JP3179094U - 流体重量差による蓄圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一対の釣瓶（つるべ）に流入される流体の重量差によって発生する重力エネルギーで空気圧縮機構を直接駆動し、エネルギーロス無く効率良く圧縮空気を蓄圧する流体重量差による蓄圧装置を提供する。
【解決手段】 シーソー手段１０の両端に吊下げ交互昇降する一対の貯蔵タンク１２，１３と、上記各貯蔵タンク底面１２Ｂ，１３Ｂの排水口１２Ｌ，１３Ｌを開閉すべく天井部Ｈ１から吊下げたロープに繋いだゴムフロートの開閉弁Ｖ１，Ｖ２と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面間に連結した空気シリンダＣ１，Ｃ２と、上記各貯蔵タンクに水Ｗを交互に供給する切換弁Ｖ３の注水管Ｐと、上記各貯蔵タンクの昇降で得られる空気シリンダ内の圧縮空気Ｅ０を貯留する蓄圧タンク２０Ａと、蓄圧装置１００である。
【選択図】図１

Description

本考案は、従来の水力発電や重力による発電装置に替わるもので、水等の流体の重量物を吊り下げ降ろす重力を原動力とし、この重力エネルギーで圧縮機を駆動する技術に係わり、特に、一対の釣瓶（つるべ）に流入される流体の重量差（水位差による重量差）によって発生する重力エネルギーで空気圧縮機構を直接駆動し、エネルギーロス無く効率良く圧縮空気を蓄圧する流体重量差による蓄圧装置に関する。

近年、例えば、先程の東日本大震災に際して原子力発電所における原子炉からの放射能放出は、近隣の土壌汚染，空気汚染，人体及び家畜に対する生命に及ぼす甚大な被害を永年にわたり与え続ける、と言う問題が浮き彫りになった。そこで、非原子力発電の方向へとかじ取りが始まっている。其の提案には、風力発電，太陽光発電，地熱発電，水力発電の見直しが挙げられる。
特に、水力発電所は、発電所から消費地へと長い送電線を介してエネルギー伝送する為に、多くのエネルギーロスが発生する。即ち、水力発電所は山間地に有り、消費地となる都市部や工業地帯、住宅地帯へのエネルギー送電時に多くのエネルギーロスを発生させている。そこで、山間地のダム湖に見られるように、上流と下流との水位差による水流の落差エネルギーを利用した技術ではなく、天秤の左右に設けた容器に水を流し込んで生ずる水の有無による重量差を利用して水車を回転させるものが提案されている。

その発電方式は、重力応用に係わり、重量物を上から下へさがる重力エネルギーを応用したものである。具体例の一つは、重力による発電装置であって、重量物を吊り下げ、地球の中心に向けて発生する重力を原動力とし、重力物が落下することで重力エネルギーを発生させる。この重力エネルギーを発電機の軸を廻すための原動力とする。その構成は、櫓に備えた歯車滑車，スポーク車輪変速機，チェーンを使い歯車滑車にチェーンを掛け、チェーンに重量物を吊り下げ、この重量物が下へ下がる重力の力で発電機軸を廻して原動力を得ている（例えば、特許文献１。）。

また、別の重力発電システムは、少量の水を電力に変換することができる重力発電システムである。その構成は、エンドレスの動力伝達帯に取り付けられた水貯蔵用容器に、水を貯留したときの重力によって、該動力伝達帯を作動させ、この動力伝達帯の作動を回転体の回転軸に伝達し、この回転軸の回転動力を発電機に伝達してなる重力発電システムであって、該動力伝達帯は少なくとも１個の該回転体をエンドレスに連結し、展張されており、かつ、該動力伝達帯には、該水貯蔵用容器が複数個取り付けられてなる重力回転システムである（例えば、特許文献２。）。

更に、別の重力利用発電装置は、大型タンクと複数の小型タンクを配管で連結し、配管に設けた電磁バルブを制御し、それぞれのタンク内部に設けた重力装置の重力差を利用して、圧縮した気体の流路を作り、この配管の流路に発電機を駆動させるようにしたタービンを設けて発電するものであ。その構成は、大型タンクの内部には重力装置を設け、大型タンクに設けた配管の中間に電磁バルブを介して、タービンを設け、集合タンクを介して分岐した配管に電磁バルブを介して複数の小型タンクの各々に連結し、小型タンクの内部には小重力装置が設けられている。タンク内部の重力装置によりタンク内の気体を圧縮して、大型タンクと小型タンク間に設けた配管内を交互に圧縮気体を通過させるよう電磁バルブを制御して、流路に設けた発電機のタービンを駆動させるものである（例えば、特許文献３。）

特開２００９−９２０５６号公報 特開２００５−１２１００２号公報 特開２００５−９３２５号公報

上記公知例は、何れの方式も重力エネルギーを利用したもので、重力エネルギーを回転エネルギーに変え、これで発電機を回転させて電気エネルギーとしている。これが為に、圧縮空気を得るには、電気エネルギーで電動機を駆動してエアーコンプレッサーを回転させて圧縮空気を造ると言う、複雑なエネルギー変換工程を経なければならないから、エネルギー変換ロスが３０％前後もあり、省電力で効率良く圧縮空気を得る手段とは言えない。

本考案は、上記各種の重力利用発電装置における問題点に鑑みてなされたものである。その目的は、重量物を吊り下げ降ろす力を原動力とし、重力物を吊り降ろすことで発生する重力エネルギーで圧縮機を駆動する技術に係わり、特に、天秤等のシーソー手段による二つの重量差によって発生する重力エネルギーで直接に空気圧縮機を駆動し、エネルギーロス無く効率良く圧縮空気をはじめとする各種圧縮気体を得る水位差圧縮機構を提供する。

