(57)【要約】【課題】瞬間的に大きな力を継続して発生することができ、長期間、無電力、無人で運転することできる空気圧縮装置及び発電装置を提供する。【解決手段】海面に浮遊し、潮位に応じて上昇し又は下降する第１浮遊体２と、海中から浮力により上昇し、又は海上から自重により下降する第２浮遊体３と、上下方向に所定間隔で係合部１４が設けられた固定体５とを備える。また、第２浮遊体に設けられ、固定体の係合部に係合して第２浮遊体を固定する固定位置と、係合部から離脱して第２浮遊体を解放する解放位置とに移動可能で、固定位置に向かって付勢されたロック部材２１と、第１浮遊体の上昇に応じて固定体の係合部とロック部材との係合を解除するロック解除機構２２と、シリンダ３２が第１浮遊体に設けられ、プランジャ３３が第２浮遊体により駆動されるエアーポンプ２３と、エアーポンプで圧縮された空気を貯留する圧力タンク１３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面に浮遊し、潮位に応じて上昇し又は下降する第１浮遊体と、
海中から浮力により上昇し、又は海上から自重により下降する第２浮遊体と、
前記第２浮遊体の上昇又は下降する方向に沿って配置され、上下方向に所定間隔で係合部が設けられた固定体と、
前記第２浮遊体に設けられ、前記固定体の前記係合部に係合して前記第２浮遊体を固定する固定位置と、前記係合部から離脱して前記第２浮遊体を解放する解放位置とに移動可能で、前記固定位置に向かって付勢されたロック部材と、
前記第１浮遊体の上昇に応じて前記固定体の前記係合部と前記ロック部材との係合を解除するロック解除機構と、
シリンダが前記第１浮遊体に設けられ、プランジャが前記第２浮遊体により駆動されるエアーポンプと、
前記エアーポンプで圧縮された空気を貯留する圧力タンクとを備えることを特徴とする空気圧縮装置。
【請求項２】
前記第１浮遊体は、浮子と、該浮子から垂直に延びる柱部とからなり、
前記第２浮遊体は、浮子と、該浮子から垂直に延びる中空の柱部とからなり、
前記ロック部材は、前記第２浮遊体の前記柱部に嵌入する固定軸からなり、
前記ロック解除機構は、前記第２浮遊体の柱部に設けられた１対のプーリと、該１対のプーリの対向する外周溝間に挿通されたワイヤとからなり、ワイヤの一端が前記第１浮遊体の柱部に連結され、他端が前記第２浮遊体の前記ロック部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。
【請求項３】
前記第１浮遊体の柱部に上下方向に延びるラックが設けられ、
前記第２浮遊体の柱部に、前記ラックに噛み合う第１歯車と、該第１歯車に噛み合う第２歯車とが設けられ、
前記エアーポンプは、前記第１浮遊体と前記第２浮遊体が浮遊状態にあるときに、前記シリンダが水平で、前記プランジャが圧縮状態で、前記プランジャの一端が前記第２歯車の中心よりも前記ラック側で前記第２歯車の側面に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮装置。
【請求項４】
前記エアーポンプのシリンダは、前記第１浮遊体の柱部に固定して設けられ、
前記エアーポンプは、プランジャのピストンが中間に位置し、上シリンダと下シリンダを有し、
前記上シリンダと前記下シリンダにそれぞれ吐出口と吸込口が設けられ
前記プランジャは前記上シリンダ又は前記下シリンダのヘッドを貫通して突出し、前記第２浮遊体の柱部に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮装置。
【請求項５】
前記第１浮遊体の浮子が前記第１浮遊体を囲むように環状に形成され、
前記第１浮遊体の柱部に前記第２浮遊体の柱部と同芯の前記シリンダが形成され、
前記シリンダの上端と下端に上ヘッドと下ヘッドが設けられ、
前記第２浮遊体の柱部は、前記上ヘッドと前記下ヘッドを貫通して前記プランジャを形成し、前記シリンダの中間においてピストンが取り付けられ、
