专利名称：利用浮力的发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用在液体中上升的泡状气体的浮力，使发电机旋转的利用浮力的发电装置。
背景技术：
尝试对地球环境无害的、从清洁的能源得到电力的各种各样的方法。所谓其方法有，例如利用风力的发电装置、利用波力的发电装置、利用太阳能的发电装置等。
但是，这些现有的发电装置、任意一个都很遗憾地，至今未能达到充分满足大量消耗电力的现代社会中的电力需要。
发明内容
本发明鉴于这样的课题而成，并提供一种发电装置，其是利用以泡状被送入到水等液体中的气体中所产生的浮力，使发电机旋转的发电装置，与将气体制成泡状而送入到该水等的液体中所需的消耗能量相比，能够大幅地提高从利用以泡状被送入到该水等液体中的气体中所产生的浮力而旋转的发电机得到的电力能量。
为了达到这样的目的，本发明的利用浮力的发电装置具有塔、输送带、多个铲斗、供应装置以及发电机该塔贮存了液体，是在上下方向上竖立起来的筒状；该输送带在塔内侧的上下方向上可循环地张设成环状；该多个铲斗沿着该输送带外侧的长度方向以规定的间距被排列而附设，开口部朝向与输送带的循环方向相反的方向；该供应装置向位于在上述塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，通过朝向其下方的开口部，供应已成泡状的气体；该发电机连接到可循环地支承上述输送带的旋转轴上。
同时构成为，利用由上述供应装置供应到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内的气体，在贮存在塔内侧的液体中受到浮力并与铲斗一起上升的力，使该铲斗附设的输送带侧朝向上方循环。与此同时构成为，伴随着该输送带的循环，使连接于输送带的循环方向上旋转的旋转轴上的发电机旋转，该旋转轴支承输送带。
另外，其特征是，上述供应装置由气体进给装置、多个微细径的孔，以及气体导入喷嘴构成该气体进给装置用于向配置在塔内侧下部的、且前端被密封了的导管内侧送入被压缩了的气体；该多个微细径的孔散点状地设置在导管周壁上，用于将由该气体进给装置送入到导管内侧的气体，呈多个微小径的泡状并送出到塔内侧的液体中；该气体导入喷嘴用于将从该导管周壁的多个微细径的孔送出到塔内侧的液体中的多个微小径的气体集中，并送入到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内。
同时构成为，将由该气体进给装置送入到导管内侧的气体，以呈大径的泡状态而送出到塔内侧的液体中的情况相比，能够从散点状地设置在导管周壁上的多个微细径的孔，使其呈多个微小径的泡状，并阻力少且顺利地送出到塔内侧的液体中。且构成为，从导管周壁的多个微细径的孔送出到塔内侧的液体中的多个微小径的气体，能够无遗漏且准确地集中到气体导入喷嘴内侧，从气体导入喷嘴前端，向位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，呈大径的泡状等而准确地送入。
因此，将从发电机得到的功率能量值，与使呈泡状地送入到该塔内侧的液体中的供应装置所消耗的消耗能量值相比，能够大幅度地提高，该发电机伴随着输送带的循环，与旋转轴一起旋转，该输送带利用送入到该塔内侧的液体中的泡状气体从贮存在塔内侧的液体受到的浮力而循环。
在本发明的发电装置中，由上述气体进给装置送入到导管内侧的被压缩了的气体，最好使用从工厂等白白地浪费到大气中的各种各样的排出气体、从柴油发动机、汽油发动机等内燃机白白地浪费到大气中的废气等、具有排气压力的气体，即被压缩了的气体。
在这样的情况下，能够在发电装置驱动用的能量中，有效利用这些被白白地浪费到大气中的、具有排气压力的气体。
在本发明的发电装置中，最好具有柔性的导向板，用于从上述气体导入喷嘴将泡状气体无遗漏地送入到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，该导向板使其以沿着位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗的外侧面的方式，从塔内底部在塔内侧的液体中竖立起来。