上記目的を達成するべく本考案の請求項１による流体重量差による蓄圧装置は、枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられたロープに繋がるゴムフロートの開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した空気シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各貯蔵タンクの昇降で発生した空気シリンダ内の圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、を具備したことを特徴とする。

また、本考案の請求項２による流体重量差による蓄圧装置は、枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられたロープに繋がるゴムフロートの開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した流体シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク内に溜まる水を反対側の流体シリンダの下側室に該ピストンの上昇時に逆止弁を介して供給する給水管と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダ内から排出される水を加圧貯留する圧力付与タンクとからなり、上記圧力付与タンクの圧力水を各種水機器に供給する構成としたことを特徴とする。

また、本考案の請求項３による流体重量差による蓄圧装置は、枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられた伸縮性の有るゴム製ロープに繋がる開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した空気シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各貯蔵タンクの昇降で発生した空気シリンダ内の圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク内に溜まる水を貯水タンクに供給する給水管と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダ内から排出される水を溜める貯水タンクと、上記貯水タンクの水を汲み上げるべく上記蓄圧タンクからの圧縮空気で駆動される圧送ポンプとからなり、上記圧送ポンプからの圧力水を各種水機器に供給する構成としたことを特徴とする。

また、本考案の請求項４による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記シーソー手段は、一対の滑車とこれに巻き掛け吊下げたワイヤーロープからなることを特徴とする。

また、本考案の請求項５による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記一対の貯蔵タンク内への給水と排水は、一方側貯蔵タンクへの送水による自重増加と他方側貯蔵タンクの排水による自重軽減で一方側貯蔵タンクの下降とともにロープは伸長されて下限位置付近で緊張限界値に到達してゴムフロートの開閉弁を開口維持させ、一方側貯蔵タンクからの排水による水位低減で再びゴムフロートの開閉弁が排水口を閉口させ再び給水される給排水サイクルを一方側貯蔵タンクと他方側貯蔵タンクとの間で相互に繰り返させることを特徴とする。

また、本考案の請求項６による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記注水管は、各貯蔵タンク間の中間位置上に首振自在の放水口を垂下姿勢に閉口配置され、各貯蔵タンクの中立位置側のタンク壁に各々配置し各々外側に張り出した案内板が上昇移動側の貯蔵タン内に上記放水口を誘導するとともに、放水口を開口することを特徴とする。

また、本考案の請求項７による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記蓄圧タンクには、圧力調節弁を備え、所定圧力の圧縮空気を各種負荷に放出することを特徴とする。

また、本考案の請求項８による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記蓄圧タンクの圧力調節弁を介した圧縮空気は、この負荷となるボルテックスチューブの圧縮空気供給口に接続され、上記ボルテックスチューブ内から冷気を冷気吹出口に噴出し、暖気排出口から暖気を分離噴出する構成としたことを特徴とする。

また、本考案の請求項９による流体重量差による蓄圧装置は、請求項８記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記ボルテックスチューブは、冷気吹出口から噴出する冷気を冷蔵庫または工場冷房機器に供給し、暖気排出口から噴出する暖気を保温庫または工場暖房機器に供給することを特徴とする。

上記請求項１記載の流体重量差による蓄圧装置によると、シーソー手段の両端に吊下げた一対の貯蔵タンクに交互に水等の流体が流入及び排出される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンクの底面に連結した空気圧縮機となる空気シリンダのピストン棒を重力エネルギーでダイレクトに昇降動して空気シリンダ内の圧縮空気がエネルギーロスを生じること無く蓄圧タンクに貯蔵できる。

上記請求項２，３における流体重量差による蓄圧装置によると、上記請求項１の流体重量差による蓄圧装置による効果の他に、各貯蔵タンクから排出される水を圧力水として各種水機器に供給する構成としたから、この圧力水の使用例として、加圧水を夏場の加熱された高所屋根に送水して散布冷却する水力源にでき、エアコンの屋外機の放熱器に散水して冷房効率を高めることができる。更に、その他の水機器（道路の散水、加工物の冷却水、その他任意な用途）に使用でき、効率の良い省電力化が図れる。

上記請求項４，５記載の流体重量差による蓄圧装置によると、上記一対の貯蔵タンクと連動するロープに繋がるゴムフロートの開閉弁は、一方側貯蔵タンクへの送水による自重増加と他方側貯蔵タンクの放水により一方側貯蔵タンクの下降とともに伸長し下限位置付近で開口張力値に到達して開閉弁が開口でき、一方側貯蔵タンクからの放水による自重減少と他方側貯蔵タンクへの送水で一方側貯蔵タンクの上昇移動で縮んで開口張力値以下に張力減少すると開閉弁が閉口できる。

上記請求項６記載の流体重量差による蓄圧装置によると、上記注水管は、各貯蔵タンクの中立位置上に首振自在の放水口を垂下姿勢に閉口配置でき、各貯蔵タンクの中立位置側のタンク壁に各々配置し各々外側に張り出した案内板が上昇移動側の貯蔵タン内に上記放水口を誘導できるとともに、放水口を開口できる。

