JP2002235653A - 水勢発電装置 - Google Patents
水勢発電装置Info
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/005—Installations wherein the liquid circulates in a closed loop ; Alleged perpetua mobilia of this or similar kind
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2210/00—Working fluid
- F05B2210/40—Flow geometry or direction
- F05B2210/401—Flow geometry or direction upwards due to the buoyancy of compressed air
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/50—Hydropower in dwellings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一般家庭や工場等の事業所単位で適切かつ十
分な発電を行うことができる水勢発電装置を提供する。 【解決手段】 流水を排出させる排出口１１が設けられ
る水槽１と、排出口１１からの流水を、落水部２１、揚
水部２３及び水槽１の内部に面して設けられる吐出口２
３ａを通じて、水槽１まで導く管路２と、落水部２１に
おける流水により駆動する水車３と、水車３により駆動
される発電機４と、揚水部２３が有するエアーリフト機
構５と、を含み、吐出口２３ａから水槽１に吐き出され
る流水が渦流となる水勢発電装置である。
分な発電を行うことができる水勢発電装置を提供する。 【解決手段】 流水を排出させる排出口１１が設けられ
る水槽１と、排出口１１からの流水を、落水部２１、揚
水部２３及び水槽１の内部に面して設けられる吐出口２
３ａを通じて、水槽１まで導く管路２と、落水部２１に
おける流水により駆動する水車３と、水車３により駆動
される発電機４と、揚水部２３が有するエアーリフト機
構５と、を含み、吐出口２３ａから水槽１に吐き出され
る流水が渦流となる水勢発電装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管路を流れる水の
力を用いて発電を行う水力発電装置に関するもので、特
に、自由落下により得られる水の力だけでなく、流水に
勢いをつけた結果得られる水の力をも用いた全く新しい
タイプの水力発電装置である水勢発電装置に関する。
力を用いて発電を行う水力発電装置に関するもので、特
に、自由落下により得られる水の力だけでなく、流水に
勢いをつけた結果得られる水の力をも用いた全く新しい
タイプの水力発電装置である水勢発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水力発電装置としては、例えば、
水力発電所に設けられるものであって、ダム堤体部を主
要部とする水槽と、水槽から取水口を通じて排出される
流水を水車まで導く水圧管路と、水圧管路を流れる流水
により駆動する水車と、水車により駆動される発電機と
を含むものがある。
水力発電所に設けられるものであって、ダム堤体部を主
要部とする水槽と、水槽から取水口を通じて排出される
流水を水車まで導く水圧管路と、水圧管路を流れる流水
により駆動する水車と、水車により駆動される発電機と
を含むものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
水力発電装置では、水圧管路において取水口から水車ま
で十分な発電を行うための落差が必要であり、このよう
な落差は、通常急峻な地形を利用したダム等の建設によ
り相当の資金、資材、労働力の投入があってはじめて確
保されるものである。
水力発電装置では、水圧管路において取水口から水車ま
で十分な発電を行うための落差が必要であり、このよう
な落差は、通常急峻な地形を利用したダム等の建設によ
り相当の資金、資材、労働力の投入があってはじめて確
保されるものである。
【０００４】また、昨今のエネルギーの有効活用の観点
から、一般家庭や工場等の事業所単位で発電を行える水
力発電装置を保有したいとする社会的なニーズが存在す
るが、かかる大がかりな水力発電装置では、汎用性がな
く、かかる社会的なニーズに殆ど対応できないという問
題がある。
から、一般家庭や工場等の事業所単位で発電を行える水
力発電装置を保有したいとする社会的なニーズが存在す
るが、かかる大がかりな水力発電装置では、汎用性がな
く、かかる社会的なニーズに殆ど対応できないという問
題がある。
【０００５】ここで、汎用性をもたせるため発電に必要
な落差を水中ポンプ等の揚水装置をもって確保すること
が考えられるが、単に揚水装置を発電装置に適用するだ
けでは、揚水装置それ自体が電力を消費するものである
ため、適切かつ十分な発電を行うことができない。
な落差を水中ポンプ等の揚水装置をもって確保すること
が考えられるが、単に揚水装置を発電装置に適用するだ
けでは、揚水装置それ自体が電力を消費するものである
ため、適切かつ十分な発電を行うことができない。
【０００６】そこで、本発明の課題は、一般家庭や工場
等の事業所単位で適切かつ十分な発電を行うことができ
る水勢発電装置を提供することにある。
等の事業所単位で適切かつ十分な発電を行うことができ
る水勢発電装置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、第一発明に係
る水勢発電装置は、エアー抜き孔が設けられた上端部か
らの流水を、落水部、揚水部を通じて、該上端部まで導
く管路であって閉じた環を形成するものと、前記落水部
における流水により駆動する水車と、前記水車により駆
動される発電機と、前記揚水部が有するエアーリフト機
構と、を含むことを特徴としている。
る水勢発電装置は、エアー抜き孔が設けられた上端部か
らの流水を、落水部、揚水部を通じて、該上端部まで導
く管路であって閉じた環を形成するものと、前記落水部
における流水により駆動する水車と、前記水車により駆
動される発電機と、前記揚水部が有するエアーリフト機
構と、を含むことを特徴としている。
【０００８】また、第二発明に係る水勢発電装置は、流
水を排出させる排出口が設けられ、渦流の中心線に沿う
回転軸を有する羽根車を含む水槽と、前記排出口からの
流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に面して設
けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路と、前記
回転軸により駆動される発電機と、前記揚水部が有する
エアーリフト機構と、を含み、前記吐出口から前記水槽
に吐き出される流水が渦流となることを特徴としてい
る。
水を排出させる排出口が設けられ、渦流の中心線に沿う
回転軸を有する羽根車を含む水槽と、前記排出口からの
流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に面して設
けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路と、前記
回転軸により駆動される発電機と、前記揚水部が有する
エアーリフト機構と、を含み、前記吐出口から前記水槽
に吐き出される流水が渦流となることを特徴としてい
る。
【０００９】さらに、第三発明に係る水勢発電装置は、
流水を排出させる排出口が設けられる水槽と、前記排出
口からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に
面して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路
