JP5226878B2 - 空気圧縮装置、これを用いた発電装置および発電装置のための駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を高圧力で圧縮することができる空気圧縮装置、これを用いた発電装
置およびこの発電装置のための駆動装置に関する。

これまで、種々の動力を用いた発電装置が開発されてきた。例えば、特開２００８−３
０３８６５号公報には、水中に循環するように配置された複数のバケットと圧縮空気を水
中に放出するコンプレッサーとを有し、コンプレッサーによって水中に放出された空気を
バケットに留め、このバケットに溜められた空気の浮力によってバケットを水中で駆動し、この駆動力を利用して発電機を回転させるようにしている。

このような従来の発電装置では、発電機を大きなトルクで回転するためにはバケット
の強い駆動力、換言すると、ベケットの大きな浮力を得るために水深の深い箇所から空
気を放出する必要がある。しかし、水深の深い箇所では、水圧が高いため、空気を高い
圧力で圧縮して出力しなければならない。
従って、空気を水中に放出するコンプレッサーが必然的に大型化され、あるいは高いパワーを出力することが必要となる。このような状況では大きな発電を得るためには高いエネルギーを有するコンプレッサーが必要になるが、コンプレッサーのエネルギーを大きくするには限界があるし、反面、コンプレッサーのエネルギーを適度に設定した場合には、発電効率が極めて低いという問題があった。

一方、発電装置の分野に限らず、種々の技術分野に応用されるように、大気を導入し
て高圧力の圧縮空気を排気あるいは大きな力を出力することができる空気圧縮装置が要
望されている。

特開２００８−３０３８６５号広報

本発明の目的は、上述の如き従来技術の問題点を解消し且つ上記要望に応えることが
できる高いエネルギー効率を有する空気圧縮装置、これを用いた、発電効率が高い発電
装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一実施例に係る空気圧縮装置は、それぞれがシリ
ンダとピストンとを有する複数のシリンダユニットと、これ等複数のシリンダユニットのそれぞれのピストンに連結され、それぞれのピストンを同時に駆動するピストン駆動機構とを備えている。

複数のシリンダユニットのそれぞれのシリンダは、所定の長さのシリンダ孔を有し、それぞれのピストンは、シリンダ孔をその長手方向の一側に第一の空間を形成し他側に第二の空間を形成するようにシリンダ孔内を往復移動するように配置されている。

複数のシリンダユニットは、最上流に位置し大気に連通する最上流シリンダユニット
から、最下流に位置し供給部に連通する最下流シリンダユニットまで順次接続され且つ上流側に位置するシリンダユニットの第一の空間が下流側に位置するシリンダユニットの第二の空間に連通するように、互いに接続され、複数シリンダユニットの容積は、最上流シリンダユニットから最下流シリンダユニットまで除々に小さくなるように設定されている。

更に、本発明に係る発電装置は、上記空気圧縮装置を用いて発電機を駆
動するように構成されている。

本発明の第1実施例に係る発電装置を示す概略構成図である。 第１実施例における発電装置の構成を示す正面図である。 図２に示された発電装置の側面図である。 図2に示された発電装置における空気圧縮装置を示す側面図である。 図４に示された空気圧縮装置の平面図である。 図4に示された空気圧縮装置の構成の拡大図である。 本発明の第2実施例に係る発電装置の正面図である。 図７に示された発電装置の側面図である。 図７に示された発電装置の平面図である。 図７に示された発電装置を構成する空気圧縮装置の概略図である。

図１乃至図３は、本発明に係る空気圧縮装置を利用した発電装置の第１実施例の構成を概略的に示す。なお、本発明に係る空気圧縮装置は、発電装置に利用されることに限定されず、圧縮した空気を利用して任意の装置を駆動させるように適用してもよい。

図1に示すように、第１実施例における発電装置は、発電機１６（図３参照）と、こ
の発電機１６を駆動する駆動装置３０とこの駆動装置を駆動する空気圧縮装置２０とを備えている。

