JP2024052442A - Fluid transfer device, and power generator serving as fluid transfer device - Google Patents

Fluid transfer device, and power generator serving as fluid transfer device Download PDF

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JP2024052442A JP2022159157A JP2022159157A JP2024052442A JP 2024052442 A JP2024052442 A JP 2024052442A JP 2022159157 A JP2022159157 A JP 2022159157A JP 2022159157 A JP2022159157 A JP 2022159157A JP 2024052442 A JP2024052442 A JP 2024052442A
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Manabu Shiraki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid transfer device which gives propulsive force in a flow direction to fluid flowing inside a fluid transfer pipe comprising a cylindrical body.
SOLUTION: A fluid transfer device is provided with a magnet body forming a cross-sectionally annular field, and a cylindrical coil extending in the flow direction in the cross-sectionally annular field by the magnet body. The field is formed between a cylindrical stator part and a cylindrical rotor part extending in the flow direction while sandwiching the cylindrical coil therebetween in a radial direction. The magnet body comprises a plurality of magnets arranged in the peripheral wall surface of the rotor part facing the stator part by sandwiching the cylindrical coil in between. The plurality of magnets are constituted due to that a plurality of magnet rows extending in parallel to the flow direction at a prescribed interval therebetween in the circumferential direction of a rotor are arranged on the peripheral wall surface in a direction oblique to the flow direction. An angle θ made between line segments extending obliquely intersecting in the flow direction between the magnet rows adjacent in the circumferential direction, and the flow direction is 5 degrees to 85 degrees. The plurality of magnets constituting the magnet body are rotated in the circumferential direction by electrifying the cylindrical coil so as to apply propulsive force.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

この発明は、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置に関する。また、この発明は、前述した流体移送装置を兼用している発電装置に関する。 This invention relates to a fluid transfer device that provides a driving force to a fluid, such as a liquid or gas, flowing inside a fluid transfer pipe in the direction of flow. This invention also relates to a power generation device that also serves as the above-mentioned fluid transfer device.

流体移送管の内部を流動する液体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置の一つとして軸流ポンプが知られている。軸流ポンプはその回転中心軸が伸びる方向に流体を送り出すもので、例えば、自動車用エンジンの冷却水を循環させることに使用されるものが知られている（特許文献１）。 Axial flow pumps are known as a type of fluid transfer device that provides a driving force to a fluid, such as a liquid flowing inside a fluid transfer pipe, in the direction of the flow. Axial flow pumps pump fluid in the direction in which their central axis of rotation extends, and are known to be used, for example, to circulate cooling water in automobile engines (Patent Document 1).

特許文献１の軸流ポンプは、円筒形のケース内に配置された回転軸を駆動する電動モータから構成されている。前記電動モータは、円筒形のケースの外側に配置される円筒状のステータと、前記ケースの内側に回転可能に配置される円筒状のロータとを備えている。回転軸とロータとの間に配置されていて回転軸とロータとを接続している動翼がロータの回転に連れて回転することで円筒形の前記ケース内の流体に対して流動方向への推進力を付与する構成になっている。 The axial flow pump of Patent Document 1 is composed of an electric motor that drives a rotating shaft arranged inside a cylindrical case. The electric motor has a cylindrical stator that is arranged on the outside of the cylindrical case, and a cylindrical rotor that is rotatably arranged inside the case. The moving blades that are arranged between the rotating shaft and the rotor and connect the rotating shaft and the rotor rotate with the rotation of the rotor, thereby applying a propulsive force in the flow direction to the fluid inside the cylindrical case.

特開平９－２２８９７７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-228977

この発明は、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置を提供することを目的にしている。また、前記のような流体移送装置であって発電装置としても使用される流体移送装置兼用の発電装置を提案することを目的にしている。 The object of this invention is to provide a fluid transfer device that imparts a driving force to a fluid, such as a liquid or gas, flowing inside a fluid transfer pipe in the direction of flow. It is also an object of this invention to propose a fluid transfer device and power generation device that is a fluid transfer device as described above and can also be used as a power generation device.

本発明の流体移送装置は、液体、気体、等の流体が内部を移送されていく流体移送管の途中に配備されて使用される。 The fluid transfer device of the present invention is used by being placed in the middle of a fluid transfer pipe through which a fluid such as a liquid or gas is transferred.

前記流体移送装置は、内部を前記流体が移送されていく筒状体で、断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状のコイルとを備えている。 The fluid transfer device is a cylindrical body through which the fluid is transferred, and is equipped with a magnet body that forms a magnetic field with a circular cross section, and a cylindrical coil that extends in the direction in which the cylindrical body extends within the magnetic field with a circular cross section generated by the magnet body.

断面環状の前記磁界を形成する前記磁石体は、前記筒状体の中心を伸びる中心軸の周方向に互いの間に所定の間隔をあけて配備されている複数個の磁石から形成されている。 The magnetic body, which forms the magnetic field having a circular cross section, is made up of multiple magnets arranged at a predetermined distance from each other in the circumferential direction of the central axis extending through the center of the cylindrical body.

円筒状の前記コイルに通電することで、モータの原理によって、前記磁石体を構成する複数の前記磁石が前記周方向に回転し、これによって前記流体に前記流動方向に流動する推進力が与えられる。 By passing electricity through the cylindrical coil, the magnets that make up the magnetic body rotate in the circumferential direction according to the principles of a motor, thereby providing the fluid with a driving force to flow in the flow direction.

内部を前記流体が移送されていく前記筒状体の前記中心軸の周方向に回転する複数個の磁石が、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根や、プロペラの役割を果たすものである。 The multiple magnets that rotate around the central axis of the cylindrical body through which the fluid is transported act as blades or propellers that provide the fluid with a driving force in the direction of flow.

本発明の流体移送装置は次の態様に代表される。
〔１〕
筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与える流体移送装置であって、
断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記流動方向に伸びる円筒状コイルとを備えていて、
断面環状の前記磁界は、前記円筒状コイルを半径方向で互いの間に挟んで前記流動方向に伸びる円筒状のステータ部と円筒状のロータ部との間に形成され、
前記磁石体は、前記円筒状コイルを間に挟んで前記ステータ部に対向する前記ロータ部の周壁面に配備されている複数個の磁石からなり、
前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成され、
前記円周方向で隣接する前記磁石列同士の間を、前記流動方向に斜交して伸びる線分と、前記流動方向との間に形成される角度θが５度～８５度の範囲で、
前記円筒状コイルに通電することで前記磁石体を構成する複数個の前記磁石が前記円周方向に回転して前記推進力が付与される
流体移送装置。 The fluid transfer device of the present invention is typified by the following aspects.
[1]
A fluid transfer device that applies a propulsive force in a flow direction to a fluid flowing inside a fluid transfer pipe made of a cylindrical body,
The magnetic field has a circular cross section, and the magnetic field has a circular cross section. The ...
The magnetic field having an annular cross section is formed between a cylindrical stator portion and a cylindrical rotor portion extending in the flow direction with the cylindrical coil sandwiched between them in the radial direction,
the magnet body is made up of a plurality of magnets arranged on a peripheral wall surface of the rotor section facing the stator section with the cylindrical coil interposed therebetween,
a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction at predetermined intervals in the circumferential direction of the rotor are disposed on the peripheral wall surface in a direction oblique to the flow direction, thereby constituting a plurality of the magnets;
the angle θ formed between a line segment extending obliquely between the magnet rows adjacent to each other in the circumferential direction and the flow direction is in the range of 5 degrees to 85 degrees,
a fluid transfer device in which, by passing current through the cylindrical coil, the plurality of magnets constituting the magnetic body rotate in the circumferential direction, thereby imparting the propulsive force.

〔２〕
前記磁石列のそれぞれは互いに同一の形状、大きさである〔１〕の流体移送装置。 [2]
A fluid transfer device according to [1], wherein each of the magnet rows has the same shape and size as each other.

〔３〕
前記磁石列のそれぞれは複数個の磁石が前記流動方向で隣接する磁石との間に所定の間隔を空けて配備されて形成されている〔２〕の流体移送装置。 [3]
The fluid transfer device of claim 2, wherein each of the magnet rows is formed by arranging a plurality of magnets with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction.

〔４〕
前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されている複数個の前記磁石の中の円周方向で隣接する磁石同士の間に溝が形成されておらず、
前記流動方向で隣接する磁石同士の間に所定の間隔を空けて配備されている複数個の前記磁石の中の前記流動方向で隣接する磁石同士の間形成されている溝は残っていて、これにより、前記流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条が前記ロータの前記周壁面に形成されている〔３〕の流体移送装置。 [4]
The magnets are arranged on the peripheral wall surface of the rotor in a direction oblique to the flow direction with a predetermined interval between them in the circumferential direction of the rotor. Among the magnets, no grooves are formed between adjacent magnets in the circumferential direction,
A fluid transfer device according to [3], in which grooves formed between adjacent magnets in the flow direction among a plurality of magnets arranged with a predetermined interval between them in the flow direction remain, thereby forming grooves extending in a direction oblique to the flow direction on the peripheral wall surface of the rotor.

〔５〕
半前記ロータ部と前記磁石との間に、前記磁石の半径方向における位置を嵩上げする支持材が介在している〔３〕又は〔４〕の流体移送装置。 [5]
A fluid transfer device according to [3] or [4], wherein a support material is interposed between the rotor half and the magnet to raise the radial position of the magnet.

〔６〕
前記円筒状コイルを構成するコイル巻線は、前記磁石列が前記流動方向に対して傾斜している方向と同一の傾斜方向で前記流体の前記流動方向に対して斜交して巻回されている〔１〕～〔５〕のいずれかの流体移送装置。 [6]
The fluid transfer device according to any one of [1] to [5], wherein the coil winding constituting the cylindrical coil is wound obliquely with respect to the flow direction of the fluid in the same inclination direction as the magnet array is inclined with respect to the flow direction.

〔７〕
複数の前記磁石列はそれぞれ前記ロータ部の周壁面にねじ止めされている〔２〕の流体移送装置。 [7]
The fluid transfer device according to claim 2, wherein each of the plurality of magnet rows is screwed to the peripheral wall surface of the rotor portion.

〔８〕
筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与える流体移送装置であって、
断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記流動方向に伸びる円筒状コイルとを備えていて、
断面環状の前記磁界は、前記円筒状コイルを半径方向で互いの間に挟んで前記流動方向に伸びる円筒状の外側ヨークと円筒状の内側ヨークとの間に形成され、
前記磁石体は、前記円筒状コイルを間に挟んで互いに対向する前記外側ヨークの内周壁面又は前記内側ヨークの外周壁面又は前記外側ヨークの内周壁面と前記内側ヨークの外周壁面との双方に配置されている複数個の磁石からなり、
前記外側ヨークの内周壁面に前記外側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記外側ヨークの内周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成される、又は、
前記内側ヨークの外周壁面に前記内側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記内側ヨークの外周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成される、又は
前記外側ヨークの内周壁面に前記外側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記外側ヨークの内周壁面に配備されていると共に、前記内側ヨークの外周壁面に前記内側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記内側ヨークの外周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成され、
前記円周方向で隣接する前記磁石列同士の間を、前記流動方向に斜交して伸びる線分と、前記流動方向との間に形成される角度θが５度～８５度の範囲で、
前記円筒状コイルに通電することで前記磁石体を構成する複数個の前記磁石が前記円周方向に回転して前記推進力が付与される
流体移送装置。 [8]
A fluid transfer device that applies a propulsive force in a flow direction to a fluid flowing inside a fluid transfer pipe made of a cylindrical body,
The magnetic field has a circular cross section, and the magnetic field has a circular cross section. The ...
The magnetic field having an annular cross section is formed between a cylindrical outer yoke and a cylindrical inner yoke extending in the flow direction with the cylindrical coil sandwiched between them in the radial direction,
the magnetic body is composed of a plurality of magnets arranged on an inner peripheral wall surface of the outer yoke or an outer peripheral wall surface of the inner yoke, or on both the inner peripheral wall surface of the outer yoke and the outer peripheral wall surface of the inner yoke, facing each other with the cylindrical coil therebetween,
A plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction at predetermined intervals between each other in the circumferential direction of the outer yoke are arranged on the inner peripheral wall surface of the outer yoke in a direction oblique to the flow direction, thereby forming a plurality of magnets, or
A plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the inner yoke are arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets, or a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the outer yoke are arranged on the inner peripheral wall surface of the outer yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets, and a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the inner yoke are arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets,
the angle θ formed between a line segment extending obliquely between the magnet rows adjacent to each other in the circumferential direction and the flow direction is in the range of 5 degrees to 85 degrees,
a fluid transfer device in which, by passing current through the cylindrical coil, the plurality of magnets constituting the magnetic body rotate in the circumferential direction, thereby imparting the propulsive force.

〔９〕
前記磁石列のそれぞれは互いに同一の形状、大きさである〔８〕の流体移送装置。 [9]
A fluid transfer device according to [8], wherein each of the magnet rows has the same shape and size as each other.

〔１０〕
前記磁石列のそれぞれは複数個の磁石が前記流動方向で隣接する磁石との間に所定の間隔を空けて配備されて形成されている〔９〕の流体移送装置。 [10]
The fluid transfer device of claim 9, wherein each of the magnet rows is formed by arranging a plurality of magnets with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction.

