(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向へ延びて内部が液体で満たされた上昇路と、
前記液体よりも密度が小さい複数の錘と、
前記上昇路の外側で前記錘を一時的に蓄えておくための上部錘収容部と、
前記上部錘収容部の下方で前記錘を一時的に蓄えておくための下部錘収容部と、
前記上昇路の下端部に開閉可能な第１ゲートを介して接続された下部搬入室と、
前記下部搬入室と前記下部錘収容部との間を開閉する第２ゲートと、
前記下部搬入室に前記液体を出し入れする第１給排水機構と、
前記下部錘収容部から前記下部搬入室を介して前記上昇路へ前記錘を移動させる第１移動機構と、
前記上昇路の上端部に開閉可能な第３ゲートを介して接続された上部搬出室と、
前記上部搬出室と前記上部錘収容部との間を開閉する第４ゲートと、
前記上部搬出室に前記液体を出し入れする第２給排水機構と、
前記上昇路から前記上部搬出室を介して前記上部錘収容部へ前記錘を移動させる第２移動機構と、
上下に離間した一対のプーリ間に巻回され、前記錘の降下に連動して周回可能にされた無端状ワイヤと、
前記無端状ワイヤに間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部と、
前記錘の降下に伴って前記無端状ワイヤが下降する下降ラインの上部に設けられ、前記上部錘収容部に蓄えられた前記錘を前記錘係合部に取り付ける上部錘装着機構と、
前記下降ラインの下部に設けられ、前記錘係合部から前記錘を取り外して、前記下部収容部に受け渡す下部錘離脱機構と、
前記プーリの回転力により発電する発電機とを具備し、
前記上部錘収容部は、前記錘が前記上部錘装着機構まで重力で移動するように、前記上部搬出室側から前記上部錘装着機構側へ徐々に低くなるように傾斜した上部走行台を有し、
前記下部錘収容部は、前記下部錘離脱機構が取り外した前記錘が前記第１移動機構まで重力で移動するように、前記下部錘離脱機構側から前記下部搬入室側へ徐々に低くなるように長手方向に傾斜した下部走行台を有し、
前記第２移動機構は、前記錘を前記上昇路から前記上部搬出室へ進入させる第１機構と、前記錘を前記上部搬出室から前記上部錘収容部へ進入させる第２機構とを有し、
前記第２機構は、前記第３ゲート及び前記第４ゲートを閉じた状態で、内部が液体で満たされた前記上部搬出室から、前記第２給排水機構により前記液体を排出し、前記液体が排出した後、前記第４ゲートを開けることで、前記錘を自重で、前記上部搬出室から前記上部錘収容部へ移動させる機構である、発電装置。
【請求項２】
前記プーリと前記発電機との間には、回転速度を調整するための減速機構を備える、請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記錘は、多角柱形状である、請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記錘は、前記上部走行台及び前記下部走行台に沿って走行するためのローラを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項５】
前記無端状ワイヤは、ローラーチェーンであり、前記プーリは、前記ローラーチェーンと係合するスプロケットである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項６】
上下方向へ延びて内部が液体で満たされた上昇路と、
前記液体よりも密度が小さい複数の錘と、
前記上昇路の外側で前記錘を一時的に蓄えておくための上部錘収容部と、
前記上部錘収容部の下方で前記錘を一時的に蓄えておくための下部錘収容部と、
前記上昇路の下端部に開閉可能な第１ゲートを介して接続された下部搬入室と、
前記下部搬入室と前記下部錘収容部との間を開閉する第２ゲートと、
前記下部搬入室に前記液体を出し入れする第１給排水機構と、
前記下部錘収容部から前記下部搬入室を介して前記上昇路へ前記錘を移動させる第１移動機構と、
前記上昇路の上端部に開閉可能な第３ゲートを介して接続された上部搬出室と、
前記上部搬出室と前記上部錘収容部との間を開閉する第４ゲートと、
前記上部搬出室に前記液体を出し入れする第２給排水機構と、
前記上昇路から前記上部搬出室を介して前記上部錘収容部へ前記錘を移動させる第２移動機構と、
上下に離間した一対のプーリ間に巻回され、前記錘の降下に連動して周回可能にされた無端状ワイヤと、
前記無端状ワイヤに間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部と、
前記錘の降下に伴って前記無端状ワイヤが下降する下降ラインの上部に設けられ、前記上部錘収容部に蓄えられた前記錘を前記錘係合部に取り付ける上部錘装着機構と、
前記下降ラインの下部に設けられ、前記錘係合部から前記錘を取り外して、前記下部収容部に受け渡す下部錘離脱機構と、
前記プーリの回転力を外部へ伝達するための動力伝達部とを具備し、
前記上部錘収容部は、前記錘が前記上部錘装着機構まで重力で移動するように、前記上部搬出室側から前記上部錘装着機構側へ徐々に低くなるように傾斜した上部走行台を有し、
前記下部錘収容部は、前記下部錘離脱機構が取り外した前記錘が前記第１移動機構まで重力で移動するように、前記下部錘離脱機構側から前記下部搬入室側へ徐々に低くなるように長手方向に傾斜した下部走行台を有し、
前記第２移動機構は、前記錘を前記上昇路から前記上部搬出室へ進入させる第１機構と、前記錘を前記上部搬出室から前記上部錘収容部へ進入させる第２機構とを有し、
前記第２機構は、前記第３ゲート及び前記第４ゲートを閉じた状態で、内部が液体で満たされた前記上部搬出室から、前記第２給排水機構により前記液体を排出し、前記液体が排出した後、前記第４ゲートを開けることで、前記錘を自重で、前記上部搬出室から前記上部錘収容部へ移動させる機構である、動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の１つの要因とされる温室効果ガスを排出しない、再生可能エネルギーの利用・促進がますます求められている。
再生可能エネルギーによる主な発電方式として、具体的には、風力発電、水力発電、揚水発電、太陽光発電、太陽熱発電、地熱発電等が挙げられる。
【０００３】
これらの再生可能エネルギーは、天候等に左右されるため、供給の安定化が課題となる。
そこで、得られた再生可能エネルギーを貯蔵する方法が検討されている。
【０００４】
再生可能エネルギーを貯蔵する方法としては、例えば、特許文献１に示すような揚水発電装置が挙げられる。
揚水発電は、夜間や休日昼間などの電気の需要の少ない時間帯に余剰電力で水を汲み上げておき、電気が必要な時に水を流下させて発電する方法である。
【０００５】
また、再生可能エネルギーとして風のエネルギーを効率よく貯蔵する装置として、特許文献２には、風力によって回転される回転体と、回転体の回転に連動して周回される第１無端状ワイヤ及び第２無端状ワイヤと、前記ワイヤに間隔をあけて取り付けられた複数の第１錘係合部及び第２錘係合部と、前記錘係合部を介して前記ワイヤに着脱可能な複数の錘と、前記錘を一時的に蓄えておく上部錘収容部と、錘の下降により回転する第２下部プーリと、第２下部プーリの回転により第２軸を介して発電する発電機とを具備する風力発電装置が開示されている。特許文献２に記載の風力発電装置によれば、大量の電力を、複数の錘（位置エネルギー）として蓄積可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１７８８７８号公報
【特許文献２】特許第６７９３８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたような揚水発電装置は、広大な土地に設置しなければならず、設置可能な場所が限られる。
また、特許文献２に記載されたような風力発電装置は、風の弱い地域や建物に囲まれた場所等では、十分に機能を発揮できず、上記揚水発電装置と同様に設置可能な場所が限られる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、設置場所に限られず、大量の電力を位置エネルギーとして蓄積することができ、かつ、より大量の電力を効率的に発生させることができる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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］本発明の第１の態様は、上下方向へ延びて内部が液体で満たされた上昇路と、
前記液体よりも密度が小さい複数の錘と、
前記上昇路の外側で前記錘を一時的に蓄えておくための上部錘収容部と、
前記上部錘収容部の下方で前記錘を一時的に蓄えておくための下部錘収容部と、
前記上昇路の下端部に開閉可能な第１ゲートを介して接続された下部搬入室と、
前記下部搬入室と前記下部錘収容部との間を開閉する第２ゲートと、
前記下部搬入室に前記液体を出し入れする第１給排水機構と、
前記下部錘収容部から前記下部搬入室を介して前記上昇路へ前記錘を移動させる第１移動機構と、
前記上昇路の上端部に開閉可能な第３ゲートを介して接続された上部搬出室と、
前記上部搬出室と前記上部錘収容部との間を開閉する第４ゲートと、
前記上部搬出室に前記液体を出し入れする第２給排水機構と、
前記上昇路から前記上部搬出室を介して前記上部錘収容部へ前記錘を移動させる第２移動機構と、
上下に離間した一対のプーリ間に巻回され、前記錘の降下に連動して周回可能にされた無端状ワイヤと、
前記無端状ワイヤに間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部と、
前記錘の降下に伴って前記無端状ワイヤが下降する下降ラインの上部に設けられ、前記上部錘収容部に蓄えられた前記錘を前記錘係合部に取り付ける上部錘装着機構と、
前記下降ラインの下部に設けられ、前記錘係合部から前記錘を取り外して、前記下部収容部に受け渡す下部錘離脱機構と、
前記プーリの回転力により発電する発電機とを具備し、
前記上部錘収容部は、前記錘が前記上部錘装着機構まで重力で移動するように、前記上部搬出室側から前記上部錘装着機構側へ徐々に低くなるように傾斜した上部走行台を有し、
前記下部錘収容部は、前記下部錘離脱機構が取り外した前記錘が前記第１移動機構まで重力で移動するように、前記下部錘離脱機構側から前記下部搬入室側へ徐々に低くなるように長手方向に傾斜した下部走行台を有する、発電装置である。
【００１０】
