JP2000328546A - 発電方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ある程度の水量がある場所であれば、簡単に
発電することができる発電方法と発電装置を提供する。 【解決手段】 水中に設けられたフロートＦに、空気を
供給することにより当該フロートＦに浮力を生ぜしめ、
当該フロートＦの浮力を動力源として直接的にあるいは
間接的に回転体Ｒを回転し、当該回転体Ｒにより発電機
Ｇを駆動し発電するようにしたことを特徴とする発電方
法と装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水の浮力を利用し
て発電する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力を得るには、火力、原子力が主とし
て使用されているが、これらはいずれも環境保護の観点
からは種々問題があり、また、太陽光、風力、地熱等を
利用して発電する方法は、地球環境にやさしいことか
ら、近年注目を集めているが、設備費が嵩むのみでな
く、定常的に電力を得ることができないという問題があ
る。

【０００３】したがって、最近は、水力発電が見直され
つつある。この水力発電は、水位差を利用して発電する
ものが大部分であり、このような水力発電では、落差の
大きいものほど有利で、落差が１０〜１２ｍ以下の低落
差のものは経済的に不利とされている。

【０００４】ところが、最近では、高落差のものは、ダ
ムを建設する場所の限定が厳しく簡単には構築できず、
むしろ、中小の水力発電の開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような中小の水力
発電は、小さなダム等を構築したり導水路を形成するな
ど、基本的には、水位差を付けて水を流し発電するもの
であるために、この中小の水力発電も場所的に限定さ
れ、開発地点としても河川を堰止めることができる場所
となる。特に、従来の水力発電では、一旦発電に使用し
た水は、下流側に流し、再度発電に利用することが難し
く、結果的に多数箇所にダムを建設できないという問題
もある。

【０００６】しかも、ダムや導水路等の構築は、費用が
嵩むのみでなく、構築に長期間を要し、撤去することも
難しいという不具合がある。

【０００７】また、チューブラ水車のような水に落差を
付けず、流れの中に設置する水中発電装置もあるが、こ
の装置は、水が流れている河川でなければ使用できない
という不具合もある。

【０００８】このように従来の水力発電は、河川とは切
っても切れない関係にあり、一方電気の使用は、河川と
は無関係にいたる所で行なわれることから、必然的に発
電場所から電気使用場所まで電気を送る送配電設備が必
要となり、これにより電力コストも高いものとなる。本
来的には、発電設備は、電気を使用する地域と近いこと
が好ましいが、従来の水力発電方法では、本質的に、電
気の使用場所の近傍に発電設備を設置することが難しい
ものとなっている。

【０００９】本発明は、上述した従来技術に伴う課題を
解決するためになされたもので、第１の目的は、ある程
度の水量がある場所であれば、簡単に発電することがで
きる発電方法を提供することにあり、特に、地球環境に
悪影響を及ぼすことのない発電方法を提供することにあ
る。

【００１０】第２の目的は、当該発電方法を容易に実施
することができる発電装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【００１２】（１） 水中に設けられたフロートに、空
気を供給することにより当該フロートに浮力を生ぜし
め、当該フロートの浮力を動力源として直接的にあるい
は間接的に発電機を駆動するようにしたことを特徴とす
る発電方法。

【００１３】（２） 水中に設けられたフロートに、空
気を供給することにより当該フロートに浮力を生ぜし
め、当該フロートの浮力を動力源として回転体を回転
し、当該回転体の回転力により発電機を駆動するように
したことを特徴とする発電方法。

【００１４】（３） 水中に設けられたフロートに、空
気を供給することにより当該フロートに浮力を生ぜし
め、当該フロートの浮力を動力源として前記水中で負圧
領域を形成し、当該負圧領域内に誘引される水により回
転体を回転し、当該回転体の回転力により発電機を駆動
するようにしたことを特徴とする発電方法。

【００１５】（４） 水中に設けられたフロートに、空
気を供給することにより当該フロートに浮力を生ぜし
め、当該フロートの浮力を動力源として水をタンク内に
貯溜し、当該タンク内から吐出される水により回転体を
回転し、当該回転体の回転力により発電機を駆動するよ
うにしたことを特徴とする発電方法。

【００１６】（５） 高所から低所に水を流し、この水
により発電機を駆動し発電するようにした発電方法にお
いて、前記低所に設けられた貯水部の水中にフロートを
設け、このフロートに空気を供給することにより当該フ
ロートに浮力を生ぜしめ、該フロートの浮力を動力源と
してポンプを駆動し、このポンプにより移動された水を
前記発電機を駆動する水として再利用するようにしたこ
とを特徴とする発電方法。

【００１７】（６） 水中に設けられたフロートと、当
該フロートに外部から空気を供給排出する空気給排手段
と、当該フロートに空気を供給することにより生ぜしめ
た浮力を動力源として作動する作動手段と、当該作動手
段により直接的にあるいは間接的に駆動される発電機と
を有することを特徴とする発電装置。

【００１８】（７） 前記作動手段は、前記フロートの
浮力により回転される回転体を有し、当該回転体の回転
力により前記発電機を駆動するようにしたことを特徴と
する発電装置。

【００１９】（８） 前記回転体は、横置された回転軸
の周囲に膨張収縮自在の前記フロートを環状に複数個配
置することにより構成し、当該フロートの膨張時に生じ
る浮力により前記回転軸を回転するようにしたことを特
徴とする発電装置。

【００２０】（９） 前記作動手段は、前記フロートの
浮力により作動される負圧発生手段と、当該負圧発生手
段により形成された負圧領域に誘引される水により回転
される回転体とを有し、当該回転体の回転力により前記
発電機を駆動するようにしたことを特徴とする発電装
置。

【００２１】（１０） 前記負圧発生手段は、前記回転
体の周囲に複数個配置され、前記フロートが順次昇降す
ることにより順次前記負圧領域が形成されるようにした
ことを特徴とする発電装置。

【００２２】（１１） 前記負圧発生手段は、水中に埋
設されたシリンダと、このシリンダ内を往復動するピス
トンとからなる負圧発生部を有し、当該ピストンに前記
フロートを連結し、前記空気給排手段により空気供給し
た前記フロートが浮上するときの浮力の作用で外部から
前記シリンダ内に水を誘引するようにしたことを特徴と
する発電装置。

【００２３】（１２） 前記回転体は、ケース内に羽根
車を有し、前記ケースの周方向複数箇所から前記水が流
入するようにしたことを特徴とする発電装置。

【００２４】（１３） 前記負圧発生手段は、前記フロ
ートの昇降を補助する昇降補助手段を有することを特徴
とする発電装置。

【００２５】（１４） 前記昇降補助手段は、前記フロ
ートに空気を供給する空気出入パイプの周囲に配置され
た補助シリンダと、前記空気出入パイプと連結された補
助ピストンと、空気供給源からの空気により前記補助ピ
ストンを昇降させるように前記補助シリンダに連結され
た給気パイプと、補助シリンダ内の空気を排出する排気
パイプと、前記空気出入パイプに空気を供給する給気パ
イプと、当該空気出入パイプから空気を排気する排気パ
イプと、前記各給気パイプに取り付けられた給気バルブ
と、前記各排気パイプに取り付けられた排気バルブとを
有することを特徴することを特徴とする発電装置。

【００２６】（１５） 前記回転体は、前記発電機と継
ぎ足し可能なシャフトにより連結したことを特徴とする
発電装置。

【００２７】（１６） 前記作動手段は、所定範囲で昇
降自在とされた膨張収縮自在のフロートの昇降により水
を圧送する圧送手段と、当該圧送手段から吐出される水
により回転される回転体とを有し、当該回転体により前
記発電機を駆動するようにしたことを特徴とする発電装
置。

【００２８】（１７） 前記圧送手段は、昇降するフロ
ートに一端が連結され、他端がシリンダ内のピストンに
連結されたテコ式リンク機構と、前記ピストンから吐出
された水を貯溜するタンク部と、当該タンク部内に設け
られた膨張収縮自在の空気袋とを有し、前記タンク部か
ら吐出される水により前記回転体を回転するようにした
ことを特徴とする発電装置。

【００２９】（１８） 前記テコ式リンク機構には、駆
動され空気を圧送する空気圧送手段が連結され、当該空
気圧送手段から吐出された空気を前記フロートの昇降用
として利用するようにしたことを特徴とする発電装置。

【００３０】（１９） 前記空気給排手段は、コンプレ
ッサにより作られた空気をレシーバタンクに蓄え、当該
レシーバタンクと前記フロートとを空気出入パイプによ
り連結し、当該フロート内に空気を導入するようにした
ことを特徴とする発電装置。

