(57)【要約】  対流温度差原動装置Ｓ１は、外郭１に回転可能に軸支され、軸方向一端に気体の供給口１１が形成され、他端に気体の排出口１２が形成された内筒１０と、外郭１及び内筒１０に対して回転可能に設けられる外筒２０と、供給口１１から流入した気体により内筒１０に回転力を付与する動翼４０と、内筒１０の内部に冷却液体を散布するとともに冷却液体を循環させる冷却液体循環管路８０と、内筒１０と外筒２０の間に加温液体を散布するとともに加温液体を循環させる加温液体循環管路９０とを備え、気体が、供給口１１から内筒１０の内部を通って排出口１２に至る一方流路Ｒａ及び排出口１２から内筒１０の外側を通って供給口１１に至る他方流路Ｒｂを通るように、気体に温度差を付与して気体の対流を生じさせる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭と、該外郭に回転可能に軸支され、軸方向一端に気体の供給口が形成され、他端に気体の排出口が形成された内筒と、上記外郭及び内筒に対して回転可能に設けられ、壁部が外郭と内筒との間に位置する外筒とを備え、気体が、上記内筒の供給口から該内筒の内部を通って排出口に至る一方流路及び該内筒の排出口から該内筒の外側を通って供給口に至る他方流路を通るように、上記気体に温度差を付与して気体の対流を生じさせ、該気体の対流により上記内筒及び外筒を回転させて動力を得る対流温度差原動装置において、
上記内筒に、上記供給口から流入した上記気体を受けて該内筒に回転力を付与する動翼を設け、
上記内筒内に冷却液体を散布して、上記一方流路を通る気体を冷却し、かつ、該冷却液体を循環させる冷却液体循環管路を設け、該冷却液体循環管路の途中に、該冷却液体を冷却する冷却部を設け、
上記内筒と外筒との間に加温液体を散布して、上記他方流路を通る気体を加温し、かつ、該加温液体を循環させる加温液体循環管路を設け、該加温液体循環管路の途中に、該加温液体を加温する加温部を設けたことを特徴とする対流温度差原動装置。
【請求項２】
上記冷却液体循環管路が、一端側に、上記外郭に設けられた冷却液体の流入口を有し、他端側に、上記内筒に該冷却液体を散布する多数の流出口を有し、さらに、上記内筒と外筒の他端を回転可能にする一方支軸，上記一方支軸の流入口に接続される注入口，上記一方流路の気体を冷却した後上記内筒の排出口から流出した冷却流体を回収する回収口，及び，上記回収口から再び上記注入口に冷却液体を循環させる冷却液体循環管体を備え、
上記加温液体循環管路が、一端側に、上記外郭に設けられ加温液体の流入口を有し、他端側に、流出口を有し、さらに、上記内筒と外筒の一端を軸支する他方支軸，上記内筒の外側を覆い、該内筒との間に上記他方支軸の流出口からの加温液体が流通可能な流通路を形成し、かつ、上記外筒に向けて加温液体を噴射する多数の噴射口が形成された筒体，上記他方支軸の流入口に接続される注入口，上記筒体の噴射口から噴射された加温液体を回収する回収口，及び，上記回収口から再び上記注入口に加温液体を循環させる加温液体循環管体を備えたことを特徴とする請求項１記載の対流温度差原動装置。
【請求項３】
上記内筒に、上記一方支軸又は他方支軸に回転可能に挿通される管状の内筒回転軸を設け、上記外筒に、該内筒回転軸と同軸の管状の外筒回転軸を設け、上記内筒回転軸及び外筒回転軸の両方から動力を得る動力取得機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の対流温度差原動装置。
【請求項４】
上記動力取得機構が、上記内筒回転軸に設けられる第一原動ギア，上記外筒回転軸に設けられる第二原動ギア，第一原動ギアに噛合する第一従動ギア，第二原動ギアに噛合する第二従動ギア，第一従動ギアと第二従動ギアが取り付けられるシャフト，及び，該シャフトに連係して駆動される発電機を備えたことを特徴とする請求項３記載の対流温度差原動装置。
【請求項５】
上記外筒の一端側の内周に、上記供給口に設けた動翼に気体を導くガイド翼を設け、
上記動翼が、上記内筒の一端側に、該内筒の回転軸を中心に等角度関係で列設され、さらに、上記ガイド翼により導かれた気体を受ける面を有した複数のブレードを備え、
上記ガイド翼が、上記動翼のブレードに対応させて等角度関係で列設された複数の導風板を備えたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の対流温度差原動装置。
【請求項６】
上記導風板を、円周一方向に凹曲して形成し、該導風板の凹曲した面によって、上記供給口に流入する気体に遠心力を付与することを特徴とする請求項５記載の対流温度差原動装置。
【請求項７】
上記内筒の他端の外方に、上記排出口から排出された気体を受けて該内筒に回転力を付与するとともに該排出口から排気された気体を上記他方流路の気体の流通方向に導く案内翼を設けたことを特徴とする請求項５又は６記載の対流温度差原動装置。
【請求項８】
上記内筒の内部に、上記一方通路を通る気体及び冷却液体が通過可能な多孔質部材を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の対流温度差原動装置。
【請求項９】
上記多孔質部材を、巻回されたシート状の金属製網としたことを特徴とする請求項８記載の対流温度差原動装置。
【請求項１０】
上記内筒の内周であって上記一方流路の供給口側に、滞留した気体を排出口側に押し込むフィンを設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載の対流温度差原動装置。
【請求項１１】
上記一方支軸を、上記内筒と連係して回転可能とし、該一方支軸に、上記一方流路の供給口側に滞留した気体を排出口側に押し込むフィンを設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載の対流温度差原動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然界にある例えば海水，雪，地下水や地熱等の熱エネルギー、工業用の廃熱エネルギー、あるいは廃棄物を燃焼させて得られる熱エネルギー等の各種熱エネルギーから動力を得ることのできる対流温度差原動装置に係り、特に、内部で気体の対流を発生させ、この対流により動力を発生させる対流温度差原動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の対流温度差原動装置としては、本願出願人の研究に係るものがある。例えば、特許文献１（特開２００２−２５６８８２号公報）に記載された対流温度差原動装置が知られている。【０００３】
この対流温度差原動装置Ｓａは、図３７に示すように、密封された円筒状の外郭２００と、外郭の中心軸に沿って設けられた支軸２０１と、支軸２０１に回転可能に軸支され、軸方向一端に気体の供給口２０２ａが形成され、他端中央に気体の排出口２０３が形成された内筒２０４と、外郭２００及び内筒２０４に対して回転可能に設けられ、壁部が外郭２００と内筒２０４との間に位置する外筒２０５とを備えている。対流温度差原動装置Ｓａは、気体が、内筒２０４の供給口２０２ａから内筒２０４の内部を通って排出口２０３に至る一方流路及び内筒２０４の排出口２０３から内筒２０４の外側を通って供給口２０２ａに至る他方流路を通るように、気体に温度差を付与して気体の対流を生じさせる。対流温度差原動装置Ｓａは、上記気体の対流により内筒２０４及び外筒２０５を回転させ、動力取得機構２０６ａによって動力を得て発電する。
内筒２０４及び外筒２０５は、支軸２０１に対して一端及び他端が軸支されている。
また、内筒２０４及び外筒２０５は、一端側回転体２０４ａ，２０５ａと他端側回転体２０４ｂ，２０５ｂとに分割形成されている。一端側回転体２０４ａ，２０５ａと他端側回転体２０４ｂ，２０５ｂとの分割端部は、分割端部どうしが軸方向に直交する方向に相対変移可能、かつ、相対回転可能に連結されている。
内筒２０４の他端には、タービン２０６が設けられている。このタービン２０６は、排出口２０３からの気体を内筒２０４の外側に内筒２０４の回転方向に対し逆向きに噴射させて、内筒２０４に回転力を付与する、【０００４】
また、この対流温度差原動装置Ｓａには、液体循環管路２０７が設けられている。液体循環管路２０７は、支軸２０１の供給口２０２ｂに接続される注入口２０８を有し、さらに、外郭２００に回収口２０９を有している。液体が、注入口２０８から支軸２０１内を通り、流出口２１０から内筒２０４内に噴出することにより、内筒２０４内の気体が冷却される。その後、液体循環管路２０７は、タービン２０６を通って隔壁２１１に至る液体を、回収口２０９から回収し、再び注入口２０８に導く。そして、この液体循環管路２０７の途中には、液体を冷却する冷却部２１２が設けられている。【０００５】
さらにまた、気体が循環可能な気体循環管路２１５が設けられている。この気体循環管路２１５は、外郭２００の一端に吹出口２１３を有し、さらに、他端に戻り口２１４を有している。そして、気体循環管路２１５の途中には、循環する気体を加温する加温部２１６が設けられている。また、外筒２０５の一端側回転体２０５ａの内壁には、吹出口２１３からの気体を一端側入口２１７ａから他端側出口２１７ｂに流す通風路２１７が多数列設されている。これにより、通風路２１７の他端側出口２１７ｂから流出した高温の気体は、内筒２０４と外筒２０５の間の空間を通るとともに、内筒２０４の一方流路を通り、一方流路で液体によって冷却されてタービン２０６に至る。【０００６】
この対流温度差原動装置Ｓａが発電するとき、冷却液体は、支軸２０１の供給口２０２ｂから支軸２０１内に供給され、気体は、吹出口２１３から吹き出される。この際、冷却液体は、支軸２０１内を通過し、流出口２１０から内筒２０４内に流出し、タービン２０６を通って回収口２０９に導かれ、回収口２０９から液体循環管路２０７を通って再び注入口２０８に導かれる。また、気体は、一端側回転体２０５ａの通風路２１７の一端側入口２１７ａから流入し、他端側出口２１７ｂから流出する。この流出した高温の気体は、内筒２０４と外筒２０５との間の他方流路を通り、続いて、内筒２０４の一方流路を通り、一方流路で液体によって冷却されてタービン２０６に至る。それから、上記気体は、戻り口２１４から気体循環管路２１５を通って、再び吹出口２１３に導かれる。この気体循環管路２１５の途中では、冷却された気体が加温部２１６により加温される。
