WO2003012288A1 - Pulsation type water raising and falling equipment - Google Patents

Description

明細書 脈動式揚水落水装置 技術分野

本発明は、 水を下から上へあげて、 その水を落と して、 使 う と こ ろで利用 される。 背景技術

従来の揚水機は、 モーターを働かせて、 ポンプで水を汲み上げ ていた。 も し く は井戸のよ う に、 人の力で汲み上げていた。

「油力 4 3 年、 ガスが 6 8 年、 ウ ラ ン力 S 7 4 年、 石炭が 2 1 2 年 で埋蔵量が切れる。」 と 、 経済産業省の 「エネルギー 2 0 0 0 」 で いわれている。 又、 日 本は油の 9 0 %を中近東にたよ ってレヽる。

エネルギーが切れる 日 が近づく だけではない、 エネルギーの使 用 も増カ卩 してレ、る。 平成 1 3年 5 月 2 1 日 の 日経において、 「日 本 国内の I Tで使 う 電力が 2 0 1 0年には 8倍の 2 1 1 7億 k w h になる J と レヽ う 。 日本の年間消費電量の 1 兆 k w h の約 2 割が I Tのみでも增える。

つま り 、 燃える ものがな く なる と 、 自然のエネルギーを使 う し かない。 その一つの ソーラーでみる。 今 1 k w h 当 り 1 6 8 円で ある。 東京の 日 照は 5 時間、 光電力変換効率は 1 5 %では、 1 m について 3 %の効率しかない。 風力は貴方ま かせである。

差替え用紙 （規則 26) ―

そ う する と 、 「尽き る こ と ない、 地球上の ど こ にで も あ っ て、 誰 で も使え る も の に よ る しかない。」それは大気圧エネルギーであ る

1 nf 当 り 電力ふ り かえてみる と 、 約 1 0 0 k wであ る。 更に大気 圧変動率は少 ない。 東京でみる と 1 . 5 %前後であ る。 無視 して も よ い値であ る。

「大気圧のエネルギ一を ど う 利用する か ？ 」 と レ、 う と 、 こ う で す。 水を上へ揚げて、 落 と すのです。 そ う する と 、 H = m g h と い う 水力発電エネルギーが出て く る。 l nf の水 1 ト ンが約 1 0 m か ら 落ちて く る と 9 8 k w h と い う 電力 を生み出す。 水力発電の 効率は約 8 5 % と されている 力、 ら 8 3 . 3 k w h と い う 電力が生 み出せる。 と い う こ と は、 本発明 で、 水 1 5 0 k g を高 さ 8 m ま であ げて落下 さ せる こ と がで き る と 、 1 1 . 7 6 k w h 、 効率 8 5 % と して 9 . 9 9 6 k w h と な る。 今電気事業法に よ る と 、 1 0 k w h 未満の発電は 自 由 です。 つ ま り 、 「 自 由 に作っ て 、 使え る。」 と レヽ う こ と 。 日 本の家庭は、 平均で、 毎時 1 . 1 k w h 使っ て レ、 る。 と する と 「 3 k w h あ る と 、 ど う な る か。 ？ 」 4 1 7 0 万戸 と してみ る。

3 k w h X 4 . 1 7 X 1 0 ⁷ = 1 . 2 5 1 X 1 0 ⁸ = 1 . 2 5 億 k w h と な る 。 「ど う い う こ と 力 ？ 」 ァ ト レ一タ ーで毎時 1 . 2 5 億 k w 出す。

差替え用紙 （規則 26) 日 本の発電量の 2億 k w h の 6 2 . 5 % と なる。 それは、 通産 省時代のデータ に よ る と 、 油 5 3 . 6 %、 と ガス 1 1 . 6 %で、

6 5 . 2 %、 これに匹敵する。 原子力 1 2 . 9 %、 両方の合計は 7 8 . 1 %と なる。 約 4 分の 3 である。 本発明で毎時 3 k w h でな く 、 1 . 2 5 倍の 3 . 7 5 k w h の 発電をする と 、 日 本で、 油、 ガス 、 原子力に よ る発電が不要と な る。 つま り 、 「本発明は、 日 本のエネルギー革命、 その もの と なる。 J と レ、 う こ と。

水を揚げるには、 本発明では「ト リ チェ リ の真空」を使 う 。 上昇 管の上部の真空室 （ 4 ) の空気をバキュームで抜く 。 水は、 直立であろ う と 、 傾斜 していよ う と 、 ラセ ンであろ う と 変わ り な く 1 0 . 2 6 mまで上がっていく 、 途中貯水筒へ傾斜 し ている と 、そ こへ入ってその貯水简の水頭を 1 0 . 2 6 m とする。 貯水筒の真空室 （ 4 ) の上部排気孔 （ 5 ) から、 中の空気を抜 く と真空に近く なる。

そ して、 上部真空室 （ 4 ) と 、 下部真空室 （ 1 5 ) の境の放水 弁 （ 9 ) を開ける と 、 水は 「重力の法則」 で落ちる。 そ して、 下 部真空室 （ 1 5 ) へ貯ま る と 、 貯水室 （ 4 ) の弁 （ 9 ) を閉 じる。 それから、 下部真空室 （ 1 5 ) の空気吸入弁 （ 1 1 ) と 、 放水 口 ( 2 1 ) が開 く 。 それで水はすつか り 落ち る。