在这样的情况下，能够将从塔10内底部在塔内侧的液体20中竖立起来而具有的柔性导向板100的中间部分等，遵循与位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的输送带30一起向上方循环的铲斗50外侧面的移动轨迹，向内外弯折适当的角度。同时，能够将该柔性导向板100的内侧面，与位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的输送带30一起向上方循环的铲斗50的外侧面，总是处于无间隙地紧贴的状态。同时，利用该柔性导向板100，能够防止从供应装置60供应到塔内侧的液体20中的泡状的压缩空气的一部分，不被送入到位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，而通过该铲斗50的外侧向塔10内上方漏出。
在本发明的发电装置中，最好在沿着上述输送带外侧的长度方向排列附设的多个各铲斗的开口部外侧边缘上，具有辅助导向板，并使其朝向与铲斗的主体侧相反侧的斜外方竖立起来。
在这样的情况下，利用该铲斗开口部外侧边缘上具有的辅助导向板，能够防止从供应装置供应到塔内侧的液体中的泡状的压缩空气的一部分，通过朝向其下方的开口部，不会被确切地送入到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，而通过该铲斗的外侧向塔内上方漏出。
在本发明的发电装置中，最好将规定量的液体贮存在塔内侧，使得上述液体上端的液面水平与输送带的上端大致成同一高度。
在这样的情况下，附设在该输送带外侧的铲斗到达输送带上端或接近输送带上端，该铲斗的开口部处于朝向上方或接近于上方的方向的状态，送入到该铲斗内的空气被放出到铲斗的外部，在该铲斗从塔内侧的液体中不受到浮力时，能够将到达了该输送带上端或接近输送带上端的铲斗，处于从塔内侧的流体阻力值大的液体中露出到流体阻力值小的大气中的状态。同时，能够使到达了该输送带上端或接近于输送带上端的铲斗，与输送带一起在输送带外侧阻力少且顺利地循环。同时，能够使施加在与该输送带一起循环的铲斗上的流体阻力值降低。
在本发明的发电装置中，最好由链条和链轮的组合来构成上述输送带。
在这样的情况下，能够使由该链条和链轮的组合而成的输送带，在塔内侧的液体中，无滑脱而确切地在上下方向上循环。同时，伴随着该链条的循环，能够使支承链条的链轮的旋转轴准确地在链条的循环方向上旋转。同时，能够使与该旋转轴连接的发电机准确地在链条的循环方向上旋转。此时，使用润滑剂，能够使链条与链轮周围的啮合阻力少且顺利地在贮存在该塔内侧的液体中循环。
图1是示出本发明的发电装置的概略结构的主视剖面图；图2是本发明的发电装置的主视图；图3是本发明的发电装置的铲斗周围的放大结构说明图。
具体实施例方式
下面，按照
用于实施本发明的最佳实施方式。
图1至图3示出了本发明的发电装置的最佳实施方式。
该发电装置具有贮存液体20的上下方向立起的筒状的塔10。在塔10的上端设置有气体放出孔12，该气体放出孔12将在塔内侧的液体20中上升而到达了塔10内上端的气体放出到塔10的外部。在塔10内侧的上下方向上，以被浸没在液体20中的状态，可循环地环状地张设有输送带30。沿着输送带30外侧的长度方向，以规定的等间距排列附设有多个铲斗50。铲斗50为上端敞开大口的方形箱体状，将其开口部朝向与输送带30的循环方向相反的方向，并沿着输送带30外侧的长度方向排列多个而附设。遍及塔10外部和塔10内侧下部具有供应装置60，该供应装置60向位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧的下部的铲斗50内，通过朝向其下方的开口部，供应呈泡状的气体。在可循环地支承输送带30的下部的旋转轴32上，通过链条74及链轮76，连接有设置在塔10外部的发电机的驱动轴72。
同时构成为，利用由供应装置60供应到位于在塔10内侧朝向上方而循环的输送带30侧的下部的铲斗50内的气体，受到浮力而与铲斗50一起在贮存在塔10内侧的液体20中上升的力，使附设了该铲斗50的输送带30侧朝向上方而循环。与此同时构成为，伴随着该输送带30的循环，使与支承输送带30的下部的旋转轴32连接的发电机70旋转，该旋转轴32在输送带30的循环方向旋转。