この駆動装置３０は、この第1実施例では、回転機構５０からなっている。この回転機構５０は、流体、例えば、水が充填された水槽１０と、この水槽内に移動可能に設けた複数のバケット１４と、これらバケット１４を支持するバケット移動機構２８とを備えている。

水槽１０は、図１乃至図３に示すように、例えば、上下方向に延びる縦型の形態を有
し、複数のバケット１４は、バケッと移動機構２８によって上下方向に移動可能である。このバケッと移動機構２８は、水槽１０の上方向に配置された上部スプロケット１１と水槽の下方向に配置された下部スプロケット１２とこれら上部スプロケット１１および下部スプロケット１２の掛け渡されて複数のバケット１４を取り付けたチェ―ン１３とを備えている。バケット１４は、チェ―ン１３の長手方向に沿って連続して取り付けられている。

複数のバケット１４を、水中で浮力によって駆動するため、空気圧縮装置２０（図１）
によって水槽１０の水中に空気が導入される。この空気圧縮装置２０は、水槽１０の下部に設けられた吐出口２３を有し、弁機構２９を介して吐出口２３から水中に圧縮空気を導入する。この水中に導入された空気はバケット１４内に収納されバケットに浮力を付与する。この空気の浮力によって、図１中矢印で示すように、バケット１４が上方に移動し、これによってチェ―ン１３が水中内を上方に向かう方向と下方に向かう方向とに移動し、上部スプロケット１１と下部スプロケット１２とを回転させる。このように、バケット１４が浮力によって水中を移動しチェ―ン１３を介して上部および下部スプロケット１１、１２を回転させることができる。

上部スプロケット１１には、水槽１０に回転可能に取り付けられた回転軸１５がチェ
―ン２６を介して連結され、この回転軸１５には、図３に示すように、伝動機構２７を介して水槽１０の外側の下方に配置された発電機１６に連結されている。この伝達機構２７は、概述すると、回転軸１５に取り付けられたスプロケット２７ａと中間機構２７ｂを介して発電機１６の回転軸１６aに取り付けられたスプロケット２７cに掛け渡されたチェ―ン２７dとを有する（図３参照）。このように、バケット１４およびチェ―ン１３が水中で移動することに伴ってスプロケット１１、１２が回転され、これによって、発電機１６が回転され、発電されることとなる。尚、特に図３は、実験を目的にし、回転軸１５前後には電磁クラッチ・ブレーキ・バケット１個送りセンサ・回転計付トルクメータ等，中には実用機には不要な部品も搭載複雑化している。

複数のバケット１４は、例えば、一方が開口し、他方が閉塞している容器体から成っ
ている。各バケット１４は、図２の符号１４aに示すように、上方に向かう方向に移動する際には開口部が下方に向き、符号１４ｂに示すように下方に向かう方向に移動する際には開口部が上方に向くように形成されている。従って、水槽１０の下部に設けられた吐出口２３から吐出された空気は、開口部が下方を向いた状態のバケット１４内に収容されることとなり、バケット１４から空気が漏れることが抑制される。従って、上述の如く、バケット１４には浮力が発生し、上方に移動してチェ―ン１３を回転させることができる。一方で、バケット１４が水面Ｗ付近の上方に移動して下方に向かう方向に移動し始めると、バケット１４の向きが反対向きとなり、開口部が上方を向く。ここで、バケット１４が最上部に位置するとき、バケットが水面から出るように、水槽１０に充填された水の水面ｗと上部スプロケット１１の位置が設定されていることが必要である。バケットが水面から出るときバケット１４内の空気は大気中に放出される。

尚、この第1実施例では、複数のバケット１４は、一部重なるようにチェ―ン１３が
装備されている。具体的には、図２に示すように、バケット１４の開口部に、隣り合って配置された他のバケット１４の開口部とは反対側の底部側が挿入された状態となるよう配置されている。つまり、バケット１４の間隔は詰めて配置されている。これにより、チェ―ン１３が回転することにより水中を進行するバケット１４の後方に発生した渦が、後続のバケット１４が進行するときの抵抗となることを抑制することができる。

