JPS60190680A - 重力・浮力差による揚水装置 - Google Patents

重力・浮力差による揚水装置

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JPS60190680A
JPS60190680A JP59046701A JP4670184A JPS60190680A JP S60190680 A JPS60190680 A JP S60190680A JP 59046701 A JP59046701 A JP 59046701A JP 4670184 A JP4670184 A JP 4670184A JP S60190680 A JPS60190680 A JP S60190680A
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JP
Japan
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seawater
float chamber
gravity
buoyancy
pressurizer
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JP59046701A
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English (en)
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Masao Kanazawa
金澤 政男
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/02Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • F03B17/025Other machines or engines using hydrostatic thrust and reciprocating motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

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】 この発明は新しいクリーンなエネルギー源となる揚水装
置、特に海洋において、空気中の重力と海水中での浮力
の差を利用して、海底に設けた加圧室内の海水を加圧し
てこれを揚水する装置に関するものである。
昨今、石油によるエネルギーは公害を生じ、同時に限ら
れた資源であるため、行く末は極めて価格的に高くなる
ものと予想され、その代替エネルギーとして、原子力、
太陽熱、地熱、その他種々なものが開発され実用化され
るようになった。
しかし、いずれもエネルギーを得るためのコストが高く
つき、種々の問題点を含んでおり、特に太陽熱は資源が
無限で価格が零ではあるが、数日間あるいは数千円も太
陽光が遮断されることがあるという欠点を有している。
また、現在実施されている原子力発電においても廃棄物
処理、プラント建設費の高いこと、そのために生じるオ
フピークの電気代の高低等の種々の問題点を抱えている
本発明は、上述の事情に鑑み開発されたもので、豊富に
存在する海水と空気を資源として用い、ブランドの償却
費だけを考慮すればよいという全く安価な代替エネルギ
ー発生装置としての揚水装置を提供することを、その目
的とし、全(公害を出さずかつ、海に囲まれた日本国内
において、至るところに建設可能な装置で、極めて理想
的な特徴を有するものである。
本発明は、海面下にあり、内部空気量を加減可能とした
フロートチャンバと、 海面より上方位置で海水を収容し、上記フロートチャン
バと支持部材にて連結された重錘タンクと、 海底地盤に固設された海水加圧機とを備え、上記フロー
トチャンバと重錘タンクは上記海水加圧機の加圧用の押
圧ロッドと連結されており、かつ海水加圧機には海水を
海上に揚水する揚水パイプが接続されることにより構成
され、あるい゛は上記構成において、 海面上に末広がり状に延び、かつ下面を開口した浮遊堰
を配し、該浮遊堰の上部空間とフロートチャンバとをバ
ルブを介し°ζ接続することによって構成される。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述する。
第1図において、1は海面より上方位置にあって海水を
収容した重錘タンクでドーナツ状に構成されており、該
タンクlには海水を取水・排水できる装置(図示せず)
をも備えている。
上記重錘タンク1の下方には、海面下にドーナツ状のフ
ロートチャンバ4が配され、上記重錘タンクIと一定間
隔を保って複数のパイプ状の支持部材3にて連結されて
いる。フロートチャンバ4は下方にて開口され、フロー
トチャンバ内部には上記支持部+4’3.3内に遊挿さ
れた空気供給管5a、空気排出管5bの下端が臨んでい
る。空気供給管5aは、フロートチャンバ4内に強制的
に空気を供給してフロートチャンバ4の浮力を増大させ
るためのもので、下端がフロートチャンバ4の比較的下
部にて開l−]シ、上端は、フロート16により海面よ
り一定高さdに維持されている架台2に配設されたバル
ブ22を介してエアポンプ21もしくはアキュムレータ
15に接続されている。一方空気排出管5bは、下端が
フロートチャンバ4の上部域で開1コし、上端は架台2
に配設された排気用のバルブ23に接続されている。
上記架台2上には、切替バルブ13が配設され、地上に
設けられたダムにまで延びる揚水パイプ8aが、該切替
バルブ13を介して、後述する海底地盤Bに固設された
海水加圧機10内にまで垂下し、開口している。
なお、フロートチャンバへの空気供給用としての上記ア
キュムレータ15は第2図に示すように、本プラントと
は別個に設けることも可能であり、その場合、アキュム
