JP5833337B2

JP5833337B2 - 原動機

Info

Publication number: JP5833337B2
Application number: JP2011104720A
Authority: JP
Inventors: 裕憲松井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: JP2011179506A

Description

本発明は、流体を利用して作動する原動機に関する物である。

従来、自然エネルギーを機械的な仕事に変換する機械、装置、として原動機があり多岐にわたって利用されている。

特開２００７−３０９２２８特開２０００−２３６９０４特開２００１−２４１３７５特開平５−４４６２８米国特許６２３９５０１米国特許５９１８３８１

流体を利用して作動する原動機において、作動流体を循環利用し、且つ、小型化を図ることを目的としている。

課題を解決するための請求項１記載の原動機は、外部からの力により内圧が変化する第１の容器と、隔たれた空間を内部に有する第２の容器と、前記第１の容器と、前記第２の容器と、が流体を共有するための流体経路と、流体の流動により回転する回転体と、を備えることを特徴とする。

課題を解決するための請求項２記載の原動機は、外部からの力により内圧が変化する第１の容器と、圧力により体積が変化する隔たれた空間、を有し内圧により容積が変化する第２の容器と、流体の流動により回転する回転体と、を具備し、前記第１の容器の内圧の変化に伴い前記第２の容器の内圧が変化するように流体の経路を構成し、前記回転体を前記流体の経路に流体の流動の際に回転を行うように構成する、ことを特徴としている。

課題を解決するための請求項３記載の原動機は、請求項１もしくは請求項２、記載の原動機であって、流体の流動を第１の容器から第２の容器への方向に制限する手段を備えた流体経路を少なくとも１つと、流体の流動を第２の容器から第１の容器への方向に制限する手段を備えた流体経路を少なくとも１つと、を具備することを特徴としている。

課題を解決するための請求項４記載の原動機は、請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３、記載の原動機であって、前記第２の容器、および、前記流体経路、および、前記回転体、の少なくとも１つが、前記第１の容器の内部にあることを特徴としている。

課題を解決するための請求項５記載の原動機は、請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３もしくは請求項４、記載の原動機であって、前記第２の容器内部の隔たれた空間の、流体および量を変更するための調整手段を具備することを特徴としている。

課題を解決するための請求項６記載の発電機は、請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３もしくは請求項４もしくは請求項５、記載の原動機であって、回転体の回転運動により発電する発電手段を具備することを特徴としている。

隔たれた空間が、流体を受ける容器の役割と、流体を戻すポンプの役割と、をするため小型化を図ることができ、流動の方向を制限することで原動機の効率を上げることができ、第１の容器の内部に構成要素の一部を備えることでより小型化を図ることができ、隔たれた空間内部の流体を容易に調整できるようにすることで原動機が作動するのに必要な力の範囲を容易に調整でき、原動機を発電に利用することで、産業上の利用価値が高まる。

原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）原動機の概要図（断面図）流体の経路に回転体を設置した場合の概略図

第１の容器１aと、第２の容器２aと、第１の容器１aと第２の容器２aとが流体を共有するための流体の経路としての流体経路３aと、流体の流動を回転へと変えるための回転体４aと、から、第１の容器１aから第２の容器２aへおよび、第２の容器２aから第１の容器１aへ、の少なくとも１つの方向へ流体が流動する際に回転体４aが回転を行い、且つ外部へ流体が流出しないように構成し、流体の流動により作動する原動機とする。（図１）、（図２）、（図３）、（図４）、（図５）、（図６）、（図７）、が、この場合の１例であり、概要図である。また、（図８）が流体の経路に回転体を設置した場合の概略図であり、（図１）、（図２）、（図３）、（図４）、（図５）、（図６）、（図７）、では概要のみとし簡略化しているがこのように流体が流出しないように回転体を備えるようにする。この時の流体は流体であればよく、気体や液体など流動性をもつ物から最適の物を用いればよい。流体としては水や石鹸水や油や空気や窒素など周知の物が多くあるため説明を省略する。

また、（図３）、（図４）、（図６）、（図７）、のように、第２の容器２aおよび流体経路３aおよび回転体４aを第１の容器内部１aに備えるようにしてもよいし、第２の容器２aおよび流体経路３aおよび回転体４aの少なくとも１つを第１の容器内部１aに備えるようにしてもよい。

第１の容器１aは、外部からの力を受けて容積が変化し内圧が変化するように構成する。

第１の容器１aは例えば、変形可能な伸縮性が無く流体を透過しない形成材を風船形状や容器形状や蛇腹形状に流体が流出しないように形成する。

第２の容器２aは外部からの力では容積が変化せず内圧を受けて容積が変化するように、隔たれた空間２cを具備し構成する。

第２の容器２aは例えば、変形せず伸縮性が無く流体を透過しない形成材を風船形状や容器形状に形成する。隔たれた空間２cは一定の空間を保つようにすることが望ましく、内圧を受けて体積が変化した後、内圧が減少した際には変化前の体積に戻るように構成する。例えば、第２の容器２aの内部を、伸縮性があり流体を透過しない形成材で隔壁２bを形成し隔てることにより隔たれた空間２cを形成する。この他にも、隔たれた空間２cを内包し密閉した風船形状や容器形状の第３の容器２eを第２の容器内に備えるようにしたり、第２の容器をシリンダ形状にし、ピストン２dにより隔たれた空間２cを形成したり、してもよい。この時の第３の容器２eは伸縮性があり流体を透過しない形成材で形成することが望ましく、ピストンとシリンダは変形せず伸縮性が無く流体を透過しない形成材で形成することが望ましい。隔たれた空間２c内部は真空状態でもよいし、流体を有してもよく原動機の構成上最適な状態とすればよい。