これにより、内筒２０４の供給口２０２ａから内筒２０４の内部を通って排出口２０３に至る一方流路及び内筒２０４の排出口２０３から内筒２０４の外側を通って供給口２０２に至る他方流路を通る、気体の対流が生じる。そして、この対流によりタービン２０６を介して内筒２０４及び外筒２０５は、同方向に回転する。
このタービン２０６によって、気体は、内筒２０４の回転周方向に対し逆向きに噴射させれ、内筒２０４及び外筒２０５が回転する。そして、動力取得機構２０６ａは、内筒２０４及び外筒２０５の両方から動力を得て発電する。【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５６８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このような対流温度差原動装置Ｓａは、内筒２０４及び外筒２０５を回転させるための気体を、いったん外筒２０５の外部にある気体循環管路２１５の加温部２１６で加温してから、通風路２１７で外筒２０５の下側から吹き出させる。このため、他方流路を流れる気体の経路が複雑になり、気体の対流のエネルギーにロスが生じ、内筒２０４及び外筒２０５に上記エネルギーを効率よく付与できないという問題があった。【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、他方流路を通る気体を内筒と外筒の間の空間で加温できるようにして、気体の経路を簡単にし、気体からの対流のエネルギーを効率よく内筒及び外筒に付与できるようにした対流温度差原動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための本発明の対流温度差原動装置は、外郭と、該外郭に回転可能に軸支され、軸方向一端に気体の供給口が形成され、他端に気体の排出口が形成された内筒と、上記外郭及び内筒に対して回転可能に設けられ、壁部が外郭と内筒との間に位置する外筒とを備え、気体が、上記内筒の供給口から該内筒の内部を通って排出口に至る一方流路及び該内筒の排出口から該内筒の外側を通って供給口に至る他方流路を通るように、上記気体に温度差を付与して気体の対流を生じさせ、該気体の対流により上記内筒及び外筒を回転させて動力を得る対流温度差原動装置において、上記内筒に、上記供給口から流入した上記気体を受けて該内筒に回転力を付与する動翼を設け、上記内筒内に冷却液体を散布して、上記一方流路を通る気体を冷却し、かつ、該冷却液体を循環させる冷却液体循環管路を設け、該冷却液体循環管路の途中に、該冷却液体を冷却する冷却部を設け、上記内筒と外筒との間に加温液体を散布して、上記他方流路を通る気体を加温し、かつ、該加温液体を循環させる加温液体循環管路を設け、該加温液体循環管路の途中に、該加温液体を加温する加温部を設けた構成としてある。【００１１】
この対流温度差原動装置によれば、冷却液体循環管路によって、内筒内に冷却液体が散布される。冷却液体は、一方流路を流通する気体を冷却し、この気体により加温される。そして、冷却液体循環管路の途中で、冷却部により再び冷却される。そのため、内筒内に散布される冷却液体は、再び温度が低い状態になり、一方流路の気体の冷却状態が良好になる。
また、加温液体循環管路によって、内筒と外筒との間に加温液体が散布される。加温液体は、他方流路の気体の加温し、この気体より冷却される。そして、加温液体循環管体の途中で、加温液体は加温部により再び加温させられる。そのため、内筒と外筒との間に散布される加温液体は、再び、温度が高い状態になり、他方流路の気体の加温状態が良好になる。【００１２】
これにより、内筒の供給口から内筒の内部を通って排出口に至る一方流路及び内筒の排出口から内筒の外側を通って供給口に至る他方流路を通る気体の対流が生じる。そして、この対流により、気体が内筒の動翼に作用し、内筒及び外筒が回転する。
この際、他方流路を流通する気体は、加温液体により外筒と内筒の間の空間で直接加温される。そのため、他方流路の気体は、外筒の外部に出ることなく加温されるので、気体の経路が簡単になる。これにより、気体の対流におけるエネルギーのロスが低減されるので、この対流のエネルギーが、回転力として内筒及び外筒に効率よく付与される。【００１３】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記冷却液体循環管路が、一端側に、上記外郭に設けられた冷却液体の流入口を有し、他端側に、上記内筒に該冷却液体を散布する多数の流出口を有し、さらに、上記内筒と外筒の他端を回転可能にする一方支軸，上記一方支軸の流入口に接続される注入口，上記一方流路の気体を冷却した後上記内筒の排出口から流出した冷却流体を回収する回収口，及び，上記回収口から再び上記注入口に冷却液体を循環させる冷却液体循環管体を備え、上記加温液体循環管路が、一端側に、上記外郭に設けられ加温液体の流入口を有し、他端側に、流出口を有し、さらに、上記内筒と外筒の一端を軸支する他方支軸，上記内筒の外側を覆い、該内筒との間に上記他方支軸の流出口からの加温液体が流通可能な流通路を形成し、かつ、上記外筒に向けて加温液体を噴射する多数の噴射口が形成された筒体，上記他方支軸の流入口に接続される注入口，上記筒体の噴射口から噴射された加温液体を回収する回収口，及び，上記回収口から再び上記注入口に加温液体を循環させる加温液体循環管体を備えた構成としてある。
このようにすると、一方支軸が冷却液体循環管路の一部として兼用され、他方支軸が加温液体循環管路の一部として兼用されるので、これらの液体を噴出する専用の管路を別途設ける場合と比較して、構造が簡単になる。そのため、一方流路と他方流路における気体の対流に悪影響が発生せず、気体の対流におけるエネルギーのロスが低減され、この対流のエネルギーが、回転力として内筒及び外筒に効率よく付与される。【００１４】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記内筒に、上記一方支軸又は他方支軸に回転可能に挿通される管状の内筒回転軸を設け、上記外筒に、該内筒回転軸と同軸の管状の外筒回転軸を設け、上記内筒回転軸及び外筒回転軸の両方から動力を得る動力取得機構を設けた構成としてある。
このようにすると、動力取得機構により内筒と外筒の両方の回転力を動力として得ることができ、エネルギーの変換効率が極めて良くなる。【００１５】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記動力取得機構が、上記内筒回転軸に設けられる第一原動ギア，上記外筒回転軸に設けられる第二原動ギア，第一原動ギアに噛合する第一従動ギア，第二原動ギアに噛合する第二従動ギア，第一従動ギアと第二従動ギアが取り付けられるシャフト，及び，該シャフトに連係して駆動される発電機を備えた構成としてある。これにより、ギア機構という確実な機構によって、動力を電力として得ることができる。【００１６】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記外筒の一端側の内周に、上記供給口に設けた動翼に気体を導くガイド翼を設け、上記動翼が、上記内筒の一端側に、該内筒の回転軸を中心に等角度関係で列設され、さらに、上記ガイド翼により導かれた気体を受ける面を有した複数のブレードを備え、上記ガイド翼が、上記動翼のブレードに対応させて等角度関係で列設された複数の導風板を備えた構成としてある。
このようにすると、ガイド翼は、他方流路の気体を導風板で受け、その流向を変更させる。そして、気体は、ブレードに流入し、動翼のブレードに衝止するとともに動翼の内周部に抜けて内筒の内部に流入する。そのため、動翼のブレードには、ガイド翼により圧縮されて遠心力が付与された気体が、ほぼ直角に衝止するので、動翼のブレードは気体の力を充分に受けることができる。したがって、気体のエネルギーを内筒の回転力に変換する変換効率が大幅に向上し、発電効率が向上する。また、この際、気体は、ブレード間でさらに圧縮されて、流速が極めて速くなるので、ブレードに衝止するエネルギーが高められ、対流のエネルギーが、回転力として内筒に効率よく付与される。【００１７】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記導風板を、円周一方向に凹曲して形成し、該導風板の凹曲した面によって、上記供給口に流入する気体に遠心力を付与する構成としてある。
このようにすると、他方流路の気体は、各導風板の凹曲面に衝止し、遠心力が付与された状態で、気体の流向が変更される。そのため、動翼のブレードに衝止するエネルギーが高められ、対流のエネルギーが、回転力として内筒にさらに効率よく付与される。【００１８】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記内筒の他端の外方に、上記排出口から排出された気体を受けて該内筒に回転力を付与するとともに該排出口から排気された気体を上記他方流路の気体の流通方向に導く案内翼を設けた構成としてある。
このようにすると、一方流路を下降して排出口から排出された気体からも内筒に回転力を付与できるようになり、対流のエネルギーが、回転力として内筒にさらに効率よく付与される。また、案内翼が、排出口からの気体を他方流路の気体の流通方向に向けて導くので、気体が外筒の他端側に滞留しにくくなる。【００１９】
また、本発明の対流温度差原動装置は、上記内筒の内部に、上記一方通路を通る気体及び冷却液体が通過可能な多孔質部材を設けた構成としてある。
このようにすると、多孔質部材によって、冷却液体が一方流路上に一時的に留まるので、一方流路を流通する気体との熱交換効率が向上する。
また、上記多孔質部材を、巻回されたシート状の金属製網とするとよい。このようにすると、冷却液体は、内筒の回転により遠心力が付与されて、網目を抜けて順次外側に移動し、内筒に至って内筒の内壁を流下する。これにより、多孔質部材の構造が簡単になる。