図２に示すように、二つの空気圧縮装置２０が設けられそれぞれが駆動装置３０の各側に配置されているが、少なくとも一つの空気圧縮装置が設けられていればよい。

この空気圧縮装置２０は、図4および図6に示すように、複数のシリンダユニット１００を備えている。これらシリンダユニット１００のそれぞれは、シリンダ２１とピストン２２とを有する。これら複数のシリンダユニット１００のそれぞれのピストン２２は、ピストン駆動機構１０１（図４）に連結され、このピストン駆動機構１０１によって同時に駆動される。このピストン駆動機構１０１は、それぞれのピストン２２に連結されたアーム２５とこのアームを駆動するアーム駆動機構５５とを有する。アーム２５は、その一端が水槽１０あるいは適宜のフレームに回転可能に取り付けられ他端部が揺動可能である（図４の円弧状の矢印及び図６参照）。アーム駆動機構５５は、図４に示すように、モータ２５aによって回転される回転板２５cとこの回転板２５cの回転中心から偏った位置に一端が回転可能に取り付けられ他端がアーム２５に回転可能に取り付けられたロッド２５bとを備えている。モータ２５aが回転すると、回転板２５cが回転され、この回転板の回転に伴って、ロッド２５bが往復移動され、アーム２５が揺動する。要するに、アーム駆動機構５５は、図４に示すように、駆動モータ２５aの回転力をロッド２５bの往復運動に変換し、これによってアーム２５が揺動されることになる。

複数のシリンダユニット１００のそれぞれのシリンダ２１は、所定の長さのシリンダ
孔を有し、それぞれのピストン２２は、シリンダ孔をその長手方向の一側に第一の空間２２aを形成し他側に第二の空間２２ｂを形成するようにシリンダ孔内を往復移動するように配置されている（図６参照）。

複数のシリンダユニット１００は、図１に示すように、最上流に位置し大気に連通する最上流シリンダユニット１００Uから、最下流に位置し供給部、即ち、駆動装置３０に連通する最下流シリンダユニット１００Ｄまで順次接続され且つ上流側に位置するシリンダユニットの第一の空間２２aが下流側に位置するシリンダユニットの第二の空間２２ｂに連通するように、互いに接続され、且つ複数のシリンダユニット１００の容積は、最上流シリンダユニット１００Ｕから最下流シリンダユニット１００Ｄまで除々に小さくなるように設定されている。

図示の実施例における空気圧縮装置２０では、図４に示すように、複数のシリンダユニット１００は、相互に平行になるよう並べて配置されている。また、図示の実施例では、各シリンダ２１は、内径つまり長手方向に対して垂直方向における断面積は同一であるが、長さがそれぞれ異なる、又は、長さが等しいが断面積が異なり。例えば、上流から下流に向かうにつれて、除々に容積を小さくなるように配置されている。換言すると、各シリンダ２１は、上流から下流に向かうにつれて、除々にシリンダ孔の容積は小さくなるように設定されている。尚、シリンダユニット１００は、ロッドレス又は両ロッドシリンダ使用の場合長手方向の中心が同一直線上に位置する、又は、片ロッドシリンダ使用の場合揺動アーム中心の両側左右交互順番に配置される。換言すると、複数のシリンダユニットを組み立てたとき、これらシリンダユニットは、それぞれの長手方向の中心線が同一線上に位置する、又は、使用シリンダによって、揺動アームの両側左右に交互順番に配置されている。

ここで、空気圧縮装置２０を構成するシリンダユニットの配置および接続状態が、図６に拡大して示されている。尚、図６では、シリンダユニットについて、上流（図６では下部）から3つのシリンダユニットのシリンダを、便宜上、符号２１，１２１，２２１で示す。図６に示すように、各シリンダ２１，１２１，２２１内には、シリンダ孔内を長手方向に一端側の第一の空間２２a，１２１ａ，２２１aと他端側の第二の空間２２ｂ、１２２ｂ、２２１ｂに仕切ると供に、シリンダ孔内を往復移動するピストン２２，１２２，２２２がそれぞれ配置されている。

