特許ウォッチ

公開番号2025016662
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024192532,2021528240
出願日2024-10-31,2020-06-15
発明の名称エネルギー変換装置
出願人個人
代理人
主分類F03B 17/02 20060101AFI20250128BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】一次エネルギーから二次エネルギーを効率良く生成し変換可能なエネルギー変換装置を提供する
【解決手段】エネルギー変換装置1は、液体10が貯蔵された液タンク11と、液タンク11内に縦方向に複数個設けられ、回転または上下移動自在な気体受け部12と、液タンク11内において、下部に位置する気体受け部12の下方から圧縮気体を噴出するノズル13と、一次エネルギー源としての圧縮気体を貯留してノズル13に圧縮気体を送出するガスボンベ14と、気体受け部12がノズル13から噴出された圧縮気体を受けて生じる浮力により気体受け部12に生じる、回転または上方移動の運動エネルギーを液タンク11の外部に二次エネルギーとして出力する出力手段3と、液タンク11から気体をガスボンベ14に戻す回収装置4と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エネルギー変換装置であって、
液体が貯蔵された液タンクと、
前記液タンク内に縦方向に複数個設けられ、回転または上下移動自在な気体受け部と、
前記液タンク内において、下部に位置する前記気体受け部の下方から圧縮気体を噴出するノズルと、
一次エネルギー源としての前記圧縮気体を貯留して前記ノズルに前記圧縮気体を送出するガスボンベと、
前記気体受け部が前記ノズルから噴出された前記圧縮気体を受けて生じる浮力により前記気体受け部に生じる、回転または上方移動の運動エネルギーを前記液タンクの外部に二次エネルギーとして出力する出力手段と、
前記液タンクから気体を前記ガスボンベに戻す回収装置と、を備えたことを特徴とするエネルギー変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ガスボンベは、自然エネルギーを用いて圧縮気体を生成する圧縮気体生成器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項３】
前記ガスボンベは、水素と酸素を含む混合ガスの燃焼熱によりドライアイスを気体として体積膨張させて前記圧縮気体を生成する圧縮気体生成器に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエネルギー変換装置。
【請求項４】
前記気体受け部は、開閉自在な可動羽を有して構成され、前記ノズルから噴出される圧縮気体を受けて浮力を生じるときは開いた状態となり、圧縮気体を受けることなく浮力を生じないときは閉じた状態となる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項５】
前記ガスボンベは、開閉制御されるバルブを介在して前記ノズルから圧縮気体を噴出し、前記バルブは、前記気体受け部が所定の位置に来たときにだけ開くように制御されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項６】
前記出力手段は、前記気体受け部の複数がリング状に分散配置されたベルトと、前記ベルトが架けられ、前記ベルトの移動によって回転するギアとを備える動力機構を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項７】
前記液タンクの内部と連通する連通開口と、上方に開口する上部開口とを有する水封タンクを、前記液タンクの側方外部に備え、
前記出力手段は、前記動力機構の前記ギヤの回転を伝達する結合器およびシャフトを、前記液タンクと前記水封タンクが連通する空間にを備え、前記結合器と前記シャフトとを用いて、前記上部開口から前記ギヤの回転エネルギーを出力することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー変換装置。
【請求項８】