さらに、上記内筒の内周であって上記一方流路の供給口側に、滞留した気体を排出口側に押し込むフィンを設けたり、あるいは、上記一方支軸を、上記内筒と連係して回転可能とし、該一方支軸に、上記一方流路の供給口側に滞留した気体を排出口側に押し込むフィンを設けたりするとよい。このようにすると、供給口から流入し、内筒の一端側の内部に滞留しようとする気体が、フィンで排出口側に押し込まれるので、一方流路の気体の流れがスムーズになり、気体の対流状態が良好になる。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように、本発明の対流温度差原動装置は、内筒と外筒との間に加温液体を散布して、他方流路を通る気体を加温するとともに、加温液体を循環させる加温液体循環管路を設け、加温液体循環管路の途中に加温液体を加温する加温部を設けている。これにより、他方流路を流れる気体は、流出口から流出した加温液体により外筒と内筒の間の空間で直接加温される。そのため、他方流路の気体は、外筒の外部に出ることなく加温され、気体の経路が簡単となり、気体の対流におけるエネルギーのロスが低減され、この対流のエネルギーが、回転力として内筒及び外筒に効率よく付与される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置の主要部を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置の、下部の要部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＧ−Ｇ断面図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＨ−Ｈ断面図である。
【図１２】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図１３】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＪ−Ｊ断面図である。
【図１４】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＫ−Ｋ断面図である。
【図１５】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＬ−Ｌ断面図である。
【図１６】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２のＭ−Ｍ断面図である。
【図１７】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置が用いられるシステムを示す図である。
【図１８】本発明の第二実施形態に係る対流温度差原動装置を示す図である。
【図１９】本発明の第二実施形態に係る対流温度差原動装置の、下部の要部を示す拡大図である。
【図２０】本発明の第二実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図１８のＮ−Ｎ断面図である。
【図２１】本発明の第二実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図１８のＯ−Ｏ断面図である。
【図２２】本発明の第三実施形態に係る対流温度差原動装置の要部拡大図である。
【図２３】本発明の第四実施形態に係る対流温度差原動装置を示す図である。
【図２４】本発明の第四実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２３のＰ−Ｐ断面図である。
【図２５】本発明の第四実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２３のＱ−Ｑ断面図である。
【図２６】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置を示す図である。
【図２７】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２８】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置の、下部の要部を示す拡大図である。
【図２９】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２８のＲ−Ｒ断面図である。
【図３０】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置の内筒を示し、図２８のＳ−Ｓ断面図である。
【図３１】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置の内筒を示し、図３０のＵ−Ｕ断面図である。
【図３２】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置を示し、図２８のＴ−Ｔ断面図である。
【図３３】本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置のフィンを示す図である。
【図３４】本発明の第六実施形態に係る対流温度差原動装置を示す要部断面図である。
【図３５】本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を用いたシステムの応用例を示す図である。
【図３６】本発明の各実施形態に係る対流温度差原動装置の内筒及び外筒の形状の応用例を示す図である。
【図３７】従来の対流温度差原動装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５  対流温度差原動装置
Ｒａ  一方流路
Ｒｂ  他方流路
１  外郭
１ａ  土台
２  架台
３  側壁
４  天板
８  ギアポンプ
１０  内筒
１０ａ  筒体
１１  供給口
１２  排出口
１３  内筒回転軸
２０  外筒
２３  外筒回転軸
２４  吊下部材
２５  凸条
３０  動力取得機構
３１  第一原動ギア
３２  第二原動ギア
３３  発電機
３４  第一従動ギア
３５  第二従動ギア
３６  シャフト
３７  ボールベアリング
４０  動翼
４１  ブレード
４２  閉塞板
５０  案内翼
５１  案内板体
５２  羽根部材
５３  内面部材
５４  外面部材
５５  回収刃
５６  盆状部材
６０  多孔質部材
６１  網
６２  板体
６５  フィン
７０  ガイド翼
７１  導風板
７２  ガイド板
７３  ボルト
７４  ナット
８０  冷却液体循環管路
８０ａ  冷却液体循環管体
８１  冷却部
８２  一方支軸
８３  流入口
８４  流出口
８５  注入口
８６  回収口
８８  孔
８９  摺接部材
８９ａ  溝
８９ｂ  溝
９０  加温液体循環管路
９０ａ  加温液体循環管体
９１  加温部
９２  他方支軸
９３  流入口
９４  流出口
９５  注入口
９６  回収口
９７  送給管
９８  孔
９９  噴出口
１００  孔
１０１  摺接部
１０２  一方通路
１０３  他方通路
１０４  隔壁
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
[第一実施形態]
以下、添付図面にもとづいて、本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置について詳細に説明する。【００２４】
図１〜１６に、対流温度差原動装置Ｓ１を示している。
この対流温度差原動装置Ｓ１は、円筒状の外郭１と、内筒１０と、外筒２０とを備えている。内筒１０は、外郭１に回転可能に軸支され、さらに、軸方向一端に気体の供給口１１が形成され、他端に気体の排出口１２が形成されている。外筒２０は、外郭１及び内筒１０に対して回転可能に設けられ、さらに、その壁部が外郭１と内筒１０との間に位置する。
また、対流温度差原動装置Ｓ１は、気体が、内筒１０の供給口１１から内筒１０の内部を通って排出口１２に至る一方流路Ｒａ及び内筒１０の排出口１２から内筒１０の外側を通って供給口１１に至る他方流路Ｒｂを通るように、気体に温度差を付与して、気体の対流を生じさせる。対流温度差原動装置Ｓ１は、気体の対流によって内筒１０及び外筒２０を回転させ、動力取得機構３０から動力を得る。
ここで、気体として、例えば、二酸化炭素が用いられる。また、気体に温度差を付与するために、気体を加温する加温液体および気体を冷却する冷却液体が用いられる。この加温液体および冷却液体は、例えば、潤滑能力を有するオイルである。【００２５】
詳しくは、図１〜３，図５〜７，図１２〜１５に示すように、内筒１０の一端及び他端の少なくともいずれか一方に、後述の一方支軸８２又は他方支軸９２に回転可能に挿通される管状の内筒回転軸１３が設けられている。また、外筒２０に、内筒回転軸１３に回転可能に挿通される管状の外筒回転軸２３が設けられている。
本実施形態においては、内筒１０は、一端及び他端の両方に内筒回転軸１３が設けられている。すなわち、内筒１０の一端に、他方支軸９２に回転可能に挿通される管状の内筒回転軸１３（１３ａ）が設けられ、内筒１０の他端に、一方支軸８２に回転可能に挿通される管状の内筒回転軸１３（１３ｂ）が設けられている。内筒１０の一端側の内筒回転軸１３（１３ａ）は、他方支軸９２に回転可能に挿通されている。また、内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）は、図３に示すように、内筒１０の底部中央に設けた管状体１４と、内筒１０の軸方向一端側が管状体１４の内側にスプライン歯車で連結された軸管体１５とを備えている。
軸管体１５は、外郭１の内部に設けた架台２の天板４に、貫通した状態で設けられている。架台２は、土台１ａに立設される円筒状の側壁３と、側壁３の上端縁に設けられる天板４とを備えており、内部に冷却液体を溜めることができるようなっている。
内筒１０は、外筒２０の底部に載置された状態で、外筒２０に支持される。本実施形態においては、内筒１０は、例えば、その外周縁の周速が約１００ｍ／ｓで回転する。【００２６】