〔１１〕
前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されている複数個の前記磁石の中の円周方向で隣接する磁石同士の間に溝が形成されておらず、
前記流動方向で隣接する磁石同士の間に所定の間隔を空けて配備されている複数個の前記磁石の中の前記流動方向で隣接する磁石同士の間形成されている溝は残っていて、これにより、前記流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条が前記ロータの前記周壁面に形成されている〔１０〕の流体移送装置。 [11]
The magnets are arranged on the peripheral wall surface of the rotor in a direction oblique to the flow direction with a predetermined interval between them in the circumferential direction of the rotor. Among the magnets, no grooves are formed between adjacent magnets in the circumferential direction,
A fluid transfer device according to [10], in which grooves formed between adjacent magnets in the flow direction among a plurality of magnets arranged with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction remain, thereby forming grooves extending in a direction oblique to the flow direction on the peripheral wall surface of the rotor.

〔１２〕
前記ロータ部と前記磁石との間に、前記磁石の半径方向における位置を嵩上げする支持材が介在している〔１０〕又は〔１１〕の流体移送装置。 [12]
The fluid transfer device of [10] or [11], wherein a support material is interposed between the rotor portion and the magnet to raise the radial position of the magnet.

〔１３〕
前記円筒状コイルを構成するコイル巻線は、前記磁石列が前記流動方向に対して傾斜している方向と同一の傾斜方向で前記流体の流動方向に対して斜交して巻回されている〔７〕～〔１０〕いずれかの流体移送装置。 [13]
A fluid transfer device according to any one of claims [7] to [10], wherein the coil winding constituting the cylindrical coil is wound obliquely with respect to the flow direction of the fluid in the same inclination direction as the magnet array is inclined with respect to the flow direction.

〔１４〕
複数の前記磁石列は、それぞれ、
前記外側ヨークにねじ止めされている、又は、
前記内側ヨークにねじ止めされている、又は、
前記外側ヨークにねじ止めされていると共に前記内側ヨークにねじ止めされている
〔７〕～〔１０〕のいずれかの流体移送装置。 [14]
Each of the plurality of magnet rows includes:
or
or
The fluid transfer device according to any one of [7] to [10], which is screwed to the outer yoke and screwed to the inner yoke.

〔１５〕
〔１〕又は〔８〕の構造を備えている流体移送装置兼用の発電機。 [15]
A generator that also serves as a fluid transfer device having the structure of [1] or [8].

この発明によれば、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置を提供することができる。また、この発明によれば、流体移送装置であって発電装置としても使用される流体移送装置兼用の発電装置を提供することができる。 According to this invention, it is possible to provide a fluid transfer device that imparts a driving force to a fluid, such as a liquid or gas, flowing inside a fluid transfer pipe in the direction of flow. In addition, according to this invention, it is possible to provide a fluid transfer device and power generation device that is also used as a power generation device.

この発明の一実施形態に係る流体移送装置の一部を省略した横断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluid transfer device according to an embodiment of the present invention, with a portion thereof omitted. 図１図示の流体移送装置を図１の左側から右側に向かう方向（図１に矢印４１で示す方向）で見たときの一部を省略した内部構造を表す図。2 is a diagram showing the internal structure of the fluid transfer device shown in FIG. 1 with a portion thereof omitted when viewed in a direction from the left side to the right side of FIG. 1 (in the direction shown by the arrow 41 in FIG. 1 ). 図１図示の流体移送装置の内部構造を表す一部を省略した斜視図。FIG. 2 is a partially omitted perspective view showing the internal structure of the fluid transfer device shown in FIG. 1 . 図１図示の流体移送装置の内部構造を表す一部を省略した他の斜視図。2 is another perspective view showing the internal structure of the fluid transfer device shown in FIG. 1 with a portion thereof omitted. FIG. この発明の他の実施形態に係る流体移送装置の一部を省略した横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a fluid transfer device according to another embodiment of the present invention, with a portion thereof omitted. 図５図示の流体移送装置の内部構造を表す一部を省略した斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing the internal structure of the fluid transfer device shown in FIG. 5 with some parts omitted. この発明の一実施形態に係る流体移送装置に採用される中空の円筒状コイルの一実施形態の概略構造を説明する一部を省略した斜視図。1 is a partially omitted perspective view illustrating a schematic structure of an embodiment of a hollow cylindrical coil employed in a fluid transfer device according to an embodiment of the present invention; 図７図示の円筒状コイルを構成する複数のコイル単体における各コイル単体を形成する線材の断面構造の一例を表す図。8 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a wire material forming each of the multiple coil units constituting the cylindrical coil shown in FIG. 7 . 図７図示の円筒状コイルを構成する複数のコイル単体における各コイル単体の一実施形態を説明する、円筒状コイルの軸方向に直交する側面方向（半径方向の外側から内側に向かう方向）から見た図。8 is a diagram illustrating one embodiment of each of the multiple coil units that make up the cylindrical coil shown in FIG. 7, viewed from a side direction perpendicular to the axial direction of the cylindrical coil (from the outside to the inside in the radial direction). FIG. （ａ）は図９図示のコイル単体が巻回軸の周りに線材が螺旋状に複数回巻回されて形成されることを説明する一部を省略した図、（ｂ）は図１０（ａ）とは異なる実施形態のコイル単体が巻回軸の周りに線材が螺旋状に複数回巻回されて形成されることを説明する一部を省略した図。10(a) is a partially omitted diagram illustrating that the coil unit shown in FIG. 9 is formed by winding a wire material in a spiral shape multiple times around a winding axis, and FIG. 10(b) is a partially omitted diagram illustrating that a coil unit of an embodiment different from that in FIG. 10(a) is formed by winding a wire material in a spiral shape multiple times around a winding axis. 複数のコイル単体から円筒状コイルが形成されるときにコイル単体が円周方向で次位の同相のコイル単体と電気的に接続される構造の一例を説明する図。13 is a diagram illustrating an example of a structure in which a coil unit is electrically connected to the next coil unit of the same phase in the circumferential direction when a cylindrical coil is formed from a plurality of coil units. FIG. 周壁面の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が前記流動方向に対して斜交する方向で配備されてなる複数個の磁石が、前記円周方向へ回転することで流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の一例を表す図であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。FIG. 1 shows an example of an embodiment in which a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction of a fluid with a predetermined distance between each other in the circumferential direction of the peripheral wall surface are arranged in a direction oblique to the flow direction, and the magnets rotate in the circumferential direction to act as blades or propellers that provide a propulsive force to the fluid in the flow direction, where (a) is an oblique view and (b) is a side view. 周壁面の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が前記流動方向に対して斜交する方向で配備されてなる複数個の磁石が、前記円周方向へ回転することで流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の他の例を表す図であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。FIG. 13 shows another example of an embodiment in which a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction of a fluid with a predetermined distance between each other in the circumferential direction of the peripheral wall surface are arranged in a direction oblique to the flow direction, and the magnets rotate in the circumferential direction to act as blades or propellers that provide a propulsive force to the fluid in the flow direction, where (a) is an oblique view and (b) is a side view. 周壁面の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が前記流動方向に対して斜交する方向で配備されてなる複数個の磁石が、前記円周方向へ回転することで流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の他の例を表す図であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は流動方向から見た図。FIG. 11 shows another example of an embodiment in which a plurality of magnets are arranged in a direction oblique to the flow direction of a fluid with a predetermined distance between each other in the circumferential direction of the peripheral wall surface, and the magnet rows extend parallel to the flow direction of the fluid, and the magnets rotate in the circumferential direction to act as blades or propellers that provide a propulsive force to the fluid in the flow direction, where (a) is an oblique view, (b) is a side view, and (c) is a view from the flow direction. 周壁面の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が前記流動方向に対して斜交する方向で配備されてなる複数個の磁石が、前記円周方向へ回転することで流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の他の例を表す図であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は流動方向から見た図。FIG. 11 shows another example of an embodiment in which a plurality of magnets are arranged in a direction oblique to the flow direction of a fluid with a predetermined distance between each other in the circumferential direction of the peripheral wall surface, and the magnet rows extend parallel to the flow direction of the fluid, and the magnets rotate in the circumferential direction to act as blades or propellers that provide a propulsive force to the fluid in the flow direction, where (a) is an oblique view, (b) is a side view, and (c) is a view from the flow direction. 周壁面の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が前記流動方向に対して斜交する方向で配備されてなる複数個の磁石が、前記円周方向へ回転することで流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の他の例を表す図であって（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は流動方向から見た図。FIG. 11 shows another example of an embodiment in which a plurality of magnets are arranged in a direction oblique to the flow direction of a fluid with a predetermined distance between each other in the circumferential direction of the peripheral wall surface, and the magnet rows extend parallel to the flow direction of the fluid, and the magnets rotate in the circumferential direction to act as blades or propellers that provide a propulsive force to the fluid in the flow direction, where (a) is an oblique view, (b) is a side view, and (c) is a view from the flow direction. （ａ）この発明の一実施形態に係る流体移送装置において断面環状の磁界を形成する複数個の磁石が流体の流動方向に対して斜交して伸びて配置されていて、円筒状コイルを構成するコイル巻線は流体の流動方向に対して斜交しないで巻回されている構造を説明する一部を省略した概念図、（ｂ）この発明の一実施形態に係る流体移送装置において断面環状の磁界を形成する複数個の磁石が流体の流動方向に対して斜交して伸びて配置されていて、円筒状コイルを構成するコイル巻線も流体の流動方向に対して斜交して巻回されている構造を説明する一部を省略した概念図。(a) A conceptual diagram, with some parts omitted, illustrating the structure of a fluid transfer device according to one embodiment of the present invention, in which multiple magnets that form a magnetic field with a ring-shaped cross section are arranged to extend obliquely with respect to the fluid flow direction, and the coil windings that make up the cylindrical coil are wound not obliquely with respect to the fluid flow direction; (b) A conceptual diagram, with some parts omitted, illustrating the structure of a fluid transfer device according to one embodiment of the present invention, in which multiple magnets that form a magnetic field with a ring-shaped cross section are arranged to extend obliquely with respect to the fluid flow direction, and the coil windings that make up the cylindrical coil are also wound obliquely with respect to the fluid flow direction. 図７図示の円筒状コイルを構成する図１０図示のコイル単体において、円筒状コイルの軸が伸びる方向に伸びる部分を構成する第一軸方向巻線部分、第二軸方向巻線部分が伸びる方向と、磁石が配置される方向との関係を説明する概念図であって、（ａ）は磁石も、第一軸方向巻線部分、第二軸方向巻線部分も、軸が伸びる方向に伸びている配置形態、（ｂ）は図１８（ａ）の配置形態に比較して磁石だけが軸が伸びる方向に対して斜交して配置されている配置形態、（ｃ）は図１８（ａ）の配置形態に比較して磁石も、第一軸方向巻線部分、第二軸方向巻線部分が伸びる方向も、軸が伸びる方向に対して斜交している配置形態を説明する概念図。10 which constitutes the cylindrical coil shown in FIG. 7 , and the direction in which the magnets are arranged, where (a) is an arrangement in which the magnets, the first axial winding portion, and the second axial winding portion which constitute the portion extending in the axis direction of the cylindrical coil extend in the coil alone shown in FIG. 10 , which constitutes the cylindrical coil shown in FIG. 7 ; (b) is an arrangement in which, compared to the arrangement in FIG. 18(a), only the magnets are arranged obliquely with respect to the axis direction; and (c) is a conceptual diagram illustrating an arrangement in which, compared to the arrangement in FIG. 18(a), the magnets, the first axial winding portion, and the second axial winding portion extend in an oblique manner with respect to the axis direction. この発明の一実施形態に係る流体移送装置におけるロータ部の構造の他の実施形態を説明する斜視図。FIG. 11 is a perspective view illustrating another embodiment of the structure of the rotor portion in the fluid transfer device according to the embodiment of the present invention. この発明の一実施形態に係る流体移送装置におけるロータ部の構造の更に他の実施形態を説明する斜視図。FIG. 11 is a perspective view illustrating still another embodiment of the structure of the rotor portion in the fluid transfer device according to the embodiment of the present invention. この発明の一実施形態に係る流体移送装置において円周方向で隣接する磁石列同士の間を流動方向に斜交して伸びる線分と、流動方向との間に形成される角度θを説明する概念図。A conceptual diagram explaining the angle θ formed between the flow direction and a line segment extending obliquely between adjacent magnet rows in the circumferential direction in a fluid transfer device according to one embodiment of the present invention. この発明の一実施形態に係る流体移送装置の他の実施形態を説明する図であって、（ａ）は一部を断面して表した斜視図、（ｂ）はロータ部の構造を説明する一部を省略した斜視図。1A and 1B are diagrams illustrating another embodiment of a fluid transfer device according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view with a portion cut away, and (b) is a perspective view with a portion omitted to explain the structure of the rotor portion. この発明の一実施形態に係る流体移送装置の更に他の実施形態を説明する図であって、（ａ）は一部を断面して表した斜視図、（ｂ）はロータ部の構造を説明する一部を省略した斜視図、（ｃ）はロータ部を図２３（ｂ）とは異なる方向から見た一部を省略した斜視図。23(b) is a perspective view with some parts omitted to explain the structure of the rotor section; and (c) is a perspective view with some parts omitted, showing the rotor section from a different direction than FIG. 23(b). この発明の一実施形態に係る流体移送装置兼用の発電機が使用される一例を説明する概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example in which a generator serving as a fluid transfer device according to an embodiment of the present invention is used.

（第一の実施形態）
図１～図４を参照して本発明の流体移送装置の一実施形態を説明する。 (First embodiment)
An embodiment of a fluid transfer device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１図示の流体移送装置１は筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与えるものである。図示を省略しているが、図１中、円筒状部２ａの左側及び、円筒状部２ｂの右側に筒状体からなる不図示の流体移送管が連続している。 The fluid transfer device 1 shown in Figure 1 applies a driving force in the direction of flow to the fluid flowing inside a fluid transfer tube made of a cylindrical body. Although not shown, in Figure 1, a fluid transfer tube made of a cylindrical body (not shown) is connected to the left side of the cylindrical portion 2a and to the right side of the cylindrical portion 2b.

