JP2016160771A - Slewing device utilizing acceleration weight - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加速錘利用の回転装置に関する。 The present invention relates to a rotating device using an acceleration weight.
従来発電や揚水などで使用される回転機構としては原子力、火力、水力などを用いるタービンのほか、内燃機関や風力などが知られている。 Conventionally, as a rotating mechanism used in power generation or pumping, an internal combustion engine, wind power, and the like are known in addition to turbines using nuclear power, thermal power, hydraulic power, and the like.
現在流通している原子力発電は放射線の危険をはらむだけでなく、火力発電と共に海水を7度ほど上昇させて海に戻している。また、火力においては温暖化ガスを排出している。一方、水力や風力は気象に依存しているため、稼働が不安定である。このように従来の動力源を使用して構成される回転機構はいずれも環境上あるいは稼働上の問題点を抱えている。 The nuclear power generation currently in circulation not only poses a danger of radiation, but also raises seawater by 7 degrees and returns it to the sea along with thermal power generation. In addition, greenhouse gases are emitted from thermal power. On the other hand, since hydropower and wind power depend on the weather, operation is unstable. As described above, any of the rotation mechanisms configured using the conventional power source has problems in terms of environment or operation.
特許文献1には風力を利用した回転装置について記載されている。しかしながら、このような自然界に元々あるエネルギーを利用した回転装置であっても装置周辺に騒音等で自然環境に問題を引き起こす。また、回転に必要な条件が安定的に得られないため、回転装置の安定的稼働を実現することが困難である。このように、本願発明と直接比較するに適当な先行技術は見当たらないといえる。
本発明は上記課題を解決し、環境問題のない安定的な稼働を実現する回転装置を提供することを課題とする。 This invention solves the said subject and makes it a subject to provide the rotating apparatus which implement | achieves the stable operation | movement without an environmental problem.
上記課題を解決するために請求項1の発明は、水平軸を有する円板と、円板面に固定され円板面と平行な平面上に形成された複数のループ軌道であって、複数のループ軌道が円板面上の内側に形成された同心円の円周から円板の外周部までの間に、所定の傾斜角を有しつつ放射状かつ等間隔に配設されたものと、複数のループ軌道の各々に配設され、各ループ軌道内を移動可能な錘を具備し、円板の回転時に、各ループ軌道内の各錘が円板の回転と連動し、各ループ軌道に沿って同一の周回方向にそろって周回しながら移動し、円板の水平軸回りの回転モーメントを一定方向に保って円板の回転を持続させることを特徴とする。
請求項2の発明は、さらに、各ループ軌道は、円板の放射方向に長径のループ状をなし、かつ、長径の放射方向は外周に向かうにつれて円板の回転方向に傾斜しており、長径の両端部には錘を停留させる凹部を有することを特徴とする。
請求項3の発明は、さらに、各ループ軌道は、密封容器により構成され、錘は液体である、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of
In the invention of
The invention of
本発明により、燃料を使わず気象や昼夜の制限を受けずに回転エネルギーを安定的に得ることができ、さらに、有毒ガスや温暖化ガスを排出することもない回転装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a rotating device that can stably obtain rotational energy without using fuel and without being restricted by weather and day and night, and that does not emit toxic gas or warming gas.
