浮力装置
阅读：99发布：2020-05-12
专利汇可以提供浮力装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种利用在 水 等液体中作用于物体的浮 力 产生动力的 浮力 装置。如果位于滞留在上升流路P1中的液体中的一部分的运动体（5）受到浮力上升，则被所述运动体（5）所压，在循环流路中排成一圈的多个运动体（5）一起做环绕运动。设置在上升流路P1的下侧的密封部（40），由于封闭循环流路的内壁和运动体（5）之间的间隙，所以滞留在上升流路P1的液体不会 马 上向下侧的通路P8 泄漏 。这样，上升流路P1中液体的滞留状态在一定程度上得以维持，并且在循环流路中运动体（5）可以持续做环绕运动。，下面是浮力装置专利的具体信息内容。
1.一种浮力装置，其特征在于，具有
循环流路形成部，形成闭合的循环流路，所述循环流路包含在垂直方向延长的上升流路以及从所述上升流路的上端返回至下端的返回流路；
多个运动体，在所述循环流路中排成一圈；
液体注入部，向所述上升流路中注入比所述运动体的比重更重的液体；
密封部，封闭位于所述上升流路的下侧的所述运动体和所述循环流路形成部的内壁的间隙，
所述液体注入部，包含
液体箱，接收从所述上升流路的上端溢出的所述液体，
泵，向从所述液体箱的下端流出的所述液体施加压力并输送至所述上升流路的下端，通过所述泵输送至所述上升流路的下端的所述液体使所述上升流路上升，所述运动体在所述上升的液体中漂浮。
2.根据权利要求1所述的浮力装置，其特征在于，所述运动体具有圆柱状的形状，所述圆柱形的形状在相对的2个平面中的至少一个中形成凸部，
所述上升流路中上下邻接的2个所述运动体相互接触时，一方的所述运动体的所述凸部或者所述平面与另一方的所述运动体的所述凸部或者所述平面接触的同时，在所述2个运动体之间产生允许所述液体的浸入的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的浮力装置，其特征在于，在所述上升流路的下侧的所述循环流路形成部的内壁上设置有多个段的所述密封部。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的浮力装置，其特征在于，所述密封部包含设置在所述循环流路形成部的内壁的环状的槽部，以及嵌合在所述槽部的环状的弹性部件。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的浮力装置，其特征在于，具有以从所述上升流路的下端向上端垂直上升的方式导引所述运动体的导引部件。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的浮力装置，其特征在于，
所述返回流路包含在垂直方向延长的的下降流路、从所述上升流路的上端至所述下降流路的上端导入所述运动体的通路的至少一部分中设置的第1弯曲流路、从所述下降流路的下端至所述上升流路的下端导入所述运动体的通路的至少一部分中设置的第2弯曲流路。
7.根据权利要求6所述的浮力装置，其特征在于，
具有至少一个旋转体，所述旋转体设置在形成所述第1弯曲流路和/或所述第2弯曲流路的所述循环流路形成部的内壁中，且与所述运动体接触旋转。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的浮力装置，其特征在于，具有旋转体和根据所述旋转体的轴的旋转产生电力的发电机，
所述旋转体，在设置在形成所述返回流路的所述循环流路形成部的一部分中的切口孔中，与外侧露出的所述运动体接触旋转。
浮力装置
技术领域
背景技术
发明内容
[0003] （本发明要解决的问题）