前記ガスボンベは、気体の配管を熱交換器に通して気体を加熱させることにより前記圧縮気体を生成する圧縮気体生成器、または、内圧を調整可能な浮輪状のＯリングをシール材として有する加圧ピストンで気体を加圧することにより前記圧縮気体を生成する圧縮気体生成器、に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項９】
前記液タンクは、前記ガスボンベに対して複数個が並列的または直列的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１０】
車体移動装置であって、
車体と、
前記車体の下面の前後左右に設けられた氷上滑走用のそりと、
路面に設けられ、前記そりの氷上滑走を案内する、液体を凍結して氷面が形成されたレールと、
前記車体を走行させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする車体移動装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次エネルギーを元にして二次エネルギーを変換生成するエネルギー変換装置に関する。
続きを表示（約 13,000 文字）【背景技術】
【０００２】
エネルギー変換装置として、例えば、水中に圧送したエアーの浮力を利用してリフトを駆動し、このリフトの駆動をもって発電する装置が知られている（特開昭５６－１１３０６５号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、一次エネルギーを元にして二次エネルギーを変換生成するエネルギー変換装置に関する。
エネルギー変換装置として、例えば、水中に圧送したエアーの浮力を利用してリフトを駆動し、このリフトの駆動をもって発電する装置が知られている（特開昭５６－１１３０６５号公報）。
ところが、従来のこの種の装置は、水中に圧送したエアーを十分かつ有効に利用できるようになっていないため、エネルギー利用効率が低いものであった。
本発明は、上記問題を解消するものであり、一次エネルギーから二次エネルギーを効率良く生成し変換可能なエネルギー変換装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るエネルギー変換装置は、液体が貯蔵された液タンクと、前記液タンク内に縦方向に複数個設けられ、回転または上下移動自在な気体受け部と、前記液タンク内において、下部に位置する前記気体受け部の下方から圧縮気体を噴出するノズルと、一次エネルギー源としての前記圧縮気体を貯留して前記ノズルに前記圧縮気体を送出するガスボンベと、前記気体受け部が前記ノズルから噴出された前記圧縮気体を受けて生じる浮力により前記気体受け部に生じる、回転または上方移動の運動エネルギーを前記液タンクの外部に二次エネルギーとして出力する出力手段と、前記液タンクから気体を前記ガスボンベに戻す回収装置と、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、液体が貯蔵された液タンク内に一次エネルギー源としての圧縮気体を噴出し、生じる浮力による移動エネルギーを二次エネルギーに変換し、液タンクから気体をガスボンベに回収し再利用するので、エネルギーを効率良く生成し変換可能となる。
また、本発明の一態様に係る車体移動装置は、車体と、前記車体の下面の前後左右に設けられた氷上滑走用のそりと、路面に設けられ、前記そりの氷上滑走を案内する、液体を凍結して氷面が形成されたレールと、前記車体を走行させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、抵抗の少ない氷上滑走により慣性運動を行うことができ、走行のエネルギー効率を高めることができる。
また、本発明の一態様に係るエネルギー利用装置は、恒温の地下水のエネルギーを利用するエネルギー利用装置であって、所定の恒温の地下水を取得可能な所定の地下に埋設されて恒温の地下水を貯留する地下タンクと、光透過性材料で形成された複数の中空チューブを連通させて連結することにより内部に空洞部を形成してなる構造体と、前記地下タンクに貯蔵された恒温の地下水を前記構造体の中空チューブに流通させるパイプおよび循環ポンプと、前記構造体により形成された前記空洞部に、その一端側から他端側に向けて空気を送風するファンと、を備え、前記空洞部を、空調スペースまたはエネルギー交換機器設置スペースとしたことを特徴とする。
