JP2020125705A - 多軌道による重力回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転エネルギーを安定的に得ることができ、環境問題を引き起こさない回転装置を提供する。【解決手段】水平軸を有する円板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軌道３ａであって、円板面上の内側に形成された同心円１ａの円周から上記円板１の外周部までの間に放射状かつ等間隔に配設されたものと、複数の軌道３ａの各々に配設され、各軌道３ａ内を移動可能な液体の錘４を具備し、軌道３ａは外周側の端部に円板の回転方向に突出する不図示の第１の窪み３ｂを有するとともに、内側の同心円１ａ側の端部に円板１の回転方向と反対側に突出する不図示の第２の窪み３ｃを有しており、円板１の回転時に各軌道３ａ内の各錘４が円板１の回転と連動して各軌道３ａを移動して第１または第２の窪み３ｂ、３ｃに収納されることにより、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。【選択図】図１

Description

本発明は、多軌道による重力回転装置に関する。

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。

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。

特開２００８−０１４３０３号公報 特開２０１６−１６０７７１号公報

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。
また、特許文献２には水平軸を有する円板と、該円板面上に形成された複数のループ軌道と、各ループ軌道内を移動可能な錘によって構成され、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について記載されている。しかしながら、このような回転装置ではループ軌道内を錘が移動する微妙なタイミングを常に保つことができず、円板の回転を持続させるために不可欠な回転モーメントのバランスを保つことが困難であった。

本発明は上記課題を解決し、回転エネルギーを安定的に得ることができ、環境問題を引き起こさない回転装置を提供することを課題とする。

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軌道であって、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放射状かつ等間隔に配設されたものと、複数の軌道の各々に配設され、各軌道内を移動可能な液体の錘を具備し、軌道は、外周側の端部に円板の回転方向に突出する第１の窪みを有するとともに、内側の同心円側の端部に円板の回転方向と反対側に突出する第２の窪みを有しており、円板の回転時に、各軌道内の各錘が円板の回転と連動して各軌道を移動して第１または第２の窪みに収納されることにより、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、各軌道は、密封容器により構成され、第１及び第２の窪みはいずれも錘の液体の全量を収納できる容積を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、さらに、水平軸に請求項２の円板が複数取り付けられており、各円板の各軌道の取付け中心角度が水平軸に対して所定の角度ずつずれる態様で取り付けられ、全体として水平軸の周囲に均等な角度間隔で各軌道の全てが均等な角度間隔で配設されることを特徴とする。

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かつ長期間に得て稼働することができ、さらに有毒ガスや温暖化ガスを排出することもなく、ひいては海水温を上昇させることもないので異常気象の発生の元を断ち切る効果が期待できる。

第１の実施形態を示す素機数７２の場合の模式図であり、黒丸は錘を示す。軌道両端の窪みは省略している。 素機の詳細を示す図である。 アンバランス領域における液体の動向を示す図である。 第２の実施形態の軸棒に対し円板が複数取付けられた組立図である。

以下に、本発明の第１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軌道３ａであって、円板面上の内側に形成された同心円１ｆの円周から上記円板１の外周部までの間に放射状かつ等間隔に配設されたものと、複数の軌道３ａの各々に配設され、各軌道３ａ内を移動可能な液体の錘４を具備し、軌道３ａは図２に示すように、外周側の端部に円板の回転方向に突出する第１の窪み３ｂを有するとともに、内側の同心円１ａ側の端部に円板１の回転方向と反対側に突出する第２の窪み３ｃを有しており、円板１の回転時に、各軌道３ａ内の各錘４が円板１の回転と連動して各軌道３ａを移動して第１または第２の窪み３ｂ、３ｃに収納されることにより、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。
各軌道３ａは、密封容器により構成され、第１の窪み３ｂ及び第２の窪み３ｃはいずれも錘４の液体の全量を収納できる容積を有する。
なお、上記軌道３ａ、第１の窪み３ｂ及び第２の窪み３ｃを有し、内部に液体の錘４を保持する容器を以降「素機３」と記す。

図１は模式図であり、軌道両端の窪み３ｂ、３ｃを省略している。黒丸は錘４を示す。錘４は液体であるため、黒丸の位置は液体の錘４の重心位置を示している。回転出力の創生は軸水平線の近傍のアンバランス領域で行われるが、これを可能にするのが軸水平線の上下に示すバランス領域のバランス精度の高さである。この課題解決には素機３の多数設置が必要となる。

