(57)【要約】【課題】  本発明は浮力を得るための水資源の消費を最小限に抑えられる浮力発電装置の改良技術に関する。【解決手段】  循環押出し部１２は、発電重力部１４下端に位置する循環質量球１６を水槽浮力部１２方向へと押し出す伝送シリンダー３２と、循環質量球１６が移動する伝送通路３４と、循環押出し部２０内部で水槽浮力部側の水が発電重力部側へ流れ出るのを防ぐシール蓋３６を有し、  シール蓋３６は略中央位置よりも鉛直下方向位置にガイド軸機構を有し、ガイド軸機構は循環質量球１６がシール蓋３６を押すことで循環質量球１６を水槽浮力部１２方向へ案内し、  伝送シリンダー３２は循環質量球１６を押し出す際に移動通路３４を密閉する密閉フランジを備え、密閉フランジは伝送シリンダー３２の原点復帰動作時に外気を取り込む逆止弁機構を有し、  伝送通路３４の通路長さは循環質量球１６の直径よりも長いことを特徴とする。【選択図】      図１
2020033895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が液体で満たされた水槽浮力部と、該水槽浮力部と隣接して設けられた発電重力部と、該発電重力部と水槽浮力部とを交互に繰り返し移動する複数の循環質量球と、前記発電重力部と隣接して設けられ該発電重力部の内部における循環質量球の落下により電力を発生させる発電システム部と、落下後の循環質量球を前記水槽浮力部へ移動させる循環押出し部と、を備えた浮力発電装置であって、
前記水槽浮力部は、少なくとも前記発電重力部よりも高い位置まで液体で満たされ、
前記循環押出し部は、発電重力部下端に位置する循環質量球を水槽浮力部方向へと押し出す伝送シリンダーと、該伝送シリンダーによって押し出される循環質量球が移動する伝送通路と、循環押出し部内部において水槽浮力部側の液体が発電重力部側へ流れ出るのを防ぐシール蓋と、を有し、
前記シール蓋は、該シール蓋の略中央位置よりも鉛直下方向位置にガイド軸機構を有し、該ガイド軸機構は伝送シリンダーによって押し出された循環質量球がシール蓋を押圧すことで該循環質量球を前記水槽浮力部方向へ案内し、
前記伝送シリンダーは、前記循環質量球を押し出す際に前記移動通路を密閉するとともに該循環質量球に当接される密閉フランジを備え、該密閉フランジは循環質量球の押し出し後の伝送シリンダーの原点復帰動作時に外気エアーを取り込むための逆止弁機構を有し、
前記伝送通路の通路長さは、少なくとも前記循環質量球の直径よりも長いことを特徴とする浮力発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浮力発電装置であって、
前記シール蓋は、前記伝送シリンダーによって押圧された際に該シール蓋の傾斜を調整するシール蓋ストッパーが前記ガイド軸機構の下方位置に設けられることを特徴とする浮力発電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の浮力発電装置であって、
前記水槽浮力部と発電重力部との間には、前記循環質量球が水槽浮力部から発電重力部へと案内されるガイドルート部が橋架されることを特徴とする浮力発電装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の浮力発電装置であって、
前記発電システム部は、少なくとも定格出力が３００Ｗ以上の発電モーターと、該発電モーターと一体して設けられ前記循環質量球の落下により前記発電モーターのシャフトを回転させるインペラ羽根車と、を含んで構成され、
前記発電モーターは、発電効率が９０％以上であることを特徴とする浮力発電装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の浮力発電装置であって、
前記インペラ羽根車は、該インペラ羽根車の先端領域が前記発電モーターの回転方向に５度から７５度の角度を有し、
前記インペラ羽根車の先端領域は、前記循環質量球と当接する位置に保護ラバーを有することを特徴とする浮力発電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の浮力発電装置であって、
当該浮力発電装置は、前記発電システム部で発電された電力を充電するためのバッテリー部を備えることを特徴とする浮力発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の浮力発電装置であって、
前記バッテリー部には、前記発電システム部で発電された発電量を検知して該バッテリー部に充電された発電総量を目視できる発電電力表示部を有することを特徴とする浮力発電装置。
【請求項８】
請求項６に記載の浮力発電装置であって、
