JPH0120313B2

JPH0120313B2 -

Info

Publication number: JPH0120313B2
Application number: JP58218488A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Narahara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-18
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1989-04-14
Also published as: JPS60111065A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は水の位置のエネルギーを直接的に圧力
空気に変換し貯蔵して自由に使用することができ
るようにした圧力空気エネルギーの採取方法に関
するものである。

［従来の技術とその問題点］従来、水の位置のエネルギーは水圧管を流れ下
つて圧力や速度のエネルギーとなり、これが水車
の羽根に吸収されて動力・即ち、回転エネルギー
に変えられて発電機を回し、水力発電が行なわれ
電力として利用される。そして、一般に高圧空気
を得るにはこのようにして得られた電力でモータ
ーを駆動させコンプレツサーを運転するといつた
複雑な過程を要し、多大の設備投資やこれらの設
備の運用に多くの労力を必要とするものであつ
た。

このため、水力発電を用いることなく波浪エネ
ルギー等の水のエネルギーを直接圧縮空気として
タンクに採取する考案としては例えば実公昭２―
15126号公報に記載の「波浪利用空気圧縮装置」
がある。これは海洋に直面する壁面に漏斗状の波
受口を具うる空気喞を適宜の間隔を保つて上下に
列設し、波受口の底部に接続する円管内に内部よ
り圧縮発条にて支えられる喞子を装置し、各排気
口に取付けられる送気管を集気管で「タンク」に
連結して構成したものである。

該考案は波浪をを受けて前進する喞子により円
管内部の空気を圧縮し、該空気を介して送気管側
の排気口を塞ぐ弁を押し、前記圧縮した空気を送
気管に送り込むものである。しかし、該構成によ
れば、円管内部に生ずる圧縮空気で直接送気管側
の弁を押し該空気をタンク内に送気せんとするも
のであるため実際には弁を押圧する力はきわめて
弱いものである。このためタンク内に少量の圧縮
空気が貯えられただけで、これに抗して弁を押圧
するだけの力が円管内の圧縮空気にはなく、従つ
て弁を押圧する力は弱くて限界がある。この結果
現実にはタンク内に送り込まれる圧縮空気は少量
であるうえ低圧の圧縮空気しか得られず高圧縮空
気を得ることができないという問題点があつた。

［問題点を解決するための手段］本発明はこのような状況に鑑み、発電等の手段
によることなく水の位置のエネルギーを直接的に
高圧空気に変換しかつ採取する方法を提案するも
のであり、貯水池を高所に設けると共に該貯水池
より低所に円筒状をなす外殻内にガイド軸を介し
て摺動自在に支持された滑動弁により区画される
水室と空気室とを備える水圧・気圧変換機を複数
設置して、該水圧・気圧変換機と貯水池は各通水
管により開閉自在に連結せしめ、また水圧・気圧
変換機に通気管を介して空気貯留槽を着脱可能に
連結し、前記貯水池の水を通水管を経て水圧・気
圧変換機の水室へ通水して該水の位置のエネルギ
ーで滑動弁を押圧摺動せしめることにより空気室
の空気を圧縮して圧力空気となし、該圧力空気を
通気管を介して空気貯留槽に貯蔵させるように
し、さらに空気室内に残存する高気圧により滑動
弁を押圧摺動して水室内の水を排出し、該滑動弁
を滑動行程の始発位置に戻すようにしたものであ
る。

［作用］高所から流下する水は水圧・気圧変換機内のガ
イド軸を摺動する滑動弁を押圧するため強い押圧
力が得られ空気室の空気を高圧縮の圧力空気にま
で圧縮できる。

また該滑動弁を活動行程の始発位置に戻すとき
には、残存する高気圧の圧力空気により滑動弁を
押し返すため、強い押圧力が得られ、予め開いた
排水弁からスムーズに水を排出しうる。

［実施例］以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１図において１は高所Ａ上に設けられた貯水池
であり、２は該高所Ａに到る傾斜面Ｂに沿つて敷
設された傾斜通水管で上端は貯水池１に連通さ
せ、下端は高低差Ｈを保つて横走り通水管３に接
続させる。そして、傾斜通水管２には貯水池１の
傍と任意の中間高さ位置とに夫々通水弁４ａ，４
ｂ並びに空気抜弁５ａ，５ｂが設けてある。

６は横走り通水管３に連結して低所Ｃに設置さ
れた水圧・気圧変換機であり、円筒状をなす外殻
７内にガイド軸８で摺動自在に支持させた滑動弁
９を設けることにより水室１０と空気室１１に区
画させる。なお、水室１０と空気室１１の室容積
は滑動弁９の位置により増減する。ガイド軸８の
両端は第２図に示すように通水及び通気自在に形
成されて外殻７に固定された支持材１２で支持さ
せると共に滑動弁９の滑動行程Ｌ（第４図）を規
制するストツパーとして機能させるようにしてい
る。