このような構成によれば、恒温の地下水のエネルギーを有効利用できる。
また、本発明の別の一態様に係るエネルギー利用装置は、恒温の地下のエネルギーを利用するエネルギー利用装置であって、所定の恒温である所定の深度の地下と地表との間に往復して設けた中空パイプと、前記中空パイプに地表側の空気を送り込むファンと、を備え、前記ファンにより前記中空パイプに送り込まれて前記所定の深度の地下において冷却または加熱された空気を地表側で空調に利用することを特徴とする。
このような構成によれば、恒温の地下水のエネルギーを有効利用できる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、日光エネルギーを利用したエネルギー利用装置であって、光透過性材料で形成された複数の中空チューブを連通させて連結することにより内部に空洞部を形成してなる構造体と、前記構造体の中空チューブに水または温水を流通させるパイプおよび循環ポンプと、前記構造体により形成された前記空洞部に、その一の開口から他の開口に向けて空気を送風するファンと、を備え、前記構造体は日光を受け得る場所に設置され、前記空洞部の平面視底面側に海水を通し、その海水の上面に前記ファンによる風を通し、海水の蒸発を促進して塩を得ることを特徴とする。
このような構成によれば、日光エネルギーを有効利用できる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、圧縮空気を空調に利用するエネルギー利用装置であって、自然エネルギーを動力とした空気圧縮コンプレッサと、前記空気圧縮コンプレッサにより圧縮した空気を貯蔵する、地下に埋設したタンクと、を備え、前記タンクに貯蔵され温度調節された圧縮空気を、パイプを通して空調スペースに送出することを特徴とする。
このような構成によれば、自然エネルギーを有効利用でき、エネルギーを圧縮空気の態様でためておくことができる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、自然エネルギーを利用して発電するエネルギー利用装置であって、海岸に施設した、海の波の力で海水が海面より高い位置までせり上がるように作用するリアス式海岸に疑似した壁構造体と、前記壁構造体により、せり上がった海水を導入して貯留するタンクと、前記タンクに貯留させた海水の位置エネルギーを利用して発電する水力発電機または空気圧縮コンプレッサと、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、海水の運動エネルギーを有効利用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一次エネルギーを元にして二次エネルギーを変換生成するエネルギー変換装置に関する。
エネルギー変換装置として、例えば、水中に圧送したエアーの浮力を利用してリフトを駆動し、このリフトの駆動をもって発電する装置が知られている（特開昭５６－１１３０６５号公報）。
ところが、従来のこの種の装置は、水中に圧送したエアーを十分かつ有効に利用できるようになっていないため、エネルギー利用効率が低いものであった。
本発明は、上記問題を解消するものであり、一次エネルギーから二次エネルギーを効率良く生成し変換可能なエネルギー変換装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るエネルギー変換装置は、液体が貯蔵された液タンクと、前記液タンク内に縦方向に複数個設けられ、回転または上下移動自在な気体受け部と、前記液タンク内において、下部に位置する前記気体受け部の下方から圧縮気体を噴出するノズルと、一次エネルギー源としての前記圧縮気体を貯留して前記ノズルに前記圧縮気体を送出するガスボンベと、前記気体受け部が前記ノズルから噴出された前記圧縮気体を受けて生じる浮力により前記気体受け部に生じる、回転または上方移動の運動エネルギーを前記液タンクの外部に二次エネルギーとして出力する出力手段と、前記液タンクから気体を前記ガスボンベに戻す回収装置と、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、液体が貯蔵された液タンク内に一次エネルギー源としての圧縮気体を噴出し、生じる浮力による移動エネルギーを二次エネルギーに変換し、液タンクから気体をガスボンベに回収し再利用するので、エネルギーを効率良く生成し変換可能となる。
