誘導式中空螺旋推進装置

本発明は、新規の構造である誘導式中空螺旋推進装置に関するものである。一体的なスクリューリング(2.1,2.2)により、モーターの中空ローター(1)の中において、液体、ガス、レイド、粒子状固体、液体と粒子状固体との混合物、ガスと液体との混合物、及び各種の混合物流体を含む被推進体を移動するように稼動することにより、被推進体の流動体積及び推進ストロークが向上し、全体的な推進効率が従来のポンプ、プロペラ、ファン、スクリュー空気圧縮機器やスクリュー掘削機器よりも優れている。スクリューリングは、中空で軸無しのマルチリングマルチループのパイプ状構造を採用し、直接に誘導駆動され、また、密閉されたシェル(6)は、外部から完全に隔離されていることで、スペーサと軸との摩擦、及び駆動体とローターとの間の摩擦が解消されるので、騒音の汚染が低減される。直接に被推進体の環境に対して回転速度の自己誘導調整と正逆転の能力が兼備し、外部エネルギーにより駆動される統合インターフェース(10)が備えられている。

液体又はガスを推進する場合に、被推進体の外部への漏れ汚染が完全に回避することができ、特に、可燃性の液体又はガスの環境においては、摩擦無し、火花無しで、安全性と信頼性がある。劣悪な操業条件においては、被推進体における他の異物による巻き付け、衝突や妨害を有効に防止することができる。内蔵センサー(9)により、例えば、温度、圧力と外部のセンサー信号指示で速度の変化の自動調整とシャットダウン保護が行われる。熱水成分のような被推進体の環境の場合には、水垢を自動的に除去することができ、通路の閉塞が回避される。食品のような生化学物を輸送する場合には、自動的に磁化が行われると、他の用途に適用することができる。被推進体の汚れは、シャットダウンした後、取り外すことなく自己洗浄することができる。統合インターフェース(10)によれば、電気エネルギーを要らずに推進を行うことができる。従って、これらの構造的特徴により、効率が向上するほかに、漏れ無し・カップリング無し・火花無しで、騒音が低く、自動速度調整・逆転・磁化・拡張・自動洗浄が可能であり、メンテナンスが不要で、寿命期間が長いといったメリットを有する。

現在、回転推進類の装置には、ポンプ、プロペラ、ファン、スクリュー空気圧縮機器、スクリュー押出機器やスクリュー掘削機器がある。

ポンプは、主に、遠心ポンプ、ねじポンプ、スクリュー遠心ポンプ、マグネットポンプ、アルキメデスポンプから構成される。しかし、アプリケーション条件によっては、遠心ポンプの効率が30%しかないことがある。ねじポンプの駆動接続が複雑でメンテナンスコストが高い。スクリュー遠心ポンプは新規の総合性のポンプに属しているが、その駆動軸において漏れることがある。マグネットポンプは、ただポンプ軸での漏れのことを解決しただけで、その効率がそれほど向上していない。アルキメデスポンプも、モーター軸による駆動のせいで、軸とシールリングとの摩擦が発生され、漏れることになる。

遠心式ポンプの伝送推進効率が低下することは、主に下記のことに繋がっている。被推進体は伝送推進中においてポンプ体の通路により90度折り曲げられた後抵抗力が発生され、そして、ポンプの遠心羽根がかなり大きく、作動する場合のスイング幅が大きいため、それとシェルとの間隙が広くなるので、自己吸引ができず、液面が低いような操業条件の下で、働くことができない。

ポンプモーターの効率を向上させるために、ブラシ無しモーターによる直接駆動が適用されているが、その接続の複雑さが低減されず、ポンプ軸の接続箇所における被推進体がやはり漏れるのみならず、ポンプ軸とシールリングの騒音が大きい。

さらに、ポンプが長時間に働いた後、一般的に、内部の汚れを洗浄する時に、ポンプ体を開ける必要があり、自己清潔を図ることができない。

プロペラは、中心に軸が取り付けられ、プロペラの羽根がシート状で周囲に分布し、動力が中心軸から入り込むように構成されており、被推進体が液体又はガスである。

プロペラのそれぞれの断面は、被推進体の抵抗が大きい迎角で働く場合こそ、大きい推進力を得ることができ、小さい抵抗モーメントでこそ、効率が高い。それは、プロペラが働く時に、軸方向速度が半径によって変更されないが、接線速度が半径によって変更されるからである。従って、羽根先端に近くて半径が大きい箇所で流れ角が小さく、対応する羽根取付角も小さいべきである。一方、羽根根元に近くて半径が小さい箇所で流れ角が大きく、対応する羽根取付角と軸心での衝撃も非常に大きい。羽根先端では、常時に径方向の摩擦力が接線方向において遠心で無駄な仕事をしており、中心軸の面積が20%以上も占めて、正面から被推進体の変位が妨害されるので、高速度で作動する時に効率が継続的に低減しつつある。

