(57)【要約】【課題】  水が入った容器の下部から滴下する水と比例して発生する気泡を、水底で待機していたチュ−ブ状の物体が捕集し、その浮力で浮揚して水面に達すると、直ちに気泡を放出して沈降する機能を、物体が備えていれば、気泡が発生を続けるかぎり、その物体は昇降運動を継続し、見る人の目を楽しませてくれるはずである。【解決手段】  発生してくる気泡をネットで捕集する場合、網目が大きいと抜け出すが、段々網目を小さくしていき、一定の大きさになると全く抜け出さなくなる。試行錯誤のすえ、この大きさの網目のネットを用いて、水中で気泡を捕集し、その浮力で自然に浮揚させて水面に接触させると、捕集されていた気泡が瞬時に破壊し、たちまち浮力は喪失して沈降した。用いたネットの網目の大きさは約１、６ｍｍであった。この発見による示唆で、極めてシンプルな構成ながら、図面のような水中昇降装置が実現できた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
網目の一辺または直径が約１、６ｍｍのネットを用い、水中の気泡を捕集して浮揚し、水面に達すると気泡を放出して沈降する図４のごとき浮沈体を擁した、自動昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は水中で発生する気泡の浮力と気圧差に着目して開発したもので、水中で浮揚と沈降を繰り返すことによって、観る人に安らぎを与える一種の動くデイスプレイに属する。
【背景技術】
【０００２】  水槽の下部の気泡発生器によって、断続的に気泡を発生させる装置はみかけるが、その気泡の浮力を利用したアクションや機構に接したことはない。潜水器具や沈没船の浮揚手段に用いるケ−スはあると聞く。しかし、これらは、特別な気泡発生装置が不可欠である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  電池や磁石、薬品、熱、電磁波などの有料エネルギ−に依存せず、水中における気泡の浮力で浮揚し、気泡の放出で沈降する最もシンプルな昇降運動の実現が課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  水を入れたペットボトルの中で錘をつけた中空のカプセルの昇降運動を実現するには、ボトルの口部を容易に抜けられる小型なカプセルが要求される。つまり気泡を放出するための特別な機構の取り付けは断念せざるせざるを得ない。試行錯誤のすえの解決策を図面によって述べる。
倒立したペットボトル１の下部のキヤップ１３の空気口１４から発生する気泡が、待機していたカプセル状の浮沈体［図４］の内部に入ると、気泡は頂部のネット７に達し、細かい網目に捕捉される。すると気泡の強い浮力で浮沈体は浮揚する。水中に於ける気泡は網目が大きいと抜け出るが、直径が約１、６ｍｍ前後の小さな網目の場合は確実に捕捉できることを認識した。この網目を一定の大きさにすると自然に気泡が放出する。この網目の大きさを追及すれば、特別な放出機構を必要とせずに、自然に気泡を放出する手段が見え出せそうである。以後、浮沈体の頂部にはネットを用い、そのネットの網目の大きさと、気泡の放出の関連を追及して、浮沈体の昇降運動実現の成果を生む手段にしたい。【０００５】  手段の具体策。下方に錘１０を配置した浮沈体６の上部に、半月状又はピラミッド状に成型したネット７を［図４］のように接合する。ネットは気泡の捕集に適した約１、６ｍｍの直径の網目を備える。［図４］の状態の浮沈体が水中で、下方からの気泡を捕集して水面に達すると、気泡が即座に放出して、浮力を失った浮沈体は沈降した。つまり・直径約１、６ｍｍの網目のネットは、気泡の捕集だけでなく、水面に達すると気泡を放出するという両方の作用を備えていたのである。この発見で、単純な構成ながら自然力のみで昇降運動を継続する水中昇降装置が完成した。
【発明の効果】
