JPS5932679A

JPS5932679A - 浮力エネルギ−回収装置

Info

Publication number: JPS5932679A
Application number: JP57141497A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nagashima; 一彦永嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1984-02-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本゛尾明は、自然エネルギーの位置エネルギーに関する
もの−ｐ　ｉ＠る。

従束」、す、位置エネルギ′−を回収するシステムに７
に中や火１１発電などがあるが、これらは水の・受ｉす
る玉月（ハエネノトギーの回収であり、重力の１方向の
エネルギーしか回収できないＸ、％、７１りをリザイク
ルさせる為には前通、自然の気象現象にゆだねられてい
る。

又、故意にリザイクルさせる為には、ノステムで得られ
る以１−のエネルギーを必要とする４゜本発明は重力と
浮力の工不ルキーとでは、同し位置の間でとり出せるエ
ネルギーの量は、浮力が重力よりもはもかに大きくなる
ことに着［Ｉシフ、さらに重力ど浮力という常に相反す
るｈ′向へ作用するエネルギーを同時に利用し、サイク
ル化するζ６とにより、サイクル自体の消費エネルギー
を超える千剰のエネルギーをとり出すことので、きる回
収装置である。

以下１本発明の原理を詳述する１、地上で１ｎ１′の体積の水の受ける重力をｌＧ、Ｉ　ｎ
＋”の体積のホールの受ける重力を０（′１と仮定した
場合、そのポールを水面下」１で沈めた時、ホールの受
ける浮力は、アルキメデスの原理より同体積の水の受け
るπ力に等しい為、やはりＩＧである。３ボールの内圧
を１気圧と仮定し、水深１０　ｍの位置まで沈めるとボ
ールの受ける外圧は２気圧となるので、外圧が２倍にな
ると自然の法則により、ホール内の気体の体積は２分の
１となり、ホールの体積も約２分の１となるが内圧も２
気圧と２倍になるので、ホールの受ける浮力はＩＧと−
・定である。

では、外圧により体積変化をしない強度をもつホールで
は、外圧が２倍になれば浮力も２倍になる。

つ士り１￥力は次の式で求められる。

１７力−同体積の液体の受ける重カ×圧カ上の式により
、液中のどの位置でもその物体の体積か一定ならば、物
体の受ける浮力は圧カー深さに比例して大きくなること
がわかる。

しかし、地」−における重力の場合、位置の変化による
重力の変化は浮力と比べるときわめて少く通常はとんと
一定と考えてよい。

そこで同じ位置の関係で力の関係を比べれば、重力′−
浮力である。

又、仕！■￥量も当然同じ関係になる８、例えば、地上
でＩＧの重力を受ける＋　１７１’の水を、さらに１ｍ
持ち上げる為の仕事量を１１と仮定した場合、Ｉｎ＋’
の水をｌｏｍ持ち七げる為の仕゛１１量はＩ　ＧＸ　Ｉ
　Ｏｍ＝　］　ＯＪ　”’Ｃアル。

又、体積変化しないｉｒｎ’のボールを１０ｍ沈める為
の仕事量は、水深１ｍにつき０１気圧づつ水圧が高くな
っていくので、］、　（Ｊ　Ｘ　Ｉ　ＩηＸ　（１，１
＋　］、、　２＋１３＋・・・・山・＋！、　９　＋　
２．０　）＝　２５．．５　Ｊである。

つまり同し１０ｍの位置の間を運ぶエネルギーは、浮力
の方が５．５Ｊ大きい。

さらに表■に示すように、浮力のエネルギーは深さに比
例して加速度的に太き（なっていることがわかる。

そこで、位置エネルギーを回収する場合、屯カのエネル
ギーよりも浮力のエネルギーを回収した方が有利である
。

では、水深１　ｏｎｌの位置までボールを運ぶのに、１
．５．５Ｊの仕事量が必要だが、それ以下の仕事量で水
深１０ｍの位置までボールを運ぶことができるなら、そ
の差の分だけ浮力のエネルギーが回収可能となる。

