(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に浮かび浮力により上下動する駆動ドラムと、前記駆動ドラムに上部を連結され下部は発電装置に固定され、底面部に水取入弁と水押出弁を備える伸縮バルブと、前記駆動ドラムの上部開口部を覆う蓋を、駆動ドラムが浮力により上昇し所定の位置に達すると開放し、また駆動ドラムが上昇から下降へと転じ所定の位置まで下がると閉鎖する蓋開閉機構と、駆動ドラム内に空気を送る装置と、伸縮バルブがつくった水流により回転する水車と、この水車の回転力を電気に変換する発電機とを備え、蓋が閉じた状態の駆動ドラムは内部に送り込まれる空気が貯まり浮力が生じると上昇し、所定の位置へ達すると蓋が開いて駆動ドラム内の空気が抜け、また空気が抜けると駆動ドラムは自重で上昇から下降へと転じ、所定の位置まで下がると蓋が閉じ、蓋が閉じると駆動ドラムは内部に送り込まれる空気がまた貯まり始め、駆動ドラムに再び浮力が生じて上昇し始める、以下これが繰り返されるから、駆動ドラムと連動する伸縮バルブは、駆動ドラム上昇時には伸縮バルブが伸びて水取入弁から水が内部に取り入れられ、また駆動ドラム下降時には伸縮バルブが縮んで水押出弁から水が押し出され、この水押出弁から導水菅へと押し出される水流は導水管を通り水車を回し、その回転力が発電機において電気に変換される発電装置にあって、駆動ドラムは伸縮バルブと固定バンドおよびボルトにより互いに連結され、上部には駆動ドラム内部に空気を取り込む空気取り入れ孔、開口部が設けられ、また蓋に連結された蓋操作板には、蓋に連結されるワイヤーもしくはチェーンがプーリーを介して連結され横方向に往復移動可能なシャフトがプーリーを軸支して設けられる一方、発電装置に固定された操作切替ガイド板は高低差のある開ガイドと閉ガイドが設けられ、高い方の開ガイドは上段部材、中段部材、そして下段部材からなり、中段部材は上段部材と下段部材と互いにテーパー形状で非接続とされ、また低い方の閉ガイドも上段部材、中段部材、そして下段部材からなり、中段部材は上段部材と下段部材と互いにテーパー形状で非接続とされるとともに、閉ガイドの中段部材の上部は開ガイドの上段部材に向かって傾斜し先端部を閉ガイドと開ガイドの間に突出する形状を、また開ガイドの中段部材の下部は閉ガイドも下段部材に向かって傾斜し先端部を閉ガイドと開ガイドの間に突出する形状をそれぞれ備え、駆動ドラムに浮力が生じ上昇すると、蓋操作板に取り付けられたプーリーが閉ガイドの下段部材の上を回転しながら中段部材に上昇し中段部材から開ガイドの上段部材へ傾斜に沿い移って上昇し、プーリーのシャフトがワイヤーもしくはチェーンを両ガイドの高低差分の距離を駆動ドラムから離れる横方向に引いて移動して蓋は開き、駆動ドラム内の空気が抜け、この駆動ドラム内の空気が抜けると駆動ドラムは自重で上昇から下降へ転じ、プーリーは開ガイドの上段部材と中段部材を下降し、中段部材から閉ガイドの下段部材へ傾斜に沿って移り、シャフトが駆動ドラム方向に横移動し、ワイヤーが戻り蓋が閉ま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、空気と浮力と重力を利用する発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従前から、発電方法としては、火力発電、原子力発電、風力発電、太陽熱発電などが広く知られているが、火力発電は原料となる石油、石炭、そして天然ガスなどの化石燃料がいつまで安定的に確保できるのかという懸念と二酸化炭素を排出するので地球温暖化に影響を与えるという問題があった。また原子力発電は、事故が起きた場合に大惨事となりかねないため厳重な安全管理が必須となる上に放射性廃棄物の処分方法が定まっていないという問題があった。風力発電は、風の通り道に置く必要から設置場所についての制約があり、発電量も天候に左右されるといった問題があった。そして太陽熱発電は、個人の住宅にも適用できるというメリットはあるものの、風力発電同様に発電量も天候に左右されるといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０５３８５０号公報
