JP2015218719A - Pump unit having power generation function, and power generation and water supply system - Google Patents

Pump unit having power generation function, and power generation and water supply system Download PDF

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芳弘 守屋
Yoshihiro Moriya
芳弘 守屋
政市 小川
Masaichi Ogawa
政市 小川
憲一 小川
Kenichi Ogawa
憲一 小川
石川 康弘
Yasuhiro Ishikawa
康弘 石川
英司 桃崎
Eiji Momozaki
英司 桃崎
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Kazuo Yudasaka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump unit having a power generation function capable of enhancing power generation efficiency compared to the conventional art without reducing pump efficiency.SOLUTION: A pump unit 10 having a power generation function comprises: a casing including a first water flow port 22 and a second water flow port 24; an impeller device 20 having an impeller which is rotatable inside the casing in normal/reverse bi-directions; a power generator 30 which can be connected to the impeller and can generate power by torque of the impeller; and a motor 40 which can be connected to the impeller and can impart the torque to the impeller. In the pump unit 10, when the impeller is rotated in a normal direction by a water flow flowing toward the second water flow port 24 from the first water flow port 22, the power generator 30 generates the power by the torque of the impeller, and when the impeller is rotated in a reverse direction by the motor 40, the water flow flowing toward the first water flow port 22 from the second water flow port 24 is formed by the torque of the impeller.

Description

本発明は、発電機能を有するポンプ装置及び発電給水システムに関する。   The present invention relates to a pump device having a power generation function and a power generation / water supply system.

従来、発電機能を有するポンプ装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図16は、従来の、発電機能を有するポンプ装置を説明するために示す図である。図16(a)はハイブリッドポンプ5を発電機として動作させるときの水の流れを示す図であり、図16(b)はハイブリッドポンプ5を通常のポンプとして動作させるときの水の流れを示す図である。   Conventionally, a pump device having a power generation function is known (see, for example, Patent Document 1). FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional pump device having a power generation function. FIG. 16A is a diagram showing a flow of water when the hybrid pump 5 is operated as a generator, and FIG. 16B is a diagram showing a flow of water when the hybrid pump 5 is operated as a normal pump. It is.

従来の、発電機能を有するポンプ装置は、図16に示すように、貯水槽と、ポンプとしての機能及び発電機としての機能の両方を有するハイブリッドポンプ5と、貯水槽に水(流入水1)を流入するための流入管2と、貯水槽からハイブリッドポンプ5で吸い上げた水を外部に圧送するための圧送管7と、発電動作時及びポンプ動作時における水の流れを制御する流入/圧送切替機3とを備える。なお、図16中、符号4はガイドパイプを示し、符号6はベルマウスを示す。   As shown in FIG. 16, a conventional pump device having a power generation function includes a water storage tank, a hybrid pump 5 having both a function as a pump and a function as a generator, and water (inflow water 1) in the water storage tank. An inflow pipe 2 for inflowing water, a pressure feed pipe 7 for pumping water sucked out from the water storage tank by the hybrid pump 5 to the outside, and an inflow / pressure feed switching for controlling the flow of water during power generation operation and pump operation Machine 3. In FIG. 16, reference numeral 4 indicates a guide pipe, and reference numeral 6 indicates a bell mouth.

従来の、発電機能を有するポンプ装置において、貯水槽に水を貯水するときには、流入管2により水(流入水1)を流入させる。すると、図16(a)に示すように、流入/圧送切替機3の逆止弁が流入水1の水圧で押し上げられ、流入水1は、ハイブリッドポンプ5内の羽根車を回転させながら貯水槽に流れ込む。このとき、ハイブリッドポンプ5は発電機として機能を有することから、流入水1のエネルギーを用いて発電が行われる。   In a conventional pump device having a power generation function, when water is stored in a water storage tank, water (inflow water 1) is caused to flow through the inflow pipe 2. Then, as shown in FIG. 16A, the check valve of the inflow / pressure feed switching machine 3 is pushed up by the water pressure of the inflow water 1, and the inflow water 1 is stored in the water storage tank while rotating the impeller in the hybrid pump 5. Flow into. At this time, since the hybrid pump 5 functions as a generator, power generation is performed using the energy of the inflow water 1.

また、従来の、発電機能を有するポンプ装置において、貯水槽から外部に水を汲み出すときには、ハイブリッドポンプ5を通常のポンプとして動作させる。そのとき、流入/圧送切替機3の逆止弁は、図16(b)に示すように、ハイブリッドポンプ5で吸い上げた水の圧力で押し下げられることから、貯水槽に貯水された水は圧送管7を介して外部に汲み出される。   Further, in the conventional pump device having a power generation function, when pumping water out of the water storage tank, the hybrid pump 5 is operated as a normal pump. At that time, as shown in FIG. 16 (b), the check valve of the inflow / pressure feed switching machine 3 is pushed down by the pressure of the water sucked up by the hybrid pump 5, so that the water stored in the water tank is pumped. It is pumped out through 7.

その結果、従来の、発電機能を有するポンプ装置によれば、貯水槽から外部に水を汲み出すときには従来のポンプと同様に水を汲み出すことができるうえ、貯水槽に水を貯水するときには従来のポンプとは違って流入水1のエネルギーを用いて発電することが可能となる。   As a result, according to the conventional pump device having a power generation function, when pumping water from the water storage tank to the outside, water can be pumped in the same manner as the conventional pump, and when water is stored in the water tank, Unlike the above pump, it is possible to generate power using the energy of the influent water 1.

特開2013−213452号公報JP 2013-213458 A

しかしながら、従来の、発電機能を有するポンプ装置においては、ハイブリッドポンプ5を発電機として動作させるときにも、ハイブリッドポンプ5をポンプとして動作させるときと同じ電動機を用いていることから、発電効率が低いという問題がある。   However, in the conventional pump device having a power generation function, when the hybrid pump 5 is operated as a generator, the same electric motor as that when the hybrid pump 5 is operated as a pump is used, so that the power generation efficiency is low. There is a problem.

そこで、ハイブリッドポンプ5の電動機を通常の発電機に取り替えることが考えられるが、その場合には、発電効率を高くすることはできるが、ハイブリッドポンプ5をポンプとして動作させるときにポンプ効率が低下するという問題が新たに発生する。   Therefore, it is conceivable to replace the electric motor of the hybrid pump 5 with a normal generator. In this case, the power generation efficiency can be increased, but the pump efficiency decreases when the hybrid pump 5 is operated as a pump. A new problem arises.

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、ポンプ効率を低下させることなく従来よりも発電効率を高くすることが可能な、発電機能を有するポンプ装置及びそのような発電機能を有するポンプ装置を備える発電給水システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a pump device having a power generation function capable of increasing the power generation efficiency more than before without lowering the pump efficiency and such power generation. An object of the present invention is to provide a power generation / water supply system including a pump device having a function.

