(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上から流水部である、上部水源（１）、水源水槽間水路管（２）、水槽（３）が連続してあり、水槽（３）内及び、水槽空気バケット間水路管（６）内に気泡発生器（５）を有し、  水槽（３）から連続して、水槽空気バケット間水路管（６）、下部貯水場（４）があり、水槽空気バケット間水路管（６）の一方の端は水槽（３）と接続し、もう一方の端は下部貯水場（４）内の水中の下方へ位置し、空気バケット（８）はポンプ駆動装置（７）の外周付近全体に等間隔で並び、水槽空気バケット間水路管（６）から出た気泡が空気バケット（８）に貯まる構造であり、空気バケット（８）が気泡の浮力により上昇することで、ポンプ駆動装置（７）の回転力になり、ポンプ駆動装置（７）の回転力をポンプ駆動伝達器（７−１）によりポンプ（９）へ伝達し、ポンプ（９）が連動するが、ポンプ（９）の吸入口（９−１）に吸入管（１０−１）が、吐出口（９−２）に吐出管（１０−２）がそれぞれ接続されており、空気及び水を吸入吐出し、気泡発生器（５）のみで発生する気泡の量よりもポンプ（９）からの空気の供給がありバケット（８）へ入る気泡の量を増加するとともに、バケット（８）の上昇する力をポンプ（９）の回転力にし、下部貯水場（４）内の水を水槽（３）へ吐出し数％循環し、気泡の上昇、吐出管（１０−２）から水槽（３）へ下向きの水流、ポンプ駆動装置（７）の回転力、を動力源とすることを特徴とする気泡を利用した水循環装置付き動力源。
【請求項２】
ポンプ（９）内に複数の部屋を有すことで、１台のポンプで気体と液体の両方を流すことができる、または、吸入口を気体、液体に変更することで、気体のみ、液体のみに切り替え可能なポンプ（９）を有する請求項１の気泡を利用した水循環装置付き動力源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
動力源、水循環装置、ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
気泡を利用した動力源はあるが水循環構造になっていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開  平４−３４７３７７号公報
【特許文献２】特開  ２００７−３２５６６０号公報
【特許文献３】特開  ２０１３−１８５５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
下部貯水場から上部の水槽まで気泡の力で水を数％戻し循環させ、上部水源の水量を補い上部水源の水が渇水などにより少ない時でも動力源を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上部の水槽から空気の混合水を自然の水の流れにより、気泡発生器で水中に空気を混合し、水槽空気バケット間水路管で気泡を含有させた水を下部貯水場底部に流水し、含有する気泡の浮力によりポンプを動かし、同時に気泡の量をポンプで増加し、下部貯水場から上部水槽まで水を汲み上げて戻し、水槽の水量を数％補い、ポンプ駆動装置や流水部、気泡の上昇等を動力源にする設備である。
【発明の効果】
【０００６】
１コスト削減
設備の安定稼働時は電気的なエネルギーを使用しないので、ランニングコストが掛からずコスト的には設備のメンテナンス程度である。
２下部貯水場の水質向上
下部貯水場のエアー発生器として利用でき、下部貯水場内に常に気泡が入り水質向上し水生物への環境改善が図られる。
３本動力源を発電へ応用
循環する水の流れや気泡の流れの途中、またはポンプ駆動装置等の回転物を動力源として、発電装置を設置や連結することで、発電ができる。
１〜３等の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】気泡を利用した水循環型動力源１，気泡を利用した水循環型動力源２
【図２】ポンプ１，ポンプ２
【符号の説明】
【０００８】
１          上部水源
２          水源水槽間水路管
３          水槽
４          下部貯水場
５          気泡発生器
６          水槽空気バケット間水路管
７          ポンプ駆動装置
７−１      ポンプ駆動伝達器（プーリー、チェーン、ギヤ等）
８          空気バケット（ポンプ駆動装置の外周付近に等間隔に複数設置）
９          ポンプ
９−１      吸入口
９−２      吐出口
１０−１    吸入管
１０−２    吐出管
１１        気泡ガイド
