JP2552633B2 - 回転装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水槽内に回転自在に支
承配装した回転車を、この回転車の外周縁に配設形成さ
れている空気貯留室に供給した空気が形成する浮力によ
って回転させることで、エネルギーを発生させる回転装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、水中における空気浮力を利用
して回転エネルギーを発生させる各種の回転装置が提案
されており、例えば特開昭５５−３７５７１号公報、特
開昭５６−１１３０６５号公報、特開昭５６−１１８５
７５号公報、特開昭５６−１６１１８４号公報、特開平
１−１２４３７８号公報等にあるように、循環するベル
トに付設したバケット等に水槽内の底部側から空気を供
給し、バケット内に貯留させた空気の浮力を利用してベ
ルトを循環、回転するようにした浮力バケット循環式の
ものがある。また、特開昭５６−２３５７３号公報にあ
るように、回転車の左右のいずれか半分を水槽内に配置
し、浮力室と重力室とを交互に配列して回転車内部を区
画し、水槽内に位置した浮力室では浮力により、また、
水槽外に位置した重力室では重力により回転車を回転す
るようにした浮力回転車式のものがある。更には、実開
昭６０−１７５８７３号公報、実開平１−１１３５７８
号公報等にあるように、水槽内で循環するベルトに付設
した多数の収縮する空気ボックス相互間で、水槽上位に
あるものと水槽下位にあるものとの間で空気を順次に移
動し、出し入れさせることにより、ベルトを回転させる
ようにした空気入替浮力バケット循環式のものがある。
更にまた、本発明者が提案している特開平６−１２９３
３８号公報にあるように、水槽内で回転する回転車の周
縁に配設形成した空気貯留室に回転車の軸体側から空気
を供給し、空気貯留室で得られる浮力と、空気貯留室が
上方位に至って液体が浸入されることで得られる重力と
によって回転車自体を回転させるようにした軸体空気供
給式のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した浮
力バケット循環式のものは、供給される空気が浮上する
途中にバケットが位置するように循環移動していない
と、バケットが空気を確実に捕捉できず、その捕捉効率
が悪化し、供給空気に無駄が生じることもあった。ま
た、浮力回転車式のものは、水槽内外で回転する回転車
を水槽との境界面でしっかりとシールしなければなら
ず、そのためのシール手段との間で回転摩擦抵抗が生じ
るから、十分な回転力を得ることが困難であった。更に
は、空気入替浮力バケット循環式のものは、上位の空気
ボックスから下位のそれへの空気移動が確実に行なわれ
ないことがあり、下位の空気ボックスに空気が十分に供
給されないことで所定の浮力が生じないことがあった。
更にまた、軸体空気供給式のものは、軸体内部、スポー
ク状の空気供給系路夫々に強制的に空気を供給する必要
があるから、空気圧力の若干の損失が認められ、必ずし
も効率的なものではなかったのである。