[1]本発明の発電機能を有するポンプ装置は、第1水流口及び第2水流口を有するケーシング、並びに、当該ケーシングの内部で正逆双方向に回転可能な羽根車を有する羽根車装置と、前記羽根車に連結可能で、かつ、前記羽根車の回転力により発電可能な発電機と、前記羽根車に連結可能で、かつ、前記羽根車に回転力を付与可能な電動機とを備え、前記第1水流口から前記第2水流口に向かう水流によって前記羽根車を正回転させるときには、前記羽根車の回転力により前記発電機が発電し、前記電動機によって前記羽根車を逆回転させるときには、前記羽根車の回転力により前記第2水流口から前記第1水流口に向かう水流を形成することを特徴とする。 [1] A pump device having a power generation function of the present invention includes a casing having a first water flow port and a second water flow port, and an impeller device having an impeller rotatable in both forward and reverse directions inside the casing. A generator that can be connected to the impeller and that can generate electric power by the rotational force of the impeller, and an electric motor that can be connected to the impeller and can apply a rotational force to the impeller, When the impeller is rotated forward by the water flow from the first water flow port toward the second water flow port, the generator generates power by the rotational force of the impeller, and when the impeller is rotated reversely by the electric motor, A water flow from the second water flow port toward the first water flow port is formed by the rotational force of the impeller.

[2]本発明の発電機能を有するポンプ装置においては、前記発電機能を有するポンプ装置は、前記羽根車と前記発電機との連結/連結解除を行う発電機連結解除装置と、前記羽根車と前記電動機との連結/連結解除を行う電動機連結解除装置とをさらに備え、前記第1水流口から前記第2水流口に向かう水流によって前記羽根車を正回転させるときには、前記発電機連結解除装置により前記羽根車と前記発電機とを連結するとともに、前記電動機連結解除装置により前記羽根車と前記電動機との連結を解除し、前記電動機によって前記羽根車を逆回転させるときには、前記電動機連結解除装置により前記羽根車と前記電動機とを連結するとともに、前記発電機連結解除装置により前記羽根車と前記発電機との連結を解除することが好ましい。 [2] In the pump device having a power generation function according to the present invention, the pump device having the power generation function includes a generator connection release device for connecting / disconnecting the impeller and the generator, and the impeller. An electric motor connection releasing device for connecting / disconnecting with the electric motor, and when the impeller is rotated forward by a water flow from the first water flow port to the second water flow port, the generator connection release device When the impeller and the generator are connected, the connection between the impeller and the motor is released by the motor connection release device, and when the impeller is reversely rotated by the motor, the motor connection release device is used. Preferably, the impeller and the electric motor are connected, and the connection between the impeller and the generator is released by the generator connection release device.

[3]本発明の発電機能を有するポンプ装置においては、前記羽根車の回転軸は、一方端が前記発電機の回転軸に連結可能であり、他方端が前記電動機の回転軸に連結可能であり、前記羽根車の回転軸の一方端と前記発電機の回転軸との間に前記発電機連結解除装置が配置され、前記羽根車の回転軸の他方端と前記電動機の回転軸との間に前記電動機連結解除装置が配置されていることが好ましい。 [3] In the pump device having the power generation function of the present invention, one end of the rotating shaft of the impeller can be connected to the rotating shaft of the generator, and the other end can be connected to the rotating shaft of the electric motor. And the generator decoupling device is disposed between one end of the rotating shaft of the impeller and the rotating shaft of the generator, and between the other end of the rotating shaft of the impeller and the rotating shaft of the electric motor. It is preferable that the electric motor connection release device is disposed in the door.

[4]本発明の発電機能を有するポンプ装置においては、前記発電機連結解除装置が前記羽根車と前記発電機とを連結するときには、前記電動機連結解除装置が前記羽根車と前記電動機との連結を解除し、前記電動機連結解除装置が前記羽根車と前記電動機とを連結するときには、前記発電機連結解除装置が前記羽根車と前記発電機との連結を解除する連結解除制御装置をさらに備えることが好ましい。 [4] In the pump device having a power generation function according to the present invention, when the generator connection release device connects the impeller and the generator, the motor connection release device connects the impeller and the motor. And when the motor connection release device connects the impeller and the motor, the generator connection release device further comprises a connection release control device for releasing the connection between the impeller and the generator. Is preferred.

[5]本発明の発電機能を有するポンプ装置においては、前記羽根車装置は、密閉型渦巻式ポンプからなることが好ましい。 [5] In the pump device having the power generation function of the present invention, it is preferable that the impeller device is a hermetic spiral pump.

[6]本発明の発電機能を有するポンプ装置においては、前記発電機能を有するポンプ装置は、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽と、当該第1貯水槽よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽との間に配設して用いるためポンプ装置であることが好ましい。 [6] In the pump device having a power generation function according to the present invention, the pump device having the power generation function includes a first water tank located at a predetermined height position and a height position lower than the first water tank. A pump device is preferred because it is used by being disposed between the second water tank located.

[7]本発明の発電給水システムは、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽と、当該第1貯水槽よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽と、前記第1貯水槽と前記第2貯水槽との間に配設された請求項1〜6のいずれかに記載の発電機能を有するポンプ装置と、前記第1貯水槽と前記発電機能を有するポンプ装置の第1水流口とを連結する第1配管と、前記発電機能を有するポンプ装置の第2水流口と前記第2貯水槽とを連結する第2配管とを備える発電給水システムであって、前記第1貯水槽から前記第2貯水槽に流れ下る水流によって前記羽根車を正回転させて前記発電機に発電を行わせる機能と、前記電動機によって前記羽根車を逆回転させることによって前記第2貯水槽から前記第1貯水槽に向かう水流を形成することで揚水を行わせる機能を有することを特徴とする。 [7] The power generation / water supply system of the present invention includes a first water tank located at a predetermined height, a second water tank located at a height lower than the first water tank, and the first water tank. The pump device having the power generation function according to any one of claims 1 to 6, and the first water flow of the pump device having the first water tank and the power generation function, which is disposed between the first water tank and the second water tank. 1. A power generation / water supply system comprising: a first pipe that connects a port; and a second pipe that connects a second water flow port of the pump device having the power generation function and the second water tank. A function of causing the generator to generate power by rotating the impeller forward by a water flow flowing from the second reservoir to the second reservoir, and reversely rotating the impeller by the electric motor from the second reservoir. Pumping water by forming a water flow towards one water tank And having a function of.

[8]本発明の発電給水システムにおいては、前記発電給水システムは、高低差のある上水道システムに用いるための発電給水システムであり、水源の水を前記第1貯水槽に導入する第3配管と、前記第2貯水槽の水を下流の各需要者に供給する第4配管とをさらに備えることが好ましい。 [8] In the power generation / water supply system of the present invention, the power generation / water supply system is a power generation / water supply system for use in a water supply system having a height difference, and a third pipe for introducing water from a water source into the first water storage tank; It is preferable to further include a fourth pipe for supplying the water in the second water storage tank to each downstream consumer.