また、本発明の一態様に係る車体移動装置は、車体と、前記車体の下面の前後左右に設けられた氷上滑走用のそりと、路面に設けられ、前記そりの氷上滑走を案内する、液体を凍結して氷面が形成されたレールと、前記車体を走行させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、抵抗の少ない氷上滑走により慣性運動を行うことができ、走行のエネルギー効率を高めることができる。
また、本発明の一態様に係るエネルギー利用装置は、恒温の地下水のエネルギーを利用するエネルギー利用装置であって、所定の恒温の地下水を取得可能な所定の地下に埋設されて恒温の地下水を貯留する地下タンクと、光透過性材料で形成された複数の中空チューブを連通させて連結することにより内部に空洞部を形成してなる構造体と、前記地下タンクに貯蔵された恒温の地下水を前記構造体の中空チューブに流通させるパイプおよび循環ポンプと、前記構造体により形成された前記空洞部に、その一端側から他端側に向けて空気を送風するファンと、を備え、前記空洞部を、空調スペースまたはエネルギー交換機器設置スペースとしたことを特徴とする。
このような構成によれば、恒温の地下水のエネルギーを有効利用できる。
また、本発明の別の一態様に係るエネルギー利用装置は、恒温の地下のエネルギーを利用するエネルギー利用装置であって、所定の恒温である所定の深度の地下と地表との間に往復して設けた中空パイプと、前記中空パイプに地表側の空気を送り込むファンと、を備え、前記ファンにより前記中空パイプに送り込まれて前記所定の深度の地下において冷却または加熱された空気を地表側で空調に利用することを特徴とする。
このような構成によれば、恒温の地下水のエネルギーを有効利用できる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、日光エネルギーを利用したエネルギー利用装置であって、光透過性材料で形成された複数の中空チューブを連通させて連結することにより内部に空洞部を形成してなる構造体と、前記構造体の中空チューブに水または温水を流通させるパイプおよび循環ポンプと、前記構造体により形成された前記空洞部に、その一の開口から他の開口に向けて空気を送風するファンと、を備え、前記構造体は日光を受け得る場所に設置され、前記空洞部の平面視底面側に海水を通し、その海水の上面に前記ファンによる風を通し、海水の蒸発を促進して塩を得ることを特徴とする。
このような構成によれば、日光エネルギーを有効利用できる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、圧縮空気を空調に利用するエネルギー利用装置であって、自然エネルギーを動力とした空気圧縮コンプレッサと、前記空気圧縮コンプレッサにより圧縮した空気を貯蔵する、地下に埋設したタンクと、を備え、前記タンクに貯蔵され温度調節された圧縮空気を、パイプを通して空調スペースに送出することを特徴とする。
このような構成によれば、自然エネルギーを有効利用でき、エネルギーを圧縮空気の態様でためておくことができる。
また、本発明のさらに別の一態様に係るエネルギー利用装置は、自然エネルギーを利用して発電するエネルギー利用装置であって、海岸に施設した、海の波の力で海水が海面より高い位置までせり上がるように作用するリアス式海岸に疑似した壁構造体と、前記壁構造体により、せり上がった海水を導入して貯留するタンクと、前記タンクに貯留させた海水の位置エネルギーを利用して発電する水力発電機または空気圧縮コンプレッサと、を備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、海水の運動エネルギーを有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
（ａ）は同装置を構成する気体受け部の開いた状態の斜視図、（ｂ）は同気体受け部が閉じた状態の斜視図。
本発明の別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
本発明のエネルギー変換装置を構成する一実施形態に係る圧縮気体生成器の構成図を示し、（ａ）は圧縮工程、（ｂ）は吸入工程における動作を示す。