また、プロペラの軸受が摩耗され、プロペラ軸との密閉を徹底的に解決することができず、作動の時に、軸間で摩擦が生じて、発生された騒音が周囲の環境に影響を与え、定期的なメンテナンスや交換が頻繁である。

さらに、プロペラは、電力を主な動力として、効率が高いモーターにより駆動されても、軸の接続が複雑で、回転エネルギーの消費が酷い。

ファンの構造は、プロペラのように、被推進体がガスである。長時間に働くと、ガスにおけるレイド異物が羽根に自動的に吸着されることで、効率が低減される。現在、ファンの動力も高効率のモーターを利用して駆動するというものの、高速度で運転する場合に風流れが激しくなることにつれて、羽根の遠端の直径が短くなるので、全体的な効率が低減される。

回転式空気圧縮機器は、回転棒式の推進を採用することが多い上に、モーターを動力として駆動することで、高効率のモーターによっても、軸棒の変形によるねじれ摩擦が負の仕事をすることが回避できず、効率が低下し、メンテナンスが頻繁である。

スクリュー押出機器は、軸棒式の推進を利用することが多く、軸棒式の推進で、押出箱のスペースが中心ねじに多く占められており、それに、エッジ押出物が螺旋羽根の遠端ギャップに漏れることがあり、駆動接続が複雑で、全体的な体積が大きい。出口での押出が閉塞されると、ねじが変形又は損害されることになる。

スクリュー掘削機器は、軸棒式の推進を採用することが多く、動力が軸棒を介して伝達され、スピードアップして推進する場合に螺旋半径が大きいため、中心根元部の軸棒への接続箇所において折り曲げ易くなり、軸棒が変形され、モーメントでの伝送が弱くなり、厳しい場合には働けないことがある。

さらに、現在、螺旋推進類の装置は、電力駆動を主にしているが、機械的エネルギー、液体又はガス圧力エネルギーが豊かな環境においては、転化不要な簡易な接続駆動を図ることができない。

従来の螺旋推進装置の実際的応用を結合して、従来の回転装置のアプリケーション技術を具体的に記述する。例えば、下記の通りである。

車載モーターの放熱送水ポンプは、水シールの摩耗や冷却液の漏れ及び部材の交換メンテナンスが頻繁である。水道水を冷却液とすることで、放熱システムの水垢を自動除去することができず、ポンプの抵抗が次第に大きくなる結果、損害になってしまう。放熱送水ポンプは、自己調整機能がないので、ポンプがモーターとともに長時間に無効に循環して資源を無駄にすることになる。

集中型の供熱システム用の熱水ポンプは、その内部の水垢が自動除去できないため、パイプラインが次第に小さくなり、長い間、手動でポンプ体を取り外して専門的なメンテナンスを行う必要がある。

集中型の供熱・冷却空調システムのポンプは、伝送中のポンプ軸での漏れがあるとともに、直列励磁モーターにより駆動されるので、騒音が大きい。高効率のモーターにより駆動されても、軸の接続が複雑でメンテナンスが頻繁である。

電気掃除機は、いずれも、遠心ポンプ体が採用され、高速度の直列励磁整流子モーターが採用されるので、騒音が大きくて効率が低下するとともに、ほこりの粒子によりポンプが閉塞されることにより、手動で取り外して清洗するようなメンテナンスが頻繁となる。

長時間に通気を行うエアポンプは、いずれも、遠心ポンプ体が採用され、高速度の直列励磁整流子モーターが採用されるので、接続駆動が複雑で、軸間の摩擦による騒音が非常に大きい。ベンチレーター及びヘアドライヤーもそれと同様で、騒音が80デシベルを超えている。

空気圧縮機用の遠心式ポンプは、空気の圧縮・吸引を行うもので、効率が低下し、騒音が非常に大きいのみならず、ポンプ軸の間隙での漏れが酷くて、エネルギーが無駄になる。

日常家庭用の空気入れポンプ及び吸引ポンプは、手回し式操作が不可能で、子供、年寄りや身体障害者が省力化及び短かいアームの条件下で操作することができない。

車両用の油ポンプは、遠心嵌め込み式の構造を採用することが多く、直流ブラシ無しモーターにより高効率に駆動されても、接続が複雑で、体積が非常に大きくて油タンク内にスペースを占めており、手動で引き上げたり取り外したりして洗浄する必要があり、メンテナンスが頻繁である。

排煙フード用の換気ファンは、寿命が長い単相の誘導モーターによる駆動が採用されるが、中間軸心及びモーターが風流れと油汚れを遮断することがあり、構造が複雑で、油汚れの洗浄が煩雑である。