レータ15は、多数のフロート17で支持されたプラッ
トフォーム18上に固定される。20は、プラットフォ
ーム18に固定された、アキュムレータ15とバルブ2
2とを接続するパイプ19を支持する、支持ガイド′部
材である。
上記揚水パイプ8aの架台近傍域では、既述の重錘タン
クl及びフロートチャンバ4がそれぞれのガイド部材6
.7で、上記揚水パイプ8aに沿って上下に摺動可能に
案内されている。
」1記フロートチャンバ4のガイド部材7には、上記揚
水パイプ8a上を摺動可能に遊嵌され°た下方に延びる
抑圧ロンド8bが固着されている。上記押圧ロッド8b
の下端にはピストン板9が固定されている。ピストン板
9は、海底地盤Bに固定された、耐圧シリンダとして作
られた中空円筒状の海水加圧機lO内で上下に摺動可能
に設けられている。ピストン板9はl、tの押圧ロッド
8bのみでは摺動の際不安定であるため、海水加圧機I
Oの上部から突出したガイドバー11内へ嵌挿されたガ
イドタイバー12がピストン板9の上面に固定されてい
る。上記海水加圧機10は、加圧室内に海水を取り入れ
るための一方向弁25.26を備えている。
また、14は海底地盤Bに海水加圧機lOを固定するた
めのパイルである。
上述の揚水パイプ8aの上方には、地上に簡易なダム3
1が建設され°Cおり、揚水パイプ8aはやぐら28に
支持されて、上記ダム3Iにまで専かれている。
なお34はダム31内の海水の海水面へとの間の落差を
利用して発電を行う発電所である。
次に本実施例について、第3図の作動原理図に基づき説
明する。
当初、海水でほぼ充満している重錘タンクlと空気を最
大限に収容するフロートチャンバ4が」三位の位置で、
その荷重Gと浮力Fとが釣り合っているとする。
その状態で空気排出管5bのバルブ23をオー・プンに
すると、フロートチャンバ4内の空気圧は大気圧となり
、フロートチャンバ4内には下部の開口から海水が流入
し、該フロートチャンバ4の浮力は減少して、荷重Gと
浮力Fとの関係はG>Fとなり重錘タンクl及びフロー
トチャンバ4は降下し、フロートチャンバ4のガイド部
材7と一体化されている押圧ロッド8bも降下してピス
トン板9は海水加圧機10内の海水を加圧する。
上記ピストン板9が降下開始時に、すなわち海水加圧機
IO内の海水の加圧がなされると、切替バルブ13は開
放され、海水は揚水パイプ8aを通じてダム31に揚水
される。
次に、ピストン板9が最下位置に達すると、海水加圧機
IOの一方向弁25.26を開放状態にして加圧室に海
水を取り入れると共に、バルブ23を閉じ、かつエアポ
ンプ21からもしくはアキュムレータ15の空気圧の一
部をバルブ22を経由してフロートチャンバ4内に供給
する。するとフロートチャンバ4内の海水は下部の開口
から排出せられ、該フロートチャンバ4は空気で充満す
るようになり、重錘タンクの荷重Gとフロートチャンバ
の浮力Fとの関係はFIGとなって、上記重錘タンクl
とフロートチャンバ4は上昇する。この際重錘タンク内
の海水を排出してその重量を軽減するならば、より効果
的である。一方海水加圧4110内には、ピストン板9
の上昇に伴い、一方向弁25.26を通じて、海水が導
入され、次の加圧工程に備えることとなる。
かくして上記加圧揚水工程を繰り返して行うと、ダム3
1内の海水の貯水量は次第に増大する。貯水量が4−分
に増大したときに、ダム31から放水を行えば、発電所
34では、ダム31と海水面Aとの間の落差により、発
電がなされる。
なお、第5図のごと(、フロートチャンバ4及び海水収
容タンクl内を多数の室4aまたはlaの群となし、波
によるプラント全体の水平レベルを各室の海水または空
気の増減により、調整してもよい。
次に他の実施例として、海上の波のもつエネルギーをも
利用してより効果的なものとした場合について説明する
本実施例では、第6図に示されるごとく、前実施例のプ
ラントに加え該プラントを中心にし“ζ末広り状に延び
る堰30a、 30bが海上に浮遊している。
両浮遊堰30a、 30bの基端部には、今一つの蓄圧
室31a、 31bが設けられている。上記画壇は外側
壁に取りつけられたブイ32によっ”C海上に浮遊する
構造となっていて、i[30a、 30bは第7図及び
第8図に示すごとく多数の仕切り壁33によって区画さ
れまた下方が開口されていて、到来する波を集中化して
、さらに波動を高くしてその波の円運動によって各室の
中の空気を圧縮し、これをパイプ34によって蓄圧室3
1a、 31bに蓄えるようになっている。
フロートチャンバ4の上昇時に要する圧縮空気は、上記
蓄圧室31a、 31bに蓄えられる上記圧縮空気によ
って補うことが十分可能となり、アキュムレータ内のエ
ネルギーを十分蓄積することができ、またエアポンプも
不要となって、本プラントの効率はさらに向上すること
となる。
以上のごとく、本発明によれば海水加圧を強大な力で駆
動する原理となるため、極めて高い圧力の海水が得られ
るために十分高い位置にまで揚水が可能となり、しかも
これらに要するエネルギーは当初、海水を収容したり、
フロートチャンバに空気を導入するのみで、後は重錘タ
ンクを上下動させるフロートチャンバの浮力の加減に要
するエネルギーを要するのみであるから、多大なエネル
ギーが得られることになる。
したがって、地上に建設されたダムに揚水した後、これ
を放出して発電機を駆動するならばそれによって極めて
クリーンな電気エネルギーが得られるばかりでなく、公
害問題を巻き起こす石油エネルギー、原子力エネルギー
に十分にとって代わり得る。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例を示すもので、第1図はその基
本プラントの概略を示す実施例装置の部分断面図、第2
図は第1図のアキュムレータについての別例を示す部分
断面図、第3図は本プラントをダムと接続した状態を示