この実施形態の流体移送装置は、断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記筒状体が伸びる方向、すなわち前記流体の流動方向に伸びる円筒状コイルとを備えている。 The fluid transfer device of this embodiment includes a magnet body that forms a magnetic field with a circular cross section, and a cylindrical coil that extends in the direction in which the cylindrical body extends through the magnetic field with a circular cross section generated by the magnet body, i.e., in the direction in which the fluid flows.

図示の実施形態では、円筒状部２ａと円筒状部２ｂとに挟まれている円筒状部がステータ部３になっていて、ステータ部３の内側に同軸的に円筒状のロータ部５が配備されている。 In the illustrated embodiment, the cylindrical portion sandwiched between cylindrical portion 2a and cylindrical portion 2b is the stator portion 3, and a cylindrical rotor portion 5 is arranged coaxially inside the stator portion 3.

ステータ部３とロータ部５との間に断面環状の磁界が形成され、この断面環状の磁界の中を、図１図示のように、円筒状コイル４が、流体移送管を構成する筒状体が伸びる方向、すなわち前記流体の流動方向に伸びている。ステータ部３は磁力の抜けないもので形成することができ、例えば、ステンレス製などとすることができる。ロータ部５には磁性体を採用することができる。 A magnetic field with a circular cross section is formed between the stator section 3 and the rotor section 5, and as shown in FIG. 1, the cylindrical coil 4 extends in this magnetic field in the direction in which the cylindrical body constituting the fluid transfer tube extends, i.e., in the direction in which the fluid flows. The stator section 3 can be made of a material that does not lose its magnetic force, such as stainless steel. A magnetic material can be used for the rotor section 5.

図示の実施形態では、ステータ部３の内周壁面に対向するロータ部５の外周壁面に磁石体が配備されている。これによって、ステータ部３とロータ部５との間に断面環状の磁界が磁石体によって形成されている。 In the illustrated embodiment, a magnet body is disposed on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5, which faces the inner peripheral wall surface of the stator section 3. This creates a magnetic field with a circular cross section between the stator section 3 and the rotor section 5.

図示していないが、図１の円筒状部２ａと円筒状部２ｂとが連続して筒状体からなる流体移送管を構成し、流体移送装置１を構成する円筒状のステータ部３は、流体移送管の内周壁から半径方向内側に向かって延びる支持椀によって支持されて流体移送管の内側に配備される構成にすることもできる。 Although not shown, the cylindrical portion 2a and the cylindrical portion 2b in FIG. 1 are connected to form a fluid transfer pipe made of a cylindrical body, and the cylindrical stator portion 3 constituting the fluid transfer device 1 can be configured to be supported by a support cup extending radially inward from the inner peripheral wall of the fluid transfer pipe and disposed inside the fluid transfer pipe.

ステータ部３の半径方向で内側に、ステータ部３と同軸的に配備されているロータ部５は、ステータ部３に対して円周方向に回転可能に配備されている。 The rotor section 5 is arranged coaxially with the stator section 3, radially inward of the stator section 3, and is arranged circumferentially rotatable relative to the stator section 3.

図示の実施形態では円筒状部２ｂの内周壁面から半径方向内側に向かって延びる支持腕８ａ、８ｂ、・・・によってステータ部３の中心を前記流体の流動方向に伸びる回転支持軸９が支持されている。この明細書、図面において、支持腕８ａ、８ｂ、・・・を総称して支持腕８と表すことがある。 In the illustrated embodiment, a rotary support shaft 9 extending in the direction of fluid flow through the center of the stator section 3 is supported by support arms 8a, 8b, ... extending radially inward from the inner peripheral wall surface of the cylindrical section 2b. In this specification and drawings, the support arms 8a, 8b, ... may be collectively referred to as support arms 8.

回転支持軸９の先端側にロータ支持軸１１が回転可能に支持されている。ロータ部５は、半径方向内側がロータ支持軸１１に支持されているロータ支持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃの半径方向外側部１１ｄに支持され、これによって回転支持軸９、ロータ支持軸１１を中心として図２に矢印４０で示すように円周方向に回転可能になっている。 The rotor support shaft 11 is rotatably supported at the tip end of the rotary support shaft 9. The rotor section 5 is supported by the radially outer portions 11d of the rotor support arms 11a, 11b, and 11c, whose radially inner portions are supported by the rotor support shaft 11, and is thereby capable of rotating in the circumferential direction around the rotary support shaft 9 and the rotor support shaft 11 as shown by the arrow 40 in FIG. 2.

ロータ部５の外周壁面に配備されていて上述した断面環状の磁界を形成する磁石体は、図示の実施形態では、円周方向に互いの間に所定の間隔をあけて配置されている複数個の磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈから構成されている（図２、図３）。ロータ部５の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に配備されることで複数個の磁石６ａ～６ｈが構成されている（図３）。複数個の磁石６ａ～６ｈを構成する各磁石列は、ロータ部５の円周方向に、互いの間に所定の間隔をあけてＳ極磁石、Ｎ極磁石が交互に配置されている構成になる。各磁石列の間には図３図示のように溝条３６ａ、３６ｂ、３７ｃ、・・・が形成される。上述したように、磁石６ａ～６ｈは流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に配備されていることから各磁石列の間に形成されている溝条３６ａ、３６ｂ、３７ｃ、・・・も図３図示のように流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に形成される。 In the illustrated embodiment, the magnet body that is arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 and forms the above-mentioned cross-sectionally annular magnetic field is composed of a plurality of magnets 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h arranged at a predetermined interval between each other in the circumferential direction (Figs. 2 and 3). A plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the rotor section 5 are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets 6a to 6h (Fig. 3). Each magnet row that constitutes the plurality of magnets 6a to 6h is configured such that S pole magnets and N pole magnets are alternately arranged with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the rotor section 5. Grooves 36a, 36b, 37c, ... are formed between each magnet row as shown in Fig. 3. As mentioned above, the magnets 6a to 6h are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 at an angle to the flow direction, so the grooves 36a, 36b, 37c, ... formed between each magnet row are also formed on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 at an angle to the flow direction, as shown in Figure 3.

複数個の磁石６ａ～６ｈを構成する各磁石列のそれぞれは、図３、図１２～図１４図示のように、互いに同一の形状、大きさとすることができる。 Each magnet row that constitutes the multiple magnets 6a to 6h can have the same shape and size as the others, as shown in Figures 3 and 12 to 14.

また、図１５、図１６図示のように、複数個の磁石６ａ～６ｈを構成する各磁石列のそれぞれは、複数個の磁石が流体が流動する方向で隣接する磁石との間に所定の間隔を空けて配備されて形成される構成にすることもできる。 Also, as shown in Figures 15 and 16, each magnet row consisting of multiple magnets 6a to 6h can be configured so that multiple magnets are arranged with a predetermined distance between adjacent magnets in the direction of fluid flow.

以下、本明細書、図面において、各磁石列を構成する磁石６ａ～６ｈを総称して単に磁石６と表すことがある。 In the following specification and drawings, the magnets 6a to 6h that make up each magnet row may be collectively referred to simply as magnet 6.

また、各磁石列の間に形成されている溝条３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、・・・を総称して溝条３６、あるいは、流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に形成されることから斜めにskewして形成されていることからスキュー溝３６と表すことがある。 The grooves 36a, 36b, 36c, ... formed between each magnet row are collectively referred to as grooves 36, or as skewed grooves 36 because they are formed on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 in a direction oblique to the flow direction and therefore skewed at an angle.

ステータ部３とロータ部５との間に形成されている断面環状の磁界の中を流体移送管を構成する筒状体が伸びる方向に伸びている円筒状コイル４は、図１図示のように、ステータ部３、ロータ部５に対して同軸的に配置されている。円筒状部２ａの内周壁面から半径方向内側に向かって延びるコイル支持部７ａ、７ｂ、７ｃによって、円筒状コイル４が、ステータ部３、ロータ部５に対して同軸的に配置されている構成にすることができる。この明細書、図面において、コイル支持部７ａ、７ｂ、７ｃを総称してコイル支持部７と表すことがある。 The cylindrical coil 4 extends in the direction in which the cylindrical body constituting the fluid transfer tube extends through the magnetic field with a circular cross section formed between the stator portion 3 and the rotor portion 5, and is arranged coaxially with the stator portion 3 and the rotor portion 5 as shown in FIG. 1. The cylindrical coil 4 can be arranged coaxially with the stator portion 3 and the rotor portion 5 by the coil support portions 7a, 7b, and 7c that extend radially inward from the inner peripheral wall surface of the cylindrical portion 2a. In this specification and drawings, the coil support portions 7a, 7b, and 7c may be collectively referred to as the coil support portion 7.

円筒状コイル４の一例を図７～図１１を用いて説明する。円筒状コイル４は中空状で、複数個のコイル単体５０から形成することができる（図７）。この場合、複数個のコイル単体５０が、円筒状コイル４の円周方向に連続的に配置されることで円筒状コイル４の周壁４ａが形成される。 An example of the cylindrical coil 4 will be described with reference to Figures 7 to 11. The cylindrical coil 4 is hollow and can be formed from multiple coil units 50 (Figure 7). In this case, the peripheral wall 4a of the cylindrical coil 4 is formed by continuously arranging multiple coil units 50 in the circumferential direction of the cylindrical coil 4.

円筒状コイル４としては、モータや発電機などに使用される中空の円筒型のコイルを採用することができる。 The cylindrical coil 4 can be a hollow cylindrical coil such as those used in motors and generators.

モータや発電機などに使用される中空の円筒状のコイルとしては、特許第３７０４０４４号公報に提案されているものがある。導電性の板状体（例えば、銅板）をエッチングすることによって導電帯がパターン形成された２枚の薄い金属板をそれぞれ円筒体とし、２つの円筒体を内側円筒体及び外側円筒体として同心に重ねて配置することによって形成される中空で円筒状のコイル体である。 One hollow cylindrical coil used in motors, generators, etc. is proposed in Japanese Patent No. 3704044. A conductive plate (e.g., copper plate) is etched to form a conductive band pattern on two thin metal plates, each of which is made into a cylinder, and the two cylinders are stacked concentrically as an inner cylinder and an outer cylinder, forming a hollow cylindrical coil body.

また、特開２０１７－７０１４０号公報には、複数の導電帯を有する導電シートを折り曲げ、折り曲げられた導電シートを円筒形状にすることによって形成された中空で円筒状のコイル体が提案されている。 In addition, JP 2017-70140 A proposes a hollow cylindrical coil body formed by folding a conductive sheet having multiple conductive bands and forming the folded conductive sheet into a cylindrical shape.

本願出願人による特許第６９４８７４８号公報、特許第６９８９２０４号公報では、回転電機の回転軸に対して同心円状に配置される、線材を巻回してなる中空で円筒状のコイルを提案している。このコイルは、回転軸に直交する径方向に伸びる巻回軸の周りに線材が、螺旋状に複数回巻回されてなる平板状のコイル体が、円筒状コイル体の円周方向に複数個連続的に配置されて回転電機の回転軸を取り囲む構成になっている。前記の線材は、例えば、外周がエナメル層などで覆われている導電線が複数本で束にされた上でガラス繊維のような繊維状物で覆われてなるものである。 In Patent Publication No. 6948748 and Patent Publication No. 6989204 filed by the present applicant, a hollow cylindrical coil made of wound wire material is proposed, which is arranged concentrically with the rotating shaft of a rotating electric machine. This coil is configured such that a flat coil body made of wire material wound in a spiral shape multiple times around a winding axis extending in a radial direction perpendicular to the rotating shaft is arranged in succession in the circumferential direction of the cylindrical coil body to surround the rotating shaft of the rotating electric machine. The wire material is, for example, a conductive wire whose outer periphery is covered with an enamel layer or the like, which is bundled together and then covered with a fibrous material such as glass fiber.

ここでは、回転電機の回転軸に対して同心円状に配置される、線材を巻回してなる中空で円筒状のコイルを円筒状コイル４として採用する実施形態を説明する。 Here, we will explain an embodiment in which a hollow cylindrical coil made of wound wire is used as the cylindrical coil 4, which is arranged concentrically around the rotating shaft of the rotating electric machine.

円筒状コイル４は中空状で、複数個のコイル単体５０から形成することができる（図７）。この場合、複数個のコイル単体５０が、円筒状コイル４の円周方向に連続的に配置されることで円筒型コイル４の周壁４ａが形成される。 The cylindrical coil 4 is hollow and can be formed from multiple coil units 50 (Figure 7). In this case, the peripheral wall 4a of the cylindrical coil 4 is formed by continuously arranging multiple coil units 50 in the circumferential direction of the cylindrical coil 4.

コイル単体５０は、一例として、周囲が絶縁処理されている導電性の線材５１から構成される（図８）。図８図示の線材５１は、外周をエナメル層５２で覆われている銅線５３が複数本で束にされ、これがガラス繊維のような繊維状物５４で覆われている。 As an example, the coil unit 50 is composed of conductive wire 51 whose periphery is insulated (Figure 8). The wire 51 shown in Figure 8 is composed of multiple copper wires 53 whose periphery is covered with an enamel layer 52, which are bundled together and covered with a fibrous material 54 such as glass fiber.

中空の円筒状コイル４の周壁４ａを形成するように複数個のコイル単体５０が円筒状コイル４の円周方向に連続的に配置される前のコイル単体５０は図９に例示するように平板状のコイル体である。 Before multiple coil units 50 are continuously arranged in the circumferential direction of the hollow cylindrical coil 4 to form the peripheral wall 4a of the hollow cylindrical coil 4, the coil unit 50 is a flat coil body as shown in FIG. 9.