養魚槽、生化学、印刷・染色などの場合に利用されるポンプは、レイド異物の巻き付けに対する自己除去機能がなく、環境の変化を自己感知する能力がないため、ポンプモーターが長時間に働いてエネルギーが無駄になり、たくさんの半負荷・高馬力のポンプ仕事も無駄になる。食品及び医療の場合に、従来のポンプの騒音汚染があるとともに、液体化食品の栄養の輸送ではポンプ軸での漏れによる相互的な汚染を有効に回避することができず、さらに、栄養の活性を改善することができない。

スクリュー押出成形機は、ねじ式推進押出が採用され、成形口が閉塞されると、センサー・連動構造が複雑であるため、反応が遅れてねじのねじれや損害が発生される。それに、軸棒が押出箱の体積を多く占めているので、周囲の押出物が逆行するようになり、ひいては、かなり大きな推力で回転羽根の遠端を変形させることもあり、押出物の逆行漏れがさらに大きくなる。

水中作業用のプロペラは、前へ進む時に、回転軸と水シールとの間の摩擦による騒音が周りの水域へ伝われ、外部の水が操作室に浸入することがあるので、とても大きなテールシャフトスタッフィングボックスにより、漏れた水をプレス式排出することが必要である。また、オペレーターの水中での視線が短いため、外部に露出した軸棒は、前へ推進している過程中に、破壊力の抵抗アームの半径が大きいため、根元部の接続箇所が折り曲げられやすく、一旦衝突されると働けなくなる。

空中飛行体のプロペラは、昇降及び飛行の時に、羽根先端のストレスの不均衡により、全体的な飛行姿勢が不安定になり、また、中心軸の抵抗もプロペラの回転速度の増加につれて増えつつあり、意外な飛行体に邪魔されると、羽根車の飛行をアンバランスにしやすい。プロペラの気流伝送速度に対する調整は、よく手動でバランスを調整する必要があるので、狭い場所には、いくつかの大型のプロペラを適用した機器が直接に離陸・着陸することができない。

従来のスクリュー鉱山機械は、スクリューロッド構造を採用しており、大パワーでスピードアップして採鉱して推進する時に、螺旋掘削ヘッドの半径が根元部の接続半径よりも大きいので、大きい物の掘削に合う場合に、中心根元部における軸棒との接続箇所において折り曲げ力が形成され易いので、スクリューロッドの変形が発生され、効率が低下し、又は、働けなくなるとともに、採られた物をそのまま輸送することができない。

アメリカのウェスティングハウス社製のIMP(intelligence module propu1sion)知能モジュール推進器は、ただ従来のプロペラにおける磁力が一体化した羽根に、径方向において直接推進するように誘導を採用するだけで、従来のプロペラの軸棒及び軸受が除去されていないので、その全体的な効率の向上に限りがある。

既存の特許(特許番号:201120220709.4)は、磁力螺旋伝動装置に関するものである。磁力螺旋伝動装置は、ねじ軸に磁石が固定され、磁石がねじ軸において螺旋状に配列されることにより磁性ねじが構成され、磁性ねじの外面から見れば、隣接する2本の磁性螺旋線は、N極とS極が交互になっており、ナットスリーブの内面に磁石が固定され、また、磁石がナットスリーブ内において螺旋状に配列されることにより磁性ナットが構成され、磁性ナットの内面から見れば、隣接する2本の磁性螺旋線は、N極とS極が交互になっている。その結果、ただ新規の推進方式を提出しただけで、伝動効率を改良することがない。

既存の特許(特許番号:200510085572.5)は、新規の電動回転装置及び当該装置を用いた扇風機、電動送風機、並びに新規の電動機を用いた回転軸無しの電動送風機、電動プロペラ、直接に内部ドラムを回転させる洗濯機、丸パイプ状の風道における送風機、ポンプを提供する。従来の扇風機や送風機などの電動回転装置は、一般的に、羽根が電動機の出力軸に取り付けられ、電動機で羽根を回転させることにより送風を図るので、羽根の中心位置に電動機を配置せざるを得ず、空気の流れが電動機に邪魔され、送風効率が低減される問題が存在している。従来の電動機による駆動を利用せずに重量を低減させるために、本発明は、リング体にコイルが巻き付けられ、当該リング体の内周部に対向する羽根に永久磁石が取り付けられることにより、容易に起磁力を取得することができ、それが動力に転換される。その結果、ファンの中心の軸が改良や除去されておらず、効率が高く向上していない。