【０００４】そこで、本発明は、叙上のような従来存し
た諸事情に鑑み創出されたもので、水槽内に回転自在に
支承配装しておいた回転車に対し、この回転車の外周縁
に連続状に配設形成した空気貯留室内に直接に順次に空
気を供給し、この空気貯留室に形成される浮力によって
回転させるものとし、浮力形成の効率化、回転作動の円
滑化が得られ、所定量のエネルギーを発生できるように
した回転装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明にあっては、水槽１内に水没状態にして回
転自在に支承した回転車１０を、回転車１０の外周縁に
連続配設した複数の空気貯留室１５内に空気供給機構２
０を介して空気を供給し、空気貯留室１５内に貯留され
た空気の浮力によって回転車１０を回転させるようにし
たものにおいて、前記空気貯留室１５は、回転車１０の
放射方向に沿う外方側に向けられた空気取入部１６と、
回転車１０の回転方向の後方側に向けられた空気脱出部
１９とが開口形成されており、また、空気供給機構２０
は、空気供給源２１に接続されていて、水槽１内に配管
された固定空気供給管２２と、回転車１０の回転方向に
沿って弾撥的に揺動し、回転車１０の回転に伴ない水槽
１内の底部側で移動する空気貯留室１５における空気取
入部１６端に係合することで開放され、開放時に空気取
入部１６に連通する開閉弁２５を上端に有して、固定空
気供給管２２に揺動自在に接続されている揺動空気供給
管２３とを備えて成ることを特徴とする。また、開閉弁
２５は、揺動空気供給管２３の開口部に形成した弁座２
６と、係合する空気取入部１６における取入供給口端１
７による開口端側からの押圧力によって内部に没入して
弁口を開放する弁体２７と、弁体２７上部に弁棒２８を
介して一体状に付設され、空気供給孔２９が開穿されて
いて開口部でスライド自在になっている操作体３１と、
操作体３１を原位置に復帰させることで弁体２７を弁座
２６に当接させて閉塞する復帰バネ３２とを備えて構成
できる。更に、揺動作動後の揺動空気供給管２３を原位
置に復帰する弾撥復原手段３５が設けられており、この
弾撥復原手段３５は、回転車１０の回転に伴ない水槽１
の底部側で移動するときの取入供給口端１７が揺動空気
供給管２３の開閉弁２５との係合を開始する位置に対応
して、揺動空気供給管２３を回転車１０の回転方向の後
方側に傾斜させた原位置に規制保持するストッパー３６
と、回転車１０の回転に伴ない回転車自体の回転方向の
前方側に揺動する揺動空気供給管２３を後方側の原位置
に復帰させる復帰スプリング３７とを備えて構成でき
る。

【０００６】

【作用】本発明に係る回転装置にあって、水槽１内に水
没状に配置された回転車１０は、空気供給機構２０にお
ける空気供給源２１からの圧縮空気が供給されることで
得られる浮力によって水槽１内で回転される。このと
き、空気供給機構２０は、回転車１０における最下位位
置にある空気貯留室１５に空気を供給し、当該空気貯留
室１５に浮力を生じさせる。空気供給機構２０におい
て、揺動空気供給管２３上端の開閉弁２５内への空気貯
留室１５の取入供給口端１７の嵌まり込みは、回転車１
０の回転に伴ない移動する取入供給口端１７が開閉弁２
５における操作体３１を押圧し、弁体２７を押し下げて
弁口を開放することで空気貯留室１５内に空気を噴出供
給させ、空気貯留室１５内に充満させる。また、空気供
給機構２０は、その揺動空気供給管２３が取入供給口端
１７の移動に伴ない揺動すると同時に、係合開始からは
回転車１０の回転に伴ない操作体３１を自動的に押圧
し、係合が解除されるまでの間に空気貯留室１５内に確
実に空気を噴出供給させる。そして、供給終了後は、弾
撥復原手段３５によって自動的に原位置に復帰すると同
時に弁口を閉塞し、隣接する空気貯留室１５が所定位置
に到達されてその取入供給口端１７の係合が開始される
まで待機したものとさせ、同様に隣接する空気貯留室１
５に順次に連続して空気を供給させる。空気貯留室１５
内に貯留された空気は、ここに浮力を生じさせ、回転車
１０の一方の半身側を浮上させることで、回転車１０自
体に回転力が生じさせる。一方、空気貯留室１５が上方
位に至ると、空気脱出部１９は空気貯留室１５内の空気
を排出すると同時に内部に水を導入させ、逆に回転車１
０の他方の半身側を沈降させ、これまた、回転車１０の
回転作用に変換させる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明するに、図中の符号１は水等の液体が充満されている
水槽であり、この水槽１内には、水没状態にした回転車
１０が支承配装されており、回転車１０は、例えば水槽
１内部に形成した軸受部２によって回転自在に支承され
ている。もとより、回転車１０は、その回転中心である
軸体１２によって、水槽１の左右両側壁に設けた軸受を
介して水密的にして支承されるようにすることも可能で
ある。

【０００８】回転車１０自体は、軸体１２を有して、円
板、スポーク構造等にして形成された回転車本体１１の
外周部縁に複数の空気貯留室１５を連続的に配設形成
し、また、空気貯留室１５夫々には、回転車１０の放射
方向に沿う外方側に向けられた空気取入部１６と、回転
車１０の回転方向（図１においての反時計方向）の後方
側に向けられた空気脱出部１９とが開口形成されている
ものである。