そこで、水深１０ｍの位置まて１５５Ｊ以下の什“ＩＩ
−量で運ぶ為には、１図のような上下に（１）、（２）
の二毛のフタを持つ構造の水槽（３）を使い、水槽（３
）の外側より運べば可能である。

水槽（３）は水で満されているが、水槽中の水圧はフタ
（１）で支えられているために、フタ（１）とフタ（２
）との空間（４）は何ら水圧の作用は受けない。

その空間（４）にフ・り（２）を開きボール（５）を入
れる。

そしてフタ（２）を閉めた後に、フタ（１）をスライド
させ開くと空間（４）は重力の作用を受けた水で満され
、同時にその反作用でボール（５）には水圧に比例した
浮力が作用し、ボール（５）は水面上へと押し出されよ
うとする。その浮力の作用を受けたボール（５）を伝達
機（６）のうで（７）により受けとめ、浮力を受けたボ
ールの運動エネルギーを水槽の外まで伝達し回収する。

そして、ＩＫ面上士で来たボール（５）はふたたび水槽
（３）の外側へとおし出され、重力の作用を受けながら
水７１０　ｍの位置までもどされる。

その間、フタ（１）は閉じられ空間（４）に満された水
たけか、フタ（２）を開いて水槽（３）の外へと排水さ
れ、ふたたびボールを入れる空間となる。

そして、水槽の外へ排出された水は回収された浮力のエ
ネルギーを使って水槽（３）へと戻される。

以上のサイクルの繰り返しにより、予刺の浮カ工不ルギ
ーだけが回収でき、他へと供給可能となる。

例えば、１１ＴＩ’のボールが水深］、Ｏｍの位置から
水面上まで浮上する時、回収可能なエネルギーは表■よ
り１５゜５Ｊ、又排水された１Ｍの水を１０ｍ上の水面
まで運ぶのに必要な工不ルギニは表Ｉより１．　ＯＪ、
さらにンステノ、のロスを２　、Ｉと仮定した場合、子
剰のエイ、ルキーは、＋　５．５　Ｊ　−（］、　ＯＪ　＋　２　、Ｉ　）　
＝　３．５　Ｊつまり、■サイクルで３５Ｊ予剰の工不
ルゼ一が回収可能であり、さらに表Ｔでゎがるよう（こ
、ｒ′？力のエネルギーは深さに比例して加速度的に大
きくなっているので、深さに比例して回収効率も良くな
っていく。

？図は１−記で示した原理に基づき、浮力のエネルギー
を連続的且つ効率的に回収する発電システＪ・の−例で
す。

このシステムでは、浮力エネルギーの回収の媒体となる
ボール（５）を連続的に水中へ送りこみ、且つエネルギ
ーの回収効率を上げる為に、水車（１１）を水槽（３）
の底部に取り付けました。

３３図は水車（ＩＩ）の立面図、４図は斜視図ですが、
これらの図からもわかるように、水車（１１）はその回
りに円筒形の穴、つまりシリンダ（１２）を多数持った
構造のもので、これらのシリンダが１図の空間（４）の
役目を果たします。

水中へ送り出されるボール（５）は３図の（Ａ）　−ｆ
Ｂ）間で次々と水虫（１１）のシリンダ（１２１内にお
さめられ、水車（１１＋の回転と共に（Ｃ１−（Ｄ）間
まで運ばれます。（Ｃ）　−（Ｎ））間では、水槽（３
）の底にシリンダ（１２）と一致する地点に穴（１３）
が開いており、シリンダがｆＣｌ　−ｔＤ）間に達した
時シリンダ内は重力の作用で水で満され、同時にその反
作用でボール（５）は浮力の作用を受は水中へとおし出
される。

シリンダ内に満水した水は、水ｉｔ　１１）の回転と兵
にｔＥ１点まで運ばれ、受は皿（１４）へと排水される
。

受は器財へ排水された水は、回収された浮力のエネルギ
ーを使い、送水ポンプ（１５）で送水管（Ｉ６）を通り
水槽（３）へと戻される。

又、水＄　ｆｉｌｌを動かす原動力となるのは、シリン
ダ（１２）の内壁で受ける水圧で、（Ｃ）−（Ｉ））間
は水車（１１）の中心軸よりｔＥ）側へすれているので
、シリ／り内で受けた水圧は、水車（１１）を矢印方向
へ回転させる力となります。