差替え用紙 （規則 26) これ らの貯水筒から落ちる時、 「ト リ チェ リ の定理」 に よ って落 水の速度 Vが定ま る。 つま り 、 V = V" 2 g h と レ、 う こ と です。 それによ つて、 落水量を欲 しい値に定める と 、 Vは水柱の長 さ と 同 じ こ と と な り 、 水量は、 放水口 の面積かける長さ で、 半径が 定ま っ て く る。 発電においては、 水の落下が連続しないと な らない。 しか し、 それ以外の時は、 脈動式に、 水が落下 して も よいのである。 そ こ で、 発電においては、 下の真空室からの放水は、 発電用水 オケに一時入れる こ と と する。

その発電用水オケ （ 2 4 ) は、 毎秒落下する水の量よ り 常に多 く する。 脈動式では下の真空室 （ 1 5 ) から発電用水オケ （ 2 4 ) に、 仮に 2 秒に一回づっ放水 される とする と 、 1 0倍ある と 、 水 車へ落下 してい く 水は切れる こ と がない。 発電においては、 こ の よ う にセ ッ トする と 、 毎秒一定量の発電 可能 と なる。 これ らの場合、 バキュームや弁の開閉においてエネルギーがい るが、 その電力は、 発電シス テ ム の時は 2 0 %以下であ り 、 最初 ス タ ー ト 時に貯え られた電力を使えばよい。

差替え用紙 （規則 26) 発電以外では、 そのシス テ ム の稼動のために使われたエネルギ -はコス ト と して考える こ と ができ る。 いずれに して も、 つき る - と はない、 ク リ ーンなエネルギーで人の役に立つも のである。

[図 1] のよ う に地面におかれた、 も し く は掘 り 込まれた水オケ ( 1 ) がある。 水オケに水が入ってレヽる。 そ こ に上昇管 （ 3 ) が 立ってレ、る。 その上は貯水室になっている。 上昇管 （ 3 ) は、 こ の上部貯水室 （ 4 ) へ接続している。 こ の上部貯水室 （ 4 ) は上部真空室でもあ り 、 排気管 （ 5 ) を も ち、 それはノ キュ一ム （ 7 ) とつながっている。 その底 （ 4 ) に 口 があ り 、 そ こから下部貯水简 （ 1 5 ) につながっ てレ、る。 そ こ で 、 弁 （ 9 ) が閉 じてレヽる と 、 水は下へ落ちていけない。 こ う い う 形態で水が下の水オケから、 こ の筒 （ 1 5 ) へ大気圧の力で は上昇管 （ 3 ) から と ま る こ と な く 上昇 して来る。 落水 した分は たえず、 下の水オケ （ 1 ) か ら 、 l nf について 1 . 0 1 3 2 5 X 1 0 ⁵ ( N ) と い う 力で、 水が押 し上げられて く る。 これが、 大気 圧の力の結果であ り 、 自然のエネルギーの働き の結果です。

差替え用紙 （規則 26) 【図面の簡単な説明】

【図 1 】

脈動式揚水落水装置の断面図である。

【図 2 】

上部著水質から弁が開いて水が落ちる図である。

【図 3 】

下部貯水質から水が放水口を通って落ちる図である。 【図 4 】

揚水落水機とマイ ク ロ水力発電機を接続した図である 【符号の説明】

1 水槽

2 フィルタ一

3 上昇管

4 上部貯水室

5 排気管

6 レべノレセンサー

7 真空ポンプ A

8 真空ポンプ B

9 弁

1 0 弁座

1 1 排気管

1 2 通気管

1 3 電磁弁

差替え用紙 （規則 26) レベルセ ンサ

下部貯水室

軸受

軸

永久磁石

ソ レ ノ イ ド

電磁弁

放水口

落水

水面

蓄水槽

水位

落水口

落水誘導管

水車

軸受

発電機

気泡防止板

差替え用紙 （規則 26)

Claims

賴 ^ι^©

【請求項 1 】 水中に設置されている上昇管 （ 3 ) がある この管 （ 3 ) の上に、 球型も しく は箱型の真空室 （ 4 ) がついて いる。 その下に貯水筒になっているもう一つ箱がある。 下 . 部真空室 （ 1 5 ) である。 こう した装置で、 上部真空室 （ 4 ) の 排気管 （ 6 ) に接続した、 バキューム （ 7 ) で、 空気を抜く と、 下の水オケ （ 1 ) の中の水は大気圧に押されて上昇する。 地球上 では 1 0. 2 6 m以上上がることはないがこ こでは水頭は 1 0 m と してある。 水は貯水筒 （ 4 ) へ貯まる _pその貯水筒 （ 4 ) の下に 放水口があり、 弁 （ 9 ) がついている。 その弁 （ 9 ) を開けると 水は、 その下にある下部真空室 （ 1 5 ) へ入る。 その時、 下部真 空室 （ 1 5 ) はその排気口 （ 1 1 ) から空気が排出されている から、 力ラッポになっている。 水は重力によって下部真空室へ落 下して、 そこへ貯まる。 一定量たまったら、 貯水筒の放水弁が閉 じる。 そう したら、 下部真空室 （ 1 5 ) のバキュームの排気はと ま り^ f部貯水筒の上についている空気室の入口の弁が開く。 だか ら、 下部真空室 （ 1 5 ) には、 上の空気充入弁口 （ 1 2 ) から空 気が入って、 下部真空室の中の水は一気に下の放水口から落下す る。 このよ うな装置をもった、 水の揚水落水装置。