[0004] 现有的燃烧燃料的内燃机或外燃机存在以下问题：排出的气体是导致大气污染或温室效应的原因。此外，还存在以下问题：现有的抽水蓄能电站等的水轮机由于设备规模较大需要宽大的场所，设置期间长，经济性低。
[0005] 本发明就是鉴于上述问题制作的，其目的是提供一种浮力装置，其作为构造简单制作方便，不需要宽阔的空间或面积，在短期内就能设置好的动力装置，利用水等液体中作用于物体的浮力产生动力。
[0006] 此外，本发明另一个目的是提供一种浮力装置，所述浮力装置，是不产生排气等污染源，对自然环境负荷小的动力装置。
[0007] （解决问题的方法）
[0008] 本发明涉及的浮力装置，具有在垂直方向上延长的上升流路、形成包含从所述上升流路的上端至下端返回的返回流路且闭合了的循环流路的循环流路形成部、在所述循环流路中排成一圈的多个运动体、在所述上升流路中注入比所述运动体比重更重的液体的液体注入部、封闭位于所述上升流路的下侧的所述运动体和所述循环流路形成部的内壁之间的间隙的密封部。所述液体注入部包含接收从所述上升流路的上端溢出的所述液体的液体箱、以及通过对从所述液体箱的下端流出的所述液体施加压力并输送到所述上升流路的下端的泵。通过所述泵向所述上升流路的下端输送的所述液体使所述上升流路上升，并且所述运动体在所述上升的液体中漂浮。
[0009] 优选地，所述运动体可以具有在相对的2个平面中至少一方形成凸部的圆柱状的形状。所述上升流路中上下邻接的2个所述运动体互相接触时，一方的所述运动体的所述凸部或者所述平面与另一方的所述运动体的所述凸部或者所述平面接触的同时，在所述2个运动体之间产生允许所述液体浸入的间隙。
[0010] 优选地，在所述上升流路的下侧的所述循环流路形成部的内壁中可以设置多段的所述密封部。
[0011] 所述密封部，可以包含例如所述循环流路形成部的内壁设置的环状的槽部、以及嵌合在所述槽部的环状的弹性部件。
[0012] 优选地，上述浮力装置可以具有以从所述上升流路的下端至下端垂直上升的方式导引所述运动体的导引部件。
[0013] 优选地，所述返回流路可以包含在垂直方向上延长的下降流路、在从所述上升流路的上端至所述下降流路的上端导入所述运动体的通路的至少一部分中设置的第1弯曲流路、在从所述下降流路的下端至所述上升流路的下端导入所述运动体的通路的至少一部分中设置的第2弯曲流路。
[0014] 优选地，上述浮力装置设置在形成所述第1弯曲流路以及/或者所述第2弯曲流路的所述循环流路形成部的内壁，具有与所述运动体接触旋转的至少一个旋转体。
[0015] 优选地，上述浮力装置可以具有旋转体、根据所述旋转体的轴的旋转产生电力的发电机。所述旋转体，设置在形成所述返回流路的所述循环流路形成部的一部分中的切口孔中，与外侧露出的所述运动体接触旋转。
[0016] （本发明的效果）
[0018] 图1是表示本实施方式涉及的浮力装置的构造的一个示例图，是省略了循环流路中做环绕运动的运动体的图示的示意图。
[0019] 图2是表示本实施方式涉及的浮力装置的构造的一个示例图，是对循环流路中做环绕运动的运动体进行了图解的示意图。
[0020] 图3是表示运动体的一个示例图。
[0021] 图4是表示运动体的另一个示例图。
[0022] （附图标记说明）
[0023] 1…浮力装置
[0024] 5…运动体
[0025] 11…上升流路形成部
[0026] 13…上部循环流路形成部
[0027] 15…下降流路形成部
[0028] 17…下部循环流路形成部
[0029] 20…液体箱
[0030] 22…连通流路
[0031] 40…密封部
[0032] 51…旋转体
[0033] 52…旋转轴
[0034] 61、62…旋转体
[0035] 70…泵
[0036] P1…上升流路
[0037] P5…下降流路
具体实施方式