既存の特許(特許番号:200510017430.5)は、製造が簡単で、生産コストが低いモーター軸内スクリューポンプであって、モーターカバーの内端に軸受ベースが設けられ、軸受ベース内に軸受が取り付けられ、軸受内輪がモーター軸に固定され、そのモーター軸内にいくつかの螺旋状の螺旋吸引キャビティが設けられていることを特徴とするモーター軸内スクリューポンプに関するものである。そのモーターカバーの外端に螺旋油シールベースが設けられ、螺旋油シールベースは、カバーの雌ネジに螺着して接続され、その螺旋油シールベース内に油シールが取り付けられ、油シールとモーター軸は、機械的密閉構造で設計されている。そのモーターカバーの外端に、ロックナットと組み合わせて使用することにより、液体注入・排出口の外部結合部材を固定するための外部結合ネジがさらに設けられている。本発明は、設計構造が簡単で、生産コストが低く、移動や利用も非常に便利である上に、地面、液面下、潜水などの複数の作業に適用可能である。従来の液体ポンプ類のアップグレーディングした製品である。その結果、水シールが除去されておらず、徹底的な隔離措置がなく、ネジに対する具体的な実施構造が明らかになっておらず、そのモーターの構造についても明確な構造上の要求がない。ただ中空軸に対する改良に過ぎないことが明らかである。

既存の特許(CN99254564.1)は、潜水ポンプの電動機の伝動軸を中空の形式にして、中空軸の下端に引水機能を有する第1段羽根車が装着され、中空軸の上端に排水機能を有する第2段羽根車が装着され、中空軸は、モーメントの伝達機能を有する以外、中空軸の水道における水流れが、電動機の働く時に内部で発生された熱量に対して直接的な放熱機能を有し、電動機の固定子とローターに同時に放熱を行うという二重の目的が図れる、潜水ポンプに関するものである。その結果、ただ羽根車の位置の改良だけで、モーターの構造についても説明が明らかに求められていない。

既存の特許(200610109279.2)は、油田での従来のねじポンプにおける、普通の三相電動機によりベルト、減速器を介して動力を伝達するエネルギー消費の損失が大きく、メンテナンスコストが高いといった問題を解決するものである。電動機の下カバー(11)に軸方向負担円錐軸受(10)が内嵌され、電動機の回転軸(7)が中空であり、当該軸内に1本の中空密閉管(9)があり、中空密閉管(9)と電動機の回転軸(7)との間に1セットの機械的密閉装置が固定され、機械的密閉装置固定盤(2)及び機械的密閉装置の移動盤(5)により仕事面が形成され、中空密閉管(9)の外で電動機の回転軸(7)の内壁との間に密閉管アラインメント軸受(6)が固定され、中空密閉管(9)の底部に接続ネジが開設され、固定蓋(14)が結合されていることを特徴とする。このような中空軸電動機は、ねじポンプの直接駆動に用いられ、伝動機構が簡単化し、伝動効率が高く、メンテナンスコストが低く、作動の安全性が高いといった特徴を有する。その結果、ただねじポンプに対する構造的改良だけで、モーターの構造についても説明が求められていない。

既存の特許(200920033713.2)は、スクリューポンプ専用の中空軸電動機であり、筐体が備えられ、筐体内に固定子と、回転軸を含むローターとが取り付けられ、上記回転軸が軸線に沿って貫通孔が設けられた中空軸で、回転軸の一端にローターのブレーキディスクが設けられている。本実用新案の設計が合理的で、構造が簡単であり、専門に設計されたスクリューポンプを中空軸内に入れば直接に圧力ポンプを構成することができる。その結果、ただモーター軸に対する改良に過ぎない。

既存の特許(201210056337.5)は、ポンプシェルと、ポンプシェル内に取り付けられる羽根車と、羽根車に対して設けられる駆動装置とが備えられ、当該ポンプシェルに、液体注入口と、液体排出口と、液体排出口と液体排出口をつなぐ液体室とが備えられ、当該羽根車は、液体室に対して偏心配置されるハブと、ハブに対して径方向において伸縮活動可能で回転自在にハブに取り付けられる少なくとも1つの円柱状の羽根とを有し、ハブの回転の時に、羽根は、遠心力の作用下で外へ伸び出し、羽根の伸出端と液体室の内壁面を組み合わせて水流れを追い払う自己吸引性の圧力液ポンプである。これにより、ハブが高速度で回転される場合に、羽根が滑らかで粒子のような不純物に引っかかり難く、ポンプの自己吸収依頼性が強く、ポンプの水の流通量が大きく、水の流れが順調でポンプの水の効果が良い一方、円柱状の羽根により、羽根とハブ接触面との間の摩擦が有効に低減され、騒音が小さく、使用寿命が長い。その結果、推進構造の改良がなく、モーターの構造についても説明が求められていない。

従来の種々の回転推進装置の技術的欠陥を補うために、本発明は、新規の構造である誘導式中空螺旋推進装置に関する。全体として丸パイプ状で、軸方向の中心位置の前後に円形状の中空貫通孔を有し、孔の周囲が密閉されたシェル(6)が備えられ、モーターローター(1)の軸方向の中心前後に中空の円形状の貫通孔を有し、推進用のスクリューリング(2.1,2.2)が当該ローターの貫通孔の内壁に内蔵され、ローター(1)全体の回転を駆動するようにローターの外壁(3)を誘導するためのドライブブロック(5)が密閉型のシェル(6)に嵌め込まれ、モーターローター(1)は、前後の2つの軸受(4)を介してシェル(6)の入力口(7)及び出力口(8)の中心孔位置に固定されている。ローター(1)がスクリューリング(2.1,2.2)と一体化して接続されることにより、被推進体の単位時間での推進体積及び推進ストロークが向上し、全体的な推進効率が従来のポンプ、プロペラ、ファン、スクリュー空気圧縮機器やスクリュー掘削機器よりも優れているとともに、漏れ無し・カップリング無し・火花無しで、騒音が低く、自動速度調整・逆転・磁化・拡張・自動洗浄が可能であり、メンテナンスが不要で、寿命期間が長いといった特徴を有する。

