JP5978452B2 - 気泡上昇水流発生器 - Google Patents

Description

本発明は水の自然エネルギー（位置エネルギー）と気泡を利用した動力源に関するものである。

気泡上昇水流を利用した動力源でブロアーやエアーコンプレッサー、エアーポンプ等の電気機器を利用し、水中に気泡を発生させる方法等があるが、これらは別の電力を必要としており設備も大掛かりになる。

ダムや河川の水圧を利用してトンネル（パイプ）等の圧縮室へ空気を送り込み圧縮し、高圧空気を吹き出し動力源にするものもあるが他の電力は使用しないが、これについても設備が大掛かりになる。

高圧水下の水中で発生させる気泡の浮力を利用したものでは、高圧水下よりも高圧力で水中に空気を出すための大掛かりな設備が必要である。

特開２００４−１８３６３７号公報 特開２０００−２５７５４４号公報 特開平６−１７３８４１号公報

従来の技術では、水中に気泡を発生させるために、自然の力で空気（気体）を水と混合することなく電気設備のブロアーやエアーコンプレッサー、エアーポンプ等、または圧縮室等を使用して水中に直接空気を噴射するが、大掛かりな設備が必要であり、これらの大掛かりな設備を全く使用せず、安価で安定した気泡上昇水流を発生する。

本発明では、基本的に水源（河川、泉、ダム、ため池等）が上流にあり下流に貯水場（ダム、ため池、海、プール等）があればホース（パイプや配管等）数本で気泡上昇水流を発生させることができる。日本では、河川にはいつも水が流れている状態が多く見られるため、本発明による自然エネルギーの利用は有効と考えられる。また、ホース数本を組み合わせて、既設の貯水場等に気泡混合水を流すことで既設設備の利用が可能である。

上流の水源から下流の貯水場へ水を流すためのホースを繋ぎ、ホースの入り口から空気と水を混合するためにホースの入り口を全て水へ沈めることなく、ある程度の割合で空気中へ出すことにより、水と空気が混合されホースへ流れ込むが、水源の水位が安定しないとホースの入り口が全て水中へ沈んだり、全て空気中に出たりする。
この場合は、ホースを上流の水源に沈めておきホースの途中に小さい空気穴を数個開ける。空気穴より上流の位置エネルギーが、空気穴より下流の位置エネルギーより小さい時に、空気穴から空気が入りホースの中で水と混合されて流れる。その逆に空気穴より上流の位置エネルギーの方が大きいと空気穴から水が溢れ出る。

空気穴から水が溢れる場合は空気穴より上流の位置エネルギーを制限する必要がある。例えば、空気穴のすぐ上流をオリフィスやフィルター等で流れを制限しエネルギーを弱めたり、上流になるほど内径を小さくしたり、空気穴のすぐ上流を切り離し、切り離した上流側の口を貯水槽や漏斗等に入れ、下流側の切り離した口を貯水槽や漏斗の底部付近へ取り付け、貯水槽や漏斗を上流の水源に変更する等、位置エネルギーについて工夫が必要である。（水と気泡混合部）

水中に気泡混合水を流すためのホースの注意点としてホースの入り口に水源のごみが入らないような工夫が必要である。また、気泡の浮力で貯水場の水面へホースが浮かないようにおもりを付けたり固定すること等が必要である。

本発明で発生する気泡上昇水流の途中にスクリューや水車等の羽根車を設置して回転するための動力源にしたり、バケツを逆さにしたようなものに気泡を一時的に溜めて浮力で上昇させ、上昇したところで中の空気を抜き下降するような仕組みで上下運動するための動力源にしたり、その他、気泡の振動を電力エネルギーに変換する等、色々な動力源として使用できる。主に発電に使用することが望ましいと考えられる。また、浴槽の上端より上に適当な落差がある水源用の貯水槽を設け、貯水槽に湯を汲み入れることで気泡風呂や風呂の攪拌器としての応用が可能である。

ダムやため池などに気泡を含む水を流すことによる効果として、攪拌と空気の補給により水質改善が考えられる。さらに、気泡上昇水流で羽根車（スクリュー、水車等）を回すことで貯水場全体の水が回転し、より攪拌効果が大きくなる。

ホースの先端におもりを取り付け、下向きにホースから気泡が混ざった水を流すことでヘドロ等に水流で穴を掘り、穴の中に気泡も同時に吹き出す。これを繰り返し水流で穴を掘ることで多くの穴ができ微生物が活性化しヘドロの浄化が期待できる。

自然エネルギーを利用した気泡上昇水流発生器

１ 上流の水源
２ 下流の貯水場
３ 落差
４ ホース
５ 水と気泡混合部

Claims (1)

1. 上流の水源１と下流の貯水場２があり、その間に適当な落差３があり、上流の水源１から下流の貯水場２へ水を流すホース４とホース４の途中の空気穴、空気穴より上流のエネルギーを弱めるためのオリフィスやフィルターを有し、エアーブロアー、エアーコンプッレサー、エアーポンプ等の人工的な動力を使用せず、水源１からホース４の中を水が落下するエネルギーを利用し、空気の取込口として空気穴と混合部５を兼用する混合部５をホース４自体に有する気泡上昇水流発生器。