(57)【要約】  流体発電モーターは、対向する端に形成され、流体が流れる流体管（１０）に接続可能な一対の接続フランジ（１２）と、中央部に形成された羽根車ハウジング（８）とを備える管状体（４）を有している。羽根車（３８）は、管状体（４）の羽根車ハウジング（８）内に回転可能に設けられ、流体によって回転し、電力を発生するための発電機（４０）に動作可能に接続されるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する端に形成され、流体が流れる流体管に接続可能な一対の接続フランジ（１２）と、中央部に形成された羽根車ハウジング（８）とを備える管状体（４）と、
前記管状体（４）の前記羽根車ハウジング（８）内に回転可能に設けられ、前記流体によって回転し、電力を発生するための発電機（４０）に動作可能に接続されるように構成された羽根車（３８）とを有し、
前記羽根車ハウジング（８）は、側面に形成された通路開口（６）を備える外周部（２０）と、前記通路開口（６）を塞ぐために前記側面に取り付けられ、それぞれ軸受け孔（２６）を備える一対のハウジングカバー（２８）と、前記軸受け孔（２６）を塞ぐために前記ハウジングカバーの一方に取り付けられ、前記羽根車（３８）を回転可能に支持する軸受け（３６）を保持するように構成された第１の軸受けカバー（３４ａ）と、他方の前記ハウジングカバーに取り付けられ、貫通孔を有する第２の軸受けカバー（３４ｂ）とを備えることを特徴とする流体発電モーター。
【請求項２】
前記羽根車（３８）は、前記ハウジングカバー（２８）の前記軸受け孔（２６）内に挿入され、前記発電機（４０）に動作可能に接続された羽根車軸（２４）と、前記羽根車軸（２４）の外周面から接線方向に延設され、丸みを帯びた縁部を有する複数の羽根と、前記羽根車軸（２４）から離間し、前記羽根（４２）を相互に接続するように配置された複数の補強板（４４）とを備える請求項１に記載の流体発電モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を発生するのに使用する流体発電モーター、より具体的には、一般的または産業的な流体流動管（流体の流れる導管）内に設けられ、管内を流れる流体の運動エネルギーによって回転させられる羽根車を有する流体発電モーターに関する。羽根車のトルクは、流体発電モーターに動作可能に接続された発電機を回転させるために使用される。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力は、水力発電、蒸気発電または原子力発電によって得られる。これらの発電方法は、しばしば、大気汚染、オゾン層破壊および水質汚染の問題を引き起こす。
【０００３】
クリーンエネルギーまたは代替エネルギーを開発するために、世界中の科学者らは、太陽熱、風力および潮力を利用する発電方法を研究している。また、川を流れる水を利用する発電方法も開発されている。
【０００４】
太陽熱、風力、潮力および川の流水を使用する発電方法は、環境を汚染することなく、自然エネルギーを利用して電力を発生し得るという点において、有利である。さらに、かかる発電方法は、電気エネルギーを発生させるために広く使用される化石燃料や地下資源の節約に役立つ。
【０００５】
しかしながら、自然エネルギーを使用する発電方法は、以下の欠点を有する。
【０００６】
主にビルや家屋に設置される太陽光発電装置は、設置するのには、場所をとり、高価である。天候が悪い場合、太陽光発電装置は、電力を発生するのが困難である。これらの欠点は、安定的に電力を供給することを困難にする。すなわち、太陽熱、風力、潮力および川の流水などの自然エネルギーを使用する発電方法は、気象条件に大きく影響される。
【０００７】
特許文献１には、ビルの貯水槽、浄水施設または貯水池から流出する飲料水、農業用水または工業用水を、駆動源として使用する水力発電装置が開示されている。
【０００８】
上記の水力発電装置は、ダム、川または貯水池等の水源から、学校、ビルや工場に設けられた貯水塔や貯水槽に供給される流水の運動エネルギーを使用して、電力を発生するように構成されている。
【０００９】
かかる水力発電装置では、流水のエネルギーが羽根に作用し、ローターを回転させる。このとき発生するトルクは、発電機が回転駆動して電力を発生し得るように、発電機に伝えられる。
【００１０】