この発電装置は、下部錘収容部に一時的に蓄えられた錘が、第１移動機構により、第２ゲートを介して下部錘収容部から下部搬入室へ移動する。下部搬入室に錘が進入した後、第２ゲートは閉じられ、下部搬入室には、第１給排水機構により液体が供給される。錘は、液体よりも密度が小さいため、液体が供給されるにつれて、錘が浮上していく。下部搬入室が液体で満たされると、第１ゲートが開き、錘が下部搬入室から上昇路へ進入する。錘は、上昇路の下端部から、上昇路の上端部へと浮力により浮上していく。上昇路の上端部まで錘が浮上すると、第３ゲートが開き、錘は、上昇路から上部搬出室へ浮力により移動する。上部搬出室に錘が進入した後、第３ゲートは閉じられ、第２給排水機構により液体が排出される。液体が排出されるにつれて、錘が下降していく。第２給排水機構により液体が完全に排出されると第４ゲートが開き、第２移動機構により、錘は、上部搬出室から上部錘収容部へ移動する。上部錘収容部に一時的に蓄えられた錘は、重力で上部走行台上を移動する。錘は、錘の降下に伴って無端状ワイヤが下降する下降ラインの上部に設けられた上部錘装着機構側に向かっていき、錘と上部錘装着機構により無端状ワイヤに間隔をあけて取り付けられた錘係合部とが係合し、錘が無端状ワイヤに取り付けられる。無端状ワイヤに取り付けられた錘は、重力により下降する。錘が、下降ラインの下部まで下降すると、下部錘離脱機構により、錘は、無端状ワイヤの錘係合部から取り外され、下部収容部に受け渡される。錘の下降により、無端状ワイヤ及び無端状ワイヤが周回する上下に離間した一対のプーリが回転し、その回転力により発電機が発電する。
【００１１】
したがって、この発電装置によれば、前記錘を前記上部錘収容部に、複数蓄えておくことができるため、大量の電力を、複数の前記錘（位置エネルギー）として蓄積可能である。また、前記錘は、簡易に交換可能であるため、設置場所の環境によって、重さや材質を簡易に変更することができ、効率的に発電することができる。
【００１２】
［２］前記［１］の発電装置は、前記プーリと前記発電機との間には、回転速度を調整するための減速機構を備えていてもよい。
この減速機構により、前記プーリの回転速度は調整させる。
この場合、錘の下降を安定的に行うことができるという利点を有する。
【００１３】
［３］前記［１］又は［２］の発電装置において、前記錘は、多角柱形状であってもよい。
この場合、下部搬入室から上昇路を介して上部搬出室までの移動をより安定的に行うことができるという利点を有する。
【００１４】
［４］前記［１］〜［３］の発電装置において、前記錘は、前記上部走行台及び前記下部走行台に沿って走行するためのローラを備えていてもよい。
この場合、上部走行台及び下部走行台における錘の移動を、よりスムーズに行うことができるという利点を有する。
【００１５】
［５］前記［１］〜［４］の発電装置において、前記無端状ワイヤは、ローラーチェーンであり、前記プーリは、前記ローラーチェーンと係合するスプロケットであってもよい。
この場合、非常に重い錘であっても、より安定的に錘を下降させることができるという利点を有する。
また、発電装置の耐久性をより高めることができるという利点を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、設置場所に限られず、大量の電力を位置エネルギーとして蓄積することができ、かつ、より大量の電力を効率的に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る発電装置の正面図である。
【図２】同発電装置の下部走行台を示す平面図である。
【図３】同発電装置の下部走行台を示す正面図である。
【図４】同発電装置において、錘が下部錘収容部から下部搬入室に進入する様子を示す図である。
【図５】同発電装置において、錘が進入した下部搬入室に第１給排水機構により液体が供給される様子を示す図である。
【図６】同発電装置において、錘が下部搬入室から上昇路に進入する様子を示す図である。
【図７】同発電装置において、錘が上昇路から上部搬出室に進入する様子を示す図である。
【図８】同発電装置において、錘が進入した上部搬出室の液体が、第２給排水機構により排出される様子を示す図である。
【図９】同発電装置において、錘が上部搬出室から上部錘収容部に移動する様子を示す図である。
【図１０】同発電装置において、上部搬出室に第２給排水機構により液体が供給される様子及び下部搬入室から第１給排水機構１４により液体が排出される様子を示す図である。
【図１１】同発電装置の上部走行台を示す平面図である。
【図１２】同発電装置の上部走行台を示す正面図である。
【図１３】同発電装置の上部プーリに巻回されている無端状ワイヤの状態を示す側面図である。
【図１４】（ａ）は、錘の側面図である。（ｂ）は、錘の正面図である。
【図１５】同発電装置の上部錘装着機構を示す側面図である。
【図１６】同発電装置において、錘が下降している状態を示す図である。
【図１７】同発電装置の下部錘離脱機構を示す側面図である。
【図１８】本発明の第二実施形態に係る発電装置の正面図である。
【図１９】同発電装置において、錘が下部錘収容部から下部搬入室に進入する様子を示す図である。
【図２０】同発電装置において、錘が進入した下部搬入室に第１給排水機構により液体が供給される様子を示す図である。
【図２１】同発電装置において、錘が下部搬入室から上昇路に進入する様子を示す図である。
【図２２】同発電装置において、錘が上昇路から上部搬出室に進入する様子を示す図である。
【図２３】同発電装置において、錘が進入した上部搬出室の液体が、第２給排水機構により排出される様子を示す図である。
【図２４】同発電装置において、錘が上部搬出室から上部錘収容部に移動する様子を示す図である。
【図２５】同発電装置において、上部搬出室に第２給排水機構により液体が供給される様子及び下部搬入室から第１給排水機構１４により液体が排出される様子を示す図である。
【図２６】本発明の第三実施形態に係る発電装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した一実施形態である発電装置について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１９】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る発電装置１の正面図である。
発電装置１は、垂直方向に長く接地面ＧＬに直立した筒状の本体４と、この本体４の上端に設置された第１液体貯蔵タンク２とを有する。第１液体貯蔵タンク２は、第２給排水機構１１が有する配管を介して上部搬出室３と接続されている。また、第１液体貯蔵タンク２は、第１給排水機構１４が有する配管を介して下部搬入室８と接続されている。なお、図１では、第１液体貯蔵タンク２は、上部搬出室３及び下部搬入室８と接続されているが、いずれか一方のみと接続されていてもよい。また、第１液体貯蔵タンク２、上部搬出室３及び下部搬入室８は、第２給排水機構１１又は第１給排水機構１４が有する配管を介してそれぞれ接続されているが、少なくとも第１液体貯蔵タンク２と上部搬出室３又は下部搬入室８とが、第２給排水機構１１又は第１給排水機構１４が有する配管を介して接続されていればよい。
【００２０】
第１給排水機構１４及び第２給排水機構１１は、それぞれ配管及びポンプにより構成されている。第１液体貯蔵タンク２に貯蔵された液体Ｌ１は、第１給排水機構１４及び第２給排水機構１１がそれぞれ有する配管を通り、第１給排水機構１４及び第２給排水機構１１がそれぞれ有するポンプにより、第１液体貯蔵タンク２、上部搬出室３、及び下部搬入室８に出し入れされる。
【００２１】
本体４は、上下方向へ延びて内部が液体Ｌ１で満たされた上昇路６を有する。上昇路６の下端部には、開閉可能な第１ゲート１０を介して接続された下部搬入室８を有する。上昇路６の上端部には、開閉可能な第３ゲート１３を介して接続された上部搬出室３を有する。下部搬入室８の外側には、第２ゲート１２を介して接続された下部錘収容部３６を有する。上部搬出室３の外側には、第４ゲート２２を介して接続された上部錘収容部３０を有する。
【００２２】
下部錘収容部３６の下部搬入室８とは反対側には、下部錘離脱機構３４を有する。下部錘離脱機構３４は、下部走行台４７の下部搬入室８側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。下部走行台４７は、長手方向に傾斜しており、下部錘離脱機構３４側から下部搬入室８側へ徐々に低くなっている。下部走行台４７は下部錘離脱機構３４と下部搬入室８との間に下部錘収容部３６を有する。
【００２３】
上部錘収容部３０の上部搬出室３とは反対側には、上部錘装着機構３２を有する。上部錘装着機構３２は、上部走行台４６の上部搬出室３側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。上部走行台４６は、長手方向に傾斜しており、上部搬出室３側から上部錘装着機構３２側へ徐々に低くなっている。上部走行台４６は上部錘装着機構３２と上部搬出室３との間に上部錘収容部３０を有する。
【００２４】
下部走行台４７の下部搬入室８側とは反対側の外側、及び、上部走行台４６の上部搬出室３側とは反対側の外側には、無端状ワイヤ２０を有する。無端状ワイヤ２０は、間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部２４を有する。無端状ワイヤ２０の錘係合部２４と、錘２６とは着脱可能である。無端状ワイヤ２０は、上下に離間した一対の上部プーリ１６及び下部プーリ１８を巻回している。上部プーリ１６の同軸下方に、上部プーリ１６と対になる下部プーリ１８を有する。下部プーリ１８は発電装置Ｍ１と接続されている。
【００２５】
下部錘収容部３６に一時的に蓄えられた錘２６が、第１移動機構３８により、第２ゲート１２を介して下部錘収容部３６から下部搬入室８へ移動する。下部搬入室８に錘２６が進入した後、第２ゲート１２は閉じられ、下部搬入室８には、第１給排水機構１４により液体Ｌ１が供給される。錘２６は、液体Ｌ１よりも密度が小さいため、液体Ｌ１が供給されるにつれて、錘２６が浮上していく。下部搬入室８が液体Ｌ１で満たされると、第１ゲート１０が開き、錘２６が下部搬入室８から上昇路６へ進入する。錘２６は、上昇路６の下端部から、上昇路６の上端部へと浮力により浮上していく。上昇路６の上端部まで錘２６が浮上すると、第３ゲート１３を通過し、錘２６は、上昇路６から上部搬出室３へ浮力により移動する。上部搬出室３に錘２６が進入した後、第３ゲート１３は閉じられ、第２給排水機構１１により液体Ｌ１が排出される。液体Ｌ１が排出されるにつれて、錘２６が下降していく。第２給排水機構１１により液体Ｌ１が上部搬出室３から完全に排出されると第４ゲート２２が開き、第２移動機構２８により、錘２６は、上部搬出室３から上部錘収容部３０へ移動する。上部錘収容部３０に一時的に蓄えられた錘２６は、重力で上部走行台４６上を移動する。錘２６は、錘２６の降下に伴って無端状ワイヤ２０が下降する下降ラインの上部に設けられた上部錘装着機構３２側に向かっていく。上部錘装着機構３２により、錘２６と、無端状ワイヤ２０に間隔をあけて取り付けられた錘係合部２４とが係合し、錘２６が、無端状ワイヤ２０に取り付けられる。無端状ワイヤ２０に取り付けられた錘２６は、重力により下降する。錘２６が、下降ラインの下部まで下降すると、下部錘離脱機構３４により、錘２６は、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４から取り外され、下部錘収容部３６に受け渡される。錘２６の下降により、無端状ワイヤ２０及び無端状ワイヤ２０が周回する上下に離間した一対の上部プーリ１６及び下部プーリ１８が回転し、その回転力により発電機Ｍ１が発電を行う。