また、上記各ピストン２２，１２２，２２２は、アーム２５に、長手方向に沿ってそれぞれ連結されているので、アーム２５の揺動端側に連結された各ピストン２２，１２２，２２２は、すべてが同時に、同一周期にて、各シリンダ孔内を往復移動することとなる。つまり、ピストン２２，１２２，２２２は、各シリンダ２１，１２１，２２１内で同一の方向に移動することとなり、換言すると、すべてのピストン２２，１２２，２２２が同時に一端側あるいは他端側に移動することとなる。

また、上述した各シリンダ２１等は、それぞれ隣り合うシリンダ２１等同士の各ピストン２２等にて仕切られた第一および第二の空間２２a, ２２b同士が連通するように、チェック弁２４を介して連結されている。具体的には、図６の最下端に位置する最長の第一シリンダ２１と、これより短い二番目の長さの第二シリンダ１２１とは、第一シリンダ２１の一端側の第一の空間２２aと、第二シリンダ１２１の他端側の第二の空間１２２ｂとが連通して、チェック弁２４を介して連結されており、また、第一シリンダ２１の他端側の第二の空間２２ｂと、第二の空間１２１の一端側の第一の空間１２２aとが連通して、チェック弁２４を介して連結されている。このとき、各チェック弁２４は、第一シリンダ２１から第二シリンダ１２１に空気が流入するよう構成されている。この場合、第一シリンダ２１が上流側に位置し、第二シリンダ１２１が下流側に位置している。尚、他のシリンダも同様に、図６に示す上方側は下流側であり、シリンダの長さが短くなるほど、下流側に位置していることとなる。

上記と同様に、上流側に位置する第二シリンダ１２１と、下流側に位置する第三シリンダ２２１とは、第二シリンダ１２１の一端側の第一の空間１２２aと、第三シリンダ２２１ｂの他端側の第二の空間２２２ｂとが連通して、チェック弁２４を介して連結されており、また、第二シリンダ１２１の他端側の第二の空間１２２ｂと、第三シリンダ２２１の一端側の第一の空間２２２aとが連通して、チェック弁２４を介して連結されている。以下、他のシリンダについても同様である。

また、図示しないが、最下流側に配置されたシリンダ２１の一端側の第一の空間と他端側の第二の空間とは、それぞれ水槽１０内に伸びる吐出口２３に連通されている。従って、最下流側に配置されたシリンダ２１の一端側の第一の空間と他端側の第二の空間とに流入してきた圧縮空気は、ピストン２２の移動により、吐出口２３から水槽１０内に吐出され、バケット１４内に収容されることになる。

上述の構成において、各シリンダユニット１００のピストン２２をピストン駆動機構１０１によって同時に同一方向に稼動することで、上流側のシリンダ２１から下流側のシリンダ２１に空気が流入され、その度に、シリンダ２１内の空気が順次圧縮され、最下流のシリンダ２１から高圧力の空気を水中の吐出口２３からバケット１４に向かって吐出することができる。

次に、上述した発電装置の作用を説明する。まず、図６に示すアーム２５が、他端側（右側）から一端側（左側）に揺動駆動した場合には、最下段に示す第一シリンダ２１内のピストン２２も一端側に移動する。このとき、アーム２５の揺動によって、その上方つまり下流側に位置する第二シリンダ１２１内のピストン１２２も一端側に移動し、同様に、さらに上方つまり下流。側に位置する第三シリンダ２２１内のピストン２２２も一端側に移動する。このように、すべてのシリンダ２１内のピストン２２が、アーム３５の揺動端が移動した一端側に、同時に移動することとなる。

この結果、第一シリンダ２１のピストン２２に対して左側の空間つまり一端側の第一の空間２２a内の空気はピストン２２によって押し出され、下流側の第二シリンダ１２１の他端側の第二の空間１２２ｂ内にチェック弁２４を介して流入する。つまり、各シリンダ２１、１２１の各ピストン２２、１２２が当該各シリンダ２１、１２１の一端側に同時に移動したときに、上流側の第一シリンダ２１の一端側の第一の空間２１a内の空気が下流側の第二シリンダ１２１の他端側の第二の空間１２２ｂ内に流入する。このとき、第二シリンダ１２１の容積は第一シリンダ２１の容積よりも小さく形成されているため、第二シリンダ１２１に流入した空気は更に圧縮されることとなる。