前記バッテリー部には、前記発電システム部で発電された発電量を検知することで発電時における瞬時発電量を目視できる瞬時電力表示部を有することを特徴とする浮力発電装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の浮力発電装置であって、
前記水槽浮力部には、該水槽浮力部内部の水量を一定に保つための光電センサー制御部を備えていることを特徴とする浮力発電装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の浮力発電装置であって、
前記伝送シリンダーには循環質量球の有無を判断する循環質量球検知センサーを設けるとともにシール蓋には該シール蓋が元の位置に戻るとその事を検知するシール蓋検知センサーを設け、該シール蓋検知センサーによる信号を受けて前記伝送シリンダーが原点位置に戻ることを特徴とする浮力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浮力を利用した発電装置、特に浮力を得るための水資源の消費を最小限に抑えることができる浮力発電装置の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今では、環境問題に配慮した様々な発電システムが提案されている。その中でも特に風力発電や太陽光発電などは枯渇することのない自然エネルギーを利用していることから、環境に優しいクリーンな発電方式としてすでに一般化されており、小規模ないし大規模を問わず全国各地での普及が進んでいる。
【０００３】
ところで、一昔前から枯渇の恐れが少なく一般的なエネルギー資源として水が注目されており、この水資源を利用した発電方式として自然法則である水の浮力を利用した浮力発電装置の研究開発等が専門家により行われている。例えば特許文献１には、筒状水タワーと複数のフロートボールと伝送装置と水補充装置を利用して、筒状水タワー内の水にフロートボールを伝送することで得られる浮力によって発電機セットを循環可動させて発電を行う浮力発電装置に関する技術が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、浮力体を水槽下の水槽装入口で積み重ね装入し、誘導ガイドで上部浮上口に誘導し、浮上口上部の水槽を常時通過させ水槽上部に浮上させることで位置エネルギーを得て、落下する運動エネルギーで発電機を回す駆動装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３８９４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、浮力発電装置を特許文献１のような構成とすることで、浮力を利用した環境に優しい発電が実現できるようになるが、特許文献１によると発電中は筒状水タワー内部の水が漏れ出していることから水補充装置を利用して水を常に補充する必要がある。同様に、特許文献２においても駆動装置には給水口が設けられており、漏出した水を常時補給している。つまり、従来の浮力発電装置は環境に優しい発電方式である一方、発電中には必ず水の漏出を伴うものであるにも関わらずこの点における改良は現在においてもあまり進められておらず、まだまだ改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行われたものであって、その目的は、浮力発電に必要不可欠であり、且つ、環境に優しく枯渇の恐れが少ない水資源をさらに無駄なく利用できる浮力発電装置を提供することである。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る浮力発電装置は、
内部が液体で満たされた水槽浮力部と、該水槽浮力部と隣接して設けられた発電重力部と、該発電重力部と水槽浮力部とを交互に繰り返し移動する複数の循環質量球と、前記発電重力部と隣接して設けられ該発電重力部での循環質量球の落下により電力を発生させる発電システム部と、落下後の循環質量球を前記水槽浮力部へ移動させる循環押出し部と、を備えた浮力発電装置であって、
前記水槽浮力部は、少なくとも前記発電重力部よりも高い位置まで液体で満たされ、
前記循環押出し部は、発電重力部下端に位置する循環質量球を水槽浮力部方向へと押し出す伝送シリンダーと、該伝送シリンダーによって押し出される循環質量球が移動する伝送通路と、循環押出し部内部において水槽浮力部側の液体が発電重力部側へ流れ出るのを防ぐシール蓋と、を有し、
前記シール蓋は、該シール蓋の略中央位置よりも鉛直下方向位置にガイド軸機構を有し、該ガイド軸機構は伝送シリンダーによって押し出された循環質量球がシール蓋を押圧すことで該循環質量球は前記水槽浮力部方向へ案内され、