本発明に係る製品の構造的特徴は、さらに、以下のようなことを含む。

1、少なくとも、嵌め込まれた長さ(L)がシェルの軸方向の長さよりも大きいことと、ピッチ(D)がローターの長さ(L)の50%よりも小さいことと、根元部の厚さ(T)が嵌め込まれた長さ(L)の50%よりも小さいことと、リングの数が少なくとも1つであることと、複数のリングのファン角の累積が少なくとも2πよりも大きいことと、リングの推進面とモーターローターの横断面との夾角(G)が90度よりも小さいこととを含むことを構造的特徴とする成形後のスクリューリング(2.1,2.2)。

2、磁性を有する永久磁石材料が固着されているとともに、径方向に少なくとも1対のN極とS極が分布しており、又は、誘導式構造のモーターにおける電流に誘導されると自動的に回転可能な材料であることを構造的特徴とする請求項1に記載の誘導式中空螺旋推進装置におけるローターの外壁(3)。

3、少なくとも、中心孔の周りにおいて電磁石コイル巻線と、電子電気回路とから構成され、又は、中心孔の周りにおいて、機械軸の出力端に被動体と吸引し合えるための磁性材料が装着されていることを含むことを構造的特徴とするドライブブロック(5)。

4、少なくとも、非磁気伝導性材料、即ち、鉄や着磁性以外の材料からキャスティングによる一体成形、又は、締め具のフィッティングにより殻状に密閉されていることと、シェルの内部の前段と後段に温度、圧力、ローターの位置を感知する複数のセンサー(9)が設けられていることと、シェルの中心貫通孔以外の箇所に電気ケーブル、外部信号及びエネルギーの入力のための統合インターフェース(10)が設けられていることと、シェルの中心貫通孔の位置における内壁の厚さがドライブブロック(5)及びローター(1)の磁力線の有効半径よりも小さいこととを含むことを構造的特徴とするシェル(6)。

5、少なくとも、キャスティングによる一体成形のこと、嵌め込み式のカシメのこと、溶接のことを含むことを構造的特徴とするスクリューリング(2.1,2.2)とローター(1)の内壁との接続構造。

6、少なくとも、各種の指示を受信して自ら論理換算を行うことができることと、換算した後発生された異なる極性の磁力によりローターの作動、停止、正逆転、及び回転速度の調整が行われることと、外部指示入力インターフェースが備えられることと、複数の内置センサーが備えられることとを含むことを構造的特徴とするドライブブロック(5)の電子電気回路。

7、ローターの外壁(3)との間の隙間距離がローター(1)の直径(Ф)の50%よりも小さい、シェル(6)の中心内孔の外壁。

図1は、本発明に係る製品の全体的構造図であり、製品の構造斜視図と製品の軸方向における断面A−A図を含む(明細書の添付図面1を参照。)。

注釈: 1 モーターローター 2.1 スクリューリング1 2.2 スクリューリング2 3 ローターの外壁 4 軸受 5 ドライブブロック 6 シェル 7 入力口 8 出力口 9 センサー 10 統合インターフェース

図2は、本発明に係る製品におけるスクリューリングの模式図であり、成形後のスクリューリングの軸方向における模式図、成形後のスクリューリングの径方向における断面図、及びシングルコイルスクリューリングの斜視図を含む(明細書の添付図面2を参照。)。

2.1 スクリューリング1 2.2 スクリューリング2 L スクリューリングの長さ T スクリューリングの根元部の幅 D スクリューリングのピッチ K スクリューリングの刃部の幅 H スクリューリングの斜め推進面の高さ

図3は、本発明に係る製品の電気原理の模式図である(明細書の添付図面3を参照。)。

注釈:

1、電磁石コイルをドライブブロックの固定子として回転磁力を出力する時に、対応するローターは、永久磁石材料により磁力誘導機能を果たすが、対応するローターは、誘導コイル材料により磁力誘導機能を果たしてもよい。