また、外筒２０には、その一端に他方支軸９２に回転可能に挿通される外筒回転軸２３（２３ａ）と、他端に内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）に回転可能に挿通される外筒回転軸２３（２３ｂ）とが設けられている。外筒２０の一端側の外筒回転軸２３（２３ａ）は、外郭１の上部に設けた支持台５に支持される三角錐状の支持部材２４を備えた構成としている。この支持部材２４は、支持台５に設けたロート状の受け部６に回転可能に挿入されて支持され、外筒２０全体は、受け部６に吊下して支持される。受け部６の内側であって支持台５と外郭１で囲まれる空間は、加温液体が満たされている。
また、外筒２０の他端側の外筒回転軸２３（２３ｂ）は、外筒１０の底部中央に設けられ、内筒１０の軸方向他端側の軸管体１５に回転可能に挿通されている。本実施形態においては、外筒２０は、例えば、その外周縁の周速が約５０ｍ／ｓで回転する。【００２７】
動力取得機構３０は、内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）に設けられる第一原動ギア３１と、外筒２０の他端側の外筒回転軸２３（２３ｂ）に外筒２０の底壁を介して設けられる第二原動ギア３２と、第一原動ギア３１及び第二原動ギア３２の少なくとものいずれか１つに連係して駆動される発電機３３とを備えた構成としている。
詳しくは、動力取得機構３０は、第一原動ギア３１に噛合する第一従動ギア３４と、第二原動ギア３２に噛合する第二従動ギア３５と、発電機３３に接続されるシャフト３６とを備え、このシャフト３６の回転により発電機３３を作動させる。第一原動ギア３１及び第一従動ギア３４は、外郭１の内部に設けた架台２の内部に位置させられている。
また第二原動ギア３２及び第二従動ギア３５は、架台２の外側に設けられている。さらに、シャフト３６は、外郭１にボールベアリング３７を介して回転可能に軸支されている。【００２８】
また、図１，２，５に示すように、内筒１０の一端に、供給口１１から流入した気体を受けて内筒１０に回転力を付与する動翼４０が設けられている。この動翼４０は、内筒１０の一端側において、内筒１０の回転軸を中心に等角度関係で、軸方向にほぼ沿って列設され、後述のガイド翼７０により導かれた気体を受ける面を有した複数のブレード４１と、ブレード４１群の内筒１０の軸方向上側を閉塞する閉塞板４２とを備えている。気体は、これらのブレード４１の側方から流入し内筒１０の下方へ流れる。【００２９】
さらに、図１３，１４に示すように、内筒１０の他端であってその外方に、案内翼５０が設けられている。案内翼５０は、排出口１２から排出された気体を受けて、内筒１０に回転力を付与するとともに、排出口１２から排気された気体を他方流路Ｒｂの気体の流通方向に導く。
この案内翼５０は、排出口１２からの気体を他方流路Ｒｂの気体の流通方向に方向転換させる椀状の案内板体５１と、この案内板体５１の内部に複数設けられる羽根部材５２とを備えている。案内板体５１は、内側に内筒１０の排出口１２が位置するように、開口部の径が内筒１０よりも大きく形成され、開口端部と内筒１０の外壁との間に、気体の送出口を形成している。また、案内板体５１の中央底部は、内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）に挿通され、内筒回転軸１３（１３ｂ）に固定されている。羽根部材５２は、案内板体５１の底部に吹き付けられ、案内板体５１の周方向外側に流れる、気体を受ける面を備え、動翼４０が内筒１０に付与する回転力と同じ向きの回転力を内筒１０に付与する。【００３０】
さらにまた、内筒１０の内部に、一方通路Ｒａを通る気体及び冷却液体が通過可能な多孔質部材６０が設けられている。多孔質部材６０は、巻回したシート状の金属製網６１としてある。多孔質部材６０は、網６１を巻回した構成としてあるので、構造が簡単になる。また、網６１の上下に、多数の通孔が形成された板体６２が設けられている。
そしてまた、内筒１０の内部であって一方流路Ｒａの供給口１１側に、滞留した気体を排出口１２側に押し込むフィン６５が設けられている。このフィン６５は、後述の送給管９７の下縁に垂下されて設けられ、円周一方向に凹曲されている。フィン６５は、内筒１０の回転により、内筒１０内の気体に渦流を形成し、内筒１０の上部に滞留した気体を下降しやすくする。【００３１】
また、外筒２０の一端側の内周に、供給口１１に気体を導く複数のガイド翼７０が設けられている。このガイド翼７０は、導風板７１を備えている。導風板７１は、動翼４０の外周部を囲繞する部位に等角度関係で列設され、軸方向に沿う面を有している。導風板７１は、円周一方向に凹曲され、凹曲した面により供給口１１に流入する気体に遠心力を付与している。また、このガイド翼７０は、椀状のガイド板７２を備えている。ガイド板７２は、外筒２０の上壁に挿通されるボルト７３とガイド板７２に設けたナット７４により、外筒２０の上壁から吊り下げられている。【００３２】
また、対流温度差原動装置Ｓ１は、内筒１０内に冷却液体を散布することにより、一方流路Ｒａを通る気体を冷却し、かつ、冷却液体を循環させる、冷却液体循環管路８０を備えている。また、冷却液体循環管路８０の途中に、冷却液体を冷却する冷却部８１が設けられている。
冷却液体循環管路８０は、外郭１に設けられ、一端側に冷却液体の流入口８３を有し、他端側に内筒１０に冷却液体を散布する多数の流出口８４を有している。また、冷却液体循環管路８０は、内筒１０および外筒２０の他端を軸支する一方支軸８２と、冷却液体循環管体８０ａとを備えている。冷却液体循環管体８０ａは、一方支軸８２の流入口８３に供給される冷却液体を注入する注入口８５と、一方流路Ｒａの気体を冷却した後、内筒１０の排出口１２から流出した冷却液体を回収する回収口８６とを備え、回収口８６から再び注入口８５に冷却液体を循環させる。【００３３】
一方支軸８２は、一方の端が外郭１に接地した状態で直立している。一方支軸８２の他方の端側の管壁に、複数の流入口８３が設けられている。
また、一方支軸８２は、内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）が挿通される位置に、この内筒回転軸１３に一方支軸８２内の冷却液体を供給する供給孔８２ａが設けられている。
冷却液体循環管体８０ａの注入口８５は、架台２の内部の空間を介して、一方支軸８２の流入口８３に接続されている。また、冷却液体循環管体８０ａの回収口８６は、外郭１に設けられている。この回収口８６は、孔８８および摺接部材８９の溝８９ａを介して、冷却液体を回収している。孔８８は、外筒２０の他端部に外筒２０の周方向に沿って複数列設されている。また、摺接部材８９は、外筒２０の一端部の表面に摺接するとともに、外郭１に複数列設された孔８８を囲繞する。
冷却部８１は、冷却液体循環管体８０ａの途中に設けられている。本実施形態においては、この冷却部８１により冷却された冷却液体の温度は、約−５０℃になる。【００３４】
さらに、対流温度差原動装置Ｓ１は、内筒１０と外筒２０との間に加温液体を散布することにより、他方流路Ｒｂを通る気体を加温し、かつ、加温液体を循環させる、加温液体循環管路９０を備えている。また、加温液体循環管路９０の途中に、加温液体を加温する加温部９１が設けられている。
加温液体循環管路９０は、他方支軸９２と、筒体１０ａと、加温液体循環管体９０ａとを備えている。他方支軸９２は、外郭１に設けられており、一端側に加温液体の流入口９３を有し、他端側に流出口９４を有しており、内筒１０及び外筒２０の一端を軸支する。筒体１０ａは、内筒１０を覆っており、内筒１０との間に、他方支軸９２の流出口９４からの加温液体が流通する流通路が形成され、かつ、外筒２０に向けて液体が流出する多数の噴出口９９が形成されている。加温液体循環管体９０ａは、他方支軸９２の流入口９３に接続される注入口９５と、加温液体を回収する回収口９６とを備え、回収口９６から再び注入口９５に加温液体を循環させる。上記加温液体は、注入口９５から注入され、流通路を通って噴出口９９から外筒２０に向けて噴出し、他方流路Ｒｂの気体を加温する。
筒体１０ａは、内筒１０に対して、回転自在に設けられている。【００３５】
他方支軸９２は、一端に、加温液体循環管体９０ａの注入口９５が接続される流入口９３が形成されている。流出口９４は、他方支軸９２の他端に形成され、内筒１０の一端側の内筒回転軸１３（１３ａ）の内部に位置している。また、内筒１０の一端側の内筒回転軸１３（１３ａ）は、下端が閉塞されるとともに、その内部は、筒体１０ａの流通路に複数の送給管９７を介して連通している。送給管９７は、内筒１０の周方向に等角度関係で列設されている。
筒体１０ａの噴出口９９は、筒体１０ａの外周面全体に亘って設けられている。他方支軸９２に、供給孔９２ａが設けられており、この供給孔９２ａは、内部を流れる加温液体を、受け部６の内側であって支持台５と外郭１で囲まれる空間に供給する。本実施形態においては、噴出口９９から噴出する加温液体には、約１０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２（１ＭＰａ〜１０ＭＰａ）の圧力がかけられている。【００３６】
加温液体循環管体９０ａの回収口９６は、外郭１に設けられている。この回収口９６は、外筒２０の冷却液体を回収する回収口８６に連通する孔８８の上側に、外筒２０の周方向に沿って複数列設された孔９８と、摺接部材８９の溝８９ａの上側に設けた別の溝８９ｂとを介して、加温液体を回収している。
冷却液体が流入する孔８８と加温液体が流入する孔９８の間には、外筒２０の壁面に押し付けられて流れる冷却液体と加温液体とを仕切る凸条２５が設けられている。
加温部９１は、加温液体循環管体９０ａの途中に設けられている。本実施形態においては、この加温部９１で加温された加温液体は、約２００℃〜２５０℃になる。
また、図示しないが、冷却液体循環管路８０及び加温液体循環管路９０は、各回収口９６から注入口９５にこれらの液体を吸い上げるポンプを備えている。【００３７】
また、対流温度差原動装置Ｓ１には、内筒回転軸１３及び外筒回転軸２３から漏れ出て外郭１内の土台１ａ上に溜まった潤滑油としての冷却液体及び加温液体を架台２内に送るギアポンプ８が設けられている。このギアポンプ８は、作動のためのプーリ８ａを備え、このプーリ８ａとシャフト３６に設けたプーリ３６ａとに掛けられたベルトを介して、シャフト３６の回転に連動して作動する。【００３８】
次に、この対流温度差原動装置Ｓ１を作動させるシステムの一例について説明する。