同時に、第二シリンダ１２１のピストン１２２は、揺動しているアーム２５の駆動力に加え、他端側の第二の空間１２２ｂ内に流入した圧縮空気にて一端側に押される。すると、第二シリンダ１２１の一端側の第一の空間１２２a内の空気は、さらに下流側に位置する第三シリンダ２２１の他端側の第二の空間２２２ｂ内に流入する。このとき、上述と同様に、さらに下流側の第三シリンダ２２１内の容積は小さく形成されているため、第三シリンダ２２１に流入する空気はさらに圧縮されることになる。こうして上述した動作が、順次、下流側のすべてのシリンダに対して働くこととなり、下流の進むにつれて空気を除々に高圧力に圧縮することができる。

また、その後、上述とは反対側である各シリンダ２１等の他端側にピストン２２等が移動するようアーム２５が揺動した際には、各シリンダ２１等の上記とは逆の空間に、上流側から下流側へと順次圧縮された空気が流入することとなる。従って、常時、空気を圧縮することができる。

このように、上記空気圧縮装置では、複数のシリンダ２１等にて段階的に空気を圧縮することができる。このとき、上流側のシリンダ２１等から空気が流入される下流側のシリンダ２１等のピストン２２等は、上流側から流入する圧縮空気にてさらに下流側のシリンダに空気を押し出す方向に移動する力が付勢される。こうして、この圧縮空気によるピストンを押圧する力は、すべての下流のシリンダに装備されたピストンに伝達される。従って、複数のシリンダ２１等を用いることで、下流に進むむにつれて空気を圧縮できると共に、そのときに必要な力が上流側から流入してくる圧縮空気と共にさらに
付勢される。その結果、高い圧力に空気を圧縮する場合であっても、すべてのシリンダ２１等のピストン２２等に対して上流側のシリンダ２１等からの圧縮空気による押圧力が付勢されているため、アーム２５の駆動にてピストン２２等に付勢する力が少なくても、高圧縮の空気を得ることができる。つまり、エネルギー効率の極めて高い空気圧縮装置を実現することができる。

上述した空気圧縮装置２０からは、最上段つまり最下流に位置するシリンダ内の圧縮空気が、図２に示した吐出口２３から水槽１０内の底面付近に吐出される。すると、水槽１０内の底面付近では、上方に向かう方向に移動するよう開口部が下方に向いたバケット１４内に、吐出された空気が流入し、該当バケット１４内に溜められる。これにより、バケット１４には溜められた空気による浮力が発生し、チエーン１３を回転させることができる。このチエーン１３の回転によって、図３に示す発電機１６が回転され、発電が行われることとなる。なお、バケット１４が水面Ｗ付近の上方に移動して下方に向かう方向に移動し始めると、バケット１４の向きが反対向きとなり、開口部が上方を向く。これによりバケット１４内の空気は大気中に排出される。

以上のように、エネルギー効率のより高い空気圧縮装置にて圧縮した空気の浮力を用いて発電することで、発電効率も向上する。なお、上記構成においては、発電機を設けずに、空気の浮力を用いた回転駆動装置として利用することもでき、掛かる場合にも、エネルギー効率の向上を図ることができる。

この具体例に於ける空気圧縮装置を用いる発電装置を従来の発電装置と比較して言え
ることを整理すると、全てに優ることは、［設置場所不問＋場所あればそれなりの規模の装置を設置できる＋従って何処でも発電可能＋コンパクト＋連続断続運転選択自由+媒体は水と空気だけ」となる。