前記上ヘッドと前記下ヘッドにそれぞれ吐出口と吸込口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮装置。
【請求項６】
前記空気圧縮装置が複数台設けられ、
前記複数の空気圧縮装置のそれぞれの前記第２浮遊体３の高さが所定高さずれて設置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気圧縮装置。
【請求項７】
前記複数の空気圧縮装置の前記第２浮遊体３の高さを調整する高さ調整装置が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の空気圧縮装置。
【請求項８】
前記請求項１から７のいずれかに記載の空気圧縮装置と、
前記空気圧縮装置の圧力タンクに貯留された圧縮空気により回転する回転機と、
前記回転機の回転力を電力に変換する発電機とを備えることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潮の干満による潮位の変動を利用した空気圧縮装置及び発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、潮の干満による潮位の変動を利用して、動力を発生したり、発電を行う装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、浮力体に油圧シリンダを設置し、該油圧シリンダのピストンの一端を海底に固定して、海水の干満差でシリンダが上下し、シリンダからの油圧を回転運動に変換する動力発生装置が記載されている。また、特許文献２には、上ローラと下ローラに張架されたエンドレスロープに浮子が設けられ、該浮子の上昇又は下降によりエンドレスロープを介して回転する上ローラが回転軸を回す回転力発生装置が記載されている。さらに、特許文献３には、両螺子加工された可動軸に海中浮力体を設けて、海中浮力体に上昇又は下降により可動軸を回転させ、発電機を駆動する潮汐発電装置が記載されている。
【０００３】
海面の潮汐は通常１日２回あり、満潮から次の満潮まであるいは干潮から次の干潮までの潮位の変動は約１２時間の長い周期であるため、瞬間的な動力を取り出せないという問題があった。また、可動部分が海中に没しているため、藻類やフジツボ等の生物が付着したり、錆が発生して動作不能になる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１９３７０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６２０４号公報（特許第5173401号明細書）
【特許文献３】特開２０１４−１３２１５７号公報（特許第5815171号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は斯かる従来の問題点に鑑みてなされたもので、瞬間的に大きな力を継続して発生することができ、長期間、無電力、無人で運転することできる空気圧縮装置及び発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の空気圧縮装置は、
海面に浮遊し、潮位に応じて上昇し又は下降する第１浮遊体と、
海中から浮力により上昇し、又は海上から自重により下降する第２浮遊体と、
前記第２浮遊体の上昇又は下降する方向に沿って配置され、上下方向に所定間隔で係合部が設けられた固定体と、
前記第２浮遊体に設けられ、前記固定体の前記係合部に係合して前記第２浮遊体を固定する固定位置と、前記係合部から離脱して前記第２浮遊体を解放する解放位置とに移動可能で、前記固定位置に向かって付勢されたロック部材と、
前記第１浮遊体の上昇に応じて前記固定体の前記係合部と前記ロック部材との係合を解除するロック解除機構と、
シリンダが前記第１浮遊体に設けられ、プランジャが前記第２浮遊体により駆動されるエアーポンプと、
