため、迅速な復旧が可能であり、リスクを分散させることができる。
【００１０】
さらに従来のように回転軸を一つのモーターで駆動させる場合には、一つのモーターで大きな出力が必要であり、消費電力も相当に必要であったが、本願発明では、複数の錘体をそれぞれに移動制御手段で移動させるだけであるため、消費電力も少なくて済み、駆動コストを従来のような回転軸を一つのモーターで駆動させる場合と比べて抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の回転装置は、
前記錘体が、
前記シャフトに沿って設けられた案内棒の外周に移動可能に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成されていれば、錘体の動作をスムーズに行うことができるとともに、バケット部で水を汲み揚げる際に、錘体がバケット部の邪魔になることを防止できる。
【００１３】
また、本発明の回転装置は、
前記バケット部に、振り子状錘体が枢着され、
前記回転装置の回転に合わせて、前記振り子状錘体が移動するよう構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成されていれば、移動制御手段で錘体を回転軸とバケット部との間またはバケット部と回転軸との間のいずれかの方向に移動させるのに加えて、振り子状錘体が回転装置の回転にあわせ、振り子状に落下することとなるため、この落下によって、さらに回転装置の回転力が増し、確実に回転装置を駆動させることができる。
【００１５】
また、本発明の回転装置は、
前記移動制御手段が、シリンダーであることを特徴とする。
【００１６】
このようにシリンダーであれば、錘体の動きをスムーズに行うことができるため、錘体の移動時に回転装置に衝撃が加わり難くなり、回転装置の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
さらに、油圧シリンダーであれば規格品の使用ができるため、入手が比較的容易であり、万が一の故障の際にも復旧が容易である。
【００１８】
また、本発明の回転装置は、
前記シャフト内に設けられた取水路と、
前記回転軸に接続された排水路と、
を備え、
前記回転装置が、水の汲み揚げに用いられる際において、
前記バケット部で汲み揚げられた水が、前記シャフト内の取水路内を通って、前記回転軸の排水路より排出されるよう構成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように上記したような回転装置を用いて水の汲み揚げをすれば、従来よりも少ないエネルギーで水の汲み揚げを行うことができる。
【００２０】
また、本発明の回転装置は、
前記シャフトが、略くの字状の屈曲部を有することを特徴とする。
【００２１】
このように構成されていれば、バケット部で水を汲み揚げた際に、水がいっぺんに排水路に流入せず、流速を緩和させることができるため、水の汲み揚げ時における振動を抑えることができる。
【００２２】
また、本発明の循環浄化システムは、
上記に記載の回転装置と、
前記回転装置により汲み揚げられた水を浄化する浄化装置と、
前記浄化装置により浄化された水を再び汲み揚げられた場所へ放出する放出管と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
このように上記した回転装置を用いて、水の循環浄化システムを構成すれば、従来よりも少ない運転コストでシステムの維持が可能であるため、例えば遠隔地などにおいても使用ができる。
【００２４】
また、本発明の循環浄化システムは、
前記放出路の途中に、水力発電機を備えることを特徴とする。
【００２５】
このように水力発電機を備えていれば、ここで得られた電力を、回転装置の移動制御手段の駆動にも役立たせることができるため、より回転装置の駆動に要するコストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、回転装置の駆動を、移動制御手段で錘体を回転軸とバケット部との間、またはバケット部と回転軸との間のいずれかの方向に移動させることで行っているため、従来よりも少ない運転コストで駆動させることができるとともに、故障によるリスクを抑えた回転装置およびこれを用いた循環浄化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例による回転装置の概略図である。
【図２】図２は、図１に示した第１の実施例による回転装置のシャフト部分を拡大して説明するための拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施例による回転装置の概略図である。
【図４】図４は、図３に示した第２の実施例による回転装置のシャフト部分を拡大して説明するための拡大図である。