[0038] 以下，将参照附图对本发明的一种实施方式涉及的浮力装置进行说明。
[0039] 本实施方式涉及的浮力装置，通过闭合的循环流路中多个运动体（浮漂）密集地呈环状排列。循环流路的一部分中，形成通过水等液体充满的上升流路。上升流路的下侧的入口处，设置有封闭上升流路的内壁和运动体之间的间隙的密封部。通过该密封部，充满上升流路的液体不会马上泄漏。由于液体比运动比重更重，所以上升流路中，浮力会对浸渍了液体的运动体发生作用。此外，上升流路的下端，输送通过泵施加了压力的液体，液体从上升流路的下端上升到上端。从上升流路的上端溢出的液体，暂时被贮存在水箱中，并从水箱的下端供给至泵的吸入口，再输送至上升流路的下端。从上升流路的下侧的入口浸入的运动体，通过上升的液体受到浮力，漂浮起来。通过上升流路中运动体的漂浮，在循环流路中排成一圈的多个运动体的整体在闭合的循环流路中环绕运动。
[0040] 图1、图2表示本实施方式涉及的浮力装置1的构造的一例的示意图。图1是省略了存在于循环流路中的运动体5的图示的图。图2是图解了循环流路中的运动体5的图。
[0041] 图1所示的浮力装置1具有上升流路形成部11、下降流路形成部15、下部循环流路形成部17、上部循环流路形成部13以及连接部12、14、16、18。上述各部的块状（11～18）形成闭合的循环流路，所述流路中放入多个运动体5。
[0042] 通过上述块状（11～18）形成的闭合循环流路中，多个合并的运动体5紧密地排成一圈。例如，运动体5具有圆柱状的形状，在断面基本为圆形的管状的循环流路中滑行移动。例如，运动体5的内部形成空洞。运动体5与后面所述的液体箱20的液体相比，比重更轻。
[0043] 图3是表示运动体5的一例的示意图。图3（A）表示平面图，图3（B）表示侧面图。
[0044] 具有圆柱状的形状的运动体5在相对的2个平面上分别具有凸部6。凸部6在运动体5的圆形的平面中从中央部向圆柱状突出。在形成于上升流路形成部11的上升流路P1中上下邻接的2个运动体5互相接触时，上侧的运动体5的凸部6和下侧的运动体5的凸部6互相接触的同时，会在2个运动体5之间产生允许液体浸入的间隙。通过液体浸入所述间隙，在运动体5中产生浮力，同时通过液体的上升流产生的力作用于运动体5。运动体5通过浮力的作用与液体的上升流的作用，使上升流路P1上升。
[0045] 上升流路形成部11是形成在垂直方向上延长的上升流路P1的部件，例如形成图1、图2中所示的管状。上升流路形成部11的上端以连接部12为媒介连结上部循环流路形成部13，上升流路形成部11的下端以连接部18为媒介连结下部循环流路形成部17。
[0046] 本实施方式涉及的浮力装置1，作为用于在所述上升流路形成部11的内部注入水等液体的机构（液体注入部），具备液体箱20和泵70。液体箱20是贮存水等液体的箱子，例如，如图1、图2中所示，具有垂直方向上延长的筒状的形状。液体箱20中贮存的液体，与运动体5相比比重更重。泵70对从液体箱20的下端流出的液体施加压力并输送至上升流路P1的下端。充满上升流路P1的液体通过泵70的压力从上升流路P1的下端上升至上端。上升流路P1的上端，通过连通流路22与液体箱20连接。上升流路P1的上端溢出来的液体通过所述连通流路22流入液体箱20。因此，液体箱20的液体以泵70、上升流路P1、连通流路22为媒介再次返回液体箱20。
[0047] 图1、图2所示的浮力装置1具有导引部件30，所述导引部件30，以上升流路形成部11从上升流路P1的下端到上端垂直上升的方式导引运动体5。图1、图2的示例中的导引部件30通过垂直方向上延长的多根杆构成。该杆的一端固定在上升流路P1的下端边缘，杆的另一端固定在上升流路P1的上端边缘。运动体5从连结部18的通路P8侵入上升流路P1的下端入口，一边通过所述导引部件30的杆进行导引，一边向上升流路P1的上端出口笔直上升。