しかしながら、この水力発電装置に使用される羽根は、羽根のヒンジ部の摩耗、ケーシングの内面に羽根が摺接することによって生じる羽根の早期摩耗によって引き起こされる雑音、羽根がローターの支持鈎爪と接触して広げられ、羽根周囲の隙間を介して水漏れする際に生じる雑音等の種々の問題を有する。加えて、支持鈎爪を備えるローターは、製造するのが難しく、ローターの製造工程数が増大する。羽根は、ケーシング内に、折り畳むように配置されるので、ケーシングは、複雑な構造を有し、それを製造するのが困難である。これにより、生産性が低下する。入口および出口ポートをケーシングの対向する側に配置することで、装置がさらに複雑化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国特許第１０−０７８０３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の問題点を鑑みて、本発明の目的は、流体管内を流れる流体の線形の運動エネルギーを使用して、電力を発生し得る流体発電モーターを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、異なるサイズで製造することができ、複数個を流体管に設けることができる流体発電モーターを提供することにある。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、水道水、油または下水等の流体の特性に係わらず、使用し得る流体発電モーターを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、羽根車の構造の改良を通して、耐久性の向上および雑音の発生の低減を実現し得る流体発電モーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面によれば、対向する端に形成され、流体が流れる流体管に接続可能な一対の接続フランジと、中央部に形成された羽根車ハウジングとを備える管状体と、
管状体の羽根車ハウジング内に回転可能に設けられ、流体によって回転し、電力を発生するための発電機に動作可能に接続されるように構成された羽根車とを有し、
前記羽根車ハウジングは、側面に形成された通路開口を備える外周部と、通路開口を塞ぐために側面に取り付けられ、それぞれ軸受け孔を備える一対のハウジングカバーと、軸受け孔を塞ぐためにハウジングカバーの一方に取り付けられ、羽根車を回転可能に支持する軸受けを保持するように構成された第１の軸受けカバーと、他方のハウジングカバーに取り付けられ、貫通孔を有する第２の軸受けカバーとを備えることを特徴とする流体発電モーターが提供される。
【００１７】
流体発電モーターにおいて、羽根車は、ハウジングカバーの軸受け孔内に挿入され、発電機に動作可能に接続された羽根車軸と、羽根車軸の外周面から接線方向に延設され、丸みを帯びた縁部を有する複数の羽根と、羽根車軸から離間し、羽根を相互に接続するように配置された複数の補強板とを備えてもよい。
【００１８】
本発明によれば、流体発電モーターは、いかなる場所に存在する流体管にも設置することができる。これにより、流体管内を流れる流体を使用して、電力を発生することができる。流体発電モーターは、複数個を流体管に設置することができる。これにより、必要とする量の電力を発生するのを補助することができる。流体管に設置された流体発電モーターは、いかなる駆動源も必要としないので、いかなる外部電力を消費しない。流体発電モーターは、設置し易く、雑音を効果的に低減し、かつ、製造および修理が簡便である。流体発電モーターは、規格化が可能であり、大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体発電モーターを示す図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】流体発電モーターの接続フランジを示す図である。
【図４】流体発電モーターの羽根車を示す拡大図である。
【図５】図４に示す羽根車の端面図である。
【図６】流体発電モーターに動作可能に接続された発電機を示す図である。
