JP2004100636A - 液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関 - Google Patents
液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】毛細管現象によって発生する力を駆動力に変換出来れば、化石燃料を使用しない、発電に応用可能な駆動機関が可能となる。しかし、毛細管現象によって得られる力で、駆動機関を稼働させたり、発電する方法は存在しなかった。
【解決手段】毛細管現象によって液体は移動するが、移動が終わるとその場所に留まる事となる。留まった液体を蒸発させる事で、液体の連続的な流れを作り、あるいは液体の圧力を上昇させ動力を得る。また、留まった液体を蒸発させる時に発生する蒸気の流れと蒸気による圧力上昇によっても動力を得る事が出来る。
【選択図】図１
【解決手段】毛細管現象によって液体は移動するが、移動が終わるとその場所に留まる事となる。留まった液体を蒸発させる事で、液体の連続的な流れを作り、あるいは液体の圧力を上昇させ動力を得る。また、留まった液体を蒸発させる時に発生する蒸気の流れと蒸気による圧力上昇によっても動力を得る事が出来る。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は駆動機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の駆動機関の多くは、化石燃料を燃やす事で駆動する。川の流れで駆動する水車の様に、化石燃料を使用しない駆動機関も存在するが、それらは毛細管現象と液体の蒸発によって稼働する事のない駆動機関である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の従来技術によれば、化石燃料が有限である事や公害の問題が指摘される。 また、従来の化石燃料を必要としない駆動機関は、化石燃料を使用する駆動機関の需要に取って代わる迄には至っていない。
【０００４】
そこで、この発明は、毛細管現象と液体の蒸発によって発生する力を利用した駆動力機関によって、化石燃料を使用しない駆動機関を提供することを課題とする。駆動機関は発電にも利用可能。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために請求項１の発明は、毛細管現象を発生させる固体の一端を液体に浸し液体を吸い上げ、もう一端を気体と接触させ液体を蒸発させることで生じる液体や蒸気の流れ及び液体の圧力や蒸気圧上昇を利用した液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。また、請求項２の発明は、請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると液体と接触する穴の部分に液体の連続的な流れが生じる。その液体の流れを利用して駆動力を得る、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。また、請求項３の発明は請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると気体と接触する穴の部分から連続的に蒸気が得られる。その蒸気の流れ及び蒸気圧を利用した請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。請求項４の発明は、請求項３と同様の方法で駆動力を得る場合、発生する蒸気を外部の温度差または明るさの違いによって液体として回収し再利用する事で、液体→気体→液体→気体→………と循環させ繰り返し液体を使用する事を特徴とする、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を、図１〜図４に示す模式図を参照しつつ説明する。
図１に請求項１で記載した、毛細管現象を発生させる固体１の一端を液体２に浸し液体２を吸い上げ、もう一端を気体と接触させ液体２を蒸発させることで生じる液体２の流れ３や蒸気の流れ４及び蒸気圧や液体２の圧力を利用した液体２と毛細管現象を発生させる固体１の表面相互作用を利用した駆動機関について説明する。請求項１では毛細管現象を発生させる固体１は液体２を吸い上げるポンプの役目を果たし、液体２の流れ３を作り動力伝達装置５を駆動させる。動力伝達装置５とは、水車・風車・タービンなどの総称であり、液体２の流れ３や蒸気の流れ４や圧力を動力に変換する装置の事を指す。また、毛細管現象を発生させる固体１から蒸気が蒸発する時に生じる蒸発部付近の蒸気の流れ４あるいは蒸気圧によっても動力伝達装置５を稼動できる。液体２の流れ３、蒸気の流れ４、液体の圧力と蒸気圧のいずれか１つでも、組み合わせても使用する事ができ、動力伝達装置５の設置位置については液体２の流れ３、蒸気の流れ４、液体２の圧力と液体２の蒸気の圧力が利用できるのであれば、どの様な方向でも、距離でも設置可能である。模式図に示した位置は一例である。液体２と毛細管現象を発生させる固体１は接触すると引き合う性質を持つ様な設定をする。即ち毛細管現象を発生させる固体１の形状とは、具体的には毛細管以外に、隙間の少ない板を並べた構造や、スポンジ構造、布などである。引き合う性質をもつ毛細管現象を発生させる固体１と液体２の材質とは、毛細管現象を発生させる固体１を液体２に接触させた時、その液面２を上昇させる材質の組み合わせであり、例えば水とガラスの組み合わせである。吸い上げた液体２を毛細管現象を発生させる固体１から取り出し連続的な液体２の流れ３と蒸気を作る為に、液体２を毛細管現象を発生させる固体１から蒸発させる。気体との接触によって生じる液体２の蒸発は気体と接触するだけでも可能だが、外気温度、地熱、日光、ゴミ焼却熱、化石燃料使用時に発生する時の熱、風を利用する事も出来る。また、毛細管現象を発生させる固体１に留まる液体２と気体の接触面積を高める事でより蒸発の効率が高まる。液体２と気体の境界面は液面６と記した。