【図５】図５は、本発明の回転装置を用いた循環浄化システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施例による回転装置の概略図、図２は、図１に示した第１の実施例による回転装置のシャフト部分を拡大して説明するための拡大図である。
【００３０】
本発明の回転装置およびこれを用いた循環浄化システムは、従来よりも少ないコストで駆動させることができるとともに、故障によるリスクを抑えることのできるものである。＜回転装置１０＞
本願発明における回転装置１０は、図１および図２に示したように、回転軸１２と、この回転軸１２の外周に略放射状に配置された複数本（本実施例では１６本）のシャフト１４と、このシャフト１４の先端部に設けられたバケット部１６と、シャフト１４の延出方
向に沿って移動可能に設置された錘体１８と、この錘体１８の移動制御を行う移動制御手段２０と、を備えている。
【００３１】
なお本実施例においては、移動制御手段２０は、案内棒２２の外周に接続されるようになっているが、シャフト１４自身に接続されていても良いものである。
【００３２】
そして、移動制御手段２０を駆動させることによって、案内棒２２に設置された錘体１８を、回転軸１２とバケット部１６との間、またはバケット部１６と回転軸１２との間のいずれかの方向に漸次移動させ、これにより、回転軸１２に一方向（本実施例では時計周り方向）の回転モーメントを生じさせ、回転軸１２とともにバケット部１６を回転させるように構成されている。
【００３３】
ここで移動制御手段２０としては、例えばシリンダーを用いることができ、中でも油圧シリンダー，エアーシリンダーを用いることが好ましい。
【００３４】
次いで図１に示した回転装置１０を元に、移動制御手段２０による錘体１８の動きを説明する。
【００３５】
なお、説明の便宜上、図１に示した回転装置１０のシャフト１４の位置を、時計の針の位置である例えば１２時，３時，６時，９時として表現する。
【００３６】
まず、回転装置の１６本のシャフト１４は、回転軸１２を中心として直線状に８本の直線からなっている。
【００３７】
８本の直線のそれぞれは、常に回転軸１２を中心に片側（本実施例では回転軸１２を中心として右側）に負荷がかかるよう、錘体１８の位置が設定されており、例えば回転装置１０の３時と９時の場所に位置するシャフト１４の場合では、３時の場所に位置するシャフト１４の錘体１８が最外端に位置しているのに対して、９時の場所に位置するシャフト１４の錘体１８は回転軸１２側に寄って位置している。
【００３８】
このため、回転軸１２を中心とすると、３時の場所に位置するシャフト１４の方が９時の場所に位置するシャフト１４よりも鉛直方向に大きな力が加わっていることとなる。
【００３９】
このような状態を各シャフト１４の回転に合わせて、移動制御手段２０で錘体１８を漸次移動させることで、常に回転軸１２を中心として右側に鉛直方向の力が加わるため、本実施例では時計周りの方向に回転するようになっている。
【００４０】
なお、移動制御手段２０による錘体１８の移動は、錘体１８の重量，回転軸の回転速度などによりタイミングを適宜設定することが好ましく、例えば移動制御手段２０の制御を集中的に行うコントローラー（図示せず）を用いても良いものである。
【００４１】
また、後述するように本回転装置１０を水の汲み揚げに用いる場合には、各シャフト１４内にバケット部１６と連通する取水路を設けるとともに、回転軸１２に排水路を設けることで、バケット部１６で汲み揚げられた水がシャフト１４内の取水路を通過し、回転軸１２に向かうとともに排水路から排出させるようにすることができる。
【００４２】
このとき、シャフト１４に略くの字状の屈曲部３０を設けておけば、バケット部１６で水を汲み揚げた際に、水がいっぺんに排水路に流入せず、流速を緩和させることができ、汲み揚げによる振動を抑えることができる。
【００４３】
さらに、回転軸１２に補助的に小型のモーター（図示せず）を取り付けて、回転軸１２の回転に必要なエネルギーを補うようしても良いことは当然のことである。
【００４４】
このように、本発明の回転装置１０は、上記したように駆動における主たる動力を、移動制御手段２０による錘体１８の移動で賄う特徴的な構造であるため、従来よりも少ない運転コストで駆動させることができるとともに、故障によるリスクを抑えることができる。
【００４５】
次に本発明の回転装置１０の他の実施例について説明する。
【００４６】
図３は、本発明の第２の実施例による回転装置の概略図、図４は、図３に示した第２の実施例による回転装置のシャフト部分を拡大して説明するための拡大図である。
【００４７】