【００３１】（２０） 前記コンプレッサは、エンジン
により駆動される第１コンプレッサと、前記フロートに
よる回転力により駆動される第２コンプレッサとからな
り、これら各コンプレッサにより生産された圧縮空気を
前記レシーバタンクに蓄えるようにしたことを特徴とす
る発電装置。

【００３２】（２１） 前記空気給排手段は、上昇した
フロート内の空気を、収縮した他のフロート内に導びく
空気再利用回路を有することを特徴とする発電装置。

【００３３】（２２） 前記空気再利用回路は、上昇し
たフロート内の空気をロータリバルブを介して収縮した
フロート内に導入するようにしたことを特徴とする発電
装置。

【００３４】（２３） 前記発電機は、前記回転体と連
結するシャフトにフライホイールを設けたことを特徴と
する発電装置。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００３６】《第１の実施の形態》図１は本発明の第１
の実施の形態に係る発電装置を示す概略断面図、図２は
図１の２−２線に沿う断面相当図、図３は図１の３−３
線に沿う断面相当図、図４Ａ，Ｂはシャフトあるいはパ
イプの繋ぎ手段を示す一部断面図と平面図、図５はバル
ブピストンの断面図、図６はバルブピストンの平面図、
図７はバルブピストンのピストン構成体を示す分解斜視
図、図８Ａ，Ｂ，Ｃは同実施の形態の作動状態を示す概
略図である。

【００３７】第１の実施形態に係る発電装置は、比較的
深い海の上に浮かべられた浮遊式の洋上発電基地として
使用するものであるが、小型化すれば貯水槽あるいは湖
水等に浮かべて小発電にも使用することができる。

【００３８】まず、前記発電装置を概説すれば、図１に
示すように、浮上体Ｅにより洋上に浮かべられたデッキ
ボードＤを有し、デッキボードＤの上部には、発電機
Ｇ、空気給排手段Ｈ等が載置され、下部には、水中に設
けられた膨張収縮自在のフロートＦと、当該フロートＦ
に前記空気給排手段Ｈからの空気を導入することにより
生ぜしめた浮力を動力源として作動する作動手段Ａとを
有し、当該作動手段Ａの作動により前記発電機Ｇを駆動
し発電するようになっている。

【００３９】本実施の形態の前記作動手段Ａは、フロー
トＦの浮力により水中内で負圧領域を作る負圧発生手段
Ｖと、この負圧領域に誘引される水により回転される回
転体Ｒとを有し、該回転体Ｒの回転力により前記発電機
Ｇが駆動されるようになっている。

【００４０】さらに、詳述する。まず、前記発電機Ｇ
は、どのようなものであっても良いが、ここでは、永久
磁石を回転することにより当該永久磁石の周囲に配置さ
れたコイルに電流を生ぜしめるようにした通常のものが
使用されている。

【００４１】該発電機Ｇは、ギアボックス１０（２か
所）、シャフト１１及びフライホイール１４を介して回
転体Ｒと連結されている。当該回転体Ｒは、深いところ
に設置することが好ましいことから、前記シャフト１１
は、継ぎ足し可能なシャフトとされている。つまり、深
い所は水圧も高く、このような所から、後述するケース
１２内の負圧領域に水を誘引すれば、強力な水流が得ら
れ、これにより生じる回転力もかなり大きなものを得る
ことができるので、シャフト１１は継ぎ足し式としてい
る。また、このシャフト１１の周囲は、シャフト保護の
ためにスリーブ１２が配置されている。

【００４２】前記回転体Ｒは、図２に示すように、ケー
ス１３内に収納された羽根車１５を有し、複数の入口管
１６から流入する水を受けて羽根車１５が回動するよう
になっている。この羽根車１５は、ペルトン水車のよう
にノズルから流出する噴射水を受けて回転するように構
成することが好ましいが、本発明は、これに限定される
ものではない。

【００４３】各入口管１６には、流入してくる水の量を
調節する調節部材１７が設けられている。当該調節部材
１７は、水量を調節するものであればどのようなもので
あっても良いが、ここでは、デッキボードＤから垂下さ
れたロッド（図示せず）により回動されるねじ軸を有
し、このねじ軸により絞り状態が調節できるように構成
されたものであり、いわばカメラの絞り機構の如きもの
である。

【００４４】なお、前記調節部材１７の近傍にはフィル
タ１８を設けることが好ましい。流入してくる水には種
々の異物が含まれているので、このフィルタ１８により
異物を除去し、前記羽根車１５を保護している。また、
入口管１６の外端部には、流入する水流により回転され
るファンｆを設けることが好ましい。これにより当該入
口管１６に富士壺などの付着を防止できる。

【００４５】前記シャフト１１の継ぎ手段１９として
は、後述する連結ロッド３３の場合も同様であるが、図
４Ａ，Ｂに示すようなものを使用することが好ましい。
つまり、この繋ぎ手段１９は、上部シャフト１１ａの下
端にゴム等の弾性体からなる支持ブロック１９ａを当該
上部シャフト１１ａとスプライン嵌合し、この支持ブロ
ック１９ａにピン１９ｅで半径方向内方に向かうように
弾性支持された３本の爪部材１９ｂを斜め下方に突出
し、この爪部材１９ｂの先端突部１９ｃが下部シャフト
１１ｂの凹所１９ｄに係合するようにしたものである。

【００４６】また、上部シャフト１１ａと下部シャフト
１１ｂは、十字状の凸部と凹部による凹凸嵌合とされ、
これら両シャフトの連結部分がある程度折れ曲り可能と
している。このようにすれば、長尺なシャフトあるいは
ロッドでも、回転伝達あるいは軸力の伝達が確実にかつ
簡単に行なうことができる。ただし、本発明は、これの
みに限定されるものではなく、捩じ込み式のものあるい
はワンタッチカップリング式のもの等を使用してもよい
ことは言うまでもない。

【００４７】前記負圧発生手段Ｖは、図１に示すよう
に、フロート部２０と負圧発生部３０とから構成されて
いる。

【００４８】前記フロート部２０は、デッキボードＤの
下面より垂下されており、水中に立設された円筒状をし
た６本の多孔性のフロートケース２１と、各フロートケ
ース２１内で移動可能に設けられた中空で膨張収縮自在
とされたフロートＦと、該フロートＦに前記空気給排手
段Ｈからの空気を導入する空気出入パイプ２３とを有し
ている。

【００４９】前記各フロートケース２１は、内部に収容
されたフロートＦが水の浮力を受けて所定ストローク自
由に昇降し得るように構成しているものであればどのよ
うなものでも良いが、フロートＦの昇降にともなってフ
ロートケース２１内の水が外部にスムーズに流出するよ
うに構成することが好ましい。例えば、上下両端板を含
むフロートケース全体がパンチングプレートあるいは網
状体等の筒状体により構成することが好ましい。

【００５０】該フロートケース２１は、図１，３に示す
ように、前記シャフト１１を保護するスリーブ１２と支
持アーム２４を介して連結され、装置全体の剛性を高め
ている。さらに剛性を高めるために、当該フロートケー
ス２１相互を図３に破線で示すアーム２４ａにより連結
しても良い。

【００５１】前記フロートＦは、例えば、直径１〜３ｍ
程度の軽量な樹脂材料から構成された膨張収縮可能な筒
状体である。この樹脂材料としては、例えば、シリコー
ンゴム、フッソゴム、ＮＢＲ等のシート、あるいはポリ
プロピレン繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、カ
ーボン繊維、綿、麻等からなるシート若しくはこれらに
前記ゴムをコーティングしたシート等が好ましく使用さ
れる。

【００５２】フロートＦの上下両端には、強度を保持す
るために支持板２２が取り付けられているが、このフロ
ートＦの内部には、前記空気出入パイプ２３が伸延さ
れ、該空気出入パイプ２３のフロートＦ内に位置する部
分には複数個の通孔２５が開設され、この通孔２５より
フロートＦ内に空気を吹出したり、あるいはこれら通孔
２５の内下方位置のものからはフロートＦ内に溜まった
ドレン水を空気排出時に吸引除去するようにしている。
なお、この空気出入パイプ２３は、フロートＦ内下端部
分で閉塞されている。

【００５３】一方、前記負圧発生部３０は、前記各フロ
ートケース２１の下位に位置するシリンダ３１と、これ
ら各シリンダ３１内を往復動するバルブピストン３２と
を有し、各シリンダ３１は、前記フロートケース２１と
同様に、支持アーム２４を介して連結されている。