上記請求項７〜９における流体重量差による蓄圧装置によると、上記圧縮空気を適正圧力に調圧して各種負荷に放出することで、任意な負荷に対して適正な圧縮空気により効率良く駆動できる。
そして、上記圧縮空気をボルテックスチューブの圧縮空気供給口に接続することで、上記ボルテックスチューブ内から冷気吹出口に冷気が噴出でき、暖気排出口から暖気が分離噴出できる。更に、上記ボルテックスチューブの冷気吹出口から噴出される冷気は、冷蔵庫または工場冷房機器に供給することで、これらの冷蔵や冷房運転が効率良くできる。
また、暖気排出口から分離噴出する暖気は、保温庫の保温や工場暖房機器の暖房運転が効率良くできる。

本考案の第１の実施の形態で、流体重量差による蓄圧装置の全体構成図である。 本考案の第１の実施の形態で、蓄圧装置の要部の断面図である。 本考案の第１の実施の形態で、蓄圧装置の要部の断面図である。 本考案の第１の実施の形態で、流体重量差による蓄圧装置の作用図である。 本考案の第１の実施の形態で、流体重量差による蓄圧装置の作用図である。 本考案の第２の実施の形態で、流体重量差による蓄圧装置の全体構成図である。 本考案の第３の実施の形態で、流体重量差による蓄圧装置の全体構成図である。 本考案の第１の実施の形態で、各貯蔵タンクの水位と連動する開閉弁の構成図である。

以下、図１乃至図５を参照し、本考案の第１の実施の形態となる流体重量差による蓄圧装置を説明する。以下、実施例で説明する。

本考案の流体重量差による蓄圧装置１００は、下記のように構成されている。図１に示すように、流体重量差による蓄圧装置１００は、先ず、建物やフレーム構造体等の枠体Ｈ０の天井部Ｈ１に取り付けた滑車１，２に巻掛けたワイヤーロープ３を介してその紐体両端部に吊設したシーソー手段１０は、このワイヤーロープ３の両端部に一対の貯蔵タンク１２，１３が取り付けられている。勿論、シーソー手段１０は、天秤棒からなる構成としても良い。これにより、上記一対の貯蔵タンク１２，１３は、双方が交互に昇降する。上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ，１３Ｂに開けた排出口１２Ｌ，１３Ｌには、天井部Ｈ１からロープ４（５）で吊下げた下端に繋がるフロート式（ゴムフロート）の開閉弁Ｖ１（Ｖ２）が開閉動作する。上記フロート式（ゴムフロート）の開閉弁Ｖ１（Ｖ２）は、図８に示す詳細構成に成っている。其の構成は、図８（ａ）に示すように、上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ（１３Ｂ）に開けた排出口１２Ｌ（１３Ｌ）の弁座１２Ｈ（１３Ｈ）に対して、その上面縁に設けた突片７には、半球状のゴムフロート８がその二股部８Ａをピン９で上下旋回可能に支持されている。これで、ゴムフロート８の底面に設けた突座８Ｂが弁座１２Ｈ（１３Ｈ）に対する開閉弁Ｖ１（Ｖ２）となる。尚、上記フロート式（ゴムフロート）の開閉弁Ｖ１（Ｖ２）は、開弁時にタンク内の水中で浮遊するように、内部に空気室８Ｃが設けられている。そして、上記ゴムフロート８の頂部８Ｄが上記ロープ４（５）に繋がれていて、各貯蔵タンク１２（１３）が下限位置付近（下死点付近）でロープ４（５）が緊張限界値となりゴムフロート８の開閉弁Ｖ１（Ｖ２）を開口維持する。

即ち、上記一対の貯蔵タンク１２（１３）内への給水と排水は、一方側貯蔵タンク１２への送水Ｗによる自重増加と他方側貯蔵タンク１３の排水Ｗによる自重軽減で一方側貯蔵タンク１２の下降とともにロープ４は伸長されて下限位置付近（下死点付近）で緊張限界値に到達してゴムフロートの開閉弁Ｖ１を開口維持させ、一方側貯蔵タンク１２からの排水Ｗによる水位低減で再びゴムフロートの開閉弁Ｖ１が排水口１２Ｌを閉口させ再び給水Ｗされる給排水サイクルを一方側貯蔵タンク１２と他方側貯蔵タンク１３の排水口１３Ｌとゴムフロートの開閉弁Ｖ２との間で相互に繰り返させる。

更に、上記一対の貯蔵タンク１２，１３には、河川２０等の水源からの水（液体）Ｗが開閉弁Ｖ０を備えた注水管Ｐ内に導入され、この下端に備える首振式の切換弁Ｖ３の放水口１５の方向を交互に切換えて供給される。上記貯蔵タンク１２，１３への交互切換え供給は、図２に示す構成によって行われる。上記注水管Ｐは、各貯蔵タンク１２，１３の中立位置上に首振自在の放水口１５を自重で垂下姿勢の状態で閉口配置（×印方向）される。そして、各貯蔵タンク間側のタンク壁１２Ａ，１３Ａに各々配置し各々外側に張り出した案内板１７，１８が交互に上昇移動する側の貯蔵タンク内に上記放水口１５を誘導するともに、この放水口を開口（矢印方向へ）する構成に成っている。即ち、図３（ａ）に示すように、右側の貯蔵タン１２が上昇時には、タンク壁１２Ａに配置し外側に張り出した案内板１７が上昇移動して貯蔵タンク１２内に上記放水口１５を誘導して放水口を開口（矢印方向へ）する。また、図３（ｂ）に示すように、左側の貯蔵タンク１３が上昇時には、タンク壁１３Ａに配置し外側に張り出した案内板１８が上昇移動して貯蔵タンク１３内に上記放水口１５を誘導して放水口を開口（矢印方向へ）する。そして、各貯蔵タンク１２，１３が交互に下降時には、図２に示すように、案内板１７，１８が放水口１５から離脱し、首振自在の放水口１５は自重で垂下姿勢の状態に閉口（×印方向）して水（液体）Ｗを遮断する。

