10月9日「エコメッセ2017 inちば」でテコの原理を応用した効率的な水力発電『モーメントパワー発電装置』出展、燃焼エネルギーから重力エネルギーへの転換を提案

健康野菜専門農園「ふるさと農園」を運営、様々な研究開発を行なっている有限会社ヤマ吉（本社：千葉県富津市、取締役[池田吉康）は、10月9日、エコメッセ2017 inちば（幕張メッセ国際会議場）において、環境問題や持続可能社会を目指す人々の参考となる提案を行います。

 

燃焼エネルギー。

物を燃焼さす事は、単純に熱を出す、煙を出す、CO2を出す等空気に変化を与えます。空気の変化は、水を温め氷河や氷を溶かします。

誰もが知り、誰もが思う事でしょうがコップ一杯にはコップ一杯の水しか入りません。地球温暖化が始まり、現在に至るまで、固体であった氷や氷河が溶け出し、どれだけのエネルギーを蓄え、発生させる流体の水になったのでしょうか。まだ、これからも氷や氷河は溶け続けます。

地球温暖化の始まる前の水をコップ一杯の地球上の水としたら、現在は、どれほどの水が溢れ出し、どれだけのエネルギーを蓄え、発生させどこに行っているのでしょうか。

氷の溶けた冷たい水は、海底に沈み、暖かい海水は上昇し、撹拌され、蒸発します。蒸発されない海水は、熱として蓄エネルギーをします。体積を増やし、海水面を上げ、海水の温度を上げる等の蓄エネルギーをしています。海水の温度が上がると更に蒸発量が増えていきます。このままでは、益々エネルギーは増大して、大洪水や巨大台風、竜巻、地震、噴火等が発生する様になると思います。微弱の電気で作動する電子機器等も何時巨大な雷に襲われ突然使用でき無くなる事が起きるかわかりません。

更に、増えた海水は、月の引力を受け、より多くの潮の満引きを起こします。そして、この潮の満引きで動く海水は、地下プレートに日々増量したエネルギーを加え、圧力として地下プレートに働き続けます。丸い回転体であり、自転する地球にこの様な変化を加え続ければ何時、如何なる時に、地軸が変動し、現在の回転バランスを崩し、大変大きな環境破壊を起こすか分かりません。

溶け出した大量の水は、二度と人工的に氷や氷河にすることはできません。

 

この状況から脱する手段は一つと考えます。

未来に向かって使用するエネルギーを地球の重力から得る重力エネルギーに変換し、重力エネルギー時代にする事です。

重力エネルギーは、物を燃焼させない為に、燃焼熱を出さない、煙を出さない、CO2を出さない等空気に変化を与える事はありません。

最適な重力エネルギー源は水になります。

水の重力エネルギーは、人類が如何にエネルギーを使用しようが尽きる事はありません。

水の重力エネルギーを電気に変え、電気を他の動力源にする為に圧縮空気や水素、HHoガスに変えます。

電気を他の動力源となる最適なエネルギーに変える場合、一番シンプルに利用できるのは圧縮空気になる可能性が高いです。

水は、地球誕生以来、地球上を循環し続け、地球消滅に至るまで循環します。尽きる事の無い無限エネルギー源の証明です。

質量の大きい水でも特性として温められる事で微粒子の気体となり大空に舞い上がります。微粒子の気体は、質量の小さい空気に流され、やがて質量の大きい雨として再び地上に戻ってきます。

高所に降った雨は、水と成り位置エネルギーを持つ事になります。

この位置エネルギーの重力を利用してエネルギーを取り出します。

根本は、水力発電です。

そこで、水力発電の現状に付いての考え方を見ると、大規模な開発可能地点は既に開発済みとなり、経済的に割高となる中小規模の地点しか残されておらず、開発は困難になっている。とあります。

この現状を打開し、重力エネルギー時代にするには、中小規模の地点（中山間地や山間地の農地）や排水の有る高層ビル等の至る所で極小水の水でも発電が可能になるシンプル、低コストで高効率の発電システムを作る事です 。

 

▼小型モーメントパワー発電装置：https://www.youtube.com/watch?v=bXxZ6lasTmU

 

 

■燃焼エネルギーから重量エネルギーへの転換

産業革命後の過剰な燃焼エネルギーの使用により地球規模で環境に悪影響を及ぼし、現在は危険な状態になっていると考えます。そうした負の遺産を解消し、重力エネルギーへの転換を図る時がやってきました。