次に、本発明の第２実施例を、図６乃至図１０を参照して説明する。

この第２実施例における発電装置では、上述した第１実施例における発電装置と異な
り、浮力にて発電するものではなく、水槽を設けていない。その代わりに、空気圧縮装置２０におけるシリンダユニット群のうち最下流に位置する最も容積の小さいシリンダユニット３２１のピストンに回転変換機構６０が接続されている。この回転変換機構６０は、ピストンの往復運動の両方向を一方向の回転運動に変換して発電機１６を回転するように構成されている。この回転変換機構６０は、ピストンの往復移動に連動してシリンダユニット３２１の長手方向に沿って移動可能なスライドアーム３１と、このスライドアーム３１の移動を回転運動に変換するスプロケット・チェ―ン機構３３の２本と、２つのワンウェイクラッチ３２と、スプロケット・チェ―ン機構３３の回転を発電機１６に伝達する伝達機構６１とを備えている。この伝達機構６１は、ワンウェイクラッチ３２に接続されたシャフト３４と、このシャフト３４に接続されたチェ―ン３５とを有する。

具体的に、この実施第２例における空気圧縮機構２０では、図７から図１０、特に、
図１０に示すように、最下流に位置する最も容積の小さいシリンダ３２１内の圧縮空気を、最上流に位置する最も容積の大きいシリンダ３２２内に戻すよう吐出している。このとき、シリンダ３２１のピストンの往復動作に連動してスライドアーム３１が移動すると、スプロケット・チェ―ン機構３３のチェ―ンが回転することとなる。なお、２つのワンウェイクラッチ３２を用いることで、上記スライドアーム３１の往復動作を、スプロケット・チェ―ン機構３３が一定方向の回転に変換している。スプロケット・チェ―ン機構３３による回転力は、伝達機構における、上方に伸びるシャフト３４に伝達され、当該シャフト３４が回転することで、これに連動して、上方に配置されたチェ―ン３５が回転する。このチェ―ン３５が回転することで、このチェ―ン３５に連結された発電機１６が回転し、発電することができる。

ここで、上記構成の発電装置では、最下流に位置するシリンダ３２１内から最も圧縮
された空気が最上流に位置するシリンダ３２２内に流入するよう排出されるため、最下流に位置するシリンダ３２１のピストンは、アーム２５の揺動駆動による力を必要としないで、最下流１本手前の押込みと最上流の吸引効果によって、往復可動することとなる。この第２の実施例では、このピストンの往復可動により発電しているため、エネルギー変換効率の高い発電装置であるいえる。
尚、上記構成に於いては、発電機を設けずに、空気の圧縮力を用いた回転駆動装置として利用することもでき、かかる場合にも、エネルギー効率の向上を図ることができる。

この装置の特徴は水槽を用いないこと、最下流シリンダに至った圧縮空気を最上流のシリンダが吸引回帰すること、最下流シリンダユニットのピストンを揺動アームに結合せず出力専用とし、一方向クラッチ・増速伝動系を介して直接発電機を駆動するようにしたことである。このため最下流シリンダは等速を要し一般的には、例えば、円筒カム等を用いるが、発電機側フライホィールが等速化効果を有するので、供給側伝動も円筒カムでなく、フライホィールを用いることが可能になった。

従って、水槽を用いない分軽量となり、空気圧縮特性を利用したフライホィール伝動
特性により極めて効率の改善をもたらすと共に、フライホィール伝動には両端に緩衝効果があり、円筒カム伝動比高速運転を実現することができた。尚、この際、低振動および低騒音の円滑な作動が得られた。

この場合、最下流シリンダロッドは等速運転を要するため、揺動アームを連結せず出
力専用、従って、内部供給仕事はない上、発電機側フライホィール効果によって等速移動する。気体特性と供給側フライホィール伝動特性とを合わせた相乗効率は極めて高く、シリンダの両端緩衝効果が加わり、ピストンの移動は高速で滑らか、且つ、低振動及び低騒音の運転を実現することができた。

ここで重要なことは、最上流のシリンダによる最下流シリンダ内圧縮空気の吸引と、
最下流手前の押込み効果によって、最下流シリンダを揺動アームと結合させるのと同等の効果をもたらす。尚、最下流シリンダは外部出力するのみならず、最上流シリンダの吸引とは言え始めは圧力を待っているので、正味補給分の過半を超える助成効果を発揮して、効率改善に貢献している。