そして、図１に示すように、上記各貯蔵タンク１２，１３の底面裏１２Ｂ，１３Ｂには、床面Ｆに立設した空気シリンダＣ１，Ｃ２内に嵌るピストンＰ１，Ｐ２のピストン棒２１，２２と連設されている。これにより、上記各貯蔵タンク１２，１３の交互に起きる昇降動に一体して昇降するピストン棒２１，２２がピストンＰ１，Ｐ２を昇降して空気シリンダＣ１，Ｃ２内の圧縮空気Ｅ０を配管Ｐ３，Ｐ４とこの途中に介在させた逆止弁Ｖ４，Ｖ５（上記ピストンＰ１，Ｐ２の上昇で空気シリンダ内が負圧になると外気Ｅ１をシリンダ内に送り込める機能を持つ）から蓄圧タンク（アキュームレーターであって、多量の圧縮空気を貯留する機能を持つ。以下、単に蓄圧タンクと言う。）２０Ａに圧送して貯留される。

上記蓄圧タンク２０Ａには、圧力調節弁２１を備え、所定圧力の圧縮空気Ｅ０を各種負荷に放出する構成としている。上記蓄圧タンク２０Ａからの圧縮空気は、多くの負荷の一つとなる例えば、ボルテックスチューブ３０における圧縮空気供給口３０Ａに配管Ｐ５で接続される。これで、上記ボルテックスチューブ３０内で発生するボルテックス効果により、圧縮空気Ｅ０は管内で外側の旋回流（自由渦）Ｅ０´となって右端部の暖気吹出口３０Ｂから暖気Ｈを分離噴出するほか、上記旋回流（自由渦）Ｅ０´の一部が内側の旋回流（強制渦）Ｅ２となって冷気Ｃとなり左端部の冷気吹出口３０Ｃから噴出する構成となる。尚、多量の暖気Ｈ叉は冷気Ｃを必要とすれば、複数本のボルテックスチューブ３０が並列設置される。

しかして、図１に見るように、上記ボルテックスチューブ３０において、冷気吹出口３０Ｃから噴出する冷気Ｃは、例えば冷蔵庫４０または工場５０の冷房機器に供給され、叉、暖気排出口３０Ｂから噴出する暖気Ｈを例えば、保温庫４１または工場５１の空調機器Ｋに供給される構成としている。

本考案の実施の形態となる流体重量差による蓄圧装置１００は、上記のように構成されており、以下のように流体重量差（水位差圧縮機構）を利用した蓄圧装置１００が機能する。その作用は、シーソー手段１０の両端に吊下げた一対の貯蔵タンクに交互に水Ｗ等の流体が流入及び排出される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンク１２，１３の底面１２Ｂ，１３Ｂに連結した空気圧縮機となる空気シリンダＣ１，Ｃ２のピストン棒２１，２２がピストンＰ１，Ｐ２を重力エネルギーでダイレクトに昇降動して空気シリンダ内の圧縮空気Ｅ０がエネルギーロスを生じること無く蓄圧タンク２０Ａに貯蔵される。

以下、図４と図５によりステップを踏んで各作用を説明する。先ず、図４において、
（１）は、左側の貯蔵タンク１３は空で重量が軽くシーソー手段１０により上昇動し、右側の貯蔵タンク１２は満水になった水Ｗの重量で下降動してピストン棒が空気シリンダＣ１内のピストンＰ１を押し下げて圧縮空気Ｅ０を蓄圧タンク２０Ａに圧送する。そして、（２）において、貯蔵タンク１２が下死点付近（下限位置付近）に至ると、ロープ４で吊下げられた下端に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ１を引き上げて排水口１２Ｌを開口し、満水の水Ｗを排水する。これと同時に、左側の貯蔵タンク１３は上昇時に案内板１８が貯蔵タン１３内に上記放水口１５を誘導する。ここで、（３）のように、開閉弁Ｖ２で排水口１３Ｌを閉じた左側の空の貯蔵タンク１３内に水Ｗが給水され、右側の貯蔵タンク１２から水Ｗの排水を続行する。そして（４）において、左側の空の貯蔵タンク１３が満水となり、右側の貯蔵タンク１２は空となり、直ちに（５）に示すように、左側の空の貯蔵タンク１３は重量増加で下降動を初め、右の貯蔵タンク１２が重量を軽くしておりシーソー手段１０により上昇動を関連し合って行われる。この時、下降する貯蔵タンク１３は満水になった水Ｗの重量で下降動してピストン棒が空気シリンダＣ２内のピストンＰ２を押し下げて圧縮空気Ｅ０を蓄圧タンク２０Ａに圧送する。そして、（６）において、貯蔵タンク１３が下死点付近（下限位置付近）に至ると、ロープ５で吊下げられた下端に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ２を引き上げて排水口１３Ｌを開口し、満水の水Ｗを排水する。最後に、（７）に示すように、開閉弁Ｖ１で排水口を閉じた右側の空の貯蔵タンク１２内に水Ｗが給され、左側の貯蔵タンク１３から水Ｗの排水を続行する。この後、（１）に示す動作に戻るサイクルを繰り返し、左右の貯蔵タンク１２，１３には、交互に給水と排水とが行われて両タンクの流体重量差（即ち、水位差）による昇降動が交互に起きる。これで、ダイレクトに空気シリンダのピストンを駆動させて圧縮空気を生成する。