[9]本発明の発電給水システムにおいては、前記発電給水システムは、ビル内給水システムに用いるための発電給水システムであり、水供給系の水を前記第2貯水槽に導入する第5配管と、前記第1貯水槽の水をビル内の各需要者に供給する第6配管とをさらに備えることが好ましい。 [9] In the power generation / water supply system of the present invention, the power generation / water supply system is a power generation / water supply system for use in a building water supply system, and a fifth pipe for introducing water of the water supply system into the second water storage tank; It is preferable to further comprise a sixth pipe for supplying the water in the first water tank to each consumer in the building.

[10]本発明の発電給水システムにおいては、深夜の時間帯に、深夜電力を用いて前記電動機を駆動することによって前記羽根車を逆回転させて前記第2貯水槽の水を前記第1貯水槽に揚水し、発電を行わせたいとき、前記第1貯水槽から前記第2貯水槽に流れ下る水流によって前記羽根車を正回転させて前記発電機に発電を行わせることが好ましい。 [10] In the power generation / water supply system according to the present invention, in the late-night time zone, the impeller is reversely rotated by driving the electric motor using late-night power so that the water in the second water storage tank is supplied to the first water storage water. When it is desired to pump water into the tank and generate electric power, it is preferable to cause the generator to generate electric power by rotating the impeller forward by a water flow flowing from the first water tank to the second water tank.

本発明の発電機能を有するポンプ装置によれば、羽根車に回転力を付与可能な電動機として、電動機としての性能が高い電動機を用いればよいことから、ポンプ装置に発電機能を付加することに起因してポンプ効率を低下させることがない。   According to the pump device having the power generation function of the present invention, it is only necessary to use a motor having high performance as a motor as a motor capable of imparting a rotational force to the impeller. Thus, the pump efficiency is not lowered.

また、本発明の発電機能を有するポンプ装置によれば、羽根車の回転力により発電可能な発電機として、羽根車に回転力を付与可能な電動機と別個の、発電機としての性能が高い発電機を用いることにより、従来よりも発電効率を高くすることが可能となる。   In addition, according to the pump device having the power generation function of the present invention, as a generator capable of generating power by the rotational force of the impeller, power generation with high performance as a generator separate from an electric motor capable of imparting rotational force to the impeller. By using the machine, it is possible to increase the power generation efficiency than before.

その結果、本発明の発電機能を有するポンプ装置によれば、ポンプ効率を低下させることなく従来よりも発電効率を高くすることが可能な、発電機能を有するポンプ装置となる。   As a result, according to the pump device having the power generation function of the present invention, the pump device having the power generation function capable of increasing the power generation efficiency than before without lowering the pump efficiency.

本発明の発電給水システムによれば、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽と、当該第1貯水槽よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽との間に、本発明の発電機能を有するポンプ装置を備えることから、第2貯水槽から第1貯水槽に水を揚水するときのポンプ効率を低下させることなく、第1貯水槽から第2貯水槽に流れ下る流水を用いて発電するときの発電効率を高くすることが可能な発電給水システムを構成することが可能となる。   According to the power generation / water supply system of the present invention, between the first water tank located at a predetermined height position and the second water tank located at a height position lower than the first water tank, Since the pump device having the power generation function is provided, the flowing water flowing from the first water tank to the second water tank is used without reducing the pump efficiency when pumping water from the second water tank to the first water tank. Therefore, it is possible to configure a power generation / water supply system capable of increasing the power generation efficiency when generating power.

本発明の発電給水システムは、高低差のある上水道システムやビル内給水システムに好適に用いることができる。前者の場合には、上流側の貯水槽(貯水池)が第1貯水槽となり、下流側の貯水槽(貯水池)が第2貯水池となる。後者の場合には、ビルの屋上又は高層階に配設した貯水槽が第1貯水槽となり、ビルの地下又は低層階に配設した貯水槽が第2貯水槽となる。   The power generation / water supply system of the present invention can be suitably used for a water supply system having a height difference or a water supply system in a building. In the former case, the upstream reservoir (reservoir) is the first reservoir, and the downstream reservoir (reservoir) is the second reservoir. In the latter case, the water tank disposed on the roof or higher floor of the building is the first water tank, and the water tank disposed on the basement or lower floor of the building is the second water tank.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the pump apparatus 10 which has an electric power generation function based on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る発電給水システム100を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the electric power generation / water supply system 100 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る発電給水システム100における給水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of water supply in the electric power generation / water supply system 100 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る発電給水システム100における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of pumping in the electric power generation / water supply system 100 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る発電給水システム102を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the electric power generation / water supply system 102 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係る発電給水システム102において第2貯水槽122の水を他の系統へ給水する時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of supplying the water of the 2nd water storage tank 122 to another system | strain in the electric power generation / water supply system 102 which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る発電給水システム104を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the electric power generation / water supply system 104 which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係る発電給水システム200を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the electric power generation / water supply system 200 which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態5に係る発電給水システム200における給水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of water supply in the electric power generation / water supply system 200 which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態5に係る発電給水システム200における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of pumping in the electric power generation / water supply system 200 which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態5に係る発電給水システム200における発電時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of the electric power generation in the electric power generation / water supply system 200 which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態6に係る発電給水システム202を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the electric power generation / water supply system 202 which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施形態6に係る発電給水システム202における給水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of water supply in the electric power generation / water supply system 202 which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施形態6に係る発電給水システム202における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of pumping in the electric power generation / water supply system 202 which concerns on Embodiment 6. FIG. 実施形態6に係る発電給水システム202における発電時の水の流れを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the flow of the water at the time of the electric power generation in the electric power generation / water supply system 202 which concerns on Embodiment 6. FIG. 従来の、発電機能を有するポンプ装置を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional pump apparatus which has an electric power generation function.

以下、本発明の発電機能を有するポンプ装置及び発電給水システムを、図に示す実施形態を参照しながら詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a pump device and a power generation / water supply system having a power generation function of the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
実施形態1は、発電機能を有するポンプ装置に関する実施形態である。
[Embodiment 1]
The first embodiment relates to a pump device having a power generation function.

