特許 7391123 流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】流体機械

(51)【国際特許分類】

   F03D 1/04 20060101AFI20231127BHJP

   F03D 1/06 20060101ALI20231127BHJP

   F03B 3/04 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

F03D1/04 B

F03D1/06 Z

F03B3/04

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022027251

(22)【出願日】2022-02-05

(65)【公開番号】P2023114952

(43)【公開日】2023-08-18

【審査請求日】2022-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】511195150

【氏名又は名称】工藤 泰士

(74)【代理人】

【識別番号】100111084

【弁理士】

【氏名又は名称】藤野 義昭

(72)【発明者】

【氏名】工藤 泰士

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２３８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０７１９８７３（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１７１４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１１－５０３４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２２３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ １／００－８０／８０

Ｆ０３Ｂ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

取り入れ活用する流動体を旋回流動させるための数枚の螺旋形状の羽目板を取り付けた中心筒と外周筒とで形成され、中心筒の外周壁に向かい、等角螺旋（対数螺旋）を描くように、流動体を旋回流動させる流体取り入れ口本体と、
旋回流動を形成するための数枚の螺旋形状を成す羽目板を填め込んだ回転中心筒と、外周壁の数箇所に磁石を設置した回転外周筒とで形成された回転二重筒本体と、
この回転二重筒本体の外側に空隙を設けて設置され、外周壁に鉄板を抱えた導電コイルを設置した固定筒と、
中心筒と外周筒とで形成された排出口本体と
で構成され、
生成させた旋回流動体を前記回転二重筒本体に流入させ、前記羽目板と羽目板との空隙で形成された旋回流動路を連続的に旋回流動させながら排出することにより、旋回流動力で、磁石を抱えた回転二重筒本体が回転して導電コイルに作用することにより、電力を生み出す流体機械であって、
それぞれボウルベアリングを設置した流体取り入れ口本体及び排出口本体に、回転二重筒本体が挟まれ支えられていることを特徴とする流体機械。

【請求項2】

前記流体取り入れ口本体及び前記排出口本体それぞれを形成する前記中心筒と前記外周筒の各端面に、ボウルベアリングを設置し、
前記回転二重筒本体両端に、ボウルベアリングを受け留め支えるための底がアール形状の溝を加工してある
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は流動体を、旋回流動装置、を備えた筒に導き、旋回流動させることによる、流動体の旋回流動力を、回転流動エネルギーに変換することに関する。

【背景技術】

【0002】

流動体の流動力を、利用する機械のなかで、水の流動に落差を与え、流動圧力を得て、羽根に受け留め 連続的に流動する流動力を、直動する軸を回転させる流体機械の水車がある。

【0003】

水車には、フランシス水車、斜流水車、デリア水車、プロペラ水車、カプラン水車、チューブラ水車、など反動型、があり、ベルトン水車、クロスロー水車、などの衝動形があります。

【0004】

山間部に設置する小水力発電で、落ち葉が水路をふさぐ，難題を解決した、特許技術のサイフォン式小水力発電が開発されています。
ＩＮＰＩＴ１ 三重県知財総合支援窓口が関係している特許技術ですが、詳細は不明。

【0005】

登録番号：特許第６１８１８９５号
導水路を流れる水力で稼働する［水力駆動除塵装置］で塵芥を集塵水路により、自動的に除塵するシステムが開発されている。

【0006】

流動体の流動力を、利用する機械のなかで、風車は、大気・空中を流動する流動力の圧力を得て、羽根で受け留め、連続する流動力で、直動する軸を回転させる流体機械である。

【0007】

風車には、プロペラ型、オランダ型、セイルウイング型、多翼型、などの水平軸駆動の風車があり、クロスフロー型、サポ二ウス型、ダリウス型、ジャイロミル型、パドル型、などの垂直駆動の、風車がある。

【0008】

風力を渦度に変換させる力にして振動を発生させ、発電する、ブォーテックス・ブレードレス、が開発されている。

【0009】

風の方向に、影響を受けることなく、風の力が、プロペラのない、円柱や、球状物体に当たると、形状に沿って、上昇・下降、気流が発生するマグナス効果を活用する垂直軸型マグナス風力発電機が開発されている。
特許文献不明。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特許第６１２８９１８９５号 「小水力駆動除塵装置」