上記の如く生成された圧縮空気Ｅ０は、各種負荷に放出することで、任意な負荷に対して圧縮空気により効率良く駆動できる。その具体例として、図１に示すように、上記圧縮空気Ｅ０をボルテックスチューブ３０の圧縮空気供給口３０Ａに接続することで、上記ボルテックスチューブ内から冷気吹出口３０Ｃに冷気Ｃが噴出される。また、暖気排出口３０Ｂから暖気Ｈが分離噴出される。そして、上記ボルテックスチューブの冷気吹出口３０Ｃから噴出される冷気Ｃは、冷蔵室４０または工場５０の冷房機器Ｋに供給することで、これらの冷蔵や冷房運転が効率良く実施される。また、暖気排出口３０Ｂから分離噴出する暖気Ｈは、保温室４１の保温や工場５１の暖房機器Ｋの暖房運転が効率良く実施される。また、上記蓄圧タンク２０Ａからの圧縮空気Ｅ０は、工作機械において、加工屑をエアで吹き飛ばすエア源としても使用される。

上記流体重量差による蓄圧装置１００の実施の形態によると、下記の効果がある。シーソー手段１０の両端に吊下げた一対の貯蔵タンク１２，１３に交互に水Ｗ等の流体が給水及び排水（排出）される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ，１３Ｂに連結した空気圧縮機となる空気シリンダＣ１，Ｃ２のピストン棒２１，２２を重力エネルギーで電気エネルギーに変換しなくてもダイレクトに昇降動でき、空気シリンダ内の圧縮空気Ｅ０がエネルギーロスを生じること無く蓄圧タンク２０Ａに貯蔵できる。

また、上記ロープ４，５に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、一方側貯蔵タンク１２への給水による自重増加と他方側貯蔵タンク１３の排水により、一方側貯蔵タンク１２の下降とともにロープが下限位置付近で緊張限界値に到達して開閉弁Ｖ１は浮上されて排水口１２Ｌが開口でき、一方側貯蔵タンク１２からの排水による水位低下で再び開閉弁Ｖ１は下降して排水口１２Ｌを閉口できる。他方側貯蔵タンク１３の排水口１３Ｌに対するゴムフロートの開閉弁Ｖ２も同様に機能できる。

また、上記注水管Ｐは、各貯蔵タンク１２，１３の中立位置上に首振自在の放水口１５を垂下姿勢に閉口配置でき、各貯蔵タンクの中立位置側のタンク壁１２Ａ，１３Ａに各々配置し各々外側に張り出した案内板１７，１８が上昇移動側の貯蔵タンク内に上記放水口を誘導できるとともに、放水口を開口できる。

更に、上記圧縮空気Ｅ０は、任意な圧縮空気で作動する負荷に対して該圧縮空気で効率良く駆動できる。最も単純な効果は、蓄圧タンク２０Ａからの圧縮空気Ｅ０で工作機械における加工屑を吹き飛ばすエア源の効果が発揮できる。
更に、上記圧縮空気をボルテックスチューブ３０の圧縮空気供給口３０Ａに接続することで、上記ボルテックスチューブ内から冷気吹出口３０Ｃに冷気Ｃが噴出でき、暖気排出口３０Ｂから暖気Ｈが分離噴出できる。これにより、上記ボルテンクスチューブの冷気吹出口３０Ｃから噴出される冷気は、冷蔵室４０または工場冷房機器Ｋに供給することで、これらの冷蔵や冷房運転が効率良くできる。更に、暖気排出口３０Ｂから分離噴出する暖気Ｈは、保温室４１の保温や工場暖房機器Ｋの暖房運転が効率良く飛躍的に改善できる。

上記流体重量差による蓄圧装置１００は、水圧機器の圧力水源とする。図６に示す第２の実施の形態の流体重量差による蓄圧装置２００で説明する。具体的には、枠体等Ｈ０の天井部Ｈ１に吊設して紐体３の両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段１０と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンク１２，１３と、上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ，１３Ｂに装備した排水口１２Ｌ，１３Ｌを閉塞すべく天井部から吊下げられたロープ４，５に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ１，Ｖ２と、上記各貯蔵タンクの底面裏１２Ｂ，１３Ｂと床面Ｆとの間に連結した流体シリンダＣ３，Ｃ４のピストン棒２１，２２と、上記各貯蔵タンク１２，１３間の上部に水Ｗ等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁Ｖ３付の注水管１５と、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク１２，１３内に溜まる水Ｗを反対側の流体シリンダ（貯蔵タンク１２から流体シリンダＣ４へ、貯蔵タンク１３から流体シリンダＣ３へ）の下側室に該ピストン２１，２２の上昇時に逆止弁Ｖ６，Ｖ７を介して供給する給水管Ｐ１，Ｐ２と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダＣ３，Ｃ４内から排出される水Ｗ１，Ｗ２は、各配管Ｐ３，Ｐ４により各逆止弁Ｖ４，Ｖ５を介して加圧貯留される圧力付与タンク２０Ｂとから構成されている。上記圧力付与タンク２０Ｂは、タンク内に充填された水Ｗ３が充填空気ＥＰを圧縮して得られる膨張力により圧力水Ｗ３となり、配管Ｐ５により各種水機器ＷＫに供給される構成としたものである。