【００５４】該バルブピストン３２は、連結ロッド３３
を介して前記フロートＦと連結されているが、当該連結
ロッド３３も前記シャフト１１と同様に相当長尺なもの
となるので、前記繋ぎ手段１９を用いて継ぎ足すように
している。

【００５５】該負圧発生部３０は、前記フロートＦの昇
降力により負圧を発生するため、内部のバルブピストン
３２が往復動し易すいように、各シリンダ３１の上端部
に弁部材３４が設けられている。該弁部材３４は、ピス
トン３２の上昇により内部の水が外部に円滑に排出され
るように水流により自動的に開閉するようになってい
る。

【００５６】各シリンダ３１の下端部は、前記回転体Ｒ
のケース１３に形成されたサージタンク部１３ａと連通
路３５を介して連通されているが、当該シリンダ３１の
下端部には、バルブピストン３２の下方移動時に閉鎖す
る逆止弁３６が設けられている。なお、サージタンク部
１３ａは、複数設けられたシリンダ３１の内いずれかが
不作動となった場合の負荷変動に対する水量調節と水撃
圧の吸収を行なう。

【００５７】前記バルブピストン３２について詳述す
る。該バルブピストン３２は、図５に示すように、円筒
状のシリンダ３１内の中央に前記連結ロッド３３の下端
が連結されたカム軸３６を有している。このカム軸３６
は、軸方向に離間しかつ半径方向に突出する２か所のカ
ム部３７を有している。これら各カム部３７は、ガイド
プレート３８ａ〜ｃにより挟持され、これらガイドプレ
ート３８ａ〜ｃ間には前記カム部３７よりも肉厚のピス
トン構成体３９が設けられている。

【００５８】このピストン構成体３９は、図６に示すよ
うに、カム軸３６の周囲に４つ配置されているが、各ピ
ストン構成体３９は、前記カム軸３６より突出された連
結部３６ａと、この連結部３６ａに嵌合された内側部材
４０と、前記シリンダ３１の内面と当接する外側の外側
部材４３と、内側部材４０と外側部材４３の間に設けら
れたゴム等の弾性材よりなるクッション材４６とから構
成されている。

【００５９】前記連結部３６ａは、先端にＵ字状に分岐
された部分を有し、この分岐された部分の内方側内面と
外方側内面には、カム面３６ｂ，３６ｃが形成されてい
る。

【００６０】一方、前記内側部材４０は、内端側の脚部
４１と、外端側の１／４円弧状の頭部４２とを中間体４
０ａにより連結したもので、脚部４１が前記連結部３６
ａの分岐された部分内に嵌合されている。特に、脚部４
１の後端面４１ａは、図７に示すように、連結部３６ａ
のカム面３６ｂに摺接することにより、また前端面４１
ｂは、カム面３６ｃに摺接することにより、カム軸３６
の昇降に伴って脚部４１が半径方向に進退するようにな
っている。

【００６１】外側部材４３は、シリンダ３１の内面と複
数面で当接するように上下方向中央に凹部４４が形成さ
れ、また周方向に伸縮し得るように周方向中央に斜めに
切れ目４５が入れられている。

【００６２】この結果、カム軸３６が上動すると、カム
面３６ｂが内側部材４０の後端面４１ａを半径方向に押
圧し、中間体４０ａ、頭部４２及びクッション材４６を
介して外側の外側部材４３を半径方向外方に押し出し、
外側部材４３がシリンダ３１の内面を強力に押圧しつつ
上動する。この場合、外側部材４３は、切れ目４５が形
成されているので周方向に拡がり、水漏れを阻止しつつ
上動することになる。

【００６３】また、カム軸３６が下動すると、連結部３
６ａが脚部４１を把持しているので、カム面３６ｃと脚
部４１の前端面４１ｂが当接し、内側部材４０は、半径
方向内方に引き戻され、これにより前記外側部材４３と
シリンダ３１の内面との当接状態は解除され、速やかに
下降する。

【００６４】バルブピストン３２は、複数箇所に通孔Ｏ
1 が開設され、この通孔Ｏ1 に開閉弁４７が設けられて
いる。この開閉弁４７は、バルブピストン３２が上動す
る場合には水圧により閉鎖され、下方に移動する場合に
は下方から上方に向かう水流により開放される。

【００６５】なお、図５中「４８」は、開閉弁４７の脱
落を防止するストッパである。

【００６６】前記空気給排手段Ｈは、例えば、図１，８
に示すように、デッキボードＤ上に設けられたディーゼ
ルエンジン５１によりクラッチ６０を介して駆動される
第１コンプレッサＣ1 と、前記フロートＦからの動力が
シャフト１１及びフライホイール１４を介して伝達され
る駆動軸５０と連結された第２コンプレッサＣ2 と、こ
れら両コンプレッサＣ1 ，Ｃ2 により作られた圧縮空気
が貯溜されるリザーブタンク５２と、このリザーブタン
ク５２内の空気を前記空気出入パイプ２３に導入する給
気パイプ５３と、当該空気出入パイプ２３の軸方向移動
を補助する昇降補助手段５４とを有している。

【００６７】ここで使用される第１及び第２のコンプレ
ッサＣ1 ，Ｃ2 は、小さな動力でも駆動できるロータリ
式のコンプレッサを使用することが好ましく、また、前
記クラッチ６０は、ディーゼルエンジン５１により第１
コンプレッサＣ1 を駆動する場合に使用されるが、省エ
ネを図るには、始動時あるいはフロートＦからの動力が
不足する場合等にのみ使用することが好ましい。

【００６８】前記昇降補助手段５４は、空気出入パイプ
２３の周囲に配置された補助シリンダ５５と、空気出入
パイプ２３と連結された補助ピストン５６と、前記リザ
ーブタンク５２からの空気により補助ピストン５６を昇
降させるように補助シリンダ５５に連結された給気パイ
プ５７と、補助シリンダ５５内の空気を排出する排気パ
イプ５８と、前記給気パイプ５３，５７に取り付けられ
た給気バルブ５３ａ，５７ａと、前記排気パイプ５８及
び５９に取り付けられた排気バルブ５８ａ，５９ａとを
有している。

【００６９】次に、上記第１の実施の形態の作用を説明
する。

【００７０】発電を開始する場合には、まず、フロート
Ｆを下降し、フロートケース２１の下部に位置させる。
図８Ａに示すように、給気バルブ５３ａ及び排気バルブ
５８ａを「閉」、給気バルブ５７ａ及び排気バルブ５９
ａを「開」とし、フロートＦ内の空気を抜く。

【００７１】これによりフロートＦは、外周に加わる水
圧に押されて、内部の空気が、空気出入パイプ２３及び
排気パイプ５９を通り外部に排出され、フロートケース
２１内で下降する。この下降は、補助ピストン５６によ
っても補助される。昇降補助手段５４の補助シリンダ５
５内にリザーブタンク５２からの空気が供給されると、
補助ピストン５６は、加圧されて下降するが、この補助
ピストン５６は、空気出入パイプ２３に取り付けられて
いるので、補助ピストン５６の下降は、空気出入パイプ
２３の下降を補助し、フロートＦは速やかにフロートケ
ース２１の下位に到達する。

【００７２】一方、このフロートＦの下降は、連結ロッ
ド３３を介してバルブピストン３２に伝達され、バルブ
ピストン３２をシリンダ３１内で下降させる。この場
合、バルブピストン３２の開閉弁４７は、水圧により開
放されるので、当該バルブピストン３２は、シリンダ３
１内で円滑に下降することができる。

【００７３】図８Ｂに示すように、フロートＦがフロー
トケース２１の下位に到達し、バルブピストン３２もシ
リンダ３１の下位に到達すると、給気バルブ５３ａを
「開」、給気バルブ５７ａ及び排気バルブ５８ａ，５９
ａを「閉」とする。

【００７４】これによりリザーブタンク５２からの空気
が、給気パイプ５３及び空気出入パイプ２３を通り、空
気吹出し孔２５よりフロートＦ内に吐出されると、比較
的短時間の間にフロートＦが膨らむ。

【００７５】本実施の形態では、例えば、回転体Ｒは水
面下５０〜１００ｍ程度の位置に設置されているが、フ
ロートＦは水面下１０ｍ程度の深さの位置に設置される
ので、当該フロートＦ内に給気する場合の圧力は、２気
圧もあればフロートＦを十分膨らますことができ、この
フロートＦの大きさが直径１ｍ高さ１ｍの場合には、数
秒でフロートＦが膨らみ、ケース２１内で上昇を開始す
る。

