JP2000303943A - 流水エネルギー回収方法及び装置 - Google Patents
流水エネルギー回収方法及び装置Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 速度制御装置の付いていない構造が簡単で安
価な水車を使用し、水車で直接空気圧縮機を駆動して効
率良く圧縮空気を製造し、高い回収率で流水の持つエネ
ルギーを回収できる流水エネルギー回収方法及び装置を
提供すること。 【解決手段】 流水により回転する水車１、該水車１に
より駆動する空気圧縮機３と、該空気圧縮機３で製造さ
れた圧縮空気を貯留する圧縮空気貯留タンク４を具備
し、流水の持つエネルギーを圧縮空気として回収する。
価な水車を使用し、水車で直接空気圧縮機を駆動して効
率良く圧縮空気を製造し、高い回収率で流水の持つエネ
ルギーを回収できる流水エネルギー回収方法及び装置を
提供すること。 【解決手段】 流水により回転する水車１、該水車１に
より駆動する空気圧縮機３と、該空気圧縮機３で製造さ
れた圧縮空気を貯留する圧縮空気貯留タンク４を具備
し、流水の持つエネルギーを圧縮空気として回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流水、特にダムから
放流される放流水のエネルギーを圧縮空気の持つエネル
ギーとして回収する流水エネルギー回収方法及び装置に
関するものである。
放流される放流水のエネルギーを圧縮空気の持つエネル
ギーとして回収する流水エネルギー回収方法及び装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダム放流水等の流水の持つエネル
ギーを回収する方法としては、流水で水車を回転させ、
該水車で発電機を回転させて電気エネルギーとして回収
するのが殆どであった。また、圧縮空気は動力源等とし
て各種の分野で利用できるものであることから、水車の
回転力で空気圧縮機を回転させ圧縮空気を製造し、流水
のエネルギーを圧縮空気の有するエネルギーとして回収
することも考えられるが、従来の手法では、流水を水車
に供給し、該水車で発電機を駆動し、該発電機で発電さ
れた電力で電動機を駆動し、該電動機で容積式の空気圧
縮機を駆動して圧縮空気を製造することになる。
ギーを回収する方法としては、流水で水車を回転させ、
該水車で発電機を回転させて電気エネルギーとして回収
するのが殆どであった。また、圧縮空気は動力源等とし
て各種の分野で利用できるものであることから、水車の
回転力で空気圧縮機を回転させ圧縮空気を製造し、流水
のエネルギーを圧縮空気の有するエネルギーとして回収
することも考えられるが、従来の手法では、流水を水車
に供給し、該水車で発電機を駆動し、該発電機で発電さ
れた電力で電動機を駆動し、該電動機で容積式の空気圧
縮機を駆動して圧縮空気を製造することになる。
【０００３】上記の圧縮空気製造方法は、水車、発電
機、電動機、空気圧縮機を必要とし、発電機を駆動する
水車は負荷が変動しても回転数を一定に保持しなければ
ならないので、速度制御装置付の水車を使用するか、或
いは水車に速度制御装置が無い場合には、水車の水入口
に流量調節弁を設けて水車の回転数が一定になるように
供給する水の流量を自動制御しなければならなかった。
また、水車と空気圧縮機との間に発電機と電動機が介在
するので、発電機と電動機の損失分だけエネルギーの回
収効率が低くなるという欠点があった。
機、電動機、空気圧縮機を必要とし、発電機を駆動する
水車は負荷が変動しても回転数を一定に保持しなければ
ならないので、速度制御装置付の水車を使用するか、或
いは水車に速度制御装置が無い場合には、水車の水入口
に流量調節弁を設けて水車の回転数が一定になるように
供給する水の流量を自動制御しなければならなかった。
また、水車と空気圧縮機との間に発電機と電動機が介在
するので、発電機と電動機の損失分だけエネルギーの回
収効率が低くなるという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、速度制御装置の付いていない構造
が簡単で安価な水車を使用し、水車で直接空気圧縮機を
駆動して効率良く圧縮空気を製造し、高い回収率で流水
の持つエネルギーを回収できる流水エネルギー回収方法
及び装置を提供することを目的とする。
みてなされたもので、速度制御装置の付いていない構造
が簡単で安価な水車を使用し、水車で直接空気圧縮機を
駆動して効率良く圧縮空気を製造し、高い回収率で流水
の持つエネルギーを回収できる流水エネルギー回収方法
及び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】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、流水により水車を回転すると
共に、該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造