上記流体重量差による蓄圧装置２００の実施の形態によると、下記の作用、効果が得られる。上記蓄圧装置１００と同様に、その作用は、シーソー手段１０の両端に吊下げた一対の貯蔵タンクに交互に水Ｗ等の流体が流入及び排出される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンク１２，１３の底面１２Ｂ，１３Ｂに連結した流体シリンダＣ３，Ｃ４のピストン棒２１，２２がピストンＰ１，Ｐ２を重力エネルギーでダイレクトに昇降動して流体シリンダ内の水Ｗが排出される。即ち、反対側の流体シリンダ（貯蔵タンク１２から流体シリンダＣ４へ、貯蔵タンク１３から流体シリンダＣ３へ）の下側室に該ピストン２１，２２の上昇時に逆止弁Ｖ６，Ｖ７を介して給水管Ｐ１，Ｐ２と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダＣ３，Ｃ４内から排出される水Ｗ１，Ｗ２は、各配管Ｐ３，Ｐ４により各逆止弁Ｖ４，Ｖ５を介して圧力付与タンク２０Ｂにエネルギーロスを生じること無く加圧貯留される。

この結果、上記圧力付与タンク２０Ｂから放出される圧力水Ｗ３は、各種水機器ＷＫに供給される。その一例として、高所屋根に圧力水Ｗ３を散水することで起きる気化熱により家屋内の気温を低下させられる。また、エアコンの屋外機の熱交換器に圧力水Ｗ３を散水することで、熱交換器が水冷却されることで熱交換効率が高められ、結果的に運転効率を高めたエコ運転できる。更に、その他の用途として、機械加工物の冷却や切屑の除塵、道路に散水すると外気温の気加熱による低下が図れる。まだまだ、多くの省エネを図った用途が考えられる。

更に、上記流体重量差による蓄圧装置１００は、水圧機器の圧力水源とすべく、図７に示す第３の実施の形態の流体重量差による蓄圧装置３００で説明する。具体的には、枠体等Ｈ０の天井部Ｈ１に吊設して紐体３の両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段１０と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンク１２，１３と、上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ，１３Ｂに装備した排水口１２Ｌ，１３Ｌを閉塞すべく天井部から吊下げられたロープ４，５に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ１，Ｖ２と、上記各貯蔵タンクの底面裏１２Ｂ，１３Ｂと床面Ｆとの間に連結した空気シリンダＣ１，Ｃ２のピストン棒２１，２２と、上記各貯蔵タンク間の上部に水Ｗ等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁Ｖ３付の注水管１５と、上記各貯蔵タンクの昇降で発生した空気シリンダＣ１，Ｃ２内の圧縮空気Ｅ０を貯留する蓄圧タンク２０Ａと、上記各切換弁Ｖ１，Ｖ２の交互開口で各貯蔵タンク内に溜まる水Ｗを貯水タンク６０に供給する給水管Ｐ６，Ｐ７と、上記貯水タンク６０の水Ｗを汲み上げるべく上記蓄圧タンク２０Ａからの圧縮空気Ｅ０で駆動される圧送ポンプ７０とからなり、上記圧送ポンプ７０からの圧力水Ｗ４を各種水機器ＷＫに供給する構成とした。上記圧送ポンプ７０は、圧縮空気Ｅ０で駆動される羽根車７１と、この回転軸７２に付設したスクリュウ７３により貯水タンク６０の水Ｗを汲み上げる機能を持っている。

上記流体重量差による蓄圧装置３００の実施の形態によると、下記の作用、効果が得られる。上記蓄圧装置１００と同様に、その作用は、シーソー手段１０の両端に吊下げた一対の貯蔵タンクに交互に水Ｗ等の流体が流入及び排出される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンク１２，１３の底面１２Ｂ，１３Ｂに連結した空気シリンダＣ１，Ｃ２のピストン棒２１，２２がピストンＰ１，Ｐ２を重力エネルギーでダイレクトに昇降動して空気シリンダ内の圧縮空気Ｅ０が蓄圧タンク２０Ａに溜められる。この一部が配管Ｐ５で圧送ポンプ７０に圧送されて羽根車７１を回転駆動して貯水タンク６０の水Ｗを汲み上げ、各種水機器ＷＫに供給される。また、上記各貯蔵タンク１２，１３の交互の下降端で開閉弁Ｖ１，Ｖ２が排水口１２Ｌ，１３Ｌを開口させ、ここから排出する水Ｗが貯水タンク６０にエネルギーロスを生じること無く溜められる。

この結果、上記貯水タンク６０から放出される圧力水Ｗ４は、各種水機器ＷＫに供給され。その一例として、高所屋根に圧力水Ｗ４を散水することで起きる気化熱により家屋内の気温を低下させられる。また、エアコンの屋外機の熱交換器に圧力水Ｗ４を散水することで、熱交換器が水冷却されることで熱交換効率が高められ、結果的に運転効率を高めたエコ運転できる。更に、その他の用途として、機械加工物の冷却や切屑の除塵、道路に散水すると外気温の気加熱による低下が図れる。まだまだ、多くの省エネを図った用途が考えられる。

本考案は、大気中の空気を対象物としているが、窒素ガス，炭酸ガス，水素ガス等の各種気体をその対象とすることができることから、気体の種類や性質に限定されない。更に、負荷の種類も上記実施例に限定されず、圧縮空気を駆動源や供給源とする機器に適用可能である。