【００７６】膨らんだフロートＦは、周囲の水から浮力
を受けることになるが、この浮力は極めて大きな力であ
る。因みに、数万トンのタンカーでも直径３ｍ長さ３ｍ
程度のフロート４つで簡単に浮上させることができる程
の大きな力である。

【００７７】フロートＦが上昇を開始すると、図８Ｃに
示すように、給気バルブ５３ａは「開」状態、給気バル
ブ５７ａ及び排気バルブ５９ａは「閉」状態を維持しつ
つ、直ちに排気バルブ５８ａを「開」状態とする。

【００７８】フロートＦに加わる強力な浮力により、補
助シリンダ５５内で補助ピストン５６も上昇し、補助シ
リンダ５５内の空気は、排気パイプ５８及び排気バルブ
５８ａを通り外部に排出され、フロートＦは補助ピスト
ン５６により邪魔されることはなく上昇する。

【００７９】一方、このフロートＦの上昇は、連結ロッ
ド３３を介してバルブピストン３２に伝達され、バルブ
ピストン３２もシリンダ３１内で上昇する。この場合、
バルブピストン３２の開閉弁４７は、水圧により閉鎖さ
れるが、シリンダ３１上端部の弁部材３４は、水圧によ
り開放されるので、バルブピストン３２の上昇は、当該
バルブピストン３２より上部にあるシリンダ３１内の水
を外部に排出しつつ、バルブピストン３２より下部のシ
リンダ３１内に負圧領域を形成し、ここに連通路３５か
らの水を誘引する。

【００８０】この連通路３５は、回転体Ｒのサージタン
ク部１３ａ及びケース１３を介して入口管１６と連通さ
れているので、水の誘引が開始されると、入口管１６か
ら多量の水が急激に流入する。

【００８１】この水は、水量が調節部材１７により調節
されてケース１３内の羽根車１５に衝突し、前記連通路
３５に至る。

【００８２】水が羽根車１５に衝突すると、羽根車１５
は回転する。この羽根車１５の回転は、デッキボードＤ
から調節部材１７を動作し、絞りをひらくと流量が増大
し大きなトルクで羽根車１５を回すことができ、絞ると
流速が高まり高速で羽根車１５を回転させることができ
る。

【００８３】そして、この羽根車１５の回転は、シャフ
ト１１及びフライホイール１４を介して発電機Ｇに伝達
され、発電機Ｇが円滑に回転し、発電を開始する。つま
り、この発電は、水の流れを必要とせず、水が存在して
いる場所であれば、どこでも発電を行なうことができ、
水中で昇降するフロートの動力を利用するので、地球環
境に悪影響を及ぼすこともない。

【００８４】また、前記シャフト１１の回転は、ギアボ
ックス１０及び駆動軸５０を介して第２コンプレッサＣ
2 にも伝達され、この第２コンプレッサＣ2 も駆動され
る。これによりフロートＦの動力は、フロートＦで使用
する圧縮空気も作り出すことになり、前記第１コンプレ
ッサＣ1 をエンジンにより常に駆動する必要がなくな
る。

【００８５】次に、フロートＦがフロートケース２１の
上昇端に到達すると、図８Ａに示すように、直ちに前記
給気バルブ５３ａ及び排気バルブ５８ａを「閉」とする
とともに、給気バルブ５７ａ及び排気バルブ５９ａを
「開」とする。

【００８６】これによりフロートＦ内の空気が排気バル
ブ５９ａより排出され、昇降補助手段５４の補助シリン
ダ５５内にリザーブタンク５２からの空気を流入される
ことになり、補助ピストン５６が下降し、空気出入パイ
プ２３は、補助ピストン５６の下降力に補助されて下降
する。したがって、フロートＦは速やかにフロートケー
ス２１内で下降を開始することになる。

【００８７】このようなサイクルが各負圧発生手段Ｖ毎
に次々と行なわれて、発電機Ｇが駆動され、発電が行な
われるが、各負圧発生手段Ｖの作動を、それぞれ所定の
位相差で行なわせるように制御すれば、発電機Ｇは連続
的に回転し発電を行なうことができる。

【００８８】《第２の実施の形態》図９は本発明の第２
の実施の形態に係る発電装置を示す概略断面図、図１０
は同実施の形態の空気給排手段の概略説明図、図１１は
三方弁の一例を示す断面図であり、前記図１〜８に示す
部材と共通する部材には同一符号を付し説明を省略する
ことがある。

【００８９】第２の実施形態に係る発電装置は、前記第
１の実施形態の空気給排手段Ｈを改良したもので、上昇
したフロートＦ内の空気の一部を、収縮したフロートＦ
内に導入し、再利用するようにしている。前記実施の形
態１では、フロートＦを上昇させた後のフロートＦ内の
使用済空気は、すべて外部に排出しているが、この空気
は、コンプレッサＣ1 などで作られたものであることか
ら、これをすべて排気すれば、再度コンプレッサＣ1 な
どを作動しなければ作り出すことができず、コスト的に
不利となる。

【００９０】このため、第２の実施形態では、浮上した
後のフロートＦから排出される空気の一部を、これから
浮上しようとする他のフロートＦに空気再利用回路９１
により戻すようにしている。

【００９１】第２の実施形態の発電装置も、前記第１の
実施形態と同様の、発電機Ｇ、空気給排手段Ｈ、作動手
段Ａ（負圧発生手段Ｖ、回転体Ｒ）等を有し、前記空気
給排手段Ｈも、デッキボードＤ上に第１コンプレッサＣ
1 、ディーゼルエンジン５１、リザーブタンク５２、昇
降補助手段５４を備えており、全体的な構成は同じであ
るため、図９では、要部のみを示している。

【００９２】図９において、第２の実施形態もフロート
Ｆは６気筒式であるため、空気給排手段Ｈは、各フロー
トＦ及び各補助シリンダ５５に空気を順次供給すること
になる。第２の実施形態の空気給排手段Ｈは、空気の供
給を集中的に管理するためのロータリバルブ８０と、１
つのフロートＦから排出された空気を他のフロートＦに
導くための空気循環回路９０とを有している。

【００９３】前記ロータリバルブ８０は、リザーブタン
ク５２からの空気を分配する前記給気バルブ５３ａ，５
７ａと同様の機能を有しており、デッキボードＤ上に設
置された外ケース８１と、この外ケース８１内に設けら
れ、下方にいくに従って減径された円錐台状の弁体８２
とから構成されている。弁体８２は、上方に突設された
中心軸８３にウォームホイール８４を取り付け、これに
ウォーム８５（図１０参照）を噛合し、モータＭにより
回転するようになっている。

【００９４】前記外ケース８１は、周側面に複数の通孔
Ｏ2 を有し、これら各通孔Ｏ2 には、多数の各フロート
Ｆに空気を供給する給気パイプ５３と、各補助シリンダ
５５に空気を供給する給気パイプ５７が連通されてい
る。前記弁体８２も、周側面に複数の通孔Ｏ3 が開設さ
れている。なお、空気循環回路９０には前記給気バルブ
５３ａ，５７ａはないが、前記排気バルブ５８ａ，５９
ａは設けられている。

【００９５】空気は、リザーブタンク５２から導管８６
を介して供給され、外ケース８１の底面から弁体８２内
に入る。弁体８２がモータＭにより回転し、該弁体８２
の通孔Ｏ3 のいずれかと外ケース８１の通孔Ｏ2 のいず
れかが一致すると、空気は、これら通孔Ｏ2 ，Ｏ3 を通
り、前記給気パイプ５３及び５７を通ってフロートＦや
補助シリンダ５５に供給される。

【００９６】通孔Ｏ3 の開設位置は、当該弁体８２の回
転により外ケース８１の通孔Ｏ2 と順次連通し、次々と
フロートＦや補助シリンダ５５に空気を供給することが
できるような位置である。

【００９７】前記空気循環回路９０は、前記補助シリン
ダ５５を取り囲むように環状に形成された空気再利用回
路９１と、この空気再利用回路９１に三方弁Ｓを介して
連通された枝管９２とを有し、浮上したフロートＦ内の
使用済みとなった空気を対向する他のフロートＦの空気
として利用するように構成されている。

【００９８】さらに、図１０により詳述する。図１０
は、理解を容易にするために、極めて簡素化して示すも
のであり、大径のフロートＦや小径の補助シリンダ５５
に出入りする空気は直接これらから排出するように示し
ている。