と、前記落水部における流水により駆動する水車と、前
記水車により駆動される発電機と、前記揚水部が有する
エアーリフト機構と、を含み、前記吐出口から前記水槽
に吐き出される流水が渦流となることを特徴としてい
る。
流水を排出させる排出口が設けられる水槽と、前記排出
口からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に
面して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路
と、前記落水部における流水により駆動する水車と、前
記水車により駆動される発電機と、前記揚水部が有する
エアーリフト機構と、を含み、前記吐出口から前記水槽
に吐き出される流水が渦流となることを特徴としてい
る。
【００１０】さらにまた、第四発明に係る水勢発電装置
は、流水を排出させる排出口が設けられ、渦流の中心線
に沿う回転軸を有する羽根車を含む水槽と、前記排出口
からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に面
して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路
と、前記回転軸により駆動される発電機と、前記落水部
における流水により駆動する水車と、前記水車により駆
動される発電機と、前記揚水部が有するエアーリフト機
構と、を含み、前記吐出口から前記水槽に吐き出される
流水が渦流となることを特徴としている。
は、流水を排出させる排出口が設けられ、渦流の中心線
に沿う回転軸を有する羽根車を含む水槽と、前記排出口
からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽の内部に面
して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで導く管路
と、前記回転軸により駆動される発電機と、前記落水部
における流水により駆動する水車と、前記水車により駆
動される発電機と、前記揚水部が有するエアーリフト機
構と、を含み、前記吐出口から前記水槽に吐き出される
流水が渦流となることを特徴としている。
【００１１】これらの発明に係る水勢発電装置によれ
ば、エアーリフト機構による揚水によって、確保された
落差での自由落下によるだけでなく、流水に勢いをつけ
て大きな水の力として水力発電を行うことができる。
ば、エアーリフト機構による揚水によって、確保された
落差での自由落下によるだけでなく、流水に勢いをつけ
て大きな水の力として水力発電を行うことができる。
【００１２】つまり、第一発明においては、吐出口から
の流水は、単に自由落下するのみならず、勢いをつけら
れ水槽に吐き出され、上端部から落水部を通じて該勢い
を維持、増大させて加速しながら水車まで落下するの
で、自由落下による水の力に加えて、流水に勢いをつけ
た結果増大することとなる水の力をも用いて水力発電を
行うことが可能となる。
の流水は、単に自由落下するのみならず、勢いをつけら
れ水槽に吐き出され、上端部から落水部を通じて該勢い
を維持、増大させて加速しながら水車まで落下するの
で、自由落下による水の力に加えて、流水に勢いをつけ
た結果増大することとなる水の力をも用いて水力発電を
行うことが可能となる。
【００１３】また、第二発明においては、排出口からの
流水は、落水部、揚水部及び吐出口を通じて勢いをつけ
られ、水槽に吐き出されて渦流とされ、これにより、勢
いを維持、増大させるので、自由落下による水の力に加
えて、流水に勢いをつけて維持、増大させた結果増大す
ることとなる水の力をも用いて水力発電を行うことが可
能となる。
流水は、落水部、揚水部及び吐出口を通じて勢いをつけ
られ、水槽に吐き出されて渦流とされ、これにより、勢
いを維持、増大させるので、自由落下による水の力に加
えて、流水に勢いをつけて維持、増大させた結果増大す
ることとなる水の力をも用いて水力発電を行うことが可
能となる。
【００１４】さらに、第三発明においては、吐出口から
の流水は、単に自由落下するのみならず、勢いをつけら
れ水槽に吐き出され、水槽において渦流とされて勢いを
維持、増大させた状態として水槽底部の排出口から落水
部を通じて加速しながら水車まで落下するので、自由落
下による水の力に加えて、流水に勢いをつけた結果増大
することとなる水の力をも用いて水力発電を行うことが
可能となる。
の流水は、単に自由落下するのみならず、勢いをつけら
れ水槽に吐き出され、水槽において渦流とされて勢いを
維持、増大させた状態として水槽底部の排出口から落水
部を通じて加速しながら水車まで落下するので、自由落
下による水の力に加えて、流水に勢いをつけた結果増大
することとなる水の力をも用いて水力発電を行うことが
可能となる。
【００１５】さらにまた、第四発明においては、第二発
明における作用、効果と、第三発明における作用、効果
の両方を同時に得ることが可能となる。
明における作用、効果と、第三発明における作用、効果
の両方を同時に得ることが可能となる。
【００１６】なお、第三発明及び第四発明における水槽
は、渦流の中心線に沿う回転軸を有する羽根車を含むこ
ととしたので、該水槽における渦流を安定させて円滑な
運転状態を獲得することが可能となる。
は、渦流の中心線に沿う回転軸を有する羽根車を含むこ
ととしたので、該水槽における渦流を安定させて円滑な
運転状態を獲得することが可能となる。
【００１７】したがって、自由落下による加速や水槽に
おける渦流等によって勢いをつけられて循環する一定量
の流水のもつ水力エネルギーを電気エネルギーに変換す
ることで、一般家庭や工場等の事業所単位で適切かつ十
分な発電を行える汎用性のある発電装置を提供できるこ
ととなる。
おける渦流等によって勢いをつけられて循環する一定量
の流水のもつ水力エネルギーを電気エネルギーに変換す
ることで、一般家庭や工場等の事業所単位で適切かつ十
分な発電を行える汎用性のある発電装置を提供できるこ
ととなる。
【００１８】これらのような技術的手段において、前記
揚水部としては、流水の通路としての機能を果たす管路
であって吐出口から流水を吐き出すことが可能であれ
ば、それが、どのような軌道を描くものであるか、どの
ような材質を用いているか、どのような構造となってい
るかなどを問わない。
揚水部としては、流水の通路としての機能を果たす管路
であって吐出口から流水を吐き出すことが可能であれ
ば、それが、どのような軌道を描くものであるか、どの
ような材質を用いているか、どのような構造となってい
るかなどを問わない。
【００１９】ただし、上に向かうに伴い内径寸法を徐々
に小さくとって流水の勢いの増大効果が大きく得られる
ようにする観点からすれば、前記揚水部は、前記上端部
又は前記吐出口に行く程内径寸法が小さくなる絞り部を
含むことが好ましく、或いは、前記揚水部は、前記エア
ーリフト機構による流水中の気泡を途中で細分化する気
泡細分化手段を含むことが好ましい。ここで、気泡細分
化手段としては、例えば短尺の細管の束の一又は二以上
を揚水部の途中に配設してなるもの、一又は二以上の網
を揚水部の途中に配設してなるものや、これらを複合的
に用いたものがある。このような気泡細分化手段によれ
ば、流水の上昇に伴い、エアーリフト機構による個々の
気泡が連結して大きくなり、これにより、揚水効果が減
殺される事態を回避することが可能となる。
に小さくとって流水の勢いの増大効果が大きく得られる
ようにする観点からすれば、前記揚水部は、前記上端部
又は前記吐出口に行く程内径寸法が小さくなる絞り部を
含むことが好ましく、或いは、前記揚水部は、前記エア
ーリフト機構による流水中の気泡を途中で細分化する気
泡細分化手段を含むことが好ましい。ここで、気泡細分
化手段としては、例えば短尺の細管の束の一又は二以上
を揚水部の途中に配設してなるもの、一又は二以上の網
を揚水部の途中に配設してなるものや、これらを複合的
に用いたものがある。このような気泡細分化手段によれ