１，２ 滑車
３ ワイヤーロープ
４，５ ロープ
７ 突片
８ ゴムフロート
８Ａ 二股部
８Ｂ 突座
８Ｃ 空気室
８Ｄ 頂部
９ ピン
１０ シーソー手段
１２，１３ 貯蔵タンク
１２Ａ，１３Ａ タンク壁
１２Ｂ，１３Ｂ 底面（底面裏）
１２Ｌ，１３Ｌ 排出口
１２Ｈ，１３Ｈ 弁座
１５ 放水口
１７，１８ 案内板
２０ 河川
２０Ａ 蓄圧タンク
２０Ｂ 圧力付与タンク
２１，２２ ピストン棒
２１ 圧力調節弁
３０ ボルテックスチューブ
３０Ａ 圧縮空気供給口
３０Ｂ 暖気吹出口
３０Ｃ 冷気吹出口
４０ 冷蔵庫
４１ 保温庫
５０ 工場
５１ 工場
６０ 貯水タンク
７０ 圧送ポンプ
７１ 羽根車
７２ 回転軸
７３ スクリュウ
１００ 流体重量差による蓄圧装置
２００ 流体重量差による蓄圧装置
３００ 流体重量差による蓄圧装置
Ｃ 冷気
Ｃ１，Ｃ２ 空気シリンダ
Ｃ３，Ｃ４ 流体シリンダ
Ｅ０ 圧縮空気
Ｅ０´ 旋回流（自由渦）
Ｅ１ 外気
Ｅ２ 旋回流（強制渦）
ＥＰ 充填空気
Ｆ 床面
Ｋ 空調機器（冷房機器、暖房機器）
Ｐ 注水管
Ｐ１，Ｐ２ ピストン
Ｐ３〜Ｐ７ 配管
Ｈ 暖気
Ｈ０ 建物等の枠体
Ｈ１ 天井部
Ｖ１，Ｖ２ ゴムフロートの開閉弁
Ｖ３ 切換弁
Ｖ４〜Ｖ７ 逆止弁
Ｖ０ 開閉弁
Ｗ〜Ｗ１，Ｗ２ 水（液体）
Ｗ３，Ｗ４ 加圧水
ＷＫ 各種水機器

また、本考案の請求項４による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記シーソー手段は、一対の滑車とこれに巻き掛け吊下げたワイヤーロープからなることを特徴とする。

また、本考案の請求項５による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記一対の貯蔵タンク内への給水と排水は、一方側貯蔵タンクへの送水による自重増加と他方側貯蔵タンクの排水による自重軽減で一方側貯蔵タンクの下降とともにロープは伸長されて下限位置付近で緊張限界値に到達してゴムフロートの開閉弁を開口維持させ、一方側貯蔵タンクからの排水による水位低減で再びゴムフロートの開閉弁が排水口を閉口させ再び給水される給排水サイクルを一方側貯蔵タンクと他方側貯蔵タンクとの間で相互に繰り返させることを特徴とする。

また、本考案の請求項６による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記注水管は、各貯蔵タンク間の中間位置上に首振自在の放水口を垂下姿勢に閉口配置され、各貯蔵タンクの中立位置側のタンク壁に各々配置し各々外側に張り出した案内板が上昇移動側の貯蔵タン内に上記放水口を誘導するとともに、放水口を開口することを特徴とする。

また、本考案の請求項７による流体重量差による蓄圧装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体重量差による蓄圧装置において、上記蓄圧タンクには、圧力調節弁を備え、所定圧力の圧縮空気を各種負荷に放出することを特徴とする。

更に、上記一対の貯蔵タンク１２，１３には、河川２０等の水源からの水（液体）Ｗが開閉弁Ｖ０を備えた注水管Ｐ内に導入され、この下端に備える首振式の切換弁Ｖ３の放水口１５の方向を交互に切換えて供給される。上記貯蔵タンク１２，１３への交互切換え供給は、図２に示す構成によって行われる。上記注水管Ｐは、各貯蔵タンク１２，１３の中立位置上に首振自在の放水口１５を自重で垂下姿勢の状態で閉口配置（×印方向）される。そして、各貯蔵タンク間側のタンク壁１２Ａ，１３Ａに各々配置し各々外側に張り出した案内板１７，１８が交互に上昇移動する側の貯蔵タンク内に上記放水口１５を誘導するとともに、この放水口を開口（矢印方向へ）する構成に成っている。即ち、図３（ａ）に示すように、右側の貯蔵タン１２が上昇時には、タンク壁１２Ａに配置し外側に張り出した案内板１７が上昇移動して貯蔵タンク１２内に上記放水口１５を誘導して放水口を開口（矢印方向へ）する。また、図３（ｂ）に示すように、左側の貯蔵タンク１３が上昇時には、タンク壁１３Ａに配置し外側に張り出した案内板１８が上昇移動して貯蔵タンク１３内に上記放水口１５を誘導して放水口を開口（矢印方向へ）する。そして、各貯蔵タンク１２，１３が交互に下降時には、図２に示すように、案内板１７，１８が放水口１５から離脱し、首振自在の放水口１５は自重で垂下姿勢の状態に閉口（×印方向）して水（液体）Ｗを遮断する。

上記流体重量差による蓄圧装置１００は、水圧機器の圧力水源とする。図６に示す第２の実施の形態の流体重量差による蓄圧装置２００で説明する。具体的には、枠体等Ｈ０の天井部Ｈ１に吊設して紐体３の両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段１０と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンク１２，１３と、上記各貯蔵タンクの底面１２Ｂ，１３Ｂに装備した排水口１２Ｌ，１３Ｌを閉塞すべく天井部から吊下げられたロープ４，５に繋がるゴムフロートの開閉弁Ｖ１，Ｖ２と、上記各貯蔵タンクの底面裏１２Ｂ，１３Ｂと床面Ｆとの間に連結した流体シリンダＣ３，Ｃ４のピストン棒２１，２２と、上記各貯蔵タンク１２，１３間の上部に水Ｗ等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁Ｖ３付の注水管１５と、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク１２，１３内に溜まる水Ｗを反対側の流体シリンダ（貯蔵タンク１２から流体シリンダＣ４へ、貯蔵タンク１３から流体シリンダＣ３へ）の下側室に該ピストンＰ１，Ｐ２の上昇時に逆止弁Ｖ６，Ｖ７を介して供給する給水管Ｐ１´，Ｐ２´と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダＣ３，Ｃ４内から排出される水Ｗ１，Ｗ２は、各配管Ｐ３，Ｐ４により各逆止弁Ｖ４，Ｖ５を介して加圧貯留される圧力付与タンク２０Ｂとから構成されている。上記圧力付与タンク２０Ｂは、タンク内に充填された水Ｗ３が充填空気ＥＰを圧縮して得られる膨張力により圧力水Ｗ３となり、配管Ｐ５により各種水機器ＷＫに供給される構成としたものである。