【図７】流体発電モーターの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一好適実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１および２に示すように、本発明の流体発電モーターは、流体が流れることができる管状体４を有している。管状体４は、その中央部に成形された羽根車ハウジング８を備えている。羽根車ハウジング８は、ほぼ円形状に形成され、その対向する側に通路開口６を有する。
【００２２】
管状体４は、さらに、その対向する端に形成された接続フランジ１２を備えている。接続フランジ１２は、管状体４を他の流体管（流体導管）１０に接続するのに使用される。接続フランジ１２は、ボルトおよびナットのような留め具によって、流体管１０のフランジ１４に固定される。
【００２３】
図３に示すように、管状体４は、平坦な内側下面と湾曲した内側上面とを有するように、鋳造によって製造されている。管状体４内で流体を速やかに移動させるためには、管状体４の内径が流体管１０の内径より小さく設定されているのが好ましい。管状体４は、強度および耐久性を確実に増大させるために形成された補強壁部１８を備えている。
【００２４】
羽根車ハウジング８は、通路開口６を規定するために成形された円形の外周壁部（外周部）２０を備えている。羽根車ハウジング８は、管状体４の外径とほぼ等しい厚さを有している。所定の径を有するチャンバー２２は、羽根車ハウジング８内に規定されている。ハウジングカバー２８は、シールリング３３を介して、外周壁部２０の側面に固定されており、これにより、ハウジングカバー２８と外周壁部２０との間からの流体の漏出が防止されている。通路開口６は、ハウジングカバー２８によって塞がれており、後述する羽根車３８を組立または分解する際に開放される。
【００２５】
各ハウジングカバー２８は、羽根車軸２４が挿入される軸受け孔２６を備えている。シールリング３２は、羽根車軸２４周りの液密性を確保するために、軸受け孔２６内に配置されている。シールリング３２を用いることにより、チャンバー２２内に存在する流体の漏出を防止することができる。
【００２６】
ハウジングカバー２８の軸受け孔２６は、ボルト３０でハウジングカバー２８に固定された軸受けカバーによって覆われている。軸受けカバーは、羽根車軸２４を回転可能に支持する軸受け３６を保持し、ブラインドタイプの第１の軸受けカバー３４ａと軸貫通孔Ｈを有する第２の軸受けカバー３４ｂとを備えている。第１の軸受けカバー３４ａは、羽根車軸２４の片側を覆い隠すためにハウジングカバー２８の一方に取り付けられている。第２の軸受けカバー３４ｂは、他方のハウジングカバー２８に取り付けられている。羽根車軸２４は、その一端が外部に露出するように、第２の軸受けカバー３４ｂを貫通しており、発電機４０（図６参照）が動作可能に羽根車軸２４に接続されている。ハウジングカバー２８は、ボルト３０によって、羽根車ハウジング８の外周壁部２０に固定されている。第１および第２の軸受けカバー３４ａ、３４ｂは、ボルト３０によって、ハウジングカバー２８に固定されている。
【００２７】
羽根車３８は、羽根車ハウジング８内に回転可能に設置されており、管状体４内を流れる流体の運動エネルギーによって回転することができるようになっている。図４および５に示すように、羽根車３８は、発電機４０に動作可能に接続された羽根車軸２４を備えている。羽根車軸２４は、ハウジングカバー２８の軸受け孔２６を貫通して設けられ、軸受け３６によって回転可能に支持されている。
【００２８】
羽根車３８は、さらに、羽根車軸２４の中心軸に対してほぼ直角に、羽根車軸２４の外周面に沿って配置された複数の羽根４２を備えている。羽根４２は、羽根車軸２４を均等に分割する基準線Ｌ１に対して直角に、羽根車軸２４の外周面から接線方向に延設されている。羽根４２は、それらが反時計周りに回転し得るように配置されている。各羽根４２は、丸みを帯びた縁部を有している。これにより、羽根４２は、流体圧の損失を低減しつつ円滑に回転する。
【００２９】
羽根車３８は、さらに、羽根４２同士の間に配置された複数の補強板４４を備えている。補強板４４は、羽根車軸２４の中心軸と直交する面Ｌ２上に成形されており、隣接する羽根４２を相互に接続するように構成されている。補強板４４は、羽根車軸２４の外周面から離間している。
【００３０】
羽根４２は、流体の運動エネルギーを羽根車軸２４の回転運動に変換することができるように、所定の角度で羽根車軸２４に固定されている。補強板４４は、管状体４内を流れる流体によって加えられる衝撃から羽根４２を保護する役目を果たす。補強板４４と羽根車軸２４との間には、間隙４６が存在するので、羽根４２に加えられた流体の衝撃は、補強板４４によって低減される。