本発明のエネルギー変換装置に用いられる別の圧縮気体生成器の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
本発明の一実施形態に係るエネルギー変換装置における動作ガスの循環工程を説明する図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー変換装置の構成図。
（ａ）は本発明の一実施形態に係る車体移動装置のそり走行状態を示す正面図、（ｂ）は同車体移動装置の車輪走行状態を示す図。
（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明の別の実施形態に係る車体移動装置の側面図。
（ａ）は同車体移動装置における一実施形態に係る制動装置の正面図、（ｂ）は同制動装置の側面図。
本発明の一実施形態に係るエネルギー利用装置の構成図。
同装置の利用例を示すの斜視図。
同装置の別の構成例を示すの構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー利用装置の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー利用装置の構成図。
本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー利用装置の構成図。
（ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係るエネルギー利用装置の構成を示す側面図、（ｂ）同装置の平面図。
【符号の説明】
【０００７】
１エネルギー変換装置
１０液体
１１液タンク
１１ｋ上部開口
１１ｗ連通開口
１１Ａ水封タンク
１２気体受け部
１２ａ可動羽
１３ノズル
１４ガスボンベ
１４ａバルブ
３出力手段
３ａ，３ｃ，３ｅ結合器
３ｂ，３ｄ，３ｆシャフト
３１動力機構
３１ａベルト
３１ｂギヤ
４回収装置
５圧縮気体生成器
５２加圧ピストン
５２ｂシール材
５４熱交換機
２車体移動装置
２ａ氷面
２０路面
２１車体
２２そり
２３レール
２４車輪（駆動装置）
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，７エネルギー利用装置
６ａ中空チューブ
６０構造体
６１空洞部
６２パイプ
６３ファン
６４ソーラーパネル
６５中空パイプ
６６ファン
６７空調スペース
６８空気圧縮コンプレッサ
７０海水
７１壁構造体
７２タンク
７４水力発電機
９海水
Ｐ３循環ポンプ
Ｔ地下タンク
Ｔａタンク
【発明の詳細】
【０００８】
（エネルギー変換装置）
以下、本発明の一実施形態に係るエネルギー変換装置について、図面を参照して説明する。図１に示すように、エネルギー変換装置１は、液タンク１１と、気体受け部１２と、ノズル１３と、ガスボンベ１４と、出力手段３と、回収装置４とを備えている。このエネルギー変換装置１は、液体１０が貯蔵された液タンク１１内に一次エネルギー源としての圧縮気体を噴出し、生じる浮力による移動エネルギーを、液タンク１１から出力可能な二次エネルギーに変換する装置である。
液タンク１１は、密封可能なタンクであり、通常は密封状態で使用される。液タンク１１には、液体１０が貯蔵されている。液体１０は、例えば、水が好適に用いられるが、水に限られず任意の液体を用いることができる。液タンク１の大きさは、例えば２～３ｍであるが、これに限定されるものではない。液タンク１１の内部には、液体１０による浮力を用いて回転運動を発生させる動力機構３１が設置されている。動力機構３１は、上下方向に長いリング状に配置されたベルト３１ａと、ベルト３１ａが架けられた上下２つのギア３１ｂと、ベルト３１ａの移動によって回転するギア３１ｂとを備えている。上側のギヤ３１ｂは、図１では液体１０内に埋没しているが、その上部が液面から上に出ていてもよく、例えば、ギヤ３１ｂの上半分近くまで液面から出ていてもよい。どれだけ出すかについては、気体受け部１２における気体による浮力の有効性と、ギヤ３１ｂの回転に対する抵抗、例えば液体１０が気体受け部１２に及ぼす抵抗などとの兼ね合いなどによって、適宜決めればよい。
気体受け部１２は、ベルト３１ａにリング状に分散配置されることにより、液タンク１１内において、縦方向に複数個設けられている。気体受け部１２は、ベルト３１ａの移動に連動して上下移動自在であり、上下の位置では回転移動を行い、全体として上下間の周回運動を行う。図１に示す本実施形態において、ベルト３１ａとギヤ３１ｂは、右回りつまり時計回りに回転する。