１３は水圧・気圧変換機６の空気室１１に連通
させた通気管で該通気管１３には接合フランジ１
４を介して密閉容器より成る空気貯留槽１５を着
脱可能に連結させる。

低所Ｃには傾斜面Ｂの裾に位置させて排水路Ｄ
が設けてある。

前記横走り通水管３には傾斜通水管２寄りから
順に水圧計１６ａ、通水弁４ｃ、空気抜弁５ｃ、
通水弁４ｄ、給水弁１７及び水圧計１６ｂを設
け、さらに通水弁４ｃと空気抜弁５ｃとの中間で
排水路Ｄに臨ませて排水管１８を接続させる。該
排水管１８には排水弁１９が設けてある。前記給
水弁１７は別の水道源（図示省略）に接続させ
る。また、通気管１３には接合フランジ１４の両
側位置に通気弁２０ａ，２０ｂを設け、水圧・気
圧変換機６と空気貯留槽１５に近接位置させて気
圧計２１ａ，２１ｂを取付ける。さらに、水圧・
気圧変換機６の水室１０に連通する空気抜弁５ｄ
を設ける。

次に、このような構成より成る装置を使用する
操作要領と作用を説明する。先ず、横走り通水管
３に設けた通水弁４ｄ並びに排水管１８の排水弁
１９を閉止し、次に空気抜弁５ａ，５ｂ，５ｃを
開放し、更に通水弁４ｃ，４ｂを開放し、その後
に貯水池１傍の通水弁４ａを開いて貯水池１の水
を流下させる。この通水によつて傾斜通水管２の
下端へ追出される空気は空気抜弁５ｃより抜出
し、追いかけて水が直ちに該空気抜弁５ｃの上方
へ溢水するために該空気抜弁５ｃを閉じ、同様に
順次空気抜弁５ｂ，５ａを閉じ傾斜通水管２を満
水とする。この満水の結果、該傾斜通水管２の下
端の水圧はPHとなる。（但し、PH＝Po＋―Kg／
cm²；poは高所Ａの外気圧（Kg／cm²）、Ｈは貯水池
水面の水頭（ｍ）、でPHはＨが大きいほど大とな
るが傾斜通水管２の傾斜度及び管径には関係しな
い。）このようにして、傾斜通水管２を満水とし
た後に空気貯留槽１５を接続している通気管１３
に設けた通気弁２０ａ，２０ｂを開放状態とす
る。この際に、水圧・気圧変換機６の滑動弁９は
第１図に示すように滑動始発位置（滑動行程Ｌの
右端）にセツトされ、空気室１１、通気管１３及
び空気槽１５内の空気を外気圧PHをと等しくして
ある。次に、水圧・気圧変換機６の水室１０に連
通させた空気抜弁５ｄを開き、横走り通水管３に
連結した給水弁１７より給水して横走り通水管３
及び水圧・気圧変換機６の水室１０を満水させ、
空気抜弁５ｄ及び給水弁１７を閉止させる。これ
で水圧・気圧変換機６を作動させる準備は完了す
る。

次に、通水弁４ｄを開放する。この通水弁４ｄ
の開放により水圧・気圧変換機６の水室１０の水
圧はｐとなり、この水圧により滑動弁９はガイド
軸８にガイドされ空気室１１側へ滑動して該空気
室１１内の空気を圧縮する。該滑動弁９は第４図
のように滑動行程Ｌ一杯滑動してガイド軸８左端
の支持材１２によつて停止する。この滑動弁９の
滑動により水圧・気圧変換機６内の水量は傾斜通
水管２を経て貯水池１より充足されるが、貯水池
１の水量が大であるために水頭Ｈ及び水圧PHは殆
んど減少することなく保持される。このような滑
動弁９の滑動により空気室１１内、通気管１３及
び空気貯留槽１５内の空気圧はpoよりｐに上昇
（但し、ｐ＜PH）する。次に、通気弁２０ａ，２
０ｂを閉じ接合フランジ１４を外して、空気圧ｐ
の圧力空気を貯蔵した空気貯留槽１５を移動自在
に取扱かえるようにする。