図１７に示すように、このシステムにおいて、冷却液体循環管体８０ａは、冷却部８１の上流側及び下流側に夫々設けられる逆止弁１１０と、冷却液体循環管体８０ａ中の気泡を排出するガス抜き弁１１１とを備えている。加温液体循環管体９０ａは、加温部９１の上流側に設けられる逆止弁１１２と、加温液体循環管体９０ａ中の気泡を排出するガス抜き弁１１３とを備えている。また、冷却部８１は、ラジエータからなっている。加温部９１は、ＬＰガス貯留槽９１ａからのＬＰガスを燃焼して加温液体を加温する。【００３９】
さらに、このシステムには、冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体と加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体の流量を調整する流量調整機構１２０が設けられている。
この流量調整機構１２０は、冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体及び加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体から、両方の液体の一部を取り込んで、常時は、各管体８０ａ，９０ａから取り込んだ液体とほぼ同量の液体を各管体８０ａ，９０ａに流入する。これに対し、流量調整機構１２０は、冷却液体循環管体８０ａ及び加温液体循環管体９０ａのいずれか一方を流れる液体の流量が、他方を流れる管体８０ａ，９０ａの液体の流量よりも少なくなった場合、流量の少なくなった一方の管体８０ａ，９０ａに、優先的に取り込んだ液体を流入させる。
詳しくは、流量調整機構１２０は、上流側分岐管１２１と、上流側分岐管１２２と、主管１２３と、下流側分岐管１２４と、下流側分岐管１２５とを備えている。上流側分岐管１２１は、冷却液体循環管体８０ａの回収口８６と冷却部８１よりも回収口８６側の逆止弁１１０との間で、冷却液体を分岐する。上流側分岐管１２２は、加温液体循環管体９０ａの回収口９６と加温部９１よりも回収口９６側の逆止弁１１２との間で、加温液体を分岐する。主管１２３は、上流側分岐管１２１，１２２が合流するとともに常時作動するポンプ１２３ａを備えている。下流側分岐管１２４は、主管１２３から分岐して冷却液体循環管体８０ａに合流するとともに加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体の流量にもとづいて開閉する。下流側分岐管１２５は、主管１２３から分岐して加温液体循環管体９０ａに合流するとともに冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体の流量にもとづいて開閉する。【００４０】
各上流側分岐管１２１，１２２には、逆止弁１１９が設けられ、上流側分岐管１２１から冷却液体循環管体８０ａ及び上流側分岐管１２２から加温液体循環管体側９０ａへの逆流を防止する。
また、冷却液体循環管体８０ａに接続される下流側分岐管１２４に、電磁弁１２７が備えられている。電磁弁１２７は、加温液体循環管体９０ａの加温部９１と加温部９１の上流側の逆止弁１１２との間に設けられ、加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体の流量を計測する加温液体流量測定器１２６が測定した流量にもとづいて、開閉する。この電磁弁１２７は、常時は開状態であるが、加温液体流量測定器１２６で測定された加温液体の流量が一定量以下になると、スイッチ１２８がオンになり、電源１５０に接続されて作動し、下流側分岐管１２４を閉状態にする。
また、加温液体循環管体９０ａに接続される下流側分岐管１２５に、電磁弁１３０が備えられている。電磁弁１３０は、冷却液体循環管体８０ａの冷却部９１と冷却部９１よりも上流側の逆止弁１１０との間に設けられ、冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体の流量を計測する冷却液体流量測定器１２９が測定した流量にもとづいて、開閉する。この電磁弁１３０は、常時は開状態であるが、冷却液体流量測定器１２９で測定された冷却液体の流量が一定量以下になると、スイッチ１３１がオンになり、電源１５０に接続されて作動し、下流側分岐管１２５を閉状態にする。【００４１】
また、流量調整機構１２０は、受け部材１３５と、タンク１３６と、補給管１３７とを備えている。
受け部材１３５は、外筒２０と摺接部材８９の摺接部位から漏れた冷却液体及び加温液体を受ける。受け部材１３５は、外筒２０の下部及び摺動部材８９を覆うように、断面がほぼＵ字状に形成され、内部１３５ａに冷却液体及び加温液体が溜められる。
タンク１３６は、受け部材１３５からの液体が溜められ、また、揮発する等して減少した液体を補充するための液体の補充口１３６ａを備えている。タンク１３６は、回収管１３８を介して受け部材１３５の内部１３５ａに連通している。
補給管１３７は、タンク１３６に溜められた液体が所定量を超えると、タンク１３６内の液体を主管１２３に補給する。補給管１３７は、上流側分岐管１２１，１２２の合流点とポンプ１２３ａとの間に合流している。また、補給管１３７は、補給管１３７を開閉する電磁弁１４１と、主管１３７から液体が逆流しないようにするための逆止弁１４２とを備えている。電磁弁１４１は、タンク１３６内の液体の量を測定する液体量測定器１３９により、主管１２３と補給管１３７との合流点と、各上流側分岐管１２１，１２２の合流点との間に設けられた電磁弁１４０とともに開閉する。【００４２】
この電磁弁１４０及び電磁弁１４１の動作は次のようになる。
液体量測定器１３９がタンク１３６内の液体の量が所定量よりも少ないことを検知すると、スイッチ１４３により電源１５０が電磁弁１４１に接続され、電磁弁１４１が閉じ、電磁弁１４０は、電源１５０から切断され開く。この場合、上流側分岐管１２１，１２２からの液体が、ポンプ１２３ａで吸引される。また、液体量測定器１３９がタンク１３６内の液体の量が所定量よりも多いことを検知すると、スイッチ１４３により電源１５０が電磁弁１４０に接続されて電磁弁１４０が閉じ、電磁弁１４１は、電源１５０から切断され開く。この場合、タンク１３６内の液体が、ポンプ１２３ａで吸引される。【００４３】
さらに、冷却液体及び加温液体を流す前に、冷却液体循環管体８０ａを用いて、内筒１０及び外筒２０を回転させるための気体を外筒２０内に供給するコンプレッサ１４５が設けられている。コンプレッサ１４５からの気体は、冷却部８１の下流側に設けた逆止弁１１０により、冷却部８１側に流入しない。
また、図１７において、１４６は、冷却液体循環管体８０ａの内部を流れる冷却液体の圧力を計測する圧力計である。【００４４】
したがって、このシステムによれば、第一実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ１は、以下のように作動する。
まず、コンプレッサ１４５により外筒２０内に気体が入れられる。この状態で、冷却液体循環管路８０により冷却液体が循環され、加温液体循環管路９０により加温液体が循環される。
この際、冷却液体は、冷却液体循環管路８０の冷却液体循環管体８０ａを経て注入口８５から架台２に供給され、続いて、一方支軸８２の流入口８３から一方支軸８２内を通過し、流出口８４から内筒１０内に流出する。その後、冷却液体は、内筒１０内の一方流路Ｒａの気体を冷却し、排出口１２及び案内翼５０を通って回収口８６から冷却液体循環管体８０ａを通り、再び注入口８５に導かれる。この冷却液体は、気体の冷却により加温されるが、冷却液体循環管体８０ａの途中で、冷却部８１により再び冷却される。そのため、内筒１０内に散布される冷却液体は、冷却されて温度が低い状態になり、一方流路Ｒａの気体の冷却状態が良好になる。【００４５】
一方、加温液体は、加温液体循環管路９０により、他方支軸９２の流入口９３から他方支軸９２内，内筒１０の一端側の内筒回転軸１３（１３ａ）内，送給管９７及び流通路を通過し、噴出口９９から内筒１０外に噴出する。続いて、加温液体は、他方流路Ｒｂの気体を加温した後、回収口８６から加温液体循環管体９０ａを通り再び注入口９５に導かれる。この加温液体は、他方流路Ｒｂの気体の加温により冷却されるが、加温液体循環管体９０ａの途中で、加温部９１により再び加温される。そのため、内筒１０と外筒２０との間に散布される加温液体は、再び温度が高い状態になり、他方流路Ｒｂの気体の加温状態が良好になる。
この場合、他方流路Ｒｂを流通する気体は、噴出口９９から噴出した加温液体により外筒２０と内筒１０の間の空間で直接加温させられる。したがって、他方流路Ｒｂの気体は、外筒２０の外部に出ることなく加温されるので、他方流路Ｒｂの構造が簡単になる。
また、一方支軸８２を冷却液体循環管路８０の一部として兼用し、他方支軸９２を加温液体循環管路９０の一部として兼用しているので、これらの液体が流出させられる専用の管路を別途設けた場合に比較して構造が簡単になる。そのため、一方流路Ｒａと他方流路Ｒｂに生じる気体の対流に、悪影響が発生しなくなり、気体の対流におけるエネルギーのロスが低減され、この対流のエネルギーが回転力として内筒１０及び外筒２０に効率よく付与される。【００４６】
また、この際、冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体の流量が少なくなると、これを冷却液体流量測定器１２９が検知し、スイッチ１３１がオンになり、電磁弁１３０が閉じる。そのため、主管１２３の液体は、下流側分岐管１２４のみに流れ、冷却液体循環管体８０ａに流入する。一方、加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体の流量が少なくなると、これを加温液体流量測定器１２６が検知し、スイッチ１２８がオンになり、電磁弁１２７が閉じる。そのため、主管１２３の液体が下流側分岐管１２５のみに流れ、加温液体循環管体９０ａに流入する。
すなわち、冷却液体循環管体８０ａを流れる冷却液体と加温液体循環管体９０ａを流れる加温液体の流量は、一定量以上に確保される。【００４７】