前記エアーポンプで圧縮された空気を貯留する圧力タンクとを備える。
【０００７】
本発明の空気圧縮装置では、満ち潮時に、第１浮遊体が潮位に応じて所定高さ上昇する毎に、エアーポンプのプランジャを引張り、ロック解除機構が固定体の係合部とロック部材との係合を解除することにより、第２浮遊体が浮力により上昇して上向きの動力を発生し、該動力によりエアーポンプのプランジャを圧縮し、ロック部材が固定体の係合部に係合する。また、引き潮時に、第１浮遊体が潮位に応じて所定高さ下降する毎に、エアーポンプのプランジャを引張り、ロック解除機構が固定体の係合部とロック部材との係合を解除することにより、第２浮遊体が自重により下降して下向きの動力を発生し、該動力によりエアーポンプのプランジャを圧縮し、ロック部材が前記固定体の前記係合部に係合する。
【０００８】
前記第１浮遊体は、浮子と、該浮子から垂直に延びる柱部とからなり、
前記第２浮遊体は、浮子と、該浮子から垂直に延びる中空の柱部とからなり、
前記ロック部材は、前記第２浮遊体の前記柱部に嵌入する固定軸からなり、
前記ロック解除機構は、前記第２浮遊体の柱部に設けられた１対のプーリと、該１対のプーリの対向する外周溝間に挿通されたワイヤとからなり、ワイヤの一端が前記第１浮遊体の柱部に連結され、他端が前記第２浮遊体の前記ロック部材に連結されていることが好ましい。
【０００９】
前記第１浮遊体の柱部に上下方向に延びるラックが設けられ、
前記第２浮遊体の柱部に、前記ラックに噛み合う第１歯車と、該第１歯車に噛み合う第２歯車とが設けられ、
前記エアーポンプは、前記第１浮遊体と前記第２浮遊体が浮遊状態にあるときに、前記シリンダが水平で、前記プランジャが圧縮状態で、前記プランジャの一端が前記第２歯車の中心よりも前記ラック側で前記第２歯車の側面に連結されていることが好ましい。
【００１０】
前記エアーポンプのシリンダは、前記第１浮遊体の柱部に固定して設けられ、
前記エアーポンプは、プランジャのピストンが中間に位置し、上シリンダと下シリンダを有し、
前記上シリンダと前記下シリンダにそれぞれ吐出口と吸込口が設けられ
前記プランジャは前記上シリンダ又は前記下シリンダのヘッドを貫通して突出し、前記第２浮遊体の柱部に連結されていることが好ましい。
【００１１】
前記第１浮遊体の浮子が前記第１浮遊体を囲むように環状に形成され、
前記第１浮遊体の柱部に前記第２浮遊体の柱部と同芯の前記シリンダが形成され、
前記シリンダの上端と下端に上ヘッドと下ヘッドが設けられ、
前記第２浮遊体の柱部は、前記上ヘッドと前記下ヘッドを貫通して前記プランジャを形成し、前記シリンダの中間においてピストンが取り付けられ、
前記上ヘッドと前記下ヘッドにそれぞれ吐出口と吸込口が設けられていることが好ましい。
【００１２】
前記空気圧縮装置が複数台設けられ、
前記複数の空気圧縮装置のそれぞれの前記第２浮遊体３の高さが所定高さずれて設置されていることが好ましい。
【００１３】
前記複数の空気圧縮装置の前記第２浮遊体の高さを調整する高さ調整装置が設けられていることが好ましい。
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明の発電装置は、
前記空気圧縮装置と、
前記空気圧縮装置の圧力タンクに貯留された圧縮空気により回転する回転機と、
前記回転機の回転力を電力に変換する発電機とを備える。
【００１５】
前記回転機はスパイラルタービンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の空気圧縮装置及び発電装置によれば、第１浮遊体が潮位に応じて所定高さ上昇又は下降する毎に、第２浮遊体が浮力により上昇又は自重により下降して、瞬間的に大きな力により、潮の干満の間に継続してエアーポンプを作動することができる。また、浮力のみで作動するので、電力の供給、潮位の測定、機構の制御等を行うことなく、無電力、無人で動力を発生し、空気を圧縮して貯留し、電力を発生することができる。さらに、機構部分は海上にあるため、海中没することがないため、藻類やフジツボ等の生物の付着や、錆の発生により、動作不能になることがなく、長期間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の空気圧縮装置の正面図。