供应装置60由气体进给装置64、多个微细径的孔66和气体导入喷嘴68构成，该气体进给装置64用于向被配置在塔10内侧下部的密封了前端的导管62内侧送入被压缩了的气体，该孔66散点状地设置在导管62周壁上，用于将由该气体进给装置送入到导管62内侧的气体，呈多个微小径的泡状并送出到塔内侧的液体20中，该气体导入喷嘴68用于将从该导管周壁的多个微细径的孔66送出到塔内侧的液体20中的多个微小径的气体集中，并向位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，通过朝向其下方的开口部送入。气体进给装置64由空气压缩机65和空气回路67构成，该空气压缩机65装载在塔10上端外侧并送出压缩气体，该空气回路67用于将从该空气压缩机送出的压缩气体，送入到配置在塔10内侧下部的、且前端被密封了的导管62内侧。在周壁上具有多个微细径的孔66的导管62上，使用有例如日本国实公昭61-33344号公报所记载那样的、在其周壁上以大致均等的密度而具有数微米～数百微米程度的孔的多孔性导管，该多个微细径的孔66用于将压缩空气呈多个微小径的泡状而送出到塔内侧的液体20中。同时构成为，能够将由该气体进给装置64送入到导管62内侧的压缩空气，从散点状地设置在导管62周壁上的多个微细径的孔66，呈多个微小径的泡状地，阻力少且顺利地送出到塔内侧的液体20中。
气体导入喷嘴68，其后部配置成为无间隙地连续覆盖周壁上具有许多微细径的孔66的导管62周围，同时，其前端配置在位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧的下部的铲斗50正下方。同时构成为，能够将从导管周壁的多个微细径的孔66送出到塔内侧的液体20中的多个微小径的压缩空气，无遗漏且准确地集中到气体导入喷嘴68内侧，并向位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，从朝向其下方的开口部呈大径的泡状等而确切地送入。
图1至图3中示出的发电装置如上所述地构成，在使用该发电装置时，如图1所示，使气体进给装置的空气压缩机65工作，将压缩空气通过空气回路67，送入到配置在塔10内侧下部的导管62内侧。同时，将该压缩空气从散点状地设置在导管62周壁上的许多微细径的孔66，呈许多微小径泡状地，阻力少且送出到塔内侧的液体20中。呈多个微小径泡状并送出到了塔内侧的液体20中的压缩空气，如图3所示，无遗漏且准确地集中到气体导入喷嘴68内侧，并向位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，从朝向其下方的开口部，呈大径的泡状等地送入。
于是，供应到该铲斗50内的压缩气体，利用在贮存在塔10内侧的液体20中受到浮力而与铲斗50一起上升的力，能够使附设了该铲斗50的输送带30侧朝向上方循环。与此同时，伴随着该输送带30的循环，能使与支承输送带30的下部的旋转轴32连接的发电机的驱动轴72旋转，该旋转轴32向输送带30的循环方向旋转。同时，能够在该发电机70上发生电力。发电机70上所发生的电力能够贮存在例如蓄电池80中。
在该发电装置中，也可以取代将从空气压缩机65发生的压缩空气送入到导管62内侧的结构，将气体进给装置64构成为，将从工厂等白白地浪费到大气中的各种各样的排出气体、从柴油发动机、汽油发动机等内燃机白白地浪费到大气中的废气等具有排气压力的气体，送入到导管62内侧。或者，也可以将气体进给装置64构成为，将从空气压缩机65所发生的压缩空气送入到导管62内侧的同时，将从工厂等白白地浪费到大气中的各种各样的排出气体、从柴油发动机、汽油发动机等内燃机白白地浪费到大气中的废气等具有排气压力的气体，一起送入到导管62内侧。
在这样的情况下，能够将从工厂或内燃机等白白地浪费到大气中的各种各样的排出气体、废气等具有排气压力的气体，即被压缩了的气体有效利用在发电装置驱动用的能量中。
在该发电装置中，如图1所示，最好具有由合成树脂等制成的柔性带状的导向板100，该导向板100是用于将泡状气体从气体导入喷嘴68前端，无遗漏地送入到位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，该导向板100使其以沿着位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50的外侧面的方式，从塔10内底部在塔内侧的液体20中竖立起来。