平板状のコイル単体５０は、線材５１が、円筒状のコイル４の軸６０（図７）が延びる方向と直交する巻回軸６１（図９、図１０）の周りに、巻回軸６１の側に中空部５９を残しつつ、螺旋状に複数回巻回されて形成されている。 The flat coil unit 50 is formed by winding the wire 51 in a spiral shape several times around a winding axis 61 (Figs. 9 and 10) that is perpendicular to the direction in which the axis 60 (Fig. 7) of the cylindrical coil 4 extends, while leaving a hollow portion 59 on the winding axis 61 side.

図９、図１０では、第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６、第一周方向巻線部分５７、第二周方向巻線部分５８を備えている形態の平板状のコイル単体５０を図示して説明している。 Figures 9 and 10 illustrate and explain a flat coil unit 50 having a first axial winding portion 55, a second axial winding portion 56, a first circumferential winding portion 57, and a second circumferential winding portion 58.

第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６は、円筒状のコイル４の軸６０が延びる方向の部分を形成している。第一周方向巻線部分５７は、第一軸方向巻線部分５５の軸６０が延びる方向における一方の側（図９の上側）と第二軸方向巻線部分５６の前記一方の側との間に形成されている。第二周方向巻線部分５８は、第一軸方向巻線部分５５の軸６０が延びる方向における他方の側（図９の下側）と第二軸方向巻線部分５６の他方の側との間を形成している。 The first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 form portions in the direction in which the axis 60 of the cylindrical coil 4 extends. The first circumferential winding portion 57 is formed between one side of the first axial winding portion 55 in the direction in which the axis 60 extends (upper side in FIG. 9) and the one side of the second axial winding portion 56. The second circumferential winding portion 58 is formed between the other side of the first axial winding portion 55 in the direction in which the axis 60 extends (lower side in FIG. 9) and the other side of the second axial winding portion 56.

図９、図１０図示の実施形態では、第一軸方向巻線部分５５と第二軸方向巻線部分５６とは、円筒型コイル４の軸６０（図７）が延びる方向で直線的に延びている。このような構造、形態に限られず、図９、図１０でそれぞれ左右方向に曲線状に凸湾する形態で軸６０（図７）が延びる方向に延びている構造、形態も採用可能である。この場合には、図９、図１０において上下方向に軸方向巻線部分からなる長径、左右方向に周方向巻線部分からなる短径を有する楕円形状や、長円形状になる。 In the embodiment shown in Figures 9 and 10, the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 extend linearly in the direction in which the axis 60 (Figure 7) of the cylindrical coil 4 extends. This structure and form is not limited to this, and structures and forms in which they extend in the direction in which the axis 60 (Figure 7) extends with a curved convex shape in the left and right directions in Figures 9 and 10 can also be used. In this case, the shape becomes an ellipse or oval shape with a major axis made up of the axial winding portion in the up and down direction and a minor axis made up of the circumferential winding portion in the left and right direction in Figures 9 and 10.

流体移送装置１が、例えば、三相モータで構成される場合、円筒状コイル４の円周方向に複数個配置されるコイル単体５０は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかを構成するコイル体になる。 When the fluid transfer device 1 is configured, for example, as a three-phase motor, the coil units 50 arranged in the circumferential direction of the cylindrical coil 4 each become a coil body that constitutes either the U phase, V phase, or W phase.

この場合、図１１図示のように、円筒状コイル４の円周方向に連続的に配置されて円筒状コイル４の周壁４ａを形成する複数個のコイル単体５０は円周方向で次位の同相のコイル単体５０と電気的に接続される。 In this case, as shown in FIG. 11, the multiple coil units 50 that are continuously arranged in the circumferential direction of the cylindrical coil 4 and form the peripheral wall 4a of the cylindrical coil 4 are electrically connected to the next coil unit 50 of the same phase in the circumferential direction.

図１１は、この電気的な接続形態の一例を説明するものである。図中、符号５０ａ～５０ｄで示されているものはそれぞれコイル単体５０からなり、円筒状のコイル４において、例えば、Ｕ相を形成する。図示のように、Ｕ相を形成するコイル単体５０ａはコイル単体５０ａを構成している線材５１ａを介して円周方向で次位に位置し、同じくＵ相を形成するコイル単体５０ｂと電気的に接続される。コイル単体５０ｂはこれを構成している線材５１ｂを介して円周方向で次位に位置し、同じくＵ相を形成するコイル単体５０ｃと電気的に接続される。Ｖ相、Ｗ相についても同様の構造になる。 Figure 11 explains an example of this electrical connection. In the figure, the elements denoted by the reference symbols 50a to 50d each consist of a coil unit 50, which in the cylindrical coil 4 forms, for example, the U-phase. As shown in the figure, the coil unit 50a forming the U-phase is located next in the circumferential direction via the wire material 51a constituting the coil unit 50a, and is electrically connected to the coil unit 50b which also forms the U-phase. The coil unit 50b is located next in the circumferential direction via the wire material 51b constituting the coil unit 50b, and is electrically connected to the coil unit 50c which also forms the U-phase. The V-phase and W-phase have a similar structure.

円筒状部２ａには制御、駆動用の導線を取り入れる取入部１２が形成されており（図１）、ここを介して不図示の制御信号ケーブル、電源ケーブルが接続される。なお、各図面において、制御、駆動用の導線などの図示は省略している。 The cylindrical portion 2a is formed with an intake portion 12 for receiving control and drive wires (Fig. 1), through which a control signal cable and a power cable (not shown) are connected. Note that the control and drive wires are not shown in the drawings.

上述したように、円筒状コイル４を半径方向で互いの間に挟んでいるステータ部３とロータ部５との間に断面環状の磁界が形成されている下で、円筒状コイル４に通電することで、モータの原理によってロータ部５は回転支持軸９を中心として図２に矢印４０で示す周方向に回転する。 As described above, a magnetic field with a circular cross section is formed between the stator section 3 and the rotor section 5, which sandwich the cylindrical coil 4 radially. When electricity is applied to the cylindrical coil 4, the rotor section 5 rotates in the circumferential direction indicated by the arrow 40 in FIG. 2 around the rotating support shaft 9 according to the principles of a motor.

これにより、複数個の磁石６ａ～６ｈも回転支持軸９を中心として円周方向に回転し、これによって、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して図３に矢印４２で示す流動方向への推進力が付与される。図１では図面の左側から右側に向かう流動方向への推進力が付与されることになる。 As a result, the magnets 6a to 6h also rotate in a circumferential direction around the rotary support shaft 9, which imparts a propulsive force in the flow direction shown by arrow 42 in Figure 3 to the fluid, such as liquid or gas, flowing inside the fluid transfer pipe. In Figure 1, a propulsive force is imparted in the flow direction from the left side of the drawing to the right side.

ロータ部５の回転に連れて一緒にロータ部５の周方向に回転する複数個の磁石６ａ～６ｈが、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たすものである。 The multiple magnets 6a-6h that rotate circumferentially around the rotor 5 as the rotor 5 rotates act as blades or propellers that provide the fluid with a driving force in the flow direction.

流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体が図３に矢印４２で示す方向とは反対の方向に流動している場合、円筒状コイル４への駆動電流を制御してロータ部５を矢印４０と反対の周方向に回転させることで、同様に、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力を付与することができる。 When a fluid, such as a liquid or gas, flows inside the fluid transfer tube in a direction opposite to the direction indicated by the arrow 42 in FIG. 3, the driving current to the cylindrical coil 4 is controlled to rotate the rotor portion 5 in the circumferential direction opposite to that indicated by the arrow 40, thereby applying a propulsive force in the direction of flow to the fluid, such as a liquid or gas, flowing inside the fluid transfer tube.

円筒状のロータ部５の円周方向に互いの間に所定の間隔をあけて複数個配備される磁石６ａ～６ｈは上述したように、流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす。 As described above, the magnets 6a to 6h, which are arranged at a specified distance from each other in the circumferential direction of the cylindrical rotor section 5, act as blades or propellers that provide a driving force in the direction of flow to the fluid flowing inside the fluid transfer pipe.

そこで、磁石６は、ロータ部５の外周壁面にその円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体が流動する方向に並行に伸びる複数の磁石列が流体の流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に配備されている形態で構成することができる。図３、図１２～図１６は、このような磁石６の配置形式の一例を説明するものである。磁石６ａ～６ｈは、流体が流動する方向（図３の右側から左側に向かう方向）に対して、図３図示のように斜交して伸びてロータ部５の外周壁面に配備されている。 The magnets 6 can be configured in such a way that multiple magnet rows extending parallel to the direction of fluid flow with a predetermined distance between each other in the circumferential direction are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 in a direction oblique to the direction of fluid flow. Figures 3 and 12 to 16 explain an example of such an arrangement of magnets 6. Magnets 6a to 6h are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5, extending obliquely to the direction of fluid flow (from the right to the left in Figure 3), as shown in Figure 3.

図１２～図１６は、ロータ部５の周壁面に流体の流動方向に対して斜交して伸びて配置されている複数個の磁石６ａ～６ｈが、ロータ部５の回転に連れて流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす実施形態の種々の変形例を示すものである。 Figures 12 to 16 show various modified examples of an embodiment in which multiple magnets 6a to 6h are arranged on the peripheral wall surface of the rotor section 5, extending obliquely to the direction of fluid flow, and function as blades or propellers that provide a driving force to the fluid in the direction of flow as the rotor section 5 rotates.

ロータ部５がその回転中心軸４３に対して矢印４４の方向に回転することで、矢印４５で示す方向への流動推進力が流体に対して付与される。 When the rotor portion 5 rotates in the direction of the arrow 44 about its central axis of rotation 43, a flow propulsion force is applied to the fluid in the direction indicated by the arrow 45.

上述した実施形態では、ロータ部５は管状であるので、上述したように流動推進力が流体に対して付与されて流動する流体は、ロータ部５の内部でも同一の流動方向に向かう流体の流動が生じることになる。 In the above-described embodiment, the rotor portion 5 is tubular, so that when a flow propulsion force is applied to the fluid as described above, a flow of fluid in the same direction is generated inside the rotor portion 5.

図１９は、管状のロータ部５に替えて、充実している円筒状の磁性体からなるロータ部５ａの外周に、流動方向に対して斜交する方向で複数個の磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、・・・が配備されている例を示すものである。 Figure 19 shows an example in which, instead of a tubular rotor section 5, multiple magnets 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, ... are arranged on the outer periphery of a rotor section 5a made of a solid cylindrical magnetic material, at an angle to the flow direction.

円筒状のロータ部５ａの外周に円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて配備されている磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、・・・同士の間に形成されているスキュー溝３６が深くなれば、流体に対する推進力を付与するトルクを大きくすることができる。 If the skew grooves 36 formed between the magnets 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, ... arranged at a predetermined interval between each other in the circumferential direction on the outer periphery of the cylindrical rotor part 5a are made deeper, the torque that imparts a driving force to the fluid can be increased.

図１５、図１６図示の実施例では、各磁石６ａ～６ｈは、流体の流動方向において、磁石６ａ１と磁石６ａ２、磁石６ｂ１と磁石６ｂ２、磁石６ｃ１と磁石６ｃ２のように二分割されている。流体の流動方向に二分割されている磁石６ａ１と磁石６ａ２との間に形成されている溝部３８は、円周方向に隣接している磁石６ａ１と磁石６ｂ１との間に形成されている溝部３７と同様に、流体の流動を促進する構造になる。 In the embodiment shown in Figures 15 and 16, each magnet 6a-6h is divided into two in the direction of fluid flow, such as magnet 6a1 and magnet 6a2, magnet 6b1 and magnet 6b2, and magnet 6c1 and magnet 6c2. The groove 38 formed between magnet 6a1 and magnet 6a2, which are divided into two in the direction of fluid flow, is structured to promote the flow of fluid, similar to groove 37 formed between magnet 6a1 and magnet 6b1, which are adjacent in the circumferential direction.

図２０は、図１５、図１６図示のように、ロータ５の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が流動方向に対して斜交する方向で周壁面に配備されて複数個の磁石が、流体の流動方向において、磁石６ａ１、磁石６ａ２、磁石６ａ３、磁石６ｂ１、磁石６ｂ２、磁石６ｂ３、・・のように分割されている実施形態における他の実施例を表すものである。 Figure 20 shows another example of an embodiment in which, as shown in Figures 15 and 16, multiple magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined gap between each other in the circumferential direction of the rotor 5 are arranged on the peripheral wall surface in a direction oblique to the flow direction, and the multiple magnets are divided in the fluid flow direction as follows: magnet 6a1 , magnet 6a2 , magnet 6a3 , magnet 6b1 , magnet 6b2 , magnet 6b3 , ...

ロータ部５の円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体の流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の周壁面に配備されている複数個の磁石６の中の円周方向で隣接する磁石同士の間にはスキュー溝は形成されていない。 The magnets 6 are arranged on the peripheral wall surface of the rotor section 5 at a predetermined interval in the circumferential direction of the rotor section 5, in a direction oblique to the direction of fluid flow. No skew grooves are formed between adjacent magnets in the circumferential direction.

一方、流体の流動方向で隣接する磁石同士の間に所定の間隔を空けて配備されている複数個の磁石６の中の流動方向で隣接する磁石同士の間形成されているスキュー溝は残っていて、これにより、流体の流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条がロータ部５の周壁面に形成されている構造である。 On the other hand, among the multiple magnets 6 arranged with a predetermined distance between adjacent magnets in the direction of fluid flow, the skew grooves formed between adjacent magnets in the direction of fluid flow remain, resulting in a structure in which grooves extending obliquely to the direction of fluid flow are formed on the peripheral wall surface of the rotor section 5.

