JP2001172948A - 揚水発電設備 - Google Patents
揚水発電設備Info
- Publication number
- JP2001172948A JP2001172948A JP36043899A JP36043899A JP2001172948A JP 2001172948 A JP2001172948 A JP 2001172948A JP 36043899 A JP36043899 A JP 36043899A JP 36043899 A JP36043899 A JP 36043899A JP 2001172948 A JP2001172948 A JP 2001172948A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- pump
- water
- river
- function
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】市街地でも、特に立地場所や敷地面積の問題に
影響されることなく、安価にかつ容易に揚水発電をする
ことができる揚水発電設備を提供する。 【解決手段】上下関係に配置され、かつ水路にて連通さ
れた上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられたポ
ンプ水車と、このポンプ水車を駆動，若しくはポンプ水
車に駆動される発電電動機とを備え、前記ポンプ水車の
ポンプ運転と水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川１０７Ａを用
い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に設けられて
いる放水路用地下河川１０１を用い、前記河川と地下河
川とを連通する水路部に、前記ポンプ水車１０２および
発電電動機１０３を配設するようにした。
影響されることなく、安価にかつ容易に揚水発電をする
ことができる揚水発電設備を提供する。 【解決手段】上下関係に配置され、かつ水路にて連通さ
れた上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられたポ
ンプ水車と、このポンプ水車を駆動，若しくはポンプ水
車に駆動される発電電動機とを備え、前記ポンプ水車の
ポンプ運転と水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川１０７Ａを用
い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に設けられて
いる放水路用地下河川１０１を用い、前記河川と地下河
川とを連通する水路部に、前記ポンプ水車１０２および
発電電動機１０３を配設するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は揚水発電設備に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に採用されているこの種の揚水
発電設備は、例えば図５に示されているように、上ダム
３０１と下ダム３０２との間に導水管１０５と吸出し管
１０９，およびポンプ水車１０２および発電電動機１０
３が設けられ、発電時は、上ダム３０１から下ダム３０
２への流水によりポンプ水車１０２を水車として駆動
し、そして、この水車に結合されている発電電動機１０
３が駆動され発電が行われる。また、揚水時は、発電電
動機１０３によりポンプ水車１０２をポンプとして駆動
し、下ダム３０２から上ダム３０１へ揚水運転が行なわ
れる。
発電設備は、例えば図５に示されているように、上ダム
３０１と下ダム３０２との間に導水管１０５と吸出し管
１０９，およびポンプ水車１０２および発電電動機１０
３が設けられ、発電時は、上ダム３０１から下ダム３０
２への流水によりポンプ水車１０２を水車として駆動
し、そして、この水車に結合されている発電電動機１０
３が駆動され発電が行われる。また、揚水時は、発電電
動機１０３によりポンプ水車１０２をポンプとして駆動
し、下ダム３０２から上ダム３０１へ揚水運転が行なわ
れる。
【０００３】このような揚水発電設備は、上ダムと下ダ
ムに膨大な貯水量と適度な落差，すなわち膨大な面積お
よび高さを必要とするため、一般には電力消費地，すな
わち市街地からは遠く離れた山間部に設けられるのが普
通であった。なお、この種揚水発電設備に関連するもの
としては、例えば特開昭５６−１３８４６２号公報が挙
げられる。
ムに膨大な貯水量と適度な落差，すなわち膨大な面積お
よび高さを必要とするため、一般には電力消費地，すな
わち市街地からは遠く離れた山間部に設けられるのが普
通であった。なお、この種揚水発電設備に関連するもの
としては、例えば特開昭５６−１３８４６２号公報が挙
げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように形成されて
いる揚水発電設備（揚水発電所）では、上ダム、下ダム
の建設に多額の建設費を要し、また前述したように揚水
発電所が電力消費地から遠く離れているため、遠方から
長い送電線を介して送電されることになり、送電損失が
大きく、また送電線を支える多くの鉄塔など多額の建設
費を投じなければならなかった。
いる揚水発電設備（揚水発電所）では、上ダム、下ダム
の建設に多額の建設費を要し、また前述したように揚水
発電所が電力消費地から遠く離れているため、遠方から
長い送電線を介して送電されることになり、送電損失が
大きく、また送電線を支える多くの鉄塔など多額の建設
費を投じなければならなかった。
【０００５】勿論、市街地あるいはその近くに揚水発電
所が設立できれば問題ないわけであるが、市街地の近傍
にこのような落差および設置面積がある山あるいは丘が
あるとは限らず、また、それに見合うような落差がある
ような構造の建物を建設しようとしても、市街地あるい
はその近傍のことであり、この大きな敷地面積の獲得に
は問題が生ずる。
所が設立できれば問題ないわけであるが、市街地の近傍
にこのような落差および設置面積がある山あるいは丘が