【００２６】
したがって、夜間や休日昼間などの電気の需要の少ない時間帯に、下部錘収容部３６に一時的に蓄えられる錘２６を、第１移動機構３８により、下部搬入室８を介して上昇路６に移動させる。次いで、錘２６を、液体Ｌ１で満たされた上昇路６において、上昇路６の下端部から、上昇路６の上端部へと浮力により浮上させる。次いで、第２移動機構２８により、錘２６を上部錘収容部３０に蓄える。これを繰り返すことにより、複数の錘２６を上部錘収容部３０に蓄えることができる。
【００２７】
一方で電気が必要な場合は、上部錘収容部３０に蓄えられた複数の錘２６を、上部錘装着機構３２により、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４と係合し、錘２６を次々に下降させる。この錘２６が下降するエネルギーによって、上部プーリ１６、無端状ワイヤ２０、及び下部プーリ１８が回転し、その回転力で発電機Ｍ１が発電を行う。
【００２８】
また、余剰電力が発生した際に、その電力を用いて発電装置１内のシステムの制御を行い、上述した方法により、複数の錘２６を上部錘収容部３０に蓄える。
【００２９】
図１には示していないが、回転速度を上げるために、下部プーリ１８と発電装置Ｍ１とは、複数のプーリ及びベルトを介して連結されていてもよい。この場合、下部プーリ１８側のプーリの直径が大きく、発電装置Ｍ１側のプーリの直径が小さいものとなるように配置する。
【００３０】
図１には示していないが、発電装置１は、車両上に載置されていることにより、走行可能な構造であってもよいし、発電装置１の下部に車輪が具備されており、移動可能な構造であってもよい。
【００３１】
本体４の形状は特に限定されず、角筒状であっても、円筒状であってもよい。また、本体４は、複数の部材がつなぎ合わされて構成されていてもよい。
【００３２】
発電装置１の高さは、特に限定されないが、例えば、１０〜５０ｍが好ましく、１０〜３０ｍがより好ましい。発電装置１の高さは、必要な電力量等から適宜設計する。
【００３３】
液体Ｌ１として、具体的には、水、有機溶媒等が挙げられるが、水であることが好ましい。液体Ｌ１として、水を用いる場合は、該水は、水道水でもってもよいし、蒸留水であってもよいし、イオン交換水であってもよいし、川や湖沼の水であってもよいし、海水であってもよいし、海水を処理した淡水であってもよい。
【００３４】
錘２６の数は、特に限定されないが、例えば、２〜５０個が好ましく、２〜４０個がより好ましく、３〜３０個がさらに好ましい。
【００３５】
図２は、下部走行台４７を示す平面図である。下部走行台４７は、細長い板状の台である。下部走行台４７の長手方向の一方の端部には、下部搬入室８を有し、他方の端部には、下部錘離脱機構３４を有する。下部搬入室８と下部錘離脱機構３４との間には、下部錘収容部３６を有する。下部走行台４７は、下部錘収容部３６の距離を長くするために、下部走行台４７の下部錘離脱機構３４側の端部から、下部走行台４７の下部搬入室８側の端部まで、下部走行台４７の下部錘離脱機構３４側の端部の外側を周回するような形状となっている。なお、下部走行台４７の形状は、特に限定されず、直線形状であってもよい。
【００３６】
下部走行台４７は、下部走行溝４９を有し、下部走行溝４９は、下部走行台４７の下部搬入室８側の長手方向端部から、下部走行台４７の下部錘離脱機構３４側の長手方向端部まで、同一深さ及び幅で設けられている。下部走行台４７の下部錘離脱機構３４側の端部は、下部走行台４７と無端状ワイヤ２０とが接触しないように、切欠部５３を有する。なお、下部走行台４７は、下部走行溝４９を有していなくてもよい。
【００３７】
図３は、下部走行台４７を示す正面図である。下部走行台４７は、長手方向に傾斜しており、下部錘離脱機構３４側から下部搬入室８側へ徐々に低くなっている。下部走行台４７の下部錘離脱機構３４側端部の高さと下部走行台４７の下部搬入室８側端部の高さとの差（下部錘離脱機構３４側端部の高さ−下部搬入室８側端部の高さ）は、下部走行台４７に載置される錘２６が自重で下部錘離脱機構３４側端部から下部搬入室８側端部まで、自動で移動可能な差であれば特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｃｍが好ましい。
【００３８】
下部錘離脱機構３４により離脱した錘２６は、下部走行台４７に載置された後、下部走行溝４９に沿って自重で移動し、下部走行台４７の下部錘収容部３６を経由し、下部走行台４７の下部搬入室８側へ自動で移動する。
【００３９】
図４は、錘２６が下部錘収容部３６から下部搬入室８に進入する様子を示す図である。下部走行台４７の下部搬入室８側には第１錘ストッパＳ１を有する。下部走行台４７は、第１錘ストッパＳ１を複数備えていてもよいし、第１錘ストッパＳ１を備えていなくてもよい。第１錘ストッパＳ１は、垂直アクチュエータとプレートとから構成されており、垂直アクチュエータの作動により、プレートが上下に昇降する。第１錘ストッパＳ１の構造はこれに限定されず、錘２６を静止させることのできる機構であれば、特に限定されない。
【００４０】
下部搬入室８の下部錘収容部３６側の入口には、第２ゲート１２を有する。第２ゲート１２の開閉により、下部搬入室８と、下部錘収容部３６との連通及び遮断が制御される。第２ゲート１２として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第２ゲート１２は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第２ゲート１２は、液体Ｌ１が漏れないように第２ゲート１２の先端部に弾性体を有していてもよい。
【００４１】
下部搬入室８の上昇路６側の出口には、第１ゲート１０を有する。第１ゲート１０の開閉により、下部搬入室８と、上昇路６との連通及び遮断が制御される。第１ゲート１０として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第１ゲート１０は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第１ゲート１０は、液体Ｌ１が漏れないように第１ゲート１０の先端部に弾性体を有していてもよい。
【００４２】
下部搬入室８の天井は、浮上した錘２６が、浮力で上昇路６に進入するように、下部錘収容部３６側よりも上昇路６側が高くなっている。
【００４３】
第２ゲート１２が開き、第１錘ストッパＳ１が引っ込むと、錘２６は自重で移動し、下部搬入室８に進入する。下部搬入室８の底面も下部錘収容部３６側が高く上昇路６側が低くなるように傾いているため、錘２６は、下部搬入室８の上昇路６側に自重で移動していく。錘２６が下部搬入室８内に進入したことを図示していないセンサが感知すると、第２ゲート１２が閉じる。
【００４４】
図５は、錘２６が進入した下部搬入室８に第１給排水機構１４により液体Ｌ１が供給される様子を示す図である。第１給排水機構１４は、２つの配管と図示していないポンプとにより構成されている。図示していないポンプを制御することにより、液体Ｌ１が配管を通って下部搬入室８に供給される。また、同様に、図示していないポンプを制御することにより、下部搬入室８の液体Ｌ１が配管を通って排出される。配管は金属製の配管であってもよいし、樹脂製の配管であってもよい。また、配管ではなく、金属製又は樹脂製のホースであってもよい。該配管及びホースの数は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。
【００４５】
下部搬入室８内に液体Ｌ１が供給されると、錘２６は、液体Ｌ１よりも密度が小さいため、錘２６は浮力により浮上する。
【００４６】
図６は、錘２６が下部搬入室８から上昇路６に進入する様子を示す図である。下部搬入室８内が、液体Ｌ１で満たされたことを図示していないセンサが感知すると、第１ゲート１０が開く。第１ゲート１０が開くと、下部搬入室８の天井は、上昇路６側が高くなっているため、下部搬入室８の天井に沿いながら錘２６が移動していき、錘２６は、上昇路６に進入する。上昇路６に進入した錘２６は浮力により、上昇路６の下端部から上端部まで移動する。
【００４７】
図７は、錘２６が上昇路６から上部搬出室３に進入する様子を示す図である。上部搬出室３の上昇路６側の入口には、第３ゲート１３を有する。第３ゲート１３の開閉により、上昇路６と上部搬出室３との連通及び遮断が制御される。第３ゲート１３として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第３ゲート１３は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第３ゲート１３は、液体Ｌ１が漏れないように第３ゲート１３の先端部に弾性体を有していてもよい。
【００４８】
上部搬出室３の上部錘収容部３０側の出口には、第４ゲート２２を有する。第４ゲート２２の開閉により、上部搬出室３と上部錘収容部３０との連通及び遮断が制御される。第４ゲート２２として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第４ゲート２２は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第４ゲート２２は、液体Ｌ１が漏れないように第４ゲート２２の先端部に弾性体を有していてもよい。
【００４９】
上昇路６の天井は、浮上した錘２６が、浮力で上部搬出室３に進入するように、上部搬出室３側が高くなっている。また、上部搬出室３の天井についても、浮上した錘２６が、浮力で上部搬出室３の奥まで進入するように、上昇路６側よりも上部錘収容部３０側が高くなっている。
【００５０】
錘２６が上端部まで浮上すると、上昇路６の天井は、上部搬出室３側が高くなっているため、錘２６は、浮力で上昇路６の天井に沿いながら移動し、上部搬出室３に進入する。