2、機械ドラッグの磁性材料を固定子として回転磁力を発生させる時に、対応するローターは、反対磁極の磁性材料により機能を果たす。

3、センサーは、少なくとも、内部信号及びシェルの外部の入力信号を含む。

以下、添付図面を参照して本発明に係る製品をさらに説明する。

添付図面1において、本発明に係る製品は、統合インターフェース(10)から電源を投入したら、シェル(6)におけるドライブブロックが、電力とデフォルト論理及びセンサー(9)の指示を受け取ると、ドライブブロック(5)が直ちに回転磁界を発生させ、当該磁界は、中心貫通孔の外壁の周りへ散発され、異極は吸引し、同極は反発するという磁極の原理に従ってローターの外壁(3)が直ちに誘導磁力を受けて、ローター(1)全体が同期に回転されるようになる。同時に、シェル(6)の入力端口(7)での被推進体は、直ちに巻き込まれるようになり、添付図面2において、スクリューリングの刃部(K)を介して巻き込まれ続けて、スクリューリングの斜め推進面(H)に沿って、スクリューリング(2.1,2.2)の根元部(T)で回転推進され、推力が回転リングの長さ(L)による摩擦力に抵抗して負の仕事をしたこと以外、シェル(6)の出力口(8)から出力されるまで、推力が1回りごとに被推進体に対して正の仕事をする。

推進パワーρの定理公式:ρ=(fl+mgδl)/S f:推進力 l:推進変位 m:質量 δ:摩擦係数 S:時間

上記公式によれば、推進効率を向上させるために、摩擦力が低減されるように負の仕事をするほかに、単位時間内での被推進体の推進体積が向上するように正の仕事をしなければならない。その体積は、スクリューリング(2.1,2.2)のピッチ(D)とリングの推進面の高さ(H)及び回転速度によって決定される。推進力fの大きさは、スクリューリングの数量と回転数の掛け算によって決定され、それぞれのリング面が同一のローター(1)の内壁に固定されているので、その線速度が同様であり、1回りで1リングによる推進力の累積に相当する。また、スクリューリング(2.1,2.2)の根元部(T)の厚さは、推力の完全な出力の確保に十分な支持力を有する。摩擦力が回転数とリング数の増加につれて増えていくが、全体的な推進状態が長時間に存在することにつれて、推進表面の摩擦係数δが大幅に低減され、摩擦の負の仕事が次第に低下することになる。

推進の時に、推力が被推進体に抵抗してリング内で摩擦の負の仕事をする場合に、まずスクリューリングの根元部に巻き込まれることが可能であり、リングの根元部(T)が推進力発生点と一体化して接続されるので、パワーアームが自ら長くなることに相当し、抵抗アームの作用点が変わらずリング(H)の中間にあり、パワーアームが抵抗アームよりも大きいという省力の原理に従って、スクリューリングの半径が大きければ大きいほど、推進効率が高くなる。

スクリューリング(2.1,2.2)の刃部(K)の角速度と根元部(T)の角速度が同様であり、その刃部(K)の回転半径の力学的原点からの距離が0に近いので、接線方向の摩擦の負の仕事がほとんど0であるため、被推進体がスクリューリングのピッチの通路を通じてリングの根元部(K)に巻き込まれると、力発生点が全て正の仕事をすることになる。

スクリューリング(2.1,2.2)は、長時間に使用されるので、その刃部の摩耗により高さ(H)が低くなるので、実際にしばらく作動した後、リングの高さ(H)もローターの半径(Ф)の50%よりも小さくなり、こうすれば、きっと被推進体の一部が漏れ、効率が低減されることになる。これにより、スクリューリングの刃部(K)に耐摩擦の特別な処理を行う必要がある。しかし、リングの高さ(H)がローターの半径(Ф)の50%よりも大きいと、推力が増え、推進速度が低減されるので、50%に等しい位置が、速度と推力の最適結合点である。

スクリューリング(2.1,2.2)の推進面とローター(1)の横断面との夾角(G)の角度が90度になると、スクリューリングの推進パワーが0になるので、この角度が小さければ小さいほど、推進効率が高くなり、リングの回転数(1回り=2π)及び個数が多く設置可能になるが、その摩擦の負の仕事も増加する。従って、具体的に実施する時に、多元方程式の模型によって解いて最適のパラメータを選び出す必要がある。リングの刃部(K)の接線とローター(1)の接線が変わらずに平行しているように維持する一方、それと推進面との夾角を90度よりも小さく低減させてもよく、これにより、被推進体に対する掴み取り機能を有し、被推進体が滑り落ちて漏れてしまうことが減少される。

本発明に係る装置におけるローターの外壁(3)とシェル(6)の中心内孔の外壁との間に一定の間隙があるが、一般的に、この間隙がローター(1)の直径の10%よりも小さければよいが、前後の2つの軸受が被推進体に対して遮断機能を果たしおり、推進の仕事をしていないので、正の仕事の損失もない。ただし、長時間に使用すると、被推進体の固体類残渣が当該間隙に入り込み、ローターの摩擦と摩耗をもたらすことがある。それで、適当な周期に作動した場合、手動で軸受を開けて全面的な清潔を行う必要がある。

