JPH0533897A - 圧縮空気の作成方法及び作成装置 - Google Patents

圧縮空気の作成方法及び作成装置

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JPH0533897A
JPH0533897A JP21046291A JP21046291A JPH0533897A JP H0533897 A JPH0533897 A JP H0533897A JP 21046291 A JP21046291 A JP 21046291A JP 21046291 A JP21046291 A JP 21046291A JP H0533897 A JPH0533897 A JP H0533897A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深い水中の水圧を利用し自然エネルギーのみ
によって高圧の圧縮空気を作成する。 【構成】 水面上で容器本体１内に空気を密閉し、この
空気を密閉した容器本体１を水より重い物体を沈下用重
し１６として水中に沈め、容器本体１内に密閉された空
気を水圧によって圧縮し、この圧縮された空気を圧縮空
気回収容器１１内に圧入してから、沈下用重し１６を切
り放し、圧縮空気回収容器１１内に圧縮空気を圧入した
状態で、この圧縮空気回収容器１１と容器本体１とを浮
力体１４の働きにより水面上まで浮上させて圧縮空気を
回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、深い水中の水圧を利用
した高圧の圧縮空気を作成する方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】産業上エネルギーは種々の分野で必要で
す。圧縮空気は大気圧まで降下する過程で外力に抗して
容積を拡大するので、力学で言う仕事をする能力即ちエ
ネルギーを持っています。圧縮空気はエネルギーを保有
しているのでほとんどの産業に利用でき、現在圧縮高圧
空気は種々の産業分野で使われています。しかしそこで
使われている圧縮空気はほとんどの場合、既に他の手段
で造られた電力などのエネルギーを使ってつくりだされ
ています。エネルギーは水力発電と波力、風力、潮力等
は自然エネルギーですがその量は制約されているので、
その多くはエネルギー源として化石燃料や原子力に依存
しているのが現状です。このため大気汚染、地球温暖
化、事故による環境公害等地球規模で大きな問題となっ
ています。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は化石燃料や原
子力など環境公害の原因となる物質を使用しないで深い
水中の水圧を利用した高圧の圧縮空気を作成する方法及
び装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の基本的考えにつ
いて説明する。高いところにある物体は、低いところに
ある物体に対して重力による位置のエネルギーを持って
いる。清水中では物体に浮力が働くこと。及び水圧は深
さに比例して増大すること。本発明はこの３つの物理的
性質を利用して発明されたものである。すなわち、本発
明は、水面上で密閉した空気を、水より重い物体を重し
として水中に沈め、この密閉した空気を水圧によって圧
縮してから、沈下用重しを切り放し、空気を圧縮した状
態で、浮力体の働きにより水面まで浮上させて圧縮空気
を回収できるようにしたものである。このように、本発
明で必要とされるエネルギーは、沈下用重しの重力、水
圧、及び水圧による浮力であり、これらはすべて自然エ
ネルギーである。
【０００５】
【実施例】図１は、圧縮空気の製造装置の縦断面図を示
している。即ち容器本体１は円筒形でその中に円盤状の
頭部３と軸部４をもったピストン２をもっている。容器
本体１の内部は円盤状の頭部３により上部の水圧室５と
下部の空気室６に分けられる。前記水圧室５には外部か
らの水が自由に入るに十分な大きさの流入口７が形成さ
れている。前記空気室６には空気の流入を制御するバル
ブ８が設けられている。また容器本体１にはピストン軸
４の上下の運動を許すが位置は固定する保持部９をもっ
ている。従って水圧が増加すると空気室６はピストン２
に押されて圧縮されるようになっている。この空気室６
には、連結管１０にて圧縮空気回収容器１１を連結して
ある。この連結管１０には逆流防止弁１２を取り付けて
ある。この圧縮空気回収容器１１は、圧縮空気の圧縮状
態を維持できるように前記空気室６の縮小前の内容積に
比べてきわめて小さな内容積を持ち且つ変形の少ない構
造にしてある。また、前記逆流防止弁１２は空気室６内
の圧力が前記圧縮空気回収容器１１より大なときだけ回
収容器１１内に空気を流入するが、圧力の関係が反対の
ときは圧縮空気回収容器１１内の圧縮空気が空気室６へ
逆流しないように働いている。前記圧縮空気回収容器１
１は、前記容器本体１から取り替えが出来る構造にして
おく。容器本体１の下部には後で述べる沈下用重し取付
装置１３が取り付けられ容器本体１の上部には浮上のた
めの浮力体１４を設ける。この浮力体１４は図２のよう
に別個に造って容器本体１にロッド１５で取り付ける場
合もあるが、図１の場合はピストン２とピストン保持部