【００５１】
図８は、錘２６が進入した上部搬出室３の液体Ｌ１が、第２給排水機構１１により排出される様子を示す図である。第２給排水機構１１は、２つの配管と図示していないポンプとにより構成されている。図示していないポンプを制御することにより、上部搬出室３の液体Ｌ１が配管を通って排出される。また、同様に、図示していないポンプを制御することにより、液体Ｌ１が配管を通って上部搬出室３に供給される。配管は金属製の配管であってもよいし、樹脂製の配管であってもよい。また、配管ではなく、金属製又は樹脂製のホースであってもよい。該配管及びホースの数は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。
【００５２】
錘２６が進入したことを図示していないセンサが感知すると、第３ゲート１３が閉じる。第３ゲート１３が閉じると、第２給排水機構１１により上部搬出室３から液体Ｌ１が排出される。液体Ｌ１が排出されるに伴い、錘２６が下降していく。
【００５３】
図９は、錘２６が上部搬出室３から上部錘収容部３０に移動する様子を示す図である。第２給排水機構１１により上部搬出室３から液体Ｌ１が完全に排出されたことを図示していないセンサが感知すると、第４ゲート２２が開く。上部搬出室３の底面は上昇路６が高く、上部錘収容部３０側が低くなるように傾いているため、第４ゲート２２が開くと、錘２６は自重で上部錘収容部３０側へ移動する。
【００５４】
図１０は、上部搬出室３に第２給排水機構１１により液体Ｌ１が供給される様子及び下部搬入室８から第１給排水機構１４により液体Ｌ１が排出される様子を示す図である。上部搬出室３に供給される液体Ｌ１は、第１液体貯蔵タンク２から供給されてもよく、下部搬入室８から排出される液体Ｌ１は、第１液体貯蔵タンク２に排出されてもよい。また、上部搬出室３と下部搬入室８との間を、液体Ｌ１が行き来し、長時間の運転により液体Ｌ１の量が少なくなった際に、初めて第１液体貯蔵タンク２から液体Ｌ１が供給される機構であってもよい。
【００５５】
液体Ｌ１を上部搬出室３と、下部搬入室８との間を液体Ｌ１が行き来する場合の具体的な態様は以下の通りである。まず、錘２６が下部錘収容部３６から下部搬入室８に進入する際は、液体Ｌ１は全て上部搬出室３に存在する。この時、第２ゲート１２は開いた状態であり、第１ゲート１０、第３ゲート１３及び第４ゲート２２は閉じた状態である。次いで、下部搬入室８を液体Ｌ１で満たして錘２６を浮上させる際は、上部搬出室３に存在する液体Ｌ１を全て下部搬入室８に移動させる。この時、第１ゲート１０、第２ゲート１２、第３ゲート１３及び第４ゲート２２は全て閉じた状態である。下部搬入室８が液体Ｌ１で満たされ、第１ゲート１０が開き、錘２６が上昇路６に進入した後は、再び第１ゲート１０が閉まり、下部搬入室８を満たしている液体Ｌ１を上部搬出室３に全て移動させる。上部搬出室３が液体Ｌ１で満たされると、第３ゲート１３が開き、錘２６が上昇路６から上部搬出室３に進入する。この時、下部搬入室８は液体Ｌ１が入っていない状態であるため、次の錘２６を下部搬入室８に進入させることができる。次いで、上部搬出室３の液体Ｌ１を下部搬入室８に移動させると、上部搬出室３に存在する錘２６は、液体Ｌ１が排出されることにより下降し、下部搬入室８に存在する錘２６は、液体Ｌ１が供給されることにより浮上していく。
【００５６】
図１１は、上部走行台４６を示す平面図である。上部走行台４６は、細長い板状の台である。上部走行台４６の長手方向の一方の端部には、上部搬出室３を有し、他方の端部には、上部錘装着機構３２を有する。上部搬出室３と下部錘離脱機構３４との間には、上部錘収容部３０を有する。上部走行台４６は、上部錘収容部３０の距離を長くするために、上部走行台４６の上部錘装着機構３２側の端部から、上部走行台４６の上部搬出室３側の端部まで、上部走行台４６の上部錘装着機構３２側の端部の外側を周回するような形状となっている。なお、上部走行台４６の形状は、特に限定されず、直線形状であってもよい。
【００５７】
上部走行台４６は、上部走行溝４８を有し、上部走行溝４８は、上部走行台４６の上部搬出室３側の長手方向端部から、上部走行台４６の上部錘装着機構３２側の長手方向端部まで、同一深さ及び幅で設けられている。上部走行台４６の上部錘装着機構３２側の端部は、上部走行台４６と無端状ワイヤ２０とが接触しないように、切欠部５０を有する。なお、上部走行台４６は、上部走行溝４８を有していなくてもよい。
【００５８】
図１２は、上部走行台４６を示す正面図である。上部走行台４６は、長手方向に傾斜しており、上部搬出室３側から上部錘装着機構３２側へ徐々に低くなっている。上部走行台４６の上部搬出室３側端部の高さと上部走行台４６の上部錘装着機構３２側端部の高さとの差（上部搬出室３側端部の高さ−上部錘装着機構３２側端部の高さ）は、上部走行台４６に載置される錘２６が自重で上部搬出室３側端部から上部錘装着機構３２側端部まで、自動で移動可能な差であれば特に限定されないが、例えば、１０〜３０ｃｍが好ましい。
【００５９】
上部走行台４６は、上部錘装着機構３２側に第２錘ストッパＳ２を有する。上部走行台４６は、第２錘ストッパＳ２を複数備えていてもよい。第２錘ストッパＳ２は、垂直アクチュエータとプレートとから構成されており、垂直アクチュエータの作動により、プレートが上下に昇降する。第２錘ストッパＳ２の構造はこれに限定されず、錘２６を静止させることのできる機構であれば、特に限定されない。
【００６０】
上部搬出室３から搬出された錘２６は、上部走行溝４８に沿って自重で移動し、上部走行台４６の上部錘収容部３０を経由し、上部走行台４６の上部錘装着機構３２側へ自動で移動し、第２錘ストッパＳ２により静止する。第２錘ストッパＳ２により、錘２６が上部錘収容部３０に蓄積されていく。第２錘ストッパＳ２が引っ込むことにより、錘２６は上部錘装着機構３２側に移動し、上部錘装着機構３２により、無端状ワイヤ２０と係合される。
【００６１】
図１３は、上部プーリ１６に巻回されている無端状ワイヤ２０の状態を示す側面図である。発電装置１において、無端状ワイヤ２０は、ローラーチェーンであり、上部プーリ１６及び下部プーリ１８はスプロケットであるが、それらに限定されない。無端状ワイヤ２０は、ローラーチェーンであるため、無端状ワイヤ２０と錘係合部２４が独立した構造ではなく、無端状ワイヤ２０と錘係合部２４が一体となっている。錘係合部２４の形状は特に限定されず、例えば、錘２６が引掛け部を有し、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４がピン状、先端がＬ字状の円柱形状、又は釣り針形状等であってもよい。また、無端状ワイヤ２０及び錘係合部２４は、樹脂製であっても、金属製であってもよいが、耐久性の観点から、いずれも金属製であることが好ましい。
【００６２】
図１４（ａ）は、錘２６の側面図である。図１４（ｂ）は、錘２６の正面図である。錘２６は、錘本体５４と、錘本体５４の正面に連結された突起部５８と、錘本体５４の両側面以外の各面に連結されたローラ６４とを有する。
【００６３】
錘２６は、単位体積当たりの重量を軽くするために、錘本体５４の内部は空洞になっている。錘２６は、例えば、錘２６の上部に浮力体を有していてもよい。
【００６４】
錘２６は、突起部５８を１つの面に２つ有している。錘２６は、突起部５８を少なくとも１つ有していればよいが、錘２６を無端状ワイヤ２０で下降させる際に、より安定させる観点から、突起部５８を２つ以上有することが好ましい。突起部５８の形状は、特に限定されず、例えば、突起部５８の先端がＬ字状になっていてもよい。
【００６５】
錘２６は、突起部５８を有することにより、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４との係合が可能となる。
【００６６】
錘２６は、底面の４隅に４つ、正面の４隅に４つ、天面の４隅に４つ、背面の４隅に４つの合計１６つのローラ６４を有する。錘２６が有するローラ６４の数は、特に限定されないが、錘２６の底面にローラ６４を１つ以上有することにより、錘２６の上部走行台４６及び下部走行台４７での移動がよりスムーズになる。また、正面、天面、及び背面にローラ６４を１つ以上有することにより、錘２６の下部搬入室８から、上昇路６への移動、及び、上昇路６から上部搬出室３への移動がよりスムーズになる。
【００６７】
錘２６の重さは、液体Ｌ１の密度よりも錘２６の密度が小さくなるように制御されていれば、特に限定されない。例えば、液体Ｌ１が４℃の水である場合、液体Ｌ１の密度は９９７ｋｇ／ｃｍ３であるため、錘２６が１ｍ角の立方体のとき、重さが９９７ｋｇ未満であればよい。
【００６８】
錘２６は、樹脂製であっても、金属製であってもよいが、耐久性の観点から、金属製であることが好ましい。また、その中でも、アルミニウム製、鉄製又はステンレス製であることがより好ましい。
【００６９】
図１５は、上部錘装着機構３２を示す側面図である。上部走行台４６の無端状ワイヤ２０側の長手方向端部は、下方に傾動する傾動台座８２と蝶番８６により連結されている。上部走行台４６の無端状ワイヤ２０側の長手方向端部の下側には、水平アクチュエータ７８を有する。水平アクチュエータ７８は、水平方向に伸縮可能なロッド７９を有し、ロッド７９の水平アクチュエータ７８とは反対方向の先端には、ローラ８０が連結されている。ローラ８０は、傾動台座８２の底面と接触している。
【００７０】
上部走行台４６は、長手方向に傾斜しており、無端状ワイヤ２０側が低くなるように構成されているため、錘２６は自重で、上部走行台４６の無端状ワイヤ２０側の長手方向端部に向けて自動で移動し、錘２６の突起部５８が、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４に挿入されることで、錘２６の突起部５８と、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４とが係合する。図示していないセンサで、錘２６の突起部５８と、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４が係合したことを感知すると、水平アクチュエータ７８が作動し、ロッド７９及びロッド７９の先端に連結しているローラ８０が水平アクチュエータ７８側に収納される。ローラ８０が水平アクチュエータ７８側に収納されると、傾動台座８２は支えが無くなり、下方に折れ曲がる。これにより、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４に係合した錘２６が下降していく。錘２６が下降したことを図示していないセンサが感知すると、再度水平アクチュエータ７８が作動し、ロッド７９及びロッド７９の先端に連結しているローラ８０が水平方向に伸びることで、下方に折れ曲がった傾動台座８２が元の位置に戻る。
