(57)【要約】【課題】化石エネルギーの膨大な使用は地球を深刻な温暖化へと急速に導いている。地球温暖化を防ぐためにも早急な安全でクリーンなエネルギーの出現が期待されるところである。  本発明は地球温暖化の原因となっている大気や海水などの持つ熱エネルギーを、いつでもどこでも大量に回収することのできるシステムに作り上げたことが、従来の自然エネルギーの回収法と大きく異なるとこである。また、降り注ぐ太陽エネルギーを熱エネルギーだけでなく利用しやすい運動エネルギーとして回収する方法を編み出したことである。【課題を解決するための手段】  本発明はヒートポンプ方式により大気や海水などの持つ膨大な熱エネルギーを汲み上げ、その熱エネルギーを利用して、浮力エネルギー回収装置により、位置エネルギーを発生させ、運動エネルギーや電気エネルギーとして回収するシステムである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高効率ヒートポンプサイクルにおいて、自然界に存在する大気や海水、湖水、地下水などの持つ熱エネルギーを回収し、回収したその熱エネルギーにより浮力エネルギー回収装置で位置エネルギーを発生させ、さらに運動エネルギーおよび電気エネルギーに変換して回収する方法。
【請求項２】
高効率ヒートポンプサイクルにおいて、自然界に存在する大気や海水、湖水、地下水などの持つ熱エネルギーを回収し、回収したその熱エネルギーにより浮力エネルギー回収装置で位置エネルギーを発生させ、さらに運動エネルギーおよび電気エネルギーに変換して回収する装置。
【請求項３】
高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収装置を備え、それにより得た運動エネルギー又は電気エネルギーを動力源とする船や交通機関
【請求項４】
高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収装置を備え、それにより得た運動エネルギー又は電気エネルギーを動力源とする工場や商業施設
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は自然エネルギーの回収法に関するものであり、自然界に存在する熱エネルギーをヒートポンプで汲み出し、その熱エネルギーを浮力を使って位置エネルギーに変換し、運動エネルギーや電気エネルギーとして取り出す方法および、それを実施する装置である。
【背景技術】
【０００２】  従来より自然エネルギーの回収法には重力による位置エネルギーの回収法として水力発電などが代表的であるが近年重力の反作用を利用した浮力発電などが考案されてきたが、位置エネルギーの発生のためのメカニズムなどが不明瞭で発明として許可又は実施されているものはない。  なお、浮力発電は特許文献［１］などで開示されている。【特許文献１】特開  平ー７−７９９６  号公報
【０００３】  又、ヒートポンプ方式による大気からの熱エネルギーの回収法は、ヒートポンプエアコンを代表に給湯、乾燥など熱エネルギーの効率的な回収法として広く利用されてきているが、低熱エネルギーを高熱エネルギーに変換する方法での回収法にとどまっている。【０００４】  ただ、海洋温度差発電などでは海水の熱エネルギーをヒートポンプ方式で汲み上げ、その熱で低温で蒸発する冷媒で気体を発生させ、その蒸気圧でタービンを回転させ電気エネルギーとして回収する方法が開発されてきているが、他の自然エネルギーの回収法と同じように自然条件や立地に左右され、いつでもどこでも大量のエネルギーの確保ができていない状況である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  化石燃料の膨大な使用は現在の地球を深刻な温暖化へと急速に導いている。地球温暖化は海面上昇、食糧危機や他の生物を絶滅させる危険をはらんでおり、早急な安全でクリーンなエネルギーの出現が期待されるところである。【０００６】  本発明は地球温暖化の原因となっている大気や海水などの持つ熱エネルギーを、いつでも、どこでも大量に回収できるシステムに作り上げたことが、従来の自然エネルギーの回収法と大きく異なる点である。【０００７】  また、降り注ぐ太陽エネルギーを熱エネルギーだけでなく利用しやすい運動エネルギーや電気エネルギーとして回収する方法を編み出したことである。