し、該流水の持つエネルギーを圧縮空気の持つエネルギ
ーとして回収することを特徴とする流水エネルギー回収
方法にある。
請求項１に記載の発明は、流水により水車を回転すると
共に、該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造
し、該流水の持つエネルギーを圧縮空気の持つエネルギ
ーとして回収することを特徴とする流水エネルギー回収
方法にある。
【０００６】圧縮空気は種々の動力として利用できるか
ら、上記のように流水により水車を回転させ、該水車で
空気圧縮機を回転させて流水の持つエネルギーを圧縮空
気の持つエネルギーとして回収することにより、流水エ
ネルギーを広範囲の分野に利用できるエネルギーとして
高い回収率で回収できる。
ら、上記のように流水により水車を回転させ、該水車で
空気圧縮機を回転させて流水の持つエネルギーを圧縮空
気の持つエネルギーとして回収することにより、流水エ
ネルギーを広範囲の分野に利用できるエネルギーとして
高い回収率で回収できる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、流水により回転
する水車、該水車により駆動する空気圧縮機と、該空気
圧縮機で製造された圧縮空気を貯留する圧縮空気貯留タ
ンクを具備し、流水の持つエネルギーを圧縮空気の持つ
エネルギーとして回収することを特徴とする流水エネル
ギー回収装置にある。
する水車、該水車により駆動する空気圧縮機と、該空気
圧縮機で製造された圧縮空気を貯留する圧縮空気貯留タ
ンクを具備し、流水の持つエネルギーを圧縮空気の持つ
エネルギーとして回収することを特徴とする流水エネル
ギー回収装置にある。
【０００８】上記のように流水のエネルギー回収装置
を、水車、該水車により駆動する空気圧縮機、該空気圧
縮機で製造された圧縮空気を貯留するタンクを具備する
構成としたので、空気圧縮機の運転許容回転数範囲内で
あれば、水車の回転数が変化しても何ら支障なく空気圧
縮機の運転を行うことができる。また、水車にガイドベ
ーンがなく価格の安いポンプ逆転水車を使用することが
でき、且つ高い回収率で流水エネルギーを回収できる。
を、水車、該水車により駆動する空気圧縮機、該空気圧
縮機で製造された圧縮空気を貯留するタンクを具備する
構成としたので、空気圧縮機の運転許容回転数範囲内で
あれば、水車の回転数が変化しても何ら支障なく空気圧
縮機の運転を行うことができる。また、水車にガイドベ
ーンがなく価格の安いポンプ逆転水車を使用することが
でき、且つ高い回収率で流水エネルギーを回収できる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の流水エネルギー回収装置において、空気圧縮機は容積
式の空気圧縮機であることを特徴とする。
の流水エネルギー回収装置において、空気圧縮機は容積
式の空気圧縮機であることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２又は３
に記載の流水エネルギー回収装置において、水車の水入
口に流量調節弁を設けたことを特徴とする。
に記載の流水エネルギー回収装置において、水車の水入
口に流量調節弁を設けたことを特徴とする。
【００１１】上記のように、空気圧縮機の運転許容回転
数範囲内であれば、水車の回転数が変化しても何ら支障
なく空気圧縮機の運転を行うことができるから、水車の
水入口に接続する流量調節弁を自動制御する必要がな
く、構造が簡単で安価な弁を使用できる。
数範囲内であれば、水車の回転数が変化しても何ら支障
なく空気圧縮機の運転を行うことができるから、水車の
水入口に接続する流量調節弁を自動制御する必要がな
く、構造が簡単で安価な弁を使用できる。
【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項２又は３
又は４に記載の流水エネルギー回収装置において、流水
はダムから放流される放流水であることを特徴とする。
又は４に記載の流水エネルギー回収装置において、流水
はダムから放流される放流水であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る流水エネル
ギー回収装置のシステム構成例を示す図である。図示す
るように、本流水エネルギー回収装置は、水車１、増速
機２、容積式の空気圧縮機３及び圧縮空気貯留タンク４
を具備する。水車１の水入口５には流量調節弁１１が接
続され、ダム放流水等の水流が流量調節弁１１の開度で
調節され、水入口５から水車１に流入する。そして水車
１は回転し、水は水出口６から放出される。
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る流水エネル
ギー回収装置のシステム構成例を示す図である。図示す
るように、本流水エネルギー回収装置は、水車１、増速
機２、容積式の空気圧縮機３及び圧縮空気貯留タンク４
を具備する。水車１の水入口５には流量調節弁１１が接
続され、ダム放流水等の水流が流量調節弁１１の開度で