図１５、図１６の実施形態では、円周方向で隣接する磁石６ａ１と磁石６ｂ１との間、磁石６ａ２と磁石６ｂ２との間、磁石６ａ３と磁石６ｂ３との間に形成されていたスキュー溝３６が、図２０図示の実施形態では埋められている。一方、流動方向で分割されて隣接している磁石６ａ１と磁石６ａ２との間、磁石６ａ２と磁石６ａ３との間、流動方向で分割されて隣接している磁石６ｂ１と磁石６ｂ２との間、流動方向で分割されて隣接している磁石６ｂ２と磁石６ｂ３との間に形成されているスキュー溝３８は形成されたままになっている。 In the embodiment of Fig. 15 and Fig. 16, the skew grooves 36 formed between adjacent magnets 6a1 and 6b1 , between magnets 6a2 and 6b2 , and between magnets 6a3 and 6b3 in the circumferential direction are filled in the embodiment shown in Fig. 20. On the other hand, the skew grooves 38 formed between adjacent magnets 6a1 and 6a2 , between magnets 6a2 and 6a3 , between adjacent magnets 6b1 and 6b2 , and between adjacent magnets 6b2 and 6b3 , are left as they are in the flow direction.

このような構造になっているので、図２０で符号３９で示す箇所の部分ではスキュー溝は埋められていない。 Because of this structure, the skew groove is not filled in the area indicated by the reference symbol 39 in Figure 20.

図２０図示の実施形態では、スキュー溝３８が、流体の流動を促進する構造になる。 In the embodiment shown in FIG. 20, the skew groove 38 is a structure that promotes the flow of fluid.

円周方向で隣接する磁石６ａ１と磁石６ｂ１との間、磁石６ａ２と磁石６ｂ２との間、磁石６ａ３と磁石６ｂ３との間に形成されていたスキュー溝３６を埋める部材７０としては、透磁性を有している部材であれば種々のものを採用することができる。例えば、透磁性を有する合成樹脂、接着剤、セラミックス、アルミ材、等々を採用してスキュー溝３６を埋めることができる。 As the member 70 filling the skew grooves 36 formed between circumferentially adjacent magnets 6a1 and 6b1 , between magnets 6a2 and 6b2 , and between magnets 6a3 and 6b3 , various materials having magnetic permeability can be used. For example, the skew grooves 36 can be filled with magnetically permeable synthetic resins, adhesives, ceramics, aluminum materials, etc.

以上に説明したように、この実施形態の流体移送装置は、流体が流動する方向（図３の右側から左側に向かう方向）に対して斜交して伸びてロータ部５の外周壁面に配備されている磁石が、ロータ部５の矢印４０で示す周方向へ回転することで流体移送管の内部を図３の右側から左側に向かって流動する流体に対する推進力を付与するものである。そこで、この実施形態の流体移送装置は、いわゆるスクリューポンプとしての機能を発揮する流体移送装置である。 As described above, in the fluid transfer device of this embodiment, the magnets arranged on the outer wall surface of the rotor section 5 extend obliquely with respect to the direction in which the fluid flows (from the right side to the left side in FIG. 3), and rotate in the circumferential direction of the rotor section 5 as indicated by the arrow 40, thereby providing a propulsive force to the fluid flowing inside the fluid transfer tube from the right side to the left side in FIG. 3. Thus, the fluid transfer device of this embodiment is a fluid transfer device that functions as a so-called screw pump.

図３、図１２～図１６、図１９、図２０図示のように、磁石６が、流体が流動する方向（図３の右側から左側に向かう方向）に対して斜交して伸びてロータ部５の外周壁面に配備されていることで、ロータ部５の矢印４０で示す周方向への回転による流体移送管の内部を図３の右側から左側に向かって流動する流体に対する推進力の付与がより効果的に与えられるようになる。図３に例示した磁石６ａ～６ｈの配置形式になっていることで、ロータ部５の回転支持軸９を中心とした周方向への回転に伴って複数個の磁石６ａ～６ｈが周方向に回転することによる上述した推進力の付与をより効果的にすることができるものである。 As shown in Figures 3, 12 to 16, 19, and 20, the magnets 6 are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5, extending obliquely with respect to the direction in which the fluid flows (from the right side to the left side in Figure 3), so that the rotation of the rotor section 5 in the circumferential direction indicated by the arrow 40 more effectively applies a propulsive force to the fluid flowing inside the fluid transfer tube from the right side to the left side in Figure 3. The arrangement of the magnets 6a to 6h as illustrated in Figure 3 makes it possible to more effectively apply the above-mentioned propulsive force caused by the rotation of the multiple magnets 6a to 6h in the circumferential direction as the rotor section 5 rotates in the circumferential direction around the rotary support shaft 9.

図２１は、上述したように、ロータ部５の外周壁面にその円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体が流動する方向に並行に伸びる複数の磁石列が流体の流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に配備されている形態で構成されている磁石６の好ましい配備形態を説明する概念図である。図２１では、円周方向で隣接している磁石６ａ、６ｂの配備形態のみを概念的に説明している。 Figure 21 is a conceptual diagram illustrating a preferred arrangement of magnets 6, in which, as described above, multiple magnet rows extending parallel to the direction of fluid flow with a predetermined gap between each other in the circumferential direction are arranged on the outer peripheral wall surface of rotor section 5 in a direction oblique to the direction of fluid flow. Figure 21 conceptually illustrates only the arrangement of magnets 6a and 6b that are adjacent in the circumferential direction.

矢印１００で示す流体の流動方向に斜交して磁石６ａと磁石６ｂとの間を伸びる線分１０１と、流体の流動方向５０との間には、図１９にθで示す角度が形成される。 An angle indicated by θ in FIG. 19 is formed between a line segment 101 extending between magnets 6a and 6b at an angle to the fluid flow direction indicated by arrow 100 and the fluid flow direction 50.

本願発明者の検討によれば、角度θは５度～８５度に設定することが望ましかった。角度θが小さくなる方が流体の流量を増加できるが、角度θが５度未満になるとポンプとしての機能が小さくなるので好ましくない、一方、角度θが大きくなると液流に対する圧力が大きくなる。角度θが８５度を越えると液流に対する圧力が高くなって流れの方向が妨げられる状態になるので好ましくない。この観点から、角度θは１０度～８０度に設定することがより望ましい。 According to the inventor's study, it was found that it was desirable to set the angle θ between 5 degrees and 85 degrees. A smaller angle θ can increase the flow rate of the fluid, but an angle θ of less than 5 degrees is not desirable because it reduces the pump's functionality, while a larger angle θ increases the pressure on the liquid flow. An angle θ of more than 85 degrees is not desirable because it increases the pressure on the liquid flow and obstructs the flow direction. From this perspective, it is more desirable to set the angle θ between 10 degrees and 80 degrees.

なお、角度θが大きくなればなるほど流体から受ける流れの抵抗が大きくなる。一方、角度θが小さくなるほど流体から受ける流れの抵抗は小さくなる。 Note that the larger the angle θ, the greater the flow resistance from the fluid. On the other hand, the smaller the angle θ, the smaller the flow resistance from the fluid.

そこで、流動させる対象になっている流体の物性を勘案して角度θを選定することでこの実施形態の流体移送装置による移送効果（ポンプ効果）を調整することができる。 Therefore, the transfer effect (pump effect) of the fluid transfer device of this embodiment can be adjusted by selecting the angle θ taking into account the physical properties of the fluid to be moved.

磁石６が、上述したように、ロータ部５の外周壁面にその円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて流体が流動する方向に並行に伸びる複数の磁石列が流体の流動方向に対して斜交する方向でロータ部５の外周壁面に配備されている形態で構成されることが望ましいことに対応させて、円筒状コイル４を構成するコイル巻線も、流体が流動する方向に対して斜交して巻回されている形態にすることができる。 As described above, it is desirable that the magnets 6 are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 in a form in which a plurality of magnet rows extending parallel to the direction of fluid flow with a predetermined distance between each other in the circumferential direction are arranged on the outer peripheral wall surface of the rotor section 5 in a direction oblique to the direction of fluid flow. In response to this, the coil windings constituting the cylindrical coil 4 can also be wound obliquely to the direction of fluid flow.

図１７（ａ）は、この発明の一実施形態に係る流体移送装置において断面環状の磁界を形成する複数個の磁石６ａ～６ｈが、矢印４５で示す流体の流動方向に対して斜交して伸びて配置されていて、円筒状のコイル４を構成するコイル巻線は流体の流動方向に対して斜交しないで巻回されている構造を説明する一部を省略した概念図である。磁石とコイルを回転中心軸から展開した状態で、磁石は、半周分のみを省略して表している。図１７（ｂ）も同じく磁石とコイルを回転中心軸から展開した状態で、磁石は、半周分のみを省略して表しているものであるが、複数個の磁石６ａ～６ｈが矢印４５で示す流体の流動方向に対して斜交して伸びて配置されていて、円筒状のコイル４を構成するコイル巻線も矢印４５で示す流体の流動方向に対して斜交して巻回されている構造を説明する一部を省略した概念図である。 Figure 17(a) is a partially omitted conceptual diagram illustrating a structure in which multiple magnets 6a-6h that form a cross-sectional ring-shaped magnetic field in a fluid transfer device according to one embodiment of the present invention are arranged to extend obliquely with respect to the fluid flow direction indicated by the arrow 45, and the coil windings that constitute the cylindrical coil 4 are wound without intersecting the fluid flow direction. The magnets and coils are shown in a state in which they are unfolded from the central axis of rotation, with only half of the magnets omitted. Figure 17(b) is also a partially omitted conceptual diagram illustrating a structure in which multiple magnets 6a-6h are arranged to extend obliquely with respect to the fluid flow direction indicated by the arrow 45, and the coil windings that constitute the cylindrical coil 4 are also wound obliquely with respect to the fluid flow direction indicated by the arrow 45.

図１７（ｂ）では、両者は、いずれも、矢印４５で示す流体の流動方向に対して同一の方向へ傾斜していて、複数個の磁石６ａ～６ｈが矢印４５で示す流体の流動方向に対して傾斜している角度と、円筒状のコイル４を構成するコイル巻線が矢印４５で示す流体の流動方向に対して傾斜している角度とが同一であるようにしている。 In FIG. 17(b), both magnets are inclined in the same direction relative to the direction of fluid flow indicated by arrow 45, and the angle at which the magnets 6a-6h are inclined relative to the direction of fluid flow indicated by arrow 45 is the same as the angle at which the coil windings constituting the cylindrical coil 4 are inclined relative to the direction of fluid flow indicated by arrow 45.

両者の傾斜が、矢印４５で示す流体の流動方向に対して同一の方向への傾斜であるが、両者の傾斜している角度が異なっている配置形態にすることもできる。矢印４５で示す流体の流動方向に対して同一の方向への傾斜であるが、両者の傾斜している角度を相違させることでロータ部５の矢印４４で示す方向の回転をスムーズにさせることができる。 The inclination of both is in the same direction relative to the flow direction of the fluid indicated by the arrow 45, but the inclination angle of both can be different. Although the inclination of both is in the same direction relative to the flow direction of the fluid indicated by the arrow 45, by making the inclination angle of both different, it is possible to make the rotation of the rotor part 5 in the direction indicated by the arrow 44 smoother.

図７～図１１で例示した円筒状のコイル４では、各コイル単体５０における第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が、円筒状のコイル４の軸６０が伸びる方向、すなわち、流体移送管内を流体が流動する方向である回転支持軸９（図１）が伸びる方向に伸びている。このような形態で、コイル４を構成するコイル巻線は、前記流体が流動する方向で巻回されている構造にすることができる。 In the cylindrical coil 4 illustrated in Figures 7 to 11, the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 of each coil unit 50 extend in the direction in which the axis 60 of the cylindrical coil 4 extends, i.e., in the direction in which the rotation support shaft 9 (Figure 1) extends, which is the direction in which the fluid flows through the fluid transfer pipe. In this manner, the coil winding that constitutes the coil 4 can be structured so that it is wound in the direction in which the fluid flows.

また、コイル４を構成するコイル巻線が、前記流体が流動する方向に対して斜交して巻回されている構造にすることもできる。第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向が、流体が流動する方向に対して斜交して伸びるようにするものである。例えば、流体が流動する方向に対して０度から上述したように流体が流動する方向に対して磁石６が斜交して伸びている角度の範囲で、第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向が、流体が流動する方向に対して斜交して伸びるようにすることができる。図１８は、図７図示の中空円筒状の円筒状のコイル４を構成するコイル単体５０（図１０）において、コイル４の軸６０が伸びる方向、すなわち、流体移送管内を流体が流動する方向に伸びる部分を構成する第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向と、磁石が配置される方向との関係を説明する概念図である。 The coil winding constituting the coil 4 may also be wound obliquely with respect to the direction in which the fluid flows. The direction in which the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 extend may be oblique with respect to the direction in which the fluid flows. For example, the direction in which the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 extend may be oblique with respect to the direction in which the fluid flows, within a range from 0 degrees with respect to the direction in which the magnet 6 extends obliquely with respect to the direction in which the fluid flows as described above. Figure 18 is a conceptual diagram illustrating the relationship between the direction in which the axis 60 of the coil 4 extends, i.e., the direction in which the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 that constitute the portion that extends in the direction in which the fluid flows in the fluid transfer pipe, extend, and the direction in which the magnets are arranged, in the coil unit 50 (Figure 10) constituting the hollow cylindrical coil 4 shown in Figure 7.

図１８（ａ）の配置形態は、第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６も、磁石６ａ、６ｂ、６ｃも、流体移送管内を流体が流動する方向に伸びている。最も基本的な配置形態で、磁石と、コイル単体とは同じ幅（電気角）になっている。 In the arrangement shown in FIG. 18(a), the first axial winding portion 55, the second axial winding portion 56, and the magnets 6a, 6b, and 6c all extend in the direction in which the fluid flows through the fluid transfer pipe. In this most basic arrangement, the magnets and the coil alone have the same width (electrical angle).