【0011】

【文献】特願２０１３―１１２６２（Ｐ２０１３―１１２６２Ａ） 登り風力発電（横回転風車）

【非特許文献】

【0012】

【文献】風レンズ風力発電 九州大学。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

流体機械である、水車、と風車の、従来からの現在までの技術は、そのすべてが、流体である、水・空気の、流動力をそのまま、受け留め、連続する流動力を活用するものであり活用には限界がある。

【0014】

水の流動力を、活用する流体機械としての水車として、大型の水力発電は、水利権、発電した電力の売電事業で系統連系、利用先が遠方、調速機、制御装置、保護装置、変電設備、補機、建築物（建屋）などの、初期投資が高騰、維持管理、住民参加、などの課題を抱えている。

【0015】

原子力発電や火力発電による電力を使い、下部調整池から上部調整池へ揚水して、総電力需要のうち、ピーク時の需要を賄う揚水発電がある、純粋の水力発電ではない。

【0016】

中・小・水力発電は大型と違い、候補水系の数が多い利点がある、課題は事業化計画検討開始から、運転開始までの期間が、５年から８年間を要する。
このために、予算が実施される時期には、計画当初より割高になるケースもあり、計画そのものを断念を余儀無くされることもあり、また、電力会社の系統連系が、成立しない為、中断するケースもある。

【0017】

水力発電は、他の自然エネルギー利用の風力・太陽光・波力・地熱などと比べて、温室化効果ガス排出係数が最小である、原子力発電と比較しても小さい。
中小の水力発電の新規計画は多く、予定されている、しかし、河川は、大水系よりも電力を利用する地点に距離は近いけれども、離れていることには、変わりがないこと課題を多く抱えていることにも、変わりはない。

【0018】

身近な水系を利用できる、水の流動力を活用する、流体機械の水車としての、小型の水力発電として、フランシス水車を応用したマイクロ水力発電機が開発されている。

【0019】

洋上風力発電は利用地点に遠距離の難点は、送電設備に多大の費用、騒音・台風・地震などの、自然災害・費用の課題があり、野鳥への障害・自然景観の破壊の課題があり難題を抱えている。

【0020】

太陽光発電システムは、大規模になる程、自然環境を破壊し、犠牲にして成り立っていて利用地点からの距離の課題は費用効率を著しく低下させ、施設が永久使用できず部材の耐久性寿命の課題を抱え、有害廃棄物処理の問題は社会的である。

【0021】

燃料となる植物の燃焼段階でのＣＯ２排出と、植物の成長過程での、光合成による、ＣＯ２の吸収量が相殺され、ＣＯ２排出は相殺され排出無しに等しいは、燃焼の段階だけを取り上げ、使用した植物が元通りに再生することを前提の理屈を前提に、している、「バイオマス燃料発電」は植物の栽培のサイクル・加工・輸送のサイクルに排出される、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出の計算を抜きにした構想ではないか？である。

【課題を解決するための手段】

【0022】

本発明は、視点を、台風、つむじ風、竜巻の旋回流動力の、威力・壮絶な、様態に視点を置き、宇宙がもたらす、現象に鑑み考案した、ものであります。従って、既存、あるいは特願されているものとは相容れない新規のものを提供するものです。

【0023】

流動体を受け入れる筒には、流体の動き、流動を、備えてある中心部の筒の外周壁に向かい等角螺旋（対数螺旋）を描くように、数枚の螺旋形状の羽目板を施し、この羽目板と羽目板の、空隙を流動体は、螺旋形状に倣い旋回流動力を生成し、旋回流動回転エネルギーに変換します。

【0024】

この下流には、回転中心筒と回転外周筒の二重筒で構成される回転二重筒本体を備えて、自在に回転します。
受け入れる流動体は、回転中心筒の中部分と、回転中心筒と、回転外周筒の間に施されている、数枚の螺旋形状の羽目板の空隙（間）と、この回転外周筒の外周に位置する固定筒との空隙（間）を旋回流動する、３通りの流路を同じ方向への旋回流動する仕組みです。

