JP2019210927A - 給排水タンク気圧式発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本出願は水車と比較して、空気圧で発電する本原理が優位と判断できるが、従来技術から大きく離れた基礎原理である為に、付随する技術構築を積み上げる必要がある。【解決手段】水位差の間にタンクを設け、給排水でのタンク内の気圧で発電するもので、本出願は大きく２つの発明がある。大流量弁でも漏れがない構造であり、閉水面の高圧側に、ゴムシートを当て、水圧が掛かると密閉される。次に固定された閉水部のフックを外し、弁を開ける。これが第一の大流量弁であり、第二の装置とは、１基のタンクでは給水時に排水できず、排水時には給水出来ないために、導水路の効率が悪くなる。それゆえ２基のタンクで給排水が逆の連動をさせて、導水路の効率を向上させ、２つの回転軸で機能する弁の、相互回転を歯車やカム等で、気圧発生ステップを満足させる構造を設け、断続の発電をさせる装置である。【選択図】図１

Description

本発明は特願２００５−１５４５８８、特願２００９−６５１７３の派生技術であり、水位差を利用する水力発電であり、河川等で小水力発電を行うものである。

低落差での大流量発電は水車が大きく、硬度の高い砂は水車を消耗する為に、泥流の砂の細かいフィルターは大規模となり、水車は大きい規模のメンテナンスとなり、経済的な発電装置を作ることが厳しくなっている。本発明は根本的な原理を変えた、新原理の発電方式により本課題を解決するものである。

特開平１０−３７８４１ 特許第４３０４６４１号 特願２００９−６５１７３ 特許第４３４０９１７号

河川等で、低落差を作れる環境は非常に多く存在するため、低水位差で大流量の発電をローコストで実現できれば、利用可能なエネルギーの拡大が可能である。本発明は水中で消耗的な回転をする装置ではないので、水車と比較して、耐久性の高い装置になることが推定でき、タービンは小型で低価格となり、低水位差においてローコストで大流量の水力発電を可能にするものである。

本発明の記載において、以下に用語の定義を設定し、本件を明確にするものである。
その定義は本発明特有となる定義を含むものである。

“前記”とは、記載請求項より前を示すものである。
“該”とは、記載請求項内の上記記載を示すものである。
“水”とは、液体を示し、水圧は液体の圧力となる。
“施錠弁”とは、水中弁の閉水板の開栓を妨げる領域に施錠突起を突出して、閉栓を保持するものであり、開栓の場合は、施錠突起を水中弁の開栓可能な領域に移動し、開栓するもので、開栓の動力は少ないエネルギーで開栓することを特徴とする水中弁である。
“減水”とは、該当するタンクの低水位水源への排水が終り、低水位水源と水位が揃ったタンク内水位を示す。
“水源”とは、高水位水源と低水位水源の両方であり、水量は充分に多量とする。
“給排水弁”とは、タンクの水中と水源との、開口部を開閉する弁の事で、大きな流量の開閉を特徴とするものであり、給水弁と排水弁の両方を示すものである。
“タンク空間”とは、タンク内の気体を示す。
“入出力気路”とは、タンク空間から外部へ気圧を送るタンクの入出力口である。
“給水開閉栓”は、該当する減水のタンクの、排水弁を閉じ、給水弁を開き、給水し、該タンクを満水にすることである。
“排水開閉栓”は、該当する満水のタンクの、給水弁を閉じ、排水弁を開き、排水し、該タンクを減水にすることである。
“施錠突起”とは、給排水弁の開栓を妨げる領域に突出して閉栓を維持する部分であり、棒状で回転し、弁の蓋を押さえるものも含む。
“開口部、閉水板、開口面、閉水面、密閉板”とは、給排水弁の開口の外周が開口部であり、この開口部を塞ぐ形状物が閉水板であり、開口部と閉水板との隙間の周囲を含めた連続部分の、高水位側の平面領域において、その開口部の高水位側の表面を開口面とし、これを塞ぐ閉水板の高水位側の表面を閉水面とし、閉栓時に、この両方の面に密着する物性の形状物を配置するだけで、給排水弁の水漏れを防ぐことが可能であり、これを密閉板とし、上記の平面領域の面に凹凸や歪みがあっても、これに沿う形状であれば、平面以外の面を持つ形状物でも密閉が可能であり、この変形を含むものである。