以下に、本発明の回転装置の実施形態について図を用いて説明する。
まず、本実施形態の構成について説明する。
図1に示すように、本回転装置10は、水平軸2を有する円板1と、円板面に固定され円板面と平行な平面上に形成された複数のループ軌道(素機3と呼ぶ)であって、円板面上の内側に形成された同心円1aの円周から円板1の外周部までの間に、所定の傾斜角を有しつつ放射状かつ等間隔に配設された素機3と、素機3の各々に配設され、各ループ軌道内を移動可能な錘4を具備している。
さらに、各素機3は、図2に示すように円板1の放射方向に長径のループ状をなし、長径の放射方向は図1、3に示すように外周に向かうにつれて円板1の回転方向に傾斜しており、長径の両端部には錘4を停留させる凹部3c、3dを有している。
Embodiments of the rotating device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the configuration of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the
Further, each
本回転装置10は、円板1の回転時に、各素機3内の各錘4が円板1の回転と連動し、各ループ軌道3a、3bに沿って同一の周回方向にそろって周回しながら移動し、円板1の水平軸2回りの回転モーメントを一定方向に保って円板1の回転を持続させる。
In the
本実施形態の構成についてさらに詳しく説明する。
図1に示すように、水平軸2を持つ円板1の平面には、同心円1aの円周から円板1の外周部までの間に、錘4を周回させる機能を持つループ軌道を有する素機3が所定の傾斜角を有しつつ放射状に等間隔で固定されている。素機3は円板に平行なループ状の軌道を有し、錘4が円板1の回転と連動してこの軌道上を単一の方向に周回する。
The configuration of this embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, the flat surface of the
図2に示すように、素機3の有するこの軌道は往路3aと復路3bを持つ長径のループ状で、長径の両端に窪み3c、3dが設けられている。これは軌道上を移動する錘4の停留場として機能する。但し、窪み3c、3dは錘4の正常な進行を妨げないなめらかな形状となっている。素機3のこのループ状の軌道3a〜3dはパイプで構成されてもよいし、或いは箱形にして内壁を利用する構成としてもよい。軌道幅には錘4の移動を妨げない程度の余裕を有している。
As shown in FIG. 2, this orbit of the
本実施形態は多数の素機3で構成されることが必須条件であり、隣接する素機3同士の間隔を可能な限り縮めることが必要である。素機3の軌道の長径は円板1中心からの放射線よりも、円板1の回転方向に70°〜90°傾けられて配設される。傾けられて円板1の同心円1aに接近している側が錘4の移動における往路3aとなる。軌道の往路3aは円板の軸側の窪みである軸側停留場3cから始まり、途中湾曲部を経て外周側の窪みである外周側停留場3dに達する。復路3bは外周側停留場3dから始まり、湾曲部を経て軸側停留場3cに達する。
In the present embodiment, it is an essential condition to be composed of a large number of
次に、本実施形態の回転装置10の回転動作について説明する。
図3に示すように、円板1が右回転する場合、円板1の最上部に位置する素機3の錘4が円板1の回転に伴い往路3a上を移動して軸側停留場3cから外周側停留場3dへと移動する。往路3aの反対側の軌道であって、円板1の外周円に接近している側が錘4の移動における復路3bとなり、図3に示すように、円板の最下部に位置する素機3の錘4が円板1の回転に伴い復路3b上を移動して外周側停留場3dからに軸側停留場3cへと移動する。
Next, the rotation operation of the
As shown in FIG. 3, when the
錘4は充分に重い物質、例えば金属で構成され、形状は球体が好ましい。錘4は個体に限られず液体であってもよい。あるいは固体、液体の両者を1つの素機3中の錘として同時に併用してもよい。錘4として液体を用いることは、円板1の回転により軌道の傾斜が変化した際において動き出すのが早い点で有用であるが、液体の量が多すぎると軌道上に広がってしまい、錘4全体としての移動距離が減るので注意を要する。
The
錘4の動きとしては、自重により常に素機3の下側になる軌道を移動することとなる。図1の素機3(No.2〜4)のように、上方から下方へ向って回転している素機3内では、錘4に加わる重力も遠心力も往路3aで外側方向に働くため、錘4は加速して移動して外周側停留場3dに留まり、錘4が円板1を右回転させるモーメントに寄与する。その反対に、図1の素機3(No.8〜10)のように、下方から上方に向って回転している素機3内では錘4に加わる重力は復路3bで内側方向に働き、遠心力は外側方向に働くものの回転角速度、回転半径の関係で重力に及ばない大きさに調整されるため錘4は軸側に移動して軸側停留場3cに留まる。つまり、錘4は円板軸2の右側では外周側に動いて外周側停留場3dに留まり、円板軸2の左側では内周側すなわち軸側に動いて軸側停留場3cに溜る。
As the movement of the
円板1回転時の上記錘4の動作により、錘4の円板軸2までの水平距離の総和に円板1の左右で常に差が生じることとなる。すなわち、図1の円板1において、右半分に位置する錘4の円板軸2までの水平距離の総和の方が、左半分に位置する錘4のそれよりも大きくなり、この状態が恒常的に持続する。これは、円板1を右回転させる回転モーメントが常に存在し続けることを意味する。
Due to the operation of the
ただし、上記現象が実現するためにはいくつかの条件が満たされなければならない。以下にその条件について説明する。
まず、上記のように、軌道の長径を回転方向に70°〜90°傾けて各素機を配設することである。このような構成としない限り円板1の回転時に上記のような錘の移動は実現しない。なお、軌道の長径の上記傾斜角度を90°以上とすると、回転の出力が低下する。
However, several conditions must be satisfied for the above phenomenon to be realized. The conditions will be described below.