あるとは限らず、また、それに見合うような落差がある
ような構造の建物を建設しようとしても、市街地あるい
はその近傍のことであり、この大きな敷地面積の獲得に
は問題が生ずる。
【０００６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、たとえ電力消費地に近いところ，
すなわち市街地でも、特に立地場所や敷地面積の問題に
影響されることなく、安価にかつ容易に揚水発電をする
ことができるこの種の揚水発電設備を提供することにあ
る。
目的とするところは、たとえ電力消費地に近いところ，
すなわち市街地でも、特に立地場所や敷地面積の問題に
影響されることなく、安価にかつ容易に揚水発電をする
ことができるこの種の揚水発電設備を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上下
関係に配置され、かつ水路にて連通された上ダムおよび
下ダムと、前記水路部に設けられたポンプ機能をもつラ
ンナと水車機能をもつランナと、該ポンプ機能をもつラ
ンナを駆動する電動機と水車機能をもつランナに駆動さ
れる発電機とを備え、前記ポンプ機能をもつランナのポ
ンプ運転と水車機能をもつランナの水車運転の切換によ
り揚水あるいは発電が行なわれる揚水発電設備におい
て、前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍を流れ
ている河川あるいは貯水池を用い、かつ前記下ダムとし
て、市街地の地中に設けられている放水路用地下河川を
用い、前記河川と地下河川とを連通する水路部に、前記
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナ、およ
び前記電動機、発電機を配設するようにし所期の目的を
達成するようにしたものである。
関係に配置され、かつ水路にて連通された上ダムおよび
下ダムと、前記水路部に設けられたポンプ機能をもつラ
ンナと水車機能をもつランナと、該ポンプ機能をもつラ
ンナを駆動する電動機と水車機能をもつランナに駆動さ
れる発電機とを備え、前記ポンプ機能をもつランナのポ
ンプ運転と水車機能をもつランナの水車運転の切換によ
り揚水あるいは発電が行なわれる揚水発電設備におい
て、前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍を流れ
ている河川あるいは貯水池を用い、かつ前記下ダムとし
て、市街地の地中に設けられている放水路用地下河川を
用い、前記河川と地下河川とを連通する水路部に、前記
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナ、およ
び前記電動機、発電機を配設するようにし所期の目的を
達成するようにしたものである。
【０００８】また本発明は、上下関係に配置され、かつ
水路にて連通された上ダムおよび下ダムと、前記水路部
に設けられたポンプ機能をもつランナと水車機能をもつ
ランナと、該ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機
と水車機能をもつランナに駆動される発電機とを備え、
前記ポンプ機能をもつランナのポンプ運転と水車機能を
もつランナの水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川を用い、かつ
前記下ダムとして、市街地の地中に設けられている放水
路用地下河川を用い、前記河川と前記地下河川とを連通
する水路部に、前記ポンプ水車および発電電動機を配設
するとともに、このポンプ水車および発電電動機を、前
記放水路用地下河川への放水使用が見込まれないときに
駆動するようにしたものである。
水路にて連通された上ダムおよび下ダムと、前記水路部
に設けられたポンプ機能をもつランナと水車機能をもつ
ランナと、該ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機
と水車機能をもつランナに駆動される発電機とを備え、
前記ポンプ機能をもつランナのポンプ運転と水車機能を
もつランナの水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川を用い、かつ
前記下ダムとして、市街地の地中に設けられている放水
路用地下河川を用い、前記河川と前記地下河川とを連通
する水路部に、前記ポンプ水車および発電電動機を配設
するとともに、このポンプ水車および発電電動機を、前
記放水路用地下河川への放水使用が見込まれないときに
駆動するようにしたものである。
【０００９】また本発明は、上下関係に配置され、かつ
水路にて連通された上ダムおよび下ダムと、前記水路部
に設けられたポンプ機能をもつランナと水車機能をもつ
ランナと、該ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機
と水車機能をもつランナに駆動される発電機とを備え、
前記ポンプ機能をもつランナのポンプ運転と水車機能を
もつランナの水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川を用い、かつ
前記下ダムとして、市街地の地中に設けられ、かつ排水
ポンプ設備を備えている放水路用地下河川を用い、前記
河川と地下河川とを連通する水路部に、前記ポンプ水車
および発電電動機を配設するようにし、かつ前記発電電
動機にて発電された電力を、前記放水路用地下河川の排
水ポンプ設備の平常時の保守用電力として使用するよう
に形成したものである。
水路にて連通された上ダムおよび下ダムと、前記水路部
に設けられたポンプ機能をもつランナと水車機能をもつ
ランナと、該ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機
と水車機能をもつランナに駆動される発電機とを備え、
前記ポンプ機能をもつランナのポンプ運転と水車機能を
もつランナの水車運転の切換により揚水あるいは発電が
行なわれる揚水発電設備において、前記上ダムとして、
市街地あるいはその近傍を流れている河川を用い、かつ
