JP2009015269A - 自然エネルギーで動く昇降体 - Google Patents

Abstract

【目的】 本発明は自然エネルギーだけで、水中において昇降運動を継続する機構を提供する。
【構成】 ［図２］と図３］を［図４］のように組み合わせた昇降体を水中に沈め、下から発生してくる気泡を捕捉し、その浮力で浮揚し、水面に到達すると［図５］のように抑止栓１８は接点から離れ、生じた隙間から気泡が噴出し、浮力も同時に喪失する。したがって昇降体は自重で沈降し、再び気泡を捕捉する。
【効果】 自然エネルギーだけで、長時間にわたって水中で昇降運動を演出する。
【選択図】図５

Description

発明の詳細な説明

産業上の利用分野

科学工作用の教材のほか、軒下や庭先に吊しておけば心の安らぎに役立つ。また容器の再利用に役立つ。

自然エネルギーを利用したコンパクトな製品としては、「平和鳥」（別名、水のみ鳥）のアイデアは抜群である。腹部の気化しやすい液体と頭部の水分の気化熱を巧妙にアレンジしたアクションは、極めて頭脳的なものの一つであろう。

発明が解決しようとする課題

電池や磁石、化学薬品、熱、電波などの有料エネルギーに依存せずに、水の浮力と重力などの自然エネルギーだけで、長時間にわたって昇降運動を継続する機構を実現させる。

課題を解決するための手段

容器の下部の漏水部１から滴下する水と入れ代わりに空気口３から入った空気（気泡）がつぎつぎに昇降体５の上部に捕捉されて一定の浮力に達すると、全体が浮揚しはじめる。まず上部のフロート１６が水面に達すると自然に急停止する。すると内接していた抑止栓１８は接触部から離れるので間隙が生じ、抑圧されていた気泡１０は、この隙間から一気に噴出し消失するから当然浮力は急減し、昇降体５は自重により沈降をはじめる。抑止栓１８はフロート１６に引き戻されて再び［図４］のごとく、元の位置に内接して隙間を塞ぎ、昇降体５は［図４］の状態でゆっくり降下して、空気口３から発生する気泡を待つ。

作用

下方に錘を配置した昇降体５の上部に内接する抑止栓１８は、フロート１６の浮力によって上向きの力を受け、排出管１３の下部に［図４］のごとく接触している。上昇してくる気泡の進路を塞ぐのが目的である。
気泡が増して一定の浮力に達すると、［図４］で示した昇降体全体が浮揚上昇し、まず最上部のフロート１６が水面に達して急停止すると、その下部に固定してある抑止栓１８も同時に停止する。しかし他のドーム状の部分は慣性によって上向きに動くので抑止栓１８は、［図５］のごとく排出管１３から離脱するから間隙が生ずる。すると抑圧されていた気泡１０は、この隙間から一気に矢印方向へ吹き出して消失するから、当然、浮力が激減した昇降体は下降し、抑止栓１８はフロート１６の浮力によって、排出管１３に引き戻されて［図４］の状態に戻り、そのまま着底して再び空気口３から発生する気泡を待つ。
昇降運動の継続時間は漏水部の長さやキャップ２の締め度合いで調節する。

［図１］のごとく、あらかじめペットボトル４に懸架用の紐か針金を取り付けてから注水し、［図４］のごとく抑止栓１８を接触させた昇降体を、ペットボトル４の水中に押し入れる。キヤップを嵌合したら［図１］のように転倒し、任意の場所に懸架する。
以上、本発明の主要部の昇降体の構造と実施例を、図面によって説明する。
昇降体は２つの独立した構造の組み合わせで成りたつ。まず、［図２］のごとく排出管１３を固定したドーム状の外側部と、［図３］のフロート１６と連結した抑止栓１８とから成り立つ。後者は排出管１３の下部に［図４］のごとく接触させるが、重要なことは［図３］のごとくフロート１６の浮力が、水中の抑止栓１８の重さに打ち勝つことである。なお、昇降体５の下部の錘１５の重さは、フロート１６の浮力に打ち勝つ重さが必要である。
次に実施の順序を説明する。
［図１］の状態で懸架すると、昇降体５は自重によって［図１］のキャップ２の内側に待機する。水の滴下と入れ代わりに空気口３から空気が進入して、気泡１０となって突発的に発生する。突起体１１は、この衝撃を少しでも緩和すべく、空気口３との距離を保つための対策である。
昇降体５に捕捉されて、抑止栓１８の下部付近に集積した気泡が増すにつれて、その浮力で昇降体は［図４］の状態で、［図１］のごとく浮揚する。まず、フロート１６が水面６に達すると、下部の抑止栓１８と共に急停止するが、ドーム状の外側は慣性によって上昇するので、［図５］のごとく抑止栓１８は接触部から離れ、排出管１３との間に隙間が生じ、待機していた気泡が、その隙間から一気に噴出する。すると浮力を喪失した昇降体は下降態勢にはいるが、抑止栓１８はフロート１６の浮力に引かれて元の接触部にもどり、昇降体全体が［図４］の状態でゆっくりと沈降して、再び気泡を捕捉することになる。

発明の効果

電流、磁力、化学薬品、電波、石油、ガスなどの有料のエネルギーに依存せず、水の浮力と重力のみの自然エネルギーで、容器に水があるかぎり長時間にわたり、自動的に昇降運動を繰り返すだけでなく、ペットボトルなどの再利用により、きわめて経済的にアクションが楽しめる長所のほか、科学工作の教材としても役立つ。

本発明の作動状態の斜視図である。 本発明の昇降体の外側部の斜視図である。 本発明の気泡制御を担う部分で、１６の浮力が常に１８を引き連れている。 本発明の昇降体の浮揚中の断面図である。 本発明の昇降体から気泡が噴出する状態の断面図である。

符号の説明

１ 漏水部
２ キャップ
３ 空気口
４ ペットボトル
５ 昇降体
６ 水面
７ 懸架用の紐
８ 懸架部
９ 紐の結び目
１０ 気泡
１１ａ，１１ｂ，突起体
１２ 昇降体の首部
１３ 排出管
１４ 排出口
１５ 錘
１６ フロート
１７ 連結軸
１８ 抑止栓

Claims (1)

1. １５の錘で水底に沈下していた昇降体［図４］は、捕捉した気泡の浮力で浮揚し、まず１６が水面に達すると急停止するから、１８と３の接点が離れて間隙が生じ、捕捉抑圧されていた気泡が一気に脱出し、同時に浮力も喪失する。したがって昇降体は自重で沈降して元の位置に戻り、再び気泡を捕捉する。このように重力と水の浮力で上下する機構。

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