First, as described above, each element is disposed by tilting the major axis of the track in the rotational direction by 70 ° to 90 °. Unless such a configuration is adopted, the movement of the weight as described above is not realized when the
次に、円板1面上に配設される素機の数量である。図1では素機の数は12であり、円周角では30°ごとに1機の素機が配設されているが、これは円板回転時の錘4の移動状態を説明するためのものであり、現実にはこの構成では円板1の回転を持続させることは困難である。素機3間の角度間隔が広すぎて、円板1の回転位置による上記回転モーメントのばらつきが過大となり、円板1の安定した回転が得られないからである。
表1に12素機の回転モーメントのシミュレーション結果を示す。素機としては図2に示す箱型タイプを用い、図1に示すように各素機3を放射状に角度間隔30°にて円板に取り付けた場合の結果である。表1は図1を起点として0°、10°、20°回転させた位置での回転モーメントのシミュレーション結果であるが、それぞれ異なる値となり、起点においてはマイナスとなっている。つまり、12素機では平均値を大きく下げてしまう回転位置が存在し、回転モーメントの値にもばらつきが大きいことがわかる。
これに対し、12素機の円板1を3基共通の回転軸に並べて、各円板における素機の円周方向の取り付け位置を10°ずつずらして取り付け、全体として軸方向から見て図4に示すような10°毎に1機の素機が取り付けられている構成としたもの(以降36素機と呼ぶ)について、上記と同様に円板回転時の回転モーメントのシミュレーションを行った結果が表2である。
On the other hand, the 12
36素機の構成は、上記のように12素機3基を角度をずらして軸に取り付けたのみの構成であるにもかかわらず、表1の平均結果(軸50cmでの力)16.2gに対し、表2の結果(軸50cmでの力)94.8gとなっている。このシミュレーション結果は、単純に表1の平均結果を3倍(円板3基分)したものより大きくなっており、取付け角度間隔を小さくするほど平均化された回転モーメントが高まること示していると考えられる。 Although the configuration of the 36-element machine is a structure in which three 12-element machines are simply mounted on the shaft at different angles as described above, the average result in Table 1 (force at a shaft of 50 cm) is 16.2 g. On the other hand, the result of Table 2 (force at an axis of 50 cm) is 94.8 g. This simulation result is simply larger than the average result of Table 1 three times (for three disks), and shows that the averaged rotational moment increases as the mounting angle interval decreases. Conceivable.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では特に図示しないが各ループ軌道が密封容器により構成されており、錘として液体が用いられる。
上記第1の実施形態と同様に円板1の回転に伴い錘4として液体が移動することで円板1の回転モーメントが常時正の値に保たれることで回転が持続する。錘4として液体を用いた場合は、上述したように、液体の量を適切なものとしないと液体が軌道上に広範囲に広がって錘の移動量が減少するおそれがある点に注意を要する。また各素機3に液体と固体を併存させる構成や、素機3により錘4として個体の錘と液体の錘を使い分ける構成としてもよい。これらの構成には回転モーメントを時間的に平均化させる最適な組み合わせが見出される可能性があるからである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Although not particularly shown in the present embodiment, each loop track is constituted by a sealed container, and a liquid is used as a weight.