ノズル１３は、液タンク１１内において、下部に位置する気体受け部１２の下方から圧縮気体を噴出する。圧縮気体は、気体受け部１２に捕獲されて気体受け部１２に浮力を与える。気体受け部１２は、液体１０からの浮力を受けるが、上方に移動する際、ノズル１３から噴出される圧縮気体を受けることにより、下方に移動する場合よりも、より大きな浮力を受けることになる。ノズル１３は、図１では１本だけ図示されているが、１本に限られず複数本としてもよい。例えば、上向きシャワーノズルのように、ノズル１３の複数の開口を、気体受け部１２の下向き開口の全面に分布させることにより、広い面積から気体を気体受け部１２内に出してもよい。
気体受け部１２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、開閉自在な可動羽１２ａを有して構成され、ノズル１３から噴出される圧縮気体を受けて浮力を生じるときは開いた状態となり、圧縮気体を受けることなく気体からの浮力を生じないときは閉じた状態となる。この構造により、気体受け部１２とベルト３１ａの周回運動が、より効率よく行われる。
ガスボンベ１４は、一次エネルギー源としての圧縮気体を貯留し、その圧縮気体をノズル１３に送出する。ガスボンベ１４は、開閉制御されるバルブ１４ａを介在してノズル１３から圧縮気体を噴出する。バルブ１４ａは、気体受け部１２が所定の位置に来たときにだけ開くように制御される。これにより、圧縮気体が、効率よく気体受け部１２に補足されるので圧縮気体の消費が抑制され、また液体１０に気泡が混じるのを抑制して液体１０の密度を高く維持できるので液体１０本来の浮力を有効利用できる。
ガスボンベ１４は、圧縮気体を生成する圧縮気体生成器５に接続されている。圧縮気体生成器５は、例えば、羽根車またはロータの回転運動又、またはピストンの往復運動によって気体を圧送して、機械エネルギーを流体である気体の持つエネルギーに変換する一般的なコンプレッサを用いればよい。圧縮気体生成器５は、動力源５０からの動力によって動作する。動力源５０は、自然エネルギー、例えば、風力、地熱、水力、潮汐力、波力などが、温暖化ガス発生抑制のため、好適に用いられる。
圧縮気体生成器５によって生成される圧縮気体は、タンク１１内の液体１０の水圧に抗して、ノズル１３から気体受け部１２に気体を供給できるように、圧力を高めた気体である。気体受け部１２に供給される気体は、液体１０による浮力を気体受け部１２に与えるために供給される。
出力手段３は、気体受け部１２に生じる、浮力による上方移動の運動エネルギーを液タンク１１の外部に二次エネルギーとして出力する手段である。図１の本実施形態において、出力手段３は、浮力による運動エネルギーをギヤ３１ｂの回転軸３１ｃの回転エネルギーに変換する動力機構３１と、回転軸３１ｃの回転エネルギーを、二次エネルギーとしての電気エネルギーに変換する発電装置３２と、を備えている。
回収装置４は、液タンク１１から気体をガスボンベ１４に戻す装置である。液タンク１１の上部の空間は、気体が滞留するガス室１５となっている。回収装置４は、そのガス室１５に滞留している気体を、圧縮気体生成器５を介してガスボンベ１４に送り込む。ガス室１５内の気体は、ノズル１３から創出された気体と、液体１０の蒸気などである。
回収装置４は、ガス室１５から圧縮気体生成器５までの管路に沿って、三方弁４１、サブポンベ４０、およびバルブ４２を備えている。三方弁４１とバルブ４２は、開閉制御される、流量調整および閉止用のバルブである。これｒは、逆止弁の機能を有する複合機能弁とするのが望ましい。三方弁４１は、ガス室１５内の圧力を下げるために気体を逃がす弁の機能を有する。サブポンベ４０は、ガス室１５の容量を補助する、バッファとして機能する。
また、圧縮気体生成器５が、三方弁４１、サブポンベ４０、およびバルブ４２の機能を有する場合、回収装置４は、ガス室１５と圧縮気体生成器５とを接続する配管だけの構成であってもよい。