【０００９】また、空気貯留室１５は、回転車本体１１
の外周縁に沿って夫々が独立して連続配装されるよう、
例えば回転車本体１１の外周縁を２４等分することでの
大きさのバケット構造的に区画形成されたものであり、
後述の空気供給機構２０によって供給された空気の浮力
によって浮上作用を生じさせ、回転車１０自体を回転さ
せるものとなっている。そして、この空気貯留室１５自
体は、その外周壁が外方に向かってやや膨らみ状に湾曲
形成されていて、回転方向の前方側に比し後方側がいく
らか外方へ拡開するようにすることで、後方側に開口部
を形成してあると共に、回転車１０自体の回転が水槽１
内での水の抵抗を受けずに円滑に回転されるように考慮
されている。

【００１０】この空気貯留室１５における空気取入部１
６、空気脱出部１９は、図示のように、回転車１０自体
の後方側の前記開口部に設けられており、空気取入部１
６は、開口部外から空気貯留室１５内の奥底部に至るパ
イプ状のものとし、空気脱出部１９は、前記開口部自体
のものとしてある。すなわち、空気取入部１６は、回転
車１０の直径方向に沿って外方に向かって開口部、例え
ばこの開口部におけるいずれか一方側端部位置から外方
へ突出するパイプ状の取入供給口端１７と、空気貯留室
１５内の奥底部における回転車１０の回転方向の前方側
に至るように傾斜状にして取入供給口端１７に連続して
いる噴出供給口端１８とから成っている（図１、図３参
照）。こうすることで、特に、回転車１０自体の回転に
伴ない、水槽１内の下方位置に至った空気貯留室１５内
に浮力用の空気が空気供給機構２０によって供給される
とき、空気貯留室１５内において、その上方位置から空
気貯留室１５内の水を下方に位置する空気脱出部１９か
ら順次に排水でき、空気貯留室１５内を空気によって確
実、迅速に充満させることができる。

【００１１】また、回転車１０の回転に伴ない水槽１の
底部に沿うように順次に移動されて来る空気貯留室１５
夫々に、浮力用の空気を供給し充満させる空気供給機構
２０が設けられている。この空気供給機構２０は、空気
供給源２１に接続されていて、水槽１内に配管された固
定空気供給管２２と、回転車１０の回転方向に沿って弾
撥的に揺動し、回転車１０の回転に伴ない水槽１内の底
部側で移動する空気貯留室１５における空気取入部１６
端に係合することで開放され、開放時に空気取入部１６
に連通する開閉弁２５を上端に有して、固定空気供給管
２２に揺動自在に接続されている揺動空気供給管２３と
を備えて成る。

【００１２】空気供給源２１は、水槽１外に配置されて
いて、図１に示すように、例えば回転車１０の回転によ
って得られる軸体１２の回転に従動して回転されるよう
に、水槽１内あるいは外に配置したプーリ３の回転力に
よって例えばベルト４にて駆動されるエアーポンプのも
のとし、大気を圧縮するものとなっている。

【００１３】固定空気供給管２２は、水槽１外の空気供
給源２１によって得られる圧縮空気を、回転する回転車
１０における空気が供給される空気貯留室１５位置に至
るまでに供給するように水槽１壁を貫通して水槽１内に
設けられている。

【００１４】揺動空気供給管２３は、その基部において
固定空気供給管２２先端に、内部が相互間で連通状とな
るようにした揺動部２４を介して水密状に接続されてい
る。また、この揺動空気供給管２３上端に設けた開閉弁
２５は、空気貯留室１５の空気取入部１６が係合する
と、回転車１０の回転に伴ない空気取入部１６が水槽１
の底部に沿って移動するときの上下差による押圧作用で
開放され、空気供給源２１から固定空気供給管２２、揺
動空気供給管２３を経て供給される空気を空気取入部１
６を介して空気貯留室１５内に噴出させるのである。そ
のため、開閉弁２５自体は、図２に示すように、揺動空
気供給管２３の開口部に形成した弁座２６と、係合する
空気取入部１６における取入供給口端１７による開口端
側からの押圧力によって内部に没入して弁口を開放する
弁体２７と、弁体２７上部に弁棒２８を介して一体状に
付設され、空気供給孔２９が開穿されていて開口部でス
ライド自在になっている操作体３１と、操作体３１を原
位置に復帰させることで弁体２７を弁座２６に当接させ
て閉塞する復帰バネ３２とを備えて成る。