【０００７】
図２に請求項２の発明に関する模式図を示す。請求１と同様に毛細管現象を発生させる固体１と液体２の引き合う力と毛細管現象を発生させる固体１から連続的に液体２が蒸発する方法によって液体２を移動させる。請求項２では効率的に液体２の流れ３を利用する為に、毛細管現象を発生させる固体１と液体２の接触面を図２の様に穴のあいた容器７によって制限する。穴のあいた容器７の液体２が供給される側の穴８をパイプ９で動力伝達装置５と連結し、毛細管現象を発生させる固体１に液体２が吸い込まれる時に動力変換装置５を通過する様に設定する事で動力変換装置５を稼動させる。
【０００８】
図３に請求項３の発明に関する模式図を示す。請求項３では蒸気圧を利用して動力変換装置５を稼動させる。毛細管現象を発生させる固体１は液体２を移動させるポンプとしての機能に加え、液体２が蒸気圧で押し戻される事を防ぐ逆流防止弁としての機能を有する。そこで請求１と同様に毛細管現象を発生させる固体１と液体２の引き合う力によって連続的に液体２を吸い上げ、気体と接触させ連続的に蒸気を生み出す時、穴のあいた容器１０に毛細管現象を発生させる固体１を収納し、蒸気が排出される側の穴１１と動力変換装置５を連結すると蒸気圧によって、毛細管現象を発生させる固体１に保持される液体２を押し戻そうとするが、毛細管現象よって液体２はその場に保持され、ある一定の圧力まで押し戻す事ができない為に蒸気圧が動力変換装置５に伝わり動力変換装置５を稼動させる。
【０００９】
図４に、請求項４に記載した発明に関する模式図を示す。請求項３と同様の方法で駆動力を得る駆動機関において、液体２を容器１２に収納し、毛細管現象を発生させる固体１を収納する穴のあいた容器１０と図の様に接続する。動力変換装置５を稼動させた蒸気をパイプ９で冷却部１３に送り液体２として回収し、再び容器１２に戻す事で、液体２→蒸気→液体２→蒸気→………と循環させ液体２を使用する事を特徴とする請求項１に記載の液体２と毛細管現象を発生させる固体１の表面相互作用を利用した駆動機関である。動力変換装置５を通過した蒸気を液化する方法は、自然界に存在する温度差、本駆動機関と関係なく人工的に発生させられる温度差、本駆動機関などによって発電される電力を用いた、電気冷蔵装置によって蒸気を低温または常温に戻す事である。液体２を容器１２に戻す方法は、毛細管現象を発生させる固体１で液体２が吸い上げられた時および、気化した時に上昇した蒸気を液化した時の高さ、あるいはその両方によって生じた高さを利用し、重力によって下方に流す方法を用いる。冷却部１３の設置位置は動力変換装置５の蒸気排出口１４と容器１２の間に設ける。
「実施形態の効果」
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４の実施形態によれば、毛細管現象と液体２の蒸発の働きによって、液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関が稼働する。結果、発電への応用が可能。請求項４の実施形態では、温度差を利用した人工衛星での発電への応用が可能。また請求項４では、液体に有毒な物質を選択しても、環境や生物に影響を与えない装置が作成可能。
「他の実施形態」
図１〜図４の実施形態では、毛細管現象を発生させる固体が液体を吸い上げる方向及び蒸気の移動方向はいかなる方向も可能。また、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４はそれぞれ組み合わせて一つの駆動機関とする事も可能。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、有限な化石燃料を必要としない、クリーンな駆動機関が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の請求項１の一実施形態を示す模式図
【図２】この発明の請求項２の一実施形態を示す模式図
【図３】この発明の請求項３の一実施形態を示す模式図
【図４】この発明の請求項４の一実施形態を示す模式図
【符号の説明】
１毛細管現象を発生させる固体
２液体
３液体２の流れる方向
４蒸気の流れる方向
５動力伝達装置
６液面
７穴のあいた容器
８穴のあいた容器７の液体２が供給される側の穴
９パイプ
１０穴のあいた容器
１１蒸気が排出される側の穴
１２容器
１３冷却部
１４動力変換装置５の蒸気排出口
【発明の属する技術分野】
この発明は駆動機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の駆動機関の多くは、化石燃料を燃やす事で駆動する。川の流れで駆動する水車の様に、化石燃料を使用しない駆動機関も存在するが、それらは毛細管現象と液体の蒸発によって稼働する事のない駆動機関である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の従来技術によれば、化石燃料が有限である事や公害の問題が指摘される。 また、従来の化石燃料を必要としない駆動機関は、化石燃料を使用する駆動機関の需要に取って代わる迄には至っていない。
【０００４】