又、浮力エネルギーを効率良く回収する為には水深が深
い程回収効率は上るので、水車（１１）の受ける水圧も
比例して」二ります。

すると、水車（１１）の回転速度が上がりすぎて、ボー
ル（５）をシリンダ内へ挿入することも、シリンダ内か
ら水中へおし出すことも困難になりますので、適当な速
さまで回転を落す必要があります。

そこで、水車ｉ１１＋の回転方向とは逆向きの力、つま
り負荷をかける必要があります。

又、その負荷のエネルギーもシステノ・て回収ｉ）能で
、その回収エネルギーでシステムの消費エネルギーを補
えは、さらにエネルギーの回収効率は上がります。

負荷のエネルギーの回収方法は、水車（１１）の回転運
動を直接発電機（１８）に伝え電気工ネルキーとして回
収するか、又は排水された水を水槽（３）へ戻す為の送
水ポンプ（１５）のモーター中心軸へ直結して、運動エ
ネルギーのまま回収する方法なとが考えられます。

２図では前述の方法を図示しております。

さて、＋Ａ）−ｔＢｊ間でシリンダ内におさめられたボ
ールは（Ｃ）　−（Ｄ）間で浮力の作用を受け、水中へ
おし出されます。

そのボール（５）はガイドライン（１８）の中を上昇し
始め伝達機（６）のうで（７）により受けとめられ、そ
の運動エネルギーを発電機（１７）まで伝え、電気エネ
ルギーとして回収されます。

又、水面」−まで来たボール（５）は次々と下から上が
ってくるボールにより、水槽（３）の外へとおし出され
、さらに伝達機（９）のうで（１０）により受けとめら
れ、重力の作用を受けて水車のシリンダまで運ばれて、
ふたたび水中へと送られます。

以上のサイクルを繰り返し、重力の安定のエネルギーを
無限に回収しようというものである。

この回収装置では、液体に水を使用していますが、水よ
り比重が重たく、粘性の弱い液体ではよりエネルギーの
回収効率が上るものと思われまず。

さらに１つの水槽に伝達機は複′Ｉｉｉ個の取付けが可
能です。

このエネルギー回収装置は、安全てクリーンでしかも建
設が比較的ローコストですみ、いっても、どこでも、必
要な時、必要なだけのエネルギーを回収することのでき
る画期的なシステムであり、先行き不安のエネルギー問
題を、すっかり解決できるであろうシステムであると確
信いたします。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す原理図の断面図で１・・・
フタ、２・・フタ、３・・・水槽、４・・・空間、５・
・ボール、６・・・伝達機、７・・・５のボールを受け
とめる伝達機のうで、８・・・液体第２図は１図の原理図を基にンステム化したγ゛Ｙ力上
不ルギー発電ンステノ・である。３　水槽（又は液槽）、　５・・・ボール（媒体）、に
、９・・・伝達機、７．ＩＯ・・・伝達機のうて、８・
・・水（又は、（ｋ体）、１】・・水利、１２・・・ン
リンタ、１；３・・穴、１・１・・受は皿、１５・・・
ポンプ、１６・・・送水管、１’７・発電８％、１８・
・カイトライン、１９］・・ギアポンクス第３図は水利
（１１）の立面図、第４図は水利（１１）の料硯図であ
る。特許出願人　　永　嶋　　−彦表　　　　　■ フ〜、３／粛′午図４７５−−−−−

Claims

【特許請求の範囲】舛から受ける圧ノＪにより体漬変化のない、もしくは体
積変化の非常に少ない、且つ比重のきわめて小さな物体
をγ°ンカの作用を受けない状態で、液中深く達する位
置まて運び、そこて液中へ股つとその物体には外圧に比
例した浮力が作用し、その物体を液面上へと押しＩ−げ
ようとする。・この浮勾の作用を受けた物体を伝達機で受けとめ、そ
の−１（動エネルギーを外部へ伝達し、回収することタ
ー目的とした７−２カエオ、ルギー回収装置である１、