【００７１】
図１６は、錘２６が下降している状態を示す図である。錘２６の２つの突起部５８と、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４とが係合している。錘２６の重さによって、無端状ワイヤ２０も下降する。錘２６は２つの突起部５８を有し、２点で支持されているため、安定して下降する。
【００７２】
図１７は、下部錘離脱機構３４を示す側面図である。下部走行台４７は、長手方向に傾斜しており、下部走行台４７の無端状ワイヤ２０側が高くなるように構成されている。錘２６が下降してきて、下部走行台４７に載置されると、自重で無端状ワイヤ２０側とは反対側に自動で移動し、錘２６の突起部５８と、無端状ワイヤ２０の錘係合部２４とが離脱する。
【００７３】
以上説明したように、この発電装置１は、錘２６を上部錘収容部３０に複数蓄えておくことができる。そのため、大量の電力を、複数の錘（位置エネルギー）として蓄積可能である。また、発電装置１は、錘２６を重力と浮力とにより移動させることができるため、発電装置１の装置内での電力消費が抑えられている。具体的には、下部錘収容部３６に蓄えられた錘２６は、下部走行台４７が傾斜しているため重力により下部搬入室８内に進入し、下部搬入室８から上昇路６、及び、上昇路６から上部搬出室３へは浮力によって移動し、上部搬出室３から上部錘収容部３０及び上部錘装着機構３２へは、上部走行台４６が傾斜しているため重力によって移動する。これにより、発電装置１は、効率的な発電が可能となる。
【００７４】
また、発電装置１は、風力発電装置や揚水発電装置のように、風や川の水を利用する装置ではないため、設置場所に限られず、あらゆる場所に設置が可能である。
【００７５】
発電装置１において、下部錘収容部３６から下部搬入室８を介して上昇路６へ錘２６を移動させる第１移動機構３８は、錘２６を下部錘収容部３６から下部搬入室８へ進入させる機構と、錘２６を下部搬入室８から上昇路６へ進入させる機構とから構成されている。錘２６を下部錘収容部３６から下部搬入室８へ進入させる機構として、具体的には、下部錘収容部３６よりも下部搬入室８を低くすることにより、錘２６が重力で移動する機構を採用している。また、錘２６を下部搬入室８から上昇路６へ進入させる機構として、具体的には、下部搬入室８の天井を下部錘収容部３６側から上昇路６側へと高くなっていくようにすることにより、錘２６が浮力で移動する機構を採用している。第１移動機構３８としては、それらの機構に限定されず、例えば、押出装置により錘２６を押し出して、下部搬入室８から上昇路６へ移動させる機構であってもよいし、磁石を有する装置を錘２６にくっつけ、引っ張ることにより、錘２６を下部搬入室８から上昇路６へ移動させる機構であってもよいし、水流により錘２６を下部搬入室８から上昇路６へ移動させる機構であってもよい。
【００７６】
発電装置１において、上昇路６から上部搬出室３を介して上部錘収容部３０へ錘２６を移動させる第２移動機構２８は、錘２６を上昇路６から上部搬出室３へ進入させる機構と、錘２６を上部搬出室３から上部錘収容部３０へ進入させる機構とから構成されている。錘２６を上昇路６から上部搬出室３へ進入させる機構として、具体的には、上昇路６の天井において、上部搬出室３側の方を高くすることにより、錘２６が浮力で移動する機構を採用している。錘２６を上部搬出室３から上部錘収容部３０へ進入させる機構として、具体的には、上部搬出室３よりも上部錘収容部３０を低くすることにより、錘２６が重力で移動する機構を採用している。第２移動機構２８の機構としては、それらの機構に限定されず、例えば、錘２６を上昇路６から上部搬出室３へ進入させる機構としては、押出装置により錘２６を押し出して、上昇路６から上部搬出室３へ移動させる機構であってもよいし、磁石を有する装置を錘２６にくっつけ、引っ張ることにより、錘２６を上昇路６から上部搬出室３へ移動させる機構であってもよいし、水流により錘２６を上昇路６から上部搬出室３へ移動させる機構であってもよい。
【００７７】
＜第二実施形態＞
図１８は、本発明の第二実施形態に係る発電装置１０１の正面図である。
発電装置１０１は、垂直方向に長く接地面ＧＬに直立した筒状の本体１０４と、この本体１０４の上端に設置された第１液体貯蔵タンク１０２と、本体１０４の下端部に設置された第２液体貯蔵タンク２０１を有する。第１液体貯蔵タンク１０２は、第２給排水機構１１１を介して、上部搬出室１０３と接続されている。
【００７８】
第１液体貯蔵タンク１０２内の液体Ｌ２は、第２給排水機構１１１を介して、第２液体貯蔵タンク２０１に排出される。下部搬入室１０８内の液体Ｌ２についても、第１給排水機構１１４を介して、第２液体貯蔵タンク２０１に排出される。第２液体貯蔵タンク２０１に貯蔵された液体Ｌ２は、汲み上げポンプ２０６により、配管２０８を通って、第１液体貯蔵タンク１０２に排出される。
【００７９】
第２給排水機構１１１における給水機構は、給水弁２０３とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、給水弁２０３がアクチュエータ側に引っ込むことにより、第１液体貯蔵タンク１０２に貯蔵された液体Ｌ２は、重力により、上部搬出室１０３に流れ込む。
【００８０】
第２給排水機構１１１における排水機構は、第２排水弁２０４とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、第２排水弁２０４がアクチュエータ側に引っ込むことにより、上部搬出室１０３に存在する液体Ｌ２は、重力により、第２液体貯蔵タンク２０１に排出される。
【００８１】
第１給排水機構１１４における給水機構は、第１ゲート１１０に構成されており、第１ゲート１１０は上下に昇降可能なシャッターと、アクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、ゲートが上昇することにより、上昇路１０６内の液体Ｌ２が、重力により、下部搬入室１０８に流れ込む。
【００８２】
第１給排水機構１１４における排水機構は、第１排水弁２０２とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、第１排水弁２０２がアクチュエータ側に引っ込むことにより、下部搬入室１０８に存在する液体Ｌ２は、重力により、第２液体貯蔵タンク２０１に排出される。
【００８３】
本体１０４は、上下方向へ延びて内部が液体Ｌ２で満たされた上昇路１０６を有する。上昇路１０６の下端部には、開閉可能な第１ゲート１１０を介して接続された下部搬入室１０８を有する。上昇路１０６の上端部には、開閉可能な第３ゲート１１３を介して接続された上部搬出室１０３を有する。下部搬入室１０８の外側には、第２ゲート１１２を介して接続された下部錘収容部１３６を有する。上部搬出室１０３の外側には、第４ゲート１２２を介して接続された上部錘収容部１３０を有する。
【００８４】
下部錘収容部１３６の下部搬入室１０８とは反対側には、下部錘離脱機構１３４を有する。下部錘離脱機構１３４は、下部走行台１４７の下部搬入室１０８側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。下部走行台１４７は、長手方向に傾斜しており、下部錘離脱機構１３４側から下部搬入室１０８側へ徐々に低くなっている。下部走行台１４７は下部錘離脱機構１３４と下部搬入室１０８との間に下部錘収容部１３６を有する。
【００８５】
上部錘収容部１３０の上部搬出室１０３とは反対側には、上部錘装着機構１３２を有する。上部錘装着機構１３２は、上部走行台１４６の上部搬出室１０３側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。上部走行台１４６は、長手方向に傾斜しており、上部搬出室１０３側から上部錘装着機構１３２側へ徐々に低くなっている。上部走行台１４６は上部錘装着機構１３２と上部搬出室１０３との間に上部錘収容部１３０を有する。
【００８６】
下部走行台１４７の下部搬入室１０８側とは反対側の外側、及び、上部走行台１４６の上部搬出室１０３側とは反対側の外側には、無端状ワイヤ１２０を有する。無端状ワイヤ１２０は、間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部１２４を有する。無端状ワイヤ１２０の錘係合部１２４と、錘１２６とは着脱可能である。無端状ワイヤ１２０は、上下に離間した一対の上部プーリ１１６及び下部プーリ１１８を巻回している。上部プーリ１１６の同軸下方に、上部プーリ１１６と対になる下部プーリ１１８を有する。下部プーリ１１８は発電装置Ｍ２と接続されている。
【００８７】
下部錘収容部１３６に一時的に蓄えられた錘１２６が、第１移動機構１３８により、第２ゲート１１２を介して下部錘収容部１３６から下部搬入室１０８へ移動する。下部搬入室１０８に錘１２６が進入した後、第２ゲート１１２は閉じられ、下部搬入室１０８には、第１給排水機構１１４により液体Ｌ２が供給される。錘１２６は、液体Ｌ２よりも密度が小さいため、液体Ｌ２が供給されるにつれて、錘１２６が浮上していく。下部搬入室１０８が液体Ｌ２で満たされると、第１ゲート１１０が開き、錘１２６が下部搬入室１０８から上昇路１０６へ進入する。錘１２６は、上昇路１０６の下端部から、上昇路１０６の上端部へと浮力により浮上していく。上昇路１０６の上端部まで錘１２６が浮上すると、第３ゲート１１３を通過し、錘１２６は、上昇路１０６から上部搬出室１０３へ浮力により移動する。上部搬出室１０３に錘１２６が進入した後、第３ゲート１１３は閉じられ、第２給排水機構１１１により液体Ｌ２が排出される。液体Ｌ２が排出されるにつれて、錘１２６が下降していく。第２給排水機構１１１により液体Ｌ２が、上部搬出室１０３から完全に排出されると、第４ゲート１２２が開き、第２移動機構１２８により、錘１２６は、上部搬出室１０３から上部錘収容部１３０へ移動する。上部錘収容部１３０に一時的に蓄えられた錘１２６は、重力で上部走行台１４６上を移動する。錘１２６は、錘１２６の降下に伴って無端状ワイヤ１２０が下降する下降ラインの上部に設けられた上部錘装着機構１３２側に向かっていく。上部錘装着機構１３２により、錘１２６と、無端状ワイヤ１２０に間隔をあけて取り付けられた錘係合部１２４とが係合し、錘１２６が、無端状ワイヤ１２０に取り付けられる。無端状ワイヤ１２０に取り付けられた錘１２６は、重力により下降する。錘１２６が、下降ラインの下部まで下降すると、下部錘離脱機構１３４により、錘１２６は、無端状ワイヤ１２０の錘係合部１２４から取り外され、下部錘収容部１３６に受け渡される。錘１２６の下降により、無端状ワイヤ１２０及び無端状ワイヤ１２０が周回する上下に離間した一対の上部プーリ１１６及び下部プーリ１１８が回転し、その回転力により発電機Ｍ２が発電する。