ば、流水の上昇に伴い、エアーリフト機構による個々の
気泡が連結して大きくなり、これにより、揚水効果が減
殺される事態を回避することが可能となる。
【００２０】また、前記落水部等の流水の落水に係る部
分としては、流水の通路としての機能を果たす管路であ
って該流水により水車を駆動させることが可能であれ
ば、それが、どのような軌道を描くものであるか、どの
ような材質を用いているか、どのような構造となってい
るかなどを問わない。
分としては、流水の通路としての機能を果たす管路であ
って該流水により水車を駆動させることが可能であれ
ば、それが、どのような軌道を描くものであるか、どの
ような材質を用いているか、どのような構造となってい
るかなどを問わない。
【００２１】ただし、流水の落水に係る長さ寸法を大き
くとって該流水の勢いの増大効果が大きく得られるよう
にする観点からすれば、前記落水部及び前記揚水部の落
水に係る部分は、螺旋状に曲がる螺旋部を含むことが好
ましい。この場合において、より大きな流水の勢いの増
大効果を獲得しようとする観点からすれば、前記螺旋部
は、ホッパー形状に沿うよう螺旋状に曲がるものである
ことが好ましく、又は前記落水部の内表面には、該落水
部における渦流を下方向に案内するよう螺旋状に曲がる
鍔部が設けられることが好ましい。
くとって該流水の勢いの増大効果が大きく得られるよう
にする観点からすれば、前記落水部及び前記揚水部の落
水に係る部分は、螺旋状に曲がる螺旋部を含むことが好
ましい。この場合において、より大きな流水の勢いの増
大効果を獲得しようとする観点からすれば、前記螺旋部
は、ホッパー形状に沿うよう螺旋状に曲がるものである
ことが好ましく、又は前記落水部の内表面には、該落水
部における渦流を下方向に案内するよう螺旋状に曲がる
鍔部が設けられることが好ましい。
【００２２】さらに、既存の流水の勢いの損失を極力抑
えながら発電に必要な流水の勢いを効率的に獲得しよう
とする観点からすれば、前記管路は、前記落水部及び前
記揚水部の間において、流水の勢いを妨げないよう円弧
状に曲がる反転部を含むことが好ましい。すなわち、水
槽において渦流とされて勢いを維持、増大させた状態と
して加速しながら落下した流水は、水車に衝突すること
によって、勢いが減殺される。しかし、それでもなお、
流水は相当の勢いを有していると考えられるため、これ
を可及的に漏れなく有効活用することにより、効率的な
発電を行えることとなる。
えながら発電に必要な流水の勢いを効率的に獲得しよう
とする観点からすれば、前記管路は、前記落水部及び前
記揚水部の間において、流水の勢いを妨げないよう円弧
状に曲がる反転部を含むことが好ましい。すなわち、水
槽において渦流とされて勢いを維持、増大させた状態と
して加速しながら落下した流水は、水車に衝突すること
によって、勢いが減殺される。しかし、それでもなお、
流水は相当の勢いを有していると考えられるため、これ
を可及的に漏れなく有効活用することにより、効率的な
発電を行えることとなる。
【００２３】さらにまた、前記水槽としては、流水を排
出させる排出口が設けられ、少なくとも吐出口からの流
水により形成された渦流の勢いを維持できるものであれ
ば、それが、どのような形状であるか、どのような構造
となっているかなどは問わない。
出させる排出口が設けられ、少なくとも吐出口からの流
水により形成された渦流の勢いを維持できるものであれ
ば、それが、どのような形状であるか、どのような構造
となっているかなどは問わない。
【００２４】ただし、水槽の底部を漏斗状に傾斜した形
状として流水の勢いの増大効果が大きく得られるように
する観点からすれば、前記水槽は、ホッパー形状を呈す
ることが好ましい。
状として流水の勢いの増大効果が大きく得られるように
する観点からすれば、前記水槽は、ホッパー形状を呈す
ることが好ましい。
【００２５】ここで、漏斗状に傾斜した水槽の底部形状
による流水の勢いの増大効果を担保しようとする観点か
らすれば、前記水槽の内表面には、該水槽における渦流
を前記排出口の方向に案内するよう螺旋状に曲がる鍔部
が設けられることが好ましい。水槽における渦流をより
大きくする観点からすれば、前記羽根車の前記回転軸
は、前記渦流の中心線周りに形成される逆円錐形状の空
洞に対応した外側形状を呈することが好ましい。
による流水の勢いの増大効果を担保しようとする観点か
らすれば、前記水槽の内表面には、該水槽における渦流
を前記排出口の方向に案内するよう螺旋状に曲がる鍔部
が設けられることが好ましい。水槽における渦流をより
大きくする観点からすれば、前記羽根車の前記回転軸
は、前記渦流の中心線周りに形成される逆円錐形状の空
洞に対応した外側形状を呈することが好ましい。
【００２６】また、前記水車としては、落水部における
流水により駆動することが可能であれば、どのような水
力学的作用、構造を用いているかなどを問わず、配備す
る台数も適宜選定して差し支えない。
流水により駆動することが可能であれば、どのような水
力学的作用、構造を用いているかなどを問わず、配備す
る台数も適宜選定して差し支えない。
【００２７】ただし、発電機として均等なものが複数存
在するとともに水車が該発電機に対応した数存在する場
合において、得られた水の力を各水車に均等に振り向け
て効率的な発電を実現しようとする観点からすれば、前
記該水車は、各発電機を均等な速度で駆動させる歯車列
を含むことが好ましい。
在するとともに水車が該発電機に対応した数存在する場
合において、得られた水の力を各水車に均等に振り向け
て効率的な発電を実現しようとする観点からすれば、前
記該水車は、各発電機を均等な速度で駆動させる歯車列
を含むことが好ましい。
【００２８】同様の場合において、同様の観点からすれ
ば、前記水車は、衝突する流水の速度に対応した大きさ
とされることにより、各発電機を均等な速度で駆動させ
るものであることが好ましい。
ば、前記水車は、衝突する流水の速度に対応した大きさ
とされることにより、各発電機を均等な速度で駆動させ
るものであることが好ましい。
【００２９】すなわち、複数の水車が上下に配置された
ような場合には、上に配置された水車には渦流とされて
勢いが増大した流水が、直接衝突するが、下に配置され
た水車には必ず上に配置された水車に一旦衝突した後の
勢いが減殺された流水が衝突することになり、流水の速
度に差異が生じるところ、各水車を流水の速度に対応し
た大きさとすることにより、効率的な発電を実現できる
ことになる。
ような場合には、上に配置された水車には渦流とされて
勢いが増大した流水が、直接衝突するが、下に配置され
た水車には必ず上に配置された水車に一旦衝突した後の
勢いが減殺された流水が衝突することになり、流水の速
度に差異が生じるところ、各水車を流水の速度に対応し
た大きさとすることにより、効率的な発電を実現できる
ことになる。
【００３０】さらに、全体の水量を一定として円滑な運
転状態を獲得しようとする観点からすれば、全体の水量
を一定に維持する水量維持装置を含むことが好ましい。
このような水量維持装置としては、例えば、フロートに
よる水槽の水位の自動検知によって不足する水を補完す
るような装置や、余分な水を自然的に排出する余水吐な
どが考えられる。
転状態を獲得しようとする観点からすれば、全体の水量
を一定に維持する水量維持装置を含むことが好ましい。
このような水量維持装置としては、例えば、フロートに
よる水槽の水位の自動検知によって不足する水を補完す
るような装置や、余分な水を自然的に排出する余水吐な
どが考えられる。
【００３１】さらにまた、前記発電機としては、水車に
より駆動されることが可能であれば、どのような構造で
あるか、横軸型、縦軸型の別などを問わない。
より駆動されることが可能であれば、どのような構造で
あるか、横軸型、縦軸型の別などを問わない。
【００３２】ただし、この水勢発電装置のより円滑な始
動を実現しようとする観点からすれば、前記発電機は、
始動を助けるスターターを含むことが好ましい。