次に、エネルギー変換装置１の動作を説明する。本装置の動作ガスつまり圧縮気体は、空気であるとして説明するが、空気に限定されない。また、液体１０が、水を想定して説明する。動力機構３１が設置された液タンク１１に水を注入し、ガスボンベ１４などの配管を、ノズル１３に接続し、回収装置４の配管をガス室１５に接続して、圧縮気体生成器５を動作させて圧縮気体を準備する。三方弁４１でガス室１５のガス圧を調整しながら、さらに、バルブ１４ａを調整しながらノズル１３に圧縮気体を送出する。
ノズル１３の上向き開口から出てきた圧縮気体を構成する気体が、上向きに移動するベルト３１ａの最下部で開口した気体受け部１２に捕獲されて気体受け部１２の上部空間の水と置き換わる。すると、気体受け部１２に気体に基づく浮力が加わるので、液体１０の浮力に基づく左右のベルト３１ａに作用する力に差が生じ、ベルト３１ａが徐々に右回り回転を始める。ノズル１３の上に次々と移動してくる気体受け部１２に気体が受けとられると、ベルト３１ａの周回移動が定常状態となる。
ベルト３１ａの周回移動の定常状態において、上側のギヤ３１ｂに接するベルト３１ａとともに回転運動する気体受け部１２から、気体が情報に放出される。気体を放出した気体受け部１２は、開閉自在の可動羽１２ａを閉じた状態で、下方に移動する。下側のギヤ３１ｂに接するベルト３１ａとともに回転運動する気体受け部１２は、ノズル１３よりも上方に来ると、開閉自在の可動羽１２ａが開いて、ノズル１３からの気体を受け取ることになる。
周回移動するベルト３１ａは、浮力を受けて上昇する気体受け部１２からの運動エネルギーをギヤ３１ｂの回転運動エネルギーに変換する。ギヤ３１ｂの回転は回転軸３１ｃを回転させ、その回転エネルギーは発電装置３１が生成する電気エネルギーとなって、外部に取り出される。
ここで、三種の圧力Ｐ１，ＰＷ，Ｐ２の関係を説明する。圧力Ｐ１はガスボンベ１４から送出される圧縮気体の圧力である。圧力ＰＷは液体１０の深さで決まる水圧である。圧力Ｐ２はガス室１５における気体の圧力である。これらの圧力は、エネルギー変換装置１が定常状態で動作しているとき下式の関係にある。この式は、ガスボンベ１４からの気体がノズル１３から液体１０の中に侵入可能な条件を示す。
Ｐ２＋ＰＷ＜Ｐ１
圧縮気体生成器５は、必要な圧力Ｐ１を得るために気体を圧縮して、少なくとも水圧ＰＷ以上の高圧にする。回収装置４は、三方弁４１を開閉制御して、上式が満たされるようにガス室１５における気体の圧力Ｐ２を調整する。
このエネルギー変換装置１においては、圧縮気体が作動気体として圧力変動を受けながら、装置内を循環する。エネルギー変換装置１は、定常状態において、動作ガスの閉循環回路を形成する。動作ガスの動作ガスの圧力を調整するため、各種の弁、圧力センサ、タンク、などの部品を、エネルギー変換装置１に適宜組み込んでもよい。
このようなエネルギー変換装置１によれば、液体１０が貯蔵された液タンク１１内に一次エネルギー源としての圧縮気体を噴出し、生じる浮力による移動エネルギーを二次エネルギーに変換し、液タンク１１から気体をガスボンベ１４に回収し再利用することができる。従って、エネルギーを効率良く生成し変換可能となる。気体の再利用は、空気などではなく特殊な気体を作動気体、すなわち圧縮気体として用いる場合、その特殊な気体を回収し再利用することができる。また、ガス室１５における気体を、例えば大気中などに開放しないので、ガス室１５の気体の圧力Ｐ２、すなわち気体の圧力エネルギーを再利用することができる。
次に、図３を参照して、別の実施形態を説明する。この実施形態のエネルギー変換装置１は、図１の実施形態における発電装置３２に替えて、ギヤ３１ｂの回転エネルギーを機械的に外部に取り出す伝達機構３０を備えている。本例において、液タンク１１は地下に設置されているが、地下に設置することに限られず、半地下や地上などに接地してもよい。図１のエネルギー変換装置１についても同様である。
伝達機構３０は、動力機構３１の下側のギヤ３１ｂに係合してその回転エネルギーを受け取るギヤなどの結合器３ａ、その結合器３ａに順次結合する、シャフト３ｂ、結合器３ｃ、シャフト３ｄ、結合器３ｅ、さらにシャフト３ｆを備えている。
横向きのシャフト３ｂは、下側のギヤ３１ｂの側方に位置する液タンク１１の側壁に設けられた連通開口１１ｗを通って液タンク１１の外部に導出されている。また、液タンク１１の側方外部には、結合器３ｃと縦方向のシャフト３ｄとを囲むように、水封タンク１１Ａが設けられている。水封タンク１１Ａは、液タンク１１の内部と連通する連通開口１１ｗと、上方に開口する上部開口１１ｋとを有している。水封タンク１１Ａには、液体１０が入っており、その液面は上部開口１１ｋによって大気圧に開放されている。液タンク１１内の液体１０の液面と水封タンク１１Ａ内の液体１０の液面の上下関係は、ガス室１５の気体の圧力Ｐ２が大気圧ではない場合に、互いに異なる液面レベルとなる。