上記流体重量差による蓄圧装置２００の実施の形態によると、下記の作用、効果が得られる。上記蓄圧装置１００と同様に、その作用は、シーソー手段１０の両端に吊下げた一対の貯蔵タンクに交互に水Ｗ等の流体が流入及び排出される重量差のアンバランスを起こさせることで、上記各貯蔵タンク１２，１３の底面１２Ｂ，１３Ｂに連結した流体シリンダＣ３，Ｃ４のピストン棒２１，２２がピストンＰ１，Ｐ２を重力エネルギーでダイレクトに昇降動して流体シリンダ内の水Ｗが排出される。即ち、反対側の流体シリンダ（貯蔵タンク１２から流体シリンダＣ４へ、貯蔵タンク１３から流体シリンダＣ３へ）の下側室に該ピストンＰ１，Ｐ２の上昇時に逆止弁Ｖ６，Ｖ７を介して給水管Ｐ１´，Ｐ２´と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダＣ３，Ｃ４内から排出される水Ｗ１，Ｗ２は、各配管Ｐ３，Ｐ４により各逆止弁Ｖ４，Ｖ５を介して圧力付与タンク２０Ｂにエネルギーロスを生じること無く加圧貯留される。

Claims (9)

1. 枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられたロープに繋がるゴムフロートの開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した空気シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各貯蔵タンクの昇降で発生した空気シリンダ内の圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、を具備したことを特徴とする流体重量差による蓄圧装置。
2. 枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられたロープに繋がるゴムフロートの開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した流体シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク内に溜まる水を反対側の流体シリンダの下側室に該ピストンの上昇時に逆止弁を介して供給する給水管と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダ内から排出される水を加圧貯留する圧力付与タンクとからなり、上記圧力付与タンクの圧力水を各種水機器に供給する構成としたことを特徴とする流体重量差による蓄圧装置。
3. 枠体等の天井部に吊設して紐体両端部の双方が交互に昇降するシーソー手段と、上記シーソー手段の紐体両端に吊下げた一対の貯蔵タンクと、上記各貯蔵タンクの底面に装備した排水口を閉塞すべく天井部から吊下げられたロープに繋がるゴムフロートの開閉弁と、上記各貯蔵タンクの底面裏と床面との間に連結した空気シリンダのピストン棒と、上記各貯蔵タンク間の上部に水等の液体を交互に切換え放出と停止を繰り返す切換弁付の注水管と、上記各貯蔵タンクの昇降で発生した空気シリンダ内の圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、上記各切換弁の交互開口で各貯蔵タンク内に溜まる水を貯水タンクに供給する給水管と、上記各貯蔵タンクの交互の下降時に流体シリンダ内から排出される水を溜める貯水タンクと、上記貯水タンクの水を汲み上げるべく上記蓄圧タンクからの圧縮空気で駆動される圧送ポンプとからなり、上記圧送ポンプからの圧力水を各種水機器に供給する構成としたことを特徴とする流体重量差による蓄圧装置。
4. 上記シーソー手段は、一対の滑車とこれに巻き掛け吊下げたワイヤーロープからなることを特徴とする請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置。
5. 上記一対の貯蔵タンク内への給水と排水は、一方側貯蔵タンクへの送水による自重増加と他方側貯蔵タンクの排水による自重軽減で一方側貯蔵タンクの下降とともにロープは伸長されて下限位置付近で緊張限界値に到達してゴムフロートの開閉弁を開口維持させ、一方側貯蔵タンクからの排水による水位低減で再びゴムフロートの開閉弁が排水口を閉口させ再び給水される給排水サイクルを一方側貯蔵タンクと他方側貯蔵タンクとの間で相互に繰り返させることを特徴とする請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置。
6. 上記注水管は、各貯蔵タンク間の中間位置上に首振自在の放水口を垂下姿勢に閉口配置され、各貯蔵タンクの中立位置側のタンク壁に各々配置し各々外側に張り出した案内板が上昇移動側の貯蔵タン内に上記放水口を誘導するとともに、放水口を開口することを特徴とする請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置。
7. 上記蓄圧タンクには、圧力調節弁を備え、所定圧力の圧縮空気を各種負荷に放出することを特徴とする請求項１〜３記載の流体重量差による蓄圧装置。
8. 上記蓄圧タンクの圧力調節弁を介した圧縮空気は、この負荷となるボルテックスチューブの圧縮空気供給口に接続され、上記ボルテックスチューブ内から冷気を冷気吹出口に噴出し、暖気排出口から暖気を分離噴出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の流体重量差による蓄圧装置。
9. 上記ボルテックスチューブは、冷気吹出口から噴出する冷気を冷蔵庫または工場冷房機器に供給し、暖気排出口から噴出する暖気を保温庫または工場暖房機器に供給することを特徴とする請求項８記載の流体重量差による蓄圧装置。

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