【００８８】
したがって、夜間や休日昼間などの電気の需要の少ない時間帯に、下部錘収容部１３６に一時的に蓄えられる錘１２６を、第１移動機構１３８により、下部搬入室１０８を介して上昇路１０６に移動させる。次いで、錘１２６を、液体Ｌ２で満たされた上昇路１０６において、上昇路１０６の下端部から、上昇路１０６の上端部へと浮力により浮上させる。次いで、第２移動機構１２８により、錘１２６を上部錘収容部１３０に蓄える。これを繰り返すことにより、複数の錘１２６を上部錘収容部１３０に蓄えることができる。
【００８９】
一方で電気が必要な場合は、上部錘収容部１３０に蓄えられた複数の錘１２６を、上部錘装着機構１３２により、無端状ワイヤ１２０の錘係合部１２４と係合し、錘１２６を次々に下降させる。この錘１２６が下降するエネルギーによって、上部プーリ１１６、無端状ワイヤ１２０、及び下部プーリ１１８が回転し、その回転力で発電機Ｍ２により発電させる。
【００９０】
また、余剰電力が発生した際に、その電力を用いて発電装置１０１内のシステムの制御を行い、上述した方法により、複数の錘１２６を上部錘収容部１３０に蓄える。
【００９１】
図１８には示していないが、回転速度を上げるために、下部プーリ１１８と発電装置Ｍ２とは、複数のプーリ及びベルトを介して連結されていてもよい。この場合、下部プーリ１１８側のプーリの直径が大きく、発電装置Ｍ２側のプーリの直径が小さいものとなるように配置する。
【００９２】
図１８には示していないが、発電装置１０１は、車両上に載置されていることにより、走行可能な構造であってもよいし、発電装置１０１の下部に車輪が具備されており、移動可能な構造であってもよい。
【００９３】
本体１０４の形状は特に限定されず、角筒状であっても、円筒状であってもよい。また、本体１０４は、複数の部材がつなぎ合わされて構成されていてもよい。
【００９４】
発電装置１０１の高さは、特に限定されないが、例えば、１０〜５０ｍが好ましく、１０〜３０ｍがより好ましい。発電装置１０１の高さは、必要な電力量等から適宜設計する。
【００９５】
液体Ｌ２として、具体的には、水、有機溶媒等が挙げられるが、水であることが好ましい。また、液体Ｌ１として、水を用いる場合は、該水は、水道水でもってもよいし、蒸留水であってもよいし、イオン交換水であってもよいし、川や湖沼の水であってもよいし、海水であってもよいし、海水を処理した淡水であってもよい。
【００９６】
錘１２６の数は、特に限定されないが、例えば、２〜２０個が好ましく、２〜１０個がより好ましく、３〜６個がさらに好ましい。
【００９７】
図１９は、錘１２６が下部錘収容部１３６から下部搬入室１０８に進入する様子を示す図である。下部錘離脱機構１３４により離脱した錘１２６は、下部走行台１４７に載置された後、自重で移動し、下部走行台１４７の下部錘収容部１３６を経由し、下部走行台１４７の下部搬入室１０８側へ自動で移動する。下部走行台１４７の下部搬入室１０８側には第３錘ストッパＳ３を有する。下部走行台１４７は、第３錘ストッパＳ３を複数備えていてもよいし、第３錘ストッパＳ３を備えていなくてもよい。第３錘ストッパＳ３は、垂直アクチュエータとプレートとから構成されており、垂直アクチュエータの作動により、プレートが上下に昇降する。第３錘ストッパＳ３の構造はこれに限定されず、錘１２６を静止させることのできる機構であれば、特に限定されない。
【００９８】
下部搬入室１０８の下部錘収容部１３６側の入口には、第２ゲート１１２を有する。第２ゲート１１２の開閉により、下部搬入室１０８と下部錘収容部１３６との連通及び遮断が制御される。第２ゲート１１２として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第２ゲート１１２は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第２ゲート１１２は、液体Ｌ２が漏れないように第２ゲート１１２の先端部に弾性体を有していてもよい。
【００９９】
下部搬入室１０８の上昇路１０６側の出口には、第１ゲート１１０を有する。第１ゲート１１０の開閉により、下部搬入室１０８と上昇路１０６との連通及び遮断が制御される。第１ゲート１１０として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第１ゲート１１０は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第１ゲート１１０は、液体Ｌ２が漏れないように第１ゲート１１０の先端部に弾性体を有していてもよい。
【０１００】
下部搬入室１０８の天井は、浮上した錘１２６が、浮力で上昇路１０６に進入するように、下部錘収容部１３６側よりも上昇路１０６側が高くなっている。
【０１０１】
第２ゲート１１２が開き、第３錘ストッパＳ３が引っ込むと、錘１２６は自重で移動し、下部搬入室１０８に進入する。下部搬入室１０８の底面も下部錘収容部１３６側が高く上昇路１０６側が低くなるように傾いているため、錘１２６は、下部搬入室１０８の上昇路１０６側に自重で移動していく。錘１２６が下部搬入室１０８内に進入したことを図示していないセンサが感知すると、第２ゲート１１２が閉じる。
【０１０２】
図２０は、錘１２６が進入した下部搬入室１０８に第１給排水機構１１４により液体Ｌ２が供給される様子を示す図である。ここで、第１給排水機構１１４における給水機構は、第１ゲート１１０が開くことにより、上昇路１０６内の液体Ｌ２が、重力により、下部搬入室１０８に流れ込む機構である。下部搬入室１０８内に液体Ｌ２が供給されると、錘１２６は、液体Ｌ２よりも密度が小さいため、錘１２６は浮力により浮上する。第１ゲート１１０が下から上に移動する機構であり、かつ、錘１２６の大きさ及び下部搬入室１０８の広さを制御することにより、下部搬入室１０８内に液体Ｌ２が進入する際に、錘１２６が、液体Ｌ２の流れで回転してしまうことを抑制できる。
【０１０３】
図２１は、錘１２６が下部搬入室１０８から上昇路１０６に進入する様子を示す図である。下部搬入室１０８内が、液体Ｌ２で満たされ、かつ、第１ゲート１１０が完全に開くと、下部搬入室１０８の天井が、上昇路１０６側が高くなっているため、下部搬入室１０８の天井に沿いながら錘１２６が移動していき、錘１２６は、上昇路１０６に進入する。上昇路１０６に進入した錘１２６は浮力により、上昇路１０６の下端部から上端部まで移動する。
【０１０４】
図２２は、錘１２６が上昇路１０６から上部搬出室１０３に進入する様子を示す図である。上部搬出室１０３の上昇路１０６側の入口には、第３ゲート１１３を有する。第３ゲート１１３の開閉により、上昇路１０６と上部搬出室１０３との連通及び遮断が制御される。第３ゲート１１３として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第３ゲート１１３は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第３ゲート１１３は、液体Ｌ２が漏れないように第３ゲート１１３の先端部に弾性体を有していてもよい。
【０１０５】
上部搬出室１０３の上部錘収容部１３０側の出口には、第４ゲート１２２を有する。第４ゲート１２２の開閉により、上部搬出室１０３と上部錘収容部１３０との連通及び遮断が制御される。第４ゲート１２２として、具体的には、垂直アクチュエータによって上下に昇降可能なシャッターが挙げられる。第４ゲート１２２は、樹脂製であっても、金属製であってもよい。また、第４ゲート１２２は、液体Ｌ２が漏れないように第４ゲート１２２の先端部に弾性体を有していてもよい。
【０１０６】
上昇路１０６の天井は、浮上した錘１２６が、浮力で上部搬出室１０３に進入するように、上部搬出室１０３側が高くなっている。また、上部搬出室１０３の天井は、浮上した錘１２６が、浮力で上部搬出室１０３の奥まで進入するように、上昇路１０６側よりも上部錘収容部１３０側が高くなっている。
【０１０７】
錘１２６が上端部まで浮上すると、上昇路１０６の天井は、上部搬出室１０３側が高くなっているため、錘１２６は、浮力で上昇路１０６の天井に沿いながら移動し、上部搬出室１０３に進入する。
【０１０８】
図２３は、錘１２６が進入した上部搬出室１０３の液体Ｌ２が、第２給排水機構１１１により排出される様子を示す図である。錘１２６が進入したことを図示していないセンサが感知すると、第３ゲート１１３が閉じる。第３ゲート１１３が閉じると、第２給排水機構１１１により上部搬出室１０３から液体Ｌ２が排出される。液体Ｌ２が排出されるに伴い、錘１２６が下降していく。
【０１０９】
第２給排水機構１１１により上部搬出室１０３から液体Ｌ２が排出される具体的な機構としては、第２排水弁２０４が、アクチュエータ側に引っ込むことにより、上部搬出室１０３の床に穴が開き、その穴から、液体Ｌ２が重力により排出されていく。排出された液体Ｌ２は、配管を通って、第２液体貯蔵タンク２０１に貯蔵される。該配管は、金属製の配管であってもよいし、樹脂製の配管であってもよい。また、配管ではなく、金属製又は樹脂製のホースであってもよい。該配管及びホースの数は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。
【０１１０】
図２４は、錘１２６が上部搬出室１０３から上部錘収容部１３０に移動する様子を示す図である。第２給排水機構１１１により、液体Ｌ２が、上部搬出室１０３から完全に排出されたことを、図示していないセンサが感知すると、第４ゲート１２２が開く。上部搬出室１０３の底面は上昇路１０６が高く、上部錘収容部１３０側が低くなるように傾いているため、第４ゲート１２２が開くと、錘１２６は自重で上部錘収容部１３０側へ移動する。
【０１１１】
図２５は、上部搬出室１０３に第２給排水機構１１１により液体Ｌ２が供給される様子及び下部搬入室１０８から第１給排水機構１１４により液体Ｌ２が排出される様子を示す図である。
【０１１２】
第２給排水機構１１１により上部搬出室１０３に液体Ｌ２が供給される機構として、具体的には、アクチュエータが作動し、給水弁２０３がアクチュエータ側に引っ込むことにより、第１液体貯蔵タンク１０２と上部搬出室１０３とが連通し、第１液体貯蔵タンク１０２に貯蔵された液体Ｌ２は、重力により、上部搬出室１０３に流れ込む。また、同時に、第３ゲート１１３が開くことにより、上昇路１０６内の液体Ｌ２も、重力により、上部搬出室１０３に流れ込む。
【０１１３】
第１給排水機構１１４により液体Ｌ２が下部搬入室１０８から排出される機構として、具体的には、アクチュエータが作動し、第１排水弁２０２がアクチュエータ側に引っ込むことにより、下部搬入室１０８に存在する液体Ｌ２は、重力により、第２液体貯蔵タンク２０１に流れ込む。