図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の配置形態に比較すると、磁石６ａ、６ｂ、６ｃだけが、流体の流動方向に対して斜交して配置されている形態になっている。ロータ部５の回転に連れて回転する磁石６ａ、６ｂ、６ｃが、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラとしての役割を果たす上で有利な配置形態である。 Compared to the arrangement in FIG. 18(a), in FIG. 18(b), only magnets 6a, 6b, and 6c are arranged obliquely to the direction of fluid flow. This arrangement is advantageous in that magnets 6a, 6b, and 6c rotate as rotor unit 5 rotates, acting as blades or propellers that provide a driving force to the fluid in the flow direction.

ただし、コイル単体５０の第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向に対する、磁石６ａ、６ｂ、６ｃの配置形態としては、コイル単体５０の第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向に対して、磁石６ａ、６ｂ、６ｃが斜交して配置されている配置形態になっている。 However, the arrangement of the magnets 6a, 6b, and 6c relative to the direction in which the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 of the coil unit 50 extend is such that the magnets 6a, 6b, and 6c are arranged obliquely relative to the direction in which the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 of the coil unit 50 extend.

このため、ロータ部５の回転によって、流体移送管の内部を流動する流体に対して推進力を与える流体移送装置としては、図１８（ａ）図示の配置形態よりは効率が低下する。 As a result, as a fluid transfer device that applies a driving force to the fluid flowing inside the fluid transfer pipe by the rotation of the rotor portion 5, the efficiency is lower than that of the arrangement shown in Figure 18 (a).

図１８（ｃ）は、図１８（ａ）の配置形態に比較すると、磁石６ａ、６ｂ、６ｃも、コイル単体５０の第一軸方向巻線部分５５、第二軸方向巻線部分５６が伸びる方向も、流体の流動方向に対して斜交している配置形態になっている。コイルを構成するコイル巻線が、磁石が流動方向に対して傾斜している方向と同一の傾斜方向で流体の流動方向に対して斜交して巻回されている構造である。 Compared to the arrangement in FIG. 18(a), FIG. 18(c) is arranged such that the magnets 6a, 6b, and 6c as well as the first axial winding portion 55 and the second axial winding portion 56 of the coil unit 50 extend in a direction oblique to the flow direction of the fluid. The coil windings that make up the coil are wound obliquely to the flow direction of the fluid in the same inclination direction as the magnets are inclined to the flow direction.

図１８（ａ）図示の配置形態のように、磁石と、コイル単体とを同じ幅（電気角）として、ロータ部５の回転によって、流体移送管の内部を流動する流体に対して推進力を与える流体移送装置としての効率を確保している。 As shown in Figure 18(a), the magnet and the coil alone have the same width (electrical angle), and the rotation of the rotor section 5 ensures efficiency as a fluid transfer device that provides a propulsive force to the fluid flowing inside the fluid transfer tube.

また、ロータ部５の回転に連れて回転する磁石６ａ、６ｂ、６ｃが、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラとしての役割を果たす上で有利な磁石の配置形態にしている。 The magnets 6a, 6b, and 6c rotate as the rotor unit 5 rotates, and are arranged in a manner that is advantageous for them to act as blades or propellers that provide a driving force to the fluid in the flow direction.

周壁に磁石６を備えているロータ部５と、磁石６によって形成される断面環状の磁界の中を流体が流動する方向でロータ部５に対して同軸的に伸びる中空の円筒状のコイル４とを備えて構成される本実施形態の流体移送装置が、コアレスモータからなる場合、上述したように、回転軸に対して同心円状に配置される、線材を巻回してなる中空で円筒状のコイルを採用することで、コイルを構成するコイル巻線が流体の流動方向に対して斜交して巻回されている構造を簡単かつ正確に準備することができる。 When the fluid transfer device of this embodiment, which is composed of a rotor part 5 having magnets 6 on the peripheral wall and a hollow cylindrical coil 4 extending coaxially with the rotor part 5 in the direction in which the fluid flows through the magnetic field with a circular cross section formed by the magnets 6, is composed of a coreless motor, as described above, by employing a hollow cylindrical coil made of wound wire arranged concentrically with the rotation axis, it is possible to easily and accurately prepare a structure in which the coil windings that make up the coil are wound obliquely with respect to the flow direction of the fluid.

一般的に、コアレスモータでは鉄心が無いことから、円筒状のコイルを構成するコイル巻線を、円筒状コイルが伸びる方向に対して斜交して巻きつけることは容易でなく、製造が難しい。これに対して、本実施形態では、図７～図１１を用いて説明した構造の中空で円筒状のコイル４をすることで、コイルを構成するコイル巻線が流体の流動方向に対して斜交して巻回されている構造を簡単かつ正確に準備することができる。 Generally, since coreless motors do not have an iron core, it is not easy to wind the coil windings that make up the cylindrical coil at an angle to the direction in which the cylindrical coil extends, making manufacturing difficult. In contrast, in this embodiment, by making a hollow cylindrical coil 4 with the structure described using Figures 7 to 11, it is possible to easily and accurately prepare a structure in which the coil windings that make up the coil are wound at an angle to the flow direction of the fluid.

なお、各磁石６は、ロータ部５の外周壁面に接着固定することができるが、ねじ止め、等によってロータ部５に取り付ける構成にすることができる。ロータ部５の回転による遠心力によって磁石６をロータ部の周壁面から剥離させようとする力が働く場合、ねじ止めでの取り付けによって補強するものである。 Each magnet 6 can be glued to the outer peripheral wall surface of the rotor part 5, but it can also be attached to the rotor part 5 by screwing or other means. In the event that the centrifugal force caused by the rotation of the rotor part 5 acts to peel the magnet 6 off from the outer peripheral wall surface of the rotor part, the magnets 6 are reinforced by being attached by screwing.

（第二の実施形態）
第一の実施の形態で図１９を用いて説明したように、円筒状のロータ部５ａの外周に円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて配備されている磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、・・・同士の間に形成されているスキュー溝３６が深くなれば、流体に対する推進力を付与するトルクを大きくすることができる。 Second Embodiment
As explained in the first embodiment using Figure 19, if the skew grooves 36 formed between the magnets 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, ... arranged at specified intervals between each other in the circumferential direction on the outer periphery of the cylindrical rotor portion 5a are made deeper, the torque that imparts a propulsive force to the fluid can be increased.

そこで、ロータ部５、５ａの外周に配備される磁石６の半径方向の厚みのみによってスキュー溝の深さを規定するのではなく、ロータ部５、５ａの外周に磁石６を支える、あるいは磁石６の土台部となる支持部を形成し、この支持部の半径方向外側にそれぞれ磁石が配備されている構造にすることができる。 Therefore, rather than determining the depth of the skew grooves based only on the radial thickness of the magnets 6 arranged on the outer periphery of the rotor parts 5 and 5a, a structure can be created in which support parts that support the magnets 6 or serve as a base for the magnets 6 are formed on the outer periphery of the rotor parts 5 and 5a, and the magnets are arranged on the radial outside of these support parts.

半径方向におけるロータ部５、５ａの外周と、磁石６との間に磁路形成を可能にする磁性体（例えば、鉄）からなる支持部が介在していることで、いわば磁石６の半径方向における位置を嵩上げするものである。 The support part is made of a magnetic material (e.g., iron) that allows a magnetic path to be formed between the outer periphery of the rotor part 5, 5a in the radial direction and the magnet 6, so to speak, it raises the position of the magnet 6 in the radial direction.

図１～図４、図７～図２１を用いて説明した第一の実施形態の流体移送装置と共通している部分違は共通している符号を用いてその説明を省略し、この実施形態における特徴的な部分のみを 図２２（ａ）、（ｂ）に図示してこの実施形態の一例を説明する。 The parts common to the first embodiment of the fluid transfer device described using Figures 1 to 4 and 7 to 21 are designated by the same reference numerals, and their description is omitted. Only the characteristic parts of this embodiment are illustrated in Figures 22(a) and (b) to describe one example of this embodiment.

図２２図示の実施形態ではステータ部３の内周に電磁鋼板からなる鉄管３ａが配備されている。ステータ部３とロータ部５ａとの間に断面環状の磁界を形成する上でこのような構造にすると有利であるが、電磁鋼板からなる鉄管３ａがステータ部３の内周に配備されていない形態にすることもできる。 In the embodiment shown in FIG. 22, an iron tube 3a made of electromagnetic steel plate is arranged on the inner circumference of the stator portion 3. This structure is advantageous for forming a magnetic field with a circular cross section between the stator portion 3 and the rotor portion 5a, but it is also possible to have a configuration in which the iron tube 3a made of electromagnetic steel plate is not arranged on the inner circumference of the stator portion 3.

図２２（ｂ）図示のように、ロータ部５ａの外周と、磁石６との間に磁路形成を可能にする磁性体（例えば、鉄）からなる支持部７１が介在している。 As shown in FIG. 22(b), a support part 71 made of a magnetic material (e.g., iron) is interposed between the outer periphery of the rotor part 5a and the magnet 6, enabling a magnetic path to be formed.

これによってスキュー溝３６、３８の深さを大きくし、流体に対する推進力を付与するトルクを大きくでき、スクリューポンプとしての機能を発揮する第一の実施形態の流体移送装置をより有利なものにすることができる。 This allows the depth of the skew grooves 36, 38 to be increased, and the torque that imparts a driving force to the fluid to be increased, making the fluid transfer device of the first embodiment that functions as a screw pump even more advantageous.

図２３は、この実施形態の他の例を説明するものである。図２２図示の実施形態では、スキュー溝３７、スキュー溝３８とも存在していたが、図２３図示の実施形態では、図２０図示の実施形態のように、スキュー溝３６に相当する部分が図２０の実施形態で説明した部材７０で埋められ、スキュー溝３８のみが残っていて、流体の流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条を形成するスキュー溝３８が、ロータ部５ａの周壁面に形成されている構造になっている。 Figure 23 explains another example of this embodiment. In the embodiment shown in Figure 22, both skew groove 37 and skew groove 38 were present, but in the embodiment shown in Figure 23, as in the embodiment shown in Figure 20, the part corresponding to skew groove 36 is filled with member 70 described in the embodiment of Figure 20, and only skew groove 38 remains, and skew groove 38, which forms a groove stripe extending in a direction oblique to the flow direction of the fluid, is formed on the peripheral wall surface of rotor portion 5a.

この構造では、図２０図示の実施形態で説明したように、スキュー溝３８によってロータ部５ａの周壁面に形成されている、流体の流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条が、流体の流動を促進する構造になっている。 In this structure, as explained in the embodiment shown in Figure 20, the grooves formed on the peripheral wall surface of the rotor section 5a by the skew grooves 38 extend obliquely to the direction of fluid flow, and are structured to promote the flow of the fluid.

（第三の実施形態）
図５～図６を参照して本発明の流体移送装置の他の実施形態を説明する。 Third Embodiment
Another embodiment of the fluid transfer device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１～図４、図７～図２１、図２２を用いて説明した第一、第二の実施形態の流体移送装置と共通している部分違は共通している符号を用いてその説明を省略する。 Parts that are common to the first and second embodiments of the fluid transfer device described using Figures 1 to 4, 7 to 21, and 22 are designated by the same reference numerals and will not be described.

図５、図６図示の流体移送装置も、筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与えるもので、図５図示の流体移送装置１は円筒状部２０の内部に配備される形態になっている。図示を省略しているが、円筒状部２０は、図中の左側及び右側でそれぞれ内部を流体が流動する筒状体からなる流体移送管に接続される構成になる。 The fluid transfer devices shown in Figures 5 and 6 also provide a driving force in the flow direction to the fluid flowing inside a fluid transfer pipe made of a cylindrical body, and the fluid transfer device 1 shown in Figure 5 is configured to be deployed inside a cylindrical portion 20. Although not shown, the cylindrical portion 20 is configured to be connected to a fluid transfer pipe made of a cylindrical body through which the fluid flows on the left and right sides of the figure.

この実施形態の流体移送装置も、断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状のコイルとを備えている。 The fluid transfer device of this embodiment also includes a magnet body that forms a magnetic field with a circular cross section, and a cylindrical coil that extends in the direction in which the cylindrical body extends through the magnetic field with a circular cross section generated by the magnet body.

図示の実施形態では、流体移送装置を構成する筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状の外側ヨーク２７と、外側ヨーク２７の半径方向内側で外側ヨーク２７に対して同軸的に前記筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状の内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が形成され、この断面環状の磁界の中を、図５図示のように、円筒状コイル４が、流体移送管を構成する筒状体が伸びる方向に伸びている。 In the illustrated embodiment, a magnetic field with a circular cross section is formed between a cylindrical outer yoke 27 that extends in the direction in which the cylindrical body constituting the fluid transfer device extends, and a cylindrical inner yoke 28 that extends in the direction in which the cylindrical body extends, coaxially with the outer yoke 27, radially inside the outer yoke 27. Within this magnetic field with a circular cross section, as shown in FIG. 5, a cylindrical coil 4 extends in the direction in which the cylindrical body constituting the fluid transfer tube extends.

図示の実施形態では、内側ヨーク２８に対向する外側ヨーク２７の内周壁面に磁石体が配備されている。これによって、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が磁石体によって形成されている。 In the illustrated embodiment, a magnet body is disposed on the inner peripheral wall surface of the outer yoke 27 facing the inner yoke 28. As a result, a magnetic field with a circular cross section is formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28 by the magnet body.