す概要図、第4図は第1図の実施例装置の動作原理を示
す説明図、第5図は第1図の重錘タンク及びフロートチ
ャン)<についての別例を示す横断面図、第6図は他の
実施例として、前実施例装置に堰を加えたものを示した
概要平面図、第7図は第6図の堰の部分破断斜視図、第
8図は第6図の浮遊堰の部分断面図である。 ■・・・・・・・・・重錘タンク 3・・・・・・・・・支持部材 4・・・・・・・・・フロートチャンバ5a・・・・・
・・・・空気供給管 5b・・・・・・・・・空気排出管 6,7・・・・・・ガイド部材 8b・・・・・・・・・押圧ロッド 9・・・・・・・・・ピストン板 10・・・・・・・・・海水加圧機 15・・・・・・・・・アキュムレータ21・・・・・
・・・・エアポンプ 30a、 30b・・・・・・・・・浮遊層特許出願人
 金 澤 政 男 代 理 人 弁理士 藤 岡 機 箱2図 第1図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11 海面下にあり、内部空気量を加減可能としたフ
    ロートチャンバと、 海面より上方位置で海水を収容し、上記フロートチャン
    バと支持部材にて連結された重錘タンクと、 海底地盤に固設された海水加圧機とを備え、上記フロー
    トチャンバと重錘タンクは上記海水加圧機の加圧用の押
    圧ロッドと連結されており、 かつ海水加圧機には海水を海上に揚水する揚水パイプが
    接続されていることとする重力・浮力差による揚水装置
    。 (2) フロートチャンバは、空気供給用のエアポンプ
    もしくはアキュムレータを備えていることを特徴とする
    特許請求の範囲第(11項記載の重力・浮力差による揚
    水装置。 (3) 支持部材を中空パイプで形成し、該中空パイプ
    内にフロートチャンバ内への空気供給管を挿入すると共
    に、フロートチャンバ内の空気排出管も他の中空パイプ
    に挿入されていることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の重力・浮力差による揚水装置。 (4) 揚水パイプは、押圧ロッドを中空とし、該押圧
    ロッド内に貫通したパイプであることを特徴とする特許
    請求の範囲第+1)項記載の重力・浮力差による揚水装
    置。 (5)重錘タンクは、タンク内の海水が取水・排水自在
    であることを特徴とする特許請求の範囲第(11項記載
    の重力・浮力差による揚水装置。 (6)重錘タンク及びフロートチャンバは環状に形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第+11項ま
    たは第(5)項記載の重力・浮力差による揚水装置。 (7)重錘タンクを多数に区画された室群になし、各室
    は海水の増減が可能となっていることを特徴とする特許
    請求の範囲第(6)項記載の重力・浮力差による揚水装
    置。 (8) フロートチャンバは下端に海中に開口を有する
    と共に、複数の仕切り壁を配備していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(6)項記載の重力・浮力差による
    揚水装置。 (9) 重錘タンク及びもしくはフロートチャンバは、
    海底から立設された支柱にガイド部材で上下摺動可能と
    なっていることを特徴とする特許請求の範囲第(11項
    、第(2)項、第(3)項、第(5)項、第(6)項、
    第(7)項及び第(8)項のいずれか1つに記載の重力
    ・浮力差による揚水装置。 0呻 揚水パイプの上端は、ダムに臨んでいることを特
    徴とする特許請求の範囲第+11項記載の重力・浮力差
    による揚水装置。 (11)海水加圧機内で上下動するピストン板から複数
    本のガイドタイバーが植設されていると共に、海水加圧
    機を構成するシリンダ上部に中空ガイドが突設され、前
    記ガイドタイバーが中空カイトバー内に摺動係合してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(11項、または
    第(2)項記載の重力・浮力差による揚水装置。 (12)海面下にあり、内部空気量を加減可能としたフ
    ロートチャンバと、 海面より上方位置で海水を収容し、上記フロートチャン
    バと支持部材にて連結された重錘タンクと、 海底地盤に固設された海水加圧機とから成り、 上記フロートチャンバと重錘タンクは上記海水加圧機の
    加圧用の押圧ロッドと連結されており、 かつ海水加圧機には海水を海上に揚水する揚水パイプが
    接続されているものにおいて、海面上に末広がり状に延
    び、かつ下面を開口した浮遊堰を配し、該浮遊堰の上部
    空間とフロートチャンバとをバルブを介し°ζ接続した
    ことを特徴とする重力・浮力差による揚水装置。
JP59046701A 1984-03-12 1984-03-12 重力・浮力差による揚水装置 Pending JPS60190680A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614497B2 (en) 2003-10-15 2009-11-10 Graphic Packaging International, Inc. Display/vending carton
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CN111852751A (zh) * 2020-08-11 2020-10-30 韦友先 一种利用水的浮力和物体的重力实现发电和水利运输装置

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