１２        弁
５１        ハウジング
５２        ローター
５３        ギヤ付きシャフト
６１        シリンダー
６２        ピストン
６３        クランク
【発明を実施するための形態】
【０００９】
上部水源（１）から水が、水源水槽間水路管（２）、水槽（３）へ連続して流れ、気泡発生器（５）により気泡を混合し、気泡混合水が水槽空気バケット間水路管（６）を経て下部貯水場（４）の底部へ流水し、概（６）から吐出した気泡が上昇し空気バケット（８）へ貯まる、気泡の浮力が空気バケット（８）を上昇させ、ポンプ駆動装置（７）の回転力になり、ポンプ駆動伝達器（７−１）で回転比率を変換し、ポンプ（９）を動かし、下部貯水場（４）から上部の水槽まで水を汲み上げて戻し、水槽の水量を補い、ポンプ駆動装置（７）の回転力や水流、気泡の上昇等を動力源として使用できる。
【実施例１】
【００１０】
図１の気泡を利用した水循環型動力源１について説明する。
ただし、ポンプ（９）の構造についての説明は（実施例３）で説明する。
水槽空気バケット間水路管（６）の一方は水槽（３）と接続し、もう一方は下部貯水場（４）内の空気バケット（８）の下方から概（８）へ気泡を供給する構造である。
水の流れは、上部水源（１）から水源水槽間水路管（２）を通り水槽（３）へ水が貯まるが、空気バケット（８）へ気泡が連続して供給できるように適度な水が貯水できた時点で水槽（３）の水槽空気バケット間水路管（６）へ流水（栓を抜く、バルブを開く等）する。水槽（３）内及び水槽空気バケット間水路管（６）内に気泡発生器（５）があり（特許文献１，２，３参照）、気泡を含有した混合水が発生する。水槽空気バケット間水路管（６）の下部先端から出た気泡が空気バケット（８）に入ることで、気泡の浮力により空気バケット（８）が上昇し、ポンプ駆動装置（７）の回転力になり、ポンプ駆動伝達器（７−１）で回転比率を変換し、ポンプ（９）が動く。ポンプ（９）（図２のポンプ１）は半分で気体をもう半分で液体を流すことができる構造であり、ポンプ（９）内に空気を吸入するための吸入管（１０−１）の先端を下部貯水場（４）の水面より上の大気部へ位置し、空気を吐出するための吐出管（１０−２）の先端を空気バケット（８）の下方に位置し、空気バケット（８）への気泡の供給を増加する。空気バケット（８）の浮力が増加し、ポンプ駆動装置（７）の回転力も増加するとともにポンプ（９）の回転力も増加する。ポンプ（９）内の別の部屋に接続した吸入管（１０−１）は下部貯水場（４）内の水中にあり、下部貯水場（４）内の水をポンプ（９）内に吸入する、ポンプ（９）の吐出口（９−２）に接続した吐出管（１０−２）は一方の端は水槽（３）内にあり、下部貯水場（４）内の水を汲み上げ水槽（３）へ吐出する。この一連の動きを繰り返すことで、ポンプ駆動装置（７）の回転力や水流等を動力源とする。
【実施例２】
【００１１】
図１の気泡を利用した水循環型動力源２について説明する。
上部水源（１）から水を供給し、バケット（８）へ気泡を貯め、ポンプ駆動装置（７）、ポンプ駆動伝達器（７−１）、ポンプ（９）を動かすところまでは実施例１と同様であるが、Ａのポンプ駆動装置（７）で動くアのポンプ（９）について、吸入管（１０−１）の先端は大気部へ位置しており、アのポンプ（９）全ての部屋で空気のみを吸入吐出し、Ａの空気バケット（８）へ供給するので実施例１より気泡の量が増加し、結果としてＡ、Ｂ，Ｃのポンプ駆動装置（７）の回転力が向上する。
Ａのポンプ駆動装置（７）が回転するとＡの空気バケット（８）は徐々に下向きから上向きになり気泡は上昇し、気泡ガイド（１１）で集められ、Ｂの空気バケット（８）へ入る。イのポンプ（９）が下部貯水場（４）の水を汲み上げ水槽（３）へ吐出する。さらに気泡は上昇し、Ｃの空気バケット（８）へ入りＢのポンプ駆動装置（７）の回転をＣのポンプ駆動装置（７）が補い、イのポンプ（９）の水の揚上を補助することで、（実施例１）より気泡を効率よく利用できる。この一連の動きを繰り返すことで、ポンプ駆動装置（７）の回転力や水流、気泡の上昇等を動力源とする。
【実施例３】
【００１２】
図２のポンプ１は外側のハウジング（５１）と内側のローター（５２）により、上部の部屋と下部の部屋に分離され、
上部の吸入口（９−１）から液体を吸入すると上部の吐出口（９−２）から液体を吐出する。
上部の吸入口（９−１）から気体を吸入すると上部の吐出口（９−２）から気体を吐出する。
下部の吸入口（９−１）から液体を吸入すると下部の吐出口（９−２）から液体を吐出する。
下部の吸入口（９−１）から気体を吸入すると下部の吐出口（９−２）から気体を吐出する。