図示の実施形態では、円筒状部２０の半径方向内側で、外側ヨーク２７、円筒状コイル４、内側ヨーク２８と同軸的に回転中心軸２４が円筒状部２０に対して回転可能に配備されている。 In the illustrated embodiment, the rotation center shaft 24 is arranged radially inside the cylindrical portion 20 and is rotatable relative to the cylindrical portion 20, coaxially with the outer yoke 27, the cylindrical coil 4, and the inner yoke 28.

回転中心軸２４は軸方向の両端側で軸受け３２ａ、３２ｂを介して円筒状部２０の内周壁面から半径方向内側に延びている支持部２２、２３の半径方向内側に回転可能に支持されている。 The rotating shaft 24 is rotatably supported on both axial ends via bearings 32a, 32b on the radially inner side of the support parts 22, 23 that extend radially inward from the inner peripheral wall surface of the cylindrical part 20.

内側ヨーク２８は回転中心軸２４から半径方向外側に向かって延びている支持腕３０ａ、３０ｂ、・・・、３０ｅ、３０ｆによって支持され、回転中心軸２４と一緒に円筒状部２０内で周方向に回転する。 The inner yoke 28 is supported by support arms 30a, 30b, ..., 30e, 30f that extend radially outward from the rotation center shaft 24, and rotates circumferentially within the cylindrical portion 20 together with the rotation center shaft 24.

外側ヨーク２７は、半径方向の内側が軸受け３２ｃを介して回転中心軸２４に回転可能に支持されている支持腕２９の半径方向外側によって支持されている。 The outer yoke 27 is supported by the radially outer side of the support arm 29, whose radially inner side is rotatably supported on the rotation center shaft 24 via a bearing 32c.

内側ヨーク２８に対向する外側ヨーク２７の内周壁面に配備されていて、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界を構成する磁石体は、第一の実施形態と同様に、周方向に互いの間に所定の間隔をあけて配置されている複数個の磁石６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈから構成されている（図６）。複数個の磁石６ａ～６ｈは周方向に互いの間に所定の間隔をあけてＳ極磁石、Ｎ極磁石が交互に配置されている構成である。 The magnetic body, which is disposed on the inner peripheral wall surface of the outer yoke 27 facing the inner yoke 28 and forms a magnetic field with a circular cross section between the outer yoke 27 and the inner yoke 28, is composed of a plurality of magnets 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, and 6h arranged at a predetermined interval between each other in the circumferential direction, as in the first embodiment (Figure 6). The plurality of magnets 6a to 6h are arranged with alternating south pole magnets and north pole magnets arranged at a predetermined interval between each other in the circumferential direction.

外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に形成されている断面環状の磁界の中を流体移送管を構成する筒状体が伸びる方向に伸びている円筒状コイル４は、第一の実施形態と同様に、外側ヨーク２７、内側ヨーク２８に対して同軸的に配置されている。円筒状部２０の内周壁面から半径方向内側に向かって延びるコイル支持部２５によって、円筒状コイル４が、外側ヨーク２７、内側ヨーク２８に対して同軸的に配置されている構成にすることができる。 The cylindrical coil 4 extends in the direction in which the cylindrical body constituting the fluid transfer tube extends through the magnetic field with a circular cross section formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28, and is arranged coaxially with the outer yoke 27 and the inner yoke 28, as in the first embodiment. The coil support part 25 extends radially inward from the inner wall surface of the cylindrical part 20, allowing the cylindrical coil 4 to be arranged coaxially with the outer yoke 27 and the inner yoke 28.

第一の実施形態と同様に、円筒状コイル４を半径方向で互いの間に挟んでいる外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が形成されている下で、コイル４に通電することで、モータの原理によって外側ヨーク２７は、回転中心軸２４を中心として周方向に回転する。 As in the first embodiment, a magnetic field with a circular cross section is formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28, which sandwich the cylindrical coil 4 in the radial direction. When current is applied to the coil 4, the outer yoke 27 rotates in the circumferential direction around the central axis of rotation 24 according to the motor principle.

これにより、複数個の磁石６ａ～６ｈも回転中心軸２４を中心として周方向に回転し、これによって、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力が付与される。 As a result, the magnets 6a to 6h also rotate in a circumferential direction around the central axis of rotation 24, thereby imparting a propulsive force in the direction of flow to the fluid, such as liquid or gas, flowing inside the fluid transfer pipe.

第一の実施の形態と同じく、外側ヨーク２７の回転に連れて一緒に回転中心軸２４を中心として周方向に回転する複数個の磁石６ａ～６ｈが、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たすものである。 As in the first embodiment, the magnets 6a to 6h rotate circumferentially around the central axis of rotation 24 as the outer yoke 27 rotates, and act as blades or propellers that provide the fluid with a driving force in the flow direction.

図示の実施の形態では、回転中心軸２４に対して周方向に回転する外側ヨーク２７の内周壁面に磁石体が配備されていて、回転中心軸２４に対して回転しない内側ヨーク２８と外側ヨーク２７との間に断面環状の磁界が形成されている。これに対して、図示していないが、半径方向の外側で内側ヨーク２８を支持している支持腕３０ａ、・・・３０ｆの半径方向内側を軸受けを介して回転中心軸２４に対して周方向に回転可能に支持させ、上述した断面環状の磁界を形成する磁石体を外側ヨーク２７の内周壁面に対向する内側ヨーク２８の外周壁面に配備する構成にすることもできる。 In the illustrated embodiment, a magnet body is arranged on the inner peripheral wall surface of the outer yoke 27, which rotates in the circumferential direction about the rotation center axis 24, and a magnetic field with a circular cross section is formed between the inner yoke 28, which does not rotate about the rotation center axis 24, and the outer yoke 27. In contrast, although not shown, the radial inner side of the support arms 30a, ... 30f, which support the inner yoke 28 on the radial outer side, can be supported rotatably in the circumferential direction about the rotation center axis 24 via bearings, and the magnet body that forms the above-mentioned cross-sectionally circular magnetic field can be arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke 28 facing the inner peripheral wall surface of the outer yoke 27.

このようにすれば、コイル４に通電したときに、モータの原理によって内側ヨーク２８が、回転中心軸２４を中心として周方向に回転し、内側ヨーク２８の外周壁面に配備されている磁石体を構成する複数個の磁石６ａ～６ｈが回転中心軸２４を中心として周方向に回転し、これによって、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力が付与されるようになる。 In this way, when electricity is applied to the coil 4, the inner yoke 28 rotates in the circumferential direction around the central axis of rotation 24 according to the principle of a motor, and the multiple magnets 6a to 6h that make up the magnetic body arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke 28 rotate in the circumferential direction around the central axis of rotation 24, thereby imparting a propulsive force in the direction of flow to fluids such as liquids and gases flowing inside the fluid transfer pipe.

また、図示していないが、内側ヨーク２８に対向する外側ヨーク２７の内周壁面と、外側ヨーク２７に対向する内側ヨーク２８の外周壁面との双方に磁石体が配備されていることで、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が形成されている構成にすることもできる。 Although not shown, magnets can be arranged on both the inner peripheral wall surface of the outer yoke 27 facing the inner yoke 28 and the outer peripheral wall surface of the inner yoke 28 facing the outer yoke 27, so that a magnetic field with a circular cross section is formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28.

いずれの実施形態においても、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が形成されている下で、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に挟まれている円筒状のコイル４に通電することでモータの原理によって、上述した磁界を形成していて、周方向で互いの間に間隔をあけて配備されている複数個の磁石６が、回転中心軸２４を中心として周方向に回転する。これによって流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力が付与されるようになる。 In either embodiment, a magnetic field with a circular cross section is formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28. By passing current through the cylindrical coil 4 sandwiched between the outer yoke 27 and the inner yoke 28, the magnetic field described above is formed according to the principle of a motor, and the multiple magnets 6 arranged at intervals in the circumferential direction rotate in the circumferential direction around the central axis of rotation 24. This imparts a propulsive force in the flow direction to fluids such as liquids and gases flowing inside the fluid transfer pipe.

内周壁面に複数個の磁石６が配備されている外側ヨーク２７が上述したようにモータの原理によって回転中心軸２４を中心として周方向に回転する構成の場合、内側ヨーク２８も回転中心軸２４に対して周方向に回転可能に回転中心軸２４に支持されている構成にすることができる。 When the outer yoke 27, which has multiple magnets 6 arranged on its inner wall surface, rotates circumferentially around the rotation center shaft 24 according to the motor principle as described above, the inner yoke 28 can also be configured to be supported by the rotation center shaft 24 so as to be rotatable circumferentially relative to the rotation center shaft 24.

同様に、外周壁面に複数個の磁石６が配備されている内側ヨーク２８が上述したようにモータの原理によって回転中心軸２４を中心として周方向に回転する構成の場合、外側ヨーク２７も回転中心軸２４に対して周方向に回転可能に回転中心軸２４に支持されている構成にすることができる。 Similarly, if the inner yoke 28, which has multiple magnets 6 arranged on its outer wall surface, is configured to rotate circumferentially around the rotation center shaft 24 according to the motor principle as described above, the outer yoke 27 can also be configured to be supported by the rotation center shaft 24 so as to be rotatable circumferentially relative to the rotation center shaft 24.

これらの場合、外側ヨーク２７と内側ヨーク２８との間に断面環状の磁界が形成されて磁気回路が形成されていることから、複数個の磁石６が配備されている外側ヨーク２７あるいは、内側ヨーク２８が、回転中心軸２４を中心として周方向に回転すると、他方の内側ヨーク２８あるいは、外側ヨーク２７も、同一の周方向に、複数個の磁石６が配備されている外側ヨーク２７あるいは、内側ヨーク２８の回転速度よりは遅い回転速度で回転することになる。 In these cases, a magnetic field with a circular cross section is formed between the outer yoke 27 and the inner yoke 28, forming a magnetic circuit. Therefore, when the outer yoke 27 or the inner yoke 28 on which multiple magnets 6 are arranged rotates in a circumferential direction around the central axis of rotation 24, the other inner yoke 28 or outer yoke 27 also rotates in the same circumferential direction at a slower rotation speed than the outer yoke 27 or inner yoke 28 on which multiple magnets 6 are arranged.

この実施の形態のおいても、上述した第一の実施の形態で説明したのと同じように、磁石６は、外側ヨーク２７の内周壁や、内側ヨーク２８の外周壁を、流体が流動する方向に対して斜交して伸びて、外側ヨーク２７や内側ヨーク２８の周方向に、互いの間に所定の間隔をあけて配備されている形態にすることで、上述した推進力の付与をより効果的にすることができる。 In this embodiment, as in the first embodiment described above, the magnets 6 extend obliquely along the inner peripheral wall of the outer yoke 27 and the outer peripheral wall of the inner yoke 28 relative to the direction of fluid flow, and are arranged at a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the outer yoke 27 and the inner yoke 28, making it possible to more effectively apply the above-mentioned propulsive force.

また、図２１を用いて説明したように、円周方向で隣接する磁石列同士の間を流体の流動方向に斜交して伸びる線分と、流動方向との間に形成される角度θが５度～８５度の範囲になるように設定することができる。 As explained using Figure 21, the angle θ formed between the line segment that extends between adjacent magnet rows in the circumferential direction and obliquely intersects with the fluid flow direction and the flow direction can be set to be in the range of 5 degrees to 85 degrees.

また、第一の実施の形態で説明したのと同じように、コイル４を構成するコイル巻線も、流体が流動する方向に対して斜交して巻回されている形態にすることができる。 Also, as explained in the first embodiment, the coil windings constituting the coil 4 can be wound at an angle to the direction in which the fluid flows.

また、各磁石６も、外側ヨーク２７の内周壁や、内側ヨーク２８の外周壁に接着固定するだけでなく、ねじ止め、等によって取り付けることができる。特に、内側ヨーク２８の外周壁に磁石６をねじ止めしておくと内側ヨーク２８の回転による遠心力によって磁石６を内側ヨーク２８の外周壁から剥離させようとする力に対して、ねじ止めでの取り付けで補強することができる。 In addition, each magnet 6 can be attached not only by adhesive fixation to the inner peripheral wall of the outer yoke 27 or the outer peripheral wall of the inner yoke 28, but also by screwing, etc. In particular, if the magnet 6 is screwed to the outer peripheral wall of the inner yoke 28, the screwing can reinforce the magnet 6 against the centrifugal force caused by the rotation of the inner yoke 28 that tends to peel the magnet 6 off from the outer peripheral wall of the inner yoke 28.

（第四の実施形態）
第一の実施形態から第三の実施形態で説明した本願発明の流体移送装置、スクリューポンプは、内部を流体が移送されていく筒状体で、断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状のコイルとを備えていて、前記磁石体は、前記筒状体の中心を伸びる中心軸の周方向に互いの間に所定の間隔をあけて配備されている複数個の磁石から形成され、前記コイルに通電することで、モータの原理によって、前記磁石体を構成する複数の前記磁石が前記周方向に回転し、この周方向に回転する磁石体が、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根や、プロペラの役割を果たして流体に対して流動方向に流動する推進力を与えるものである。 (Fourth embodiment)
The fluid transfer device or screw pump of the present invention described in the first to third embodiments is a cylindrical body through which a fluid is transferred, and is equipped with a magnet body that forms a magnetic field with a circular cross section, and a cylindrical coil that extends in the direction in which the cylindrical body extends through the magnetic field with a circular cross section formed by the magnet body. The magnet body is formed from a plurality of magnets that are arranged at predetermined intervals from each other in the circumferential direction of a central axis that extends through the center of the cylindrical body, and when electricity is applied to the coil, the multiple magnets that constitute the magnet body rotate in the circumferential direction according to the principle of a motor, and this magnet body rotating in the circumferential direction acts as a blade or propeller that provides a propulsive force to the fluid in the flow direction, providing a propulsive force to the fluid in the flow direction.