【００１５】また、この開閉弁２５自体は、これの開口
端に取入供給口端１７が係合するときに開放されるもの
で、取入供給口端１７による押圧作用が付与されないと
きは常時閉塞されており、空気貯留室１５の移動に伴な
い取入供給口端１７との係合状態が維持されるように、
例えば図示のように、開閉弁２５における開口縁径に比
し取入供給口端１７のそれを小径にして、回転車１０の
回転に伴ない空気貯留室１５が最下端位置に至る直前に
取入供給口端１７が開閉弁２５内に次第に嵌め込まれる
ようにする。そして、嵌まり込みながら最下端位置に至
るに従い次第に操作体３１を押圧して弁体２７を開放作
動させ、取入供給口端１７の内方に集約配置されている
空気供給孔２９夫々によって取入供給口端１７内に空気
が確実に供給されるようにし、また、取入供給口端１７
との係合が解除されるまでに空気貯留室１５内に空気が
十分に供給されるようにしてある。

【００１６】更に、この揺動空気供給管２３と取入供給
口端１７との空気供給中の確実な係合状態の維持を図る
ために、例えば取入供給口端１７の端部外側には、この
取入供給口端１７を開閉弁２５内に嵌め入れると共に、
揺動空気供給管２３を押圧しながら揺動させるように開
閉弁２５外周縁に係合する押圧係合片３４を突設形成し
てある。なお、この押圧係合片３４は、開閉弁２５側に
突設形成することも可能である。

【００１７】また、揺動空気供給管２３が、その揺動作
動後に原位置に復帰するように、弾撥復原手段３５が水
槽１内の底部に設けられている。この弾撥復原手段３５
は、図１に示すように、回転車１０の回転に伴ない水槽
１の底部側で移動するときの取入供給口端１７が揺動空
気供給管２３の開閉弁２５との係合を開始する位置に対
応して、揺動空気供給管２３を回転車１０の回転方向の
後方側に傾斜させた原位置に規制保持するストッパー３
６と、回転車１０の回転に伴ない回転方向の前方側に揺
動する揺動空気供給管２３を後方側の原位置に復帰させ
る復帰スプリング３７とを備えて成る。図例にあっての
ストッパー３６は、側面から見てほぼ逆Ｌ字形を呈して
水槽１の底部上面に立脚されており、また、復帰スプリ
ング３７は、揺動空気供給管２３とストッパー３６との
夫々の基部近傍位置相互間に縮小傾向の弾撥力を発揮す
るように配してある。

【００１８】次に、本発明装置の使用の一例を説明する
と、水槽１内に回転車１０を水没状にして配置し、空気
供給機構２０における空気供給源２１からの圧縮空気を
回転車１０の空気貯留室１５内に供給するのであり、こ
のとき、回転車１０における最下位位置にある空気貯留
室１５に空気を供給し、当該空気貯留室１５に浮力を生
じさせるのである。

【００１９】すなわち、固定空気供給管２２を経て空気
供給源２１からの圧縮空気が揺動空気供給管２３に供給
されているとき、揺動空気供給管２３上端の開閉弁２５
内に空気貯留室１５の取入供給口端１７が嵌まり込み、
回転車１０の回転に伴ない移動する取入供給口端１７が
開閉弁２５における操作体３１を押圧して弁体２７を押
し下げると、弁口が開放して空気供給孔２９を経て空気
貯留室１５内に空気が噴出供給され空気貯留室１５内に
充満されるのである。こうして空気貯留室１５に空気が
供給貯留されると、ここに浮力が生じるのであり、その
結果、回転車１０の一方の半身側を浮上させる。する
と、回転車１０自体に回転力が生じ、また、同様にして
隣接する空気貯留室１５内に順次に圧縮空気が供給され
ることで、回転車１０自体を回転させる。そして、この
回転に伴ない空気貯留室１５が上方位に至ると、空気脱
出部１９を経て空気貯留室１５内の空気を排出し、と同
時に内部に水が導入されることで、今度は逆に回転車１
０の他方の半身側を沈降させ、これまた、回転車１０の
回転作用に変換させることにより、回転車１０の回転を
続行させるのである。