前記下ダムとして、市街地の地中に設けられ、かつ排水
ポンプ設備を備えている放水路用地下河川を用い、前記
河川と地下河川とを連通する水路部に、前記ポンプ水車
および発電電動機を配設するようにし、かつ前記発電電
動機にて発電された電力を、前記放水路用地下河川の排
水ポンプ設備の平常時の保守用電力として使用するよう
に形成したものである。
【００１０】また、この場合、前記ポンプ水車および発
電電動機を、複数セット設けるとともに、一方のポンプ
と他方の水車との間に水流循環ループを形成するように
構成し、先行待機運転や保守運転時に前記循環ループに
循環水流を流し、保守運転確認ができるようにしたもの
である。また、前記ポンプ水車および発電電動機が設置
されている部分に、ガスタービン設備を設け、このガス
タービンと前記発電電動機および前記ポンプ水車を互い
に選択的に動力伝達可能に構成するようにしたものであ
る。
電電動機を、複数セット設けるとともに、一方のポンプ
と他方の水車との間に水流循環ループを形成するように
構成し、先行待機運転や保守運転時に前記循環ループに
循環水流を流し、保守運転確認ができるようにしたもの
である。また、前記ポンプ水車および発電電動機が設置
されている部分に、ガスタービン設備を設け、このガス
タービンと前記発電電動機および前記ポンプ水車を互い
に選択的に動力伝達可能に構成するようにしたものであ
る。
【００１１】すなわち、このように形成された揚水発電
設備であると、上ダムとしては、市街地あるいはその近
くを流れている河川が用いられ、また下ダムとして、市
街地の地中に設けられている放水路用地下河川が用いら
れ、そして河川と地下河川とを連通する水路部にポンプ
水車および発電電動機が配設されるので、特に上ダムお
よび下ダムを建設することなく発電することができ、ま
た、電力消費地に近いことから長距離に渡って送電線を
張り回すこともなく、したがって、立地条件に影響され
ること無く電力消費地に近い場所に安価にかつ容易に揚
水発電設備を建設することが可能となるのである。
設備であると、上ダムとしては、市街地あるいはその近
くを流れている河川が用いられ、また下ダムとして、市
街地の地中に設けられている放水路用地下河川が用いら
れ、そして河川と地下河川とを連通する水路部にポンプ
水車および発電電動機が配設されるので、特に上ダムお
よび下ダムを建設することなく発電することができ、ま
た、電力消費地に近いことから長距離に渡って送電線を
張り回すこともなく、したがって、立地条件に影響され
ること無く電力消費地に近い場所に安価にかつ容易に揚
水発電設備を建設することが可能となるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１には、その揚水発電設備が
線図で示されている。まず、構成を説明すると、１０２
がポンプ水車であり、１０３が発電電動機、１１１がポ
ンプ機場、１０７Ａが大河川、１０７ａ，ｂが中小河
川、１０１が地下河川である。
発明を詳細に説明する。図１には、その揚水発電設備が
線図で示されている。まず、構成を説明すると、１０２
がポンプ水車であり、１０３が発電電動機、１１１がポ
ンプ機場、１０７Ａが大河川、１０７ａ，ｂが中小河
川、１０１が地下河川である。
【００１３】中小河川１０７ａ，ｂは、それぞれポンプ
機場１１１、水門１０８を介して立坑１０６ａ，ｂによ
り地下河川１０１に連結されている。一方、大河川１０
７Ａには導水管１０５が連結されており、水量調整弁１
０４、ポンプ水車１０２，下部吸出し管をへて地下河川
１０１に連結されている。ポンプ水車１０２の回転軸に
は発電電動機１０３が連結されている。
機場１１１、水門１０８を介して立坑１０６ａ，ｂによ
り地下河川１０１に連結されている。一方、大河川１０
７Ａには導水管１０５が連結されており、水量調整弁１
０４、ポンプ水車１０２，下部吸出し管をへて地下河川
１０１に連結されている。ポンプ水車１０２の回転軸に
は発電電動機１０３が連結されている。
【００１４】このように構成されている揚水発電設備
は、次のように動作する。まず、はじめに中小河川１０
７ａ，ｂ増水時の動作を説明すると、河川１０７ａが増
水した場合、図中のポンプ機場１１１のポンプ（図示な
し）は、河川１０７ａの水を強制的に地下河川１０１に
送り出す。一方、河川１０７ｂが増水した場合には、水
門１０８を開き、河川１０７ｂの水を１０６ｂから地下
河川１０１に排水する。中小河川１０７ａ，ｂから地下
河川１０１に排水された河川水は、発電電動機１０３の
動力により回転するポンプ水車１０２により導水管１０
５を通して大河川１０７Ａに排水される。
は、次のように動作する。まず、はじめに中小河川１０
７ａ，ｂ増水時の動作を説明すると、河川１０７ａが増
水した場合、図中のポンプ機場１１１のポンプ（図示な
し）は、河川１０７ａの水を強制的に地下河川１０１に
送り出す。一方、河川１０７ｂが増水した場合には、水
門１０８を開き、河川１０７ｂの水を１０６ｂから地下
河川１０１に排水する。中小河川１０７ａ，ｂから地下
河川１０１に排水された河川水は、発電電動機１０３の
動力により回転するポンプ水車１０２により導水管１０
５を通して大河川１０７Ａに排水される。
【００１５】次に揚水時の動作を説明する。水門１０８
は閉じ、河川１０７ｂから立坑１０６ｂへの河川水の流
入を遮断する。また、ポンプ機場１１１の図示されない
流量調整手段は河川１０７ａから立坑１０６ａへの河川
水の流入を遮断する。流量調整弁１０４は開き、発電電
動機１０３でポンプ水車１０２を駆動し、地下河川内の
水を大河川１０７Ａへ汲み上げる。揚水の完了後、流量
調整弁１０４は閉じられる。
は閉じ、河川１０７ｂから立坑１０６ｂへの河川水の流
入を遮断する。また、ポンプ機場１１１の図示されない
流量調整手段は河川１０７ａから立坑１０６ａへの河川
水の流入を遮断する。流量調整弁１０４は開き、発電電
動機１０３でポンプ水車１０２を駆動し、地下河川内の
水を大河川１０７Ａへ汲み上げる。揚水の完了後、流量
調整弁１０４は閉じられる。
【００１６】次に発電時の動作を説明すると、前記揚水
完了状態から流量調整弁１０４を開き、大河川１０７Ａ