【図２】図１のII−II線拡大断面図。
【図３】図１のIII−III線拡大断面図。
【図４】図１の空気圧縮装置の満ち潮時の動作を示す正面図。
【図５】図１の空気圧縮装置の引き潮時の動作を示す正面図。
【図６】本発明の第２実施形態の空気圧縮装置の正面図。
【図７】本発明の第３実施形態の空気圧縮装置の正面図。
【図８】図１の空気圧縮装置を複数台設けた変形例を示す正面図。
【図９】本発明の発電装置の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態の空気圧縮装置１を示す。空気圧縮装置１は、第１浮遊体２と、第２浮遊体３と、架台４と、固定体５とを備えている。
【００２０】
第１浮遊体２は、浮子６と、柱部７とから構成されている。浮子６は、海上に浮遊し、潮位に応じて上昇又は下降する構造を有する。浮子６は、金属製、強化プラスチック製若しくはゴム製の中空タンク又は船体等を使用するこができ、立方体、円柱、球形、錐体、環状体等の任意の形状にすることができる。柱部７は、浮子６の上面中央に垂直に延びるように設けられている。柱部７は、円形、矩形、Ｈ形等の中実又は中空の断面形状を有し、金属、樹脂、木材、竹等で形成することができる。
【００２１】
第２浮遊体３は、第１浮遊体２と同様に、浮子８と、柱部９とから構成されている。浮子８は、海上に浮遊し、海中から浮力により上昇し、又は自重により下降する構造を有する。浮子８は、金属製、強化プラスチック製若しくはゴム製の中空タンク又は船体等を使用するこができ、立方体、円柱、球形、錐体、環状体等の任意の形状にすることができる。柱部９は、浮子８の上面中央に垂直に延びるように設けられている。柱部９は、円形又は矩形の管からなり、金属、樹脂等で形成することができる。
【００２２】
架台４は、海底に設けられた土台１０と、該土台１０に固定された４つの脚部１１と、海上のプラットフォーム１２とからなる。架台４の高さは、干潮時の潮位Ｌ１より下方に土台が位置し、満潮時の潮位Ｌ２より上方にプラットフォーム１２が位置するように決められている。プラットフォーム１２には、圧力タンク１３が設置されている。なお、架台４は、岸壁に固定し、プラットフォーム１２を海上に突き出すように設置してもよい。
【００２３】
固定体５は、第２浮遊体３の上昇又は下降する方向に沿って、すなわち、図１の実施形態では第２浮遊体３の柱部９の中心線上に配置され、上端は架台４のプラットフォーム１２に固定され、下端は満潮時の潮位Ｌ２より上方にあり、第２浮遊体３の柱部９に上端から挿入されている。固定体５は、円形、矩形、Ｈ形等の中実又は中空の断面形状を有する棒状で、金属、樹脂等で形成することができる。固定体５には、上下方向に所定間隔で複数の係合部１４が設けられている。図１の実施形態では、干満差（Ｌ２−Ｌ１）が９００ｍｍであると想定して、１５０ｍｍ間隔で７箇所に係合部１４が設けられている。係合部１４は貫通孔であってもよいし凹部でもよい。
【００２４】
図１と図３を参照すると、第１浮遊体２と第２浮遊体３は、相互の間隔を維持したまま相対的に上昇又は下降するように、第２浮遊体３の柱部９から第１浮遊体２の柱部７に向かって突出する垂直板１５に上下方向に延びるガイド溝１６が設けられ、第２浮遊体３の柱部９から第１浮遊体２の柱部７に向かって突出する突片１７の先端にガイド溝１６に摺動可能に嵌合するスライダ１８が設けられている。また、図１に示すように、第１浮揚体２の柱部に、固体体７と同様に、第１浮遊体２の上昇又は下降する方向に沿って、すなわち、第１浮遊体２の柱部７の中心線上にガイド棒７´を設けてもよい。ガイド棒７´は、上端が架台４のプラットフォーム１２に固定され、下端は満潮時の潮位Ｌ２より上方にあり、第２浮遊体３の柱部９に上端から挿入されている。さらに、図２に示すように、第１浮遊体２と第２浮遊体３が波や風雨で傾くのを防止するために、架台４の脚部１１から突出するアーム１９の先端に、第２浮遊体３の柱部９の周囲を部分的に囲むガイド部材２０を設けてもよい。