そこで、この発明は、毛細管現象と液体の蒸発によって発生する力を利用した駆動力機関によって、化石燃料を使用しない駆動機関を提供することを課題とする。駆動機関は発電にも利用可能。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために請求項１の発明は、毛細管現象を発生させる固体の一端を液体に浸し液体を吸い上げ、もう一端を気体と接触させ液体を蒸発させることで生じる液体や蒸気の流れ及び液体の圧力や蒸気圧上昇を利用した液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。また、請求項２の発明は、請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると液体と接触する穴の部分に液体の連続的な流れが生じる。その液体の流れを利用して駆動力を得る、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。また、請求項３の発明は請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると気体と接触する穴の部分から連続的に蒸気が得られる。その蒸気の流れ及び蒸気圧を利用した請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。請求項４の発明は、請求項３と同様の方法で駆動力を得る場合、発生する蒸気を外部の温度差または明るさの違いによって液体として回収し再利用する事で、液体→気体→液体→気体→………と循環させ繰り返し液体を使用する事を特徴とする、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を、図１〜図４に示す模式図を参照しつつ説明する。
図１に請求項１で記載した、毛細管現象を発生させる固体１の一端を液体２に浸し液体２を吸い上げ、もう一端を気体と接触させ液体２を蒸発させることで生じる液体２の流れ３や蒸気の流れ４及び蒸気圧や液体２の圧力を利用した液体２と毛細管現象を発生させる固体１の表面相互作用を利用した駆動機関について説明する。請求項１では毛細管現象を発生させる固体１は液体２を吸い上げるポンプの役目を果たし、液体２の流れ３を作り動力伝達装置５を駆動させる。動力伝達装置５とは、水車・風車・タービンなどの総称であり、液体２の流れ３や蒸気の流れ４や圧力を動力に変換する装置の事を指す。また、毛細管現象を発生させる固体１から蒸気が蒸発する時に生じる蒸発部付近の蒸気の流れ４あるいは蒸気圧によっても動力伝達装置５を稼動できる。液体２の流れ３、蒸気の流れ４、液体の圧力と蒸気圧のいずれか１つでも、組み合わせても使用する事ができ、動力伝達装置５の設置位置については液体２の流れ３、蒸気の流れ４、液体２の圧力と液体２の蒸気の圧力が利用できるのであれば、どの様な方向でも、距離でも設置可能である。模式図に示した位置は一例である。液体２と毛細管現象を発生させる固体１は接触すると引き合う性質を持つ様な設定をする。即ち毛細管現象を発生させる固体１の形状とは、具体的には毛細管以外に、隙間の少ない板を並べた構造や、スポンジ構造、布などである。引き合う性質をもつ毛細管現象を発生させる固体１と液体２の材質とは、毛細管現象を発生させる固体１を液体２に接触させた時、その液面２を上昇させる材質の組み合わせであり、例えば水とガラスの組み合わせである。吸い上げた液体２を毛細管現象を発生させる固体１から取り出し連続的な液体２の流れ３と蒸気を作る為に、液体２を毛細管現象を発生させる固体１から蒸発させる。気体との接触によって生じる液体２の蒸発は気体と接触するだけでも可能だが、外気温度、地熱、日光、ゴミ焼却熱、化石燃料使用時に発生する時の熱、風を利用する事も出来る。また、毛細管現象を発生させる固体１に留まる液体２と気体の接触面積を高める事でより蒸発の効率が高まる。液体２と気体の境界面は液面６と記した。
【０００７】
図２に請求項２の発明に関する模式図を示す。請求１と同様に毛細管現象を発生させる固体１と液体２の引き合う力と毛細管現象を発生させる固体１から連続的に液体２が蒸発する方法によって液体２を移動させる。請求項２では効率的に液体２の流れ３を利用する為に、毛細管現象を発生させる固体１と液体２の接触面を図２の様に穴のあいた容器７によって制限する。穴のあいた容器７の液体２が供給される側の穴８をパイプ９で動力伝達装置５と連結し、毛細管現象を発生させる固体１に液体２が吸い込まれる時に動力変換装置５を通過する様に設定する事で動力変換装置５を稼動させる。
【０００８】
図３に請求項３の発明に関する模式図を示す。請求項３では蒸気圧を利用して動力変換装置５を稼動させる。毛細管現象を発生させる固体１は液体２を移動させるポンプとしての機能に加え、液体２が蒸気圧で押し戻される事を防ぐ逆流防止弁としての機能を有する。そこで請求１と同様に毛細管現象を発生させる固体１と液体２の引き合う力によって連続的に液体２を吸い上げ、気体と接触させ連続的に蒸気を生み出す時、穴のあいた容器１０に毛細管現象を発生させる固体１を収納し、蒸気が排出される側の穴１１と動力変換装置５を連結すると蒸気圧によって、毛細管現象を発生させる固体１に保持される液体２を押し戻そうとするが、毛細管現象よって液体２はその場に保持され、ある一定の圧力まで押し戻す事ができない為に蒸気圧が動力変換装置５に伝わり動力変換装置５を稼動させる。
【０００９】
図４に、請求項４に記載した発明に関する模式図を示す。請求項３と同様の方法で駆動力を得る駆動機関において、液体２を容器１２に収納し、毛細管現象を発生させる固体１を収納する穴のあいた容器１０と図の様に接続する。動力変換装置５を稼動させた蒸気をパイプ９で冷却部１３に送り液体２として回収し、再び容器１２に戻す事で、液体２→蒸気→液体２→蒸気→………と循環させ液体２を使用する事を特徴とする請求項１に記載の液体２と毛細管現象を発生させる固体１の表面相互作用を利用した駆動機関である。動力変換装置５を通過した蒸気を液化する方法は、自然界に存在する温度差、本駆動機関と関係なく人工的に発生させられる温度差、本駆動機関などによって発電される電力を用いた、電気冷蔵装置によって蒸気を低温または常温に戻す事である。液体２を容器１２に戻す方法は、毛細管現象を発生させる固体１で液体２が吸い上げられた時および、気化した時に上昇した蒸気を液化した時の高さ、あるいはその両方によって生じた高さを利用し、重力によって下方に流す方法を用いる。冷却部１３の設置位置は動力変換装置５の蒸気排出口１４と容器１２の間に設ける。