前記伝送シリンダーは、前記循環質量球を押し出す際に前記移動通路を密閉するとともに該循環質量球に当接される密閉フランジを備え、該密閉フランジは循環質量球の押し出し後の伝送シリンダーの原点復帰動作時に外気エアーを取り込むための逆止弁機構を有し、
前記伝送通路の通路長さは、少なくとも前記循環質量球の直径よりも長いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記シール蓋は、前記伝送シリンダーによって押圧された際に該シール蓋の傾斜を調整するシール蓋ストッパーが前記ガイド軸機構の下方位置に設けられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記水槽浮力部と発電重力部との間には、前記循環質量球が水槽浮力部から発電重力部へと案内されるガイドルート部が橋架されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記発電システム部は、少なくとも定格出力が３００Ｗ以上の発電モーターと、該発電モーターと一体して設けられ前記循環質量球の落下により前記発電モーターのシャフトを回転させるインペラ羽根車と、を含んで構成され、
前記発電モーターは、発電効率が９０％以上であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記インペラ羽根車は、該インペラ羽根車の先端領域が前記発電モーターの回転方向に５度から７５度の角度を有し、
前記インペラ羽根車の先端領域は、前記循環質量球と当接する位置に保護ラバーを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
当該浮力発電装置は、前記発電システム部で発電された電力を充電するためのバッテリー部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記バッテリー部には、前記発電システム部で発電された発電量を検知して該バッテリー部に充電された発電総量を目視できる発電電力表示部を有することを特徴とする
【００１５】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記バッテリー部には、前記発電システム部で発電された発電量を検知することで発電時における瞬時発電量を目視できる瞬時電力表示部を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記水槽浮力部には、該水槽浮力部内部の水量を一定に保つための光電センサー制御部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る浮力発電装置は、
前記伝送シリンダーには循環質量球の有無を判断する循環質量球検知センサーを設けるとともにシール蓋には該シール蓋が元の位置に戻るとその事を検知するシール蓋検知センサーを設け、該シール蓋検知センサーによる信号を受けて前記伝送シリンダーが原点位置に戻ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、浮力発電装置の循環押出し部が有する伝送シリンダーには密閉フランジと逆止弁機構を備えるとともにシール蓋には所定位置にガイド軸機構を備えて水槽浮力部と発電重力部との間で複数の循環質量球を絶えず循環させることで、水槽浮力部内部の液体の漏れを最小限に抑えることができるので従来の浮力発電装置と比較して水資源の漏出が少ない浮力発電を実現することができる。
【００１９】
また、前記逆止弁機構により伝送シリンダーの原点復帰動作時には伝送通路の内部に外気エアーを取り込むことができるので、伝送通路内における負圧状態の維持を防止して従来よりも効率の良い浮力発電の実現が期待できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る浮力発電装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る浮力発電装置が備える循環押出し部の概略説明図を示す。
【図３】本実施形態における循環押出し部の動作説明図を示す。
【図４】本実施形態における逆止弁機構の概略動作図を示す。
【図５】本実施形態におけるシール蓋ストッパーの概略説明図を示す。
【図６】本実施形態における循環押出し部が備えるシール蓋に設けられた液受け機構の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の浮力発電装置について図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。
【００２２】