次に、このような空気貯留槽１５への圧力空気
を繰返し採取する操作を説明する。先ず、横走り
通水管３の通水弁４ｃを閉じてから排水弁１９を
開放する。このとき通気管１３と水圧・気圧変換
機６の空気室１１内の空気圧はｐのままであるか
らこの圧力ｐを保持していることで、排水弁１９
を開放することにより水圧・気圧変換機６内の水
が滑動弁９に押されて横走り通水管３から排水管
１８を経て排水路Ｄへ排出され、滑動弁９は自動
的に滑動行程Ｌの始発位置に戻るから排水弁１９
を閉止させる。この際に排水管１８より横走り通
水管３及び水圧・気圧変換機６の水室１０に空気
が入つた場合は空気抜弁５ｃ，５ｄより抜取ると
共に給水弁１７により満水を調節する。次に、槽
内の空気を外気圧poのままとした別の空気貯留
槽１５を接合フランジ１４を介して通気管１３に
連結し、通気弁２０ａ，２０ｂを開放すれば水
圧・気圧変換機６は作動前の状態となり、以後は
前述した通水弁４ｄを開放する以降の動作を行な
えばよい。

前記した実施例は説明を簡単にするために水
圧・気圧変換機を一個だけ使用したもので示した
が本発明の方法はこれに限られるものでなく、複
数の変換機を使用して空気の圧縮比率を高めさら
に高圧の空気を採取することができるもので、以
下に複数の水圧・気圧変換機を使用する実施例を
説明する。第５図は第１図に示した横走り通水管
３、水圧・気圧変換機６及び通気管１３が直列式
に構成されるものに並列させて水圧・気圧変換機
６′を複数設置し、これらの各水圧・気圧変換機
６′は横走り通水管３に延設した枝分れ通水管
３′で連結すると共に該枝分れ通水管３′に設けた
通水弁４ｅにより個別に開閉できるようにし、さ
らにこれらの各水圧・気圧変換機６′を通気管１
３に延設した枝分れ通気管１３′で連結すると共
に該枝分れ通気管１３′に設けた通気弁２０ｃに
より個別に開閉できるようにして、これらの水
圧・気圧変換機６′の所要個数を水圧・気圧変換
機６と同時に作動させることにより空気貯留槽１
５に前記空気圧ｐより大なる空気圧p′（但し、
p′＜PH）なる圧力空気を採取することができる。
なお、第５図に示したものは平面的に複数の水
圧・気圧変換機６，６′を設置したが、これを多
段式に設置してもよい。

［発明の効果］以上に述べたように本発明の圧力空気エネルギ
ーの採取システムは、高所に設けた貯水池の水を
通水管により低所へ流下させ、水の位置のエネル
ギーで通水管に接続した水圧・気圧変換機内の滑
動弁を押圧するため直接的にしかも強い押圧力に
より空気室内の空気を高圧縮の圧力空気に形成で
きる利点がある。また空気室内に残存する高気圧
により前記滑動弁を強い力で押圧摺動して水室内
の水を排出し、該滑動弁を滑動行程の始発位置に
戻すことができるため簡単な装置で繰り返し圧力
空気エネルギーを採取できる利点もある。

しかも設置後は各弁の開閉操作と空気貯留槽の
交換作業以外には労力及びエネルギーを必要とせ
ずに水の位置のエネルギーを効率よく採取し、圧
力空気エネルギーとして多様に利用することがで
きるものである。なお、採取過程の媒体物質は安
全な水及び空気を使用しているので、クリーンか
つ無公害である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に係わるもので第１図は断
面で示した全体概要図、第２図は第１図のＸ―Ｘ
線拡大断面図、第３図は第１図のＹ―Ｙ線拡大断
面図、第４図は水圧・気圧変換機内の動作を示す
断面図、第５図は水圧・気圧変換機を複数設置し
た実施例の平面図である。１……貯水池、２……傾斜通水管、３……横走
り通水管、６……水圧・気圧変換機、７……外
殻、８……ガイド軸、９……滑動弁、１０……水
室、１１……空気室、１３……通気管、１５……
空気貯留槽、Ａ……高所、Ｃ……低所。

Claims

【特許請求の範囲】

１貯水池を高所に設けると共に該貯水池より低
所に円筒状をなす外殻内にガイド軸を介して摺動
自在に支持された滑動弁により区画される水室と
空気室とを備える水圧・気圧変換機を複数設置し
て該水圧・気圧変換機と貯水池は各通水管により
開閉自在に連結せしめ、また水圧・気圧変換機に
通気管を介して空気貯留槽を着脱可能に連結し、
前記貯水池の水を通水管を経て水圧・気圧変換機
の水室へ通水して該水の位置のエネルギーで滑動
弁を押圧摺動せしめることにより空気室の空気を
圧縮して圧力空気となし、該圧力空気を通気管を
介して空気貯留槽に貯蔵させるようにし、さらに
空気室内に残存する高圧空気により滑動弁を押圧
摺動して水室内の水を排出し、該滑動弁を滑動行
程の始発位置に戻すようにしたことを特徴とする
水圧エネルギーを圧力空気エネルギーとして採取
するシステム。