また、タンク１３６内に溜まった液体が増えてくると、液体量測定器１３９がこれを検知する。この際、スイッチ１４３が電磁弁１４１側に電源１５０を接続し、電磁弁１４１を開くとともに、電磁弁１４０を閉じる。これにより、タンク１３６内の液体がポンプ１２３ａで吸引され、冷却液体循環管体８０ａ及び加温液体循環管体９０ａに流入する。そのため、液体が漏れて冷却液体循環管路８０を流れる冷却液体及び加温液体循環管路９０を流れる加温液体が少なくなっても、適時に補充することができる。【００４８】
これにより、内筒１０の供給口１１から内筒１０の内部を通って排出口１２に至る一方流路Ｒａ及び内筒１０の排出口１２から内筒１０の外側を通って供給口１１に至る他方流路Ｒｂを通る気体の対流が生じる。この対流により、動翼４０および案内翼５０を介して、内筒１０が回転する。
内筒１０が回転すると、この回転力は、他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ），第一原動ギア３１，第一従動ギア３４，シャフト３６，第二従動ギア３５，第二原動ギア３２及び外筒２０の他端側の外筒回転軸２３（２３ｂ）を介して、外筒２０に伝わり、外筒２０も内筒１０の回転方向と同方向に回転する。【００４９】
この際、他方流路Ｒｂの構造が簡単になり、気体の対流におけるエネルギーのロスが低減されているので、この対流のエネルギーが回転力として内筒１０及び外筒２０に効率よく付与される。
また、この際、内筒１０内で冷却されて降下し排出口１２に至った一方流路Ｒａの気体は、内筒１０の他端に設けた排出口１２から順次排出されて、案内翼５０に至る。この案内翼５０において、気体は、案内板体５１に衝止して、案内板体５１の周方向外側であって他方流路Ｒｂの気体の流通方向に沿うように導かれるとともに、案内板体５１の内部に設けた羽根部材５２の面に衝止していき、内筒１０を回転させる。【００５０】
また、案内翼５０の羽根部材５２に当接した気体は、他方流路Ｒｂの気体の流通方向であって内筒１０の回転方向と逆向きに送出され、外筒２０と内筒１０の間の空間に至る。
この際、排出口１２からの気体は、他方流路Ｒｂの流通方向に向かって吹き出され、外筒２０内の下部に滞留しにくくなる。これにより、気体の対流が円滑に行なわれる。
このように、排出口１２から排出された気体は、渦流になって上昇する。【００５１】
そして、他方流路Ｒｂの気体は、加温液体の加温による膨張と渦流によって付与される遠心力により、圧縮された状態で外筒２０上部のガイド翼７０に至り、ガイド板７２に衝止して、その流通方向が外筒２０の周方向内側に向けられる。
この際、ガイド翼７０において、気体は、導風板７１の凹曲面に衝止する。そして、導風板７１によって、流向がほぼ半径方向に変更する。ガイド翼７０の各導風板７１は、円周一方向に凹曲されているので、気体は、さらに遠心力が付与されて流向が変更する。そして、気体は、ブレード４１の外周部の供給口１１から流入し、動翼４０のブレード４１に衝止するとともに、動翼４０の内周部に抜けて内筒１０の内部に流入する。そのため、動翼４０のブレード４１に、ガイド翼７０により圧縮されて遠心力が付与された気体が、ほぼ直角に衝止するので、動翼４０のブレード４１は、気体の力を充分に受けることができ、気体のエネルギーを内筒１０の回転力に変換する変換効率が大幅に向上し、発電効率が向上する。また、この際、気体は、ブレード４１間でさらに圧縮されて、流速が極めて速くなるので、ブレード４１に衝止するエネルギーが高められ、対流のエネルギーが、内筒１０の回転力として効率よく内筒１０に付与される。【００５２】
供給口１１から動翼４０のブレード４１群を通過して内筒１０内に入った気体は、その対流エネルギーが動翼４０を介して内筒１０の回転力に変換されるとともに、ある程度温度が高くなっている。したがって、上記気体は、内筒１０の上部に滞留しようとする。しかし、この気体は、内筒１０の回転とともに回転するフィン６５により排出口１２側に押し込まれる。すなわち、供給口１１から入った気体は、ほとんど滞留すること無く排出口１２側に移動するので、気体の対流状態が良好になる。
そして、この気体は、再び排出口１２に至り上記と同様に他方流路Ｒｂと一方流路Ｒａを循環して、内筒１０と外筒２０とを回転させる。【００５３】
内筒１０が回転しているとき、内筒１０内で、冷却液体は、多孔質部材６０の網６１に衝止し、回転した内筒１０の遠心力で網６１の網目から外側に移動し、内筒１０の内面に至り、内筒１０の内面を流下して、排出口１２から内筒１０の外部に排出される。この場合、冷却液体は、多孔質部材６０の網６１に一時的に留まるので、多孔質部材６０が無い場合と比較して、一方流路Ｒａの冷却液体に接触する時間が長くなり、一方流路Ｒａを流通する気体との熱交換効率が向上し、一方流路Ｒａを流通する気体がより冷却される。そのため、一方流路Ｒａを流通する気体は、下降しやすくなり、気体の流速が極めて速くなる。【００５４】
また、外筒２０内では、冷却液体及び加温液体は、遠心力により外筒２０の内壁に押し付けられて溜まっていくとともに、孔８８，９８から溝８９ａ，８９ｂを通って各回収口８６，９６から回収される。この際、凸条２５により孔８８と孔９８の間が隔てられているので、冷却液体と加温液体とがほとんど混ざらなくなり、冷却液体と加温液体とを分けて回収することができる。そのため、回収した冷却液体の温度があまり上がらず、また、回収した加温液体の温度もあまり下がらないので、冷却部８１による冷却液体の冷却及び加温部９１による加温液体の加温を効率よく行なうことができる。【００５５】
さらにまた、対流によって内筒１０と外筒２０が回転すると、動力取得機構３０は、内筒１０及び外筒２０が同方向に回転するので、この両方から動力を得ることができる。すなわち、内筒１０の回転力が、内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ），第一原動ギア３１，第一従動ギア３４，シャフト３６及び第二従動ギア３５を介して、外筒２０の第二原動ギア３２に伝達され、外筒２０自体も第二原動ギア３２を回転させるので、この第一原動ギア３１の回転が発電機３３に伝達され、この発電機３３により発電される。
また、内筒１０及び外筒２０は、内筒１０の内筒回転軸１３の軸受部及び外筒２０の外筒回転軸２３の軸受部に、冷却液体や加温液体が潤滑油として供給されるので、円滑に回転する。【００５６】
[第二実施形態]
図１８〜２１は、本発明の第二実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ２を示している。
この対流温度差原動装置Ｓ２は、上記の対流温度差原動装置Ｓ１とは異なり、内筒１０と外筒２０の相対回転により、冷却液体と加温液体とを回収する機構が設けられている。【００５７】
詳しくは、案内翼５０は、内筒回転軸１３（１３ｂ）の周囲に設けられ、この内筒回転軸１３（１３ｂ）から内筒１０の外側に向かう凹曲面を有した案内板体５１と、この案内板体５１の内部に設けられる羽根部材５２とを備えている。
また、案内翼５０の案内板体５１は、案内板体５１の内面を形成する内面部材５３と、内面部材５３の外側に設けられ内面部材５３との間に排出口からの冷却液体が流通し、冷却液体循環管体８０ａの回収口８６に連通する空間が形成される外面部材５４とを備えている。内面部材５３の開口縁部には、内筒１０の回転により生じた遠心力で、内面部材５３の内側で軸方向外側に集まる冷却液体が流入する複数の孔１００が、列設されている。【００５８】
さらに、案内翼５０の周囲には、外筒２０内部の下部付近に、外筒２０の軸方向外側に設けた凹部に溜まった加温液体をかき取る回収刃５５と、回収刃５５の下側に設けられ、外面部材５４との間に回収刃５５からの加温液体が流通し、加温液体循環管体９０ａの回収口９６に連通する空間が形成される盆状の盆状部材５６とが設けられている。
また、一方支軸８２に挿通される内筒回転軸１３（１３ｂ）の軸管体１５は、上下に設けた摺接部１０１により一方支軸８２に回転可能に摺接する。また、軸管体１５は、一方支軸８２との間に、冷却液体が流通する一方通路１０２及び加温液体が流通する他方通路１０３が形成されている。この内筒回転軸１３（１３ｂ）は、内部が隔壁１０４で仕切られており、一方通路１０２と他方通路１０３とを隔てている。一方通路１０２は、冷却液体循環管体８０ａの一部となっており、上端側で内面部材５３と外面部材５４との間の空間に連通する回収口８６に形成されている。また、他方通路１０３は、加温液体循環管体９０ａの一部となっており、上端側で外面部材５４と盆状部材５６との間の空間に連通する回収口９６が設けられている。
また、筒体１０ａは、その上端が、ガイド翼７０の導風板７１に接合され、ガイド翼７０とともに回転するようになっている。また、筒体１０ａの内周の上部及び下部は、内筒に対して摺動する。
他の構成は、第一実施形態の対流温度差原動装置Ｓ１とほぼ同様である。【００５９】
この対流温度差原動装置Ｓ２を作動させる場合、上記の第一実施形態と同様にし、冷却液体循環管路８０により冷却液体が循環され、加温液体循環管路９０に加温液体が循環され、内筒１０及び外筒２０が回転する。
そして、内筒１０及び外筒２０が回転した状態では、一方支軸８２の流出口８４から流出した冷却液体は、内筒１０の内壁を流下して案内板体５１の内面部材５３に落下し、遠心力で案内板体５１の開口縁部に集まり、孔１００から回収口８６に至り冷却液体循環管体８０ａに回収される。また、筒体１０ａの流出口９９から流出した加温液体は、外筒２０の遠心力により凹部に溜まるとともに、回収刃５５によりかき取られて回収口９６から加温液体循環管体９０ａに回収される。この場合、冷却液体は、外筒２０側に漏れ出ることなく回収されるので、より加温液体と混ざり難くなり、別々に回収できる。そのため、回収した冷却液体の温度があまり上がらず、また、回収した加温液体の温度もあまり下がらないので、冷却部８１による冷却及び加温部９１による加温を効率よく行なうことができる。
さらに、外筒２０の回転により、ガイド翼７０の導風板７１を介して筒体１０ａも回転して噴出口９９自体も回転するので、噴出口９９からの加温液体も回転運動するようになる。そのため、加温液体と他方流路Ｒｂの気体の回転がほぼ同じになり、流体摩擦が少なくなり、気体の対流が円滑に行なわれるので、対流によるエネルギーが、効率よく内筒１０及び外筒２０に回転力として付与される。
他の作用及び効果は上記の第一実施形態と同様である。【００６０】