【００９９】空気の流れを説明すれば、リザーブタンク
５２内に蓄えられた圧縮空気は、導管８６より弁体８２
内に供給される。例えば、弁体８２が、６気筒の内の第
１のフロートＦ1 に空気を供給する位置で回転を停止す
ると、当該弁体８２、給気パイプ５３及び５７を介して
第１のフロートＦ1 に空気が供給される。

【０１００】次に、この第１のフロートＦ1 が水中で浮
力を受け、上昇すると、第１のフロートＦ1 内の空気
は、使用済みの空気となるが、この空気は、枝管９２及
び三方弁Ｓ1 を通って空気再利用回路９１に流入する。

【０１０１】この空気循環回路９０では、空気再利用回
路９１に各フロートＦ1 〜Ｆ6 に対応してそれぞれ枝管
９２と三方弁Ｓ1 〜Ｓ6 が設けられているが、これら三
方弁Ｓ1 〜Ｓ6 の内、フロートＦ側と連通する状態にあ
るのは、第１のフロートＦ1の反対側に位置する第４の
フロートＦ4 である。

【０１０２】したがって、前記三方弁Ｓ1 を通って空気
再利用回路９１に流入した空気は、三方弁Ｓ2 ，Ｓ3 を
通過し、空気再利用回路９１をほぼ半周した後に、第４
のフロートＦ4 用の三方弁Ｓ4 から枝管９２へと入るこ
とになる。この場合、第４のフロートＦ4 は、水中では
第１のフロートＦ1 よりは下方位置にあり、まだ空気が
十分入れられていない状態である。

【０１０３】このため、第１のフロートＦ1 から空気
は、第４のフロートＦ4 を膨張させる空気の一部として
利用されることになる。他の空気は、排気バルブ５８
ａ，５９ａから外部に排気されるが、この排気は、フロ
ートＦ内に溜まるドレン水を排出するためである。

【０１０４】ここで使用される三方弁Ｓとしては、例え
ば、図１１に示すようなものが好ましい。当該三方弁Ｓ
は、３側面にそれぞれ開口９３ａ，９３ｂ，９３ｃを有
する矩形状をしたケース９４と、当該ケース９４内に回
転可能に配置され、前記開口９３ａ，９３ｂ，９３ｃと
連通するように形成されたＴ字状流路９５（流路９５
ａ，９５ｂ，９５ｃ）を備えた回転弁体９６とを有し、
前記ケース９４の外部に設けられた作動桿９７をソレノ
イド９８などにより往復動させることにより回転弁体９
６を回転し、Ｔ字状通路９５の２つを用いて流通させた
り、３つを用いて流通させるようにしたものである。

【０１０５】ただ、当該第４のフロートＦ4 は、前記ロ
ータリバルブ８０が、第４のフロートＦ4 に空気を供給
する位置で回転を停止すると、給気パイプ５３及び５７
を介して第４のフロートＦ4 に不足している量の空気が
補充される。この補充空気により第４のフロートＦ4
が、完全に膨らんだ状態となれば、前述した第１のフロ
ートＦ1 の場合と同様に大きな浮力を生じることにな
る。

【０１０６】各フロートＦに対する空気の充填は、順番
に行なわれるので、前記第１のフロートＦ1 の次は、第
２のフロートＦ2 に空気が充填される。この第２のフロ
ートＦ2 が浮上し、使用済みとなった内部の空気は、ロ
ータリバルブ８０により第５のフロートＦ5 に分配され
る。同様に、第３のフロートＦ3 で使用済みとなった空
気は、第６のフロートＦ6 に分配されることになる。

【０１０７】このように浮上したフロートＦ内の使用済
みとなった空気を、これから浮上しようとするフロート
Ｆに分配するように構成すれば、常に第１コンプレッサ
Ｃ1を作動してリザーブタンク５２内に空気を送り込む
必要はないため、前記第１の実施の形態よりもランニン
グコストが大幅に低減できる。

【０１０８】《第３の実施の形態》図１２は本発明の第
３の実施の形態に係る発電装置を示す概略縦断面図、図
１３はフロート部分の断面図、図１４は図１２の１４−
１４線に沿う断面図、図１５は図１２の１５−１５線に
沿う断面図であり、前記図１〜１１に示す部材と共通す
る部材には同一符号を付し説明を省略することがある。

【０１０９】第３の実施形態に係る発電装置は、浮力を
動力源として作動する前記作動手段Ａにより直接発電機
Ｇを駆動し発電するロータリタイプであり、極めて大き
なトルクで発電機Ｇを回転させることができる。また、
図１に示すもののように深い海で使用するものではな
く、比較的浅い所での発電が可能となる実用的なもので
ある。

【０１１０】本実施の形態の発電装置も、前記実施の形
態１，２と同様、浮上体Ｅにより洋上に浮かべられたデ
ッキボードＤ上に第１コンプレッサＣ1 、リザーブタン
ク５２、発電機Ｇなどを有しているが、作動手段Ａによ
り直接発電機Ｇを回転させるものであるため、前述した
負圧発生手段Ｖ及び昇降補助手段５４に相当するものは
設けられていないが、前記回転体Ｒとしては、回転軸１
０１と、当該回転軸１０１の周囲に環状に複数個配置さ
れたフロートがこれに相当する。

【０１１１】図１２において、本実施の形態は、デッキ
ボードＤから垂下された支柱１００に横置された中空の
回転軸１０１が軸受Ｊにより回転可能に支持され、この
回転軸１０１に放射状フレーム１０２ａと環状フレーム
１０２ｂとからなる支持フレーム１０２が取り付けら
れ、この環状フレーム１０２ｂに給気パイプ５３と排気
パイプ５９が支持され、この給気パイプ５３と排気パイ
プ５９との間にフロートＦ1 〜Ｆ6 が取り付けられてい
る。

【０１１２】なお、前記支柱１００は、二点鎖線で示す
ように、海底より立設し、全体を支持するように構成し
ても良い。

【０１１３】前記回転軸１０１の一端部には、リザーブ
タンク５２からの圧縮空気が導入されるロータリ式の空
気導入部１０３が設けられ、他端部には回転軸１０１の
回転をデッキボードＤ上の発電機Ｇあるいは第２コンプ
レッサＣ2 に伝達するギア等からなる動力取出部１０４
が設けられている。なお、図中の符号「１０」はギアボ
ックス、「１４」はフライホイールである。

【０１１４】前記空気給排手段Ｈは、各支柱１００にそ
れぞれ取付けられたロータリバルブ８０R ，８０L を有
している。ロータリバルブ８０R ，８０L は、前述した
ものと相違し、弁体８２R ，８２L 側が固定で、周囲を
外ケース８１R ，８１L が回転するように構成され、ま
た回転軸１０１の中空状態は、弁体８２R ，８２L 内で
終端し、貫通することはない。

【０１１５】ロータリバルブ８０R の外ケース８１R に
は、図１４に示すように、各フロートＦ1 〜Ｆ6 に空気
を供給する給気パイプ５３の基端側が連通されている。
各給気パイプ５３は、当該外ケース８１R が所定位置に
回動したとき、弁体８２R に形成された空気供給ポート
１０５と連通するようになっており、これによりリザー
ブタンク５２から、導管１０６、空気導入部１０３及び
回転軸１０１を介して流下してきた空気が各フロートＦ
1 〜Ｆ6 に導入されるようになっている。

【０１１６】一方、ロータリバルブ８０L の外ケース８
１L には、図１５に示すように、各フロートＦ1 〜Ｆ6
からの使用済み空気が流入する排気パイプ５９の基端側
が連通されている。各排気パイプ５９は、当該外ケース
８１L が所定位置に回動したとき、弁体８２L に形成さ
れた空気排出ポート１０７と連通し、これにより各フロ
ートＦ1 〜Ｆ6 からの空気が排気パイプ５９、回転軸１
０１及び導管１０８を介して外部に排出されるようにな
っている。

【０１１７】ただし、この空気排出ポート１０７を通っ
て排出される空気は、フロートＦ内の空気の１／１０程
度であり、他の空気の一部は他のフロートＦに供給され
る。つまり、他の空気は、ロータリバルブ８０L の弁体
８２L に形成された空気再利用回路１０９を通り、対向
する他のフロートＦに導びかれる。

【０１１８】前記フロートＦは、図１３に示すように、
内部の前記給気パイプ５３より突出されたドレンパイプ
１１０を有しているが、このドレンパイプ１１０の先端
は、フロートＦの周辺部まで伸延され、ここにドレンを
吸い込む通孔Ｏ4 が設けられている。このロータリタイ
プの発電装置は、フロートＦ内にドレン水が溜まり易
く、フロートＦの重量が増大し、浮力がドレン水により
減殺される虞れがあるので、ドレン水をフロートＦから
除去するようにしている。