調節され、水入口５から水車１に流入する。そして水車
１は回転し、水は水出口６から放出される。
【００１４】水車１の回転数は増速機２を介して増速さ
れ、この増速された回転数で空気圧縮機３は駆動され
る。これにより、空気圧縮機３の空気吸込口７から吸込
まれた空気は圧縮され、圧縮空気吐出口８から圧縮空気
貯留タンク４のタンク入口９に送られ該圧縮空気貯留タ
ンク４内に貯留される。
れ、この増速された回転数で空気圧縮機３は駆動され
る。これにより、空気圧縮機３の空気吸込口７から吸込
まれた空気は圧縮され、圧縮空気吐出口８から圧縮空気
貯留タンク４のタンク入口９に送られ該圧縮空気貯留タ
ンク４内に貯留される。
【００１５】図２は本発明の流水エネルギー回収装置に
使用する圧縮空気貯留タンクの外観図、図３は水車及び
空気圧縮機等の正面図、図４は水車及び空気圧縮機等の
平面図である。
使用する圧縮空気貯留タンクの外観図、図３は水車及び
空気圧縮機等の正面図、図４は水車及び空気圧縮機等の
平面図である。
【００１６】圧縮空気貯留タンク４は図２に示すよう
に、タンク本体４−１にタンク入口９、タンク出口１０
が設けられると共に、安全弁１３、圧力計１４及びドレ
ン弁１５が設けられている。また、水車１、増速機２、
空気圧縮機３は図３及び図４に示すように、共通ベース
１６の上に搭載され、水車１の回転軸と増速機２の入力
側回転軸とはカップリング１８で連結され、増速機２の
出力側回転軸と空気圧縮機３の回転軸はカップリング１
９で連結され、水車１の回転は増速機２で増速され空気
圧縮機３に伝達されるようになっている。また、水車
１、増速機２及び空気圧縮機３はカバー１７で覆われて
いる。
に、タンク本体４−１にタンク入口９、タンク出口１０
が設けられると共に、安全弁１３、圧力計１４及びドレ
ン弁１５が設けられている。また、水車１、増速機２、
空気圧縮機３は図３及び図４に示すように、共通ベース
１６の上に搭載され、水車１の回転軸と増速機２の入力
側回転軸とはカップリング１８で連結され、増速機２の
出力側回転軸と空気圧縮機３の回転軸はカップリング１
９で連結され、水車１の回転は増速機２で増速され空気
圧縮機３に伝達されるようになっている。また、水車
１、増速機２及び空気圧縮機３はカバー１７で覆われて
いる。
【００１７】上記構成の流水エネルギー回収装置におい
て、水車１の水入口５に流入する水は流量調節弁１１で
水車１の回転数がほぼ規定値になるように調整されてい
る。水車１に供給された水は水出口６から放流される。
ここで、水車１として構造が簡単で安価なポンプ逆転水
車を使用すれば、流量調節弁１１の開度を固定したまま
の場合に空気圧縮機３の負荷が変わると水車１の回転数
が変わる。また、大雨などでダムの水位が変わると空気
圧縮機３の負荷が同一であっても水車１の回転数が変わ
るが、空気圧縮機３の回転数の許容範囲内であれば、流
量調節弁１１の開度を固定にしたままで良く、開度を自
動制御する必要がない。
て、水車１の水入口５に流入する水は流量調節弁１１で
水車１の回転数がほぼ規定値になるように調整されてい
る。水車１に供給された水は水出口６から放流される。
ここで、水車１として構造が簡単で安価なポンプ逆転水
車を使用すれば、流量調節弁１１の開度を固定したまま
の場合に空気圧縮機３の負荷が変わると水車１の回転数
が変わる。また、大雨などでダムの水位が変わると空気
圧縮機３の負荷が同一であっても水車１の回転数が変わ
るが、空気圧縮機３の回転数の許容範囲内であれば、流
量調節弁１１の開度を固定にしたままで良く、開度を自
動制御する必要がない。
【００１８】空気圧縮機３の空気吸込口７から吸込まれ
た空気は圧縮され、圧縮空気吐出口８から圧縮空気貯留
タンク４のタンク入口９に供給される。空気は圧縮気体
なので圧縮空気貯留タンク４のタンク出口１０に設けた
吐出弁１２が閉鎖されていると空気圧縮機３からの空気
が圧縮空気貯留タンク４に入ってくるに従って圧力が高
くなり圧縮空気貯留タンク４に付属する安全弁１３の設
定圧力に達すると安全弁１３が作動して余分の空気を圧
縮空気貯留タンク４から放出する。圧縮空気貯留タンク
４内の圧縮空気は吐出弁１２を介して取り出して使用す
る。
た空気は圧縮され、圧縮空気吐出口８から圧縮空気貯留
タンク４のタンク入口９に供給される。空気は圧縮気体
なので圧縮空気貯留タンク４のタンク出口１０に設けた
吐出弁１２が閉鎖されていると空気圧縮機３からの空気
が圧縮空気貯留タンク４に入ってくるに従って圧力が高
くなり圧縮空気貯留タンク４に付属する安全弁１３の設
定圧力に達すると安全弁１３が作動して余分の空気を圧
縮空気貯留タンク４から放出する。圧縮空気貯留タンク
４内の圧縮空気は吐出弁１２を介して取り出して使用す
る。
【００１９】ダムの水位は降雨量によって変化し、従っ
て水車にかかる落差も変化するので、水車１の水入口５
に設けた流量調節弁１１の開度を固定したままの場合に
は水車１の出力回転数が変わる。また、空気圧縮機３の
使用状況によっても空気圧が変わると空気圧縮機３の負
荷が変わり、これに伴って水車１の回転数も変化する
が、本発明では水車１の回転力を増速機２を介して直接
空気圧縮機３に伝達し駆動しているので、上述のように
空気圧縮機３の許容運転範囲であれば、水車１の回転数
が変化しても何ら支障なく空気圧縮機３の運転を行うこ
とができ、ガイドベーンがなく価格の安いポンプ逆転水
車を使用することができる。また、水車１の入口に接続
する流量調節弁１１もその弁開度を自動制御する必要が
なく、構造が簡単で安価な弁を使用できる。
て水車にかかる落差も変化するので、水車１の水入口５
に設けた流量調節弁１１の開度を固定したままの場合に
は水車１の出力回転数が変わる。また、空気圧縮機３の
使用状況によっても空気圧が変わると空気圧縮機３の負
荷が変わり、これに伴って水車１の回転数も変化する
が、本発明では水車１の回転力を増速機２を介して直接
空気圧縮機３に伝達し駆動しているので、上述のように
空気圧縮機３の許容運転範囲であれば、水車１の回転数
が変化しても何ら支障なく空気圧縮機３の運転を行うこ
とができ、ガイドベーンがなく価格の安いポンプ逆転水
車を使用することができる。また、水車１の入口に接続
する流量調節弁１１もその弁開度を自動制御する必要が
なく、構造が簡単で安価な弁を使用できる。
【００２０】なお、上記実施の形態では、水車１をダム
から放流水で回転させる例を示したが、水車１を回転さ
せる水流としてはこれに限定されるものではなく、本発
明の水流エネルギー回収方法及び装置は、河川の流水、
農業用水の放水流、工業用水の放水流、海流等エネルギ
ーを持つ水流のエネルギー回収に広く利用できる。
から放流水で回転させる例を示したが、水車１を回転さ
せる水流としてはこれに限定されるものではなく、本発
明の水流エネルギー回収方法及び装置は、河川の流水、
農業用水の放水流、工業用水の放水流、海流等エネルギ
ーを持つ水流のエネルギー回収に広く利用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、流水により水車を回転させ、該水車で空
気圧縮機を回転させて流水の持つエネルギーを圧縮空気
の持つエネルギーとして回収することにより、流水エネ
ルギーを広範囲の分野に利用できるエネルギーとして高
い回収率で回収できる。
発明によれば、流水により水車を回転させ、該水車で空
気圧縮機を回転させて流水の持つエネルギーを圧縮空気
の持つエネルギーとして回収することにより、流水エネ
ルギーを広範囲の分野に利用できるエネルギーとして高
い回収率で回収できる。
【００２２】請求項１乃至５に記載の発明によれば、水
流エネルギー回収装置を、水車、該水車により駆動する
空気圧縮機、該空気圧縮機で製造された圧縮空気を貯留
する圧縮空気貯留タンクを具備する構成としたので、空
気圧縮機の運転許容回転数範囲内であれば、水車の回転
数が変化しても何ら支障なく空気圧縮機の運転を行うこ
とができ、水車にガイドベーンがなく価格の安いポンプ
逆転水車を使用することができ、且つ高い回収率で流水
エネルギーを回収できる。
流エネルギー回収装置を、水車、該水車により駆動する
空気圧縮機、該空気圧縮機で製造された圧縮空気を貯留
する圧縮空気貯留タンクを具備する構成としたので、空
気圧縮機の運転許容回転数範囲内であれば、水車の回転
数が変化しても何ら支障なく空気圧縮機の運転を行うこ
とができ、水車にガイドベーンがなく価格の安いポンプ
逆転水車を使用することができ、且つ高い回収率で流水
エネルギーを回収できる。
【００２３】請求項４に記載の発明によれば、空気圧縮
機の運転許容回転数範囲内であれば、水車の回転数が変
化しても何ら支障なく空気圧縮機の運転を行うことがで
きるから、水車の水入口に接続する流量調節弁を自動制
御する必要がなく、構造が簡単で安価な弁を使用でき
る。
機の運転許容回転数範囲内であれば、水車の回転数が変
化しても何ら支障なく空気圧縮機の運転を行うことがで
きるから、水車の水入口に接続する流量調節弁を自動制
御する必要がなく、構造が簡単で安価な弁を使用でき
る。
【図１】本発明の流水エネルギー回収装置のシステム構
成例を示す図である。
成例を示す図である。
【図２】本発明の流水エネルギー回収装置に使用する圧
縮空気貯留タンクの外観図である。
縮空気貯留タンクの外観図である。
【図３】本発明の流水エネルギー回収装置に使用する水
車及び空気圧縮機等の正面図である。
車及び空気圧縮機等の正面図である。
【図４】本発明の流水エネルギー回収装置に使用する水
車及び空気圧縮機等の平面図である。
車及び空気圧縮機等の平面図である。
１ 水車 ２ 増速機 ３ 空気圧縮機 ４ 圧縮空気貯留タンク ５ 水入口 ６ 水出口 ７ 空気吸込口 ８ 圧縮空気吐出口 ９ タンク入口 １０ タンク出口 １１ 流量調節弁 １２ 吐出弁 １３ 安全弁 １４ 圧力計 １５ ドレン弁 １６ 共通ベース １７ カバー １８ カップリング １９ カップリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜納 敏男 沖縄県名護市字名護 4752 沖縄開発庁沖 縄総合事務局北部ダム事務所内 (72)発明者 谷内 宏 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 小山内 清潤 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3H074 AA08 AA16 BB09 BB11 CC11 CC31
Claims (5)
- 【請求項１】 流水により水車を回転すると共に、該水
車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造し、該流水
の持つエネルギーを圧縮空気の持つエネルギーとして回
収することを特徴とする流水エネルギー回収方法。 - 【請求項２】 流水により回転する水車、該水車により
駆動する空気圧縮機と、該空気圧縮機で製造された圧縮
空気を貯留する圧縮空気貯留タンクを具備し、前記流水
の持つエネルギーを圧縮空気の持つエネルギーとして回
収することを特徴とする流水エネルギー回収装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の流水エネルギー回収装
置において、 前記空気圧縮機は容積式の空気圧縮機であることを特徴
とする流水エネルギー回収装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載の流水エネルギー
回収装置において、 前記水車の水入口に流量調節弁を設けたことを特徴とす
る流水エネルギー回収装置。 - 【請求項５】 請求項２又は３又は４に記載の流水エネ
ルギー回収装置において、 前記流水はダムから放流される放流水であることを特徴
とする流水エネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113971A JP2000303943A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 流水エネルギー回収方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113971A JP2000303943A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 流水エネルギー回収方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303943A true JP2000303943A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14625813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11113971A Pending JP2000303943A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 流水エネルギー回収方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000303943A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002282888A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Okinawa Kaihatsuchiyou Okinawa Sogo Jimukiyokuchiyou | 水質改善システム |
| JP2003155971A (ja) * | 2001-11-19 | 2003-05-30 | Hokuriku Regional Development Bureau Ministry Land Infrastructure & Transport | 流水空気エネルギーシステム |
| JP2009108756A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Ebara Corp | 水力コンプレッサ設備及びその運転方法 |
| WO2011087293A2 (ko) * | 2010-01-13 | 2011-07-21 | Shin Jae Hee | 부력과 팽창력을 이용한 에너지 변환기 |
| JP2011185258A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Kiyoshi Kodera | 風力、波力併用発電装置海上で風の力、波の力を活用して発電をする装置。 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113971A patent/JP2000303943A/ja active Pending
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