[第三実施形態]
次に、図２２を用い、本発明の第三実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ３について説明する。
この対流温度差原動装置Ｓ３は、上記の第二実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ２とほぼ同様な構成としてあるが、これと異なり、冷却液体及び加温液体を同じ回収口８６で回収し、冷却液体循環管体８０ａと加温液体循環管体９０ａの一部が兼用される構成としてある。
詳しくは、この対流温度差原動装置Ｓ３は、外面部材５４がなく、冷却液体は、案内翼５０の開口から外筒２０側に流出する。
また、一方支軸８２に同軸に挿通される軸管体１５からなる回収管が設けられている。この回収管は、上部に、案内板体５１の内面部材５３と盆状部材５６の間の空間に連通する回収口８６が設けられ、下端側で冷却液体循環管体８０ａ及び加温液体循環管体９０ａを共用する回収管体３００に連通している。
他の構成は、上記の実施形態と同様である。【００６１】
この対流温度差原動装置Ｓ３を作動させる場合、上記の実施形態と同様にし、冷却液体循環管路８０により冷却液体が循環され、加温液体循環管路９０に加温液体が循環され、内筒１０及び外筒２０が回転する。
そして、内筒１０及び外筒２０が回転した状態では、一方支軸８２の流出口８４から流出した冷却液体は、内筒１０の内壁を流下して案内板体５１に落下し、遠心力で外筒２０側に出て行く。そして、冷却液体は、筒体１０ａの流出口８４から流出した加温液体とともに、外筒２０の遠心力により凹部に溜まるとともに、回収刃５５によりかき取られて回収口８６から回収管体３００に回収される。この場合、冷却液体と加温液体とを分けて回収しないので、それだけ構造が簡単になる。
他の作用及び効果は上記の実施形態と同様である。【００６２】
[第四実施形態]
また、図２３〜２５には、本発明の第四実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ４を示している。
この対流温度差原動装置Ｓ４は、第二実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ２とほぼ同様であるが、これと異なり、一方支軸８２の下端が土台１ａから切り離されるとともに、この下端が内筒１０の他端側の内筒回転軸１３（１３ｂ）の内側に、内筒回転軸１３（１３ｂ）と同軸に溶接固定されている。そして、この一方支軸８２は、内筒１０と連係して回転可能になっている。また、この一方支軸８２は、その下端の開口が、冷却液体の流入口８３に形成されている。【００６３】
また、図２３，２４に示すように、ガイド翼７０は、筒体１０ａと一体となっており、内筒１０に対して回転可能である。外筒２０は、ガイド翼７０に、遊星歯車機構１７０を介して、動力を伝達可能にしている。
この遊星歯車機構１７０は、内筒１０の回転速度Ｖ１と、ガイド翼７０によって回転させられる筒体１０ａの回転速度Ｖ２と、外筒２０の回転速度Ｖ３との関係が、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３となるように歯車の噛合関係が定められている。また、遊星歯車機構１７０のギア比は、外筒２０の内周の周速と、筒体１０ａの外周の周速とがほぼ同じになるように設定されている。
また、図２３に示すように、対流温度差原動装置Ｓ４には、外筒２０の経年変化による異常を検知する検知機構が設けられている。この検知機構は、外筒２０の肉厚を薄くした肉薄部１７５を有し、肉薄部１７５が、外筒２０の経年変化により穴があいたとき、外郭内の気圧の上昇にともない外郭上部から漏れ出る気体を検知できるようにしている。【００６４】
さらに、図２５に示すように、上記の各実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と異なり、多くの導風板７１が設けられるとともに、その凹曲した面が、先端にいくに従って曲率半径が漸次小さくなるように形成されている。また、ブレード４１は、動翼４０の平均径を直径とする円弧の曲率と同じに形成され、その傾斜角は回転速度の効率が最適になるように定められている。
他の構成は、第二実施形態の対流温度差原動装置Ｓ２とほぼ同じになっている。【００６５】
この対流温度差原動装置Ｓ４を作動させる場合、上記の実施形態と同様にし、冷却液体循環管路８０により冷却液体が循環され、加温液体循環管路９０に加温液体が循環され、内筒１０及び外筒２０が回転する。
この場合、内筒１０及び外筒２０が回転した状態においては、遊星歯車機構１７０により、外筒２０の回転が低速になる。そのため、外筒２０の外郭１内の気体に対しての摩擦抵抗が低減されるようになり、内筒１０及び外筒２０からの動力の出力効率が向上する。
また、遊星歯車機構１７０により、外筒２０の内周の周速と、筒体１０ａの外周の周速がほぼ同じになるので、外筒２０と筒体１０ａとの間にほとんど摩擦抵抗が生じなくなり、内筒１０及び外筒２０からの動力の出力効率が向上する。さらに、外筒２０の内周の周速と、筒体１０ａの外周の周速がほぼ同じになるので、内筒１０の外側の気体の発熱が抑制される。【００６６】
さらにまた、ガイド翼７０の導風板７１は、凹曲した面の半径が小さいので、他方流路Ｒｂを流通する気体に付与する折り返しの遠心力が強くなる。すなわち、ガイド翼７０の導風板７１でガイドされて供給口１１に流入する気体を受ける動翼４０のブレード４１への動力の伝達が確実になり、内筒１０が確実に回転する。
また、経年変化により肉薄部１７５に穴があくと、穴から外筒２０の気体が外郭１内に漏れ出るとともに、外郭１内の気圧が上昇して、外郭１からも気体が漏れ出る。この漏れ出た気体を検知することで、外筒２０の経年変化による異常を検知することができる。
他の作用，効果は、上記の実施形態と同様である。【００６７】
[第五実施形態]
図２６〜３３には、本発明の第五実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ５を示している。
この対流温度差原動装置Ｓ５は、第四実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ４と同様に、一方支軸８２が内筒回転軸１３（１３ｂ）に対して回転可能に設けられている。また、第四実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ４と異なり、一方支軸８２の下端に、ロッド３０６が設けられている。このロッド３０６は、一方支軸８２の下端を閉塞し、この一方支軸８２と同動するとともに、内筒回転軸１３（１３ｂ）に軸受３０５を介して摺接する。【００６８】
この対流温度差原動装置Ｓ５は、上記の遊星歯車機構１７０（以下「第１の遊星歯車機構１７０」という）の他に、一方支軸８２に、内筒回転軸１３（１３ｂ）からの動力を伝達するための第２の遊星歯車機構３１０を備え、一方支軸８２が内筒１０に連係して回転することができる。【００６９】
第２の遊星歯車機構３１０は、図２８，３２に示すように、軸が一方支軸８２の下端に設けたロッド３０６に固定されて、一方支軸８２と同動する中央の歯車３１１と、この歯車３１１の周囲に配置され、内筒回転軸１３（１３ｂ）の下端部に設けた円盤体３１２に回転可能に軸支される３つの歯車３１３とを備えている。円盤体３１２は、その中央が内筒回転軸１３（１３ｂ）の下端部に設けた右ネジに螺合されて、内筒回転軸１３（１３ｂ）に結合されている。また、周囲の３つの歯車３１２は、土台１ａに立設された筒状のガイド部材３１５の内部に設けたギア３１６に噛合されている。
また、この第２の遊星歯車機構３１０は、外郭１の内部の下部に設けた仕切板３１７により、外郭１の内部空間の下側に形成された部屋に設けられている。仕切板３１７は、その中央に、内筒回転軸１３（１３ｂ）を軸支する平軸受３２１が設けられている。
さらに、歯車３１１及び歯車３１３の噛合関係は、内筒１０の回転速度Ｖ１と、内筒１０の内筒回転軸１３（１３ｂ）によって回転させられる一方支軸８２の回転速度Ｖ４との関係が、Ｖ４＞Ｖ１となるように定められている。【００７０】
また、図２６〜２９に示すように、筒体１０ａは、上下を変換可能に設けられる。筒体１０ａの下部は、外筒２０に固定された複数のアーム３１４に取り付けられた筒状体３１５に挿通される。筒体１０ａの上部は、ガイド翼７０の導風板７１に設けられた筒状体３１６に挿通される。そして、筒体１０ａは、筒状体３１５，３１６のいずれか一方に摺接してガイドされ、いずれか他方に連結される。筒体１０ａと筒状体３１５，３１６との連結は、各筒状体３１５，３１６に設けた複数のスリットに、筒体１０ａの上下いずれか一方側の表面の周方向に突設された複数の凸状体３１８を嵌合して行なわれる。【００７１】
また、図２６に示すように、一方支軸８２の上部に、一方流路Ｒａの供給口１１側に滞留した気体を下側に押し込むためのフィン３２０が設けられている。このフィン３２０は、図３３に示すように、一方支軸８２に挿通される管体３２１と、管体３２１の周囲に設けられた４枚の羽根３２２とを備えてなる。
また、内筒１０の内部は、一方支軸８２に巻回されて設けられた多孔質部材６０がない構成となっている。
さらに、内筒１０の排出口１２側に、内周面に沿って突設されるリング状の突条３３０が設けられている。この突条３３０は、断面が矩形状に形成されている。
他の構成は、第四実施形態の対流温度差原動装置Ｓ４とほぼ同じになっている。【００７２】
この対流温度差原動装置Ｓ５は、設置時において、筒体１０ａを外筒２０と同動させる場合には、凸状体３１８を、アーム３１４を備えた筒状体３１５のスリットに嵌合した状態で凸状体３１８がある側を下側にするとともに、筒状体３１６を筒体１０ａに挿通し、アーム３１４の先端を外筒２０の内壁に接合する。
一方、筒体１０ａをガイド翼７０と同動させる場合には、筒体１０ａを凸状体３１８がある側を上側にし、筒状体３１５を筒体１０ａに挿通するとともに、筒状体３１６を挿通して凸状体３１８にこの筒状体３１６のスリットを嵌合する。そして、筒状体３１５のアーム３１４を外筒２０の内壁に接合する。【００７３】
対流温度差原動装置Ｓ５を作動させる場合、上記の実施形態と同様にし、冷却液体循環管路８０により冷却液体が循環され、加温液体循環管路９０に加温液体が循環され、内筒１０及び外筒２０が回転する。