[0048] 在连接上升流路形成部11的下端的连结部18中设置有2个密封部40。密封部40封闭通过连结部18中的运动体5和连结部18的内壁之间的间隙。密封部40包含例如设置在连结部18的内壁的环状的槽部以及嵌合在所述槽部的环状的弹性部件（橡胶、硅等）。运动体5一边使其侧面在环状弹性部件的内周面滑动，一边通过环状弹性部件的中央孔。
[0049] 如果连结部18的内壁和运动体5的间隙通过密封部40被封闭，则从液体箱20流入上升流路形成部11的上升流路P1的液体不容易向下侧的连结部18的通路P8泄漏。因此，如图1、图2的斜线所示，液体滞留在上升流路形成部11的上升流路P1中。
[0050] 下降流路形成部15是形成垂直下方延长的下降流路P5的部件，例如形成图1、图2所示的管状。下降流路形成部15的上端以连结部14为媒介与上部循环流路形成部13连接，下降流路形成部15的下端以连结部16为媒介与下部循环流路形成部17连接。
[0051] 上部循环流路形成部13形成从连结部12的通路P2的上端至连结部13的通路P4的上端的运动体5的通路P3。所述通路P3如图1、图2所示，具有呈半圆状的弯曲的部分（第1弯曲流路）。运动体5的移动方向在所述第1弯曲流路中从上方向下方反转。
[0052] 在形成第1弯曲流路的上部循环流路形成部13的内壁，设置有与运动体5接触旋转的多个旋转体61。旋转体61，例如是与第1弯曲流路的延长方向垂直的轴中支撑自由旋转的圆筒体，沿着第1弯曲路设置。图1、图2的示例中，旋转体61排列设置在第1弯曲流路的上侧。通过设置旋转体61可以减轻上部循环流路形成部13的内壁和运动体5之间的摩擦。
[0053] 下部循环流路形成部17形成从连结部16的通路P6的下端至连结部18的通路P8的下端的运动体5的通路P7。所述通路P7如图1、图2所示，包含呈半圆状的弯曲的部分（第2弯曲流路）。运动体5的移动方向在所述第2弯曲流路中从下方向上方反转。通路P7的下侧设置有用于排出密封部40中的泄漏液体的排出口（没有图示）。
[0054] 在形成第2弯曲流路的下部循环流路形成部17的内壁，设置有与运动体5接触并旋转的多个旋转体62。旋转体62，例如是与第2弯曲流路的延长方向垂直的轴中支撑着自由旋转的圆柱体，可以沿着第2弯曲流路进行设置。图1、图2的示例中，旋转体62排列设置在第2弯曲流路的下侧。通过设置旋转体62可以减轻下部循环流路形成部17的内壁和运动体5的摩擦。
[0055] 此外，本实施方式涉及的浮力装置1具有根据循环流路中运动体5的环绕运动进行发电的发电机。图1、图2示例中，在下部循环流路形成部17的通路P7的途中设置的2个旋转体51，构成向发电机传达运动体5的动力的动力传达机构的一部分。下部循环流路形成部17具有使通过所述通路P7的内部的运动体5的一部分向通路P7的外侧露出的切口孔。旋转体51在所述切口孔中与外侧露出的运动体5接触旋转。旋转体51的旋转轴52中产生的动力，以齿轮或同步带等的动力传达机构为媒介传送至发电机，并转换为电力。
[0056] 即，运动体5使通路P5、P6下降并与旋转体51接触，使旋转体51旋转。此时，与运动体5的重力对应的旋转力施加至旋转体51。本实施方式中，如前面所述，多个运动体5紧密地排成一圈，所以在旋转体51中，连续施加与运动体5的重力对应的旋转力。随着运动体5变重，施加至旋转体51的旋转力也变大。
[0057] 此处，对具有上述构造的浮力装置1的动作进行说明。
[0058] 如果向浮力装置1的液体箱20中注入水等液体，则液体通过连通部22流入上升流路P1。此时，位于上升流路P1的下侧的连结部18的运动体5与设置在连结部18上的密封部40紧密连接，所以流入上升流路P1的液体，不会马上流落连结部18的通路P8，而是滞留在上升流路P1。