【０１１９】本実施の形態のフロートＦは、球体となっ
ているが、これは、より水の抵抗を受けることなく円滑
に回転するような、またドレン水を集め排出しやすくす
るような構成とするためである。このフロートＦの外周
も、前述のものと同様に多孔性のフロートケース２１に
より覆われている。

【０１２０】このように構成された第３の実施の形態の
作用を説明する。

【０１２１】まず、第１コンプレッサＣ1 からリザーブ
タンク５２内に蓄えられた圧縮空気は、導管１０６によ
りロータリ式の空気導入部１０３に導かれ、中空の回転
軸１０１を経てロータリバルブ８０R 内に供給される。

【０１２２】前記ロータリバルブ８０R の空気供給ポー
ト１０５は、浮上すべきフロートＦに空気を供給する位
置とされているので、例えば、図１４においては、第５
や第６のフロートＦ5 ，Ｆ6 と連通している。したがっ
て、前記中空の回転軸１０１内の空気は、空気供給ポー
ト１０５を通り、第５や第６のフロートＦ5 ，Ｆ6 に供
給され、完全にこれらフロートＦ5 ，Ｆ6 を膨らませ
る。

【０１２３】これにより第５や第６のフロートＦ5 ，Ｆ
6 は速やかに上昇を開始することになり、回転軸１０１
は回転し、次の第４のフロートＦ4 の給気パイプ５３と
連通することになる。

【０１２４】この回転軸１０１の回転は、動力取出部１
０４を介して発電機Ｇに伝達され、発電が行なわれる。

【０１２５】一方、前記フロートＦ5 などが上昇する
と、当該フロートＦ内の空気は、一部がドレン水と共に
排気パイプ５９及び空気排出ポート１０７を通り、外部
に排出され、他の空気は、再利用するために、図１５に
示すように、所定位置まで外ケース８１L が回動する
と、空気再利用回路１０９を通り、対向する他のフロー
トＦに導びかれる。

【０１２６】ここにおいて、本実施の形態の発電装置に
おける運転中の空気の使用状態を見ると、第１のコンプ
レッサＣ1 による空気の生産は、当初は多量の空気の生
産が必要でも、運転が継続されるにしたがい極めて少な
くて良いことが分かる。

【０１２７】まず、第１コンプレッサＣ1 によりリザー
ブタンク５２内に蓄えられた圧縮空気を導管１０６、空
気導入部１０３、ロータリバルブ８０R 、空気供給ポー
ト１０５及び給気パイプ５３を経て第５フロートＦ5 内
に導き、いわゆる満タン状態とする。このとき、他方の
ロータリバルブ８０L は、空気が流入しない状態である
ため、リザーブタンク５２内の空気は第５フロートＦ5
内に流入する。

【０１２８】そして、この第５フロートＦ5 が、浮力を
受けて上昇し、最上位になったとき、図１５に示すよう
に、排気パイプ５９が空気排出ポート１０７と連通し、
第５フロートＦ5 内の空気は、排気パイプ５９、空気排
出ポート１０７及び中空の回転軸１０１を通り、ドレン
水と共に排気される。

【０１２９】このときの排気量は少なく、「１」割程度
であり、第５フロートＦ5 内の空気は、「９」割程度残
存している。

【０１３０】次に、第５フロートＦ5 が、６０度程度時
計方向に回転すると、図１５の周辺に括弧書きで示すフ
ロート位置の状態となり、前記第５フロートＦ5 の排気
パイプ５９は、空気再利用回路１０９と連通し、「９」
割程度存在している第５フロートＦ5 内の空気は、空気
再利用回路１０９を通り第１フロートＦ1 内に流入す
る。この流入状態は、次の６０度程度時計方向に回転す
るまで継続され、第５フロートＦ5 内の空気は、当該フ
ロートＦ5 の下降にともない絞り出され第１フロートＦ
1 内に大部分移行し、最終的には第１フロートＦ1 内の
空気は、第５フロートＦ5 内の空気の略「７〜９」割程
度が再利用されることになる。つまり、実質的に追加し
なければならない空気量は１〜３割程度となる。

【０１３１】ただし、回転初期の時点では、回転軸１０
１は、各フロートＦの浮力により十分回転されていない
ので、第２コンプレッサＣ2 の回転も十分でなく、この
第２コンプレッサＣ2 によりリザーブタンク５２内に供
給する空気量も少なく、リザーブタンク５２に対して空
気の供給を行なうのは、主として第１コンプレッサＣ1
である。

【０１３２】ところが、フロートＦによる回転軸１０１
の回転が円滑に行なわれると、第２コンプレッサＣ2 の
回転も早くなり、第２コンプレッサＣ2 によりリザーブ
タンク５２内に供給する空気量も増大する。このような
時点になれば、前記追加すべき空気量は第２コンプレッ
サＣ2 により賄われることになり、第１コンプレッサＣ
1 を駆動しなくとも空気が補給され、ディーゼルエンジ
ン５１を駆動することは少なくなり、省エネ運転が可能
となる。

【０１３３】《第４の実施の形態》図１６は本発明の第
４の実施の形態に係る発電装置を示す概略断面図、図１
７は逆止弁の断面図、図１８は第４の実施の形態の変形
例を示す要部断面図であり、前記図１〜１５に示す部材
と共通する部材には同一符号を付し説明を省略すること
がある。

【０１３４】本実施の形態に係る発電装置は、浮力を動
力源として作動する前記作動手段Ａにより間接的に発電
機Ｇを駆動し発電するもので、比較的浅い所若しくは水
の少ない所での発電に最適なものである。

【０１３５】本実施の形態の発電装置は、デッキボード
Ｄ上に第１コンプレッサＣ1 、リザーブタンク５２、昇
降補助手段５４、空気給排手段Ｈ、発電機Ｇ、回転体Ｒ
などを有し、負圧発生手段兼圧送手段（以下単に圧送手
段）は水面下にある。

【０１３６】図１６において、本実施の形態は、水中に
設けられ、所定範囲で昇降自在とされた膨張収縮自在の
複数個のフロートＦa ，Ｆb と、当該フロートＦa ，Ｆ
b に外部から空気を供給排出する空気給排手段Ｈと、当
該フロートＦa ，Ｆb の浮力を動力源とする作動手段Ａ
とを有している。

【０１３７】この作動手段Ａは、所定範囲で昇降自在と
された膨張収縮自在のフロートＦa，Ｆb の昇降により
水を圧送する圧送手段１１０と、当該圧送手段１１０か
ら吐出される水により回転される回転体Ｒとを有してい
る。

【０１３８】前記圧送手段１１０は、昇降するフロート
Ｆa ，Ｆb に一端が連結され、他端がシリンダ１１８a
，１１８b 内のピストン１１９a ，１１９b に連結さ
れたテコ式リンク機構１１５a ，１１５b と、前記ピス
トン１１９a ，１１９b から吐出された水を貯溜するタ
ンク部１１２と、当該タンク部内に設けられた伸縮自在
の空気袋１１３と、当該空気袋１１３内の空気の圧力を
調節するばね１２４a 及び加圧板１２４b からなる調節
手段１２４とを有し、前記タンク部１１３から導管１１
４を介して吐出される水により前記回転体Ｒを回転し、
歯車列からなる増速機構１０を介して発電機Ｇ及び第２
コンプレッサＣ2 を駆動するようにしている。

【０１３９】前記圧送手段１１０は、昇降する各フロー
トＦa ，Ｆb 毎にテコ式リンク機構１１５a ，１１５b
を有し、支柱１１６a ，１１６b に揺動可能に支持され
た作動レバー１１７a ，１１７b の一端は、フロートＦ
a 又はＦb の昇降にともなって移動する空気出入パイプ
２３に連結され、他端はシリンダ１１８a ，１１８b内
のピストン１１９a ，１１９b にロッド１２０a ，１２
０b を介して連結されている。

【０１４０】前記シリンダ１１８a ，１１８b の下部に
は２つの逆止弁１２１，１２２が設けられ、この逆止弁
１２２から吐出された水は、導管１１１を介してタンク
部１１２に導かれる。なお、図１７に示すように、逆止
弁１２１は、比較的重いボール状の弁体を使用し、逆止
弁１２２は、中空の比較的軽いボール状の弁体を使用す
れば、構成が簡素化されるので好ましいものとなる。