【００３１】
図６に示すように、発電機４０は、本発明の流体発電モーターに動作可能に接続されている。かかる目的のために、流体発電モーターは、羽根車軸２４の一端に配置されたギヤボックス４８を備えている。ギヤボックス４８は、鎖歯車５０を有している。発電機４０は、駆動軸５４と、駆動軸５４に搭載された鎖歯車５０とを備えている。ギヤボックス４８の鎖歯車５０は、チェーン５２を介して、発電機４０の鎖歯車５０と動作可能に接続されている。したがって、流体発電モーターの回転は、チェーン５２を経て発電機４０に伝えられる。これにより、発電機４０が電力を発生することができる。必要に応じて、流体発電モーターと発電機４０とを動作可能に相互に接続するための鎖歯車５０およびチェーン５２は、プーリーおよびベルトと置換してもよい。
【００３２】
次に、流体発電モーターの組立て方、および、流体発電モーターがどのように作動するかについて説明する。
【００３３】
まず、流体発電モーターの組立て方について説明する。羽根車３８は、通路開口６を介して管状体４の羽根車ハウジング８のチャンバー２２に挿入される。羽根車３８を所定の位置に配置した後、羽根車ハウジング８の通路開口６を覆うように、ハウジングカバー２８を羽根車ハウジング８に取り付ける。このとき、まず、羽根車軸２４は、ハウジングカバー２８の軸受け孔２６に挿通される。その後、ハウジングカバー２８は、通路開口６と位置合わせされ、外周壁部２０にボルト３０で固定される。その結果、羽根車ハウジング８のチャンバー２２は、ハウジングカバー２８によって塞がれている。
【００３４】
ハウジングカバー２８が外周壁部２０に取り付けたら、軸受け３６の一方を羽根車軸２４の一端にはめ込むことにより、羽根車軸２４が回転可能に支持される。ハウジングカバー２８の一方の軸受け孔２６を介して露出する羽根車軸２４の一端は、第１の軸受けカバー３４ａで覆われ、順次、対応するハウジングカバー２８にボルト３０で固定される。その後、他方の軸受け３６は、発電機４０に動作可能に接続されるべき羽根車軸２４の他端にはめ込まれる。軸貫通孔Ｈを有する第２の軸受けカバー３４ｂは、羽根車軸２４にはめ込まれ、他方のハウジングカバー２８にボルト３０で固定される。
【００３５】
このように組立てられた流体発電モーターは、管状体４の接続フランジ１２を用いて、既存または新たに設けられた流体管１０に接続される。その後、鎖歯車５０を有するギヤボックス４８は、羽根車軸２４の露出端に設置される。ギヤボックス４８の鎖歯車５０は、チェーン５２を用いて、発電機４０の鎖歯車５０と接続される。
【００３６】
発電機４０が流体発電モーターと動作可能に接続された後、流体管１０を開放することによって、流体は、管状体４内を流れるようになる。管状体４の内径は、流体管１０の内径より小さいので、流体は、管状体４内を速やかに流れる。流体は、羽根車ハウジング８のチャンバー２２内を流れつつ、羽根４２を押圧して、羽根車３８を回転させる。その結果、羽根車軸２４は、羽根４２に加えられた流体の運動エネルギーによって高速で回転する。羽根車３８の回転は、ギヤボックス４８の鎖歯車５０、チェーン５２および発電機４０の鎖歯車５０を介して、発電機４０の駆動軸５４に伝えられる。結果として、発電機４０は、回転駆動され、電力を発生し、順次、バッテリーに充電されるか、または、電気機器に直接供給される。事情が許せば、流体発電モーターは、継続的に電力を発生させるために、複数個を流体管１０に設けるようにしてもよい。
［産業上の利用可能性］
本発明の流体発電モーターは、発電機を駆動するのに必要とされるトルクを生成するために、流体管に設置することができる。発電機によって発電された電力は、一般または産業の目的のために使用される。流体発電モーターは、発電産業または代替エネルギー産業の分野において、その用途を見出すことができる。
【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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【国際調査報告】
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