【特許文献２】特開２００９−２３４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、二酸化炭素をまったく排出しないクリーンで環境に優しく、かつ天候にも左右されることなく安定的に発電できる発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る発電装置は、空気と浮力と重力を利用するもので、水に浮かび浮力により上下動する駆動ドラムと、前記駆動ドラムに上部を連結され下部は発電装置に固定され、底面部に水取入弁と水押出弁を備える伸縮バルブと、前記駆動ドラムの上部開口部を覆う蓋は駆動ドラムが浮力により上昇し所定の位置に達すると開き、また駆動ドラムが自重で上昇から下降へと転じ所定の位置まで下がると閉じる蓋開閉機構と、駆動ドラム内に空気を送る装置と、伸縮バルブがつくった水流により回転する水車と、この水車の回転力を電気に変換する発電機を備え、よって、蓋が閉じた状態の駆動ドラムは内部に送り込まれる空気が貯まり浮力が生じると上昇し、所定の位置へ達すると蓋が開いて駆動ドラム内の空気が抜け、また空気が抜けると駆動ドラムは上昇から下降へと転じ、所定の位置まで下がると蓋が閉じ、蓋が閉じると駆動ドラムは内部に送り込まれる空気がまた貯まり始め、駆動ドラムに再び浮力が生じて上昇し始める、以下これが繰り返されるから、駆動ドラムと連動する伸縮バルブは、駆動ドラム上昇時には伸縮バルブが伸びて水取入弁から水が内部に取り入れられ、また駆動ドラム下降時には伸縮バルブが縮んで水押出弁から水が押し出され、この水押出弁から導水菅と押し出される水流は導水管を通り水車を回し、その回転力が発電機において電気に変換される発電装置にあって、駆動ドラムは伸縮バルブと固定バンドおよびボルトにより互いに連結され、上部には駆動ドラム内部に空気を取り込む空気取り入れ孔、開口部が設けられ、また蓋７の開閉機構は、駆動ドラム５の蓋７の上部に設けられた縦穴１３をもつ腕１４、駆動ドラム５の前記開口部１２を覆う蓋７に連結される蓋操作板１５が設けられ、この蓋操作板１５には、プーリー１６と、２組のシャフト１７，１８とその一方のシャフト１８に取り付けられるプーリー１９と、シャフト１７，１８を軸支する横穴２０a，２０bと、腕１４に軸支されたシャフト４２とプーリー１６とシャフト１７とをつなぐワイヤー２１もしくはチェーンが備えられ、さらに発電装置１に固定された操作切替ガイド板２２は、図７〜図９に示すように、段差のある開ガイド２３と閉ガイド２４が設けられ、前記プーリー１９がガイド２３，２４上を回転移動可能であることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の発電装置は、空気と浮力と重力を利用するから二酸化炭素をまったく排出しないクリーンで環境に優しく、かつ天候にも左右されることなく安定的に発電できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は本発明に係る発電装置の概略原理図である。（実施例１）
【図２】図２は本発明に係る発電装置の概略正面図である。（実施例１）