このような流体移送装置、スクリューポンプの構造は、いわゆるコアレスモータの構造である。 The structure of this type of fluid transfer device, a screw pump, is what is known as a coreless motor structure.

モータの構造は発電機の構造と基本的に同一である。第一の実施形態から第三の実施形態で説明した本願発明の流体移送装置、スクリューポンプを構成するコアレスモータの構造において、ロータ部５、５ａが、入力された円周方向への回転力によって回転することで発電が行われるのが発電機である。 The structure of the motor is basically the same as that of the generator. In the structure of the coreless motor that constitutes the fluid transfer device and screw pump of the present invention described in the first to third embodiments, the rotor parts 5, 5a rotate due to the input rotational force in the circumferential direction to generate electricity, which is the generator.

そこで、本発明では、上述した構成、構造を有する、流体移送装置、スクリューポンプを兼用する発電機の実施形態にすることが可能である。 Therefore, in the present invention, it is possible to provide an embodiment of a generator that combines the fluid transfer device and screw pump with the above-mentioned configuration and structure.

図２４は、このような、流体移送装置兼用の発電装置の一実施形態を説明する概念図である。 Figure 24 is a conceptual diagram illustrating one embodiment of such a fluid transfer device and power generation device.

低地に設置されている第一の水源８０と、第一の水源８０に対して高地に設置されている第二の水源８１との間が切換え弁８２が介装されている導水管８３によって接続されている。また、切換え弁８２と第一の水源８０との間の導水管８３に、第一の実施形態から第三の実施形態で説明した本願発明の流体移送装置、スクリューポンプ８４が配備されている。 A first water source 80 installed at a low altitude is connected to a second water source 81 installed at a higher altitude than the first water source 80 by a water pipe 83 with a switching valve 82 installed therein. In addition, a screw pump 84, the fluid transfer device of the present invention described in the first to third embodiments, is provided in the water pipe 83 between the switching valve 82 and the first water source 80.

第一の水源８０から第二の水源８１へ矢印８５で示すように水を汲みあげる際には、導水管８３の中を水が矢印８５で示す方向に流動するように、第一の実施形態から第三の実施形態で説明した流体移送装置、スクリューポンプ８４を作動させる。 When pumping water from the first water source 80 to the second water source 81 as shown by the arrow 85, the fluid transfer device, screw pump 84, described in the first to third embodiments, is operated so that the water flows through the water conduit 83 in the direction shown by the arrow 85.

一方、第二の水源８１から第一の水源８０へ矢印８６で示すように水を流下させる際には、導水管８３内を流動する水によって、第一の実施形態から第三の実施形態で説明した流体移送装置、スクリューポンプ８４のロータ部５、５ａが円周方向に回転する。これによって、第一の実施形態から第三の実施形態で説明した流体移送装置、スクリューポンプ８４を、発電を行う発電機として機能させることができる。 On the other hand, when water is made to flow from the second water source 81 to the first water source 80 as shown by the arrow 86, the water flowing in the water conduit 83 rotates the rotor parts 5, 5a of the fluid transfer device and the screw pump 84 described in the first to third embodiments in the circumferential direction. This allows the fluid transfer device and the screw pump 84 described in the first to third embodiments to function as a generator that generates electricity.

このように、本発明によれば、流体移送装置、スクリューポンプと発電機とを兼用させることが可能になる。 In this way, the present invention makes it possible to combine a fluid transfer device, a screw pump, and a generator.

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限られることなく特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。 The above describes an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be modified in various ways within the technical scope as understood from the description of the claims.

Claims (15)

筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与える流体移送装置であって、
断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記流動方向に伸びる円筒状コイルとを備えていて、
断面環状の前記磁界は、前記円筒状コイルを半径方向で互いの間に挟んで前記流動方向に伸びる円筒状のステータ部と円筒状のロータ部との間に形成され、
前記磁石体は、前記円筒状コイルを間に挟んで前記ステータ部に対向する前記ロータ部の周壁面に配備されている複数個の磁石からなり、
前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成され、
前記円周方向で隣接する前記磁石列同士の間を、前記流動方向に斜交して伸びる線分と、前記流動方向との間に形成される角度θが５度～８５度の範囲で、
前記円筒状コイルに通電することで前記磁石体を構成する複数個の前記磁石が前記円周方向に回転して前記推進力が付与される
流体移送装置。 A fluid transfer device that applies a propulsive force in a flow direction to a fluid flowing inside a fluid transfer pipe made of a cylindrical body,
The magnetic field has a circular cross section, and the magnetic field has a circular cross section. The ...
The magnetic field having an annular cross section is formed between a cylindrical stator portion and a cylindrical rotor portion extending in the flow direction with the cylindrical coil sandwiched between them in the radial direction,
the magnet body is made up of a plurality of magnets arranged on a peripheral wall surface of the rotor section facing the stator section with the cylindrical coil interposed therebetween,
a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction at predetermined intervals in the circumferential direction of the rotor are disposed on the peripheral wall surface in a direction oblique to the flow direction, thereby constituting a plurality of the magnets;
the angle θ formed between a line segment extending obliquely between the magnet rows adjacent to each other in the circumferential direction and the flow direction is in the range of 5 degrees to 85 degrees,
a fluid transfer device in which, by passing current through the cylindrical coil, the plurality of magnets constituting the magnetic body rotate in the circumferential direction, thereby imparting the propulsive force. 前記磁石列のそれぞれは互いに同一の形状、大きさである請求項１記載の流体移送装置。 The fluid transfer device according to claim 1, wherein each of the magnet rows has the same shape and size. 前記磁石列のそれぞれは複数個の磁石が前記流動方向で隣接する磁石との間に所定の間隔を空けて配備されて形成されている
請求項２記載の流体移送装置。 3. The fluid transfer device according to claim 2, wherein each of the magnet rows is formed by arranging a plurality of magnets with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction. 前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されている複数個の前記磁石の中の円周方向で隣接する磁石同士の間に溝が形成されておらず、
前記流動方向で隣接する磁石同士の間に所定の間隔を空けて配備されている複数個の前記磁石の中の前記流動方向で隣接する磁石同士の間形成されている溝は残っていて、これにより、前記流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条が前記ロータの前記周壁面に形成されている
請求項３記載の流体移送装置。 The magnets are arranged on the peripheral wall surface of the rotor in a direction oblique to the flow direction with a predetermined interval between them in the circumferential direction of the rotor. Among the magnets, no grooves are formed between adjacent magnets in the circumferential direction,
4. A fluid transfer device as described in claim 3, wherein grooves formed between adjacent magnets in the flow direction among a plurality of magnets arranged with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction remain, thereby forming grooves extending obliquely to the flow direction on the peripheral wall surface of the rotor. 半前記ロータ部と前記磁石との間に、前記磁石の半径方向における位置を嵩上げする支持材が介在している請求項３又は４記載の流体移送装置。 A fluid transfer device according to claim 3 or 4, in which a support material is interposed between the rotor half and the magnet to raise the radial position of the magnet. 前記円筒状コイルを構成するコイル巻線は、前記磁石列が前記流動方向に対して傾斜している方向と同一の傾斜方向で前記流体の前記流動方向に対して斜交して巻回されている請求項１～５のいずれか一項に記載の流体移送装置。 A fluid transfer device according to any one of claims 1 to 5, in which the coil winding constituting the cylindrical coil is wound obliquely with respect to the flow direction of the fluid in the same inclination direction as the magnet array is inclined with respect to the flow direction. 複数の前記磁石列はそれぞれ前記ロータ部の周壁面にねじ止めされている請求項１又は２記載の流体移送装置。 The fluid transfer device according to claim 1 or 2, wherein each of the magnet rows is screwed to the peripheral wall surface of the rotor section. 筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与える流体移送装置であって、
断面環状の磁界を形成する磁石体と、前記磁石体による断面環状の前記磁界の中を前記流動方向に伸びる円筒状コイルとを備えていて、
断面環状の前記磁界は、前記円筒状コイルを半径方向で互いの間に挟んで前記流動方向に伸びる円筒状の外側ヨークと円筒状の内側ヨークとの間に形成され、
前記磁石体は、前記円筒状コイルを間に挟んで互いに対向する前記外側ヨークの内周壁面又は前記内側ヨークの外周壁面又は前記外側ヨークの内周壁面と前記内側ヨークの外周壁面との双方に配置されている複数個の磁石からなり、
前記外側ヨークの内周壁面に前記外側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記外側ヨークの内周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成される、又は、
前記内側ヨークの外周壁面に前記内側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記内側ヨークの外周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成される、又は
前記外側ヨークの内周壁面に前記外側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記外側ヨークの内周壁面に配備されていると共に、前記内側ヨークの外周壁面に前記内側ヨークの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に並行に伸びる複数の磁石列が、前記流動方向に対して斜交する方向で前記内側ヨークの外周壁面に配備されて複数個の前記磁石が構成され、
前記円周方向で隣接する前記磁石列同士の間を、前記流動方向に斜交して伸びる線分と、前記流動方向との間に形成される角度θが５度～８５度の範囲で、
前記円筒状コイルに通電することで前記磁石体を構成する複数個の前記磁石が前記円周方向に回転して前記推進力が付与される
流体移送装置。 A fluid transfer device that applies a propulsive force in a flow direction to a fluid flowing inside a fluid transfer pipe made of a cylindrical body,
The magnetic field has a circular cross section, and the magnetic field has a circular cross section. The ...
The magnetic field having an annular cross section is formed between a cylindrical outer yoke and a cylindrical inner yoke extending in the flow direction with the cylindrical coil sandwiched between them in the radial direction,
the magnetic body is composed of a plurality of magnets arranged on an inner peripheral wall surface of the outer yoke or an outer peripheral wall surface of the inner yoke, or on both the inner peripheral wall surface of the outer yoke and the outer peripheral wall surface of the inner yoke, facing each other with the cylindrical coil therebetween,
A plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction at predetermined intervals between each other in the circumferential direction of the outer yoke are arranged on the inner peripheral wall surface of the outer yoke in a direction oblique to the flow direction, thereby forming a plurality of magnets, or
A plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the inner yoke are arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets, or a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the outer yoke are arranged on the inner peripheral wall surface of the outer yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets, and a plurality of magnet rows extending parallel to the flow direction with a predetermined interval between each other in the circumferential direction of the inner yoke are arranged on the outer peripheral wall surface of the inner yoke in a direction oblique to the flow direction to form a plurality of magnets,
the angle θ formed between a line segment extending obliquely between the magnet rows adjacent to each other in the circumferential direction and the flow direction is in the range of 5 degrees to 85 degrees,
a fluid transfer device in which, by passing current through the cylindrical coil, the plurality of magnets constituting the magnetic body rotate in the circumferential direction, thereby imparting the propulsive force. 前記磁石列のそれぞれは互いに同一の形状、大きさである請求項８記載の流体移送装置。 The fluid transfer device according to claim 8, wherein each of the magnet rows has the same shape and size. 前記磁石列のそれぞれは複数個の磁石が前記流動方向で隣接する磁石との間に所定の間隔を空けて配備されて形成されている
請求項９記載の流体移送装置。 10. The fluid transfer device according to claim 9, wherein each of the magnet rows is formed by arranging a plurality of magnets with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction. 前記ロータの円周方向で互いの間に所定の間隔を空けて前記流動方向に対して斜交する方向で前記周壁面に配備されている複数個の前記磁石の中の円周方向で隣接する磁石同士の間に溝が形成されておらず、
前記流動方向で隣接する磁石同士の間に所定の間隔を空けて配備されている複数個の前記磁石の中の前記流動方向で隣接する磁石同士の間形成されている溝は残っていて、これにより、前記流動方向に対して斜交する方向で伸びる溝条が前記ロータの前記周壁面に形成されている
請求項１０記載の流体移送装置。 The magnets are arranged on the peripheral wall surface of the rotor in a direction oblique to the flow direction with a predetermined interval between them in the circumferential direction of the rotor. Among the magnets, no grooves are formed between adjacent magnets in the circumferential direction,
A fluid transfer device as described in claim 10, wherein grooves formed between adjacent magnets in the flow direction among a plurality of magnets arranged with a predetermined interval between adjacent magnets in the flow direction remain, thereby forming grooves extending obliquely to the flow direction on the peripheral wall surface of the rotor. 前記ロータ部と前記磁石との間に、前記磁石の半径方向における位置を嵩上げする支持材が介在している請求項１０又は１１記載の流体移送装置 The fluid transfer device according to claim 10 or 11, wherein a support material is interposed between the rotor part and the magnet to raise the radial position of the magnet. 前記円筒状コイルを構成するコイル巻線は、前記磁石列が前記流動方向に対して傾斜している方向と同一の傾斜方向で前記流体の流動方向に対して斜交して巻回されている請求項７～１０のいずれか一項に記載の流体移送装置。 A fluid transfer device according to any one of claims 7 to 10, in which the coil winding constituting the cylindrical coil is wound obliquely with respect to the flow direction of the fluid in the same inclination direction as the magnet array is inclined with respect to the flow direction. 複数の前記磁石列は、それぞれ、
前記外側ヨークにねじ止めされている、又は、
前記内側ヨークにねじ止めされている、又は、
前記外側ヨークにねじ止めされていると共に前記内側ヨークにねじ止めされている
請求項７～１０のいずれか一項に記載の流体移送装置。 Each of the plurality of magnet rows includes:
or
or
The fluid transfer device according to any one of claims 7 to 10, wherein the fluid transfer device is screwed to the outer yoke and screwed to the inner yoke. 請求項１又は請求項8記載の構造を備えている流体移送装置兼用の発電機。 A generator that also serves as a fluid transfer device, having the structure described in claim 1 or claim 8.
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