 

化石燃料の使用は二酸化炭素の排出を伴い、過剰な使用は大気に変化を与えます。温室効果のある二酸化炭素濃度が高まれば地球温暖化、それに伴って極地付近の氷が溶けるなどの影響が出ることは、これまで多くの人から指摘されてきました。

 

こうした状況から脱するため、使用するエネルギー源を重力エネルギーにシフトしていくことが必要です。具体的には水力発電の利用。もっとも現在、大規模な開発が可能な地点はほとんど残っていません。中小規模の地点（中山間地や山間地の農地）や排水のある高層ビル等で少量の水でも発電が可能になる低コストで効率の良い発電システムを作ることは可能です。

 

 

■テコの原理を使って効率良く発電、モーメントパワー発電装置

モーメントパワー発電装置は水車と観覧車を組み合わせたような構造で、重力エネルギーとテコの原理を使って効率良く発電することができます。

 

水の移動エネルギーを最大に得る方法は、垂直落下。モーメントパワー発電装置はベルトに複数個のカップをつけて垂直に落下してくる水を受けます。カップが下に行く力を、テコの原理を応用して大きな動力に変換。上部回転体の半径が2倍、3倍と大きくなれば、仕事量も2倍、3倍と増えていきます。従来の水力発電理論値は「流量×落差×9.8（重力加速度）」ですが、モーメントパワー発電装置は「流量×落差×9.8（重力加速度）×回転体半径」

 

発電負荷を大きくすることで流量を落下するカップに多く溜めてエネルギー量を増やして発電量を上げることができます。計算式は「負荷×流量で1カップに入る水の量×単位長さ当たりのカップ数×9.8×回転体の半径」。

 

従来の水力発電原理を水圧に基づき簡単な器具を作り実験しました。取り出すエネルギーは位置エネルギーで、水深50ｃｍの水圧。エネルギー変化が起きないように、水深が変化なく供給水量と排出水量を一定にします。上部より毎秒50ccの水を供給し、水深が50cmで一定になるようにすると下部から噴出する穴の大きさは直径６mm になりました。水深が50cmで入力する水の毎秒50ccと出力する水毎秒50ccのバランスが取れます。

 

パスカルの原理により水深50cmは、1cm２当たり50ｇ。（面積比により6mmの穴の噴出力は14.13ｇ）。水力発電は、噴出するこの毎秒14.13ｇの力を受けて発電します。実験した水力発電用の力を同一の大きさの回転体に加えた場合トルクは14.13ｇ×15cm＝211.95gf・cm。

 

実用装置として600W程度の小さな装置でも多くの人々が関わり発電させれば安定したエネルギーを発生させることができます。

小さなミツバチが大量に蜜を集める事と同じです。

 

■モーメントパワー発電装置使用ならダム28個で世界の電力賄える

 

計算によると、モーメントパワー発電装置で発電した場合、神流川ダム28個分で世界の電力消費量は賄えます。

 

以下、計算を示します。

 

・日本の年間電力消費量１兆5000億KWhをモーメントパワー発電装置で発電した場合の計算によるエネルギー存在量

 

高さ（落差）４ｍで水量（毎秒）2.5Lの発電装置で600W発電。

１装置１年で0.6 KWh×24×365日＝5256KWh。

１兆5000億KWh÷5256ｋｗｈ＝2億8538万8127台

神流川発電所の水量・・最大使用水量：510m3/秒

落差・・最大有効落差：653メートル

モーメントパワー発電装置に換算すると

落差は 653ｍ÷4ｍ＝163（パスカルやサイホンの原理で水は653ｍの高さまでパイプを使用して上げる事が可能）

落差が約163倍 水量は510m3×163倍＝8万3139m3

毎秒8万3139m3に相当。

日本国の総電力消費量を供給する水量は2億8538万8127台×2.5Lで毎秒約71万5000m3

71万5000m3÷8万3139m3＝8.6個　神流川ダム8.6個分

 

2010年の世界の電力消費量は19兆7000億KWh

上記の計算では神流川ダム28個分で世界の電力消費量は賄えます。

 

 

水を重力エネルギー源にすると治水ができます。氷や氷河から溶け出した大量の水は人工的に氷や氷河にすることはできません。そこで余剰水を一度、地下に貯水。その後、高所から発電を繰り返し、計画的に海に返します。降る雨や湧水を計算する事で洪水を防ぐ事ができ、安定した発電も可能になります。地下タンク費用は発電利益で償却可能。山間地でエネルギーが自由になると環境に良い山の管理、計画的に必要な木々の伐採、製材、加工、輸送、淡水魚の養殖等様々な幅広い産業の発展が期待できます。