【図３】図３は本発明に係る発電装置の駆動ドラムの概略正面図である。（実施例１）
【図４】図４は図３の概略平面図である。（実施例１）
【図５】図５はプーリー１９の概略正面図である。（実施例１）
【図６】図６はプーリー１９の概略側面図である。（実施例１）
【図７】図７は操作切替ガイド板２２および開閉ガイド２３，２４の概略正面図である。（実施例１）
【図８】図８は開ガイド２３部分の概略側面図である。（実施例１）
【図９】図９は閉ガイド２４部分の概略側面図である。（実施例１）
【図１０】図１０は伸縮バルブ６の概略上部正面図である。（実施例１）
【図１１】図１１は伸縮バルブ６の概略下部正面図である。（実施例１）
【図１２】図１２は本発明に係る発電装置の別の実施例を示す概略平面図である。（実施例２）
【図１３】図１３は駆動ドラム５１と伸縮バルブ５３をつなぐバンド５４の概略平面図である。（実施例２）
【図１４】図１４は本発明に係る発電装置のその他の実施例を示す概略平面図である。（実施例３）
【図１５】図１５は本発明に係る発電装置を双胴船に適用した例を示す概略平面図である。（実施例４）
【図１６】図１６は図１５の概略平面図である。（実施例４）
【図１７】図１７は図１５の概略平面図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る発電装置は、水に浮かび上下動自在な駆動ドラムと、この駆動ドラムに上部を連結され下部は発電装置に固定された伸縮バルブとを備えている。前記駆動ドラムは、底面開放口から水が内部に流入可能であるとともに、上部には内部に空気を送り込む空気取り入れ孔が設けられている。また、前記伸縮バルブは底面に水取り入れ弁と水押出弁が設けられている。さらに、前記駆動ドラムの上部開口部を覆う蓋は、駆動ドラムが浮力により上昇し所定の位置に達すると開き、また駆動ドラムが自重で上昇から下降へと転じ所定の位置まで下がると閉じる蓋開閉機構を備えている。
これにより、蓋が閉じた状態の駆動ドラムは内部に送り込まれる空気が貯まり浮力が生じると上昇し、所定の位置へ達すると蓋が開いて駆動ドラム内の空気が抜け、また空気が抜けると駆動ドラムは自重で上昇から下降へと転じ、所定の位置まで下がると蓋が閉じ、蓋が閉じると駆動ドラムは内部に送り込まれる空気がまた貯まり始め、駆動ドラムに再び浮力が生じて上昇し始める、以下これが繰り返されるから、駆動ドラムと連動する伸縮バルブは、駆動ドラム上昇時には伸縮バルブが伸びて水取入弁から水が内部に取り入れられ、また駆動ドラム下降時には伸縮バルブが縮んで水押出弁から水が押し出される。このように駆動ドラムの上下の力で伸縮バルブを動かし水流をつくり水車を回転させることにより電気を発生させる。
【０００９】
図１は本発明に係る発電装置の概念図であり、水に浮かび浮力により上下動する駆動ドラムと、前記駆動ドラムに上部を連結され下部は発電装置に固定され、底面部に水取入弁と水押出弁を備える伸縮バルブと、前記駆動ドラムの上部開口部を覆う蓋は駆動ドラムが浮力により上昇し所定の位置に達すると開き、また駆動ドラムが自重で上昇から下降へと転じ所定の位置まで下がると閉じる蓋開閉機構と、駆動ドラム内に空気を送る装置と、伸縮バルブがつくった水流により回転する水車と、この水車の回転力を電気に変換する発電機とが含まれている。