の河川水を、地下河川１０１内に導水する。河川水の流
入によりポンプ水車１０２は回転運動をし、それに直結
された発電電動機１０３により発電が行なわれる。
完了状態から流量調整弁１０４を開き、大河川１０７Ａ
の河川水を、地下河川１０１内に導水する。河川水の流
入によりポンプ水車１０２は回転運動をし、それに直結
された発電電動機１０３により発電が行なわれる。
【００１７】このように上ダムとして、市街地を流れて
いる大河川１０７Ａが用いられ、また下ダムとして、市
街地の地中に設けられている放水路用の地下河川１０１
が用いられ、大河川と地下河川とを連通する水路部１０
５にポンプ水車１０２および発電電動機１０３が配設さ
れるので、市街地の近くで、特に上下ダムを建設するこ
となく揚水発電設備を建設することが可能となる。
いる大河川１０７Ａが用いられ、また下ダムとして、市
街地の地中に設けられている放水路用の地下河川１０１
が用いられ、大河川と地下河川とを連通する水路部１０
５にポンプ水車１０２および発電電動機１０３が配設さ
れるので、市街地の近くで、特に上下ダムを建設するこ
となく揚水発電設備を建設することが可能となる。
【００１８】なお、ここで、市街地の地中に設けられて
いる放水路用の地下河川１０１について図６を用い説明
すると、地下河川は中小河川１０７ａ，ｂの水を大河川
１０７Ａに逃すなど治水の役割を果たす水路のことであ
る。河川１０７ａが増水した場合、図中のポンプ機場１
１１は図示されないポンプにより河川１０７ａの水を地
下河川１０１に強制的に送り出す設備である。なおポン
プ機場の図示されないポンプはガスタービンや電動機等
の駆動機により駆動される。
いる放水路用の地下河川１０１について図６を用い説明
すると、地下河川は中小河川１０７ａ，ｂの水を大河川
１０７Ａに逃すなど治水の役割を果たす水路のことであ
る。河川１０７ａが増水した場合、図中のポンプ機場１
１１は図示されないポンプにより河川１０７ａの水を地
下河川１０１に強制的に送り出す設備である。なおポン
プ機場の図示されないポンプはガスタービンや電動機等
の駆動機により駆動される。
【００１９】また、河川１０７ｂが増水した場合は水門
１０８を開き、河川１０７ｂの水を地下河川１０１に排
水する。中小河川１０７ａ，ｂから地下河川１０１に排
水された河川水は、駆動機２０３の動力により回転する
ポンプ２０１により導水管１０５を通して大河川１０７
Ａに排水される。なお、放水設備の構成では排水する河
川、される河川がさらに複数個存在したり、排水される
側が貯水池、集水槽であったり様々である。近年、治水
事業として大都市近郊にこのような大規模な地下河川が
建設されている。
１０８を開き、河川１０７ｂの水を地下河川１０１に排
水する。中小河川１０７ａ，ｂから地下河川１０１に排
水された河川水は、駆動機２０３の動力により回転する
ポンプ２０１により導水管１０５を通して大河川１０７
Ａに排水される。なお、放水設備の構成では排水する河
川、される河川がさらに複数個存在したり、排水される
側が貯水池、集水槽であったり様々である。近年、治水
事業として大都市近郊にこのような大規模な地下河川が
建設されている。
【００２０】図２は、本発明の第二の実施例を示すもの
で、まずその構成を説明すると、中小河川１０７ａ，ｂ
はそれぞれポンプ機場１１１、水門１０８を介して立坑
１０６ａ，ｂにより地下河川１０１に連結されている。
一方大河川１０７Ａには導水管１０５、流量調整弁１０
４ｃが連結されている。導水管の他端は二つに分岐して
おり流量調整弁１０４ａ、１０４ｂを介してそれぞれ水
車２０２、ポンプ２０１に連結されている。その後、流
路は再び吸出し管１０９に統合される。吸出し管１０９
の他端は地下河川１０１に連結している。水車２０２、
ポンプ２０１の回転軸にはそれぞれ発電電動機１０３、
駆動機２０３が連結されている。
で、まずその構成を説明すると、中小河川１０７ａ，ｂ
はそれぞれポンプ機場１１１、水門１０８を介して立坑
１０６ａ，ｂにより地下河川１０１に連結されている。
一方大河川１０７Ａには導水管１０５、流量調整弁１０
４ｃが連結されている。導水管の他端は二つに分岐して
おり流量調整弁１０４ａ、１０４ｂを介してそれぞれ水
車２０２、ポンプ２０１に連結されている。その後、流
路は再び吸出し管１０９に統合される。吸出し管１０９
の他端は地下河川１０１に連結している。水車２０２、
ポンプ２０１の回転軸にはそれぞれ発電電動機１０３、
駆動機２０３が連結されている。
【００２１】次にその動作を説明する。はじめに中小河
川１０７ａ，ｂ増水時の動作を説明する。河川１０７ａ
が増水した場合、図中のポンプ機場１１１は河川１０７
ａの水を図示されないポンプにより強制的に地下河川１
０１に送り出す。また、河川１０７ｂが増水した場合は
水門１０８を開き、河川１０７ｂの水を１０６ｂから地
下河川１０１に排水する。中小河川１０７ａ，ｂから地
下河川１０１に排水された河川水は、駆動機２０３によ
り駆動されるポンプ２０１により大河川１０７Ａに排水
される。この時、流量調整弁１０４ｂ，１０４ｃは開
き、１０４ａは閉じている。
川１０７ａ，ｂ増水時の動作を説明する。河川１０７ａ
が増水した場合、図中のポンプ機場１１１は河川１０７
ａの水を図示されないポンプにより強制的に地下河川１
０１に送り出す。また、河川１０７ｂが増水した場合は
水門１０８を開き、河川１０７ｂの水を１０６ｂから地
下河川１０１に排水する。中小河川１０７ａ，ｂから地
下河川１０１に排水された河川水は、駆動機２０３によ
り駆動されるポンプ２０１により大河川１０７Ａに排水
される。この時、流量調整弁１０４ｂ，１０４ｃは開
き、１０４ａは閉じている。
【００２２】次に揚水時の動作を説明する。水門１０
８、流量調整弁１０４ａは閉じる。流量調整弁１０４
ｂ，ｃは開く。河川１０７ｂから立坑１０６ｂへの河川
水の流入を遮断する。また、ポンプ機場１１１の図示さ
れない流量調整手段は河川１０７ａから立坑１０６ａへ
の河川水の流入を遮断する。流量調整弁１０４ｂは開き
駆動機２０３によりポンプ２０１を駆動し、地下河川１
０１内の水を大河川１０７Ａにくみ上げる。揚水完了
後、流量調整弁１０４ｂは閉じられる。