この場合、内筒１０が回転した状態においては、第２の遊星歯車機構３１０により、一方支軸８２の回転が内筒１０の回転よりも高速になる。そのため、一方流路Ｒａの供給口１１側に滞留した気体がフィン３２０により高速で排出口１２側に押し込まれるので、内筒１０内部の気体の気流が高速になり、それだけ対流が円滑に行なわれ、動力が得やすくなる。【００７４】
また、フィン３２０により、排出口１２側に押し込まれた一方流路Ｒａの気体は、フィン３２０の回転及び内筒１０の回転により渦流となるとともに、渦流による遠心力で内筒１０の内周面側に圧縮される。そして、この気体により、内筒１０の内周面近傍に圧縮気体層が形成される。圧縮気体層の気体は、排出口１１側で突条３３０に衝突するとともに、この突条３３０を乗り越えて排出口１２から排出される。
この際、一方流路Ｒａの気体は、突条３３０に衝突しその流速がある程度制限される。
すなわち、突条３３０が無い場合、内筒１０の内周面近傍の排出口１２側の気体は、排出口１２から順次排出され、その密度が供給口１１側に比較して大幅に低くなり、圧縮気体層の気体の密度が不均一になりやすくなる。これに対し、突条３３０を設けた場合、突条３３０で内筒１０内周面近傍の気体の流れを制限し、排出口１２側に気体を留めるので、内筒１０の内周面全面に亘ってほぼ均一にすることができる。これにより、流出口８４からの冷却液体は、気体が均一に分布した圧縮気体層に散布され、この気体を冷却するので、冷却効率が向上し、動力が得やすくなる。【００７５】
また、設置時に筒体１０ａをガイド翼７０または外筒２０のいずれかと同動するように選択できるので、筒状体３１６を介してガイド翼７０と同動させると、筒体１０ａを高速で回転させることができる。また、一方、筒状体３１５及びアーム３１４を介して外筒２０と同動させると、筒体１０ａを低速で回転させることができる。
他の作用，効果は、上記の実施形態と同様である。【００７６】
[第六実施形態]
図３４は、本発明の第六実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ６を示している。
この対流温度差原動装置Ｓ６は、第一実施形態に係る対流温度差原動装置Ｓ１とほぼ同様であるが、これと異なり、一方支軸８２が内筒と一体に回転可能になっており、その下端の開口が、冷却液体の流入口８３に形成されている。
また、動力取得機構３０は、内筒１０の一端側の内筒回転軸１３（１３ａ）に設けられ該内筒回転軸１３（１３ａ）の回転を取出すタイミングベルト伝動機構４００と、外筒２０の他端側の外筒回転軸２３（２３ｂ）の回転を取出すタイミングベルト伝動機構４０１とから構成されている。【００７７】
さらに、内筒１０の一端に、供給口１１から流入した気体を受けて内筒１０に回転力を付与する動翼４０が設けられている。この動翼４０は、内筒１０の一端側において、内筒１０の回転軸を中心に等角度関係で列設され、外筒２０に設けたガイド翼７０により導かれた気体を受ける面を有し気体を上側から内筒１０内に導く、複数のブレード４１を備えている。
一方、外筒２０に設けたガイド翼７０は、動翼４０のブレード４１に対応させて等角度関係で列設された導風板７１を備え、内筒１０の外側を通って供給口１１に至る他方流路Ｒｂからの気体を反転させて、動翼４０のブレード４１の上側からこのブレード４１に送給する。そのため、鉛直方向に気体が流入させられるので、ブレード４１での気体の受けが確実になり、回転効率が向上する。【００７８】
さらにまた、内筒１０の他端の外方に、案内翼５０が設けられている。案内翼５０は、排出口１２から排出された気体を受けて、内筒１０に回転力を付与し、排出口１２から排気された気体を他方流路Ｒｂの気体の流通方向に導く。この案内翼５０は、排出口１２からの気体を他方流路Ｒｂの気体の流通方向に反転させる椀状の案内板体５１と、この案内板体５１に複数設けられる羽根部材５２とを備えている。案内板体５１は、外筒２０に固定されている。これにより、案内翼５０と外筒２０とは、同回転する。他の作用，効果は、上記と同様である。【００７９】
＜応用例＞
図３５には、本発明の第一実施形態に係る対流温度差原動装置を作動させるシステムの応用例を示している。
このシステムの対流温度差原動装置Ｓ１は、冷却部よりも上流側の冷却液体循環管体と加温部よりも上流側の加温液体循環管体の一部が兼用されており、途中で分岐し、冷却液体循環管体と加温液体循環管体とに分かれている。
詳しくは、対流温度差原動装置Ｓ１は、その冷却液体循環管路８０及び加温液体循環管路９０上に、冷却液体及び加温液体を回収する回収口１５６を上流側に備えた回収管体１５５を備えている。この回収管体１５５の下流側において、冷却液体循環管体８０ａ及び加温液体循環管体９０ａに分岐している。また、冷却液体循環管体８０ａ及び加温液体循環管体９０ａに分岐する分岐点よりも上流側には、逆止弁１５７が設けられている。【００８０】
また、このシステムには、回収管１５５から迂回する迂回管１６０が設けられている。迂回管１６０の途中には、ポンプ１６０ａが設けられており、このポンプ１６０ａは、回収管１５５を流れる液体を吸引するとともに、この液体を逆止弁１５７よりも下流側の回収管１５５へ流入させる。また、タンク１３６に溜められた液体を回収管体迂回管１６０に補充する補給管１６１が設けられている。この補給管１６１は、タンク１３６に設けられた液体量測定器１３９が測定した液体量にもとづいて開閉される。【００８１】
補給管１６１は、補給管１６１を開閉する電磁弁１６３と、迂回管１６０から液体が逆流しないようにするための逆止弁１６４とを備えている。電磁弁１６３は、タンク１３６内の液体の量を測定する液体量測定器１３９により、補給管１６１と迂回管１６０の合流点よりも上流側に設けられた電磁弁１６２とともに開閉する。
この電磁弁１６２及び電磁弁１６３の動作は、次のようになる。液体量測定器１３９がタンク１３６内の液体の量が所定量よりも少ないことを検知すると、スイッチ１４３により電源１５０を電磁弁１６３に接続し、電磁弁１６３を閉じる。一方、電磁弁１６２は、電源１５０から切断されて開く。この場合、回収管１５５からの液体が、ポンプ１６０ａで吸引させられ、回収管１５５に戻される。また、液体量測定器１３９がタンク１３６内の液体の量が所定量よりも大きいことを検知すると、スイッチ１４３により電源１５０が電磁弁１６２に接続されて電磁弁１６２を閉じる。一方、電磁弁１６３は、電源１５０から切断されて開く。この場合、タンク１３６内の液体は、ポンプ１６０ａで吸引させられる。【００８２】
このシステムと対流温度差原動装置Ｓ１によれば、冷却液体と加温液体を一緒に回収口１５６で回収し、かつ、外筒２０と摺接部材８９の間から漏れ出た冷却液体及び加温液体を、適時に迂回管１６０を介して冷却液体循環管路８０と加温液体循環管路９０に戻すことができるので、冷却液体と加温液体とを冷却液体循環管路８０と加温液体循環管路９０に所定量流すことができる。
また、冷却液体と加温液体を別々に回収しないので、構造が簡単になり、対流温度差原動装置Ｓ１の設置コストが低減される。
他の作用，効果は上記のものと同様である。【００８３】
なお、本発明の各実施形態に係る各対流温度差原動装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５において、内筒１０及び外筒２０の形状を、円筒状にしたが、これに限定されるものでなく、図３６中（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）に示すように、種々の形状にしてもよく、適宜設計変更して差し支えない。
【図１】
2006070497.tif 000002
【図２】
2006070497.tif 000003
【図３】
2006070497.tif 000004
【図４】
2006070497.tif 000005
【図５】
2006070497.tif 000006
【図６】
2006070497.tif 000007
【図７】
2006070497.tif 000008
【図８】
2006070497.tif 000009
【図９】
2006070497.tif 000010
【図１０】
2006070497.tif 000011
【図１１】
2006070497.tif 000012
【図１２】
2006070497.tif 000013
【図１３】
2006070497.tif 000014
【図１４】
2006070497.tif 000015
【図１５】
2006070497.tif 000016
【図１６】
2006070497.tif 000017
【図１７】
2006070497.tif 000018
【図１８】
2006070497.tif 000019
【図１９】
2006070497.tif 000020
【図２０】
2006070497.tif 000021
【図２１】
2006070497.tif 000022
【図２２】
2006070497.tif 000023
【図２３】
2006070497.tif 000024
【図２４】
2006070497.tif 000025
【図２５】
2006070497.tif 000026
【図２６】
2006070497.tif 000027
【図２７】
2006070497.tif 000028
【図２８】
2006070497.tif 000029
【図２９】
2006070497.tif 000030
【図３０】
2006070497.tif 000031
【図３１】
2006070497.tif 000032
【図３２】
2006070497.tif 000033
【図３３】
2006070497.tif 000034
【図３４】
2006070497.tif 000035
【図３５】
2006070497.tif 000036
【図３６】
2006070497.tif 000037
【図３７】
2006070497.tif 000038
【国際調査報告】
2006070497.tif 000039
2006070497.tif 000040
2006070497.tif 000041
2006070497.tif 000042