JP2009281372A

JP2009281372A - 風力式汚染水浄化装置

Info

Publication number: JP2009281372A
Application number: JP2008162535A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Konno; 建一今野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】汚染された池や湖の水を、風による動力源を利用し水を浄化するとともに、浄化水への酸素の供給が可能な風力式汚染水浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の装置は、空気用プロペラ１と、円形状の上部ギヤ２と、回転体（ベアリング）５と、縦シャフト６と、水中に配置された下部ギヤ９と、横シャフト２１と、水揚スクリュー２０と、ナノカーボンフィルターＣ１９とを備え、空気用プロペラ１と水揚スクリュー２０とが、上部ギヤ２と、縦シャフト６と、下部ギヤ９と、横シャフト２１により一体化されたため、大気中のあらゆる方向からの風力が、空気用プロペラ１から水揚スクリュー２０に伝わり、汚染された池や湖の汚染水１７が一定方向に汲み上げられ、ナノカーボンフィルターＣ１９により浄化されるとともに、浄化された水が大気中の酸素を吸収することが可能に構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、風力を用いて汚染された水を浄化する装置に関する。

従来、湖や池の汚染水を浄化するには、電源供給された装置が汚染水を汲み上げ、汚染水を濾過し、浄化された水に、浄化装置より酸素を供給するという方法が知られている。また、電源の供給できない場所においては、風力発電を行うことで、浄化装置に電源を供給するという方法が知られている。

しかしながら、池や湖の浄化を行う場合に必要とする電力エネルギーが膨大になってしまい、地域によっては電源の供給が不可能な地域があるという問題があった。さらに、風力発電による汚染水浄化装置への電源供給をする場合も、風力エネルギーから電気エネルギーへの変換効率が低いという問題があった。本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電源供給の必要のない、風の力を他のエネルギーに変換することのないエネルギー変換効率が高い風力式汚染水浄化装置を提供する。

本発明の風力式汚染水浄化装置は、大気中の風力を受ける空気用プロペラと、空気用プロペラの回転を伝える上部ギヤと、縦シャフトと、下部ギヤと、横シャフトと、水中で汚染水を吸引するスクリューと、水中の汚染水を大気中まで揚げる水揚スクリューとが互いに連結され一体化されていることを特徴とする。
さらに、大気中の風力を受ける空気用プロペラと、風向翼がどの方向から風を受けたとしても、空気用プロペラが受けた駆動力をシャフト及び水中にあるスクリューと水揚スクリューへ伝えることができる円形状のギヤを配置したことも特徴とする。
水中に配置したスクリューと水揚スクリューの吸引力により、汚染水が強制的にナノカーボンフィルターを通り浄化されることも特徴とする。
また、汚染水の中に配置された水揚スクリューによって汲み上げられた汚染水が浄化されると同時に、装置外部に存在する大気中の酸素を浄化された水が吸収することが可能に形成されたことも特徴とする。

本発明によれば、風力を受ける空気用プロペラと、その力を伝える上部ギヤと、縦シャフトと、下部ギヤと、横シャフトと、スクリュー及び水揚スクリューとが、一体化されているため、風の力を直接、汚染水を吸引または汲み揚げる駆動力へと変換することができるようになる。また、スクリューと、水揚スクリューにより、汚染水がナノカーボンフィルターを強制的に通過するように配置されているため、水が浄化される。
風の力を受ける上部ギヤと、下部ギヤが円形状に形成されているため、風の向きがどの向きでも上部ギヤと、下部ギヤが回転し、風の力を常にシャフトへ伝えることが可能になる。
水揚スクリューにより大気中に揚げられた浄化された水は、大気中の酸素を吸収して、池や湖へ戻ることが可能となる。

図１は本発明の最良の形態による風力式汚染水浄化装置の構成を示す。

本発明の風力式汚染水浄化装置は、大気中の風の力を受け回転することが可能な空気用プロペラ１と、空気用プロペラ１の回転を伝える上部ギヤ２と、縦シャフト６と、下部ギヤ９と、横シャフト２１と、水中の汚染水を吸引することが可能なスクリュー１１と、水中の汚染水を汲み揚げることが可能な水揚スクリュー２０と、浄化ボックス１３と、ナノカーボンフィルターＣ１９とを備える。