上部と下部で違う流体を流すことができ、液体と気体を１台のポンプで同時に流すことができる。また、ポンプ１を複数にすることで液体と気体の比率を変更できる。
同一の大きさのポンプ１を２台、同一回転で動かすと、
液体    ０：４    気体
液体    １：３    気体
液体    ２：２    気体
液体    ３：１    気体
液体    ４：０    気体
の比率が選択できる。   
図２のポンプ２はポンプ１と同様複数の部屋があり外側のシリンダー（６１）と内側のピストン（６２）により部屋が分かれており、それぞれのシリンダー（６１）の吸入口（９−１）で液体と気体どちらを吸入するかで、液体だけ、気体だけ、液体と気体両方等選択できる。ポンプ１と違い、ポンプ自体を複数化しなくてもシリンダー（６１）とピストン（６２）を増やすことでポンプ２内の部屋を増やすことができ、また同一ポンプ２内で違う大きさのシリンダーを組み合わせる等、液体と気体の比率を変えて流すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
１下部貯水場の水質向上
下部貯水場のエアーポンプとして利用でき、水質向上で水生物の環境改善が図られる。
２ポンプ駆動装置等の回転力や水流を動力源として利用する。
２−１発電への応用
循環する水の流れや気泡の流れの途中やポンプ駆動装置等の回転体に発電装置を設置することで、発電ができる。
１，２により産業上の利用可能性は十分ある。
【００１４】
今後の課題
実施例２の中で、
〇  Ｃのポンプ駆動装置の回転が遅くＢのポンプ駆動装置に対して負の力が掛かる時はラチェット等でＣのポンプ駆動装置の負の力を切り離し、正の力が働くときのみ利用する。
〇  ＢとＣのポンプ駆動装置だけではイのポンプが動きにくいときは、水槽空気バケット間水路管、Ａ、Ｂ、Ｃのポンプ駆動装置等を複数にする。
〇  水の循環率を変えるためにア、イのポンプで水と空気の比率を工夫する。
例えば、イのポンプの水槽への揚上能力が不足している場合は、半分は空気を供給するように変更する。
等工夫が必要である。
また、十分に余力がある場合
〇  Ｃのポンプ駆動装置にポンプを取り付ける。
〇  アのポンプの半分の部屋で水を吸入吐出する。
等の工夫も必要である。
【００１５】
ａ（水槽から下部貯水場へ流れ出た水）とｂ（下部貯水場から水槽へ汲み上げた水）の比率を水循環率とした時    
ｂ  ÷  ａ  ≧  １  
になることを考えて上部水源から水の供給がなくても水槽の水位が下がらない、または、溢れることが今後の目標であり、水循環率を向上するためにできることは全て考え工夫し、完全な自然エネルギー循環を目指すことが重要であるが、水槽の水が溢れる時は、バイパスして下部貯水場へ流す、または他の気泡を利用した水循環型動力源で利用する、ポンプに空気を吸入する吸入管を水槽の上部の内側に入れ、オーバーフロー分をポンプに吸入し下部貯水場へ戻し、水槽の水位下がることで空気を吸入し、自動的に水槽の水位調節を可能にする等の工夫も必要である。
【００１６】
補足説明
アルキメデスの原理から「流体中に（水）にある物体（空気）は、その物体（空気）が排除した体積を持つ流体（水）の重量に相当する浮力を受ける。」とあり、水を汲み上げる吐出管（１０−２）の水の体積と同じ体積以上の空気が空気バケット（８）内に入ることで、エネルギー保存の法則により、１００％エネルギーを水の汲み上げる力に変換できたら下部貯水場（４）から水槽（３）へ吐出可能である。しかし、ポンプ（９）の負荷、吸入管（１０−１）吐出管（１０−２）、ポンプ駆動装置（７）等の摩擦抵抗等があり、空気バケット（８）の容量及び、ポンプ駆動伝達器（７−１）で回転比率を変換することでポンプ（９）による下部貯水場（４）から水槽（３）へ吐出は可能であり、数％の循環ができる。
【要約】
【課題】下部貯水場から上部の水槽まで気泡の力で水を数％戻し循環させ、上部水源の水量を補い上部水源の水が渇水などにより少ない時でも動力源を確保することを目的とする。
【解決手段】本発明は、上部の水槽から空気の混合水を自然の水の流れにより、気泡発生器で水中に空気を混合し、水槽空気バケット間水路管で気泡を含有させた水を下部貯水場底部に流水し、含有する気泡の浮力によりポンプを動かし、同時に気泡の量をポンプで増加し、下部貯水場から上部水槽まで水を汲み上げて戻し、水槽の水量を数％補い、ポンプ駆動装置や流水部、気泡の上昇等を動力源にする設備である。
【選択図】  図１【図１】
0006793308.tif 000002
【図２】
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