JP2002081368A - 重力発電方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、発電において資源面，環境面，経
済面などで有効な発電方式である。 【解決手段】選択図のような構成に鉄球などを転がすこ
とで、重力の位置エネルギーから回転力を得ることで発
電機を回転させ発電を行ない、鉄球などを低位置から上
位置に戻すことによって、ループさせることを可能にし
た発電方式である。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】この発明は、発電方式に関す
るものである。 【発明が解決しようとする課題】この発明は、発電にお
いて資源面，環境面，経済面からみて有効な発電方式で
ある。資源面では、地球上のどこにでもあり無尽蔵にあ
る重力を利用するため、無くなることは考えにくい。火
力発電などで使用される石油などの有限な資源の節約に
もなる。環境面では、重力の位置エネルギーを利用する
ため火薬を使用しなければ現在話題になっている「地球
温暖化対策」のＣＯ_２削減に適している。また、自然に
あるエネルギーなのでその他の環境への影響も考えにく
い。経済面では、重力自体が無料で使用できるため維持
費があまりかからないその他の利点として、他の発電方
式と違い特定の場所に限らず設置することが可能であ
り、壊れない限り昼夜を問わず常に一定の電力供給が可
能であり、この発電方式を多用することも可能である。 【発明の実施の形態】 【０００１】筒状（円錐，円柱などの形状を含む）の外
壁の内側に任意の傾斜角をつけた、らせん状のレール
（鉄球などを転がすための線路）を取り付けたもの。
（この「筒状の外壁」とは、らせん状のレールから鉄球
などが落下するのを防止するためのカバーである。） 【０００２】発電機に直接又は間接的に接続させる回転
軸に、らせん状のレールの任意の傾斜角に合わせた支柱
（鉄球などの転がってきた力を受けるための棒）を取り
付けた軸を設ける。または、発電機に接続させる回転軸
自体をドリルの刃のように加工し直接鉄球などの転がっ
てきた力を受けられるようにした軸を設ける。 【０００３】鉄球などを低位置から上位置に戻すための
装置は、鉄球などを火薬（空気圧，油圧，パチンコ台の
ように玉を打ち上げる装置など）を使用して、打ち上げ
られる装置。この際には、上位置に緩衝装置などを取り
付けた構成。または、発電機によって作られた電力を変
圧器によって変圧し、電動機などを使用してエレベータ
ーやエスカレーターのように上位置に移動させる構成。
発電機に間接的に回転軸を接続させた場合、回転軸に歯
車などを取り付けて、その歯車に別の回転軸を設けて、
歯車を利用して上位置に移動させる構成。 【０００４】その他の構成について、「 【０００３】」のエレベーターやエスカレーターは、ベ
ルトコンベアーのように上下間を常に動いているような
構成。この発電方式の構成の上位置に、鉄球などが蓄え
られる倉庫を設け、また一定の間隔で鉄球などを転がさ
せるための装置を取り付けた構成。 【０００５】回転軸で支柱を用いる場合は、筒状の外壁
（レールの保護をするカバー）に任意の開口部を設け
て、支柱の交換ができるようにしておく。 【０００６】「 【０００１】」から「 【０００５】」を組合せた構成の発電方式である 【０００７】 【０００１】〜 【０００２】において、詳細について説明する。 【図２】， 【図３】のように、回転軸の中に球状の球を入れて置
き、この球を貫通するように支柱を取り付ける。また、
支柱が上下に動けるように回転軸にきれこみを入れてお
く。このきれこみの横側に車輪など、支柱の上下運動を
円滑にさせるものを備え付けておく。 【図４】， 【図５】のように回転軸の外側は、らせん状のレールの
傾斜角に支柱を合わせるために、回転軸の回転を損なわ
ないように支柱を下側から支える板を取り付け、この板
の上に支柱の回転を円滑にするための車輪などを取り付
けた板を取り付けておく。この車輪などは、他にベアリ
ングのような球状のものでも良い。要は、回転軸の回転