【０１１４】
第２液体貯蔵タンク２０１に貯蔵された液体Ｌ２は、汲み上げポンプ２０６により、配管２０８を通って、第１液体貯蔵タンク１０２に排出される。これにより、液体Ｌ２は、発電装置１０１内を循環する。配管２０８は、金属製の配管であってもよいし、樹脂製の配管であってもよい。また、配管ではなく、金属製又は樹脂製のホースであってもよい。該配管及びホースの数は、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。
【０１１５】
錘１２６が、上部錘収容部１３０を通過して、無端状ワイヤ１２０に取り付けられ、下降し、下部錘離脱機構１３４により取り外され、下部錘収容部１３６に受け渡される機構は、上述した第一実施形態の発電装置１と同様の機構である。また、錘１２６の具体的な態様としては、上述した第一実施形態の発電装置１における錘２６と同様のものが挙げられる。また、無端状ワイヤ１２０の具体的な態様としては、上述した第一実施形態の発電装置１における無端状ワイヤ２０と同様のものが挙げられる。また、上下に離間した一対の上部プーリ１１６及び下部プーリ１１８の具体的な態様としては、上述した第一実施形態の発電装置１における上部プーリ１６及び下部プーリ１８と同様のものが挙げられる。
【０１１６】
以上説明したように、この発電装置１０１は、錘１２６を上部錘収容部１３０に複数蓄えておくことができる。そのため、大量の電力を、複数の錘（位置エネルギー）として蓄積可能である。また、発電装置１０１は、錘１２６を重力と浮力とにより移動させることができるため、発電装置１０１の装置内での電力消費が抑えられている。具体的には、下部錘収容部１３６に蓄えられた錘１２６は、下部走行台１４７が傾斜しているため重力により下部搬入室１０８内に進入し、下部搬入室１０８から上昇路１０６、及び、上昇路１０６から上部搬出室１０３へは浮力によって移動し、上部搬出室１０３から上部錘収容部１３０及び上部錘装着機構１３２へは、上部走行台１４６が傾斜しているため重力によって移動する。
【０１１７】
また、発電装置１０１は、風力発電装置や揚水発電装置のように風や川の水を利用する装置ではないため、設置場所に限られず、あらゆる場所に設置が可能である。
【０１１８】
発電装置１０１において、下部錘収容部１３６から下部搬入室１０８を介して上昇路１０６へ錘１２６を移動させる第１移動機構１３８は、錘１２６を下部錘収容部１３６から下部搬入室１０８へ進入させる機構と、錘１２６を下部搬入室１０８から上昇路１０６へ進入させる機構とから構成されている。錘１２６を下部錘収容部１３６から下部搬入室１０８へ進入させる機構として、具体的には、下部錘収容部１３６よりも下部搬入室１０８を低くすることにより、錘１２６が重力で移動する機構を採用している。また、錘１２６を下部搬入室１０８から上昇路１０６へ進入させる機構として、具体的には、下部搬入室１０８の天井を下部錘収容部１３６側から上昇路１０６側へと高くなっていくようにすることにより、錘１２６が浮力で移動する機構を採用している。第１移動機構１３８としては、それらの機構に限定されず、例えば、押出装置により錘１２６を押し出して、下部搬入室１０８から上昇路１０６へ移動させる機構であってもよいし、磁石を有する装置を錘１２６にくっつけ、引っ張ることにより、錘１２６を下部搬入室１０８から上昇路１０６へ移動させる機構であってもよいし、水流により錘１２６を下部搬入室１０８から上昇路１０６へ移動させる機構であってもよい。
【０１１９】
発電装置１０１において、上昇路１０６から上部搬出室１０３を介して上部錘収容部１３０へ錘１２６を移動させる第２移動機構１２８は、錘１２６を上昇路１０６から上部搬出室１０３へ進入させる機構と、錘１２６を上部搬出室１０３から上部錘収容部１３０へ進入させる機構とから構成されている。錘１２６を上昇路１０６から上部搬出室１０３へ進入させる機構として、具体的には、上昇路１０６の天井において、上部搬出室１０３側の方を高くすることにより、錘１２６が浮力で移動する機構を採用している。錘１２６を上部搬出室１０３から上部錘収容部１３０へ進入させる機構として、具体的には、上部搬出室１０３よりも上部錘収容部１３０を低くすることにより、錘１２６が重力で移動する機構を採用している。第２移動機構１２８の機構としては、それらの機構に限定されず、例えば、錘１２６を上昇路１０６から上部搬出室１０３へ進入させる機構としては、押出装置により錘１２６を押し出して、上昇路１０６から上部搬出室１０３へ移動させる機構であってもよいし、磁石を有する装置を錘１２６にくっつけ、引っ張ることにより、錘１２６を上昇路１０６から上部搬出室１０３へ移動させる機構であってもよいし、水流により錘１２６を上昇路１０６から上部搬出室１０３へ移動させる機構であってもよい。
【０１２０】
以上説明した第一実施形態の発電装置１は、より大量な電力を必用な場合に最適な形態である。第一実施形態の発電装置１において、液体Ｌ１の移動を、上部搬出室３と下部搬入室８との間のみにした場合、上昇路６内の液体Ｌ１の量が多い場合であっても、液体Ｌ１の移動量を少なくすることができ、効率的である。また、上昇路６内を浮上している錘２６に影響を与えず、発電装置１の安定的な作動が行える。
【０１２１】
一方で、第二実施形態の発電装置１０１は、より小スペースで電力が必用な場合に最適な形態である。第二実施形態の発電装置１０１において、液体Ｌ２をポンプで移動させるのは、第２液体貯蔵タンク２０１から液体Ｌ２を汲み上げポンプ２０６で移動させる際のみであるため、装置内の制御をより簡易にすることができる。
【０１２２】
＜第三実施形態＞
図２６は、本発明の第三実施形態に係る発電装置５０１の正面図である。
発電装置５０１は、垂直方向に長い筒状の本体５０４と、本体５０４の下端部に設置された第１液体貯蔵タンク７０１を有する。発電装置５０１の本体５０４は、湖沼Ｗの中に設置されている。一方で、発電機Ｍ３は、接地面ＧＬ上に設置されている。なお、発電装置５０１は、湖沼の中に設置されているが、例えば、川の中、海の中に設置されていてもよい。
【０１２３】
第１液体貯蔵タンク７０１内の液体Ｌ３は、排出ポンプ７０６により、配管を通って、湖沼Ｗに排出される。
【０１２４】
第２給排水機構５１１における給水機構は、給水弁７０３とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、給水弁７０３がアクチュエータ側に引っ込むことにより、湖沼Ｗの液体Ｌ３は、重力により、上部搬出室５０３に流れ込む。
【０１２５】
第２給排水機構５１１における排水機構は、第２排水弁７０４とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、第２排水弁７０４がアクチュエータ側に引っ込むことにより、上部搬出室５０３に存在する液体Ｌ３は、重力により、第１液体貯蔵タンク７０１に排出される。
【０１２６】
第１給排水機構５１４における給水機構は、第１ゲート５１０に構成されており、第１ゲート５１０は上下に昇降可能なゲートと、アクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、ゲートが上昇することにより、上昇路５０６内の液体Ｌ３が、重力により、下部搬入室５０８に流れ込む。
【０１２７】
第１給排水機構５１４における排水機構は、第１排水弁７０２とアクチュエータにより構成されている。アクチュエータが作動し、第１排水弁７０２がアクチュエータ側に引っ込むことにより、下部搬入室５０８に存在する液体Ｌ３は、重力により、第１液体貯蔵タンク７０１に排出される。
【０１２８】
本体５０４は、上下方向へ延びて内部が液体Ｌ３で満たされた上昇路５０６を有する。上昇路５０６の湖沼Ｗ側の壁の一部には、湖沼Ｗの液体Ｌ３が流入する開口部を有し、該開口部は、フィルターＦ１を有する。
【０１２９】
上昇路５０６の下端部には、開閉可能な第１ゲート５１０を介して接続された下部搬入室５０８を有する。上昇路５０６の上端部には、開閉可能な第３ゲート５１３を介して接続された上部搬出室５０３を有する。下部搬入室５０８の外側には、第２ゲート５１２を介して接続された下部錘収容部５３６を有する。上部搬出室５０３の外側には、第４ゲート５２２を介して接続された上部錘収容部５３０を有する。
【０１３０】
下部錘収容部５３６の下部搬入室５０８とは反対側には、下部錘離脱機構５３４を有する。下部錘離脱機構５３４は、下部走行台５４７の下部搬入室５０８側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。下部走行台５４７は、長手方向に傾斜しており、下部錘離脱機構５３４側から下部搬入室５０８側へ徐々に低くなっている。下部走行台５４７は下部錘離脱機構５３４と下部搬入室５０８との間に下部錘収容部５３６を有する。
【０１３１】
上部錘収容部５３０の上部搬出室５０３とは反対側には、上部錘装着機構５３２を有する。上部錘装着機構５３２は、上部走行台５４６の上部搬出室５０３側とは反対側の長手方向端部が有する機構である。上部走行台５４６は、長手方向に傾斜しており、上部搬出室５０３側から上部錘装着機構５３２側へ徐々に低くなっている。上部走行台５４６は上部錘装着機構５３２と上部搬出室５０３との間に上部錘収容部５３０を有する。
【０１３２】
下部走行台５４７の下部搬入室５０８側とは反対側の外側、及び、上部走行台５４６の上部搬出室５０３側とは反対側の外側には、無端状ワイヤ５２０を有する。無端状ワイヤ５２０は、間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部５２４を有する。無端状ワイヤ５２０の錘係合部５２４と、錘５２６とは着脱可能である。無端状ワイヤ５２０は、上下に離間した一対の上部プーリ５１６及び下部プーリ５１８を巻回している。上部プーリ５１６の同軸下方に、上部プーリ５１６と対になる下部プーリ５１８を有する。上部プーリ５１６は発電装置Ｍ３と接続されている。
【０１３３】