 

 

■水力発電の選定は大、中、小規模の地域に分け決定

実際に水力発電を行う地域についての選定は以下のようにします。

 

＜小規模地域の選定＞

川のある谷から山越えして川のある谷の条件地域を選定。A川のある谷から山をトンネルにしてB川の谷に、反対にB川の谷から山をトンネルにしてA川の谷に落差を利用して、貯水と発電をします。

 

発電した電気は、地域電気および水素ガスや酸素、HHOガスを作り販売や地域で利用。地域に降った雨を一度は貯水して治水しエネルギー源として使用し、計画的に水を下流に流す事が出来ます。100haの土地に1時間100ｍｍの雨が降った場合、どの位の大きさの地下タンクを作れば全量の貯水が出来るか計算が立ちます。

 

また、貯水できる量で発電量も計算できます。貯水できる量と発電量を計算できるように、降った雨を全量貯水する事で計算しました。実施に当たっては、常時発電しているのでもっと小さな地下タンクになります。

 

1万×100＝100万m2

100万×0.1＝10万m3

例えば、直径20ｍの地下タンクで総延長320ｍ有れば10万m3 貯水できます。

 

＜中規模地域の選定＞

中流域の川のある条件の場所では、川方向に向かって貯水と発電を繰り返します。1万haの土地の場合、この1万haに100ｍｍの雨が降った場合、どの程度の大きさのトンネルを作れば全量の貯水が出来るか計算が可能。また、貯水できる量で発電量も計算できます。

 

貯水できる量と発電量を計算できるように、降った雨を全量貯水する事で計算しました。

 

1万×1万＝1億m2

1億×0.1＝1000万m3

例えば、直径20ｍのトンネル総延長3万1850ｍあれば 、1000万m3貯水できます。

 

＜大規模地域の選定＞

流れる川の地下部分の他に公園等利用できる場所を増やし、計算等は中規模地域と同様に考えます。一度地下に貯水をする事で治水し、さらに水を電気エネルギーに変換。安定した水の循環を実現して、地球の未来に続く持続可能な環境財産とします。

 

●発電により水を水素に変換した場合の試算をしました。

 

日本のガスをプロパンガスだけを使用した場合の使用量

使用量一戸で１日0.7m3 で、１か月30日で計算すると0.7×30＝21m3

国内の総世帯数5759万世帯

5759万×0.7m3＝403万1300m3（1日のガスの必要量）

 

ガスの代わりに水電解水素発生装置・水素吸蔵合金水素充填装置を使用し、水素を使用した場合

 

電気使用量300wで30L/h発生充填

24時間で30×24＝720L=0.72m3

403万1300÷0.72＝560万

発電装置は560万台必要になります。

従来の水力発電装置では、水量×高さ×9.8×水車効率＝300w 毎秒10L×4ｍ×9.8×0.8＝313w

発電機1台につき毎秒10Lの水が必要になります。

 

27インチ自転車リムを使用したモーメントパワー発電装置では、水力発電理論値の8倍の発電が可能となります。

10÷8＝1.25L　１装置上下で2台　1.25×2＝2.5Lの水が必要。

モーメントパワー発電装置は上下で発電するために発電装置は280万台。そのため必要な水の量は280万×0.0025＝7000m3

これは、高さ4ｍで毎秒7000m3の水が確保できれば国内の家庭用のガスは供給できることになります。神流川発電所の水量と落差条件では、12倍で12年分の水素が取れることになります。

 

重力エネルギーによって発電した電気の使用は車等、未来のあらゆる動力源になるでしょう。「圧縮空気と水による動力装置」は原理のわかる小さな試作装置が完成しています。

 

 

【有限会社ヤマ吉について】

本社：〒293-0041 千葉県富津市上1346番地

代表者：取締役 池田 吉康

設立：1977年11月

電話番号：0439-65-3941

URL：http://www.furusato-noen.com

事業内容：

・芽ネギ、にんにく芽の生産

・雲南百薬の生産

・海苔の販売

・学習教材の販売

 

 

【一般の方向けのお問い合わせ先】

企業名：有限会社ヤマ吉

担当者名：池田吉康

Email: info@furusato-noen.com