図１に示すように、空気用プロペラ１は、大気中の風の力を受け回転するように翼状に形成され、空気用プロペラ１の回転が上部ギヤ２に伝わるように配置される。上部ギヤ２は、上部ギヤボックス３の内部に配置され、３６０度の回転が可能なように円形状に形成される。上部ギヤボックス３の一端面には、風向翼４を風の力を受け風の吹く方向へ上部ギヤボックス３と上部ギヤボックス３に繋がれた空気用プロペラ１を回転することが可能ように設ける。上部ギヤボックス３の下側に配置された上部ギヤ２は、水中へ駆動力を伝える縦シャフト６と繋がるよう構成され、上部ギヤボックス３と空気用プロペラ１とが風の吹く向きによって回転することが可能なように回転体（ベアリング）５を縦シャフト６の外周を覆う縦シャフトカバー１６の上部に縦シャフト６が一定方向に回転するように設ける。回転体（ベアリング）５は、スクリュー１１が汚染水を吸引し、水揚スクリュー２０が汚染水を揚げる向きに回転するように構成される。

縦シャフト６の底部は、下部ギヤ９がスクリュー１１と水揚スクリュー２０に回転を伝えることが可能なように設けられる。装置内の全ての下部ギヤ９は、３６０度回転可能なように円形状に形成される。

汚染水内部に配置されたスクリュー１１は、浄化ボックス１３内部に配置され、縦シャフト６の底部に設けられた下部ギヤ９と垂直方向に配置されたもう一つの下部ギヤ９の中心軸に沿って繋がるスクリューシャフト８と一体化し汚染水を吸引する向きに回転するように形成される。スクリューシャフト８の周囲は、直方体の形状でギヤボックス補強材１０が覆うように形成される。

浄化ボックス１３は、浄化ボックス１３内部のスクリュー１１が配置された側面と反対側の側面から、ゴミ取網１５と、ナノカーボンフィルターＢ１４と、ナノカーボンフィルターＡ１２とが一定の離間を保ちながら配置される。

図１に示すように、縦シャフト６と、浄化ボックス１３との間に、縦シャフト６と浄化ボックス１３とそれぞれの垂直方向に補強材７を配置する。

縦シャフト６の底部に設けられた下部シャフト９と垂直に接する下部シャフト９は、横シャフト２１をスクリューシャフト８と繋がる反対側に備える。横シャフト２１は、両端面に下部シャフト９を備え、それぞれの下部シャフト９が、もう一つの下部シャフト９と垂直に接するように構成される。横シャフト２１の縦シャフト６より遠い位置に配置される下部シャフト９は、水揚筒２２内部に配置される。

水揚筒２２は、円筒状の形状で、円筒の天井部及び底面が開くように形成され、汚染水内部から水面上までの高さを持つように構成される。水揚筒２２内部は、水揚筒２０の底部に水揚スクリュー２０を備え、水揚スクリュー２０の一端面に設けられた下部ギヤ９と、水揚筒２２内に配置されたもう一つの下部シャフト９とが垂直に接するよう構成される。

水揚スクリュー２０は、汚染水を水面まで揚げる向きに回転するように配置される。水揚筒２２の上部かつ水面より上に、ナノカーボンフィルターＣ１９が備えられ、水揚筒２２天井部より上に、汚染水１７が揚げられるよう構成され、ナノカーボンフィルターＣ１９を通過した浄化水１８は水中へと戻るよう形成される。