動を実現しようとする観点からすれば、前記発電機は、
始動を助けるスターターを含むことが好ましい。
【００３３】なお、本発明において、「前記吐出口から
前記水槽に吐き出される流水が渦流となる」とは、水槽
に吐き出された流水が最低限水槽における間において渦
流となっていれば十分であり、渦流となった流水が管路
（落水部）に入った場合においてまで渦流を形成してい
る必要はない。しかし、管路に入った後にも渦流を形成
していれば、流水の勢いの増大効果がより大きく得られ
ることになる。
前記水槽に吐き出される流水が渦流となる」とは、水槽
に吐き出された流水が最低限水槽における間において渦
流となっていれば十分であり、渦流となった流水が管路
（落水部）に入った場合においてまで渦流を形成してい
る必要はない。しかし、管路に入った後にも渦流を形成
していれば、流水の勢いの増大効果がより大きく得られ
ることになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を詳細に説明する。
の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】◎実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置の概略
構成を示す正面図、図２は該水勢発電装置の概略構成を
示す側面図、図３は該水勢発電装置の概略構成を示す平
断面図（図１におけるＡ方向矢視図）、図４は該水勢発
電装置の概略構成を示す平断面図（図１におけるＢ方向
矢視図）、図５は該水勢発電装置における羽根車を示す
斜視図、図６は該水勢発電装置の作用を説明するブロッ
ク図である。なお、この実施の形態１では、工場に用い
られる水勢発電装置を例として以下の説明する。また、
これらの図において、符号９１は、本水勢発電装置の殆
ど部分である機械的な部分が収容される角柱形状を呈す
るハウジング、符号９２は、ハウジングの内側面に固着
される発電機取付壁、を示している。
構成を示す正面図、図２は該水勢発電装置の概略構成を
示す側面図、図３は該水勢発電装置の概略構成を示す平
断面図（図１におけるＡ方向矢視図）、図４は該水勢発
電装置の概略構成を示す平断面図（図１におけるＢ方向
矢視図）、図５は該水勢発電装置における羽根車を示す
斜視図、図６は該水勢発電装置の作用を説明するブロッ
ク図である。なお、この実施の形態１では、工場に用い
られる水勢発電装置を例として以下の説明する。また、
これらの図において、符号９１は、本水勢発電装置の殆
ど部分である機械的な部分が収容される角柱形状を呈す
るハウジング、符号９２は、ハウジングの内側面に固着
される発電機取付壁、を示している。
【００３６】この実施の形態１において、水勢発電装置
は、図１〜図４に示すように、水槽１と、管路２と、水
車３と、発電機４と、エアーリフト機構５と、水量維持
装置６とを含むものとして構成されている。以下、各構
成要素について詳細に説明する。
は、図１〜図４に示すように、水槽１と、管路２と、水
車３と、発電機４と、エアーリフト機構５と、水量維持
装置６とを含むものとして構成されている。以下、各構
成要素について詳細に説明する。
【００３７】（１）水槽１ 水槽１は、図１〜図３に示すように、流水を排出させる
排出口１１が設けられるものとして構成されている。
排出口１１が設けられるものとして構成されている。
【００３８】この水槽１は、水槽１にある流水が渦流と
しての勢いを維持、増大させることが可能な形状となっ
ている。
しての勢いを維持、増大させることが可能な形状となっ
ている。
【００３９】具体的には、この水槽１は、図１及び図２
に示すように、ホッパー形状を呈している。つまり、ホ
ッパー形状とすることにより、水槽１の底部を漏斗状に
傾斜した形状として流水の勢いの増大効果を大きく得る
ことが可能となる。
に示すように、ホッパー形状を呈している。つまり、ホ
ッパー形状とすることにより、水槽１の底部を漏斗状に
傾斜した形状として流水の勢いの増大効果を大きく得る
ことが可能となる。
【００４０】この実施の形態１において、水槽１は、図
１〜図３に示すように、渦流の中心線に沿う回転軸１２
ａを有する羽根車１２を有している。これにより、水槽
１における渦流を安定させることができ、もって円滑な
運転状態を獲得することが可能となる。
１〜図３に示すように、渦流の中心線に沿う回転軸１２
ａを有する羽根車１２を有している。これにより、水槽
１における渦流を安定させることができ、もって円滑な
運転状態を獲得することが可能となる。
【００４１】ここで、回転軸１２ａは、図５に示すよう
に、渦流の中心線周りに形成される逆円錐形状の空洞に
対応した外側形状を呈している。これにより、水槽にお
ける渦流をより大きくすることが可能となり、それゆ
え、流水の勢いの増大効果がより大きく得られることに
なる。
に、渦流の中心線周りに形成される逆円錐形状の空洞に
対応した外側形状を呈している。これにより、水槽にお
ける渦流をより大きくすることが可能となり、それゆ
え、流水の勢いの増大効果がより大きく得られることに
なる。
【００４２】（２）管路２ 管路２は、図１及び図２に示すように、排出口１１から
の流水を、落水部２１、揚水部及び水槽１の内部に面し
て設けられる吐出口を通じて、水槽１まで導くものであ
る。
の流水を、落水部２１、揚水部及び水槽１の内部に面し
て設けられる吐出口を通じて、水槽１まで導くものであ
る。
【００４３】管路２のうち、落水部２１は、これらの図
に示すように、水車３に係る部位より上側において、螺
旋状に曲がる螺旋部２１ａを有している。これにより、
水槽１から水車３までの落水部２１の長さ寸法を大きく
とって流水の勢いの増大効果を大きく得ることが可能と
なる。
に示すように、水車３に係る部位より上側において、螺
旋状に曲がる螺旋部２１ａを有している。これにより、
水槽１から水車３までの落水部２１の長さ寸法を大きく
とって流水の勢いの増大効果を大きく得ることが可能と
なる。
【００４４】ここで、螺旋部２１ａは、これらの図に示
すように、ホッパー形状に沿うよう螺旋状に曲がるもの
となっている。これにより、より大きな流水の勢いの増
大効果を獲得することが可能となる。
すように、ホッパー形状に沿うよう螺旋状に曲がるもの
となっている。これにより、より大きな流水の勢いの増
大効果を獲得することが可能となる。
【００４５】また、管路２は、図１に示すように、落水
部２１及び揚水部２３の間において、流水の勢いを妨げ
ないよう円弧状に曲がる反転部２２を有している。これ
により、既存の流水の勢いの損失を極力抑えながら発電
に必要な流水の勢いを効率的に獲得することが可能とな
る。
部２１及び揚水部２３の間において、流水の勢いを妨げ
ないよう円弧状に曲がる反転部２２を有している。これ
により、既存の流水の勢いの損失を極力抑えながら発電
に必要な流水の勢いを効率的に獲得することが可能とな
る。
【００４６】（３）水車３ 水車３は、図１、図２及び図４に示すように、落水部２
１における流水により駆動するものである。
１における流水により駆動するものである。
【００４７】この実施の形態１において、水車３は、こ
れらの図に示すように、複数存在しているが、これら
は、各発電機４を均等な速度で駆動させる歯車列を有し
ている。これにより、水車３が複数存在する場合におい
て、得られた水の力を各水車３に均等に振り向けて効率
的な発電の実現が可能となる。
れらの図に示すように、複数存在しているが、これら
は、各発電機４を均等な速度で駆動させる歯車列を有し
ている。これにより、水車３が複数存在する場合におい
て、得られた水の力を各水車３に均等に振り向けて効率
的な発電の実現が可能となる。
【００４８】具体的には、歯車列は、水車３の回転軸に
固着される大歯車３１と、大歯車３１の間に設けられ、
これらを互いに関連付ける役割を果たす中歯車３２と、
発電機４の回転軸に固着される小歯車３３とからなって
いる。