【００２５】
第１浮遊体２と第２浮遊体３の間には、ロック部材２１及びロック解除機構２２、エアーシポンプ２３及びポンプ駆動機構２４が設けられている。
【００２６】
ロック部材２１は、棒状の金属からなり、第２浮遊体３の柱部９に設けられたＬ字形の支持部材２６ａに水平に設けられている。ロック部材２１の一端は、図２に示すように、第２浮遊体３の柱部９に設けられた貫通孔２５を貫通して、固体体５の係合部１４に係合可能になっている。ロック部材２１の他端は、支持部材２６ａを貫通して後述するワイヤ３１ｂに連結されている。ロック部材２１の中間には、コイルばね２７が外装されている。コイルばね２７の一端は、ロック部材２１の中間に固定した止め板２８に当接し、他端は支持部材２６ａに当接している。これにより、ロック部材２１は、固定体５の係合部１４に係合して第２浮遊体３を昇降しないように固定する固定位置と、係合部１４から離脱して第２浮遊体３を昇降可能に解放する解放位置とに移動可能で、コイルばね２７により固定位置に向かって付勢されている。
【００２７】
ロック解除機構２２は、上下１対のプーリ２９，３０と、第１と第２のワイヤ３１ａ，３１ｂとで構成されている。上プーリ２９と下プーリ３０は、第２浮遊体３の柱部９に設けられた支持部材２６ｂに取り付けられている。上プーリ２９は、図２に示すように、大径プーリ２９ａと小径プーリ２９ｂからなる２段プーリである。下プーリ３０は、上プーリ２９の大径プーリ２９ａと同径である。第１ワイヤ３１ａは、上プーリ２９と下プーリ３０の対向する外周溝間に挿通され、その一端は第１浮遊体２の柱部７に連結され、他端は上プーリ２９の大径プーリ２９ａの周溝に架け回されて当該周溝の一部に固定されている。第２ワイヤ３１ｂは、上プーリ２９の小径プーリ２９ｂの外周溝に架け回されて、その一端が当該周溝の一部に固定され、他端はロック部材２１に連結されている。上プーリ２９を大径プーリ２９ａと小径プーリ２９ｂの段付きにすることで、第１ワイヤ３１ａの移動量に対して第２ワイヤ３１ｂの移動量、すなわち、ロック部材２１の移動量を小さくすることができる。ロック部材２１の移動量を小さくする必要がないときは、上プーリ２９を単一のプーリにして、単一のワイヤ３１の一端を第１浮遊体２の柱部７に連結し、他端をロック部材２１に連結すればよい。
【００２８】
エアーポンプ２３は、シリンダ３２とプランジャ３３とで構成されている。シリンダ３２の一端のヘッド部分は、第１浮遊体２の柱部７に設けられた突出部３４に回動可能に連結されている、プランジャ３３はシリンダ３２の開口端から突出している。シリンダ３２の吐出口は、逆止弁３５を有する配管３６を介してプラットフォーム１２の圧力タンク１３の空気入口に接続されている。
【００２９】
ポンプ駆動機構２４は、ラック３７と、第１歯車３８と、第２歯車３９とから構成されている。ラック３７は、第２浮遊体２の柱部７に上下方向に延びるように設けられている。第１歯車３８は、ラック３７と噛み合うように、第２浮遊体３の柱部９の垂直板１５に回転可能に設けられている。第２歯車３９は、第１歯車３８と噛み合うように、第２浮遊体３の柱部９の垂直板１５に回転可能に設けられている。第２歯車３９の側面には、エアーポンプ２３のプランジャ３３の先端が回動可能に連結されている。
【００３０】
第１浮遊体２と第２浮遊体３が同じレベルで浮遊状態にあるとき、エアーポンプ２３は、シリンダ３２が水平で、圧縮状態にあり、プランジャ３３の一端が第２歯車３９の中心よりもラック３７側に位置するように取り付けられている。
【００３１】
次に、第１実施形態の空気圧縮装置１の動作について説明する。