【０１４１】導管１１１のタンク部１１２内の先端には
逆止弁１２６が設けられており、また導管１１４には開
閉弁１２５が設けられ、タンク部１１２内が所定圧にな
ると開き放水する。

【０１４２】前記空気給排手段Ｈは、前記第１の実施の
形態で使用されたものと同様で、デッキボードＤ上に第
１コンプレッサＣ1 、ディーゼルエンジン５１、リザー
ブタンク５２、給気パイプ５３、昇降補助手段５４など
を有している。

【０１４３】前記回転体Ｒは、前記図１に示す実施の形
態のものを横置きしたものであり、タンク部１１２から
導管１１４を介して吐出される水により回転されるよう
になっている。

【０１４４】このように構成された実施の形態の作用を
説明する。

【０１４５】発電を開始する場合には、フロートＦa を
下降し、フロートケース２１の下部に位置させ、空気給
排手段Ｈを操作して、フロートＦa 内の空気を抜く。

【０１４６】これによりフロートＦa は、フロートケー
ス２１内で下降する。この下降は、昇降補助手段５４の
補助ピストン５６によっても補助される。

【０１４７】一方、このフロートＦa の下降は、作動レ
バー１１７a を介してピストン１１９a に伝達され、ピ
ストン１１９a をシリンダ１１８a 内で上昇させる。こ
の場合、逆止弁１２１，１２２が作用し、外部の水がシ
リンダ１１８a 内に入る。

【０１４８】次に、空気給排手段Ｈを操作して、リザー
ブタンク５２からの空気をフロートＦa 内に導入し、短
時間の内にフロートＦa を膨張させると、フロートＦa
は、周囲の水から極めて大きな浮力を受け、フロートケ
ース２１内で上昇する。

【０１４９】フロートＦa が上昇を開始すると、空気給
排手段Ｈを操作して、補助シリンダ５５内で補助ピスト
ン５６を上昇させる。

【０１５０】一方、このフロートＦa の上昇は、作動レ
バー１１７a を介してピストン１１９a に伝達され、ピ
ストン１１９a をシリンダ１１８a 内で下降させ、これ
により予め吸い込まれていた水が導管１１１よりタンク
部１１２内に導入される。

【０１５１】タンク部１１２内では、開閉弁１２５が閉
鎖されていると、水圧が空気袋１１３を圧縮するが、こ
のタンク部１１２内の圧力が所定の圧力となると、開閉
弁１２５が開き、導管１１４より吐出され、回転体Ｒの
羽根車に衝突し、羽根車１５を回転させ、発電機Ｇが駆
動される。

【０１５２】次に、同様にフロートＦb を作動させる
が、このフロートＦb は、前記フロートＦa が下降して
いるときに上昇するように作動させる。これによりタン
ク部１１２内に導入される水は、連続的に流入し、羽根
車１５の回転も安定する。

【０１５３】ただし、さらに発電機Ｇを円滑に回転させ
るには、フロートＦの数を増やせば良い。

【０１５４】上記第４の実施形態は、各フロートＦa ，
Ｆb にテコ式リンク機構１１５a ，１１５b を連結し、
圧送手段１１０を作動させるようにしたもので、フロー
トＦ用の圧縮空気はすべてコンプレッサＣ1 ，Ｃ2 を利
用して生産しているが、本発明はこれのみに限定される
ものではなく、図１８に示すように、作動レバー１１７
a ，１１７b のロッド１２０a ，１２０b を延長し、こ
れらロッド１２０a ，１２０b に圧縮空気をつくる空気
圧送手段１３０（ピストン１３０ａとシリンダ１３０ｂ
とからなる）を取り付け、ここで作られた圧縮空気をリ
ザーブタンク５２内に貯溜し、フロートＦa ，Ｆb 用と
して使用してもよい。なお、他の構成作用は、前記第４
の実施の形態と同様であるため、ここでは省略する。

【０１５５】《第５の実施の形態》上述したものは、い
ずれもフロートの浮力を発電機Ｇの駆動に利用したもの
であるが、本発明、このようなもののみに限定されるも
のではなく、フロートの浮力をポンプの駆動に利用して
も良い。

【０１５６】従来から使用されている発電方法である、
高所から低所に水を流し、この水により発電機Ｇを駆動
し発電するようにした発電方法において、前記低所に貯
水部を設け、この貯水部内の水中に前述したフロートＦ
を設置し、空気を供給することにより当該フロートＦに
浮力を生ぜしめ、これによりポンプを駆動して低所の貯
水部内の水を前記高所あるいは流れの途中まで上げ、発
電機Ｇを駆動する水として再利用するようにしてもよ
い。このようにすれば少量の水も最循環して発電に利用
することができ、また水も常に移動しているので、いわ
ゆる「アオコ」等が発生することもない。

【０１５７】上述したものは、本発明の好ましい実施の
形態であるが、本発明は、この実施の形態のみに限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可
能である。例えば、前記実施の形態のフロートＦは、円
筒状あるいは球状をしたものを使用しているが、これら
はどのような形状をしたものであっても良く、また、作
動手段Ａも浮力を動力源として回転、上下左右動等する
ものであれば良い。

【０１５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、下記の効
果を奏する。

【０１５９】（１）本発明方法は、水中のフロートが浮
力を受けて上昇する力を利用して直接的にあるいは間接
的に回転体を回転し発電するので、ある程度の深さの水
さえあれば良く、水流の有無如何やあるいは川や海の近
くという場所の如何に拘らず、発電が可能となり、例え
ば、降水量の少ない砂漠等でも発電可能となる。

【０１６０】これは、発電場所から電気を使用する場所
までの送電設備も極めて短縮できることにもなり、電気
的ロスを大幅に低減できる。

【０１６１】火力や原子力等を動力とするではなく、水
力発電のように水の落差をつけることもなく、フロート
の浮力を動力とするために、地球環境を害することがな
く、騒音も少なく、仮に町中であっても発電でき、また
水路抵抗等を考慮する必要もない。

【０１６２】さらに、海水あるいは湖水等の水が絶えず
攪拌され循環されるので、いわゆる「アオコ」や赤潮等
が発生することもないという副次的効果もある。

【０１６３】（２）本発明の発電装置は、浮力を動力源
として発電機を駆動し発電するので、大きな水量を流す
必要もなく、構成が簡素で、運転も安全で、保守も容易
となり、現地での組み立ても簡単で、しかも発電効率も
極めてよいものとなる。

【０１６４】特に、装置全体を遮蔽物で覆うと、上空か
らは発電設備であることを知られることもなく、攻撃目
標となることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す概略断面図
である。