【０００８】  本発明は地球環境にやさしく安全で、地球環境を保全しながら人類に恒久のエネルギーを供給することのできるシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  人類が大量の化石燃料を使用しだして、空気中の二酸化炭素の含有量が増え、温室効果によって太陽から降り注ぐ太陽光エネルギーが宇宙空間に放出されにくくなり地球の温暖化が始まったが、逆を考えれば太陽から送られたの膨大なエネルギーを溜める電池のような働きが強まったとも考えられる。【００１０】このことを考えると宇宙空間で人類は使い切れないほどの膨大な自然エネルギーを得たことになる。【００１１】  地球に降り注ぐ太陽からの熱エネルギーの総量は膨大な量である。また地球の内部から出されている熱エネルギーの総量も膨大である。【００１２】  ヒートポンプは大気などの持つ低熱の熱エネルギーを、気液平衡なサイクルの中で液体が気体に状態変化するときに、気化潜熱を周りの大気から奪うことによって低熱を汲みあげ、暖房や給湯また乾燥など熱エネルギーの効率のよい回収法として広く利用されてきた。【００１３】  本発明はこのヒートポンプ方式により大気や海水などの持つ地球に内在する膨大なエネルギーを汲み上げ、その熱エネルギーをシステム外部へ運動エネルギーや電気エネルギーとして供給するものであり、エネルギーの回収法としては実証済みの技術の応用になる。
【発明の効果】
【００１４】  現在のヒートポンプは家庭用のエアコンなど比較的小型のシステムが多く、大規模にエネルギー供給の手段としては利用されてこなかった。【００１５】  本発明はこのヒートポンプ方式をさらに改良し、浮力エネルギー回収システムと組み合わせることにより、高効率に熱エネルギーの回収が出来ると同時に、浮力エネルギー回収装置で熱エネルギーを位置エネルギーに変換させ、利用しやすい運動エネルギーや電気エネルギーに変換し、システム外部へいつでも、どこでも安定的に大量のエネルギー供給ができるように発明したことである。
【実施例】
【００１６】  高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収システムは大きく分けて、熱エネルギー回収装置としての高効率ヒートポンプサイクルと、熱エネルギーを位置エネルギーに変換して運動エネルギーや電気エネルギーとして回収する浮力エネルギー回収サイクルに分けることができる。【００１７】  図１は高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収装置の概略図である。冷媒（１）気液タンク（２）、液送管１（３）、バルブ１（４）、気化器１（５）、気化器２（６）、バルブ２（７）、膨張タンク（８）、バルブ３（９）、気体回収室（１０）、加圧ポンプ（１１）、熱交換器（１２）、冷却液（１３）冷却液送管（１４）、液送ポンプ（１５）、熱交換室１（１６）、熱交換室２（１７）、給水管（１８）、給水ポンプ（１９）、排水管（２０）、排水ポンプ（２１）液槽（２２）、液槽液（２３）接合管１（２４）動力伝達ワイヤー（２５）、接合管２（２６）動力伝達軸（２７）、ギヤボックス（２８）、動力伝達帯（２９）発電機（３０）から構成される。【００１８】  高効率ヒートポンプサイクルの冷媒（１）は浮力エネルギー回収装置の深さによって浮力を発生させる膨張タンク（８）の外圧が変わってくるので、常温における蒸気圧が適切で安全な物質を使用する必要がある。ブタン、プロパン、フロン、代替フロン、アンモニアなどいろいろな物質が考えられるが、ここでは深さ６０メートルほどの水槽を使って、冷媒（１）の沸点がマエナス４２度Ｃ、１８度Ｃの時の蒸気圧が約８気圧のプロパンを使用する例で説明を加えていく。【００１９】  気液タンク（２）の中には常温１８度Ｃで８気圧の冷媒（１）のプロパンが気液平衡状態で存在している。気液タンク（２）の液中下部より送液管１（３）、バルブ１（４））を通って冷媒（１）の液体プロパンが気化器１（５）及び気化器２（６）へ送られると熱交換室２（１７）でシステム外部から給水管（１８）、および給水ポンプ（１９）を通って送られた海水や湖水などから気化潜熱を奪い、冷媒（１）の液体プロパンは一気に蒸発し、８気圧ほどの気体プロパンに変化する。【００２０】  発生した気体プロパンは水深６０メートルほどにある膨張タンク（８）へ接合管１（２４）を通って送られ浮力エネルギー回収装置の液槽（２２）の水（液）中において、周りの水圧（液圧）約７気圧（大気圧を含む）より高い圧力で膨張タンク（８）の内部へ押し出されるため膨張タンク（８）を一定量膨らませ、気体による浮力、つまり位置エネルギーを発生させる。