８、流量調整弁１０４ａは閉じる。流量調整弁１０４
ｂ，ｃは開く。河川１０７ｂから立坑１０６ｂへの河川
水の流入を遮断する。また、ポンプ機場１１１の図示さ
れない流量調整手段は河川１０７ａから立坑１０６ａへ
の河川水の流入を遮断する。流量調整弁１０４ｂは開き
駆動機２０３によりポンプ２０１を駆動し、地下河川１
０１内の水を大河川１０７Ａにくみ上げる。揚水完了
後、流量調整弁１０４ｂは閉じられる。
【００２３】次に発電時の動作を説明する。前記揚水完
了状態から流量調整弁１０４ａを開き大河川１０７Ａの
河川水を地下河川１０１内に導水する。河川水の流入に
より水車２０２は回転運動をし、それに直結された発電
電動機１０３で発電を行う。
了状態から流量調整弁１０４ａを開き大河川１０７Ａの
河川水を地下河川１０１内に導水する。河川水の流入に
より水車２０２は回転運動をし、それに直結された発電
電動機１０３で発電を行う。
【００２４】次に先行待機運転、保守運転時の動作を説
明する。流量調整弁１０４ａ，ｂを開き、流量調整弁１
０４ｃは閉じる。この時、地下河川１０１の水位はポン
プ２０１、水車２０２が十分水で満たされる水位とす
る。このような状態において駆動機２０３によりポンプ
２０１を駆動する。ポンプ２０１より吐き出された水は
水車２０２に回転力を与え、再びポンプ２０１に戻る工
程で循環する。
明する。流量調整弁１０４ａ，ｂを開き、流量調整弁１
０４ｃは閉じる。この時、地下河川１０１の水位はポン
プ２０１、水車２０２が十分水で満たされる水位とす
る。このような状態において駆動機２０３によりポンプ
２０１を駆動する。ポンプ２０１より吐き出された水は
水車２０２に回転力を与え、再びポンプ２０１に戻る工
程で循環する。
【００２５】さらに図３には、本発明の第三の実施例が
示されている。この場合には、上ダムを海洋１１０とし
たもので、中小河川１０７ａは、水門１０８および立坑
１０６ａを介して地下河川１０１に連結されている。一
方、海洋１１０には導水管１０５が連結されており、水
量調整弁１０４、ポンプ水車１０２，下部吸出し管１０
９をへて地下河川１０１に連結されている。ポンプ水車
１０２の回転軸には発電電動機１０３が連結されてい
る。なお、この場合、ポンプ機能と水車機能を持つラン
ナが最低１つづつあればよいが、それらが複数台組み合
わされて併用されていてもよい。
示されている。この場合には、上ダムを海洋１１０とし
たもので、中小河川１０７ａは、水門１０８および立坑
１０６ａを介して地下河川１０１に連結されている。一
方、海洋１１０には導水管１０５が連結されており、水
量調整弁１０４、ポンプ水車１０２，下部吸出し管１０
９をへて地下河川１０１に連結されている。ポンプ水車
１０２の回転軸には発電電動機１０３が連結されてい
る。なお、この場合、ポンプ機能と水車機能を持つラン
ナが最低１つづつあればよいが、それらが複数台組み合
わされて併用されていてもよい。
【００２６】さらに図４には、本発明の第四の実施例が
示されている。この場合には、発電電動機１０３、ガス
タービン１１５、ポンプ水車１０２が軸１１４ａ，ｂ，
ｃの一端に固定されている歯車１１２ａ，ｂ，ｃにより
互いに動力を伝達可能となっている。なお、軸１１４
ａ，ｂ，ｃにはクラッチ１１３ａ，ｂ，ｃが設けられて
おり、このクラッチのオンオフにより、発電電動機１０
３、ガスタービン１１５、ポンプ水車１０２間の動力の
伝達を切り替えることができる。
示されている。この場合には、発電電動機１０３、ガス
タービン１１５、ポンプ水車１０２が軸１１４ａ，ｂ，
ｃの一端に固定されている歯車１１２ａ，ｂ，ｃにより
互いに動力を伝達可能となっている。なお、軸１１４
ａ，ｂ，ｃにはクラッチ１１３ａ，ｂ，ｃが設けられて
おり、このクラッチのオンオフにより、発電電動機１０
３、ガスタービン１１５、ポンプ水車１０２間の動力の
伝達を切り替えることができる。
【００２７】次に動作を説明する。揚水時はクラッチ１
１３ｂ、１１３ｃをオンにし、クラッチ１１３ａをオフ
とし、ガスタービン１１５を用いる。発電時はクラッチ
１１３ａ、１１３ｃをオンにし、クラッチ１１３ｂをオ
フとしポンプ水車１０２で発電する。また、クラッチ１
１３ａ、１１３ｂをオンにし、クラッチ１１３ｃをオフ
とした場合はガスタービン１１５で発電することが可能
である。
１３ｂ、１１３ｃをオンにし、クラッチ１１３ａをオフ
とし、ガスタービン１１５を用いる。発電時はクラッチ
１１３ａ、１１３ｃをオンにし、クラッチ１１３ｂをオ
フとしポンプ水車１０２で発電する。また、クラッチ１
１３ａ、１１３ｂをオンにし、クラッチ１１３ｃをオフ
とした場合はガスタービン１１５で発電することが可能
である。
【００２８】この実施例のものであると、排水にガスタ
ービン１１５が用いられるため、電力の供給に左右され
ず排水が行え、また、揚水発電が行えない場合でもガス
タービン１１５による発電で電力供給が可能である。
ービン１１５が用いられるため、電力の供給に左右され
ず排水が行え、また、揚水発電が行えない場合でもガス
タービン１１５による発電で電力供給が可能である。
【００２９】以上説明してきたようにこのように形成さ
れた揚水発電設備であると、大都市近郊に治水の観点か
ら建設された大規模な地下河川を用いることにより、大
都市近郊に揚水発電設備を得ることができるため、従来
の山間部に作られた揚水発電所に比べ発電所と消費地間
距離が格段に短くなり、送電ロスが小さくなる。また、
現状においては、ポンプ水車単体での効率向上が限界に
近づきつつあるため、送電ロス低減による効率向上の経
済的効果は非常に大きい。
れた揚水発電設備であると、大都市近郊に治水の観点か
ら建設された大規模な地下河川を用いることにより、大
都市近郊に揚水発電設備を得ることができるため、従来
の山間部に作られた揚水発電所に比べ発電所と消費地間
距離が格段に短くなり、送電ロスが小さくなる。また、
現状においては、ポンプ水車単体での効率向上が限界に
近づきつつあるため、送電ロス低減による効率向上の経
済的効果は非常に大きい。
【００３０】また、放水路用地下河川が下ダムとして用
いられるため、放水設備と揚水発電設備を独立に建設す