【００３２】
図４は、満ち潮時の空気圧縮装置１の動作を示す。図４（ａ）に示すように、干潮時には、第１浮遊体２と第２浮遊体３が海面に同じレベルで浮遊状態にある。また、ロック部材２１は固定体５の係合部１４に係合して固定位置にあり、エアーポンプ２３は水平状態になっている。
【００３３】
満ち潮が始まり、潮位が上がり始めると、図４（ｂ）に示すように、第１浮遊体２が潮位に応じて上昇する。また第２浮遊体３は、ロック部材２１が固定体５の係合部１４に係合してロック状態にあるので、上昇せずに海中に没する。第１浮遊体２の上昇に伴い、ロック解除機構２２の第１ワイヤ３１ａが上プーリ２９の大径プーリ２９ａを図において反時計回りに回動させ、小径プーリ２９ｂが第２ワイヤ３１ｂを図において右方向に引き寄せる結果、ロック部材２１はコイルばね２７の付勢力に抗して図において右方の解放位置に向かって移動する。一方、ラック３７に噛み合う第１歯車３８は図において反時計回りに回動し、第１歯車３８に噛み合う第２歯車３９は図において時計回りに回動する。この結果、エアーポンプ２３のシリンダ３２は開口端が下方に傾き、プランジャ３３は第２歯車３９の回転に伴って引っ張られる。エアーポンプ２３は、シリンダ３２の内面とプランジャ３３のピストンの外周との隙間からシリンダ３２内に外気が吸い込まれ、吸入状態となる。
【００３４】
第１浮遊体２が所定高さに上昇すると、ロック部材２１が解放位置に達し、ロック部材２１が固定体５の係合部１４から外れる。これにより、今まで海中に没していた第２浮遊体３が浮力により急激に上昇する。第２浮遊体３の上昇に伴い、ロック解除機構２２の第１ワイヤ３１ａと第２ワイヤ３１ｂが緩まる結果、図４（ｃ）に示すように、ロック部材２１はコイルばね２７の付勢力により図において左方の固定位置に向かって移動し、上プーリ２９は図において時計回りに回動する。一方、ラック３７に噛み合う第１歯車３８は図において時計回りに回動し、第１歯車３８に噛み合う第２歯車３９は図において反時計回りに回動する。この結果、エアーポンプ２３のシリンダ３２は水平に戻り、プランジャ３３は第２歯車３９の回転に伴って圧縮される。エアーポンプ２３は、プランジャ３３により内部の空気を圧縮し、逆止弁３５、配管３６を通って圧力タンク１３に吐出される。第２浮遊体３が所定高さに上昇すると、ロック部材２１が固定位置に達し、固定体５の係合部１４に係合し、第２浮遊体３の上昇が停止する。
【００３５】
この動作は満潮になるまで、６回繰り返される。このように、満ち潮時に、第１浮遊体２が潮位に応じて所定高さ上昇する毎に、エアーポンプ２３のプランジャ３３を引張り、ロック解除機構２２が固定体５の係合部１４とロック部材２１との係合を解除することにより、第２浮遊体３が浮力により上昇して上向きの動力を発生し、該動力により、エアーポンプ２３のプランジャ３３を圧縮し、ロック部材２１が固定体５の係合部１４に係合する。
【００３６】
図５は、引き潮時の空気圧縮装置１の動作を示す。図５（ａ）に示すように、満潮時には、第１浮遊体２と第２浮遊体３が海面に同じレベルで浮遊状態にある。また、ロック部材２１は固定体５の係合部１４に係合して固定位置にあり、エアーポンプ２３は水平状態になっている。
【００３７】
引き潮が始まり、潮位が下がり始めると、図５（ｂ）に示すように、第１浮遊体２が潮位に応じて下降する。また第２浮遊体３は、ロック部材２１が固定体５の係合部１４に係合してロック状態にあるので、下降せずに海上に留まる。第１浮遊体２の下降に伴い、ロック解除機構２２の第１ワイヤ３１ａが下プーリ３０を介して上プーリ２９を図において反時計回りに回動させ、小径プーリ２９ｂが第２ワイヤ３１ｂを図において右方向に引き寄せる結果、ロック部材２１はコイルばね２７の付勢力に抗して図において右方の解放位置に向かって移動する。一方、ラック３７に噛み合う第１歯車３８は図において時計回りに回動し、第１歯車３８に噛み合う第２歯車３９は図において反時計回りに回動する。この結果、エアーポンプ２３のシリンダ３２は開口端が下方に傾き、プランジャ３３は第２歯車３９の回転に伴って引っ張られる。エアーポンプ２３は、シリンダ３２の内面とプランジャ３３のピストンの外周との隙間からシリンダ３２内に外気が吸い込まれ、吸入状態となる。