【００２１】  膨張タンク（８）は浮力エネルギー回収装置の一部でもあり、液槽（２２）の深部で発生した位置エネルギーは重力の反作用で膨張タンク（８）を上方向に押し上げ、膨張タンク（８）が固定された動力伝達ワイヤー（２５）により運動エネルギーとして伝えられ動力伝達軸（２７）、ギヤボックス（２８）動力伝達帯（２９））などを経由し発電機（３０）に運動エネルギーが供給される。【００２２】  また膨張タンク（８）はその大きさが外圧および内圧により体積が可変する構造となっており、上昇とともに周りの水圧（液圧）が下がり、水圧（液圧）の変化に応じて膨張タンク（８）はさらに膨張を続け、体積の増加とともに浮力エネルギーも増していき���さらに大きな運動エネルギーとなって回収される。【００２３】  水上（液上）まで上がってきた膨張タンク（８）の中の冷媒（１）の気体プロパンは上昇とともに１気圧ほどまで気体の圧力を下げ、高効率ヒートポンプサイクルの気体回収室（１０）へ移される。又、膨張タンク（８）は最小の体積まで小さくなって再び水中（液中）へ戻される。【００２４】  気体回収室（１０）に移動した冷媒（１）の気体プロパンはさらに加圧ポンプ（１１）で加圧されながら気液タンク（２）に戻されるが、加圧時に発生する熱エネルギーは熱交換器（１２）で冷却液（１３）に移され、熱交換室１（１６）へ送られ冷媒（１）の液化プロパンの蒸発熱として再び回収されるので冷媒（１）の循環における熱エネルギーのロスを小さく抑えることができる。【００２５】  加圧冷却された冷媒（１）であるプロパンは再び液化し、気液タンク（２）に溜まる。このようにして高効率ヒートポンプで回収された熱エネルギーが浮力エネルギー回収装置で位置エネルギーに変換され、さらに運動エネルー、および電気エネルギーに変換されるサイクルが繰り返され、システム外部へエネルギーの供給が可能となる。【００２６】  また、液槽（２２）の液槽液（２３）を水より比重の重い液体に変えれば、システムの小型化やエネルギー回収の効率化も図れる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】  高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収装置は海中や湖中、ダムなどに建設が可能であるし、液槽さえ作れば工場地帯、都市の中など、場所を選ばないことがこの自然エネルギーの回収法の今までにない大きな特徴である。又、海水や湖水の熱エネルギーだけでなく大気の持つ熱エネルギーや砂漠の砂の持つ熱エネルギーなどあらゆる熱源に対応できる点も自然エネルギーの回収法としては大きな特徴である。【００２８】  また運動エネルギーの電気エネルギーへの変換の際、タービンによる発電などと違い、すべり係数などがほとんどなく、発生した位置エネルギーをほぼ１００パーセント運動エネルギーに変換ができ、高効率にエネルギー変換が可能なことである。【００２９】  このように、従来まで使われてきたヒートポンプ方式の熱回収法を応用し、今まで実用化されることのなかった浮力エネルギー回収装置との融合により、自然エネルギーの回収法としては今までなしえなかった、いつでもどこでも大量のエネルギーの供給が可能になった。【００３０】また、大きな水（液）槽のもてる大型船ではこのシステムが動力源としても利用でき、海洋の熱エネルギーを回収しながら走れる船やあらゆる交通機関への利用、又、工場や商業ビルに併設しエネルギーを自給自足する都市生活への利用など可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】高効率ヒートポンプ式浮力エネルギー回収装置の概略図で、図１の右側が主にヒートポンプサイクルで、左側の液槽内部が浮力エネルギー回収サイクルである。
【符号の説明】
【００３２】  冷媒（１）気液タンク（２）、液送管１（３）、バルブ１（４）、気化器１（５）、気化器２（６）、バルブ２（７）、膨張タンク（８）、バルブ３（９）、気体回収室（１０）、加圧ポンプ（１１）、熱交換器（１２）、冷却液（１３）冷却液送管（１４）、液送ポンプ（１５）、熱交換室１（１６）、熱交換室２（１７）、給水管（１８）、給水ポンプ（１９）、排水管（２０）、排水ポンプ（２１）液槽（２２）、液槽液（２３）接合管１（２４）動力伝達ワイヤー（２５）、接合管２（２６）動力伝達軸（２７）、ギヤボックス（２８）、動力伝達帯（２９）発電機（３０）
【図１】
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