図１には本発明の実施形態に係る浮力発電装置の概略構成図を示す。同図に示す浮力発電装置１０は、内部が液体で満たされた水槽浮力部１２と、該水槽浮力部１２と隣接して設けられた発電重力部１４と、該発電重力部１４と水槽浮力部１２とを交互に繰り返し移動する複数の循環質量球１６と、前記発電重力部１４と隣接して設けられ該発電重力部１４の内部における循環質量球１６の落下により電力を発生させる発電システム部１８と、落下後の循環質量球１６を前記水槽浮力部１２へ移動させる循環押出し部２０と、を備えている。
【００２３】
はじめに水槽浮力部１２について説明する。水槽浮力部１２は略円筒形状を有しており、その内部は液体で満たされている。本実施形態における水槽浮力部１２内部の液体は水道水や雨水であるが、例えば水に何らかの物質を溶解した水溶液や他の液体であっても構わない。本実施形態では、この水槽浮力部１２内部に満たされた水による浮力の影響で、水槽浮力部１２の下部に位置する循環質量球１６が水槽浮力部１２の上部へと上昇する。したがって、循環質量球１６は水槽浮力部１２内部の液体と比較して比重の小さい物質で構成されている。すなわち、本実施形態に係る浮力発電装置１０では自然法則である浮力を利用して水槽浮力部１２内部の液体よりも比重の小さい循環質量球１６を下部から上部へと移動させているのである。
【００２４】
次に発電重力部１４について説明する。発電重力部１４は、水槽浮力部１２と隣接して設けられており、本実施形態では水槽浮力部１２と発電システム部１８との間に設けられている。発電重力部１４は略円筒形状を有しており、且つ、発電システム部１８方向が長手方向に開口した形状となっている。本実施形態では、この開口部分から発電システム部１８の一部（後述するインペラ羽根車２６）が発電重力部１４内部に侵入して設けられている。
【００２５】
発電重力部１４は、内部に発電システム部１４の一部を侵入させるものであることから発電システム部１８と発電重力部１４との接触を防ぐために、例えば発電重力部１４における長手方向中央部分が拡幅した略円筒形状とし、この拡幅部分に開口を有した形状とすることもできる。
【００２６】
また、発電重力部１４はその内部は大気圧の空気で満たされている。つまり、水槽浮力部１２内部で浮力により上昇した循環質量球１６はその後発電重力部１４へ侵入し、発電重力部１４内部において該発電重力部１４の上部に位置する循環質量球１６は、自然法則である重力により発電重力部１４の下部へと自然落下する。
【００２７】
そして、例えば水槽浮力部１２と発電重力部１４との間にガイドレール部２２を橋架させることで、前記水槽浮力部１２の上部に位置する循環質量球１６を発電重力部１４へスムーズに案内することができる。また、本実施形態における浮力発電装置１０では水槽浮力部１２と発電重力部１４との間にガイドレール部２２を橋架させているが、ガイドレール部２２がない構成としても良い。
【００２８】
ここで、本実施形態における浮力発電装置１０では、水槽浮力部１２内部に満たされている水の高さよりも発電重力部１４の高さが低い位置になるように構成されている。このような構成とすることで、水の浮力により上昇した循環質量球１６はこれらの位置関係から自然に発電重力部１４方向へと進むこととなる。
【００２９】
つまり本実施形態においては、循環質量球１６は水槽浮力部１２上部に到達すると自然に発電重力部１４方向へと移動できることを前提として、よりスムーズに循環質量球１６を発電重力部１４へと案内するために水槽浮力部１２と発電重力部１４との間にガイドレール部２２を橋架させている。
【００３０】
そして、本実施形態に係る浮力発電装置１０では、発電重力部１４と隣接して発電システム部１８が設けられている。発電システム部１８は、回転動作により電力を発電する発電モーター２４と該発電モーター２４が有するシャフトに固定されたインペラ羽根車２６とを含んで構成されている。
【００３１】
図１に示されるように発電システム部１８は、発電重力部１４の内部においてインペラ羽根車２６に循環質量球１６が落下することで、発電モーター２４を回転させて発電を行っている。また、本実施形態における発電モーター２４は、少なくとも定格出力が３００Ｗ以上であることが好ましく、特に好ましくは１０００Ｗ以上であることが好適である。さらに本実施形態における発電モーター２４は、発電効率が９０％以上であることが好ましく、特に好ましくは発電効率が９３．８％以上であることが好ましく、より好ましくは９５％以上であることが好適である。
【００３２】
インペラ羽根車２６の先端領域２８は、循環質量球１６の落下をしっかりと受けるために（循環質量球１６の落下エネルギーをインペラ羽根車２６に伝えるために）発電モーター２４の回転方向に所定の角度を有して折り曲げられている。この先端領域２８の有する発電モーター２４の回転方向への角度は、５度から７５度の範囲内であることが好ましく、特に好ましくは１５度から４５度の範囲内であることが好適である。