【図２】 図１の２−２線に沿う断面相当図である。

【図３】 図１の３−３線に沿う断面相当図である。

【図４】 シャフトあるいはパイプの繋ぎ手段を示すも
ので、Ａは一部断面図、Ｂは平面図である。

【図５】 バルブピストンの断面図である。

【図６】 バルブピストンの平面図である。

【図７】 バルブピストンのピストン構成体を示す分解
斜視図である。

【図８】 同実施の形態の作動状態を示す概略図であ
る。

【図９】 本発明の第２の実施の形態を示す概略断面図
である。

【図１０】 同実施の形態の空気給排手段の概略説明図
である。

【図１１】 三方弁の一例を示す断面図である。

【図１２】 本発明の第３の実施の形態を示す概略縦断
面図である。

【図１３】 フロート部分の断面図である。

【図１４】 図１２の１４−１４線に沿う断面図であ
る。

【図１５】 図１２の１５−１５線に沿う断面図であ
る。

【図１６】 本発明の第４の実施の形態を示す概略断面
図である。

【図１７】 逆止弁の断面図である。

【図１８】 同第４の実施の形態の変形例を示す要部断
面図である。

【符号の説明】

１１…シャフト、 １３…ケース、 １４…フライホイール、 １５…羽根車、 ２３…空気出入パイプ、 ３０…負圧発生部、 ３１，１１８…シリンダ、 ３２，１１９…ピストン、 ５２…レシーバタンク、 ５３，５７…給気パイプ、 ５３ａ，５７ａ…給気バルブ、 ５４…昇降補助手段、 ５５…補助シリンダ、 ５６…補助ピストン、 ５８，５９…排気パイプ、 ５８ａ，５９ａ…排気バルブ、 ６０…ファン回転手段、 ７１…ファン、 ８０…ロータリバルブ、 ９１…空気再利用回路、 １０１…回転軸、 １１０…圧送手段、 １１２…タンク部、 １１３…空気袋、 １１５…テコ式リンク機構、 １２４…調節手段、 １３０…空気圧送手段、 Ａ…作動手段、 Ｂ…バッテリ、 Ｃ1 …第１コンプレッサ、 Ｃ2 …第２コンプレッサ、 Ｈ…空気給排手段、 Ｄ…デッキボード、 Ｆ…フロート、 Ｇ…発電機、 Ｍ…モータ、 Ｒ…回転体、 Ｖ…負圧発生手段。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に設けられたフロート(F) に、空気
   を供給することにより当該フロート(F) に浮力を生ぜし
   め、当該フロート(F) の浮力を動力源として直接的にあ
   るいは間接的に発電機(G) を駆動するようにしたことを
   特徴とする発電方法。
2. 【請求項２】 水中に設けられたフロート(F) に、空気
   を供給することにより当該フロート(F) に浮力を生ぜし
   め、当該フロート(F) の浮力を動力源として回転体(R）
   を回転し、当該回転体(R）の回転力により発電機(G) を
   駆動するようにしたことを特徴とする発電方法。
3. 【請求項３】 水中に設けられたフロート(F) に、空気
   を供給することにより当該フロート(F) に浮力を生ぜし
   め、当該フロート(F) の浮力を動力源として前記水中で
   負圧領域を形成し、当該負圧領域内に誘引される水によ
   り回転体(R）を回転し、当該回転体(R）の回転力により
   発電機(G) を駆動するようにしたことを特徴とする発電
   方法。
4. 【請求項４】 水中に設けられたフロート(F) に、空気
   を供給することにより当該フロート(F) に浮力を生ぜし
   め、当該フロート(F) の浮力を動力源として水をタンク
   (112）内に貯溜し、当該タンク(112）内から吐出される
   水により回転体(R）を回転し、当該回転体(R）の回転力
   により発電機(G) を駆動するようにしたことを特徴とす
   る発電方法。
5. 【請求項５】 高所から低所に水を流し、この水により
   発電機(G) を駆動し発電するようにした発電方法におい
   て、前記低所に設けられた貯水部の水中にフロート(F)
   を設け、このフロート(F) に空気を供給することにより
   当該フロート(F) に浮力を生ぜしめ、該フロート(F) の
   浮力を動力源としてポンプを駆動し、このポンプにより
   移動された水を前記発電機(G) を駆動する水として再利
   用するようにしたことを特徴とする発電方法。
6. 【請求項６】 水中に設けられたフロート(F) と、当該
   フロート(F) に外部から空気を供給排出する空気給排手
   段(H）と、当該フロート(F) に空気を供給することによ
   り生ぜしめた浮力を動力源として作動する作動手段(A）
   と、当該作動手段(A）により直接的にあるいは間接的に
   駆動される発電機(G) とを有することを特徴とする発電
   装置。
7. 【請求項７】 前記作動手段(A）は、前記フロート(F)
   の浮力により回転される回転体(R）を有し、当該回転体
   (R）の回転力により前記発電機(G) を駆動するようにし
   たことを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
8. 【請求項８】 前記回転体(R）は、横置された回転軸(1
   01）の周囲に膨張収縮自在の前記フロート(F) を環状に
   複数個配置することにより構成し、当該フロート(F) の
   膨張時に生じる浮力により前記回転軸(101）を回転する
   ようにしたことを特徴とする請求項７に記載の発電装
   置。
9. 【請求項９】 前記作動手段(A）は、前記フロート(F)
   の浮力により作動される負圧発生手段(V）と、当該負圧
   発生手段(V）により形成された負圧領域に誘引される水
   により回転される回転体(R）とを有し、当該回転体(R）
   の回転力により前記発電機(G) を駆動するようにしたこ
   とを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
10. 【請求項１０】 前記負圧発生手段(V）は、前記回転体
    (R) の周囲に複数個配置され、前記フロート(F) が順次
    昇降することにより順次前記負圧領域が形成されるよう
    にしたことを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
11. 【請求項１１】 前記負圧発生手段(V）は、水中に埋設
    されたシリンダ(31)と、このシリンダ(31)内を往復動す
    るピストン(32)とからなる負圧発生部(30)を有し、当該
    ピストン(32)に前記フロート(F) を連結し、前記空気給
    排手段(H）により空気供給した前記フロート(F) が浮上
    するときの浮力の作用で外部から前記シリンダ(31)内に
    水を誘引するようにしたことを特徴とする請求項９に記
    載の発電装置。
12. 【請求項１２】 前記回転体(R）は、ケース(13)内に羽
    根車(15)を有し、前記ケース(13)の周方向複数箇所から
    前記水が流入するようにしたことを特徴とする請求項９
    〜１１のいずれかに記載の発電装置。
13. 【請求項１３】 前記負圧発生手段(V）は、前記フロー
    ト(F) の昇降を補助する昇降補助手段(54)を有すること
    を特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の発電装
    置。
14. 【請求項１４】 前記昇降補助手段(54)は、前記フロー
    ト(F) に空気を供給する空気出入パイプ(23)の周囲に配
    置された補助シリンダ(55)と、前記空気出入パイプ(23)
    と連結された補助ピストン(56)と、空気供給源からの空
    気により前記補助ピストン(56)を昇降させるように前記
    補助シリンダ(55)に連結された給気パイプ(57)と、補助
    シリンダ(55)内の空気を排出する排気パイプ(58)と、前
    記空気出入パイプ(23)に空気を供給する給気パイプ(53)
    と、当該空気出入パイプ(23)から空気を排気する排気パ
    イプ(59)と、前記各給気パイプ(53,57）に取り付けられ
    た給気バルブ(53a,57a）と、前記各排気パイプ(58,59）
    に取り付けられた排気バルブ(58a,59a）とを有すること
    を特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の発電装
    置。
15. 【請求項１５】 前記回転体(R) は、前記発電機(G) と
    継ぎ足し可能なシャフト(11)により連結したことを特徴
    とする請求項９〜１４のいずれかに記載の発電装置。
16. 【請求項１６】 前記作動手段(A）は、所定範囲で昇降
    自在とされた膨張収縮自在のフロート(F) の昇降により
    水を圧送する圧送手段(110）と、当該圧送手段(110）か
    ら吐出される水により回転される回転体(R) とを有し、
    当該回転体(R) により前記発電機(G) を駆動するように
    したことを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
17. 【請求項１７】 前記圧送手段(110）は、昇降するフロ
    ート(F) に一端が連結され、他端がシリンダ(118）内の
    ピストン(119）に連結されたテコ式リンク機構(115）
    と、前記ピストン(119）から吐出された水を貯溜するタ
    ンク部(112）と、当該タンク部内に設けられた膨張収縮
    自在の空気袋(113）とを有し、前記タンク部(113）から
    吐出される水により前記回転体(R) を回転するようにし
    たことを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
18. 【請求項１８】 前記テコ式リンク機構(115）には、空
    気を圧送する空気圧送手段(130）が連結され、当該空気
    圧送手段(130）から吐出された空気を前記フロート(F)
    の昇降用として利用するようにしたことを特徴とする請
    求項１７に記載の発電装置。
19. 【請求項１９】 前記空気給排手段(H）は、コンプレッ
    サ(C）により作られた空気をレシーバタンク(52)に蓄
    え、当該レシーバタンク(52)と前記フロート(F) とを空
    気出入パイプ(23)により連結し、当該フロート(F) 内に
    空気を導入するようにしたことを特徴とする請求項６に
    記載の発電装置。
20. 【請求項２０】 前記コンプレッサ(C）は、エンジンに
    より駆動される第１コンプレッサ(C1)と、前記フロート
    (F) による回転力により駆動される第２コンプレッサ(C
    2)とからなり、これら各コンプレッサ(C1,C2）により生
    産された圧縮空気を前記レシーバタンク(52)に蓄えるよ
    うにしたことを特徴とする請求項１９に記載の発電装
    置。
21. 【請求項２１】 前記空気給排手段(H）は、上昇したフ
    ロート(F) 内の空気を、収縮した他のフロート(F) 内に
    導びく空気再利用回路(91)を有することを特徴とする請
    求項６，１９又は２０に記載の発電装置。
22. 【請求項２２】 前記空気再利用回路(91)は、上昇した
    フロート(F) 内の空気をロータリバルブ(80)を介して収
    縮したフロート(F) 内に導入するようにしたことを特徴
    とする請求項２１に記載の発電装置。
23. 【請求項２３】 前記発電機(G) は、前記回転体(R) と
    連結するシャフト(11)にフライホイール(14)を設けたこ
    とを特徴とする請求項６，９，１６のいずれかに記載の
    発電装置。