を円滑にするためのものだからである。また、回転軸に
直接接続する発電機は、水力発電などで使われている比
較的大きい発電機を用いる。回転軸に間接的に接続する
発電機は、風力発電の調速器のようにギア比を利用した
比較的高回転を得られる発電機を用いる。 【０００８】鉄球などを低位置から上位置に戻す装置
で、浮力を用いた方法について説明する。 【図６】のように、鉄球を止めておく開閉扉，鉄球を押
し上げるための浮力台，浮力台に取り付けたベント弁
（電磁弁）と電源ホース，上側に防水板を設けこの板を
操作するための装置（図中では、油圧シリンダーと油圧
ポンプ），排水弁，中間弁，均圧弁等を設けた構成にな
る。これは、一度に多くの鉄球を上昇させる目的の構成
である。まず、鉄球を開閉扉である程度止めておく。鉄
球を貯めている間に、防水板，均圧弁が閉まっていてい
る状態で、排水弁を開けて排水をする。開閉扉を開けら
れるまで排水してから、開閉扉を開けて鉄球を流し込
み、再び開閉扉を閉鎖する。排水弁を閉鎖して、均圧弁
を開けて注水する。満水になったら、防水板を引き込ん
で浮力台の上昇の妨げにならないようにする。浮力台の
下側にある中間弁を開けて、浮力台に空気を入れて浮力
をつけさせて、上昇させる。下降させるときは、ベント
弁を開けて空気を抜き下部についたら、防水板を閉鎖さ
せる。適宜、排水タンクの排水を行う。 【０００９】浮力台に高圧空気を用いる場合は、 【図７】のように簡単な構成になる。開閉扉の内側にも
う一つ扉を設け、この中に鉄球を貯めておき高圧空気に
よって室内と水圧を均圧させたあと、開閉扉を開けて鉄
球を流し込み開閉扉を再び閉鎖する。浮力台に高圧空気
を入れて、浮力台を上昇させる。また、開閉扉より内側
の室内の残圧を抜いて、内側の扉を開閉して鉄球を室内
に準備させておく。図中の内側の扉は、油圧によって昇
降する板である。これらの動作をくりかえして、鉄球を
低位置から高位置へ移動させるものである。 【００１０】 【図８】のように、上側になる所は鉄球の目詰まり防止
のため傾斜している板の下に、油圧シリンダーと油圧ポ
ンプ類を備えておき、シリンダーを上下させる機構を備
えておく。また、排水等で水位が下がったときのため、
給水タンクや河川などから給水するための給水弁を設け
ておく。鉄球は、この位置から元の回転軸を回す位置へ
帰還する。また、高圧空気を使用することで排水が少な
い場合、給水タンクは雨水を貯めておけるようなタンク
であり、排水をする場合は山間部など特定の場所で湖や
河川などから容易に給水できる場所に設置することが望
ましい。 【００１１】始動法について、火薬類を用いる場合以外
は、外部または蓄電池などバッテリーからの電力供給が
必要になるが、この発電方式で循環性が得られれば内部
電源に切換え、またはバッテリーに充電しながら必要に
応じて電力を使用し、発電を行えるものである。ただ
し、これを実現させるにはある程度の高さとらせん状の
レールの円周，傾斜角を大きくし、鉄球を多く収納でき
る空間を備えて回転軸を回す必要がある。 【００１２】浮力を用いる場合、水筒はダムと同じよう
に下側の外壁は水圧に耐えられるように厚くする必要が
ある（決壊防止のため）。いうまでもないが、その他こ
れらの動作を円滑に作動させるため、監視モニターやセ
ンサー，圧力計や水面計などを取り付けた構成になる。 【００１３】浮力台について、箱型の浮き桟橋のような
形状のものに鉄球を転がしやすくするため、任意の傾斜
をつけた板，金網を取り付け固定させ、ベント弁（電磁
弁）を装備し、電源ホースにより開閉を行わせる構成。
また、昇降の際に安定性を高めるために、水筒と浮力台
の間に凹凸をつけ、または浮力台に車輪を取り付け、若
しくはこれらを併合し、浮力台の昇降を円滑にした構
成。浮力台に取り付けた板，金網は水面から出た際、鉄
球の重さに十分耐えられる強度がなければならない。ま
た、念のため浮き上がる前に空気をある程度抜く必要が
考えられるので、ベント弁を一時開けるような操作が必
要になる。これは上昇の際、加速したまま飛び出る可能
性があるためである。この動作を自動的に行うため、制