“回転施錠弁”とは、施錠弁に属するものであり、回転閉水弁と回転錠との組で一つの弁の機能を成すものである。
“回転閉水弁”とは、閉水板と回転軸で構成されるもので、閉水板は回転により開口部を塞ぐものである。
“回転錠”とは、回転軸に施錠棒を設けたものであり、施錠棒は閉水板の開栓を押さえこむ回転であり、回転閉水弁の閉栓を維持するものであり、また開栓可能な領域に逆回転させて開栓させるものである。
“施錠棒”とは、施錠突起が回転軸から垂直側に伸びたものであり、最大開栓の閉水板の外周軌道の先端を超える長さを有するもので、その形状が直線とも棒状とも限らないものである。
“離脱”とは、施錠棒と閉水板の開栓の角度が大きくなり過ぎると、施錠棒と閉水板の先端が離れ、逆回転の祭に双方の位置の入れ替わりが起き、閉栓が出来なくなる現象が起きるものであり、この施錠棒と閉水板が設定外に離れる現象を示すものである。

“回転結合”とは、一方の回転軸からもう一方の回転軸に回転と制御を伝える機能で、その両回転軸の間に回転変換の介在も含むもので、一つの回転軸上でも回転力を伝えるものは回転結合とする。
“回転変換”とは、歯車やチェーンやベルト等の回転の変速や逆回転であり、カム等の回転停止の機能も含むものである。
“相互禁止機能”とは、２基のタンクが連動した気圧発生ステップでは、どちらか一方のタンクが排水であれば、もう一方のタンクが給水である方が効率的であり、１基のタンクであれば、給水弁と排水弁のどちらか一方が開栓であれば、もう一方の弁が閉栓であることが必須であり、この機械的制御に必要な相互的な禁止機能を、回転変換の相互禁止機能とする。
“気圧発生ステップ”とは、タンクの給水開閉栓により、入出力気路に正の圧力を発生させ、排水開閉栓により入出力気路に負の圧力を発生させ、これを交互に連続させる工程を示すものである。このタンクが２基であるなら、双方の入出力気路の間に圧力負荷を設け連通し、一方のタンクの給水開閉栓と排水開閉栓とを他方のタンクで反転させると、圧力負荷に２倍の圧力を掛けることができる。この１基のタンクもしくは２基の連動のタンクでの、入出力気路に圧力を断続的に発生させる工程を示すものである。
“圧力負荷”とは、圧力を回転力にするものであり、タービンやベーンモーターやピストンシリンダーなどが該当する。

“開栓角度”とは、回転閉水弁と回転錠との閉栓時を、それぞれの回転軸の回転の０度として、開栓の大きさに応じて大きくなる角度を示すものである。

“初期状態”とは、給排水弁が閉じている状態を示すものである。
“三日月カム”とは、２つの円を重ねた重複部分を削除すると、２つの三日月の形状となり、この円の中心から面に垂直の回転軸であり、この図面の状態が回転錠に回転結合した三日月カムの初期状態であり、三日月形状には２つの鋭角部分があるが、機能として利用するのは片側のみで、反対側は定義無しとする。“三日月”とは円が円を削除して残った形状という定義である。

上記の用語の定義により、明確された内容によって、以下に課題を解決するための手段を記載する。

低水位水源と高水位水源と、該水源の間に置かれたタンクと、該タンクと該高水位水源との間で開閉される、施錠弁であることの給水弁と、該タンクと該低水位水源との間で開閉される、該施錠弁であることの排水弁と、タンク空間と外部を連通する、空気圧の入出力口となる入出力気路とを備え、該施錠弁の施錠突起が、開栓を妨げる位置と、開栓可能な位置への交互の移動をして、弁の機能をなすものであり、給水開閉栓により該入出力気路に正の圧力が発生し、排水開閉栓により該入出力気路に負の圧力が発生することを特徴とする気圧発生装置であり、該気圧発生装置の該施錠弁において、該水源と該タンクとの間の水中の開口の壁面の開口面と、該施錠弁の閉水板の閉栓時の閉水面との、隙間を塞ぐ密閉板が水圧の高い側に配置されるもので、閉栓時には水圧で押され、より強く密閉することを特徴とする施錠弁密閉装置である。

前記気圧発生装置の前記給排水弁において、回転閉水弁の閉水板と、前記施錠弁の施錠棒とを、それぞれの回転軸の垂直側に備え、開口部を回転で塞ぐ該閉水板と、該閉水板の開栓を妨げて閉栓を維持する回転錠との、双方の回転で該開口部を開閉する機能を有し、該施錠棒の先端は、最大開栓の角度の該閉水板との接触位置より長いものであり、これを回転施錠弁とし、該回転施錠弁に付随する第一の機能として、該施錠棒と該閉水板との連携する回転の接触部において、該閉水板の外周方向に、該閉水板の端から該施錠棒の離脱を妨げる障害物を設け、最大開栓の該施錠棒の先端に、該障害物からの離脱を妨げる第二の障害物を設け、該回転閉水弁と該回転錠とが連携する開栓及び閉栓での、該施錠棒が該閉水板から該離脱することを妨げるものであり、これを該施錠棒の離脱防止機能とし、該回転施錠弁に付随する第二の機能として、該回転施錠弁の最大開栓において、該回転閉水弁と該回転錠との開栓の拡大側に、回転を止める障害物を設け、該施錠棒と該閉水板との回転位置の相互関係の入れ替わりを妨げるものであり、これを回転閉水弁と回転錠との離脱防止機能とし、該回転施錠弁に、該第一の機能の該第二の機能のいずれかが設けられた弁の開閉装置である。

前記弁の開閉装置において、連動させる任意の相互の前記施錠弁の回転軸に、気圧発生ステップを満足させる、回転の連動や変速や、動作の禁止の、回転結合および回転変換を施したもので、前記給排水弁の機械構造による回転制御を特徴とする施錠弁制御装置である。

前記回転閉水弁と前記回転錠との、開栓角度の０度から最大開栓の区間の噛合いにおいて、開栓した任意の開栓角度で、該施錠棒の閉栓側に、噛合う該閉水板の外周軌道の軌跡の形状に沿う、湾曲した形状を備えたものであり、該施錠棒の閉栓方向の回転力に対し、該閉水板の閉栓が阻害されにくく、該回転閉水弁に確実な閉栓を促す、変形施錠棒の回転施錠弁装置である。

前記弁開閉装置において、連動させる相互の前記回転施錠弁の任意の回転軸の該回転結合の該回転変換に、２つの円を重ねた重複部分を削除する２つの形状の、該三日月形状の該回転変換で機能する部分の外形を備え、双方の該円の中心から垂直に伸びた回転軸を備え、一方の回転が他方の回転を止める機能を備える、相互回転禁止機能の回転変換の三日月形状の同時回転禁止装置である。

本発明と水車の発電を比較した場合、低水位差の水車の流速は遅く、大流量を扱う水車は大きくなり、水中の機械であり高価となる。水流に比べ気流の速度の方が速く、回転力に変換するタービンが高速回転であり、サイズが小さくなる。一般的に高速回転は発電機の効率が良くなる傾向がある。本件の大流量化はタンクが大きくなるが、駆動させる機械ではなく、低精度の低価格の装置で充分であり、高耐久で安価な素材で構成できる。また泥流の砂の硬度は高く、水車は削られて消耗するために耐久性が低くなり、メンテナンスが高額である。本装置は水中で連続回転しないので砂の影響が少なくなる。また砂のフィルターを作ると、細かい目となり、水流が流れにくくなり実用的なものではなくなる。本件に適した漏れのないタービンは、特許第４３４０９１７号で登録されている。

タンクが減水の断面図。 タンクが給水開閉栓で正の圧力が発生した断面図。 タンクが満水の断面図。 タンクが排水開閉栓で負の圧力が発生した断面図。 施錠弁の密閉板の原理の分解した見取図。 回転施錠弁に施錠棒ガイドが付いた閉栓時の見取図。 回転施錠弁に施錠棒ガイドが付いた開栓時の見取図。 回転施錠弁に閉水板ストッパーと施錠棒ストッパーが設置された見取図。 回転施錠弁の入れ替り誤動作の３図の断面図。 回転施錠弁の閉水板ストッパーと施錠棒ストッパーが設置された３図の断面図。 回転閉水弁と回転錠の開閉角度差比較の３図の断面図。 ２基のタンクの連動の断面図１。 ２基のタンクの連動の断面図２。 １基のタンクの気圧発生ステップのフローチャート。 ２基のタンクの連動の気圧発生ステップのフローチャート。 高水位水源の給水路の描画変更の断面図。 ２基のタンクの連動装置の見取図。 ２基のタンクの連動装置の上面図。 ２基のタンクの連動装置の歯車の回転結合の台座の４図の上面図。 ２基のタンクの連動装置のカムの相互禁止機能の台座の４図の上面図。 １基のタンクの連動装置のカムの相互禁止機能の台座の４図の上面図。 ４種類の回転結合の見取図。 １基のタンクの禁止機能の回転結合の台座の４図の上面図。 閉水板と施錠棒との開栓角度比較の４図の断面図。 閉水板と湾曲した施錠棒との開栓角度検討の４図の断面図。 ２重円の三日月カムの図形。 回転錠に取付けられた三日月カムの見取図。

本発明は特願２００５−１５４５８８、特願２００９−６５１７３の派生の装置に関するものである。

前出願の基本原理は、図１乃至図４、図１２、図１３のタンクの給排水により、入出力気路（５）に発生する気圧で、圧力負荷（６）を駆動する動力源の用途がある。
図１乃至図４、図１２乃至図１３のタンクは連通気路に、双方向で可動のタービンを用いると、給水と排水の繰り返しの断続的な回転力を得ることができる。
図１乃至図４の第１タンク（１）は本発明の原理の基本形となるものである。図中の水源はタンクに比べて非常に大きいものとする。図１２、図１３の弁が流路で見えなくなる描写は、弁の開栓状態を示す。図中において、分離して描画した同じ水源は繋がっている。

図１乃至図４において、タンク（１）は、高水位水源（２）と低水位水源（３）の間に配置される。図２は、排水弁（８）の閉栓と給水弁（７）の開栓で給水となり、入出力気路（５）に正の圧力が発生し、圧力負荷（６）に作用する。この給排水弁の動作を給水開閉栓とする。図４は、給水弁（７）の閉栓と排水弁（８）の開栓で排水となり、入出力気路（５）に負の圧力が発生し、圧力負荷（６）に作用する。この給排水弁の動作を排水開閉栓とする。

図１２、図１３において、組の第一タンク（３０）、第二タンク（３１）は、給水開閉栓と排水開閉栓が逆で連動の動作を行うことにより、タンク間の入出力気路（５）に発生する圧力は、１基のタンク（１）と比較し、２倍の圧力で圧力負荷（６）を駆動することができる。そして、第一タンク（３０）と第二タンク（３１）との、相互の給水開閉栓と排水開閉栓が反転で、入出力気路（５）の正と負の圧力の逆転を繰返しながら、タービン（６）を駆動する。

上記が前出願の概要であり、以下に本出願を実施するための最良の形態を記載する。
給排水弁は給水弁と排水弁の両方を示し、給排水弁の手法として施錠弁があり、施錠弁の手法の一つとして回転施錠弁があり、回転施錠弁は回転閉水弁と回転錠とで構成され、回転閉水弁には閉水板が取り付けられており、回転錠には施錠棒が取り付けられている。

図１乃至図４において、給水弁（７）と排水弁（８）が施錠弁であり、施錠機（１１）の施錠突起（１２）を閉栓時に突出させると閉栓を維持し、施錠突起（１２）を引き込むと、水圧が掛っている施錠弁は押されて開栓します。タンク（１）の給水もしくは排水が終わると水流が無くなり、この時に施錠弁は自重等の力で閉栓位置に移動する。この開栓時の水圧の力は、自重等の力を押しのけて開栓するものである。

図１、図３において、水位差のある給水弁（７）もしくは排水弁（８）は、密閉板（９）が水圧で押されて密閉度が向上する。たとえ、施錠突起（１２）の閉栓にゆるみがあり、密閉が不充分であったとしても、水漏れの無い給排水弁となる。
密閉板（９）はゴムの様な材質が適正であり、図５の左図は密閉板（９）が開口部（１７）に取付けられていて、この開口部（１７）に閉水板（１８）が嵌り込んで塞ぎますが、開口部（１７）と閉水板（１８）の隙間は全て密閉板（９）に覆われている。柔軟性の有る材質の密閉板（９）であれば、製造精度の低い施錠弁であっても密閉が可能となる。

図６乃至図８は回転施錠弁であり、回転閉水弁と回転錠との、２つの回転軸で一つの弁を構成する。一方の回転軸は開口部を閉水板（１８）で塞ぎ、他方の回転軸は閉水板（１８）を施錠棒（１９）の回転で押さえこみ、閉栓を維持する。

図６、図７の施錠棒ガイド（２０）は、閉水板（１８）と施錠棒（１９）が開栓の回転で離れない様にするものであり、ガイドストッパー（２１）は、最大の開栓で施錠棒ガイド（２０）が施錠棒（１９）から離れない様にするものである。
図８の閉水板ストッパー（２３）と施錠棒ストッパー（２４）は、閉水板（１８）と施錠棒（１９）の最大の開栓位置で障害物となる。図８、図１０、図２４，図２５では閉水板ストッパー（２３）の上を超えて施錠棒（１９）が開閉する配置構造になっている。

図６乃至図８、図１０、図２４、図２５での、施錠棒ガイド（２０）、ガイドストッパー（２１）、閉水板ストッパー（２３）、施錠棒ストッパー（２４）の機能は、閉水板（１８）と施錠棒（１９）との開栓の最大角度を設定するものである。

この最大角度の設定の理由とは、図９の様に、閉水板（１８）と施錠棒（１９）とが、接触出来ない角度まで開くことにより、閉栓時において、図９−３の回転の配置の入れ替りが起きる事である。閉水板（１８）と施錠棒（１９）とは、水圧に押されて開栓するが、自重や浮力や回転のバネの力で、独自に閉栓位置に回転移動するものであり、この入替えが起きると図１４、図１５の気圧発生ステップが止まってしまうことになる。
図１０、図２４、図２５において、施錠棒（１９）の内側の閉水板（１８）が、閉水板ストッパー（２３）の位置で止まると、施錠棒（１９）が閉水板（１８）の内側の配置になることが無くなる。

図１１は仮の設定により、施錠棒（１９）が水圧に耐えて閉栓を保持する力を、図面上の寸法から概念上の目安で判断する。閉水板（１８）の外周方向の長さが６０センチとし、閉水板（１８）の先端から施錠棒（１９）の回転軸の中心までが２センチとして、等しい縮尺率の図１１−２において、施錠棒（１９）が２５度の開栓で、閉水板（１８）が１度の開栓であり、開栓の角度の比が回転力の比とするなら、施錠棒（１９）は２５倍の力での閉栓が可能となる。図１１−３との比較で判る様に、閉栓の直前の方が回転の力は大きくなる。

図１乃至図４のタンク（１）では、図１４の手順の気圧発生ステップを断続的に続けることができ、図１２、図１３の、タンク（３０）とタンク（３１）では、図１５の手順の気圧発生ステップを断続的に続けることができる。

図１乃至図４の様にタンク（１）が１基であるなら、給水開閉栓時には排水ができず、排水開閉栓時は給水ができず、導水路の活用が無駄になるが、図１２、図１３の、タンク（３０）とタンク（３１）であるなら、この無駄を解消できる。

一般的に発電機は高速回転であると効率が良くなる傾向であるが、図１２、図１３ではタービン（６）に掛る圧力が２倍で高速回転になるが、タービンも効率が有利となる。

図１８乃至図２１、図２３のタンクを乗せた台座の上面図において、図１６と図１７の給水路（２８）を、図１８の様に、円で給水路（２８）を描写し、図１９乃至図２１、図２３で“給水路”と表示する。タンク（３０）とタンク（３１）も同様に円で描写し、タンク水位の状態を表示する。
図１７乃至図２０は、図１７の様に回転錠の回転軸に三日月カム（３４）と、図１８の様に歯車（３５）との両方が回転結合されている。
図１７乃至図２１、図２３乃至図２５の回転弁の全ての回転軸には、給排水終了時には単独で閉水時の位置に戻るための、回転バネ（３３）が付けられているものとする。

図１７乃至図２０において、タンク（３０）の給水弁の回転錠（１９）の回転軸と、タンク（３１）の排水弁の回転錠（１９）の回転軸とを、歯車（３５）で回転結合させる。タンク（３０）の排水弁の回転錠（１９）の回転軸と、タンク（３１）の給水弁の回転錠（１９）の回転軸とを、歯車（３５）で回転結合させる。これは図１５の気圧発生ステップを満足するものであり、尚且つ同時に動作する回転軸が回転結合され、動作の統一された構造となる。図２０、図２７の図中での歯車は省略されている。三日月カム（３４）は図２７の構造の回転変換が構成されている。

図１５において、タンク（３０）とタンク（３１）との、給水と排水が逆転している。図１９−１はタンク（３０）が給水開閉栓であり、タンク（３１）が排水開閉栓である。図１９−３はタンク（３０）が排水開閉栓であり、タンク（３１）が給水開閉栓である。給排水が入れ替る間には、図１９−２、図１９−４の初期状態が存在する。

図１７乃至図２０では、前記歯車（３５）を備えた上に、さらに相互禁止機能の三日月カム（３４）を設けてある。その外形とは、図２６の様に２つの円（４５）を重ね、重複部分を削除した２つの三日月形状となり、この図面の状態が初期状態であり、これを外形とする、円（４５）の中心から垂直に回転軸（１０）を設け、一方の三日月カム（３４）が回転すると、他方の三日月カム（３４）の回転を止めることになる。図２０−２では、左上側の三日月カム（３４）の回転により、右下側の三日月カム（３４）は、回転禁止方向（３６）の回転が止められている。また図２０−３では、右下側の三日月カム（３４）の回転で、左上側の三日月カム（３４）は、回転禁止方向（３６）の回転が止められている。

図２０には、図１７乃至図１９の歯車（３５）と図１７の回転バネ（３３）が装備されているとするなら、図２０の展開を繰り返し断続的に続けることになる。給排水が終わり、水流が止まると、一方の三日月カム（３４）が開栓を終えて初期状態に戻り、他方の三日月カム（３４）の閉水弁が水圧に押されて回転し、給排水を始め、これを繰り返す。すなわち、これだけの装備で断続的な発電を繰り返す装置になる。

図２０、図２１、図２３の描画の回転禁止方向（３６）の矢先が変形しているが、これは矢の方向の回転が止められていることを意味する。
図２０−４の様に、一方の三日月カム（３４）が僅かに回転するだけで、他方の三日月カム（３４）の回転が止められている。
図２６の三日月カム（３４）の鋭角部分は２か所あるが、この一連の動作で機能しているのは片側のみであることが解る。

図２１−１乃至図２１−３において、１基のタンクの給水弁と排水弁が回転施錠弁であるとし、図２１−１と図２１−２の様に、給水弁と排水弁との回転錠の開栓が同じ回転方向であるなら、一方の三日月カム（３４）が回転しても、相対側の三日月カム（３４）の回転が自由になってしまい、回転禁止の機能が働かなくなる。この回転方向を逆転させる一つの方法として、図２１−３の様に、三日月カム（３４）を図中上方向の独立した回転軸に移し、双方の回転軸に歯車（３５）を設け、双方の三日月カム（３４）を噛合わせ、回転結合させると、一方の三日月カム（３４）の回転による他方の三日月カム（３４）の回転禁止が機能し、相互禁止機能を設定することが可能になる。
図２１−３の移動した三日月カム（３４）の背後には歯車（３５）があり、独立した回転軸に移動元と回転結合している。
図２１−４は、回転施錠弁ではなく施錠弁であったとしても、同様な相互禁止機能を設定することが可能となる。

三日月カムを使わない場合の図２３−１、図２３−２において、排水弁が開栓すると、その回転軸の閉水板（１８）のクランク（４３）が回転し、排水弁の停止棒（４２）が移動し、給水弁の回転錠（１９）の回転停止用凸部（４１）に、排水弁の停止棒（４２）が突出し、開栓を妨げ、給水弁が開かなくなる。
図２３−３、図２３−４において、回転施錠弁ではなく施錠弁であったとしても、一方向の禁止機能を設けることができる。
図２２、図２３は、その他の回転結合や禁止機能の例であり、図２３は本解説の三日月カム（３４）による相互禁止機能以外であっても、一方向の禁止機能を設けることができ、これを双方向に応用すれば相互禁止機能となる。図２０の様に、回転錠（１９）同士の回転変換だけではなく、図２３の様に、回転閉水弁（１８）から回転錠（１９）への回転変換も可能で、施錠弁同士であったとしても可能となる。
図２３−３、図２３−４には施錠装置は装備されているものとする。

図２４においては、回転閉水弁（１８）の開栓角度に比例して回転錠（１９）が開栓しない事が判断できる。回転閉水弁（１８）は開栓の初めの僅かな角度で、回転錠（１９）が大きく開栓し、その後の全開までに回転錠（１９）の開栓角度は増減の変動がある。
回転閉水弁（１８）や回転錠（１９）は水流が無くなると閉栓位置に戻すための、自重や浮力やバネなどの閉栓方向の回転力が、備わっているものとする。
閉栓する為に図２４−５の状態であるなら、回転閉水弁（１８）は、図２４−４から図２４−３の様に一旦閉じかけた回転錠（１９）を、図中の上方向に押しのけて閉栓することになる。これは回転閉水弁（１８）の閉栓を阻害することになる。

図２５は、回転閉水弁（１８）が回転錠（１９）を押しのける噛合いの区間に、回転閉水弁（１８）の外周軌跡に沿った湾曲を持たせることにより、回転閉水弁（１８）は回転錠（１９）を押しのけることなく閉栓が可能となる。
図２５−１の、回転閉水弁（１８）が複数描写されているのは回転の残像である。

１、タンク
２、高水位水源
３、低水位水源
４、タンク内水位
５、入出力気路
６、圧力負荷またはタービン
７、給水弁または閉水板または施錠弁
８、排水弁または閉水板または施錠弁
９、密閉板
１０、回転軸
１１、施錠機
１２、施錠突起
１３、水圧方向矢印
１４、水流方向矢印
１５、気流方向矢印
１６、回転方向矢印
１７、開口部
１８、閉水板
１９、施錠棒
２０、施錠棒ガイド
２１、ガイドストッパー
２２、開閉方向矢印
２３、閉水板ストッパー
２４、施錠棒ストッパー
２５、接触点
２６、開口流路
２７、水位差
２８、給水路
２９、台座
３０、第一タンク
３１、第二タンク
３２、低水位水源水面
３３、回転バネ
３４、三日月カム
３５、歯車
３６、回転禁止方向の矢印
３７、回転自由矢印
３８、プーリーとベルトまたはスプロケットとチェーン
３９、クランクシャフト
４０、かさ歯車
４１、回転停止用凸部
４２、回転停止棒
４３、クランク
４４、回転停止棒ガイド
４５、円
４６、交点
４７、重複削除部分
４８、回転停止用カム

Claims (5)