アンバランス領域においては右回転の駆動により水平線を過ぎると左右の錘が同じ方向（図の右方向）に移動してバランスが崩れる。すなわち、右の錘４による右回転のモーメントが左の錘４による左回転のモーメントより大きくなる。右の錘４の位置が、左の錘４の位置よりも回転中心からの距離の大きい外周側に移動し、左の錘４の位置は逆に回転中心からの距離の小さい軸側に移動するからである。このように、アンバランス領域では円板１は回転駆動力を得ることができる。ところが、これらのアンバランス領域にある素機３は自らの回転モーメントによって円板を回転させて上下のバランス領域、すなわち左右の回転モーメントがバランスする領域へ入っていき、領域として生成する回転力を失う。そこで後続の素機３がアンバランス領域に移動して回転力を生成し、回転が持続する。

このアンバランス領域で生じる右回転のモーメントを、他の領域で打ち消してしまわないために、アンバランス領域の上下に存在するバランス領域のバランス精度が問題となる。
上部バランス領域、下部バランス領域では共に図１に示すように、各素機３内の錘４は円板軸の鉛直線の左右にほぼ対称に位置している。この左右の各錘４の位置によるモーメントが右回転モーメントと左回転モーメントで高精度に打ち消しあって合計ほぼゼロとするために、素機３を多数配設することにより、回転中どの位置に各錘４があってもこれらバランス領域で生じるモーメントの影響で上記アンバランス領域で生成される回転駆動力を減じないようにするのである。

次に、素機３をさらに多数配設し得る第２の実施形態について説明する。
円板１ａ〜１ｅと素機３の詳細な構成とそれらの機能についても本実施形態にて説明する。まず、本実施形態の構成について説明する。
図４に示すように、本実施形態では水平軸２に実施形態１で説明した円板１が５台取り付けられており、各円板１ａ〜１ｅには各々３６台の素機３が配設されている。そして、各円板１ａ〜１ｅは、各素機３の取付け中心角度が順次２°ずつずらせた態様で水平軸２に取り付けられ、全体として水平軸の周囲に各素機３の全てが均等な角度間隔で配設される。なお、図４では上記各素機３が２°ずつずらせて配設される点は表現していない。

円板１ａ〜１ｅは、各々軸棒２に取り付け可能な機構を持つ半径１５０ｃｍの円板であって、図示しないが放射状に素機を取り付ける機構を有している。同心円１ｆの半径は８０ｃｍである。
素機３は図２に示すように、内部の軌道３ａが矩形断面を有する両端を閉じた塩ビ製角パイプで、両端に第１の窪み３ｂ及び第２の窪み３ｃを有する。
軌道３ａの長径は液体の錘４の往復路であって液体が容易に往復できる空間を有している。窪み３ｂ、３ｃは液体の正常進行を妨げない形状としている。
塩ビ製角パイプは内径サイズ２ｃｍ×１３ｃｍ、長さ７０ｃｍである。
窪み３ｂ、３ｃの寸法は内径サイズで２ｃｍ×８ｃｍ×１３ｃｍである。
各錘４は水２００ｇであって素機３の端面に設けられた直径３ｃｍの注入口より注入される。注入量は窪みと同じ体積を目安とする。窪みの体積＝２ｃｍ×８ｃｍ×１３ｃｍ＝２０８ｃｍ^３→水約２００ｇ
回転軸２は円板１ａ〜１ｅの５基を装着可能な長さとしている。

３６個の素機３は第１の窪み３ｂ部分を円板１の外側にそろえて放射状に等間隔で取り付けられる。図３に示すように、第１の窪み３ｂの突出方向は、円板１の回転方向である右回転における進行方向とする。
図４に示すように、５基の円板１ａ〜１ｅを回転軸１に並列に取り付ける。その際、隣接する円板ごとに素機３の軌道３ａを２°ずつずらせて固定する。