【００２０】こうしたとき、回転車１０の最外周縁部に
おいて、回転車１０自体の回転方向の後方側に開口形成
した空気脱出部１９は、回転時の下方に位置していると
きの空気貯留室１５内に供給された空気を、回転車１０
の回転に伴ないその後方側で水槽１内に放出させるよう
にしている。したがって、この放出と同時に、回転車１
０自体の回転に伴ない再び下方に沈降する空気貯留室１
５内に水槽１内の水を導入し、沈降作用が円滑に増大さ
れるようになっている。

【００２１】また、この空気脱出部１９は、回転車１０
の回転方向後方に突出するノズル状に形成することもで
き、こうすることで、回転に伴ない順次に上方位に至っ
た空気貯留室１５から空気脱出部１９を経て空気を排出
するとき、その排出作用を回転車１０の回転に利用でき
る利点もある。

【００２２】更に、前述のように、回転車１０の軸体１
２には、水槽１内あるいは外に位置させて、例えばプー
リー３を固着してあり、このプーリー３によってベルト
４を介して空気供給源２１の動力として利用でき、ま
た、図示を省略した発電機を駆動させて所定の電力が得
られるように配慮する。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
これがため、水槽１内に回転自在に支承配装しておいた
回転車１０に対し、この回転車１０の外周縁に連続配設
した空気貯留室１５内に、この空気貯留室１５に直接的
に連結係合される空気供給機構２０によって空気を噴出
供給し、回転車１０の周方向に沿って順次に移動されな
がら夫々の空気貯留室１５に供給される空気が形成する
浮力によって回転させることができるものである。

【００２４】しかも、このとき、回転車１０の一方の半
身側では、供給された空気が充満された夫々の空気貯留
室１５によって生じた浮力によって浮上させる一方、回
転車１０の他方の半身側では、回転車１０自体の回転に
伴ない上方位に位置した空気貯留室１５内から空気を排
出すると同時に水槽１内の水を導入して沈降させるか
ら、回転車１０自体は連続的に円滑に回転するものであ
る。

【００２５】また、回転車１０の外周縁に連続配設した
空気貯留室１５夫々に空気供給機構２０を介して直接に
浮力用の空気を供給するから、従来の浮力バケット循環
式のものに比し、供給空気の損失、無駄がなく、供給空
気の全てが空気貯留室１５内に確実に供給されること
で、浮力形成の効率化、回転作動の円滑化が得られるも
のである。

【００２６】すなわち、空気供給機構２０においては、
空気供給源２１に接続されている固定空気供給管２２、
回転車１０の回転方向に沿って弾撥的に揺動して固定空
気供給管２２に揺動自在に接続されている揺動空気供給
管２３を備え、揺動空気供給管２３の上端には、空気貯
留室１５の空気取入部１６端に係合することで開放さ
れ、開放時に空気取入部１６に連通する開閉弁２５を有
しているから、開閉弁２５内に取入供給口端１７が嵌ま
り込むと、回転車１０の回転に伴ない移動する取入供給
口端１７が操作体３１を押圧し、弁体２７を押し下げて
弁口を開放するのであり、空気貯留室１５内に空気を直
接かつ確実に噴出供給させることができ、空気貯留室１
５内を無駄なく、効率的に充満させるのである。

【００２７】また、開閉弁２５は、弁座２６と、係合す
る取入供給口端１７の押圧力によって内部に没入し、開
放する弁体２７と、弁体２７に弁棒２８を介して一体状
で、空気供給孔２９が開穿されているスライド自在な操
作体３１と、操作体３１を原位置に復帰させ、閉塞する
復帰バネ３２とを備えているから、取入供給口端１７に
よる押圧力の付与、解除によって自動的に開閉され、そ
の結果、空気貯留室１５内への空気の噴出供給は自動的
になされるのであり、機構的に簡単でもあるから故障の
虞れもなく、メンテナンスも極めて容易である。