蓋が閉じた状態の駆動ドラムは内部に送り込まれる空気が貯まり浮力が生じると上昇し、所定の位置まで上がると蓋が開いて駆動ドラム内の空気が抜け、また空気が抜けると駆動ドラムは自重で上昇から下降へと転じ、所定の位置まで下がると蓋が閉じ、蓋が閉じると駆動ドラムは内部に送り込まれる空気がまた貯まり始め、駆動ドラムに再び浮力が生じて上昇し始める、以下これが繰り返されるから、駆動ドラムと連動する伸縮バルブは、駆動ドラム上昇時には伸縮バルブが伸びて水取入弁から水が内部に取り入れられ、また駆動ドラム下降時には伸縮バルブが縮んで水押出弁から水が押し出され、この水押出弁から導水菅と押し出される水流は導水管を通り水車を回し、その回転力が発電機において電気に変換され送電され、また電気の一部は空気を送る装置に供給されることとなる。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の発電装置について実施例に基づき説明する。
図２〜図１１において、本発明の発電装置１は、水２に浮かび底面開放口３から水２が内部４に流入自在である駆動ドラム５と、当該駆動ドラム５に上部は連結され下部は発電装置１に固定された伸縮バルブ６二台と、前記駆動ドラムの上部開口部を覆う蓋７は駆動ドラム５が浮力により上昇し所定の位置に達すると開き、また駆動ドラム５が上昇から下降へと転じ所定の位置まで下がると閉じる蓋開閉機構とを備えている。
これにより蓋７が閉じた状態の駆動ドラム５内に空気が貯まり浮力が生じて上昇し、所定の位置まで達すると蓋７が開いて空気８が抜け、また空気８が抜けて駆動ドラム５が自重で上昇から下降へと転じ、所定の位置まで下がると蓋が閉じ、蓋が閉じると駆動ドラムは内部に送り込まれる空気がまた貯まり始め、駆動ドラムに再び浮力が生じて上昇し始める、以下これが繰り返され。またこのように駆動ドラム５が上下動すると伸縮バルブ６も連動して伸縮を繰り返すことになる。
より具体的には、駆動ドラム５は伸縮バルブ６と固定バンド９およびボルト１０により互いに連結され、上部には駆動ドラム５内部に空気８を取り込む空気取り入れ孔１１、開口部１２が設けられている。
また蓋７の開閉機構を以下に説明する。駆動ドラム５の蓋７の上部に設けられた縦穴１３をもつ腕１４、駆動ドラム５の前記開口部１２を覆う蓋７に連結される蓋操作板１５が設けられている。この蓋操作板１５には、プーリー１６と、２組のシャフト１７，１８とその一方のシャフト１８に取り付けられるプーリー１９と、シャフト１７，１８を軸支し横移動自在とする横穴２０a，２０bと、腕１４に軸支されたシャフト４２とプーリー１６とシャフト１７とをつなぐワイヤー２１が備えられている（このワイヤーはチェーンに置き換えてもよい）。さらに発電装置１に固定された操作切替ガイド板２２は、図７〜図９に示すように、段差のある開ガイド２３と閉ガイド２４が設けられ、前記プーリー１９がガイド２３，２４上を回転移動可能となっている。
操作切替ガイド板２２の構成を詳述すると、図７〜図９に示すように、発電装置１に固定された操作切替ガイド板２２は高低差のある開ガイド２３と閉ガイド２４が設けられ、高い方の開ガイド２３は上段部材２３a、中段部材２３b、そして下段部材２３cからなり、中段部材２３bは上段部材２３aと下段部材２３cと互いに図７に示されるテーパー形状の２３ｂ′と２３a′、また２３ｂ″と２３ｃ′で非接続とされ、低い方の閉ガイド２４も上段部材２４a、中段部材２４b、そして下段部材２４cからなり、中段部材２４bは上段部材２４aと下段部材２４cと互いに図７に示されるテーパー形状の２４ｂ′と２４a′、また２４ｂ″と２４ｃ′で非接続とされるとともに、閉ガイド２４の中段部材２４bの上部２４ｂ′は開ガイド２３の上段部材２３a′に向かって傾斜し先端部を閉ガイド２４と開ガイド２３の間に突出する形状を、また開ガイド２３の中段部材２３bの下部２３ｂ″は閉ガイド２４の下段部材２４c′に向かって傾斜し先端部を閉ガイド２４と開ガイド２３の間に突出する形状をそれぞれ備え、駆動ドラム５に浮力が生じ上昇すると、蓋操作板１５に取り付けられたプーリー１９が閉ガイド２４の下段部材２４cの上を回転しながら中段部材２４bに上昇し中段部材２４b′から開ガイド２３の上段部材２３a′に傾斜に沿い移って上段部材２３aを上昇し、ワイヤー２１が戻り蓋７が閉まるとプーリー１９のシャフト１８．