【００３３】
また、先端領域２８において循環質量球１６の落下により該循環質量球１６が接触する位置には保護ラバー３０が設けられている。保護ラバー３０を設けることで、循環質量球１６の落下による衝撃からインペラ羽根車２６を保護できるとともに、循環質量球１６の落下によるエネルギーをしっかりとインペラ羽根車に伝えることができる。一般的に浮力発電装置は長期間使用するものであり、特に当該浮力発電装置１０を長期間使用した際に保護ラバー３０の保護効果が顕著に発揮され得る。
【００３４】
そして、発電重力部１４内部において循環質量球１６がインペラ羽根車２６の先端領域２８（保護ラバー３０）に落下することでインペラ羽根車２６が回転し、該インペラ羽根車２６の回転と対応して発電モーター２４が有するシャフトも回転することで発電した電力が得られる。
【００３５】
その後、循環質量球１６は発電重力部１４の下方向に位置する循環押出し部２０へと到達する。循環押出し部２０は、伝送シリンダー３２と伝送通路３４とシール蓋３６とで構成されている。循環押出し部２０の内部に到達した循環質量球１６は、伝送シリンダー３２によって伝送通路３４方向へと押し出され、さらにシール蓋３６を移動させて水槽浮力部１２方向へと伝送される。
【００３６】
このように本実施形態に係る浮力発電装置１０は、複数の循環質量球１６が水槽浮力部１２、発電重力部１４、および循環押出し部２０を循環して絶えず発電システム部１８のインペラ羽根車２６を回し続けることで、継続的に発電モーター２４により電力を発電することができる。
【００３７】
循環押出し部の構成について
ここで、本実施形態に係る浮力発電装置１０の循環押出し部２０について詳しく説明する。図２には、本発明の実施形態に係る浮力発電装置が備える循環押出し部の概略説明図を示す。前述のとおり、循環押出し部２０は循環質量球１６を循環させるために伝送シリンダー３２と伝送通路３４とシール蓋３６を備えて構成されている。
【００３８】
伝送シリンダー３２は、例えば電動モーター等を利用して往復運動ができるように構成されている。また伝送シリンダー３２は、循環質量球１６を水槽浮力部１２方向へ押し出す際に伝送通路３４を密閉するとともに該循環質量球１６に当接される密閉フランジ３８を有している。さらに密閉フランジ３８は、循環質量球１６を水槽浮力部１２方向へ押し出し後の当該伝送シリンダー３２の原点復帰動作時に外気エアーを取り込むための逆止弁機構４０を有している。
【００３９】
伝送通路３４は、循環質量球１６が水槽浮力部１２方向へ押し出される際に通過する通路であり、伝送通路３４の通路長さは少なくとも循環質量球１６の直径よりも大きい長さを有していることが好ましい。
【００４０】
シール蓋３６は略円盤形状を有しており、該シール蓋３６の略中央位置よりも鉛直下方向位置にガイド軸機構４２を有している。シール蓋３６には少なくとも１本のガイド軸機構４２を有していることが好ましく、より安定性を維持するためには２本以上のガイド軸機構４２を有していることが好適である。また、２本以上のガイド軸機構４２を設ける場合には、ガイド溝４２同士が当該浮力発電装置１０の設置面に対して略平行位置にあることが好ましい。
【００４１】
シール蓋３６は伝送通路３４の水槽浮力部１２方向端部と当接しており、そのためシール蓋３６がこの位置にある状態においては水槽浮力部１２側の水が伝送通路３４へ流れ出ることはない。また、本実施形態におけるシール蓋３６は略円盤形状端部付近に例えばＯリング（オーリング）のような密閉ゴムパッキン４４を有しており、該密閉ゴムパッキン４４は、循環押出し部２０の内部において水槽浮力部１２側の水が伝送通路３４方向（発電重力部１４方向）へ流れ出るのをしっかりと防止する機能を果たしている。
【００４２】
そして、上述した伝送シリンダー３２（密閉フランジ３８、逆止弁機構４０）、伝送通路３４、およびシール蓋３６（ガイド軸機構４２）が循環質量球１６の移動に応じてそれぞれが所定の動作をすることで、浮力発電装置１０における循環質量球１６の循環動作（循環質量球１６による浮力発電）を可能としている。以下、本実施形態に係る浮力発電装置１０における循環質量球１６の循環（および循環押出し部２０の動作）について詳しく説明する。
【００４３】
循環質量球の循環について
ここで、本実施形態における循環押出し部２０による循環質量球１６の循環について図３（ａ）から（ｄ）を用いてそれぞれの流れを説明する。図３では、説明を分かりやすくするために、伝送シリンダー３２が有する密閉フランジ３８の大きさを実際よりも大きく図示している。図１により詳述したように、水槽浮力部１２の下部に位置する循環質量球１６は、該水槽浮力部１２内部の水による浮力の影響で水槽浮力部１２の上部へと上昇していく。