図1は、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10を説明するために示す図である。実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10は、図1に示すように、第1水流口22及び第2水流口24を有するケーシング、並びに、当該ケーシングの内部で正逆双方向に回転可能な羽根車を有する羽根車装置20と、羽根車に連結可能で、かつ、羽根車の回転力により発電可能な発電機30と、羽根車に連結可能で、かつ、羽根車に回転力を付与可能な電動機40とを備える。そして、第1水流口22から第2水流口24に向かう水流によって羽根車を正回転させるときには、羽根車の回転力により発電機30が発電し、電動機40によって羽根車を逆回転させるときには、羽根車の回転力により第2水流口24から第1水流口22に向かう水流を形成する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a pump device 10 having a power generation function according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the pump device 10 according to the first embodiment, which has a power generation function, rotates in both forward and reverse directions in a casing having a first water flow port 22 and a second water flow port 24 and in the casing. An impeller device 20 having a possible impeller, a generator 30 connectable to the impeller and capable of generating electric power by the rotational force of the impeller, and connectable to the impeller, and providing rotational force to the impeller A motor 40 that can be applied. When the impeller is rotated forward by the water flow from the first water flow port 22 to the second water flow port 24, the generator 30 generates power by the rotational force of the impeller, and when the motor 40 reversely rotates the impeller, A water flow from the second water flow port 24 toward the first water flow port 22 is formed by the rotational force of the vehicle.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10は、羽根車と発電機30との連結/連結解除を行う発電機連結解除装置32と、羽根車と電動機40との連結/連結解除を行う電動機連結解除装置42とをさらに備える。そして、第1水流口22から第2水流口24に向かう水流によって羽根車を正回転させるときには、発電機連結解除装置32により羽根車と発電機30とを連結するとともに、電動機連結解除装置42により羽根車と電動機40との連結を解除する。一方、電動機40によって羽根車を逆回転させるときには、電動機連結解除装置42により羽根車と電動機40とを連結するとともに、発電機連結解除装置32により羽根車と発電機30との連結を解除する。   The pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment performs the connection / disconnection of the generator connection / disconnection device 32 that connects / disconnects the impeller and the generator 30 and the connection / disconnection of the impeller / motor 40. An electric motor connection release device 42 is further provided. When the impeller is rotated forward by the water flow from the first water flow port 22 toward the second water flow port 24, the impeller and the generator 30 are connected by the generator connection release device 32, and the motor connection release device 42 is used. The connection between the impeller and the electric motor 40 is released. On the other hand, when the impeller is rotated reversely by the electric motor 40, the impeller and the electric motor 40 are connected by the electric motor connection release device 42, and the connection between the impeller and the generator 30 is released by the generator connection release device 32.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10において、羽根車の回転軸は、一方端が発電機30の回転軸に連結可能であり、他方端が電動機40の回転軸に連結可能である。そして、羽根車の回転軸の一方端と発電機30の回転軸との間に発電機連結解除装置32が配置され、羽根車の回転軸の他方端と電動機40の回転軸との間に電動機連結解除装置42が配置されている。   In the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment, the rotating shaft of the impeller can be connected at one end to the rotating shaft of the generator 30 and the other end can be connected to the rotating shaft of the electric motor 40. . And the generator connection cancellation | release apparatus 32 is arrange | positioned between the one end of the rotating shaft of an impeller, and the rotating shaft of the generator 30, An electric motor is provided between the other end of the rotating shaft of an impeller, and the rotating shaft of the electric motor 40. A decoupling device 42 is arranged.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10は、発電機連結解除装置32が羽根車と発電機30とを連結するときには、電動機連結解除装置42が羽根車と電動機40との連結を解除し、電動機連結解除装置42が羽根車と電動機40とを連結するときには、発電機連結解除装置32が羽根車と発電機30との連結を解除する連結解除制御装置をさらに備える。連結解除制御装置は、図1の制御部60に配設されている。制御部60は、図1に示すように、電動機40への電源の接続状態も制御する。   In the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment, when the generator connection release device 32 connects the impeller and the generator 30, the motor connection release device 42 releases the connection between the impeller and the motor 40. When the motor connection release device 42 connects the impeller and the motor 40, the generator connection release device 32 further includes a connection release control device that releases the connection between the impeller and the generator 30. The connection release control device is disposed in the control unit 60 of FIG. As shown in FIG. 1, the control unit 60 also controls the connection state of the power source to the electric motor 40.

発電により生み出された電力は、図示しないパワーコンディショナーを介して、外部の負荷70(例えば、照明、空調、動力など。)に直接又は電力系統を介して間接的に供給してもよいし、バッテリー80に充電してもよい(図1参照。)。   The electric power generated by the power generation may be supplied to an external load 70 (for example, lighting, air conditioning, power, etc.) via a power conditioner (not shown) directly or indirectly via a power system, or a battery 80 may be charged (see FIG. 1).

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10においては、羽根車装置20として、ケーシングの内部で正逆双方向に回転可能な羽根車を有する種々のポンプを用いることできる。なかでも、フランシス型、プロペラ型、スクリュー型などのポンプと比較して小型でありながら高性能である密閉型渦巻式ポンプを用いることが好ましい。密閉型渦巻式ポンプは、ケーシング内に流入した水は逃げ場がなく、エネルギーが保存された状態で羽根車を回転させることができる。このため、流れ下る水の運動エネルギーは、羽根車が回転する際の運動エネルギーに効率よく変換される。また、密閉型渦巻式ポンプを用いた場合には、小型であり多段化が容易であることから、高揚程が必要な用途に好適に用いることができる。そして、高低差のある上水道システムやビル内給水システムのように、水圧が高い半面比較的流量が少ない高落差給水システムに使用した場合、河川から取水する平野部の低落差大流量の給水システムなどの場合よりも、管径が小さい配管を用いることとなるので、特に好適に用いることができる。   In the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment, various pumps having an impeller that can rotate in both forward and reverse directions inside the casing can be used as the impeller device 20. Among these, it is preferable to use a hermetic spiral pump that is small in size and high in performance as compared with a pump of a Francis type, a propeller type, a screw type or the like. The closed spiral pump has no escape space for water flowing into the casing, and can rotate the impeller in a state where energy is stored. For this reason, the kinetic energy of the flowing-down water is efficiently converted into kinetic energy when the impeller rotates. In addition, when a sealed spiral pump is used, it can be suitably used for applications requiring a high head because it is small in size and easy to be multistaged. And when it is used for a high-head water supply system with a relatively low flow rate, such as a water supply system or a water supply system in a building with a high or low difference, a water supply system with a low head-off flow in a plain that draws water from a river, etc. Since a pipe having a smaller pipe diameter is used than in this case, it can be particularly preferably used.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10においては、発電機連結解除装置32及び電動機連結解除装置42として、噛み合いクラッチ、摩擦クラッチ、電磁クラッチなどの公知のクラッチ機構を用いることができる。   In the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment, a known clutch mechanism such as a mesh clutch, a friction clutch, an electromagnetic clutch, or the like can be used as the generator connection release device 32 and the motor connection release device 42.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10のポンプ効率及び発電効率は、羽根車装置20として密閉型渦巻式ポンプ(例えば、株式会社小松製作所製SF型渦巻ポンプ)を用い、発電機として市販の発電機を用い、電動機として市販の電動機を用いた場合、高いポンプ効率と高い発電効率を得ることができる。また、密閉型渦巻式ポンプを1段で使用する場合でも20m〜30mの揚程は十分可能であり、多段使用により60m又はそれ以上の揚程にも対応可能である。   The pump efficiency and power generation efficiency of the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment are as follows: a closed spiral pump (for example, SF type centrifugal pump manufactured by Komatsu Ltd.) is used as the impeller device 20 and the generator is used. When a commercially available generator is used and a commercially available motor is used as the motor, high pump efficiency and high power generation efficiency can be obtained. Further, even when the closed spiral pump is used in a single stage, a lift of 20 to 30 m is sufficiently possible, and a lift of 60 m or more can be accommodated by using multiple stages.

実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10によれば、羽根車に回転力を付与可能な電動機として、電動機としての性能が高い電動機を用いればよいことから、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10をポンプとして用いた場合にポンプ効率を低下させることがない。   According to the pump device 10 having a power generation function according to the first embodiment, since a motor having high performance as a motor may be used as the motor capable of imparting a rotational force to the impeller, the power generation according to the first embodiment. When the pump device 10 having a function is used as a pump, the pump efficiency is not lowered.

また、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10によれば、羽根車の回転力により発電可能な発電機として、羽根車に回転力を付与可能な電動機と別個の、発電機としての性能が高い発電機を用いることにより、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置を発電機として用いた場合に発電効率を高くすることが可能となる。   In addition, according to the pump device 10 having a power generation function according to the first embodiment, as a generator that can generate power by the rotational force of the impeller, as a generator that is separate from the motor that can apply the rotational force to the impeller. By using a power generator with high performance, it is possible to increase power generation efficiency when the pump device having the power generation function according to the first embodiment is used as a power generator.

その結果、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10は、ポンプ効率を低下させることなく従来よりも発電効率を高くすることが可能な、発電機能を有するポンプ装置となる。   As a result, the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment is a pump device having a power generation function capable of increasing the power generation efficiency as compared with the conventional one without reducing the pump efficiency.

[実施形態2]
実施形態2は、発電給水システムに関する実施形態である。実施形態2に係る発電給水システムは、高低差のある上水道システムに用いるための発電給水システムである。
[Embodiment 2]
Embodiment 2 is an embodiment relating to a power generation / water supply system. The power generation / water supply system according to the second embodiment is a power generation / water supply system for use in a water supply system having a height difference.

図2は、実施形態2に係る発電給水システム100を説明するために示す図である。
実施形態2に係る発電給水システム100は、図2に示すように、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽120と、当該第1貯水槽120よりも低い高さ位置(例えば第1貯水槽120よりも60m低い高い位置)に位置する第2貯水槽122と、第1貯水槽120と第2貯水槽122との間に配設された発電機能を有するポンプ装置と、第1貯水槽120と発電機能を有するポンプ装置の第1水流口とを連結する第1配管130と、発電機能を有するポンプ装置の第2水流口と第2貯水槽122とを連結する第2配管132とを備える発電給水システムである。
FIG. 2 is a diagram for explaining the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 2, the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment includes a first water tank 120 located at a predetermined height position and a height position lower than the first water tank 120 (for example, the first water storage tank). A second water tank 122 located at a position 60 m lower than the tank 120), a pump device having a power generation function disposed between the first water tank 120 and the second water tank 122, and the first water tank 120 and a first pipe 130 connecting the first water flow port of the pump device having a power generation function, and a second pipe 132 connecting the second water flow port of the pump device having a power generation function and the second water storage tank 122. It is a power supply / water supply system.

そして、実施形態2に係る発電給水システム100は、発電機能を有するポンプ装置として、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10を備える。実施形態2に係る発電給水システム100は、第1貯水槽120から第2貯水槽122に流れ下る水流によって羽根車を正回転させて発電機30(図1参照。)に発電を行わせる機能と、電動機40(図1参照。)によって羽根車を逆回転させることによって第2貯水槽122から第1貯水槽120に向かう水流を形成することで揚水を行わせる機能を有する。   And the electric power generation / water supply system 100 which concerns on Embodiment 2 is provided with the pump apparatus 10 which has an electric power generation function which concerns on Embodiment 1 as a pump apparatus which has an electric power generation function. The power generation / water supply system 100 according to the second embodiment has a function of causing the generator 30 (see FIG. 1) to generate power by rotating the impeller forward by the water flow flowing from the first water storage tank 120 to the second water storage tank 122. The pump 40 has a function of pumping water by forming a water flow from the second water tank 122 toward the first water tank 120 by rotating the impeller reversely by the electric motor 40 (see FIG. 1).

そして、実施形態2に係る発電給水システム100は、水源110の水を第1貯水槽120に導入する第3配管112と、第2貯水槽122の水を各需要者に供給する第4配管140とをさらに備える。なお、図2中、符号V1,V2,V3は開閉バルブを示し、符号114は汲み上げ用のポンプを示す。   The power generation / water supply system 100 according to the second embodiment includes a third pipe 112 that introduces water from the water source 110 into the first water tank 120 and a fourth pipe 140 that supplies water from the second water tank 122 to each consumer. And further comprising. In FIG. 2, reference numerals V1, V2 and V3 indicate open / close valves, and reference numeral 114 indicates a pump for pumping.

実施形態2に係る発電給水システム100においては、深夜の時間帯に、深夜電力を用いて電動機40を駆動することによって羽根車を逆回転させて第2貯水槽122の水を第1貯水槽120に揚水し、発電を行わせたいとき、第1貯水槽120から第2貯水槽122に向かって流れ下る水流によって羽根車を正回転させて発電機30に発電を行わせる。   In the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment, the impeller is reversely rotated by driving the electric motor 40 using late-night power in the midnight time zone, so that the water in the second water tank 122 is supplied to the first water tank 120. When the water is pumped up and power generation is desired, the impeller is rotated forward by the water flowing down from the first water tank 120 toward the second water tank 122 to cause the generator 30 to generate power.

図3は、実施形態2に係る発電給水システム100における給水時の水の流れを説明するために示す図である。図4は、実施形態2に係る発電給水システム100における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。
実施形態1に係る発電給水システム100の使用方法を、図3及び図4を用いて説明する。なお、初期状態として、羽根車と電動機40との連結、及び、羽根車と発電機30との連結は、ともに解除されているものとする。また、開閉バルブV1、開閉バルブV2及び開閉バルブV3はすべて閉じた状態であるものとする。
FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of water during water supply in the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of water during pumping in the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment.
A method of using the power generation / water supply system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. As an initial state, it is assumed that the connection between the impeller and the electric motor 40 and the connection between the impeller and the generator 30 are both released. Further, it is assumed that the on-off valve V1, the on-off valve V2, and the on-off valve V3 are all closed.