図３および図４に示した回転装置１０は、基本的には、図１および図２に示した実施例の回転装置１０と同じ構成であるので、同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４８】
図３および図４に示した回転装置１０は、バケット部１６に振り子状錘体２４が枢着されている点で、図１および図２に示した回転装置１０とは異なっている。
【００４９】
このような振り子状錘体２４は、バケット部１６が１２時の場所に位置するとき、枢着部２８を中心として、１２時から略３時までの間を移動できるよう、この位置にストッパー２６ａ，２６ｂがそれぞれ設けられている。
【００５０】
振り子状錘体２４は単に枢着部２８に枢着されているだけであるため、シャフト１４が略３時から６時の位置にある場合には、ストッパー２６ａ，２６ｂによって位置が保持されないため、垂直方向に単に垂下した状態となる。
【００５１】
そして、シャフト１４が６時から１２時の間は、ストッパー２６ａにより振り子状錘体２４が支えられた状態である。
【００５２】
さらに、シャフト１４が１２時から３時の場所に向かって移動する際には、振り子状錘体２４を保持するものがないため、自重で落下して、ストッパー２６ｂで保持されるようになる。
【００５３】
このシャフト１４が１２時から３時の場所に向かって移動する際に生ずる振り子状錘体２４の落下により、回転装置１０の時計回りの回転力を生じさせるようになっている。
【００５４】
ここで、バケット部１６に枢着された振り子状錘体２４の振り角度θ１は、図４に示したように、ストッパー２６ａ側を基点として、０°〜９０°の範囲内、より好ましくは０°〜７０°の範囲内であることが好ましく、この角度にあわせてストッパー２６ｂの位置を設定すれば良い。
【００５５】
これは振り子状錘体２４の振り角度θ１が必要以上に大きいと、振り子状錘体２４が１２時の位置から自重で落下した際に、ストッパー２６ｂに加わる衝撃力が大きくなりすぎるからである。
【００５６】
一方、振り子状錘体２４の振り角度θ１が上記範囲よりも小さい場合には、振り子状錘体２４の落下によって回転装置１０の回転力を増加させるのに十分な力が得られない。
【００５７】
このように、振り子状錘体２４を設けた本実施例では、バケット部１６に振り子状錘体２４を設けたので、回転装置１０の回転力がさらに増し、確実に回転装置１０を駆動させることができる。
＜循環浄化システム５０＞
上記した回転装置１０を用いた循環浄化システム５０について説明する。
【００５８】
図５に示した循環浄化システム５０は、上記した回転装置１０により汲み揚げられた水３６が、シャフト１４内の取水路３２を通過して回転軸１２に接続された排水路３４を介して浄化装置３８へ送られ、浄化装置３８により浄化された水３６は、放出路４０を介して再び汲み揚げられた場所へ放出されるようになっており、水３６の汲み揚げからは放出までが、一つのサイクルとして機能するようになっている。
【００５９】
なお、放出路４０の途中に、水力発電機４２を備えても良く、この場合、浄化装置３８から落下した水によって発電された電力を、回転装置１０の移動制御手段２０の駆動電力の補助として使用ができ、より回転装置１０の駆動に要する運転コストを抑えることができる。
【００６０】
このように上記した回転装置１０を用いた循環浄化システム５０は、運転コストを抑えることができるため、例えば遠隔地などであっても供給が可能な効率の良いシステムである。
【００６１】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、例えば、図１に示した回転装置１０では、シャフト１４の数と同数の錘体１８および移動制御手段２０が設けられているが、数は特に限定されるものではなく、要は回転軸１２を中心として左右均等で直線状の位置に錘体１８および移動制御手段２０が設けられていれば良いものである。
【００６２】
また、別途太陽光発電機を設置し、ここで得られた電力も使用して、移動制御手段２０を駆動させるようにすることができるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０・・・回転装置
１２・・・回転軸
１４・・・シャフト
１６・・・バケット部
１８・・・錘体
２０・・・移動制御手段
２２・・・案内棒
２４・・・振り子状錘体
２６ａ・・ストッパー
２６ｂ・・ストッパー
２８・・・枢着部
３０・・・屈曲部
３２・・・取水路
３４・・・排水路
３６・・・水
３８・・・浄化装置
４０・・・放出路
４２・・・水力発電機
５０・・・循環浄化システム
θ１・・振り子状錘体の振り角度
【図１】
2012188928.tif 000003
【図２】
2012188928.tif 000004
【図３】
2012188928.tif 000005
【図４】
2012188928.tif 000006
【図５】
2012188928.tif 000007