る場合に比べ、建設費用を大幅に削減することができ
る。また、水車乃至はポンプ水車が、水車運転吸出し先
に大規模河川や海洋などを有することにより、上ダムの
建設費用も大幅に削減される。
いられるため、放水設備と揚水発電設備を独立に建設す
る場合に比べ、建設費用を大幅に削減することができ
る。また、水車乃至はポンプ水車が、水車運転吸出し先
に大規模河川や海洋などを有することにより、上ダムの
建設費用も大幅に削減される。
【００３１】本発明の地下河川を用いた揚水発電設備は
従来の地下河川の基本構成を備えているので洪水時など
の治水動作に影響はない。さらに、既存の地下放水設備
から本システムへの転用においては、ポンプの一つをポ
ンプ水車に置き換える、若しくは水車を増設することに
より得られる構成となっているため、建設コストの削減
に非常に有効である。
従来の地下河川の基本構成を備えているので洪水時など
の治水動作に影響はない。さらに、既存の地下放水設備
から本システムへの転用においては、ポンプの一つをポ
ンプ水車に置き換える、若しくは水車を増設することに
より得られる構成となっているため、建設コストの削減
に非常に有効である。
【００３２】また、本発明の地下河川を用いた揚水発電
設備は水害発生時を除くほぼ毎日、設備を稼動駆動する
ことが可能であるため、設備の運用効率がよい。本発明
の地下河川を用いた揚水発電設備のポンプ機場は、ポン
プ水車若しくは水車による発電が行え、排水機場におけ
る保守用電力をまかなえるので送電設備を必要とせず、
建設費が安くなる。
設備は水害発生時を除くほぼ毎日、設備を稼動駆動する
ことが可能であるため、設備の運用効率がよい。本発明
の地下河川を用いた揚水発電設備のポンプ機場は、ポン
プ水車若しくは水車による発電が行え、排水機場におけ
る保守用電力をまかなえるので送電設備を必要とせず、
建設費が安くなる。
【００３３】また、本発明の地下河川を用いた揚水発電
設備で、先行待機運転や保守運転時にポンプと水車間に
閉ループを形成するようにしたものにおいては、ポン
プ、若しくはポンプ水車が駆動されているのみで有効な
仕事を行わない先行待機状態や保守運転時に閉ループ内
の水車若しくはポンプ水車でエネルギを回収することが
でき経済的である。
設備で、先行待機運転や保守運転時にポンプと水車間に
閉ループを形成するようにしたものにおいては、ポン
プ、若しくはポンプ水車が駆動されているのみで有効な
仕事を行わない先行待機状態や保守運転時に閉ループ内
の水車若しくはポンプ水車でエネルギを回収することが
でき経済的である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、電力消費地に近いところ，すなわち市街地でも、特
に立地場所や敷地面積の問題に影響されることなく、安
価にかつ容易に揚水発電をすることができるこの種の揚
水発電設備を得ることができる。
ば、電力消費地に近いところ，すなわち市街地でも、特
に立地場所や敷地面積の問題に影響されることなく、安
価にかつ容易に揚水発電をすることができるこの種の揚
水発電設備を得ることができる。
【図１】本発明の揚水発電設備の一実施例を示す縦断側
面図である。
面図である。
【図２】本発明の揚水発電設備の他の実施例を示す縦断
側面図である。
側面図である。
【図３】本発明の揚水発電設備の他の実施例を示す縦断
側面図である。
側面図である。
【図４】本発明の揚水発電設備の他の実施例を示す縦断
側面図である。
側面図である。
【図５】従来の一般的揚水発電設備を示す概略図であ
る。
る。
【図６】従来の地下放水路設備を示す概略図である。
１０１…放水路用地下河川、１０２…ポンプ水車、１０
３…発電電動機、１０４ａ，ｃ…流量調整弁、１０５…
導水管、１０６ａ，ｂ…立坑、１０７…河川、１０７Ａ
…大河川、１０７ａ，ｂ…中小河川、１０８…水門、１
０９…吸出し管、１１０…海洋、１１１…ポンプ機場、
１１２ａ，ｂ，ｃ…歯車、１１３ａ，ｂ，ｃ…クラッ
チ、１１４ａ，ｂ，ｃ…軸、１１５…ガスタービン、２
０１…ポンプ、２０２…水車、２０３…駆動機、３０１
…上ダム、３０２…下ダム。
３…発電電動機、１０４ａ，ｃ…流量調整弁、１０５…
導水管、１０６ａ，ｂ…立坑、１０７…河川、１０７Ａ
…大河川、１０７ａ，ｂ…中小河川、１０８…水門、１
０９…吸出し管、１１０…海洋、１１１…ポンプ機場、
１１２ａ，ｂ，ｃ…歯車、１１３ａ，ｂ，ｃ…クラッ
チ、１１４ａ，ｂ，ｃ…軸、１１５…ガスタービン、２
０１…ポンプ、２０２…水車、２０３…駆動機、３０１
…上ダム、３０２…下ダム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ａ (72)発明者 原田 一郎 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦事業所内 Ｆターム(参考） 3H073 AA02 AA12 AA21 AA26 BB01 BB15 BB16 BB21 CD20 CE40 FF10 3H074 AA08 AA10 AA12 AA13 BB07 BB09 BB10 BB13 BB15 BB19 BB30 CC29 CC31 CC38 CC50 5H590 AA02 AA04 AA30 CA12 CA21 CB03 CC01 CE02 CE04 CE10 EA07 EA10 FA01 FA05 5H607 AA00 BB01 BB02 BB25 DD02 DD15 EE02 FF27
Claims (6)
- 【請求項１】 上下関係に配置され、かつ水路にて連通
された上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられた
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナと、該
ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機と水車機能を
もつランナに駆動される発電機とを備え、前記ポンプ機
能をもつランナのポンプ運転と水車機能をもつランナの
水車運転の切換により揚水あるいは発電が行なわれる揚