1. 低水位水源と高水位水源と、該水源の間に置かれたタンクと、
   該タンクと該高水位水源との間で開閉される、施錠弁であることの給水弁と、
   該タンクと該低水位水源との間で開閉される、該施錠弁であることの排水弁と、
   タンク空間と外部を連通する、空気圧の入出力口となる入出力気路とを備え、
   該施錠弁の施錠突起が、開栓を妨げる位置と、開栓可能な位置への交互の移動をして、弁の機能をなすものであり、
   給水開閉栓により該入出力気路に正の圧力が発生し、排水開閉栓により該入出力気路に負の圧力が発生することを特徴とする気圧発生装置であり、
   該気圧発生装置の該施錠弁において、
   該水源と該タンクとの間の水中の開口の壁面の開口面と、
   該施錠弁の閉水板の閉栓時の閉水面との、
   隙間を塞ぐ密閉板が水圧の高い側に配置されるもので、
   閉栓時には水圧で押され、より強く密閉することを特徴とする施錠弁密閉装置。
2. 請求項１記載の前記気圧発生装置の前記給排水弁において、
   回転閉水弁の閉水板と、前記施錠弁の施錠棒とを、
   それぞれの回転軸の垂直側に備え、
   開口部を回転で塞ぐ該閉水板と、
   該閉水板の開栓を妨げて閉栓を維持する回転錠との、
   双方の回転で該開口部を開閉する機能を有し、
   該施錠棒の先端は、最大開栓の角度の該閉水板との接触位置より長いものであり、
   これを回転施錠弁とし、
   該回転施錠弁に付随する第一の機能として、
   該施錠棒と該閉水板との連携する回転の接触部において、
   該閉水板の外周方向に、該閉水板の端から該施錠棒の離脱を妨げる障害物を設け、
   最大開栓の該施錠棒の先に、該障害物の離脱を妨げる第二の障害物を設け、
   該回転閉水弁と該回転錠とが連携する開栓及び閉栓での、
   該施錠棒が該閉水板から該離脱することを妨げるものであり、
   これを該施錠棒の離脱防止機能とし、
   該回転施錠弁に付随する第二の機能として、
   該回転施錠弁の最大開栓において、
   該回転閉水弁と該回転錠との開栓の拡大側に、回転を止める障害物を設け、
   該施錠棒と該閉水板との回転位置の相互関係の入れ替わりを妨げるものであり、
   これを回転閉水弁と回転錠との離脱防止機能とし、
   該回転施錠弁に、該第一の機能もしくは該第二の機能のいずれかを設けた弁開閉装置。
3. 請求項１記載の前記気圧発生装置の前記給排水弁および、
   請求項２記載の前記弁開閉装置において、
   連動させる任意の相互の前記回転施錠弁の回転軸に、
   気圧発生ステップを満足させる、
   回転の連動や変速や、動作の禁止の、
   回転結合および回転変換を施したもので、
   前記給排水弁の機械構造による回転制御を特徴とする施錠弁制御装置。
4. 請求項２記載の前記回転閉水弁と前記回転錠との、
   開栓角度の０度から最大開栓の区間の噛合いにおいて、
   開栓した任意の開栓角度で、該施錠棒の閉栓側に、
   噛合う該閉水板の外周軌道の軌跡の形状に沿う、湾曲した形状を備えたものであり、
   該施錠棒の閉栓方向の回転力に対し、該閉水板の閉栓が阻害されにくく、
   該回転閉水弁に確実な閉栓を促す、変形施錠棒の回転施錠弁装置。
5. 請求項２記載の前記弁開閉装置において、
   連動させる相互の前記回転施錠弁の任意の回転軸の該回転結合の該回転変換に、
   ２つの円を重ねた重複部分を削除する２つの三日月形状の、
   該三日月形状の該回転変換で機能する部分の外形を備え、
   双方の該円の中心から垂直に伸びた回転軸を備え、
   一方の回転が他方の回転を止める機能を備える、
   相互回転禁止機能の回転変換の、三日月形状の同時回転禁止装置。

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