固着される大歯車３１と、大歯車３１の間に設けられ、
これらを互いに関連付ける役割を果たす中歯車３２と、
発電機４の回転軸に固着される小歯車３３とからなって
いる。
【００４９】（４）発電機４ 発電機４は、これらの図に示すように、水車３により駆
動されるものである。
動されるものである。
【００５０】この実施の形態１において、発電機４は、
始動を助けるスターター４１を有している。ここで、ス
ターター４１は、専用のバッテリー４１ａ（図１参照）
と、電動モータ（図示外）と、専用の歯車（図示外）と
からなっている。これにより、この実施の形態１におけ
る水勢発電装置のより円滑な始動の実現が可能となる。
始動を助けるスターター４１を有している。ここで、ス
ターター４１は、専用のバッテリー４１ａ（図１参照）
と、電動モータ（図示外）と、専用の歯車（図示外）と
からなっている。これにより、この実施の形態１におけ
る水勢発電装置のより円滑な始動の実現が可能となる。
【００５１】（５）エアーリフト機構５ エアーリフト機構５は、図１及び図２に示すように、揚
水部２３が有する機構であって、反転部２２まで落下し
た流水を吐出口２３ａから水槽１の内部に向けて噴出さ
せる役割を果たす。
水部２３が有する機構であって、反転部２２まで落下し
た流水を吐出口２３ａから水槽１の内部に向けて噴出さ
せる役割を果たす。
【００５２】具体的には、エアーリフト機構５は、揚水
部２３の最下端に圧縮空気を送送して揚水部２３中にエ
アーを発生させるエアー発生装置５１と、エアー発生装
置５１へ稼働に必要な電力を送る蓄電池（図示外）とか
らなっている。
部２３の最下端に圧縮空気を送送して揚水部２３中にエ
アーを発生させるエアー発生装置５１と、エアー発生装
置５１へ稼働に必要な電力を送る蓄電池（図示外）とか
らなっている。
【００５３】なお、蓄電池は、工場への送電に設けられ
たものがエアー発生装置５１への送電のために兼用され
ており（図６参照）、ちなみに、この実施の形態１にお
ける送電量の分配割合は、工場への送電が９５％とな
り、エアー発生装置５１への送電が余りの５％となって
いる。
たものがエアー発生装置５１への送電のために兼用され
ており（図６参照）、ちなみに、この実施の形態１にお
ける送電量の分配割合は、工場への送電が９５％とな
り、エアー発生装置５１への送電が余りの５％となって
いる。
【００５４】（６）水量維持装置６ この実施の形態１においては、全体の水量を一定に維持
する水量維持装置６を備えている。これにより、全体の
水量を一定として円滑な運転状態を獲得することが可能
となる。
する水量維持装置６を備えている。これにより、全体の
水量を一定として円滑な運転状態を獲得することが可能
となる。
【００５５】この水量維持装置６は、具体的には、フロ
ート６１ａによる水槽１の水位の自動検知によって不足
する水を補完するような不足水補完装置６１と、余分な
水を自然的に排出する余水吐出管６２とからなってい
る。
ート６１ａによる水槽１の水位の自動検知によって不足
する水を補完するような不足水補完装置６１と、余分な
水を自然的に排出する余水吐出管６２とからなってい
る。
【００５６】次に、図６に示すブロック図に基づいて、
この実施の形態１に係る水勢発電装置の作用について、
図１〜図４を参照しつつ、説明する。
この実施の形態１に係る水勢発電装置の作用について、
図１〜図４を参照しつつ、説明する。
【００５７】（１）始動時 今、本水勢発電装置の各構成要素は、全て稼働しておら
ず待機状態にあり、また、装置内部の水も静止状態にあ
る。
ず待機状態にあり、また、装置内部の水も静止状態にあ
る。
【００５８】このような状態において、全体スイッチを
オン操作すると、本水勢発電装置は、所定の発電を行う
べく作動を開始する。
オン操作すると、本水勢発電装置は、所定の発電を行う
べく作動を開始する。
【００５９】すなわち、一方では、エアーリフト機構５
が蓄電池からの電力を受けて稼働を開始する。
が蓄電池からの電力を受けて稼働を開始する。
【００６０】すると、エアー発生装置５１によって、揚
水部２３の最下端への圧縮空気の送気が開始され、揚水
部２３中においてエアーによる気泡が発生する。
水部２３の最下端への圧縮空気の送気が開始され、揚水
部２３中においてエアーによる気泡が発生する。
【００６１】かかる気泡によって、水の比重が見掛け上
軽くなるため、反転部２２まで落下した流水は、吐出口
２３ａまで揚水されるのみならず、吐出口２３ａから水
槽１の内部に向けて勢いよく噴出することとなる。
軽くなるため、反転部２２まで落下した流水は、吐出口
２３ａまで揚水されるのみならず、吐出口２３ａから水
槽１の内部に向けて勢いよく噴出することとなる。
【００６２】他方では、スターター４１が専用のバッテ
リー４１ａからの電力を受けて発電機４の始動を助ける
べく駆動する。
リー４１ａからの電力を受けて発電機４の始動を助ける
べく駆動する。
【００６３】すなわち、静止している発電機４の駆動に
は大きな負荷がかかることとなるが、スターター４１
が、かかる大きな負荷に打ち勝つことが可能な大きな回
転力を発電機４に付与して始動を助ける結果、円滑な始
動が実現されるのである。
は大きな負荷がかかることとなるが、スターター４１
が、かかる大きな負荷に打ち勝つことが可能な大きな回
転力を発電機４に付与して始動を助ける結果、円滑な始
動が実現されるのである。
【００６４】その結果、本水勢発電装置は、エアーリフ
ト機構５による揚水によって、落差を確保して自由落下
による流水によって水の力を得るのみならず、流水に勢
いをつけて大きな水の力として水力発電を行うような作
動をすることになる。
ト機構５による揚水によって、落差を確保して自由落下
による流水によって水の力を得るのみならず、流水に勢
いをつけて大きな水の力として水力発電を行うような作
動をすることになる。
【００６５】（２）作動時 すなわち、吐出口２３ａから水槽１の内部に向けて勢い
をつけられて噴出された流水は、単に自由落下するのみ
ならず、水槽１において渦流となり、勢いを維持、増大
さながら水槽１底部の排出口１１へと向かっていく。
をつけられて噴出された流水は、単に自由落下するのみ
ならず、水槽１において渦流となり、勢いを維持、増大
さながら水槽１底部の排出口１１へと向かっていく。
【００６６】そして、渦流となった流水が水槽１底部の
排出口１１に到達すると、排出口１１から落水部２１を
通じて水車３まで加速しながら高速で落下することにな
る。
排出口１１に到達すると、排出口１１から落水部２１を
通じて水車３まで加速しながら高速で落下することにな
る。
【００６７】このとき、自由落下による水の力に加え
て、流水に勢いをつけた結果増大することとなる水の力
をも用いて水力発電を行うことができるものである。
て、流水に勢いをつけた結果増大することとなる水の力
をも用いて水力発電を行うことができるものである。
【００６８】したがって、この実施の形態１に係る水勢
発電装置によれば、一般家庭や工場等の事業所単位で適
切かつ十分な発電を行える汎用性のある発電装置を提供
できることとなる。
発電装置によれば、一般家庭や工場等の事業所単位で適
切かつ十分な発電を行える汎用性のある発電装置を提供
できることとなる。
【００６９】◎実施の形態２ 図７は本発明の実施の形態２に係る水勢発電装置の概略
構成を示す正面図、図８は水勢発電装置の概略構成を示
す側面図、図９は水勢発電装置の概略構成を示す平断面
図（図１におけるＣ方向矢視図）、図１０は水勢発電装
置の作用を説明するブロック図である。なお、実施の形
態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な
符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
構成を示す正面図、図８は水勢発電装置の概略構成を示
す側面図、図９は水勢発電装置の概略構成を示す平断面
図（図１におけるＣ方向矢視図）、図１０は水勢発電装
置の作用を説明するブロック図である。なお、実施の形
態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な
符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００７０】この実施の形態２に係る水勢発電装置は、
実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異な
り、管路２の落水部２１において螺旋部２１ａがなく、
水槽１において羽根車１２がないが、これらの代わり
に、これらと同様な機能を発揮する鍔部７１，８１が設
けられている。
実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異な
り、管路２の落水部２１において螺旋部２１ａがなく、
水槽１において羽根車１２がないが、これらの代わり
に、これらと同様な機能を発揮する鍔部７１，８１が設
けられている。
【００７１】すなわち、水槽１の内表面においては、水
槽１における渦流を排出口１１の方向に案内するよう螺
旋状に曲がる鍔部７１を有しており、加えて、水車３に
係る部位より上側における落水部２１の内表面において
は、落水部２１における渦流を下方向に案内するよう螺
旋状に曲がる鍔部８１を有している。
槽１における渦流を排出口１１の方向に案内するよう螺
旋状に曲がる鍔部７１を有しており、加えて、水車３に
係る部位より上側における落水部２１の内表面において
は、落水部２１における渦流を下方向に案内するよう螺
旋状に曲がる鍔部８１を有している。
【００７２】加えて、揚水部は、吐出口に行く程内径寸
法が小さくなる絞り部を有している。ここで、絞り部
は、流水の勢いの増大効果をより大きくする役割を果た
すものである。
法が小さくなる絞り部を有している。ここで、絞り部
は、流水の勢いの増大効果をより大きくする役割を果た
すものである。
【００７３】すなわち、これらによれば、実施の形態１
と略同様、漏斗状に傾斜した水槽１の底部形状による、
及び水槽１から水車３までの落水部２１による流水の勢
いの増大効果を担保することが可能となる。
と略同様、漏斗状に傾斜した水槽１の底部形状による、
及び水槽１から水車３までの落水部２１による流水の勢
いの増大効果を担保することが可能となる。
【００７４】また、この実施の形態２は、発電機４とし
て均等なものが複数存在しているとともに水車３が発電
機４に対応した数存在している点では、実施の形態１と
同様なものといえるが、実施の形態１と異なり、水車３
が各発電機４を均等な速度で駆動させる歯車列を有して
いないが、これの代わりに、水車３は、衝突する流水の
速度に対応した大きさとされることにより、各発電機４
を均等な速度で駆動させるものとなっている。
て均等なものが複数存在しているとともに水車３が発電
機４に対応した数存在している点では、実施の形態１と
同様なものといえるが、実施の形態１と異なり、水車３
が各発電機４を均等な速度で駆動させる歯車列を有して
いないが、これの代わりに、水車３は、衝突する流水の
速度に対応した大きさとされることにより、各発電機４
を均等な速度で駆動させるものとなっている。
【００７５】すなわち、この実施の形態２においては、
下に配置された水車３の方が、上に配置された水車３に
比べて、大きい構成となっており、上下の水車３の間で
流水の速度に生じた差異が調整されるようになってい
る。
下に配置された水車３の方が、上に配置された水車３に
比べて、大きい構成となっており、上下の水車３の間で
流水の速度に生じた差異が調整されるようになってい
る。
【００７６】つまり、これによれば、実施の形態１と同
様、得られた水の力を各水車３に均等に振り向けて効率
的な発電を実現することが可能となる。
様、得られた水の力を各水車３に均等に振り向けて効率
的な発電を実現することが可能となる。
【００７７】したがって、この実施の形態２に係る水勢
発電装置によれば、実施の形態１と略同様な作用、効果
が得られることになる。
発電装置によれば、実施の形態１と略同様な作用、効果
が得られることになる。
【００７８】◎実施の形態３ 図１１は本発明の実施の形態３に係る水勢発電装置の概
略構成を示す正面図である。なお、実施の形態１と同様
な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付し
てここではその詳細な説明を省略する。
略構成を示す正面図である。なお、実施の形態１と同様
な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付し
てここではその詳細な説明を省略する。
【００７９】この実施の形態３に係る水勢発電装置は、
実施の形態１や実施の形態２と略同様であるが、これら
と異なり、水槽１がなく、管路２が閉じた環を形成して
いる。ここで、管路２は、エアー抜き孔２４ａが設けら
れた上端部２４からの流水を、落水部２１、反転部２２
及び揚水部２３を通じて、上端部２４まで導くものであ
る。
実施の形態１や実施の形態２と略同様であるが、これら
と異なり、水槽１がなく、管路２が閉じた環を形成して
いる。ここで、管路２は、エアー抜き孔２４ａが設けら
れた上端部２４からの流水を、落水部２１、反転部２２
及び揚水部２３を通じて、上端部２４まで導くものであ
る。
【００８０】すなわち、この実施の形態３に係る水勢発
電装置には、実施の形態１や実施の形態２のように、渦
流をつくって勢いを維持、増大させる役割を果たす水槽
１が設けられておらず、閉じた環を形成する管路２を用
いている。
電装置には、実施の形態１や実施の形態２のように、渦
流をつくって勢いを維持、増大させる役割を果たす水槽
１が設けられておらず、閉じた環を形成する管路２を用
いている。
【００８１】しかし、この実施の形態３によれば、エア
ーリフト機構５によって、上端部２４からの流水に対し
て実施の形態１や実施の形態２と略同様な勢いをつける
ことが可能であり、それゆえ、そのような勢いをつけら
れた流水は、上端部２４から落水部２１を通過する過程
において該勢いを維持、増大させて加速しながら水車３
まで落下することになる。
ーリフト機構５によって、上端部２４からの流水に対し
て実施の形態１や実施の形態２と略同様な勢いをつける
ことが可能であり、それゆえ、そのような勢いをつけら
れた流水は、上端部２４から落水部２１を通過する過程
において該勢いを維持、増大させて加速しながら水車３
まで落下することになる。
【００８２】したがって、この実施の形態３に係る水勢
発電装置によっても、実施の形態１や実施の形態２と略
同様な作用、効果が得られることになる。
発電装置によっても、実施の形態１や実施の形態２と略
同様な作用、効果が得られることになる。
【００８３】◎実施の形態４ 図１は本発明の実施の形態４に係る水勢発電装置の概略
構成を示す正面図である。なお、実施の形態１と同様な
構成要素については実施の形態１と同様な符号を付して
ここではその詳細な説明を省略する。この実施の形態４
に係る水勢発電装置は、実施の形態１と略同様である
が、実施の形態１の構成に加えて、回転軸１２ａにより
駆動される発電機（図示外）を有しているとともに、揚
水部２３の途中においてエアーリフト機構５による流水
中の気泡を途中で細分化する気泡細分化手段（図示外）
を有している。
構成を示す正面図である。なお、実施の形態１と同様な
構成要素については実施の形態１と同様な符号を付して
ここではその詳細な説明を省略する。この実施の形態４
に係る水勢発電装置は、実施の形態１と略同様である
が、実施の形態１の構成に加えて、回転軸１２ａにより
駆動される発電機（図示外）を有しているとともに、揚
水部２３の途中においてエアーリフト機構５による流水
中の気泡を途中で細分化する気泡細分化手段（図示外）
を有している。
【００８４】この実施の形態４において、気泡細分化手
段は、管路２の内部に密実に詰められた短尺の細管の束
（図示外）及び管路２の内部領域の全体を横断する網
（図示外）を複合的に用いている。そして、短尺の細管
の束及び網の位置関係は、短尺の細管の束の下側近傍に
網を配設することとしている。このような位置関係とし
たのは、流水中の気泡をまず大雑把に網で細分化した後
でさらに短尺の細管の束で細分化するといういわば二段
階方式を採用することにより、効率的な細分化を確保す
ることとしたものである。
段は、管路２の内部に密実に詰められた短尺の細管の束
（図示外）及び管路２の内部領域の全体を横断する網
（図示外）を複合的に用いている。そして、短尺の細管
の束及び網の位置関係は、短尺の細管の束の下側近傍に
網を配設することとしている。このような位置関係とし
たのは、流水中の気泡をまず大雑把に網で細分化した後
でさらに短尺の細管の束で細分化するといういわば二段
階方式を採用することにより、効率的な細分化を確保す
ることとしたものである。
【００８５】このような気泡細分化手段によれば、エア
ーリフト機構５による流水中の気泡を揚水部２３の途中
で細分化できるので、流水が上昇する過程で個々の気泡
が不可避的に連結して徐々に大きくなってしまう結果、
揚水効果が減殺されることとなるような事態を有効に回
避することが可能となる。
ーリフト機構５による流水中の気泡を揚水部２３の途中
で細分化できるので、流水が上昇する過程で個々の気泡
が不可避的に連結して徐々に大きくなってしまう結果、
揚水効果が減殺されることとなるような事態を有効に回
避することが可能となる。
【００８６】したがって、この実施の形態４に係る水勢
発電装置によれば、実施の形態１と略同様な作用、効果
が得られることに加えて、水槽に吐き出されて勢いを維
持、増大させる渦流による水の力をも用いて水力発電を
行うことが可能となる。
発電装置によれば、実施の形態１と略同様な作用、効果
が得られることに加えて、水槽に吐き出されて勢いを維
持、増大させる渦流による水の力をも用いて水力発電を
行うことが可能となる。
【００８７】
【発明の効果】本発明に係る水勢発電装置によれば、以
上のように構成したため、一般家庭や工場等の事業所単
位で適切かつ十分な発電を行うことが可能になる。
上のように構成したため、一般家庭や工場等の事業所単
位で適切かつ十分な発電を行うことが可能になる。
【図１】本発明の実施の形態１及び実施の形態４に係る
水勢発電装置の概略構成を示す正面図である。
水勢発電装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置の概
略構成を示す側面図である。
略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置の概
略構成を示す平断面図（図１におけるＡ方向矢視図）で
ある。
略構成を示す平断面図（図１におけるＡ方向矢視図）で
ある。
【図４】本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置の概
略構成を示す平断面図（図１におけるＢ方向矢視図）で
ある。
略構成を示す平断面図（図１におけるＢ方向矢視図）で
ある。
【図５】本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置にお
ける羽根車を示す斜視図である。
ける羽根車を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る水勢発電装置の作
用を説明するブロック図である。
用を説明するブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る水勢発電装置の概
略構成を示す正面図である。
略構成を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る水勢発電装置の概
略構成を示す側面図である。
略構成を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る水勢発電装置の概
略構成を示す平断面図（図１におけるＣ方向矢視図）で
ある。
略構成を示す平断面図（図１におけるＣ方向矢視図）で
ある。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る水勢発電装置の
作用を説明するブロック図である。
作用を説明するブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る水勢発電装置の
概略構成を示す正面図である。
概略構成を示す正面図である。
１…水槽 ２…管路 ３…水車 ４…発電機 ５…エアーリフト機構 ６…水量維持装置 １１…排出口 １２…羽根車 １２ａ…回転軸 ２１…落水部 ２１ａ…螺旋部 ２２…反転部 ２３…揚水部 ２３ａ…吐出口 ２４…上端部 ２４ａ…エアー抜き孔 ３１…大歯車 ３２…中歯車 ３３…小歯車 ４１…スターター ４１ａ…バッテリー ５１…エアー発生装置 ６１…不足水補完装置 ６１ａ…フロート ６２…余水吐出管 ７１…鍔部 ８１…鍔部 ９１…ハウジング ９２…発電機取付壁
Claims (18)
- 【請求項１】 エアー抜き孔が設けられた上端部からの
流水を、落水部、揚水部を通じて、該上端部まで導く管
路であって閉じた環を形成するものと、 前記落水部における流水により駆動する水車と、 前記水車により駆動される発電機と、 前記揚水部が有するエアーリフト機構と、を含むことを
特徴とする、水勢発電装置。 - 【請求項２】 流水を排出させる排出口が設けられ、渦
流の中心線に沿う回転軸を有する羽根車を含む水槽と、 前記排出口からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽
の内部に面して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで
導く管路と、 前記回転軸により駆動される発電機と、 前記揚水部が有するエアーリフト機構と、を含み、 前記吐出口から前記水槽に吐き出される流水が渦流とな
ることを特徴とする、水勢発電装置。 - 【請求項３】 流水を排出させる排出口が設けられる水
槽と、 前記排出口からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽
の内部に面して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで
導く管路と、 前記落水部における流水により駆動する水車と、 前記水車により駆動される発電機と、 前記揚水部が有するエアーリフト機構と、を含み、 前記吐出口から前記水槽に吐き出される流水が渦流とな
ることを特徴とする、水勢発電装置。 - 【請求項４】 流水を排出させる排出口が設けられ、渦
流の中心線に沿う回転軸を有する羽根車を含む水槽と、 前記排出口からの流水を、落水部、揚水部及び前記水槽
の内部に面して設けられる吐出口を通じて、該水槽まで
導く管路と、 前記回転軸により駆動される発電機と、 前記落水部における流水により駆動する水車と、 前記水車により駆動される発電機と、 前記揚水部が有するエアーリフト機構と、を含み、 前記吐出口から前記水槽に吐き出される流水が渦流とな
ることを特徴とする、水勢発電装置。 - 【請求項５】 前記揚水部は、前記上端部又は前記吐出
口に行く程内径寸法が小さくなる絞り部を含むことを特
徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載
の水勢発電装置。 - 【請求項６】 前記揚水部は、前記エアーリフト機構に
よる流水中の気泡を途中で細分化する気泡細分化手段を
含むことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれ
か１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項７】 前記落水部及び前記揚水部の落水に係る
部分は、螺旋状に曲がる螺旋部を含むことを特徴とす
る、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の水勢
発電装置。 - 【請求項８】 前記螺旋部は、ホッパー形状に沿うよう
螺旋状に曲がることを特徴とする、請求項１乃至請求項
７のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項９】 前記落水部の内表面には、該落水部にお
ける渦流を下方向に案内するよう螺旋状に曲がる鍔部が
設けられることを特徴とする、請求項１乃至請求項８の
いずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１０】 前記管路は、前記落水部及び前記揚水
部の間において、流水の勢いを妨げないよう円弧状に曲
がる反転部を含むことを特徴とする、請求項１乃至請求
項９のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１１】 前記水槽は、ホッパー形状を呈するこ
とを特徴とする、請求項２乃至請求項１０のいずれか１
項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１２】 前記水槽の内表面には、該水槽におけ
る渦流を前記排出口の方向に案内するよう螺旋状に曲が
る鍔部が設けられることを特徴とする、請求項２乃至請
求項１１のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１３】 前記水槽は、前記渦流の中心線に沿う
回転軸を有する羽根車を含むことを特徴とする、請求項
２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の水勢発電装
置。 - 【請求項１４】 前記羽根車の前記回転軸は、前記渦流
の中心線周りに形成される逆円錐形状の空洞に対応した
外側形状を呈することを特徴とする、請求項２乃至請求
項１３のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１５】 前記発電機として均等なものが複数存
在するとともに前記水車が該発電機に対応した数存在す
る場合において、該水車は、各発電機を均等な速度で駆
動させる歯車列を含むことを特徴とする、請求項３乃至
請求項１４のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１６】 前記発電機として均等なものが複数存
在するとともに前記水車が該発電機に対応した数存在す
る場合において、該水車は、衝突する流水の速度に対応
した大きさとされることにより、各発電機を均等な速度
で駆動させるものであることを特徴とする、請求項３乃
至請求項１５のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１７】 全体の水量を一定に維持する水量維持
装置を含むことを特徴とする、請求項１乃至請求項１６
のいずれか１項に記載の水勢発電装置。 - 【請求項１８】 前記発電機は、始動を助けるスタータ
ーを含むことを特徴とする、請求項１乃至請求項１７の
いずれか１項に記載の水勢発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139730A JP2002235653A (ja) | 2000-12-04 | 2001-05-10 | 水勢発電装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368996 | 2000-12-04 | ||
| JP2000-368996 | 2000-12-04 | ||
| JP2001139730A JP2002235653A (ja) | 2000-12-04 | 2001-05-10 | 水勢発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235653A true JP2002235653A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=26605212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139730A Pending JP2002235653A (ja) | 2000-12-04 | 2001-05-10 | 水勢発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235653A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291651A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Satoru Hizume | 揚水システム |
| KR100900401B1 (ko) | 2002-12-24 | 2009-06-02 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 배열 발전시스템 |
| GB2482557A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-08 | Green Energy Inc Ltd | Gas lift riser with storage and turbine downpipe |
| CN107476925A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-15 | 陈柯 | 一种高端的工业用水循环体系 |
| EP3676491A4 (en) * | 2017-08-28 | 2021-01-06 | Maynard, Mark, J. | AIR OPERATED GENERATOR |
| GB2601502B (en) * | 2020-12-01 | 2023-03-01 | Tempest Brannan | Energy storage arrangement |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139730A patent/JP2002235653A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100900401B1 (ko) | 2002-12-24 | 2009-06-02 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 배열 발전시스템 |
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| EP3676491A4 (en) * | 2017-08-28 | 2021-01-06 | Maynard, Mark, J. | AIR OPERATED GENERATOR |
| US10968883B2 (en) | 2017-08-28 | 2021-04-06 | Mark J. Maynard | Air-driven generator |
| EP4039964A1 (en) * | 2017-08-28 | 2022-08-10 | Maynard, Mark, J. | Air-driven generator |
| CN107476925A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-15 | 陈柯 | 一种高端的工业用水循环体系 |
| GB2601502B (en) * | 2020-12-01 | 2023-03-01 | Tempest Brannan | Energy storage arrangement |
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