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公開番号2024053357
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159569
出願日2022-10-03
発明の名称水車羽根構造体、及び水車羽根構造
出願人個人
代理人
主分類F03B 13/26 20060101AFI20240408BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】流れの方向が変化する水流に対しても、効率よく電気エネルギーに転換することができる水中発電装置用水車羽根構造体を提供することである。
【解決手段】上下方向に延伸する出力主軸と、出力主軸に接続固定され、出力主軸を中心に挟んで両側に配置された第1及び第2羽根固定部材と、第1羽根固定部材に回転可能に取り付けられた第1上部羽根回転軸及び第1下部羽根回転軸と、第2羽根固定部材に、回転可能に取り付けられた第2上部羽根回転軸及び第2下部羽根回転軸と、第1及び第2上部羽根回転軸のそれぞれに取り付けられた第1及び第2上部羽根と、第1及び第2下部羽根回転軸のそれぞれに取り付けられた第1及び第2下部羽根とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水流発電装置用の水車羽根構造体であって、上下方向に延伸する出力主軸と、前記出力主軸に接続固定され、
前記出力主軸を中心に挟んで両側に配置された第１及び第２羽根固定部材と、前記第１羽根固定部材に、回転可能に取り付けられた第1上部羽根回転軸及び第1下部羽根回転軸と、
前記第２羽根固定部材に、回転可能に取り付けられた第２上部羽根回転軸及び第２下部羽根回転軸と、
前記第1及び第２上部羽根回転軸のそれぞれに取り付けられた第1及び第２上部羽根と、
前記第1及び第２下部羽根回転軸のそれぞれに取り付けられた第1及び第２下部羽根と、を備え、
前記第１及び第２羽根固定部材は、前記出力主軸の延伸方向に交差する第1の方向に延伸しており、
前記第1上部羽根回転軸と前記第２上部羽根回転軸は、前記第1の方向に延伸していると共に、上部連結バーにより一体に回転するように接続固定されており、
前記第1下部羽根回転軸と前記第２下部羽根回転軸は、前記第1の方向に延伸していると共に、下部連結バーにより一体に回転するように接続固定されており、
前記第1及び第２上部羽根の羽根面は、前記第1の方向から見て互いに交差しており、
前記第1及び第２上部羽根回転軸と前記第１及び第２下部羽根回転軸とは、互いに独立に回転するように構成されていることを特徴とする水車羽根構造体。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第1上部羽根回転軸及び前記第1下部羽根回転軸が、前記第１羽根固定部材の上下に対向して配置され、
前記第２上部羽根回転軸及び前記第２下部羽根回転軸が、前記第２羽根固定部材の上下に対向して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の水車羽根構造体。
【請求項３】
前記第１及び第２羽根固定部材は、パイプ状又は棒状の第１及び第２羽根固定芯棒を含み、
前記第1上部羽根回転軸及び前記第1下部羽根回転軸は、内孔を有するパイプ形状を有し、当該内孔を前記第１羽根固定芯棒に挿入した第１上部羽根回転軸筒及び第１下部羽根回転軸筒を含み、
前記第２上部羽根回転軸及び前記第２下部羽根回転軸は、内孔を有するパイプ形状を有し、当該内孔を前記第２羽根固定芯棒に挿入した第２上部羽根回転軸筒及び第２下部羽根回転軸筒を含み、
前記第1及び第２上部羽根が前記第１上部羽根回転軸筒及び前記第１下部羽根回転軸筒のそれぞれに取り付けられ、
前記第1及び第２下部羽根が前記第２上部羽根回転軸筒及び前記第２下部羽根回転軸筒のそれぞれに取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の水車羽根構造体。
【請求項４】
前記上部連結バーが、前記第1上部羽根回転軸及び前記第1下部羽根回転軸、又は前記第1及び第２上部羽根のいずれかに固定されており、
前記第1上部羽根回転軸と前記第２上部羽根回転軸が、一体に回転するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の水車羽根構造体。
【請求項５】
前記第1上部羽根と前記第1下部羽根が開くことにより、前記第1及び第２上部羽根回転軸、及び前記第１及び第２下部羽根回転軸を介して、前記第２上部羽根と前記第２下部羽根の端縁が合わさって、
前記第２上部羽根と前記第２下部羽根が閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水車羽根構造体。
【請求項６】
前記第1及び第２上部羽根の羽根面が前記第1の方向から見て上側が開いた略くの字形状となるように互いに交差して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水車羽根構造体。
【請求項７】
前記第1上部羽根及び前記第1下部羽根は、延伸方向に湾曲した形状で延伸しており、
前記第１上部羽根と前記第１下部羽根の端縁が合わさって閉じたときに、前記第1上部羽根及び前記第1下部羽根の湾曲面が互いに対向するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水車羽根構造体。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７に記載の水車羽根構造体を、前記出力主軸に、当該出力主軸の延伸方向に多段に装着したことを特徴とする水車羽根構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車羽根構造体及び水車羽根構造に関する。より詳しくは、水流により発電する発電装置の水車羽根構造体、及び水車羽根構造体を装着した水車羽根構造に関するものである。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
日本のエネルギー資源として、再生エネルギーへの関心は高いが、その中で海中にある水の流れの利用に関しては進展が遅い。
【０００３】
黒潮などの海流（以下、「海流」と言う。）は、地球の自転と地球にそそぐ太陽光から発生するもので、そのエネルギー量は大きく持続的である。また海には月の引力による潮汐による潮流（以下、「潮流」と言う。）もあり、再生エネルギー源として有望である。
【０００４】
潮流においては、流路は確定されるが、流速は定期的に変化し、流れの方向も上げ潮時と引き潮時に反対方向になる。
【０００５】
海流においては流路の変化があり、即ち流れの方向と流速が変化する。
【０００６】
川の流れも、エネルギー取得に有望であるが流量と流速が変化する。
【０００７】
海流や潮流において水流からエネルギーを取得する試みはあるが、多くはプロペラ浮体式とプロペラ着床方式である。浮体式は深さと位置を安定させる技術、着床式は流れの方向変化に対する水平方向の首振り対応が必要である。
【０００８】
また海上にも設備の一部が出るものが多い、しかし船舶の航行への影響を考えると海底に固定させて、海面から離して上部２７ｍ（瀬戸内海においては１７ｍ）の上には装置を置かないのが良い。
さらに、黒潮などの海流においては、蛇行が有り、また海流の流れが止まらないことも考慮する必要がある。
潮流においては水流の止まる留流と言われる時があり、これは設置、点検などで活用できるものの、定期的に水流の方向が反転し、水流の方向の変化に合わせて流速が変化するといった特性があり、これも考慮が必要である。
【０００９】
設置に適する場所は、漁業の重要地であることが多く、また主要な航路であることが多いのでこれへの配慮も必要である。
【００１０】
特許文献１には、海流の流れに対して、海底の錘から延ばした係留綱に繋いだ浮体に発電機を内蔵した浮遊式水流発電装置が開示されている。特許文献１の浮遊式水流発電装置では、水流の方向には常に正対するものの、海流の流速に合わせて浮遊する深さは変わり、また姿勢を制御することが難しいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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