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HYDRAULIC POWER UNIT AND HYDRAULIC POWER GENERATING UNIT

Patent code P110001797
File No. 2009000075
Posted date Mar 16, 2011
Application number P2010-035968
Publication number P2011-169289A
Patent number P5574408
Date of filing Feb 22, 2010
Date of publication of application Sep 1, 2011
Date of registration Jul 11, 2014
Inventor
  • (In Japanese)中里 勝芳
Applicant
  • (In Japanese)学校法人日本大学
Title HYDRAULIC POWER UNIT AND HYDRAULIC POWER GENERATING UNIT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic power unit capable of efficiently taking out fluid energy in a wide area in a water depth direction while keeping down labor and cost required for manufacturing and installation, and being less likely to be affected by a matter present in fluid.
SOLUTION: A hydraulic power unit 2 includes: a movable member 10 which reciprocates along a fixed shaft 11 extending in a direction substantially perpendicular to flowing water W; a vane member 20 rotatably attached to the movable member 10 via a vane rotary shaft 21 extending in a direction substantially perpendicular to the flowing water W and an extending direction of the fixed shaft 11; an elastic member 15 which changes an angle of attack of the vane member 20 to the flowing water W, reverses a force generating at the vane member 20, and thereby achieving a reciprocating movement of the movable member 10; and a columnar connection member 40 which converts the reciprocating movement of the movable member 10 into rotational movement of the rotary member 30. A hydraulic power generating unit 1 includes a power generating unit 3 which generates power by the rotational movement of the rotary member 30 of the hydraulic power unit 2.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)



従来より、用水路や河川の流水エネルギを回転エネルギに変換する動力装置や、変換した回転エネルギを用いて発電を行う発電装置に関する技術が種々提案され、実用化されている。例えば、用水路等の流水エネルギを利用する動力装置としては、下部に当たる流水のエネルギにより回転する下射式(下掛け)水車が古くから農村等で使用されている。





また、現在においては、比較的浅い河川に小型のプロペラ水車を設置し、このプロペラ水車を用いて、河川の流水のエネルギを電気エネルギに変換する技術が提案されている(特許文献1参照)。さらに近年においては、流水によって生じる揚力を利用して翼部材を上下に往復させ、この翼部材の往復運動を回転エネルギに変換する流体式動力装置(特許文献2参照)等が提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)



本発明は、流体式動力装置及び流体式発電装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
流体の所定方向の流れに対して略直角な方向に延在する固定軸に沿って往復運動するように構成された可動部材と、
前記流れ及び前記固定軸の延在方向に対して略直角な方向に延在する翼回動軸を介して前記可動部材に回動自在に取り付けられることにより前記流れに対する迎え角が変化するように構成された少なくとも一つの翼部材と、
前記流れに対する前記翼部材の迎え角を正から負又は負から正に変化させることにより前記翼部材で発生する力を反転させて前記可動部材の往復運動を実現させる迎角反転手段と、
所定方向に延在する回転軸を中心に回転する回転部材と、
前記可動部材の往復運動を前記回転部材の回転運動に変換する動力変換手段と、を備え
前記翼回動軸は、前記翼部材の翼弦上ないし翼弦近傍に配置され、
前記翼回動軸から前記翼部材の前縁までの距離が、前記翼回動軸から前記翼部材の後縁までの距離よりも長くなるように設定されてなる、
流体式動力装置。

【請求項2】
 
前記可動部材は、往復運動する方向に所定の長さを有する筒状部材であり、
前記筒状部材の長さ方向に沿って複数の前記翼部材が配置され、前記翼部材が連動するように構成される、請求項1に記載の流体式動力装置。

【請求項3】
 
前記翼回動軸から前記翼部材の前縁までの距離が、前記翼回動軸から前記翼部材の後縁までの距離の1.2~1.5倍の範囲内になるように設定されてなる、請求項1又は2に記載の流体式動力装置。

【請求項4】
 
前記翼部材の翼根側から翼端側になるに従って、前記翼部材の前縁の位置が前記流れの方向に漸次変化するように構成されてなる、請求項1から3の何れか一項に記載の流体式動力装置。

【請求項5】
 
前記固定軸は、前記流れに対して略直角な方向に延在するように固定配置された円柱部材であり、
前記可動部材は、前記円柱部材の外周にベアリングを介してスライド可能に配置された筒状部材であり、
前記翼部材が前記筒状部材とともに前記円柱部材を中心に回動するのを阻止する翼回動阻止手段が設けられてなる、請求項1から4の何れか一項に記載の流体式動力装置。

【請求項6】
 
前記翼部材の迎え角の上限を設定する迎角調整手段を備える、請求項1から5の何れか一項に記載の流体式動力装置。

【請求項7】
 
前記迎角調整手段は、前記翼部材の迎え角の上限を45度に設定するものである、請求項6に記載の流体式動力装置。

【請求項8】
 
流体の所定方向の流れに対して略直角な方向に延在する固定軸に沿って往復運動するように構成された可動部材と、
前記流れ及び前記固定軸の延在方向に対して略直角な方向に延在する翼回動軸を介して前記可動部材に回動自在に取り付けられることにより前記流れに対する迎え角が変化するように構成された少なくとも一つの翼部材と、
前記流れに対する前記翼部材の迎え角を正から負又は負から正に変化させることにより前記翼部材で発生する力を反転させて前記可動部材の往復運動を実現させる迎角反転手段と、
所定方向に延在する回転軸を中心に回転する回転部材と、
前記可動部材の往復運動を前記回転部材の回転運動に変換する動力変換手段と、
を備え、
前記迎角反転手段は、前記可動部材が往復運動の中心から最も離隔した位置に到達する直前に、前記翼部材の前縁の移動を阻止し前記翼部材を強制的に回動させることにより前記迎え角を反転させるものであり、
前記迎角反転手段は、前記可動部材の往復運動の中心から最も離隔した位置に到達する直前に、前記翼部材の前縁に向けて局所的に流体を供給するように構成された流体供給手段である、
体式動力装置。

【請求項9】
 
前記流体は、所定の河川又は用水路の流水であり、
前記翼部材は、前記流水の水深方向における力を発生させるように配置されて前記可動部材の前記水深方向における往復運動を実現させるものである、請求項1から8の何れか一項に記載の流体式動力装置。

【請求項10】
 
前記流体は、所定の河川又は用水路の流水であり、
前記翼部材は、前記河川又は用水路の幅方向における力を発生させるように配置されて前記可動部材の前記幅方向における往復運動を実現させるものである、請求項1から8の何れか一項に記載の流体式動力装置。

【請求項11】
 
請求項1から10の何れか一項に記載の流体式動力装置と、
前記流体式動力装置の前記回転部材の回転運動により電力を発生させる発電機と、
を備える、流体式発電装置。

【請求項12】
 
前記流体式動力装置の前記翼部材の少なくとも一部は、所定の河川又は用水路の流水の内部に配置され、
前記流体式動力装置の前記可動部材、前記回転部材及び前記動力変換手段は、前記流水の水面よりも上方に配置されるものである、請求項11に記載の流体式発電装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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