次に動作を説明する。風力式汚染水浄化装置の周りに風が吹くと、空気用プロペラ１または風向翼４が風の力を受ける。風向翼４が風の力を受けた場合、風向翼４の受けた力が、上部ギヤボックス３と、上部ギヤ２と、回転体（ベアリング）５へ伝わり、空気用プロペラ１が風の力を受けるように、空気用プロペラ１と、上部ギヤボックス３と、風向翼４とが一体となって回転する。
風の力を受けた空気用プロペラ１は回転し、回転した力が上部ギヤ２と、縦シャフト６に伝わる。縦シャフト６は回転体（ベアリング）５を配置したので、縦シャフト６が一定方向に回転し、縦シャフト６底部に配置された下部ギヤ９へと回転が伝わる。縦シャフト６底部の下部ギヤ９の回転は、スクリューシャフト８と、横シャフト２１へとそれぞれ伝わる。
スクリューシャフト８が一定方向に回転することで、スクリューシャフト８の一端面に配置されたスクリュー１１は汚染水を吸引する方向へ回転する。スクリュー１１によって吸引された装置外部の汚染水１７は、ゴミ取網１５と、ナノカーボンフィルターＡ１２と、ナノカーボンフィルターＢ１４とを通過することで浄化水１８になる。
横シャフト２１が一定方向に回転することで、横シャフト２１の一端面に配置された下部ギヤ９と、水揚筒２２の中心軸に沿って配置された下部ギヤ９が一定方向に回転し、水揚スクリュー２０が汚染水１７を汲み上げる方向に回転する。水揚スクリュー２０の回転の力によって、汲み上げられる汚染水１７は、ナノカーボンフィルターＣ１９を通過することで浄化され、さらに大気中まで汲み上げられ大気中の酸素を吸収し、浄化水１８となり水中へと戻ることが可能となる。

最良の形態によれば、風の力を受ける空気用プロペラ１と、上部ギヤ２と、縦シャフト６と、下部ギヤと、スクリュー１１及び水揚スクリューとが一体化されたため、風の力を８割から９割以上の高い変換率で、汚染水を汲み上げる力に変換することが可能となる。さらに、上部ギヤボックス３が風向翼４を設け、縦シャフトカバー１６が回転体（ベアリング）５を備えたので、縦シャフト６の向きを軸として３６０度全周どの方向から風が吹いても、風の向く正面に空気用プロペラ１を配置するように、空気用プロペラ１と、上部ギヤボックス３と、風向翼４とが風の向く方向に応じて回転することが可能となる。
風の力により駆動力を得たスクリュー１１と、水揚スクリュー２０は、汚染水がナノカーボンを通過するように回転するよう形成されたので、風が吹く原動力により汚染水の浄化が可能となる。また、水揚スクリュー２０が回転することで、汚染水１７が水面より上に揚げられたので、汚染水１７はナノカーボンフィルターＣ１９を通過し浄化された後に、大気中の酸素を吸収した浄化水を生成することが可能となる。

上記では、浄化ボックス１３内部において、ナノカーボンフィルターを二枚配置したが、一枚のナノカーボンフィルターでも、三枚以上のナノカーボンフィルターを配置して利用してもよい。また、水揚筒２２上部に配置されるナノカーボンフィルターは一枚配置したが、二枚以上配置して利用しても良い。

風力式汚染水浄化装置の構成図（最良の形態）。

符号の説明

１空気用プロペラ、２上部ギヤ、３上部ギヤボックス、４風向翼、５回転体（ベアリング）、６縦シャフト、７補強材、８スクリューシャフト、９下部ギヤ、１０ギヤボックス補強材、１１スクリュー、１２ナノカーボンフィルターＡ、１３浄化ボックス、１４ナノカーボンフィルターＢ、１５ゴミ取網、１６シャフトカバー、１７汚染水、１８浄化水、１９ナノカーボンフィルターＣ、２０水揚スクリュー、２１横シャフト、２２水揚筒

Claims

大気中の風力を受ける空気用プロペラと、空気用プロペラの回転を伝える上部ギヤと、縦シャフトと、下部ギヤと、横シャフトと、水中で汚染水を吸引するスクリューと、水中の汚染水を大気中まで揚げる水揚スクリューとが互いに連結され一体化されている風力式汚染水浄化装置。
大気中の風力を受ける空気用プロペラと、風向翼がどの方向から風を受けたとしても、空気用プロペラが受けた駆動力をシャフト及び水中にあるスクリューと水揚スクリューへ伝えることができる円形状のギヤを配置した請求項１に記載の風力式汚染水浄化装置。
水中に配置したスクリューと水揚スクリューの吸引力により、汚染水が強制的にナノカーボンフィルターを通り浄化される請求項１に記載の風力式汚染水浄化装置。
汚染水の中に配置された水揚スクリューによって汲み上げられた汚染水が、ナノカーボンフィルターを通過して浄化されるとともに、装置外部に存在する大気中の酸素を浄化された水が吸収することが可能に形成された請求項１に記載の風力式汚染水浄化装置。