在这样的情况下，如图1所示，能够将从塔10内底部在塔内侧的液体20中竖立起来而具有的柔性导向板100的中间部分等，遵循与位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的输送带30一起向上方循环的铲斗50外侧面的移动轨迹，向内外弯折适当的角度。同时，以该导向板100不妨碍与输送带30一起循环的铲斗50的移动的方式，能够将该柔性导向板100的内侧面，与位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的输送带30一起向上方循环的铲斗50的外侧面，总是处于无间隙地紧贴的状态。同时，利用该柔性导向板100，能够防止从供应装置60供应到塔内侧的液体20中的泡状的压缩空气的一部分，不被送入到位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，而通过该铲斗50的外侧向塔10内上方漏出。
此外，在该发电装置中，如图1所示，最好在沿着输送带30外侧的长度方向排列附设的多个铲斗50的各开口部外侧边缘上，具有条板状等的辅助导向板52，并使其朝向与铲斗50的主体侧相反侧的斜外方竖立起来。
在这样的情况下，利用该辅助导向板52，能够防止从供应装置60供应到塔内侧的液体20中的泡状的压缩空气的一部分，通过朝向其下方的开口部，不会被确切地送入到位于在塔10内侧朝向上方循环的输送带30侧下部的铲斗50内，而通过该铲斗50的外侧向塔10内上方漏出。
此外，在该发电装置中，如图1所示，最好将规定量的液体20贮存在塔10内侧，使得贮存在塔10内侧的液体20上端的液面水平与输送带30的上端大致同一高度。
在这样的情况下，附设在该输送带30外侧的铲斗50到达输送带30上端或接近输送带30上端，该铲斗50的开口部处于朝向上方或接近于上方的方向的状态，送入到该铲斗50内的压缩空气被放出到铲斗50的外部，在该铲斗50从塔内侧的液体20中不受到浮力时，能够将到达了该输送带30上端或接近输送带30上端的铲斗50，处于从塔10内侧的流体阻力值大的液体20中露出到流体阻力值小的大气中的状态。同时，能够使到达了该输送带30上端或接近于输送带30上端的铲斗50，与输送带30一起在输送带30外侧阻力少且顺利地循环。同时，能够使施加在与该输送带30一起循环的铲斗50上的流体阻力值降低。
此外，在该发电装置中，如图1所示，最好由链条和链轮的组合来构成输送带30。
在这样的情况下，能够使由该链条和链轮的组合而成的输送带30，在塔10内侧的液体20中，无滑脱而确切地在上下方向上循环。同时，伴随着该链条的循环，能够使支承链条的链轮的旋转轴32准确地在链条的循环方向上旋转。同时，能够使与该旋转轴32连接的发电机70准确地在链条的循环方向上旋转。此时，使用润滑剂，能够使链条与链轮周围的啮合阻力少且顺利地在贮存在该塔10内侧的液体20中循环。
根据实验表明，若使用图1至图3中示出的发电装置在发电机70中发生电力，则将从发电机70中得到的输出功率能量值，与将压缩空气泡状地送入到该塔内侧的液体20中的供应装置60所消耗的消耗功率能量值相比，能够大幅度地提高，该发电机利用送入到该铲斗50内的泡状的压缩空气在贮存在塔10内侧的液体20中受到浮力而与铲斗50一起上升的力，使其在输送带30的循环方向旋转。
以下详细叙述该实验例。
在该实验例中，在空气压缩机65中使用了两台消耗功率为100W的压缩机。在塔10内侧贮存了自来水。与发电机70连接使用两台POWERZ(パワ一Z)工业株式会社制造的外齿轮发电机P-500G。同时，利用从上述100W的两台压缩机送入到塔10内侧的自来水中的泡状的压缩空气，从贮存在塔10内侧的自来水受到的浮力，使该两台发电机70旋转。使组合多个齿轮而成的增速机75介于发电机的驱动轴72上，使发电机70以大致1000rpm高速旋转。
于是，上述两台发电机70的各自的输出电压值成为50.000V，该两台发电机70的各自的输出电流值为3.050A。即，该两台发电机70的各自的输出功率值为152.500W。从该结果表明，相对于该供应装置的空气压缩机65的消耗功率值200W，从该两台发电机70得到的输出功率值为305.000W，相对于该供应装置60的消耗功率值的、该发电机70的输出功率值大幅地增加约1.5倍程度。