「実施形態の効果」
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４の実施形態によれば、毛細管現象と液体２の蒸発の働きによって、液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関が稼働する。結果、発電への応用が可能。請求項４の実施形態では、温度差を利用した人工衛星での発電への応用が可能。また請求項４では、液体に有毒な物質を選択しても、環境や生物に影響を与えない装置が作成可能。
「他の実施形態」
図１〜図４の実施形態では、毛細管現象を発生させる固体が液体を吸い上げる方向及び蒸気の移動方向はいかなる方向も可能。また、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４はそれぞれ組み合わせて一つの駆動機関とする事も可能。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、有限な化石燃料を必要としない、クリーンな駆動機関が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の請求項１の一実施形態を示す模式図
【図２】この発明の請求項２の一実施形態を示す模式図
【図３】この発明の請求項３の一実施形態を示す模式図
【図４】この発明の請求項４の一実施形態を示す模式図
【符号の説明】
１毛細管現象を発生させる固体
２液体
３液体２の流れる方向
４蒸気の流れる方向
５動力伝達装置
６液面
７穴のあいた容器
８穴のあいた容器７の液体２が供給される側の穴
９パイプ
１０穴のあいた容器
１１蒸気が排出される側の穴
１２容器
１３冷却部
１４動力変換装置５の蒸気排出口
Claims (4)
- 毛細管現象を発生させる固体の一端を液体に浸し液体を吸い上げ、もう一端を気体と接触させ液体を蒸発させることで生じる液体や蒸気の流れ及び液体の圧力や蒸気圧上昇を利用した液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
- 請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると液体と接触する穴の部分に液体の連続的な流れが生じる。その液体の流れを利用して駆動力を得る、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
- 請求１と同様の方法で液体を移動させる時、毛細管現象を発生させる固体を穴のある容器に収納し、一方の穴から気体に接触させ、もう一方の穴から液体と接触させると気体と接触する穴の部分から連続的に蒸気が得られる。その蒸気の流れ及び蒸気圧を利用した請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
- 請求項３と同様の方法で駆動力を得る場合、発生する蒸気を外部の温度差または明るさの違いによって液体として回収し再利用する事で、液体→気体→液体→気体→………と循環させ繰り返し液体を使用する事を特徴とする、請求項１に記載の液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002266232A JP2004100636A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002266232A JP2004100636A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004100636A true JP2004100636A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=32265102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002266232A Pending JP2004100636A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 液体と固体の表面相互作用を利用した駆動機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004100636A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009150251A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 毛管力利用ランキンサイクル装置 |
-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002266232A patent/JP2004100636A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009150251A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 毛管力利用ランキンサイクル装置 |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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