御プログラムを設けておく。 【００１４】支柱（転がってくる鉄球を受ける棒）につ
いて、支柱の鉄球が接触する部分には、衝撃を緩和する
ためゴムなどを取り付けた構成。

【図面の簡単な説明】 【図１】 全体の概略の断面図 【図２】 回転軸の内部の断面図 【図３】 回転軸を外側から見た側面図 【図４】 回転軸と支柱などの関係を表した側面図 【図５】 回転軸と支柱などの関係を表した上面図 【図６】 浮力を利用した昇降装置の下部側の断面図
（排水を行う場合） 【図７】 浮力を利用した昇降装置の下部側の断面図
（高圧空気を用いる場合） 【図８】 浮力を利用した昇降装置の上部側の断面図 【図９】 基本的な考えを表した回転軸側の断面図 【符号の説明】 「１」は、既存の発電機，「２」は、発電機に接続させ
る回転軸 「３」は、鉄球などの転がってくる力を受ける支柱
（棒） 「４」は、鉄球などを低位置から高位置へ上げるための
昇降装置（図１は、エレベーターのようにしたもの） 「５」は、鉄球などを貯蔵できる倉庫と一定の間隔で鉄
球などを転がさせる装置 「６」は、鉄球などを転がさせるためのらせん状のレー
ル 「７」は、図１のエレベーターを動かすための既存の電
動機 「８」は、既存の変圧器，「９」は、この発電によって
作られた電力 「１０」は、らせん状のレールからの鉄球などの落下防
止のための筒状の外壁（カバー） 「１１」は、球状の球に支柱を貫通させたもの 「１２」は、支柱の上下運動を円滑にさせるための車輪
類 「１３」は、回転軸の回転を妨げないように取り付け
た、支柱の支え板 「１４」は、支柱の円運動を円滑にするための車輪類を
取り付けた板 「１５」は、防水板，「１６」は、油圧シリンダー 「１７」は、油圧ポンプ類（油圧タンクなど） 「１８」は、均圧弁，「１９」は、中間弁，「２０」
は、排水弁その１ 「２１」は、排水弁その２，「２２」は、排水タンク 「２３」は、排水口へ続く管 「２４」は、電源ホースを格納している部屋（コードリ
ールなどを含む） 「２５」は、電源ホース，「２６」は、ベント弁（電磁
弁） 「２７」は、箱型の浮桟橋のような作りの浮力台 「２８」は、任意の傾斜角を付けた板（金網） 「２９」は、鉄球などを止めておく開閉扉 「３０」は、開閉扉を開閉するための電動機（油圧ポン
プなど） 「３１」は、回転軸側 「３２」は、内側の開閉扉 「３３」は、気蓄器タンク，「３４」は、コンプレッサ
ー類 「３５」は、送気弁その１，「３６」は、送気弁その２ 「３７」は、ベント弁 「３８」は、給水弁，「３９」は、給水タンク，河川等
の取水口側 「４０」は、回転軸側へ続く

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項 １】この発明の構成について、筒状（円錐，
   円柱などの形状を含む）の外壁の内側に任意の傾斜角を
   つけた、らせん状のレール（鉄球などを転がすための線
   路）を取り付けたものと、発電機に直接又は間接的に接
   続している回転軸に、らせん状のレールの任意の傾斜角
   に合わせた支柱（鉄球などの転がってきた力を受けるた
   めの棒）を取り付けた軸を設け、この構成の上位置から
   鉄球などを転がすことで、位置エネルギーを回転力に変
   えて発電を行なうものである。また、鉄球などがこの構
   成の低位置についたとき、再度この構成の上位置に戻す
   ための装置を取り付け、付加としてこの構成の上位置に
   鉄球などを蓄えられる倉庫と一定の間隔で鉄球などを転
   がさせるための装置を取り付けた構成。 【請求項 ２】鉄球などを低位置から上位置に戻すため
   の装置について、鉄球などを火薬（空気圧，油圧，パチ
   ンコ台のように玉を打ち上げる装置などを含む）を使用
   して打ち上げる装置を設け、その際には上位置に衝撃を
   和らげる緩衝装置を取り付けた構成。また、火薬などを
   使用して打ち上げた際に発生する騒音やＣＯ_２をなくす
   ために、この発電機によって作られた電力を変圧器によ
   って変圧し、電動機などでエレベータやエスカレーター
   のように、上位置に移動させる構成。また、発電機に間