９を中空にして内部に空気を封入出来るようにして浮力
体と兼用している。
【０００６】図２は圧縮空気の製造装置の他の実施例の
縦断面図を示している。図２の実施例では浮力体１４を
球形として容器本体１にロッド１５で取付け圧縮空気回
収容器１１と浮力体１４とを兼用していることと、沈下
用重し１６が直接取り付けられていること、の２点以外
は全く図１と構造は同じであるが、図１に使う浮力体１
４を作成したり、大型の圧縮空気回収容器１１を使うと
き等用途が違う。
【０００７】図１の沈下用重し１６は砂のような形の決
まらない物体の場合で容器本体１の底部に吊るされた箱
１７の中に収容され、箱１７の底部１８が自重で開くよ
うになっている。この底部１８にワイヤー１９を装着し
沈下用重し取付装置１３のクランプ部２０に取り付けて
ある。図２の沈下用重し１６は単体のまたは数個の単体
を一つにまとめた塊の場合で沈下用重し取付け装置１３
のクランプ部２０に取付け用のワイヤー１９を着けたも
のである。いずれの場合も取付装置のクランプが開くと
落下するようになっている。
【０００８】前記沈下用重し取付け装置１３のクランプ
部２０を開閉する機構は図１及び図２に共通である。ス
パナ状の保持具２１は保持具回転軸２２が取付金具２３
により容器本体１に固定されている。その下部に沈下用
重し１６のワイヤー１９をはめて閉鎖した状態で上部に
ある円柱状リング２４に閉鎖ピン２５をはめ込んでおく
と沈下用重し１６は保持されている。一方、引張バネ２
６を容器本体１に固定されたアーム２７と円柱状リング
２４の隣接する直下の間に取り付けておき閉鎖ピン２５
を抜き取ると保持具２１は開き沈下用重し１６は落下す
るようになっている。次に閉鎖ピン２５のはめ込み抜き
取りの機構について説明する。閉鎖ピン２５は容器本体
１に固定されたてこ取付アーム２８に設けられたてこ軸
２９を中心として回転するてこ桁３０の一方にヒンジを
介して取り付けられ、てこ桁３０の他方には容器本体１
を通して空気室６に突き出している押し下げ棒３１が乗
っている。ピストン２が下降して押し下げ棒３１を下方
に押すと、てこの作用により閉鎖ピン２５を前記円柱状
リング２４から抜き取るようになっている。なお、押し
下げ棒３１の長さは沈下用重し１６を切り放すピストン
２の位置をきめる機能をもっている。押し下げ棒３１の
設置と閉鎖ピン２５のはめ込みは容器本体１を大気中に
引き揚げたときに人力で行うことが出来る。
【０００９】前記浮力体１４は沈下用重し１６を取り外
して後に圧縮空気回収容器１１及び容器本体１を回収す
るための浮力を与えるための空気の入った容器である。
形状は図１のように箱状でもよいが図２のように球形が
構造上有利である。鋼材等の構造材は引張には強いが圧
縮には細長比の関係で弱くなる。従って水深が大のとき
は浮力体１４の内部に水圧に近い圧縮空気を封入してお
くと内外の圧力差が小となり有利である。
【００１０】図１の場合、沈下用重しは図２のものでも
よい。図１及び図２の場合ともに容器本体１の空気流入
バルブ８を開き、ピストンの軸４の上部を保持してクレ
ーンにて吊り下げると容器本体１の重みで空気室６に空
気が流入し空気室６の容積は最大になる。そこで空気流
入バルブ８を閉じ、圧縮空気回収容器１１、浮力体１４
を取付け、沈下用重し１６を取付具２３に取付け、押し
下げ棒３１をセットし閉鎖ピン２５を円柱状リング２４
にはめ込み引張バネ２６を取り付ける。静かに水中に降
ろすと水圧室５に水が流入し、水圧によりピストン２が
押し下げられ、空気の容積縮小により一部は圧縮空気回
収容器１１内に圧入される。更に下降を続けると、水圧
は更に増大し、空気圧は増大しほとんどの空気が圧縮空
気回収容器１１内に入るようになると、ピストン２の頭
部３が押し下げ棒３１を下方に押し下げると同時に閉鎖
ピン２５が上方へ引き抜かれ、引張バネ２６の作用によ
り保持金具２３が開かれ沈下用重し１６はクランプ部２
０から切り放され、容器本体１は浮力体１４の作用によ
り上昇する。水面まできたら圧縮空気回収容器１１を回
収する。圧縮空気回収容器１１との連結管１０には逆流
防止弁１２が設けられているから高圧のまま回収でき
る。空気流入バルブ８を開き以後同じことを繰り返すこ
とが出来る。
【００１１】図２の場合、沈下用重しは図１のものでも
利用できる。浮力体１４の必要な容積は主として容器本
体１、圧縮空気回収容器１１、沈下用重し取付装置１３
等浮上させる全体の重さから決まる。また外圧と同程度
の圧力の空気を浮力体内部に予め入れておくと構造上有
利であることも述べた。図２の場合は圧縮空気回収容器
１１と浮力体１４とを兼用している。図２の場合、ある
設計到達水深の水圧に相当する内部圧力に耐え得る浮力
体を構造上設計し、この浮力体１４を実際に使うとき空
気室６も浮力体１４も初めはゲージ圧ゼロであるから、
もし容積最大の時の空気室の容積と浮力体の容積が等し
いと仮定すると、水深１０メートル浮力体１４のゲージ
圧が１気圧になったとき沈下用重し１６は取り外されて
容器本体は浮上したはずである。ここで新しい空気を入
れて再び沈下させると水深２０メートル浮力体１４のゲ
ージ圧が２気圧のとき沈下用重し１６が開放され容器本
体は浮上したはずである。このような操作を繰り返すこ