一般的に計算効率は、空気漏れなど一切ないなど理想的状態を前提にした物理計算
である。これ等の現象補完の為に、図１０では配管系統図右下に図示した外部からフイルター経由空気の自動的補充を可能にしている。

ここで、物理計算効率が高い原因の一つには、同じ体積分の空気移動は仕事を要しな
いことにある。これに僅かな押込み補給を加えることで、次のシリンダに全空気量を移動させている。この繰返しで蓄積効果が得られている。

この具体例における空気圧縮装置を用いる発電装置も、又従来の発電装置と比較する
と、全てに優ることは、「設置場所不問+場所あればそれなりの規模装置が設置出来る+従って何処でも発電可能＋コンパクト+連続断続安定運転選択自由＋媒体は空気だけ」となる、上記（実施例1）と比較、水槽を要しないことから、その分軽量・シンプルになっている。

原則として、本発電装置では電力実使用量を低減することが出来新たな産業を興し地
域振興を、計りつつ、地球規模高度社会的要請に応えることができる。

上述したように、本発明に係る空気圧縮装置は、以上のように構成されることにより、
エネルギー効率の高い空気圧縮装置を実現することができ、さらに、これを用いることでエネルギー効率の高い回転駆動装置及び発電効率の高い発電装置を実現することができる。

上述した実施例では、本発明に係る空気圧縮装置を、発電装置に適用した場合に付い
て述べたが、このような実施例に限定されず、通常のコンプレッサー、水中に空気を供給する（爆気）ためのコンプレッサー等として、あらゆる分野に利用することができる。
本発明の種々の好ましい実施例を述べてきたが、本発明は、これら実施例に限定されず、種々の変形および変更が、これら実施例になされ得ることに理解されたい。
ここでは図１０における最上流シリンダの吸引回帰等により及ぼされる、上記 段落（００４６）項に述べた効果についてと、図6の圧縮空気の利用方法などは上記段落（００１２）並びに本項上記の主張を掲げるにとどめ説明は省略した。

Claims (11)