１９がワイヤー２１を両ガイドの高低差分の距離を駆動ドラム５から離れる横方向に引いて移動して蓋７は開き、駆動ドラム５内の空気が抜け、この駆動ドラム５内の空気が抜けると駆動ドラム５は自重で上昇から下降へ転じ、プーリー１９は開ガイド２３の上段部材２３aと中段部材２３bを下降し、中段部材２３b″から閉ガイドの下段部材２４ｃ′へ傾斜に沿って移り下段部材２４ｃを下降し、シャフト１８．１９が駆動ドラム５方向に横移動し、ワイヤー２１が戻り蓋７が閉まるよう構成している。
この場合において、図９に示すように、閉ガイド２４の中段部材２４b′は開ガイド２３の高さまで傾斜を付し、閉ガイド２４の中段部材２４bから開ガイド２３の上段部材２３aへの移動を容易にしている。
さらにまた、前記伸縮バルブ６の底面部２５には吸水方向だけ開く水取り入れ弁２６と水の押し出し方向だけ開く水押出弁２７が設けられている。
図中、２８は上部鋼材、２９はメンテナンス用蓋支え支柱、３０はメンテナンス用蓋、３１はボルト、３２は伸縮バルブ操作板、３３はバルブ内部洗水用蓋、３４はパッキン、３５はバルブ支え鋼材、３６はボルト、３７は下部鋼材、３８は蓋押えスプリング、３９はパッキン、４０は重し鋼材、４２はシャフト、４３はアイナット溶接、４４はプーリー１９の鍔、４５は導水菅、４６はアイナット溶接である。
ついで、上記構成の本発明装置の稼働の様子をまずは駆動ドラム５から説明する。
イ)蓋７は最初閉じている。
ロ)空気取り入れ孔１１から空気が駆動ドラム５内に常時送り込まれている。この場合において、空気を送り込む装置として、空気取り入れ孔１１に取り付けたパイプ（図示しない）、空気の送り込みを停止させるストップバルブ（図示しない）、空気を送るコンプレッサー（図示しない）、空気取り入れパイプと空気を送るコンプレッサーをつなぐホース（図示しない）などを使用すればよい。
ハ)駆動ドラム５の内部４に空気８が貯まり、駆動ドラム５に浮力が生じて、駆動ドラム５が上昇を始める。
ニ)駆動ドラム５の上昇に伴ってプーリー１９は閉ガイド２４上を回転しながら上昇し、所定の位置において蓋７を開ける開ガイド２３上に移る。
ホ)このときプーリー１９のシャフト１８が横移動することにより、ワイヤー２１が引かれ、蓋７が開き駆動ドラム５内の空気が抜ける。
ヘ)駆動ドラム５内の空気が抜けると駆動ドラム５は自重で上昇から下降へ転じる。
ト)駆動ドラム５の下降に伴ってプーリー１９は開ガイド２３上を回転しながら下降し、図７に示すように、Ｄ地点で閉ガイド２４上に移り、このとき蓋７が閉まる。
チ)蓋７が閉まると駆動ドラム５内の空気が貯まり始める。再び駆動ドラム５の内部４に空気８が貯まり、駆動ドラム５に浮力が生じて、駆動ドラム５が上昇を始める。
リ)以下、これを繰り返す。
次に伸縮バルブ６の説明をする。
上記のように、駆動ドラム５が浮力により上昇すると、この駆動ドラム５に連結された伸縮バルブ６は伸び、伸縮バルブ６の下部に取り付けてある取水弁２７より水が伸縮バルブ内に入り、また駆動ドラム５が下降すると伸縮バルブ６は縮み、伸縮バルブ６内の水は水押出弁２７から導水菅４５へと押し出される。このように伸縮バルブがつくった水流は導水管４５を通り水車を回し、その回転力が発電機（図示しない）において電気に変換され送電され、また電気の一部は空気を送るコンプレッサー（図示しない）に供給してもよい。
尚、水は淡水でもよいし海水でもよい。駆動ドラム５に浮力を生じさせるその他の液体も含まれる。
【実施例２】
【００１１】