[0059] 如果在液体滞留在上升流路P1的上端的位置的状态下操作泵70，则从液体箱20的下端到上升流路P1的下端输送通过泵70施加压力的液体。这样，液体从上升流路P1的下端上升至上端。从上升流路P1的上端溢出来的液体通过连通流路22返回液体箱。
[0060] 如果上升流路P1中的液体上升，则液体中的运动体5中，通过浮力产生的上升力和通过液流的上升力发挥作用。接受所述上升力的运动体5使上升流路P1上升。多个运动体5在循环流路中紧密排成一圈，如果位于上升流路P1的一部分的运动体5上升，则位于其下游侧的其它的运动体5也被上游侧的运动体5压着一个个移动。这样，循环流路中的多个运动体5开始做环绕运动。图2的示例中，多个运动体5逆时针旋转做环绕运动。运动体5通过密封部40时，滞留在上升流路P1中的液体的一部分从运动体5和密封部40的间隙泄漏并流入下侧的通路P8。通过所述液体的泄漏上升流路P1的液体减少，为使运动体5的浮力不会减少，随时向液体箱20补给液体。这样，多个运动体5可以在循环流路中持续做环绕运动。
[0061] 如果运动体5在循环流路中做环绕运动，则设置在下部循环流路形成部17中的旋转体51与运动体5接触并旋转。所述旋转驱动力以齿轮或同步带等的动力传达机构为媒介对发电机进行驱动，产生电力。
[0062] 如以上说明，根据本实施方式涉及的浮力装置1，对位于上升流路P1的运动体5，通过液体的上升流产生的上升力和通过浮力产生的上升力发挥作用。如果上升流路P1中的运动体5受到所述上升力而上升，则在循环流路中排成一圈的多个运动体5一起做环绕运动。设置在上升流路P1的下侧的密封部40封闭循环流路的内壁和运动体5的间隙，所以滞留在上升流路P1中的液体不会马上泄漏到下侧的通路P8。这样，在上升流路P1中液体的滞留状态在一定程度上得以维持，并在循环流路中持续运动体5的环绕运动。如果密封部40中通过液体泄漏使上升流路P1中的液体消失，则作用于运动体5的上升力会消失，环绕运动停止，但是通过从外部向液体箱20适当补给液体，可以维持运动体5的环绕运动。所述运动体5的环绕运动，通过旋转体51被转换成旋转驱动力，并在发电机中转换为电力。
[0063] 因此，本实施方式的浮力装置1，其构造极为简单，同时通过从外部补给适当液体使运动体5的环绕运动持续，可以将该运动能转换为电力等。
[0064] 此外，本实施方式涉及的浮力装置1由于其构造极为简单，所以可以在短期内设置，由于不需要广阔的空间或面积，所以可以很容易应用于例如家庭用途的发电。
[0065] 另外，本实施方式涉及的浮力装置1由于不会像现有的内燃机或外燃机那样产生排气等污染物质，所以具有对自然环境的负荷小的优点。
[0066] 以上虽然对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不仅限于上述方式，还可以包含各种变形。
[0067] 即，图1、图2中所示的循环流路的形状，或者运动体5、密封部40、导引部件30、旋转体61、62、旋转体51等的构成要素的形状·大小·数量·配置等是一个例子，上述这些可以进行各种变更。
[0068] 例如，形成于运动体5的平面部的凸部的方式并不限定于图3所示的内容，在本发明的其它的实施方式中，例如，可以在平面部形成图4所示的2个凸部7A、7B。图4所示的运动体5的话，通过液体浸入凸部7A、7B之间形成的槽部可以在运动体5产生浮力，同时通过液体的上升流使上升力发挥作用。
[0069] （工业上的可利用性）
[0070] 本发明能够广泛地应用于直接利用已产生的动力的原动机、将动力转换为电力的发电机等。
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