とにより深部に到達し浮力体１４の圧力は増大して行き
設計水深まで到達できる。これは空気室６の最大容積と
浮力体１４の容積が違う場合も同様に設計水深に到達
し、それに相当した空気圧の浮力体１４が得られること
は明らかである。このように図２は図１に使う高圧の浮
力体を初めて造るとき、または大型の圧縮空気回収容器
を使う場合の実施例を示している。
【００１２】
【発明の効果】従来の圧縮空気の使用形態は、他の方法
で得られたエネルギーを圧縮空気に変換した後、更に使
用目的に適した動力に変換して、最終目的である工作機
械、計測、空調、省力化等各種の分野に使われてきたも
ので、エネルギーの二次的使用形態といえる。現在は文
明社会に必要なエネルギー源として化石燃料や原子力に
多く依存しているため、埋蔵量による制約、万一の事故
の重大性、廃棄物による地球環境汚染等多くの問題に直
面している。本発明は、密閉された空気を、重しを使っ
て水中に沈め、圧縮し、そのままの容積で、浮力を利用
して浮上させ回収するもので、圧縮空気を得る過程は自
然エネルギーを利用したもので、唯一消費される重しも
比重が水より大ならばどんな物質でも使用できる。換言
すれば無限な自然エネルギーによる一次エネルギーであ
り、地球環境汚染の問題や文明社会の成長の限界の要因
となりうるエネルギー問題の解決の有力な手段となるで
あろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮空気作成装置を概略的に示す縦断
面図である。
【図２】本発明の圧縮空気作成装置の他例を示す縦断面
図である。
【符号の説明】
１ 容器本体 ２ ピストン ３ 頭部 ４ 軸部 ５ 水圧室 ６ 空気室 ７ 流入口 ８ 空気流入バルブ ９ 保持部 １０ 連結管 １１ 圧縮空気回収容器 １２ 逆流防止弁 １３ 沈下用重し取付装置 １４ 浮力体 １５ 取付ロッド １６ 沈下用重し １７ 箱 １８ 底部 １９ ワイヤー ２０ クランプ部 ２１ スパナ状保持具 ２２ 保持具回転軸 ２３ 取付金具 ２４ 円柱状リング ２５ 閉鎖ピン ２６ 引張バネ ２７ バネ取付アーム ２８ てこ取付アーム ２９ てこ軸 ３０ てこ桁 ３１ 押し下げ棒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円柱形の外殻を持った密閉された容器本
    体の内部に、その内壁に沿って摺動できる円形の頭部と
    軸部とからなる圧縮用ピストンを配設し、この圧縮用ピ
    ストンによって前記容器本体の内部空間を、外部の水が
    流入できる流入口をもつ水圧室と、空気を入れて閉じこ
    め得る空気室に隔て構成し、この容器本体を水より比重
    の大きい沈下用重しにより水中に沈下させ、前記水圧室
    の水圧により圧縮用ピストンを空気室方向に摺動させる
    ことにより密閉された空気が圧縮された際に、その圧縮
    空気を逆流防止弁を介して連結された圧縮空気回収容器
    内に圧入し、前記沈下用重しを切り放して、容器本体の
    内部または容器本体の外部に結び付けて設置された浮力
    体の浮力により浮上させるようにしたことを特徴とする
    圧縮空気の作成方法。
  2. 【請求項２】 円柱形の外殻を持った密閉された容器本
    体の内部に、その内壁に沿って摺動できる円形の頭部と
    軸部とからなる圧縮用ピストンを配設し、この圧縮用ピ
    ストンによって前記容器本体の内部空間を、外部の水が
    流入できる流入口をもつ水圧室と、空気を入れて閉じこ
    め得る空気室に隔て構成し、この容器本体を水より比重
    の大きい沈下用重しにより水中に沈下させ、前記水圧室
    の水圧により圧縮用ピストンを空気室方向に摺動させる
    ことにより密閉された空気が圧縮された際に、その圧縮
    空気を逆流防止弁を介して連結された圧縮空気回収容器
    内に圧入し、前記沈下用重しを切り放して、容器本体の
    内部または容器本体の外部に結び付けて設置された浮力
    体の浮力により浮上させるようにしたことを特徴とする
    圧縮空気の作成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7932051B2 (en) 2003-09-11 2011-04-26 R-Biopharm Ag Blood and urine test
DE102011120289A1 (de) 2011-12-03 2013-06-06 Arthur Schönfisch Hydrostatischer Gasverdichter
KR101677484B1 (ko) * 2015-07-13 2016-11-18 장태헌 게이지 캐리어 및 그것을 이용하여 정저에서 온도 및 압력을 측정하는 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0463970A (ja) * 1990-07-03 1992-02-28 Tsuguo Nagata 水より重い大量に存在する物質を水中深く沈めて得た圧搾空気からエネルギーを得る方法

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