(1)給水時(各需要者への給水時)
給水時には、まず発電機連結解除装置32(図1参照。)により羽根車と発電機30とを連結する。なお、羽根車と電動機40との連結は解除された初期状態のままとする。その後、開閉バルブV1、開閉バルブV2及び開閉バルブV3を所定の状態まで開いた状態とする。
(1) At the time of water supply (at the time of water supply to each consumer)
At the time of water supply, first, the impeller and the generator 30 are connected by the generator connection release device 32 (see FIG. 1). Note that the connection between the impeller and the electric motor 40 remains in the released initial state. Thereafter, the on-off valve V1, the on-off valve V2, and the on-off valve V3 are opened to a predetermined state.

これにより、図3に示すように、第1貯水槽120に貯留されていた水が、第1配管130、羽根車装置20(図1参照。)及び第2配管132を介して、第2貯水槽122に向けて流れ下るとともに、第2貯水槽122に貯留されていた水が第4配管140を介して各需要者に向けて供給されることとなる。そして、その際、第1水流口22(図1参照。)から第2水流口24(図1参照。)に向かう水流によって羽根車が正回転し、当該羽根車の回転力により発電機が発電動作を行う。なお、第1貯水槽120に貯留されていた水を第2貯水槽122に流す動作は、間欠的に行うこともできる。   As a result, as shown in FIG. 3, the water stored in the first water storage tank 120 passes through the first pipe 130, the impeller device 20 (see FIG. 1), and the second pipe 132. While flowing down toward the tank 122, the water stored in the second water storage tank 122 is supplied to each consumer via the fourth pipe 140. At that time, the impeller rotates forward by the water flow from the first water flow port 22 (see FIG. 1) to the second water flow port 24 (see FIG. 1), and the generator generates power by the rotational force of the impeller. Perform the action. In addition, the operation | movement which flows the water stored in the 1st water tank 120 to the 2nd water tank 122 can also be performed intermittently.

実施形態2に係る発電給水システム100によれば、第1貯水槽120に貯留されている水を各需要者に給水する過程で、自動的に発電が行われることになる。例えば、第1貯水槽120と第2貯水槽122との高低差が60mであり、水量が1000L/分のとき、3kW程度の電力が生み出される。   According to the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment, power generation is automatically performed in the process of supplying the water stored in the first water tank 120 to each consumer. For example, when the height difference between the first water tank 120 and the second water tank 122 is 60 m and the amount of water is 1000 L / min, about 3 kW of power is generated.

(2)揚水時
揚水時には、まず電動機連結解除装置42(図1参照。)により羽根車と電動機40とを連結する。なお、羽根車と発電機30との連結は解除された初期状態のままとする。その後、開閉バルブV1、開閉バルブV2及び開閉バルブV3を所定の状態まで開いた状態とする。
(2) During pumping During pumping, first, the impeller and the motor 40 are connected by the motor connection release device 42 (see FIG. 1). Note that the connection between the impeller and the generator 30 remains in the released initial state. Thereafter, the on-off valve V1, the on-off valve V2, and the on-off valve V3 are opened to a predetermined state.

その状態で、電動機40を駆動して羽根車を逆回転させると、羽根車の回転力により第2水流口24から第1水流口22に向かう水流が形成される。これにより、図4に示すように、第2貯水槽122に貯留されていた水を第1貯水槽120に揚水することができる。   In this state, when the electric motor 40 is driven to rotate the impeller in reverse, a water flow from the second water flow port 24 toward the first water flow port 22 is formed by the rotational force of the impeller. Thereby, as shown in FIG. 4, the water stored in the second water tank 122 can be pumped into the first water tank 120.

実施形態2に係る発電給水システム100によれば、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽120と、当該第1貯水槽120よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽122との間に、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10を備えることから、第2貯水槽122から第1貯水槽120に水を揚水するときのポンプ効率を低下させることなく、第1貯水槽120から第2貯水槽122に流れ下る流水を用いて発電するときの発電効率を高くすることが可能な発電給水システムを構成することが可能となる。   According to the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment, the first water tank 120 located at a predetermined height position and the second water tank 122 located at a height position lower than the first water tank 120. In the meantime, since the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment is provided, the first water storage without lowering the pump efficiency when pumping water from the second water storage tank 122 to the first water storage tank 120. It is possible to configure a power generation / water supply system capable of increasing the power generation efficiency when generating electricity using the flowing water flowing down from the tank 120 to the second water storage tank 122.

実施形態2に係る発電給水システム100によれば、通常の上水道システムと同様に給水を行う過程で発電を行うことが可能であり、なおかつ、安価な深夜電力により揚水が可能であることから、通常の給水能力を損なうことなく発電が可能な発電給水システムとなる。   According to the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment, power generation can be performed in the process of supplying water in the same manner as in a normal water supply system, and pumping can be performed with inexpensive late-night power. It becomes a power generation / water supply system capable of generating power without impairing the water supply capacity of the water.

[実施形態3]
図5は、実施形態3に係る発電給水システム102を説明するために示す図である。図6は、実施形態3に係る発電給水システム102において第2貯水槽122の水を上流の他の系統へ給水する時の水の流れを説明するために示す図である。図5中、符号V4は開閉バルブを示す。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a diagram for explaining the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of water when the water in the second water storage tank 122 is supplied to another upstream system in the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment. In FIG. 5, symbol V4 indicates an open / close valve.

実施形態3に係る発電給水システム102は、基本的には、実施形態2に係る発電給水システム100と同様の構成を有するが、図5に示すように、第1配管130に第5配管150が接続されている点で、実施形態2に係る発電給水システム100とは異なる。   The power generation / water supply system 102 according to the third embodiment basically has the same configuration as the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment, but as shown in FIG. It differs from the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment in that it is connected.

従って、実施形態3に係る発電給水システム102は、実施形態2に係る発電給水システム100が有する効果に加えて、以下のような効果を有する。すなわち、実施形態3に係る発電給水システム102によれば、第1配管130に第5配管150が接続されていることから、第2貯水槽122よりも下流の各需要者に水を供給するだけでなく、第2貯水槽122よりも上流にある他の系統の需要者に対しても水を供給することが可能となる。   Therefore, the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects of the power generation / water supply system 100 according to the second embodiment. That is, according to the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment, since the fifth pipe 150 is connected to the first pipe 130, only water is supplied to each consumer downstream from the second water tank 122. Instead, it becomes possible to supply water to consumers of other systems upstream from the second water tank 122.