【００４４】
そして、水槽浮力部１２の内部に満たされた水の上端まで上昇した循環質量球１６は、ガイドレール部２２を経由して発電重力部１４へと移動し、該発電重力部１４の上部から下部へと落下する。この循環質量球１６の落下によりインペラ羽根車２６を回転させて発電システム部１８（発電モーター２４）による発電動作が行われている（図１を参照）。
【００４５】
その後、発電重力部１４の下部に到達した循環質量球１６は、図３（ａ）に示されるように該発電重力部１４の下端に位置する循環押出し部２０へと落下する。循環押出し部２０に落下した循環質量球１６は、図３（ｂ）に示されるように伝送シリンダー３２が有する密閉フランジ３８により伝送通路３４方向へと押し出される。押し出された循環質量球１６は伝送通路３４を経由し、さらに伝送シリンダー３２によって押し出されることでシール蓋３６を水槽浮力部１２方向へと押し出すこととなる。
【００４６】
この時、図３（ｂ）に示されるようにシール蓋３６が伝送通路３４から離れてしまうので伝送通路３４へ水槽浮力部１２の水が浸入することになるが、該伝送通路３４は密閉フランジ３８によって発電重力部１４側との遮断が保たれた状態となっている。すなわち、本実施形態では、循環押出し部２０の内部においては、水槽浮力部１２側の水が発電重力部１４方向へ漏出することはなく、水は水槽浮力部１２に保持された状態を維持することができる。
【００４７】
その後、図３（ｃ）に示されるように、シール蓋３６がさらに水槽浮力部１２方向へ押し出されることになるが、所定位置までシール蓋３６が押し出された後はガイド軸機構４２によって、循環質量球１６は水槽浮力部１２へと適正に案内される。ガイド軸機構４２はバネ構造を有しており、シール蓋３６が循環質量球１６により押圧されることで縮むとともに、シール蓋３６とガイド軸機構４２との接続部にシール蓋３６が可動可能なピン等を設けることで押圧の力を利用してシール蓋３６を上方へ傾けて循環質量球１６を水槽浮力部１２へと案内している。
【００４８】
かりにガイド軸機構４２が設けられる位置がシール蓋３６中央に位置している場合には、伝送シリンダー３２による押し出し方向へ質量球１６とともにシール蓋３６が移動するだけであるが、本実施形態のように、ガイド軸機構４２をシール蓋３６中央位置よりも下方向の位置（シール蓋３６の略中央位置よりも鉛直下方向位置）に設けることで、シール蓋３６が上方に傾いて水槽浮力部１２方向へ循環質量球１６を案内することができるのである。
【００４９】
また、この状態においても、密閉フランジ３８によって伝送通路３４の密閉が保たれているので、循環押出し部２０における水槽浮力部１２側の水が循環押出し部２０における発電重力部１４方向へ漏出することはない。
【００５０】
そして、図３（ｄ）に示すように浮力の影響で循環質量球１６は水槽浮力部１２内部を上昇していくとともに、シール蓋３６は伝送通路３４と当接していた元の位置に戻る。その後シール蓋３６が元の位置に戻ったタイミングで（元の位置に戻った後）伝送シリンダー３２の原点復帰動作が行われる。
【００５１】
この時、伝送通路３４の内部は密閉状態であることから伝送シリンダー３２が左側方向（発電重力部１４方向）へ移動することで伝送通路３４の内部は負圧の状態となり、この負圧状態は伝送シリンダー３２の原点復帰動作を妨げることとなってしまう（伝送シリンダー３２を左側方向へ移動させるためには大きな力が必要となる）。
【００５２】
そこで、本実施形態における循環押出し部２０では、密閉フランジ３８に逆止弁機構４０を備えることで、伝送シリンダー３２の原点復帰動作時において伝送通路３４の内部が負圧状態となった場合にのみ逆止弁機構４０が動作して外気エアーを取り入れることで、伝送通路３４内部の密閉状態を解除して伝送通路３４内部をもとの常圧状態に戻すことができる。
【００５３】
具体的には、逆止弁機構４０は常圧状態においては逆止弁機構４０内部の引張りコイルバネにより逆止弁が閉まっているが（図３（ａ）から（ｃ）を参照）、負圧状態においては逆止弁機構４０内部の引張りコイルバネが水槽浮力部１２方向に引っ張られて逆止弁が外される構造となっているので、伝送通路３４が負圧状態の場合にのみ外気エアーを取り込むことができる（図３（ｄ）を参照）。
【００５４】
より具体的には、図４に示すように伝送通路３４が常圧状態である場合には逆止弁機構４０は閉まった状態になっているが、伝送シリンダー３２の原点復帰動作時において伝送通路３４が負圧状態になった場合には逆止弁機構４０は伝送シリンダー３２方向から外気エアーが侵入し、外気エアー排出口から抜けていく。
【００５５】