次に、本実施形態の機能について説明する。
上述した本実施形態の自然駆動の仕組みは素機の数が増すほどあたかも水が間断なく流れ込む水車のように出力が安定する。
実施形態２では回転軸２に対して複数の円板を取り付けることでより多くの素機３を配設することが可能となり、これによってバランス領域のバランス精度がさらに高まり、アンバランス領域の力が発揮できるようになるため軌道３ａの長さに応じたモーメントが期待できる。

装置の成否はバランス領域のバランス精度の善し悪しで決まる。バランスは円板軸を通る鉛直線と、各素機内の錘の位置との水平距離の総和の左右差で示され、その差が少ないほどバランス精度が高いと言える。本装置では素機の多数設置によって、素機同士の間隔を狭くすることでバランス精度を高める。例えば素機数が１８０個なら素機同士の間隔は中心角度で２°となるが、この場合軌道の長さを６０ｃｍとすればバランス精度は十分に保たれる。

本実施形態の機能、効果については第１の実施形態と同様であるが、複数の円板を具備する構成として、各円板に配設される素機の数を減らすことで各円板における素機間の間隔に余裕が生じるため、第１の実施形態と較べてより小径の円板とすることができる。バランス領域のバランス精度は、各円板の素機配設角度を所定の角度ずつずらして水平軸に固定することで、複数の円板全体で等間隔の角度位置に素機を配設することができるため十分な精度が確保できる。

なお、本実施形態では水平軸に５台の円板を取り付け、各円板に取り付ける素機を３６台とし、各円板の素機を２°ずつずらす態様としたが、これに限らず全体として各円板の素機が水平軸の回りに等間隔の角度で配設されるように円板台数、各円板の素機台数、及び各円板の素機の均等角度配置のための水平軸取付け角度を定めればよい。

ここまで本装置の作動メカニズムの基本理論として第１、第２の実施形態において「軌道を放射状に設置する」と述べたが、実は軌道を回転方向に傾けることでアンバランス領域の上下の幅が広がって出力の増加が得られる。

以上説明したように、本実施形態では上記アンバランス領域での円板に対する駆動力が円板の回転中に連続して生成される。
本実施形態の重力回転装置により、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かつ長期間に得て稼働することができ、さらに有毒ガスや温暖化ガスを排出することもなく、ひいては海水温を上昇させることもないので異常気象の発生の元を断ち切る効果が期待できる。

１ 円板
１ａ〜１ｅ 円板
１ｆ 同心円
２ 水平軸
３ 素機
３ａ 軌道
３ｂ 第１の窪み
３ｃ 第２の窪み
４ 錘
１０ 回転装置

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軌道であって、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放射状かつ等間隔に配設されており、上記複数の軌道の数は少なくとも７２以上であるものと、複数の軌道の各々に配設され、各軌道内を移動可能な液体の錘を具備し、軌道は、外周側の端部に円板の回転方向に突出する第１の窪みを有するとともに、内側の同心円側の端部に円板の回転方向と反対側に突出する第２の窪みを有しており、円板の回転時に、各軌道内の各錘が円板の回転と連動して各軌道を移動して第１または第２の窪みに収納されることにより、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。

Claims (3)

1. 水平軸を有する円板と、
   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軌道であって、該複数の軌道が、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放射状かつ等間隔に配設されたものと、
   該複数の軌道の各々に配設され、上記各軌道内を移動可能な液体の錘と、
   を具備し、
   上記軌道は、上記外周側の端部に上記円板の回転方向に突出する第１の窪みを有するとともに、上記内側の同心円側の端部に上記円板の回転方向と反対側に突出する第２の窪みを有しており、
   上記円板の回転時に、上記各軌道内の上記各錘が上記円板の回転と連動して上記各軌道を移動して上記第１または第２の窪みに収納されることにより、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、
   ことを特徴とする多軌道による重力回転装置。
2. 上記各軌道は、密封容器により構成され、上記第１及び第２の窪みはいずれも錘の液体の全量を収納できる容積を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の多軌道による重力回転装置。
3. 上記水平軸に請求項２に記載の円板が複数取り付けられており、該各円板の上記各軌道の取付け中心角度が上記水平軸に対して所定の角度ずつずれる態様で取り付けられ、全体として上記水平軸の周囲に均等な角度間隔で上記各軌道の全てが均等な角度間隔で配設される、ことを特徴とする多軌道による重力回転装置。
   

Images