この場合、もちろん第1貯水槽120の水を他の系統の需要者に対してそのまま供給してもよいが、図6に示すように、第2貯水槽122の水をポンプアップして他の系統の需要者に対しても水を供給してもよい。また、前者の場合、第2貯水槽122よりも下流の各需要者に水を供給しながら第2貯水槽122よりも上流にある他の系統の需要者に対して水を供給してもよいし、第2貯水槽122よりも下流の各需要者への水の供給を止めた状態で第2貯水槽122よりも上流にある他の系統の需要者に対して水を供給してもよい。   In this case, of course, you may supply the water of the 1st water tank 120 with respect to the consumer of another system | strain as it is, but as shown in FIG. Water may also be supplied to system users. In the former case, water may be supplied to consumers of other systems upstream of the second water storage tank 122 while supplying water to the consumers downstream of the second water storage tank 122. Then, water may be supplied to consumers of other systems upstream of the second water storage tank 122 in a state where the supply of water to the consumers downstream of the second water storage tank 122 is stopped. .

実施形態3に係る発電給水システム200は、例えば、以下のような使い方をすることができる。すなわち、第2貯水槽122よりも上流にある他の系統に属する地域で局所的な水不足が起こった場合、当該地域の需要者に対して水を供給することが可能となる。   The power generation / water supply system 200 according to the third embodiment can be used as follows, for example. That is, when a local water shortage occurs in an area belonging to another system upstream of the second water tank 122, water can be supplied to consumers in the area.

[実施形態4]
図7は、実施形態4に係る発電給水システム104を説明するために示す図である。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a diagram for explaining the power generation / water supply system 104 according to the fourth embodiment.

実施形態4に係る発電給水システム104は、基本的には、実施形態3に係る発電給水システム102と同様の構成を有するが、図7に示すように、第2貯水槽122よりもさらに低い高さ位置に位置する別の貯水槽124を備える点で、実施形態3に係る発電給水システム102とは異なる。そして、実施形態4に係る発電給水システム104においては、それに応じて、第2貯水槽122と別の貯水槽124との間には(別の)実施形態1に係る発電機能を有するポンプ装置10が配設され、当該実施形態1に係る発電機能を有するポンプ装置10と第2貯水槽122及び別の貯水槽124との間には(別の)第1配管130及び(別の)第2配管132が配設されている。   The power generation / water supply system 104 according to the fourth embodiment basically has the same configuration as that of the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment, but has a lower height than the second water storage tank 122 as shown in FIG. It differs from the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment in that it includes another water storage tank 124 located in the vertical position. And in the power generation / water supply system 104 according to the fourth embodiment, the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment is provided between the second water storage tank 122 and another water storage tank 124 accordingly. Between the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment and the second water tank 122 and another water tank 124 (another) first pipe 130 and (another) second tank. A pipe 132 is provided.

従って、実施形態4に係る発電給水システム104は、実施形態3に係る発電給水システム102が有する効果に加えて、以下のような効果を有する。すなわち、実施形態4に係る発電給水システム104によれば、第1貯水槽120と別の貯水槽124との間に発電機能を有するポンプ装置を2台備えることから、より一層高低差のある上水道システムに好適なものとなる。また、それに応じて、実施形態3に係る発電給水システムよりも大きな電力を生み出すことが可能となる。   Therefore, the power generation / water supply system 104 according to the fourth embodiment has the following effects in addition to the effects of the power generation / water supply system 102 according to the third embodiment. That is, according to the power generation / water supply system 104 according to the fourth embodiment, two pump devices having a power generation function are provided between the first water storage tank 120 and another water storage tank 124. This is suitable for the system. Moreover, according to it, it becomes possible to produce electric power larger than the electric power generation / water supply system which concerns on Embodiment 3. FIG.

水源と各需要者の居住地との間に大きな高低差がある場合、3台以上の発電機能を有するポンプ装置を配設することにより、より一層大きな電力を生み出すことも可能となる。   In the case where there is a large difference in height between the water source and the residence of each consumer, it is possible to generate even more power by arranging three or more pump devices having a power generation function.

[実施形態5]
実施形態5は、発電給水システムに関する実施形態である。実施形態5に係る発電給水システムは、ビル内給水システムに用いるための発電給水システムである。
[Embodiment 5]
Embodiment 5 is an embodiment relating to a power generation / water supply system. The power generation / water supply system according to Embodiment 5 is a power generation / water supply system for use in a building water supply system.

図8は、実施形態5に係る発電給水システム200を説明するために示す図である。なお、実施形態5に係る発電給水システム200は、図8に示すように、6階建てのビル内給水システムに用いるための発電給水システムであるものとする。   FIG. 8 is a diagram for explaining the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment. In addition, the power generation / water supply system 200 according to Embodiment 5 is assumed to be a power generation / water supply system for use in a 6-story building water supply system as shown in FIG.

実施形態5に係る発電給水システム200は、図8に示すように、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽220と、当該第1貯水槽220よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽222と、第1貯水槽220と第2貯水槽222との間に配設された発電機能を有するポンプ装置10と、第1貯水槽220と発電機能を有するポンプ装置10の第1水流口22とを連結する第1配管230と、発電機能を有するポンプ装置10の第2水流口24と第2貯水槽222とを連結する第2配管232とを備える発電給水システムである。なお、発電機能を有するポンプ装置10は、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10である。   As shown in FIG. 8, the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment includes a first water tank 220 positioned at a predetermined height position and a second water position positioned lower than the first water tank 220. A pump device 10 having a power generation function disposed between the water storage tank 222, the first water storage tank 220 and the second water storage tank 222, and a first water flow of the first water storage tank 220 and the pump device 10 having a power generation function. It is a power generation / water supply system including a first pipe 230 that connects the port 22, and a second pipe 232 that connects the second water flow port 24 of the pump device 10 having a power generation function and the second water storage tank 222. The pump device 10 having a power generation function is the pump device 10 having a power generation function according to the first embodiment.

そして、実施形態5に係る発電給水システム200は、第1貯水槽220からの第2貯水槽222に流れ下る水流によって羽根車を正回転させて発電機30に発電を行わせる機能と、電動機40によって羽根車を逆回転させることによって第2貯水槽222から第1貯水槽220に向かう水流を形成することで揚水を行わせる機能を有する。   The power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment includes a function of causing the generator 30 to generate power by rotating the impeller forward by the water flow flowing from the first water storage tank 220 to the second water storage tank 222, and the electric motor 40. By rotating the impeller reversely, the water flow from the second water storage tank 222 toward the first water storage tank 220 is formed, and the pumping is performed.

そして、実施形態5に係る発電給水システム200は、水供給系210からの水を第2貯水槽222に導入する第5配管212と、第1貯水槽220の水をビル内の各需要者に供給する第6配管240,242とをさらに備える。なお、図9中、符号V11,V12は開閉バルブを示す。   And the electric power generation / water supply system 200 which concerns on Embodiment 5 introduce | transduced the water from the water supply system 210 into the 2nd water tank 222, and the water of the 1st water tank 220 to each consumer in a building. Sixth pipes 240 and 242 to be supplied are further provided. In FIG. 9, reference numerals V11 and V12 denote open / close valves.