このエネルギー変換装置１における出力手段３の出力機構３０は、水封構造を用いているので、厳密な封止構造を用いることなく、機械的エネルギーをエネルギー変換装置１の外部に取り出すことができる。水封構造は、上側のギヤ３１ｂに対しても、同様に適用できる。
伝達装置３０は、これらの結合器３ａ，３ｃ，３ｅ、およびシャフト３ｂ、３ｄ、３ｆを介して、液タンク１１内で変換生成されるエネルギーを機械的なエネルギーとして、エネルギー変換装置１の外部に取り出し、外部の動作装置３３に伝達する。
動作装置３３は、揚水機であり、上下のスプロケット３３ａ，３３ｂにかけられたチェーン３３ｃに、複数のバケツ３３ｄを備えて構成されている。エネルギー変換装置１の外部に取り出された回転エネルギーは、シャフト３ｆを介して、上側のスプロケット３３ａに回転エネルギーとして伝達される。
このエネルギー変換装置１によれば、圧縮気体の圧力に基づくエネルギーを、機械的エネルギーに変換して出力できるので、その機械的エネルギーをそのまま、動作装置３３の機械的動作のエネルギーとして用いることができる。
次に、図４、図５、図６を参照して、液タンク１１を複数用いる場合の組み合わせの例を説明する。液タンク１１は、ガスボンベ１４に対して複数個が並列的または直列的に設けられてもよい。図４に示すエネルギー変換装置１は、ガスボンベ１４に対して、互いに同構造の３つの液タンク１１を並列的に設置した例を示す。各液タンク１１のノズル１３には、それぞれバルブ１４を介して圧縮気体が送出される。また、各液タンク１１のガス室１５の気体は、それぞれ三方弁４１を介して、サブボンベ４０に回収される。並列配置される液タンク１１は、互いの同構造のものに限られず、互いに異なる構造のものであってもよく、個数も３つに限られない。
図５に示すエネルギー変換装置１は、ガスボンベ１４に対して、互いに同構造の３つの液タンク１１を直列的に設置した例を示す。各液タンク１１は、同じ水平レベルに配置されている。ガスボンベ１４に近い側から、１番目の液タンク１１にはバルブ１４ａを介して圧縮ガスがノズル１３に送出されている。その１番目の液タンク１１のガス室１５から、三方弁４１を介して、２番目の液タンク１１のノズル１３に気体が送出されている。その２番目の液タンク１１のガス室１５から、三方弁４１を介して、３番目の液タンク１１のノズル１３に気体が送出されている。そして、３番目の液タンク１１のガス室１５から、気体が、サブボンベ４０に回収されている。
バルブ１４ａと３つの三方弁４１は、３つの液タンク１１における、上述した圧力Ｐ１，ＰＷ，Ｐ２に相当する圧力を、互いに調整するために用いられる。直列配置される液タンク１１は、互いの同構造のものに限られず、互いに異なる構造のものであってもよく、個数も３つに限られない。
図６に示すエネルギー変換装置１は、ガスボンベ１４に対して、互いに同構造の２つの液タンク１１を直列的に、上下に設置した例を示す。下側の液タンク１１のガス室１５からの気体は、三方弁４１を介して、上側の液タンク１１のノズル１３に送出されている。その気体を導く配管は、上側の液タンク１１の上部レベルまで配管された後、その液タンク１１の下まで引き戻されて、ノズル１３に接続されている。この配管構造は、上側の液タンクの液体１０が、気体の配管を通って、下側の液タンク１１に流入するのを防止するための構造である。
また、上下の液タンク１１は、水封タンク１１Ａによって、互いに連通している。この実施形態では、上下の液タンク１１からそれぞれ、互いに共通の水封タンク１１Ａと伝達機構３０とを介して、機械的エネルギーを取り出す構成が、実現されている。また、上下の液タンク１１は、水封タンク１１Ａによって互いに連通していることに限られず、上下の液タンク１１が互いに独立していてもよい。例えば、図３に示した液タンク１１と水封タンク１１Ａと伝達機構３０との組を、上下に直列した態様としてもよく、この場合、上下の液タンク１１が、それぞれの水封タンク１１Ａと伝達機構３０とを備える。

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