【００２８】更に、空気供給機構２０における弾撥復原
手段３５は、回転車１０の回転に伴ない移動する取入供
給口端１７が開閉弁２５との係合を開始する位置に対応
して、揺動空気供給管２３を原位置に規制保持するスト
ッパー３６と、揺動後の揺動空気供給管２３を原位置に
復帰させる復帰スプリング３７とを備えているから、取
入供給口端１７との係合開始後に行なわれる揺動空気供
給管２３自体の揺動を、その終了後に自動的に原位置に
復帰でき、隣接する空気貯留室１５における取入供給口
端１７の係合が開始されるまで待機させられ、同様な作
動を繰り返させることができる。

【００２９】したがって、逐次に供給される空気による
浮力によって、回転駆動力を得ることができ、この回転
駆動力を、例えば発電機による電力の発生、他の各種機
器の駆動源として利用できる等の所定量のエネルギーの
発生機関として汎用性あるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における全体概略側断面図で
ある。

【図２】同じく要部の側断面図である。

【図３】同じく空気貯留室の斜視図である。

【符号の説明】

１…水槽 ２…軸受部 ３…プーリ ４…ベルト １０…回転車 １１…回転車本
体 １２…軸体 １５…空気貯留室 １６…空気取入
部 １７…取入供給口端 １８…噴出供給
口端 １９…空気脱出部 ２０…空気供給機構 ２１…空気供給
源 ２２…固定空気供給管 ２３…揺動空気
供給管 ２４…揺動部 ２５…開閉弁 ２６…弁座 ２７…弁体 ２８…弁棒 ２９…空気供給
孔 ３１…操作体 ３２…復帰バネ ３４…押圧係合片 ３５…弾撥復原手段 ３６…ストッパ
ー ３７…復帰スプリング

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内に水没状態にして回転自在に支承
   した回転車を、回転車の外周縁に連続配設した複数の空
   気貯留室内に空気供給機構を介して空気を供給し、空気
   貯留室内に貯留された空気の浮力によって回転車を回転
   させるようにした回転装置において、前記空気貯留室
   は、回転車の放射方向に沿う外方側に向けられた空気取
   入部と、回転車の回転方向の後方側に向けられた空気脱
   出部とが開口形成されており、また、空気供給機構は、
   空気供給源に接続されていて、水槽内に配管された固定
   空気供給管と、回転車の回転方向に沿って弾撥的に揺動
   し、回転車の回転に伴ない水槽内の底部側で移動する空
   気貯留室における空気取入部端に係合することで開放さ
   れ、開放時に空気取入部に連通する開閉弁を上端に有し
   て、固定空気供給管に揺動自在に接続されている揺動空
   気供給管とを備えて成ることを特徴とする回転装置。
2. 【請求項２】 開閉弁は、揺動空気供給管の上端開口部
   に形成した弁座と、係合する空気取入部における取入供
   給口端による開口端側からの押圧力によって内部に没入
   して弁口を開放する弁体と、弁体上部に弁棒を介して一
   体状に付設され、空気供給孔が開穿されていて開口部で
   スライド自在になっている操作体と、操作体を原位置に
   復帰させることで弁体を弁座に当接させて閉塞する復帰
   バネとを備えて成る請求項１記載の回転装置。
3. 【請求項３】 揺動作動後の揺動空気供給管を原位置に
   復帰する弾撥復原手段が設けられており、この弾撥復原
   手段は、回転車の回転に伴ない水槽の底部側で移動する
   ときの取入供給口端が揺動空気供給管の開閉弁との係合
   を開始する位置に対応して、揺動空気供給管を回転車の
   回転方向の後方側に傾斜させた原位置に規制保持するス
   トッパーと、回転車の回転に伴ない回転車自体の回転方
   向の前方側に揺動する揺動空気供給管を後方側の原位置
   に復帰させる復帰スプリングとを備えて成る請求項１ま
   たは２記載の回転装置。