下部錘収容部５３６に一時的に蓄えられた錘５２６が、第１移動機構５３８により、第２ゲート５１２を介して下部錘収容部５３６から下部搬入室５０８へ移動する。下部搬入室５０８に錘５２６が進入した後、第２ゲート５１２は閉じられ、下部搬入室５０８には、第１給排水機構５１４により液体Ｌ３が供給される。錘５２６は、液体Ｌ３よりも密度が小さいため、液体Ｌ３が供給されるにつれて、錘５２６が浮上していく。下部搬入室５０８が液体Ｌ３で満たされると、第１ゲート５１０が開き、錘５２６が下部搬入室５０８から上昇路５０６へ進入する。錘５２６は、上昇路５０６の下端部から、上昇路５０６の上端部へと浮力により浮上していく。上昇路５０６の上端部まで錘５２６が浮上すると、第３ゲート５１３を通過し、錘５２６は、上昇路５０６から上部搬出室５０３へ浮力により移動する。上部搬出室５０３に錘５２６が進入した後、第３ゲート５１３は閉じられ、第２給排水機構５１１により液体Ｌ３が排出される。液体Ｌ３が排出されるにつれて、錘５２６が下降していく。第２給排水機構５１１により液体Ｌ３が、上部搬出室５０３から完全に排出されると、第４ゲート５２２が開き、第２移動機構５２８により、錘５２６は、上部搬出室５０３から上部錘収容部５３０へ移動する。上部錘収容部５３０に一時的に蓄えられた錘５２６は、重力で上部走行台５４６上を移動する。錘５２６は、錘５２６の降下に伴って無端状ワイヤ５２０が下降する下降ラインの上部に設けられた上部錘装着機構５３２側に向かっていく。上部錘装着機構５３２により、錘５２６と、無端状ワイヤ５２０に間隔をあけて取り付けられた錘係合部５２４とが係合し、錘５２６が、無端状ワイヤ５２０に取り付けられる。無端状ワイヤ５２０に取り付けられた錘５２６は、重力により下降する。錘５２６が、下降ラインの下部まで下降すると、下部錘離脱機構５３４により、錘５２６は、無端状ワイヤ５２０の錘係合部５２４から取り外され、下部錘収容部５３６に受け渡される。錘５２６の下降により、無端状ワイヤ５２０及び無端状ワイヤ５２０が周回する上下に離間した一対の上部プーリ５１６及び下部プーリ５１８が回転し、その回転力により発電機Ｍ３が発電する。
【０１３４】
したがって、夜間や休日昼間などの電気の需要の少ない時間帯に、下部錘収容部５３６に一時的に蓄えられる錘５２６を、第１移動機構５３８により、下部搬入室５０８を介して上昇路５０６に移動させる。次いで、錘５２６を、液体Ｌ３で満たされた上昇路５０６において、上昇路５０６の下端部から、上昇路５０６の上端部へと浮力により浮上させる。次いで、第２移動機構５２８により、錘５２６を上部錘収容部５３０に蓄える。これを繰り返すことにより、複数の錘５２６を上部錘収容部５３０に蓄えることができる。
【０１３５】
一方で電気が必要な場合は、上部錘収容部５３０に蓄えられた複数の錘５２６を、上部錘装着機構５３２により、無端状ワイヤ５２０の錘係合部５２４と係合し、錘５２６を次々に下降させる。この錘５２６が下降するエネルギーによって、上部プーリ５１６、無端状ワイヤ５２０、及び下部プーリ５１８が回転し、その回転力で発電機Ｍ２により発電させる。
【０１３６】
また、余剰電力が発生した際に、その電力を用いて発電装置５０１内のシステムの制御を行い、上述した方法により、複数の錘５２６を上部錘収容部５３０に蓄える。
【０１３７】
図２６には示していないが、回転速度を上げるために、上部プーリ５１６と発電装置Ｍ３とは、複数のプーリ及びベルトを介して連結されていてもよい。この場合、上部プーリ５１６側のプーリの直径が大きく、発電装置Ｍ３側のプーリの直径が小さいものとなるように配置する。
【０１３８】
本体５０４の形状は特に限定されず、角筒状であっても、円筒状であってもよい。また、本体５０４は、複数の部材がつなぎ合わされて構成されていてもよい。
【０１３９】
発電装置５０１の高さは、特に限定されないが、例えば、１０〜５０ｍが好ましく、１０〜３０ｍがより好ましい。発電装置５０１の高さは、必要な電力量等から適宜設計する。
【０１４０】
発電装置５０１は、湖沼Ｗ中に設置しているため、液体Ｌ３は、湖沼の水である。なお、本実施形態の発電装置が湖沼ではなく、川に設置された場合はＬ３は川の水になり、海に設置された場合は海の水になる。
【０１４１】
錘５２６の数は、特に限定されないが、例えば、２〜２０個が好ましく、２〜１０個がより好ましく、３〜６個がさらに好ましい。
【０１４２】
発電装置５０１の動作については、上述した第二実施形態の発電装置１０１の動作と同様である。
【０１４３】
以上説明した第三実施形態の発電装置５０１は、より再生可能エネルギーを利用することができ、制御装置の導入等をより抑えることができる。
【０１４４】
＜他の実施形態＞
本実施形態の発電装置は、錘の下降によって、無端状ワイヤ及び該無端状ワイヤが周回するプーリが回転し、その回転力により発電機が発電する機構であるが、その回転力により動力を発生させて、外部に動力を伝達させる動力装置であってもよい。すなわち、本発明の他の実施形態として、上下方向へ延びて内部が液体で満たされた上昇路と、前記液体よりも密度が小さい複数の錘と、前記上昇路の外側で前記錘を一時的に蓄えておくための上部錘収容部と、前記上部錘収容部の下方で前記錘を一時的に蓄えておくための下部錘収容部と、前記上昇路の下端部に開閉可能な第１ゲートを介して接続された下部搬入室と、前記下部搬入室と前記下部錘収容部との間を開閉する第２ゲートと、前記下部搬入室に前記液体を出し入れする第１給排水機構と、前記下部錘収容部から前記下部搬入室を介して前記上昇路へ前記錘を移動させる第１移動機構と、前記上昇路の上端部に開閉可能な第３ゲートを介して接続された上部搬出室と、前記上部搬出室と前記上部錘収容部との間を開閉する第４ゲートと、前記上部搬出室に前記液体を出し入れする第２給排水機構と、前記上昇路から前記上部搬出室を介して前記上部錘収容部へ前記錘を移動させる第２移動機構と、上下に離間した一対のプーリ間に巻回され、前記錘の降下に連動して周回可能にされた無端状ワイヤと、前記無端状ワイヤに間隔をあけて取り付けられた複数の錘係合部と、前記錘の降下に伴って前記無端状ワイヤが下降する下降ラインの上部に設けられ、前記上部錘収容部に蓄えられた前記錘を前記錘係合部に取り付ける上部錘装着機構と、前記下降ラインの下部に設けられ、前記錘係合部から前記錘を取り外して、前記下部収容部に受け渡す下部錘離脱機構と、前記プーリの回転力を外部へ伝達するための動力伝達部とを具備し、前記上部錘収容部は、前記錘が前記上部錘装着機構まで重力で移動するように、前記上部搬出室側から前記上部錘装着機構側へ徐々に低くなるように傾斜した上部走行台を有し、前記下部錘収容部は、前記下部錘離脱機構が取り外した前記錘が前記第１移動機構まで重力で移動するように、前記下部錘離脱機構側から前記下部搬入室側へ徐々に低くなるように長手方向に傾斜した下部走行台を有する、動力装置であってもよい。
【０１４５】
また、上記動力装置における動力伝達部により伝達される動力によって作動する製造業機器、酪農機器、空調機器、又は建設機器等の装置であってもよく、上記動力装置における動力伝達部により伝達される動力によって作動するコンプレッサー、エアコン、扇風機、クラッシャー又はポンプであってもよい。
【０１４６】
本実施形態の発電装置は、車両に載置された車両型の発電装置であってもよい。例えば、災害が起きた際に、該車両型の発電装置を走行して災害地に行けば、災害地での電力供給が可能となる。また、本実施形態の発電装置を上記動力装置として用いた場合、例えば、災害地のポンプを直接作動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明の動力装置によれば、設置場所に限られず、大量の電力を位置エネルギーとして蓄積することができ、かつ、より大量の電力を効率的に発生させることができるという優れた効果を奏するから、本発明は産業上の利用が可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１：発電装置、２：第１液体貯蔵タンク、３：上部搬出室、４：本体、６：上昇路、８：下部搬入室、１０：第１ゲート、１１：第２給排水機構、１２：第２ゲート、１３：第３ゲート、１４：第１給排水機構、１６：上部プーリ、１８：下部プーリ、２０：無端状ワイヤ、２２：第４ゲート、２４：錘係合部、２６：錘、２８：第２移動機構、３０：上部錘収容部、３２：上部錘装着機構、３４：下部錘離脱機構、３６：下部錘収容部、３８：第１移動機構、４６：上部走行台、４７：下部走行台、４８：上部走行溝、４９：下部走行溝、５０：切欠部、５３：切欠部、５４：錘本体、５８：突起部、６４：ローラ、７８：水平アクチュエータ、７９：ロッド、８０：ローラ、８２：傾動台座、８６：蝶番、Ｍ１：発電機、Ｌ１：液体、Ｓ１：第１錘ストッパ、Ｓ２：第２錘ストッパ
【０１４９】
１０１：発電装置、１０２：第１液体貯蔵タンク、１０３：上部搬出室、１０４：本体、１０６：上昇路、１０８：下部搬入室、１１０：第１ゲート、１１１：第２給排水機構、１１２：第２ゲート、１１３：第３ゲート、１１４：第１給排水機構、１１６：上部プーリ、１１８：下部プーリ、１２０：無端状ワイヤ、１２２：第４ゲート、１２４：錘係合部、１２６：錘、１２８：第２移動機構、１３０：上部錘収容部、１３２：上部錘装着機構、１３４：下部錘離脱機構、１３６：下部錘収容部、１３８：第１移動機構、１４６：上部走行台、１４７：下部走行台、２０１：第２液体貯蔵タンク、２０２：第１排水弁、２０３：給水弁、２０４：第２排水弁、２０６：汲み上げポンプ、２０８：配管、Ｍ２：発電機、Ｌ２：液体、Ｓ３：第２錘ストッパ
【０１５０】
５０１：発電装置、５０３：上部搬出室、５０４：本体、５０６：上昇路、５０８：下部搬入室、５１０：第１ゲート、５１１：第２給排水機構、５１２：第２ゲート、５１３：第３ゲート、５１４：第１給排水機構、５１６：上部プーリ、５１８：下部プーリ、５２０：無端状ワイヤ、５２２：第４ゲート、５２４：錘係合部、５２６：錘、５２８：第２移動機構、５３０：上部錘収容部、５３２：上部錘装着機構、５３４：下部錘離脱機構、５３６：下部錘収容部、５３８：第１移動機構、５４６：上部走行台、５４７：下部走行台、７０１：第１液体貯蔵タンク、７０２：第１排水弁、７０３：給水弁、７０４：第２排水弁、７０６：排出ポンプ、Ｍ３：発電機、Ｌ３：液体、Ｆ１：フィルター、Ｗ：湖沼
【要約】
【課題】設置場所に限られず、大量の電力を位置エネルギーとして蓄積することができ、かつ、より大量の電力を効率的に発生させることができる発電装置の提供。
【解決手段】上下方向へ延びて内部が液体Ｌ１で満たされた上昇路６と、液体Ｌ１よりも密度が小さい複数の錘２６と、上昇路６の外側で錘２６を一時的に蓄えておくための上部錘収容部３０と、上部錘収容部３０の下方で錘２６を一時的に蓄えておくための下部錘収容部３６と、上昇路６の下端部に開閉可能な第１ゲート１０を介して接続された下部搬入室８と、上昇路６の上端部に開閉可能な第３ゲート１３を介して接続された上部搬出室３と、上下に離間した一対の上部プーリ１６及び下部プーリ１８に巻回され、錘２６の降下に連動して周回可能にされた無端状ワイヤ２０と、上部プーリ１６及び下部プーリ１８の回転力により発電する発電機Ｍ１とを具備する、発電装置１。
【選択図】図１【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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