図１２および図１３において、駆動ドラム５１一台に伸縮バルブ操作板５２一台、伸縮バルブ５３を四台組み合わせて１組としこれを２セット置いた例を示している。伸縮バルブ５３を伸縮バルブ操作板５２で押えるとともに、駆動ドラム５１をバンド５４で締めつけこのバンド５４を伸縮バルブ操作板５２に金具５５で固定する。５６は操作切替ガイドである。
【実施例３】
【００１２】
図１４において、駆動ドラム６１一台に伸縮バルブ６２四台を１組とし、これを４セット置いた例を示している。導水菅６３から流れる水を調圧水槽６４に集めて水車６５を回し動力を発電機６６へ送る。
【実施例４】
【００１３】
図１５〜図１７において、双胴船７０に適用した例を示している。駆動ドラム７１一台に伸縮バルブ７２四台を１組とし、これを８セット置いた例を示している。７３は調圧水槽、７４は発電機である。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
空気と浮力と重力を利用するから二酸化炭素をまったく排出しないクリーンで環境に優しく、かつ天候にも左右されることなく安定的に発電できるという利点がある。
【符号の説明】
【００１５】
１ 本発明の発電装置
２ 水
３ 底面開放口
４ 駆動ドラム内部
５ 駆動ドラム
６ 伸縮バルブ
７ 蓋
８ 空気
９ 固定バンド
１０ ボルト
１１ 空気取り入れ孔
１２ 開口部
１３ 縦穴
１４ 腕
１５ 蓋操作板
１６ プーリー
１７ シャフト
１８ シャフト
１９ プーリー
２０a 横穴
２０b 横穴
２１ ワイヤー
２２ 操作切替ガイド板
２３ 開ガイド
２３a  開ガイド上段部材
２３b  開ガイド中段部材
２３c  開ガイド下段部材
２４ 閉ガイド
２４a 閉ガイド上段部材
２４b 閉ガイド中段部材
２４c 閉ガイド下段部材
２５ 伸縮バルブ底面部
２６ 水取り入れ弁
２７ 水押出弁
２８ 上部鋼材
２９ メンテナンス用蓋支え支柱
３０ メンテナンス用蓋
３１ ボルト
３２ 伸縮バルブ操作板
３３ バルブ内部洗水用蓋
３４ パッキン
３５ バルブ支え鋼材
３６ ボルト
３７ 下部鋼材
３８ 蓋押えスプリング
３９ パッキン
４０ 重し鋼材
４２ シャフト
４３ アイナット溶接
４４ プーリー１９の鍔
４５ 導水菅
４６ アイナット溶接
５１ 駆動ドラム
５２ 伸縮バルブ操作板
５３ 伸縮バルブ
５４ バンド
５５ 金具
５６ 操作切替ガイドカバー
６１ 駆動ドラム
６２ 伸縮バルブ
６３ 導水菅
６４ 調圧水槽
６５ 水車
６６ 発電機
７０ 双胴船
７１ 駆動ドラム
７２ 伸縮バルブ
７３ 調圧水槽
７４ 発電機
【図１】
0005079848.tif 000002
【図２】
0005079848.tif 000003
【図３】
0005079848.tif 000004
【図４】
0005079848.tif 000005
【図５】
0005079848.tif 000006
【図６】
0005079848.tif 000007
【図７】
0005079848.tif 000008
【図８】
0005079848.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005079848.tif 000012
【図１２】
0005079848.tif 000013
【図１３】
0005079848.tif 000014
【図１４】
0005079848.tif 000015
【図１５】
0005079848.tif 000016
【図１６】
0005079848.tif 000017
【図１７】
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