As in the first embodiment, the liquid is moved as the
最後に、本発明の加速錘利用の回転装置といわゆる永久機関との関連について考察する。永久機関と呼ばれるものは外部からエネルギーの補給を行うことなく永久に動作を続ける機関のことであると考えられるが、その意味で本発明の回転装置は永久機関ではない。なぜなら本発明の回転装置には外部から重力のエネルギーが供給され続けているからである。風車や水車が永久機関ではないのは、それらを回転させる風や水流が永久に供給されることはないからである。しかるに重力においては事実上永久に、またどのような環境変化に対しても不変に働き続けるという特殊性がある。このため本装置のような燃料を使用せずに回転し続ける装置は永久機関と混同されることがあるが、そうではない。本装置は、上記の風車にとっての風、水車にとっての水流に該当し、しかも風や水流などと異なり永久に供給され続ける重力を動力として利用し、錘が周回するループ軌道を有する素機を円板に放射状に配置する構成により回転を持続させる機能を実現しようとするものである。このように、自然界の現象を動力源として使用し、事実上永久に動き続ける装置の例としては、大気の湿度変化により動き続けるぜんまい時計等があげられる。 Finally, the relationship between the rotating device using the acceleration weight of the present invention and a so-called permanent engine will be considered. Although what is called a permanent engine is considered to be an engine that continues to operate forever without replenishing energy from the outside, the rotating device of the present invention is not a permanent engine in that sense. This is because gravitational energy is continuously supplied from the outside to the rotating device of the present invention. The windmills and waterwheels are not permanent engines because the wind and water that rotate them are not permanently supplied. However, gravity has the peculiarity that it continues to work virtually forever and invariant to any environmental change. For this reason, a device that continues to rotate without using fuel, such as this device, may be confused with a permanent engine, but this is not the case. This device corresponds to the wind for the wind turbine and the water flow for the water turbine, and unlike the wind and water flow, the device uses the gravity that is permanently supplied as the power, and uses a circular machine with a loop orbit around which the weight circulates. The structure which arrange | positions radially on a board intends to implement | achieve the function which continues rotation. As described above, an example of a device that uses a phenomenon in the natural world as a power source and continues to move indefinitely is a mainspring clock that keeps moving due to a change in atmospheric humidity.
1 円板
1a 同心円
2 水平軸
3 素機
3a 往路
3b 復路
3c 停留場(軸側)
3d 停留場(外周側)
3e 軌道固定治具(軸側)
3f 軌道固定治具(外周側)
4 錘
5 架台
10 回転装置
1
3d stop (outside)
3e Track fixing jig (axis side)
3f Track fixing jig (outside)
4 spindles
5 frame
10 Rotating device
Claims (3)
該円板面に固定され上記円板面と平行な平面上に形成された複数のループ軌道であって、該複数のループ軌道が、上記円板面上の内側に形成された同心円の円周から上記円板の外周部までの間に、所定の傾斜角を有しつつ放射状かつ等間隔に配設されたものと、
該複数のループ軌道の各々に配設され、上記各ループ軌道内を移動可能な錘と、を具備し、
上記円板の回転時に、上記各ループ軌道内の上記各錘が上記円板の回転と連動し、上記各ループ軌道に沿って同一の周回方向にそろって周回しながら移動し、
上記円板の上記水平軸回りの回転モーメントを一定方向に保って上記円板の回転を持続させる、
ことを特徴とする加速錘利用の回転装置。 A disc having a horizontal axis;
A plurality of loop tracks fixed on the disk surface and formed on a plane parallel to the disk surface, wherein the plurality of loop tracks are concentric circles formed on the inside of the disk surface; Between the outer peripheral portion of the disk and the circular plate having a predetermined inclination angle and arranged radially and at equal intervals;
A weight disposed on each of the plurality of loop tracks, and movable within each of the loop tracks,
When the disk rotates, the weights in the loop tracks are linked to the rotation of the disk and move along the same loop direction along the loop tracks.
Maintaining the rotation of the disk while maintaining the rotation moment of the disk around the horizontal axis in a certain direction;
Rotating device using an acceleration weight.
The rotating device using an acceleration weight according to claim 1 or 2, wherein each loop track is constituted by a sealed container, and the weight is a liquid.
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