隔たれ空間２cが、一定の空間を保つのを補助するための弾性体７aを隔たれた空間２c内部に備えるようにしたり、磁石を互いが反発しあうように２c内部に設置したりしてもよい。

隔たれた空間２cは、隔たれた空間２cの内部の流体の種類や量を調整（変更）できるように調整手段６aを備えることがより望ましい。流体の種類や量を調整できるようにする場合は、例えば球技のボールに用いられている弁やタイヤに用いられている弁などのような物を、空間を形成する壁面の一部に設け、流体の種類や量を調整できるようにする。

（図２）、（図５）、のように、隔たれた空間２cは、閉空間でなくともよい。ただしこの場合は、隔たれた空間２cが、一定の空間を保つことができるように、弾性体７aを隔たれた空間２c内部に備えるか、第２の容器２aの内部を隔てる形成材を伸縮性があり流体を透過しない形成材とすることが望ましい。

流体経路３aは、第１の容器１aと、第２の容器２aと、が流体を共有できるようなものであれば良い。

流体経路３aは例えば、変形せず伸縮性が無く流体を透過しない形成材を筒形状に形成する。

また、流体の流動を第１の容器１aから第２の容器２aへ、もしくは第２の容器２aから第１の容器１aへと制限することがより望ましい。流体の流動を制限する場合は、逆止め弁５a（５b）など、一方向にのみ流体の流動を可能とするような手段を流体経路３aに具備し制限する。（図１）、（図３）、（図４）、（図５）、（図６）、（図７）、において、５aは流体の流動を第１の容器１aから第２の容器２aへ制限しており、５bは流体の流動を第２の容器２aから第１の容器１aへ制限している。

回転体４aは、流体を受け、回転を行うような物であればよい。

回転体４aは例えば、タービンや水力発電や風力発電などに用いられているような羽根車などの流体を受けて回転するような物であればよい。

回転体４aの回転により発電を行うようにすることがより望ましい。

回転体４aの回転により、発電を行うようにする場合は、回転体４a自体が発電能力を有する物（回転体兼発電手段８a）や、回転体４aの回転を利用して発電機を作動する物など周知の物が多くあり最適な物を用いれば良い。周知の物としてオルタネータやダイナモなど電磁誘導により誘導電流を発生させる物がある。

変形可能な伸縮性が無く流体を透過しない形成材としては、エラストマーや合成ゴムや天然ゴムや合成樹脂や天然樹脂、等の高分子化合物を伸縮しないようにした物を用いれば良い。ただし、変形し伸縮性が無く流体を透過しない物であれば良くこの限りではない。

変形せず伸縮性が無く流体を透過しない形成材としては、金属や木材や高分子化合物を硬化させた物、等を用いればよい。ただし、変形せず伸縮性が無く流体を透過しない物であればよくこの限りではない。

伸縮性があり流体を透過しない形成材としては、エラストマーや合成ゴムや天然ゴムや合成樹脂や天然樹脂、等の高分子化合物を用いればよい。ただし、伸縮性があり流体が透過しない物であれば良くこの限りではない。

弾性体７aは、ばねやスポンジや合成ゴムや天然ゴムや合成樹脂や天然樹脂、等の弾性をもつ物であれよい。ただし、弾性を持っていれば良くこの限りではない。

原動機内の流体の流動について説明する。第１の容器１aに掛かる外圧が高まると内圧が高まり、この内圧により第２の容器２aの隔たれた空間２cの体積が減少し、減少に伴い第１の容器１aから第２の容器２aへと流体が流動する。また第１の容器１aに掛かる外圧が低くなると、内圧が低くなり第２の容器２aの隔たれた空間２cの体積が増加し、増加に伴い第２の容器２aから第１の容器１aへと流体が流動する。

かかと部分に空洞を有する靴を作製し、かかと部分に本発明の発電機を設置し使用する。

１a 第１の容器
２a 第２の容器
２b 隔壁
２c 隔たれた空間
２d ピストン
２e 第３の容器
３a 流体経路
４a 回転体
５a 逆止め弁
５b 逆止め弁
６a 調整手段
７a 弾性体
８a 回転体兼発電手段

Claims

外部からの力により内圧が変化する第１の容器と、
隔たれた空間を内部に有する第２の容器と、
前記第１の容器と、前記第２の容器と、が流体を共有するための流体の経路としての流体経路と、
流体の流動により回転する回転体と、
を具備することを特徴とする、流体機械。
外部からの力により内圧が変化する第１の容器と、
圧力により体積が変化する隔たれた空間、を有し内圧により容積が変化する第２の容器と、
流体の流動により回転する回転体と、
を具備し、
前記第１の容器の内圧の変化に伴い前記第２の容器の内圧が変化するように流体の経路を構成し、
前記回転体を前記流体の経路に流体の流動の際に回転を行うように構成する、
ことを特徴とする、流体機械。
請求項１もしくは請求項２、記載の流体機械であって、
流体の流動を前記第１の容器から前記第２の容器への方向に制限する手段を備えた流体経路を少なくとも１つと、
流体の流動を前記第２の容器から前記第１の容器への方向に制限する手段を備えた流体経路を少なくとも１つと、
を具備することを特徴とする、流体機械。
請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３、記載の流体機械であって、
前記第２の容器、および、前記流体経路、および、前記回転体、の少なくとも１つが、前記第１の容器の内部にあることを特徴とする、流体機械。
請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３もしくは請求項４、記載の流体機械であって、
前記第２の容器の隔たれた空間の、流体および量を変更するための調整手段を具備することを特徴とする、流体機械。
請求項１もしくは請求項２もしくは請求項３もしくは請求項４もしくは請求項５、記載の流体機械であって、
回転体の回転運動により発電する発電手段を具備することを特徴とする、発電機。