図４では、外気エアー排出口は常圧状態ではパッキン溝に設けられたパッキンにより塞がれており、負圧状態になったときに逆止弁機構４０内部の引張りコイルバネが伸びることで開放されるようになっている。また、図４のように例えば中央位置に空気抜き穴を設けても良い。本実施形態において外気エアー排出口はいくつ設けても良いが、例えば図４の下図に示されるように外気エアー排出口は４箇所設けることが好ましい。
【００５６】
このように、本実施形態における浮力発電装置１０は、循環押出し部２０内部の密閉（シール蓋３６によって水槽浮力部１２側と発電重力部１４側とを区別している状態）を保持しながら循環質量球１６を循環させることができるので水資源の漏出を極力抑えることができ、且つ、逆止弁機構４０を備えることで、伝送シリンダー３２の原点復帰動作に必要なエネルギーを少なくすることができ、その結果、効率の良い浮力発電を実現することができる。また、万が一水資源の漏出が確認できた場合には、適宜水資源を補充することで、浮力発電を継続することができる。
【００５７】
また、本実施形態では図５に示されるように、ガイド軸機構４２の下方位置にシール蓋ストッパー４６を設ける構造とすることも出来る。実際には図５（ｃ）（または図３（ｃ））の状態において、シール蓋３６と循環質量球１６とがうまく離れずに水槽浮力部１２の下端で引っかかってしまう恐れがある。
【００５８】
そこで、本実施形態においてシール蓋ストッパー４６を設ける構造とすることで、シール蓋３６の傾斜を適切に調整して循環質量球１６の循環動作をスムーズに行うことが出来る。すなわち、シール蓋ストッパー４６によってシール蓋３６は傾斜状態を維持して循環質量球１６をリリースすることが出来る。
【００５９】
また図６に示されるように、本実施形態における循環押出し部２０が備えるシール蓋３６には水槽浮力部１２の水の減少を防ぐための液抜き機構として、液抜き軸４８および液抜きバネ受け５０を設ける構成とすることもできる。図６では液抜き機構の構成を説明するためにガイド軸機構４２を省略して図示しているが、本構成に上述したガイド軸機構４２を設けることで、本発明の上記効果を発揮することができる。
【００６０】
そして本実施形態においては、浮力発電装置１０（発電システム部１８）で発電した電力をバッテリー等に充電できるような構成とするとともに、発電システム部１８で発電された発電量を検知してその瞬時発電量（またはバッテリーに充電された発電総量）を目視できる瞬時発電表示部（または発電総量を表示する発電電力表示部）を設ける構成とすることも出来る。このような構成とすることで、使用者の現場における利便性を向上させることができる。
【００６１】
また、図１の水槽浮力部１２に例えば水量を制御する光電センサー制御部を設けて内部の水量を制御することもできる。この場合、水槽浮力部１２には光電センサーを２つ設けて該２つの光電センサーの間で水量が一定となるような制御をすることが好ましい。
【００６２】
さらに、伝送シリンダー３２には循環質量球１６の有無を判断する循環質量球検知センサーを設けるとともにシール蓋３６には該シール蓋３６が元の位置に戻るとその事を検知するシール蓋検知センサーを設け、該シール蓋検知センサーによる信号を受けて前記伝送シリンダー３２が原点位置に戻すようにする構成とすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明による浮力発電装置は、自然法則である浮力（および重力）を利用するとともに水資源の漏出を極力減らしながら浮力発電を行えることから、環境に優しいクリーンは発電方式として家庭用の小規模発電として利用することができ、さらにビルや工場等においては太陽光発電や風力発電等と併用した大規模発電にも利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０        浮力発電装置
１２        水槽浮力部
１４        発電重力部
１６        循環質量球
１８        発電システム部
２０        循環押出し部
２２        ガイドレール部
２４        発電モーター
２６        インペラ羽根車
２８        先端領域
３０        保護ラバー
３２        伝送シリンダー
３４        伝送通路
３６        シール蓋
３８        密閉フランジ
４０        逆止弁機構
４２        ガイド軸機構
４４        密閉ゴムパッキン
４６        シール蓋ストッパー
４８        液抜き軸
５０        液抜きバネ受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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