電磁石コイルをドライブブロック(5)の固定子として回転磁界を出力する場合に、対応するローターの外壁(3)は、永久磁石材料でも誘導コイル材料でも磁力の誘導機能を果たすことができ、即ち、ブラシ無し同期モーター又は非同期モーターの回転原理に従うということである。

機械ドラッグの磁性材料を固定子として回転磁力を発生させる場合に、対応するローターの外壁(3)は、反対磁極の磁性材料により磁力の誘導機能を果たす。このような構造においては、機械装置が磁性材料をドラッグして回転磁界を発生させることで、ローター(1)が、直接に、一体化したスクリューリング(2.1,2.2)を連動して同期に回転させるように誘導されることができるように、統合入力口(10)を介して一定の電力以外のエネルギーを入力してもよい。

本発明に係る装置が長時間に働いた後、スクリューリングの刃部(K)の汚れを除去する場合に、ドライブブロック(5)が正逆転機能を有するので、入力口(7)及び出力口(8)を取り外すことなく、スクリューリング(2.1,2.2)は時計回り・反時計回りの回転を自動的に変換することができる。電源投入又は外部エネルギーの入力の下で、完全に回転を停止させた後、逆方向の作動を起動すれば、刃部(K)の接線方向の汚れが接線方向とは反対方向の被推進体により除去可能であり、即ち、自動清潔になる。

本発明に係る装置は、ポンプ、プロペラ、ファン、スクリュー空気圧縮機器、スクリュー押出機器やスクリュー掘削機器と比べて、その中のスクリューリング(2.1,2.2)がパイプ状体において回転されるので、その推進効率が理論上、明らかに大きく向上することになり、従来の回転推進装置の回転遠心力が径方向で負の仕事をすることが解消され、被推進体が中心軸棒と軸受に遮断されて順調に移動できずに負の仕事をすることが解消され、さらに、高速度である場合に羽根の遠端がねじ曲げて、半径が小さくなることにより線速度が低減されて無効推進が増えてしまう問題が解消される。

本発明に係る装置は、送水ポンプとして池の中に働く場合に、レイド異物にぶつかると、スクリューリング(2.1,2.2)に直接にそれを遮断したり巻き付けたりする障害物や羽根がないので、高速度の回転によりリングの滑らかな推進表面からそれを一括して押し出し、メンテナンス不要な目的が達成される。当該センサー(9)により水圧の変化を自動的に感知し、回転速度を自動調整することができる。

本発明に係る装置は、真空ポンプとして真空引きで使用される場合に、当該センサー(9)により、ガスの輸送中での圧力が自動的に感知され、回転速度が自動調整される。

本発明に係る装置は、生化学的食品の輸送ポンプとする場合に、シェル(6)が完全に密閉されているので、生化学的食品と外界の相互的な汚染を防止する目的が達成される。異なる場合の被推進体の環境に対して、当該センサー(9)により推進中において自己感知で回転速度を調整する。また、食品の栄養分子を輸送する時に、ローターの外壁(3)の磁性材料により自動磁化し、他の目的が達成される。

本発明に係る装置は、車載放熱送水ポンプとして働く場合に、多くの伝動機器や漏れ防止部材を取り付けることがなく、直接に入力口(7)及び出力口(8)に位置合わせればよい。当該センサー(9)により推進の熱水において水温が自己感知され、回転速度が調整される。また、熱水垢は、ローターの外壁(3)の磁性材料により自動的に磁化溶解され、即ち、自動除去されることができる。車載油ポンプとして働く場合に、直接に油タンクの蓋の箇所に装着可能であり、油タンクのスペースが増大するとともに、給油システムのメンテナンスも簡単化になる。

本発明に係る装置は、ファンとして排風・送風回転される場合に、ドライブブロック(5)が正逆転機能を有するので、入力口(7)及び出力口(8)を取り外すことなく、風流れが自動的に逆方向になる。また、当該センサー(9)は、ガスの輸送中での異なる信号指示を自動的に感知し、回転速度を自動調整することができる。特に、電気掃除機機器として高速度で吸塵回転する場合に、モーターローター(1)が誘導駆動されて、シェル(6)との間に摩擦がないので、騒音が低減され、元の直列励磁整流炭素ブラシの摩耗も無くなる。

本発明に係る装置は電気加熱式のヘアドライヤーとして熱風・冷風を送る場合に、一体化したスクリューリング(2.1,2.2)を連動するモーターローター(1)が誘導駆動されるので、騒音が低減され、元の直列励磁整流炭素ブラシの摩耗も無くなるとともに、当該製品の接続構造が簡素化になり、体積比が元より小さくなり、当該センサー(9)により、推進している熱風・冷風において風の温度を自己感知して回転速度を調整する。同じく、熱蒸発式の加湿器やイオン消毒ファンのような製品として使用される場合にも、その実施方法がそれと同様である。