【０００６】  水中で捕集した気泡の浮力を利用して浮揚させる方法は常識であるが、沈降させるには一気に気泡を放出させる機械的装置を取り付ける必要がある。当然、容積も質量も、コストも増加する。本発明は前述したように網目の大きさの研究によって、機械的装置を用いずに気泡の捕集は勿論、タイミングよく放出するネットを、［図４］のように浮沈体の頂部に接合した。網目の直径は約１、６ｍｍである。浮沈体の下部には全体をゆっくり沈降させる程度の錘を固定する。ペッドボトルに水を満たしたら、ネットと錘を取り付けた浮沈体を水中に投入すると、間もなく着底する。次に水の滴下紐１５と、空気口１４を配したキャップで密栓して、［図１］のごとく倒立状態にする。１５から水滴が断続的に落ち始めると、１４から間欠的に気泡が発生し、待機中の浮沈体の内部に入るとネット７に捕捉される。捕捉量が一定量に増すと、その浮力で浮沈体は浮揚して水面に達して停止するが、即座に沈降する。水面に達した時点で気泡は破裂し空気が放出して浮力が喪失するからである。水中の高い水圧に抗していた気泡が、水面に到達した瞬間に圧力差のある空気と接して自然に破壊するからである。電流や磁力やエレクトロニクスなどを一切用いずに、自然力のみで、浮沈体を昇降させることができた。
庭木の枝に吊せばガ−デニング用品として、キッドにすれば大気圧や重力実験用の理科の教材として、店先に置けば「動くデスプレイ」として役立つ。
なお、網目の形状が方形の場合も、一辺は約１、６ｍｍが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明の実施の形態を図面に基づき、詳細に説明する。本発明はどこの家庭にもあるペットボトルの有効再利用の検討を重ねていたときに、アイデアが浮かんだ関係からペットボトルにこだわっているが、もっと容積の大きい水槽等にも発展的に応用できる。
本発明を構成するには、水中の下方の気泡発生部と、気泡の捕集と放出の両機能をもったネットを頂部に、下部には錘をつけた［図４］のごとき浮沈体が必要である。ペットボトルなどの容器を利用する場合は、キャップの中心部と隣接部に直径約２ｍｍほどの穴をあけ、一方には透水性に富む長さ約５〜７ｃｍの紐１５を、他方には長さ０、５ｃｍほどのチュ−ブを［図３］のように挿入する。［図１］のごとく水を満たした容器に浮沈体を入れてキャップを嵌めて逆さにすると、間もなく気泡が発生するが浮力の強い大型の気泡を捕集した場合、浮沈体が急激に上昇や動揺をすることがある。この安定対策としてスタビライザ−１２を配置した。
【実施例】
【０００８】  本発明の最も重要な部分は［図４］の浮沈体である。チュ−ブ状の６にはプラスチックを用い、その頂部には網目が約１、６ｍｍのナイロン製のネットをド−ム状に接合する。下部には鉛などの錘を取り付ける。浮沈体が水中でゆっくりと沈降する程度の重さが望ましい。空気口１４の長さは短いほうが気泡の大きさが安定する。なお、容器の口部の内径に対して浮沈体の直径は約４〜５ｍｍほど小さいほうが支障が少ない。
また、好天の日に［図１］の状態で屋外に吊しておくと午後になると、容器や浮沈体に微小な気泡が付着して、浮力が変わることがあるが、容器を軽く叩くと気泡が分離消滅する。昇降運動の継続時間は紐１５の長さによって変化するが、約５ｃｍの場合なら約８時間持続する。ただし容積が１、５リットルのボトルの場合である。
【産業上の利用可能性】
【０００９】  本発明は水中で発生する気泡の浮力で浮揚し、水面で気泡を放出して沈降する浮沈体の昇降運動にかかわる装置で、ペットボトルなどの再利用をして、自然エネルギ−を活用した動く観賞物である。更に浮沈体の形状や大きさをアレンジすれば、大型の水槽等にも転用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  水を満たして逆さにしたペットボトル内を、浮揚中の浮沈体を示した側面図である。
【図２】  キャップに空気口と水の滴下紐を配した斜視図である。
【図３】  キャップの内側の斜視図である。
【図４】  本発明の主役といえる機能をそなえ、昇降運動を続ける浮沈体の斜視図である。
【図５】  気泡の捕集と放出の両機能を発揮するネットを接合した浮沈体の上面図である。
【符号の説明】
【００１１】    １  ペットボトル
２  ボトルを拘束するベルト
３  リング
４  懸吊紐
５  懸吊用リング
６  浮沈体外側部
７  ネット
８  接合部
９  錘の端末
１０  錘
１１  気泡
１２  スタビライザ−
１３  キャップ
１４  空気口
１５  水の滴下紐
【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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