   接的に回転軸を接続させた場合、このエレベーターなど
   のように上位置に移動させるために、回転軸に歯車など
   を取り付けて、その歯車に別の回転軸を設けて、歯車を
   利用して上位置に移動させる構成。なお、このエレベー
   ターやエスカレーターは、ベルトコンベアーのように上
   下間を常に動いているような構成。 【請求項 ３】「 【請求項 １】」について、筒状の外壁は、鉄球などが
   転がる際に受けると予想される遠心力や風などの外力に
   よって、鉄球などの落下防止の為と外観の良さを保つ為
   であるので、これらを守れる場合はこの限りではない。
   例えば、鉄球などの形状（直径や大きさなど）を計った
   上で、その形状にあったパイプの中に鉄球を転がせて、
   鉄球の転がる力を受ける支柱が回る部分のパイプに切り
   込みを入れて回転力を得られるような構造も容易に考え
   られるためである。 【請求項 ４】「 【請求項 １】」について、鉄球などの転がる力を受け
   る支柱の数は、レールの傾斜角と鉄球などの転がる速さ
   とこの発電方式の構成の高さによって発電機を回す回転
   軸に取り付ける支柱は多数取り付けられるので、支柱の
   数は特定しない。また、支柱の数の増減や支柱の変形等
   による交換のため、筒状の外壁に任意の開口部を設けて
   おく。 【請求項 ５】「 【請求項 １】」について、発電機を回すための軸自体
   をドリルの刃のようにすることで、支柱を用いらないで
   鉄球などの転がってきた力を直接得られるようにした回
   転軸も含む。 【請求項 ６】「 【請求項 １】」について、らせん状のレールは、鉄球
   などを転がすための線路なので、らせん自体は発電機に
   合わせて時計回り，反時計回りはどちらにでも設置させ
   られる構成。 【請求項 ７】 【請求項 １】について、回転軸の中に球状の球を入れ
   ておき、この球を貫通するように支柱を取り付け、この
   支柱が上下に動けるように回転軸にきれこみを入れ、き
   れこみの横側部分に車輪などを取り付け支柱の上下運動
   を円滑にした回転軸の構成。 【請求項 ８】 【請求項 １】について、回転軸の外側で、回転軸の回
   転を損なわないように支柱の下側に支柱を支える板を取
   り付け、この板の上に車輪などがついた板を取り付け、
   回転軸の回転を円滑にさせた構成。 【請求項 ９】 【請求項 １】について、回転軸と支柱などの関係の構
   成を１セクションとして、階層的に建設した構成。 【請求項 １０】 【請求項 ２】について、浮力を利用した昇降装置の構
   成。浮力を利用するため、浮き桟橋のような箱型の下部
   側があいている箱にベント弁（電磁弁）を設け、このベ
   ント弁を開閉するための電源ホースを接続し遠隔操作で
   きるようにし、上側には任意の傾斜角をつけた鉄板など
   の板や金網を取り付け固定させた構成と浮力を得るため
   の水筒と上昇させるための諸弁（排水弁、均圧弁など）
   や気蓄器やコンプレッサーなどを設け、高圧空気を送気
   したり排水などを行うことで、浮力をつけて浮力台を昇
   降させ鉄球などを低位置から高位置へ移動させることを
   可能にした構成。水筒は、下側の外壁が水圧に耐えられ
   るように厚くした、円錐形のダムのような構成。また、
   水筒の上部側には給水するための給水弁，給水タンク等
   を設け、水位を調整できるようにした構成。 【請求項 １１】 【請求項 １０】で、鉄球などを高位置に送った際、鉄
   球の目詰まりを防止するため、油圧シリンダーなどによ
   って板を上下させる装置を水筒上部に取り付け、鉄球を
   回転軸の方へ帰還させる装置を取り付けた構成。 【請求項 １２】浮力台と水筒の関係には、凹凸をそれ
   ぞれ入れておき浮力台に車輪などを取り付けることによ
   り、浮力台の昇降を円滑にし安定性を高めた構成。 【請求項 １３】支柱の構成について、鉄球などが接触
   する部分にゴムなどを取り付け、緩衝させた構成。