本発明に係る装置は、手回し式の空気入れポンプ又は吸引ポンプとして回転される場合に、空気入れ又は吸気の目的を図るために、ドライブブロック(5)が回転磁界を出力するように、統合入力口(10)で手回し式の機械装置の連動構造を入力すればよい。

本発明に係る装置は、水下プロペラとして回転される場合に、電力給電によっても、機械伝動によってもよいが、統合入力口(10)から入り込めばよい。シェル(6)の直径がスクリューリング(2.1,2.2)付きのローター(1)の直径よりも大きいが、従来のプロペラの軸棒の直径がプロペラの直径よりも遥かに小さいので、ローター(1)を進んで保護する機能を果たし、暗礁などの障碍物に当たっても、ローター(1)を直接に損害することがない。ローター(1)と密閉されたシェル(6)との間に摩擦がないので、騒音が低減され、従来のプロペラに比べると、軸と水シールとの間の摩耗も無くなる。シェル(6)が密閉構造であることと相まって、深水域の操作室における水漏れの恐れが完全に回避される。ドライブブロック(5)が正逆転機能を有するため、入力口(7)及び出力口(8)を取り外すことなく、駆動指示を起動すると、スクリューリング(2.1,2.2)が自動的に逆方向へ回転されることにより、向きを変えずにそのまま浮上沈降する目的が達成され、そのまま瞬間にしてブレーキをかけてある程度の水中深度に留まることができる。

本発明に係る装置は、飛行体のプロペラとして回転される場合に、その入力口(7)を上方へ向けて出力口(8)を下方へ向けるように地面に直交するようにしてもよいが、内蔵電源が起動した後、推力、重力と空気抵抗のバランスを取ることができれば、そのまま離陸又は着陸することができる。それに、当該センサー(9)により空中で空気の圧力を自己感知して回転速度を調整することにより、飛行バランスを自動調整することが図れる。ドライブブロック(5)が正逆転機能を有するので、入力口(7)及び出力口(8)の駆動を取り外すことなく、風流れが自動的に逆方向になり、向きを変えずにそのまま瞬間にしてブレーキをかけてある程度の空中高度に留まることができる。

本発明に係る装置は、スクリュー空気圧縮機器として働く場合に、シェル(6)が完全に密閉されているので、従来の機器に比べて気密シールと軸の摩擦騒音が無くなるだけでなく、圧縮されたガスが外部へ漏出される恐れがある。一体化したスクリューリング(2.1,2.2)を連動するモーターローター(1)が誘導駆動されるので、全体的な構造が比較的簡単であり、体積が小さくなる。

本発明に係る装置は、スクリュー押出機器として働く場合に、入力口(7)及び出力口(8)を押出機器の出入り口に対応付ければよい。スクリューリング(2.1,2.2)をテーパに成形し、又は、シェル(6)をテーパに成形し、入力口(7)をテーパの大きい口に対応するが、推力が向上するようにスクリューリング(2.1,2.2)の高さ(H)を適当に増やしてもよく、従来のスクリュー押出成形式の押出箱に比べて、2ねじ式のスクリュー押出強化による体積が小さく、押出箱のスペースも拡大されるとともに、従来のねじ式推進に比べてエッジ押出物の遠端ギャップでの漏れが解消され、駆動構造が簡単であり、全体的な体積が小さくなる。押出出口が閉塞されると、内部の圧力が増えることになり、この場合、センサー(9)又は外部自動検知指示が統合入力口(10)から自動的に検知したら、直ちに自動的にシャットダウンすることになり、従来の押出機のシャットダウンに比べて敏感に反応し、ブレーキがタイムリーにかけられる。押出中において固液分離しようとする場合に、ローター(1)の後段側面に分離孔があるとともに、シェルの出力口(8)に排液孔がある。

本発明に係る装置は、スクリュー掘削機器として働く場合に、シェルの入力口(7)におけるスクリューリング(2.1,2.2)に特別な高強度の耐硬度処理が行われると、対応する入力口(7)及び出力口(8)に接続されることが可能である。全体的な機器が大きいパワーでスピードアップして掘削し推進していく場合に、スクリューリングは、直径が大きくて中空であるので、従来の鉱山機械における軸棒の接続箇所のように容易に折り曲げられることがない。比較的に大きいパワーで掘削する場合には、従来のスクリューロッドの直径がスクリュー掘削ヘッドの直径よりも遥かに小さいのに対し、シェル(6)の直径がスクリューリング(2.1,2.2)付きのローター(1)の直径よりも遥かに大きいので、ローター(1)が正常に働くように護られることができ、掘削される物が直接にスクリューリング(2.1,2.2)の後端を介して外部へ自動輸送することができる。

ここにすでに言及した各種の応用及び将来言及する各種の応用について改良した、本発明の構造に接近又は類似する推進類の装置が、本発明と同様のものとされる。類似の構造や用途を連想して発生された他の構造改良型の推進類製品も、本発明と同様のものとされる。