【００３８】
第１浮遊体２が所定高さに下降すると、ロック部材２１が解放位置に達し、ロック部材２１が固定体５の係合部１４から外れる。これにより、今まで海上に留まっていた第２浮遊体３が自重により急激に下降する。第２浮遊体３の下降に伴い、ロック解除機構２２の第１ワイヤ３１ａと第２ワイヤ３１ｂが緩まる結果、図５（ｃ）に示すように、ロック部材２１はコイルばね２７の付勢力により図において左方の固定位置に向かって移動し、上プーリ２９は図において時計回りに回動する。一方、ラック３７に噛み合う第１歯車３８は図において反時計回りに回動し、第１歯車３８に噛み合う第２歯車３９は図において時計回りに回動する。この結果、エアーポンプ２３のシリンダ３２は水平に戻り、プランジャ３３は第２歯車３９の回転に伴って圧縮される。エアーポンプ２３は、プランジャ３３により内部の空気を圧縮し、逆止弁３５、配管３５を通って圧力タンク１３に吐出される。第２浮遊体３が所定高さに下降すると、ロック部材２１が固定位置に達し、固定体５の係合部１４に係合し、第２浮遊体３の下降が停止する。
【００３９】
この動作は干潮になるまで、６回繰り返される。このように、引き潮時に、第１浮遊体１が潮位に応じて所定高さ下降する毎に、エアーポンプ２３のプランジャ３３を引張り、ロック解除機構２２が固定体５の係合部１４とロック部材２１との係合を解除することにより、第２浮遊体３が自重により下降して下向きの動力を発生し、該動力により、エアーポンプ２３のプランジャ３３を圧縮し、ロック部材２１が固定体５の係合部１４に係合する。
【００４０】
圧力タンク１３に貯留された圧縮空気は、空圧機械、空気圧制御機器、洗浄、発電等様々な用途に利用できる
【００４１】
図６は、本発明の第２実施形態の空気圧縮装置１Ａを示す。空気圧縮装置１Ａでは、エアーポンプ２３は第１浮遊体２の柱部７に固定して設けられている。エアーポンプ２３は、プランジャ３３のピストンが中間に位置し、上シリンダ３２ａと下シリンダ３２ｂを有している。上シリンダ３２ａには吐出口４０と逆止弁付きの空気吸込口４１が設けられ、下シリンダ３２ｂにも吐出口４０と逆止弁付きの空気吸込口４１が設けられている。プランジャ３３は上シリンダ３２ａのヘッドを気密シール状態で貫通して上方に突出し、第２浮遊体３の柱部９から突出するリブ４２に連結されている。
【００４２】
満ち潮時には、第１浮遊体２の上昇に伴ってエアーポンプ２３のシリンダ３２ａ、３２ｂが上昇し、プランジャ３３が相対的に下降するため、上シリンダ３２ａと下シリンダ３２ｂの空気がプランジャ３３のピストンとシリンダ３２ａ、３２ｂの間の隙間を介して入れ換わる。第２浮遊体３が上昇すると、上シリンダ３２ａは吸込口４１が閉じてプランジャ３３により圧縮され、吐出口４０から圧縮空気が吐出される一方、下シリンダ３２ｂには吸込口４１から空気が吸引される。
【００４３】
同様に、引き潮時には、第１浮遊体２の下降に伴ってエアーポンプ２３のシリンダ３２ａ、３２ｂが下降し、プランジャ３３が相対的に上昇するため、上シリンダ３２ａと下シリンダ３２ｂの空気がプランジャ３３のピストンとシリンダ３２ａ、３２ｂの間の隙間を介して入れ換わる。第２浮遊体３が下降すると、下シリンダ３２ｂは吸込口４１が閉じてプランジャ３３により圧縮され、吐出口４０から圧縮空気が吐出される一方、上シリンダ３２ａには吸込口４１から空気が吸引される。
【００４４】