水発電設備において、 前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍を流れてい
る河川を用い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に
設けられている放水路用地下河川を用い、前記河川と地
下河川とを連通する水路部に、前記ポンプ機能をもつラ
ンナと水車機能をもつランナ、および前記電動機、発電
機を配設するようにしたことを特徴とする揚水発電設
備。 - 【請求項２】 上下関係に配置され、かつ水路にて連通
された上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられた
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナと、該
ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機と水車機能を
もつランナに駆動される発電機とを備え、前記ポンプ機
能をもつランナのポンプ運転と水車機能をもつランナの
水車運転の切換により揚水あるいは発電が行なわれる揚
水発電設備において、 前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍を流れてい
る河川を用い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に
設けられている放水路用地下河川を用い、前記河川と前
記地下河川とを連通する水路部に、前記ポンプ水車およ
び発電電動機を配設するとともに、このポンプ水車およ
び発電電動機を、前記放水路用地下河川への放水使用が
見込まれないときに駆動するようにしたことを特徴とす
る揚水発電設備。 - 【請求項３】 上下関係に配置され、かつ水路にて連通
された上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられた
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナと、該
ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機と水車機能を
もつランナに駆動される発電機とを備え、前記ポンプ機
能をもつランナのポンプ運転と水車機能をもつランナの
水車運転の切換により揚水あるいは発電が行なわれる揚
水発電設備において、 前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍を流れてい
る河川を用い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に
設けられ、かつ排水ポンプ設備を備えている放水路用地
下河川を用い、前記河川と地下河川とを連通する水路部
に、前記ポンプ水車および発電電動機を配設するように
し、かつ前記発電機にて発電された電力を、前記放水路
用地下河川の排水ポンプ設備の平常時の保守用電力とし
て使用するように形成したことを特徴とする揚水発電設
備。 - 【請求項４】 前記ポンプ水車および発電電動機が、複
数セット設けられるとともに、一方のポンプと他方の水
車との間に水流循環ループが形成されるように構成し、
先行待機運転や保守運転時に前記循環ループに循環水流
を流し、保守運転確認をするようにした請求項１，２ま
たは３記載の揚水発電設備。 - 【請求項５】 前記ポンプ水車および発電電動機の設置
部にガスタービンを備え、前記発電電動機、ガスタービ
ン、ポンプ水車が互いに選択的に動力伝達可能に構成さ
れたものである請求項１，２または３記載の揚水発電設
備。 - 【請求項６】 上下関係に配置され、かつ水路にて連通
された上ダムおよび下ダムと、前記水路部に設けられた
ポンプ機能をもつランナと水車機能をもつランナと、該
ポンプ機能をもつランナを駆動する電動機と水車機能を
もつランナに駆動される発電機とを備え、前記ポンプ機
能をもつランナのポンプ運転と水車機能をもつランナの
水車運転の切換により揚水あるいは発電が行なわれる揚
水発電設備において、 前記上ダムとして、市街地あるいはその近傍の貯水池を
用い、かつ前記下ダムとして、市街地の地中に設けられ
ている放水路用地下河川を用い、前記河川と地下河川と
を連通する水路部に、前記ポンプ機能をもつランナと水
車機能をもつランナ、および前記電動機、発電機を配設
するようにしたことを特徴とする揚水発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36043899A JP2001172948A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 揚水発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36043899A JP2001172948A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 揚水発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001172948A true JP2001172948A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18469405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36043899A Pending JP2001172948A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | 揚水発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001172948A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077636A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 揚水燃料費算出装置、揚水燃料費算出方法、およびプログラム |