1. それぞれがシリンダとピストンとを有する複数のシリンダユニットと、これら複数のシリンダユニットのそれぞれのピストンに連結され、同時に同一周期にてピストン往復を司るアームとこれ等を駆動するピストン駆動機構とを備え、前記複数のシリンダユニットのそれぞれのシリンダは、所定の長さのシリンダ孔を有し、それぞれのピストンは、シリンダ孔をその長手方向の一側に第一の空間を形成し、他側に第二の空間を形成するように、前記シリンダ孔内を往復移動するように配置され、前記ピストン駆動機構は、それぞれのピストンをシリンダ内で同時に駆動するようにされ、前記複数のシリンダユニットは、最上流に位置し大気に連通する最上流シリンダユニットから、最下流に位置し供給部に連通する最下流シリンダユニットまで順次接続され、且つ上流側に位置するシリンダユニットの第一の空間が、下流側に位置するシリンダユニットの第二の空間に連通するように、上流側に位置する第一の空間から押出された空気が、下流側に位置する第二の空間に吸引されるよう、同様に、上流側に位置するシリンダユニットの第二の空間が、下流側に位置するシリンダユニットの第一の空間に連通するように、上流側に位置する第二の空間から押出された空気が、下流側に位置する第一の空間に吸引されるよう、各々順次この方向に向かって空気が送られるように配管接続され、且つ、互いにアームを介して、各々のピストンに接続され複数のシリンダユニットの容積は、最上流シリンダユニットから最下流シリンダユニットまで、除々に小さくなるように設定されている空気圧縮装置、及び、本項の空気を気体に換えた気体圧縮装置。
2. 前記複数のシリンダユニットは、シリンダの長手方向に対する垂直方向における断面積が
   それぞれ同一であるが、各シリンダのそれぞれ長さが異なる、又は、各シリンダの長さが等しいが断面が異なるよう形成されており、前記シリンダが下流側に位置するほど、当該シリンダの容積が小さくなるように形成されている請求項１に記載の空気圧縮装置、及び、気体圧縮装置。
3. 前記複数のシリンダユニットは、互いに平行になるように配置され、前記アーム長手方向に沿って、それぞれのピストンが連結されている、請求項１に記載の空気圧縮装置、及び、気体圧縮装置。
4. 前記ピストン駆動機構は、該シリンダユニットのピストンに連結され搖動可能に設けられた前記アームと各アームを搖動するアーム駆動機構とを有する請求項１記載の空気圧縮装置、及び、気体圧縮装置。
5. 発電機を回転する回転機構と、該回転機構を起動する請求項１記載の空気圧縮装置とを備え、前記回転機構は、水が充填された水槽と、該水槽の水中内に配置され、空気を収容可能な複数のバケットと、該複数のバケットを移動可能に支持するバケット移動機構とを備え、前記空気圧縮装置は、前記複数のバケットを浮力で駆動するように、圧縮空気を前記バケットに向けるように、前記水槽内の水中に供給するようにした、発電機のための駆動装置、及び、本項の空気を気体、水を流体と替えた駆動装置。
6. 前記回転機構の周囲に、所定の前記バケットの開口部内に他の前記バケットの一部が位置するよう、隣り合う前記バケットが重なって配置されている請求項５記載の駆動装置。
7. 請求項５に記載の駆動装置と、前記駆動装置によって駆動される発電機と、を備えている発電装置。
8. 発電機を回転する回転変換機構と、該回転変換機構を起動する請求項１記載の空気圧縮装置とを備え、前記回転変換機構は、前記空気圧縮装置の最下流のシリンダユニットのピストンに連結され、該ピストンの往復運動を回転運動に変換して前記発電機を回転するようにした発電機のための駆動装置、及び、本項の空気を気体と替えた駆動装置。
9. 請求項８記載の駆動装置と、前記駆動装置によって回転される発電機と、を備えている発電装置。
10. それぞれが所定の長さのシリンダと該シリンダの孔内を長手方向に、一端側空間と他端側空間とに仕切ると共に、当該シリンダ孔内を往復移動するピストンとを有する複数のシリンダユニットと、前記各シリンダの前記各ピストンを、同時に同一周期にて往復駆動するアームを有する駆動装置とを用意し、前記複数のシリンダを、上流側に位置する所定の前記シリンダ内の空間が下流側に位置する他の前記シリンダ内の空間に連通するよう連結すると共に、前記下流側のシリンダ内の容積を、前記上流側のシリンダ内の容積より小さく形成し、前記各シリンダの前記各ピストンが当該各シリンダの一端側に同時に移動したときに、前記上流側のシリンダ一端側空間内の空気が前記下流側のシリンダの他端側空間内に流入し、前記各シリンダの前記各ピストンが当該各シリンダの他端側に同時に移動したときに、前記上流側のシリンダの他端側空間内の空気が前記下流側のシリンダの一端側空間内に流入するようにした空気圧縮方法、及び、本項の空気を気体と替えた気体圧縮方法。
11. 請求項１０に記載の前記空気圧縮方法にて圧縮した空気を用いた駆動方法であって、水中内に設置され、上方に向かう方向と下方に向かう方向とに回転する回転機構と、前記回転機構の周囲に装備され、上方に向かう方向と下方に向かう回転する回転機構と、前記回転機構の周囲に装備され、上方に向かう方向に移動する際には開口部を下方に向けると共に、下方に向かう際には開口部を上方に向けて装備された複数のバケットと、を用意し、前記空気圧縮方法にて圧縮した空気を、最下流に配置された前記シリンダの内部空間から、前記回転機構の下方位置にて前記開口部を下方に向けた前記バケット内に排出し、当該バケット内に留められた空気の浮力により前記回転機構を回転させるようにした回転駆動方法、及び、本項の空気を気体、水を流体と替えた回転駆動方法。

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