【0025】

回転する二重筒の、回転外周筒の外壁には数箇所の凹みが施され、磁石を埋め込むことが出来るように設計されています。
回転二重筒本体の、回転中心筒の内径には旋回流動を促す流動路が施されて中心固定軸に、施されこの回転中心筒の外周には、旋回流動を促す、羽目板を挿入する溝が設けてあり、内径と外径との厚み（肉厚）の部と、外周筒の肉厚部と、には、受け止め支え役にも、兼ねる、回転を容易にする為の、滑りボウルベアリングを受け入れる（嵌合）溝が加工されている。

【0026】

回転二重筒本体の回転中心筒と、回転外周筒の間には、回転中心筒の外周に螺旋の溝の部分にはめこまれた螺旋形状の、数枚の羽目板は流体の受け入れ口から排出口まで、旋回的に施されていて、この羽目板と羽目板の空隙（間）の旋回流動路を流動する、流動体の旋回流動力は他の２旋回流動力流体と相まって、回転二重筒本体の強い回転エネルギーを、生成する。

【0027】

この発明の流体機械は、回転する為の軸受、回転軸を必要としない、回転機構は，無摺動であり、３通り流動体の流動力と、ボウルベアリングを、主体とした点接触により、回転二重筒本体の回転は支えられる。

【発明の効果】

【0028】

回転二重筒本体の回転外周筒の外側に空隙を設け設置してある固定筒には外壁に鉄板を抱えた導電コイルを設置してあり、回転二重筒本体とともに回転する磁石の作用により発電を生み出し、発電機を兼ね備えた，特質ある流体機械。

【0029】

この流体機械は、気体、液体、粉体、を選ばず、少量から大流量まで、管を流動する流体には全てに活用できて、各家庭に導入されている、水道管に設置が可能で、蓄電池を生産し、照明器具・テレビ、音響機器・パソコンなどに活用する事が出来て革命的であり、洋上風力発電の遠隔地、環境破壊・太陽光発電の、有害廃棄物の課題、中小河川水力発電の課題の、多大な設備費などの費用、環境破壊・送電ロスを解消・省くことが可能である。

【0030】

流体機械そのものが、発電装置であり、回転部が滑りボウルベアリングによる、点接触機構であり、軸の回転、軸受との摺動摩擦の解消は、工学的に効率が良い。
活用範囲を広げることが出来る。
液体・気体・、粉体の、流動する流動管に装着が可能。

【0031】

この発明の流体機械は、移動体、電車・自動車・船舶・飛行体・自転車などに搭載して、移動することによる、必然的に、流動体を受け入れることを活用する事が可能で、時速３６キロメートルの移動体は、流体機械が、受け取る気体の風速は３６メートルであり、多大な回転、エネルギーを生成して、大電力を生み出すことが期待できること。ともに、電気自動車の普及の「あとおし」をすることになります。
この流体機械の外の円周に、流動体入り口（受け入れ口）を、大きく、排出口を小さくした旋回流動の、推進装置としても活用できる。

【0032】

ビル風の活用は 人が活用する身近にある、エネルギーであり、仕事に、イベントなどに、必要な電気を、電力を、屋上などの４端辺に装着して電力を生み出し、充電装置を設備することで蓄電池を活用することにより、夜間でも、電力を蓄える事が出来る。

【0033】

国が進める大災害時に、供給不足になる、電力の補給に、電車などの移動体に充電装置と共に、装着して大量生産した、蓄電池の活用と、太陽光発電や、洋上風力発電が、機能不全に陥った際の、供給補給が、大水道管・大量ガス流動管に装着して大電力の生成が可能である。
先進国では人類、が築いた活用できる、エネルギーが身近にあります、管を流動させる、気体・液体、を活用する方法を、新たな、仕組みを提供することを、述べるものです。
気体を活用する、移動体、と同様です、大電力から、小電力の蓄電池の大量生産が実現することにより、解決しようとする課題の地球環境破壊、遠方からの送電ロス、諸費用の負担、設備の耐久性に、問題の有害廃棄物などの課題は、新たな難題と共に、おおきな国民の損失である。
これらを補うことが蓄電池の量産で、あるいは、直接の代替えを実現する様に、してエネルギー革命となる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】流動体の受け入れから排出で表した図

【図2】エネルギーを生み出す、流動体により移転動力生成部の図

【図3】流動体を取り入れ、旋回流生み出す部の図

【図4】流動体を排出する部の図

【図5】組立図 使用適宜取付台は変更される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】