| KR101389433B1 (ko) * | 2012-05-30 | 2014-04-25 | 김영균 | 수력 양수발전 시스템 |
| JP2015129427A (ja) * | 2014-01-01 | 2015-07-16 | 妙子 遠藤 | 巨大ダムの倒壊リスクを多数の小型ダムや堰で代替する減災工法と安く短期に設置でき非常用水源と非常用電源小型となる据置き堰・防波堤の発明 |
| KR101675294B1 (ko) * | 2016-03-02 | 2016-11-11 | 주영훈 | 탱크 구조물을 적용한 양수 발전 장치 |
| CN110055937A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种城市抽水蓄能电站 |
| CN113404634A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 五邑大学 | 基于地下坑道群的抽水蓄能电站 |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP36043899A patent/JP2001172948A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006077636A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 揚水燃料費算出装置、揚水燃料費算出方法、およびプログラム |
| JP4627645B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2011-02-09 | 中国電力株式会社 | 揚水燃料費算出装置、揚水燃料費算出方法、およびプログラム |
| KR101389433B1 (ko) * | 2012-05-30 | 2014-04-25 | 김영균 | 수력 양수발전 시스템 |
| JP2015129427A (ja) * | 2014-01-01 | 2015-07-16 | 妙子 遠藤 | 巨大ダムの倒壊リスクを多数の小型ダムや堰で代替する減災工法と安く短期に設置でき非常用水源と非常用電源小型となる据置き堰・防波堤の発明 |
| KR101675294B1 (ko) * | 2016-03-02 | 2016-11-11 | 주영훈 | 탱크 구조물을 적용한 양수 발전 장치 |
| WO2017150921A1 (ko) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | 주영훈 | 탱크 구조물을 적용한 양수 발전 장치 |
| CN110055937A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种城市抽水蓄能电站 |
| CN113404634A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 五邑大学 | 基于地下坑道群的抽水蓄能电站 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4182123A (en) | Hydraulic power plant | |
| US4241283A (en) | Hydro-electric power plant | |
| GB2033974A (en) | Tidal hydroelectric installation | |
| CA2858649A1 (en) | Hydraulic power generation apparatus without dam | |
| EP2917416B1 (en) | Mobile modular hydroelectric power plant | |
| JP2001172948A (ja) | 揚水発電設備 | |
| JP2005214187A (ja) | 水力発電設備 | |
| JP2000240552A (ja) | 水車発電機、その運用方法及び水車発電機プラント | |
| WO2008004305A1 (fr) | Procédé de construction d'une installation de génération d'énergie hydroélectrique | |
| CN210315445U (zh) | 一种城市抽水蓄能电站 | |
| KR100695544B1 (ko) | 다수의 회전드럼을 이용한 소수력 발전장치 | |
| JP5759603B1 (ja) | 水力発電装置 | |
| CN209743086U (zh) | 用水流开关自动双向或三向切换的船式潮汐能发电系统 | |
| SK287751B6 (sk) | Prietoková turbína s otočnými lopatkami | |
| JPS58101269A (ja) | 全没型水流駆動原動力設備 | |
| Brookshier | Hydropower technology | |
| US4358220A (en) | Functionally transformable dam | |
| CN208346778U (zh) | 河流冲击式水利发电装置 | |
| KR200386117Y1 (ko) | 다수의 회전드럼을 이용한 소수력 발전장치 | |
| JP2009127427A (ja) | 発電用水車および発電装置 | |
| CN213540605U (zh) | 一种循环式水渠水轮发电系统 | |
| CN217327538U (zh) | 一种龙盘发电水轮机组 | |
| CN219570239U (zh) | 一种沟渠分布式微水发电系统 | |
| JP2000120053A (ja) | 連続人工滝状構築物による高効率水力発電システム | |
| CN1335452A (zh) | 利用电站的水流接续发电 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |