【0024】
60kgf/cm
2の揚水圧力のうち揚水圧力タービン19・19
A(椀型)には、水深圧力の1.5倍の揚水上昇圧力をかけ、連繋している汲み出しポンプ20・20
Aを駆動し、残水タンク25の水をメーンピストン1・1
Aの揚水と同じサイクルで、Φ6mm×長さ5mmノズル20
B・20
Cから、10気圧の水中に放出する、その際に背面ピストン3・3
Aの1行程分6000cm
3に見合った吐水の回転翼21・21
A(スクリュー型)を使って全量を汲み出すが、汲み出す方法として例えば、背面ピストン3と同じ断面積の排水パイプを水面向けに配管して、1行程1m分を順次水面に排水するのもよいが、上から下への圧力は10kgf/cm
2であり放出は水中でよい、したがって汲み出したあとの大気導入パイプ22の分岐部35より上は常に空気の状態になる、なお、大気圧下の残水タンク25と汲み出しポンプ20・20
Aを繋ぐ残水路25
Aには逆止弁25
B・25
Cを備えているうえ、水深圧力を上回る放出力がかかっており、ノズル20
B・20
C方向に絶えず吸引力が働き、残水タンク25へ水深圧力は逆流しない。
【実施例】
【0026】
以下、本発明に係る実施形態を
図1〜14に基づいて説明する。
【0027】
図1は、本発明に係る水深圧力原動機正面の実施例を示すが、浮体27は鎖45によって係留しており、開口部46から水深へ大気導入パイプ22揚水パイプ18電気通信ケーブル47を降下して、水中板26はデッキ48に鎖32によって吊るしている。なお鎖32は電動又は油圧モーターによって昇降させる(図示省略)、
【0028】
図2は、本発明に係る水深圧力原動機の平面実施例を示すが、中央は水上機器のケース49になっている。
【0029】
図3は、本発明に係る水深圧力原動機の
図2A−A線断面を示す正面の浮体27部分と、水深の水中板26に設置した機器の斜視概観図であるが、水深のピストンと繋いだ揚水パイプ18は揚水圧力タービン19と主圧タービン31を駆動したあと水面に排水している、大気導入パイプ22は大気給気口50より水深の大気圧開閉弁24を繋いで大気圧を引き込んでいる、また電源モニター33を繋ぐ電気通信ケーブル47は水深の情報信号を受信したり電気を供給している。
【0030】
図4は、
図3の浮体27の水上機器、主圧タービン31、モニター33、大気給気口50部分の拡大図である。
【0031】
図5は、本発明に係る水深圧力原動機の断面を示す図であって、異口径ピストンのメーンピストン1・1
Aと背面ピストン3・3
Aと操作桿6・6
Aは一体に動作しており、同じ構造が一対に向き合って、ピストンは同じ方向に動くが、内容は異なり、片方の揚水時にはもう一方は水深圧力と均衡する正反対の動作になる。
【0032】
左側のメーンピストン1と背面ピストン3は上死点36に到達し、右側のメーンピストン1
Aと背面ピストン3
Aは下死点37
Aに到達して、操作桿6
A先端6
Cによって油圧ポンプ7
Aを起動して油圧路52
Aの媒体は操作ピストン38・38
Aの双方を押して揚水切換弁16・16
Aの双方と連動する1/
8回動の操作ピストンギヤ38
B・38
C(
図7)によって均衡揚水バルブ15は均衡路を開き15
Aは揚水路を開いて、同時に大気圧開閉弁24の右路を開いている。なお操作ピストンギヤ38
B・38
Cは油圧に連動する電動モーターでの変換は可能である(図示省略)。
【0033】
図の状態は次の動作の直前であって、大気圧開閉弁24は右路が開き揚水切換弁16
Aの均衡揚水バルブ15
Aは揚水路が開いて、メーンピストン1
Aと背面ピストン3
Aは次の動作態勢、左側のメーンピストン1と背面ピストン3は、大気圧開閉弁24が閉じており揚水切換弁16は均衡揚水バルブ15の均衡路が開き水深圧力を受け入れる態勢。
【0034】
図6は、メーンピストン1
Aに水深圧力がかかり、左のメーンピストン裏面29又は背面ピストン表面4には均衡の水深圧力が浸入を開始しており、双方ピストンは同じ方向に動作する「図の右から左へ」、
このとき大気圧開閉弁24の閉じた揚水後の背面シリンダー5とメーンピストン裏面29は、容積が減少しほぼゼロの圧力に低下して、水深圧力と概ね10kgf/cm2の差圧が生じており、水圧均衡路14、14B、15、17を通じた水深圧力によってメーンピストン1は復帰方向に動作し下死点到達時に水圧と均衡する、その際にばね8・8Aは双方ピストンの上・下死点到達の調節を図って「メーンピストン」「背面ピストン」の動きを円滑にしている。
【0035】
上記によって背面ピストン3
A60cm
2は、連動しているメーンピストン表面2
A660cm
2に受けている水深圧力によって押されるが、水60000cm
3は均衡の際にメーンシリンダー30
Aにたまったもので、外部への放出は動力発生には必須になる。
【0036】
メーンピストン1
Aの圧力水放出60000cm
3と同時に一体の背面ピストン3
Aの残水も同じサイクルでシリンダー5
Aの、分量を同時に放出するが、背面ピストンより上(先)は大気圧であり残水タンク25分岐部35までの距離1m程度の残水はあるものの、背面ピストン3
Aの動きは空砲状態の空滑りであって、60cm
2の断面積に対してメーンピストン1
Aの断面積600cm
2は10倍を有しており、その分薄まった60kgf/cm
2となって揚水能力は600m水上500mとなり、(汲み出しポンプの負荷15kgf/cm
2を差し引くと、450m水上350m)、したがって、上から下への圧力10kgf/cm
2を上回り揚水の上昇は確実なものになる。
【0037】
メーンピストン1
Aに押された揚水圧力は揚水路17
A揚水切換弁16
A均衡揚水バルブ15
Aを通過したあと、揚水圧力のうち約15kgf/cm
2の水深より高い圧力を使って揚水圧力タービン19
Aの軸に連動する汲み出しポンプ20
Aと残水タンク25を結ぶ、さらに大気圧下の残水路25Aの水を回転翼21
Aのブレード内側に導入し、高速回転によって外側に送り出し、出口に装備するノズル20
CΦ6mm×長さ5mm
から背面ピストン3
A内部の残水全量をメーンピストン1
Aと同じ
動きの動作で10気圧の水中に放出し
、残水タンク25の容量を超さず分岐部35より上
の大気導入パイプ22は絶えず大気圧を保持する。
【0038】
更に、揚水圧力は複数の揚水パイプ18と合流して、主圧タービン31によって発電機40を稼働したあと水面に排水するが、揚水パイプ18の水上には電動の揚水過圧バルブ61を備えて圧力の調節や緊急停止の際に水面に放出する、排水は、海水淡水化に有効。
【0039】
図7は、
図6左の拡大図であって、参考例は操作ピストン38・38
A左右と連動する操作ピストンギヤ38
B・38
Cと、揚水切換弁16
A及び均衡揚水バルブ15
Aの揚水路を開いた状態を示している。
【0040】
図8は、本発明に係る水深圧力原動機の操作桿6と油圧ポンプ7の拡大図を示しており、操作桿6は下死点方向への動きであって油圧ポンプ7はピストン枠10の下端54に設けてメーンピストン表面2に固定した操作桿6先端6
Bによって、フック60突端55を押して外し、油圧ポンプ7を押し込み(点線)圧力スイッチ64が通電し電磁石63に密着すると同時に油圧路52の加圧で操作ピストン38・38
Aと大気圧開閉弁24を同時に起動する、双方の油圧ポンプ7・7
Aはメーンピストン1・1
A背面ピストン3・3
Aの往復運動を交互に変換する起動力になっており、油圧路52・52
Aの供給は、加圧又は後退圧を繰り返すが
図8では油圧路52が加圧を示す形になっている。
【0041】
図9は、本発明に係る水深圧力原動機の操作桿6と油圧ポンプ7の拡大図を示しており、操作桿6の上死点方向への動きであって、対側の油圧ポンプ7
Aが加圧に変わる際には後退する油圧路52の油圧ポンプ7は密着している頭部53の鉄片65と電磁石63を圧力スイッチ64によって解除したあと、油圧ポンプ7
Aの加圧に逆行する後退油に押されて油圧ポンプ7は後退する。
【0042】
油圧ポンプ下端7
Bは、キックばね56によって戻っている斜面57を滑って開き、切欠部58に掛け固定して水深圧力又は大気圧力の振動を防御する。なお、ピストン枠10・10
Aと操作桿6・6
Aには、支持アーム62・62
Aを摺動可能に保持している、59は油圧ポンプストッパー。
【0043】
図10は、本発明第2の船体66側面図であり、第1の水深圧力原動機を船舶の推進に応用するもので、揚水圧力を直接船尾の噴水ノズル67から放出し推進するが、喫水の大きい大型船舶には有効であり、船尾底辺を延長した、連結水中板26
Aに装置している水深機器メーンピストン1・1
A背面ピストン3・3
Aよりフレキシブルホース68を通じて、浅い水中に噴水する、喫水の少ない小型船には船底裏面に水深機器用のスペースを設けることになる(図示省略)、
【0044】
水深機器からの揚水パイプは、高圧可能な伸縮パイプでよいが、分かり易くフレキシブルホース68を説明しており、揚水パイプ上部18
Cにはフレキシブルホース68上端を結合し揚水パイプ上部18
C先に噴水ノズル67を装備して後方に噴水し船舶を推進する、また、レール72・72
Aは船体66に垂直に固定しており、フロート69・69
Aは喫水に応じて昇降し、点線のように対応する。
【0045】
図11は、船尾71の正面図を示しており、連結水中板26
Aに装置した水深機器の揚水パイプ下部18
Bとフレキシブルホース68を連繋し、更に揚水パイプ上部18
Cを繋いで噴水ノズル67はフロート69・69
Aによって昇降すると同時に、支持板74先端に設けた後退ノズル70・70
Aは後退ノズル弁75・75
Aの電動開閉弁によって作動する。
【0046】
図12は、船体66の平面図を示しており、噴水ノズル67と船体側面の内寄りに設けた後退ノズル70・70
Aの噴水は斜め後方に放出し、フロート69・69
Aは船尾後方を喫水状況に応じて昇降する。
【0047】
図13は、
図12の船尾装置の拡大図を示すが、船尾に固定したレール72・72
Aに摺動可能な連結金具73・73
Aを嵌め込んで、レール72・72
A・72
B・72
Cに沿って上下動する、連結金具73・73
A・73
B・73
Cの外側には支持板74を固定し中央近傍に噴水ノズル67と、延長した先端には後退ノズル70・70
Aを装備している。なお中央に限らず噴水ノズル67は船幅に応じて装備が可能。
【0048】
図14は、船尾71正面の拡大図を示すが、横に伸びる支持板74に噴水ノズル67、フロート69・69
Aと後退ノズル70・70
Aを備えて、レール72・72
Aに沿ってフロート69・69
Aは水位にしたがって上下動し、常時浅い水中に噴水する、また、揚水パイプ上部18
Cを分岐76した電動の揚水過圧バルブ61を水上に設けて緊急時の放水や圧力調節をはかる、77はフロート69・69
Aの補助板。