贮存在本发明的发电装置的塔10内侧的液体20，可以使用送入到该液体20中的气体可受到大的浮力的、比重大于水的液体、或持续长时间贮存的情况下也难以腐蚀的液体。此外，送入到塔10内侧的液体20中的气体，可以使用除空气之外的、各种各样的气体。
本发明的发电装置作为消耗大量电力的制造工厂等中的、对地球环境无害的省能源的对策用的电力供应源，还作为一般家庭用的省能源型的电力供应源，可广泛地有效利用。
权利要求
1.一种利用浮力的发电装置，该发电装置具有塔、输送带、多个铲斗、供应装置以及发电机，该塔贮存了液体，是在上下方向上竖立起来的筒状；该输送带在塔内侧的上下方向上可循环地张设成环状；该多个铲斗沿着该输送带外侧的长度方向以规定的间距被排列而附设，开口部朝向与输送带的循环方向相反的方向；该供应装置向位于在上述塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，通过朝向其下方的开口部，供应已成泡状的气体；该发电机连接到可循环地支承上述输送带的旋转轴上，其结构是，利用由上述供应装置供应到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内的气体，在贮存在塔内侧的液体中受到浮力并与铲斗一起上升的力，使该铲斗附设的输送带侧朝向上方循环，同时，伴随着该输送带的循环，使连接于该输送带的循环方向上旋转的上述旋转轴的发电机旋转，其特征是，上述供应装置由气体进给装置、多个微细径的孔，以及气体导入喷嘴构成，该气体进给装置用于向配置在塔内侧下部的、且前端被密封了的导管内侧送入被压缩了的气体；该多个微细径的孔散点状地设置在上述导管周壁上，用于将由该气体进给装置送入到导管内侧的气体，呈多个微小径的泡状并送出到上述塔内侧的液体中；该气体导入喷嘴用于将从该导管周壁的多个微细径的孔送出到塔内侧的液体中的多个微小径的气体集中，并送入到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内。
2.如权利要求1所述的利用浮力的发电装置，其特征是，由上述气体进给装置送入到导管内侧的被压缩了的气体，使用了被废弃到大气中的、具有排气压力的气体。
3.如权利要求1或2所述的利用浮力的发电装置，其特征是，具有柔性的导向板，用于从上述气体导入喷嘴将泡状气体无遗漏地送入到位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗内，该导向板使其以沿着位于在塔内侧朝向上方循环的输送带侧下部的铲斗的外侧面的方式，从塔内底部在塔内侧的液体中竖立起来。
4.如权利要求1、2或3所述的利用浮力的发电装置，其特征是，在沿着上述输送带外侧的长度方向排列附设的多个各铲斗的开口部外侧边缘上，具有辅助导向板，并使其朝向与铲斗的主体侧相反侧的斜外方竖立起来。
5.如权利要求1、2、3或4所述的利用浮力的发电装置，其特征是，将规定量的液体贮存在塔内侧，使得上述液体上端的液面水平与输送带的上端大致成同一高度。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的利用浮力的发电装置，其特征是，上述输送带由链条和链轮组合而成。
全文摘要
一种发电装置，利用由供应装置(60)供应到位于在塔(10)内侧朝向上方循环的输送带(30)侧下部的铲斗(50)内的气体，在贮存在塔内侧的液体(20)中受到浮力而与铲斗(50)一起上升的力，使输送带(30)旋转的同时，使连接于旋转轴(32)的发电机(70)旋转，该旋转轴(32)支承该输送带；将供应装置(60)作为将压缩空气呈多个微细径的泡状并送出到塔内侧的液体(20)中的结构，抑制而使该压缩空气被送出到塔内侧的液体(20)中时的阻力变小。同时，相对于供应装置(60)所消耗的消耗能量值，使从发电机(70)得到的功率能量值增大。
文档编号F03B17/02GK1692225SQ200380100208
公开日2005年11月2日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者竹内明雄 申请人:株式会社竹内制作所