図７は、本発明の第３実施形態の空気圧縮装置１Ｂを示す。空気圧縮装置１Ｂは、第１浮遊体２の浮子６が第２浮遊体３の浮子８を囲むように環状に形成されている。また、第１浮遊体２の柱部７は、環状の浮子６の上に複数（好ましくは３本）設けられている。複数の柱部７に内接するように、第２浮遊体２の柱部９と同芯のシリンダ２３が取り付けられている。シリンダ２３の上端と下端には、上ヘッド４３と下ヘッド４４が設けられている。第２浮遊体３の柱部９は上ヘッド４３と下ヘッド４４を貫通してプランジャ３３を形成し、シリンダ２３の中間においてピストン４５が取り付けられている。上ヘッド４３には吐出口４０と吸込口４１が設けられ、下ヘッド４４にも吐出口４０と吸込口４１が設けられている。
【００４５】
代案として、環状の浮子６に柱部７を複数設ける代わりに、環状の浮子６と同芯の筒状に形成して、その一部をシリンダとしてもよい。
【００４６】
第３実施形態の空気圧縮装置１Ｂのエアーポンプ２３の動作は、第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
図８は、図１の空気圧縮装置１を複数台設けた変形例を示す。第１空気圧縮装置１ａ、第２空気圧縮装置１ｂ、第３空気圧縮装置１ｃは、同一構造であるが、第２浮遊体３の高さが５０ｍｍずつずれている。すなわち、第２空気圧縮装置１ａの第２浮遊体３は第１空気圧縮装置１ａの第２浮遊体３より５０ｍｍ低く設けられ、第３空気圧縮装置１ｃの第２浮遊体３は第１空気圧縮装置１ａの第２浮遊体３より１００ｍｍ低く設けられている。第２浮遊体３の高さは、各プラットフォーム１２に設けられた高さ調整装置４６により固定体５の上端を引き下げて調整することができる。  
【００４８】
図８の状態から、満ち潮が始まると、第３空気圧縮機１ｃ、第２空気圧縮機１ｂ、第１空気圧縮機１ａの順で、それぞれのエアーポンプ２３が作動する。このように、複数台の空気圧縮装置１ａ、ｌｂ、１ｃを設けることで、満ち潮時及び引き潮時に、エアーポンプ２３が作動する位相をずらし、圧力タンク１２への蓄圧の効率を高めることができる。
【００４９】
図９は、図１の空気圧縮装置１を用いた発電装置５０を示す。発電装置５０は、図１の空気圧縮装置１と同じ構成の空気圧縮装置１のプラットフォーム１２に、回転機５１と、発電機５２とを搭載したものである。
【００５０】
回転機５１は、空気圧縮装置１の圧力タンク１３に貯留された圧縮空気により回転する種々の構造のタービンを用いることができるが、同図に示すように、螺旋状の羽根を備えたスパイラルタービンが好ましい。発電機５２は、回転機５１の回転力を電力に変換するものである。
【００５１】
本発明は以上の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、修正し変形することができる。例えば、第１浮遊体２、第２浮遊体３の構造は任意に変更することができる。また、ロック部材２１のロック解除機構２２や、エアーポンプ２３のポンプ駆動機構２４は種々の機構を採用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ…空気圧縮装置
２…第１浮遊体
３…第２浮遊体
４…架台
５…固定体
６…浮子
７…柱部
８…浮子
９…柱部
１０…土台
１１…土台
１２…プラットフォーム
１３…圧力タンク
１４…係合部
１５…垂直板
１６…ガイド溝
１７…突片
１８…スライダ
１９…アーム
２０…ガイド板
２１…ロック部材
２２…ロック解除機構
２３…エアーポンプ
２４…ポンプ駆動機構
２５…貫通孔
２６…支持板
２７…コイルばね
２８…止め板
２９…上プーリ
３０…下プーリ
３１ａ…第１ワイヤ
３１ｂ…第２プーリ
３２…シリンダ
３３…プランジャ
３４…突出部
３５…逆止弁
３６…配管
３７…ラック
３８…第１歯車
３９…第２歯車
４０…吐出口
４１…吸込口
４２…リブ
４３…上ヘッド
４４…下ヘッド
４５…ピストン
４６…高さ調整装置
５０…発電装置
５１…回転機
５２…発電機
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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