実施形態5に係る発電給水システム200においては、深夜の時間帯に、深夜電力を用いて電動機40を駆動することによって羽根車を逆回転させて第2貯水槽222の水を第1貯水槽220に揚水し、発電を行わせたいとき、第1貯水槽220から第2貯水槽222に向かって流れ下る水流によって羽根車を正回転させて発電機30に発電を行わせる。   In the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment, the impeller is rotated reversely by driving the electric motor 40 using late-night power in the late-night time period, so that the water in the second water storage tank 222 is supplied to the first water storage tank 220. When the water is pumped up and power generation is desired, the impeller is rotated forward by the water flow flowing from the first water tank 220 toward the second water tank 222 to cause the generator 30 to generate power.

図9は、実施形態5に係る発電給水システム200における給水時の水の流れを説明するために示す図である。図10は、実施形態5に係る発電給水システム200における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。図11は、実施形態5に係る発電給水システム200における発電時の水の流れを説明するために示す図である。
実施形態5に係る発電給水システム200の使用方法を、図9〜図11を用いて説明する。なお、初期状態として、羽根車と電動機40との連結、及び、羽根車と発電機30との連結は、ともに解除されているものとする。また、開閉バルブV11は閉じた状態であり、開閉バルブV12はすべて開いた状態であるものとする。
FIG. 9 is a diagram for explaining the flow of water during water supply in the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment. FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of water during pumping in the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment. FIG. 11 is a diagram for explaining the flow of water during power generation in the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment.
A method of using the power generation / water supply system 200 according to Embodiment 5 will be described with reference to FIGS. As an initial state, it is assumed that the connection between the impeller and the electric motor 40 and the connection between the impeller and the generator 30 are both released. Further, it is assumed that the on-off valve V11 is in a closed state and all the on-off valves V12 are in an open state.

(1)給水時(ビル内各階の各需要者への給水時)
給水時には、羽根車と電動機40との連結、及び、羽根車と発電機30との連結は解除された初期状態のままとする。そして、開閉バルブV11は閉じた状態とし、開閉バルブV12はすべて開いた状態とする。従って、給水時には、図9に示すように、第1貯水槽220の水はビル内各階(1階〜6階)の各需要者の蛇口まで供給されることとなる。従って、各需要者は、水を使用したいとき、通常の場合と同様に、蛇口をまわすことで水を使用することができる。
(1) At the time of water supply (at the time of water supply to each customer on each floor in the building)
At the time of water supply, the connection between the impeller and the electric motor 40 and the connection between the impeller and the generator 30 are kept in the released initial state. The open / close valve V11 is closed and all the open / close valves V12 are open. Therefore, at the time of water supply, as shown in FIG. 9, the water of the 1st water storage tank 220 will be supplied to the faucet of each consumer of each floor (1st floor-6th floor) in a building. Therefore, each consumer can use the water by turning the faucet, as usual, when he / she wants to use the water.

(2)揚水時
揚水時には、電動機連結解除装置42により羽根車と電動機40とを連結する。なお、羽根車と発電機30との連結は解除された初期状態のままとする。その後、図10に示すように、開閉バルブV11を所定の状態まで開いた状態とする。なお、開閉バルブV12は、すべて開いた状態の初期状態のままとする。従って、その状態で、電動機40を駆動して羽根車を逆回転させると、羽根車の回転力により第2水流口24から第1水流口22に向かう水流が形成される。これにより、第2貯水槽222に貯留されていた水を第1貯水槽220に揚水することができる。なお、揚水時には、開閉バルブV12をすべて閉じた状態とすることもできる。
(2) During pumping During pumping, the impeller and the motor 40 are connected by the motor connection release device 42. Note that the connection between the impeller and the generator 30 remains in the released initial state. Thereafter, as shown in FIG. 10, the open / close valve V11 is opened to a predetermined state. Note that all the open / close valves V12 remain in the initial state in which they are open. Therefore, when the electric motor 40 is driven in this state to rotate the impeller reversely, a water flow from the second water flow port 24 toward the first water flow port 22 is formed by the rotational force of the impeller. As a result, the water stored in the second water tank 222 can be pumped into the first water tank 220. During pumping, all the open / close valves V12 can be closed.

(3)発電時
発電時には、発電機連結解除装置32により羽根車と発電機30とを連結した後、図11に示すように、開閉バルブV11を所定の状態まで開いた状態とする。なお、羽根車と電動機40との連結は解除された初期状態のままとし、開閉バルブV12はすべて開いた状態の初期状態のままとする。すると、図11に示すように、第1貯水槽220に貯留されていた水が、第1配管230、羽根車装置20及び第2配管232を介して、第2貯水槽222に向けて流れ下ることとなる。そして、その際、第1水流口22から第2水流口24に向かう水流によって羽根車が正回転し、当該羽根車の回転力により発電機が発電動作を行う。なお、発電時には、開閉バルブV12をすべて閉じた状態とすることもできる。
(3) During power generation During power generation, after the impeller and the generator 30 are connected by the generator connection release device 32, the open / close valve V11 is opened to a predetermined state as shown in FIG. Note that the connection between the impeller and the electric motor 40 remains in the released initial state, and all the open / close valves V12 remain in the open initial state. Then, as shown in FIG. 11, the water stored in the first water tank 220 flows down toward the second water tank 222 via the first pipe 230, the impeller device 20 and the second pipe 232. It will be. At that time, the impeller rotates forward by the water flow from the first water flow port 22 toward the second water flow port 24, and the generator performs a power generation operation by the rotational force of the impeller. During power generation, all the open / close valves V12 can be closed.

実施形態5に係る発電給水システム200によれば、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽220と、当該第1貯水槽220よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽222との間に、実施形態1に係る、発電機能を有するポンプ装置10を備えることから、第2貯水槽222から第1貯水槽220に水を揚水するときのポンプ効率を低下させることなく、第1貯水槽220から第2貯水槽222に流れ下る流水を用いて発電するときの発電効率を高くすることが可能な発電給水システムを構成することが可能となる。   According to the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment, the first water tank 220 located at a predetermined height position and the second water tank 222 located at a height position lower than the first water tank 220. In the meantime, since the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment is provided, the first water storage without reducing the pump efficiency when pumping water from the second water storage tank 222 to the first water storage tank 220. It is possible to configure a power generation / water supply system capable of increasing the power generation efficiency when generating electricity using the flowing water flowing down from the tank 220 to the second water storage tank 222.

実施形態5に係る発電給水システム200は、例えば、以下のような使い方をすることができる。すなわち、通常状態(日常)においては、ビル内で通常の給水動作(図9参照。)を実施する。そして、深夜の時間帯になったら、深夜電力で揚水動作(図10参照。)を実施することで、第1貯水槽220に貯留される水量を極力多くしておく。そして、地震や事故などにより停電が生じたときには、発電動作(図11参照。)を実施できるようにして、非常時における電源確保の一手段としておく。   The power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment can be used as follows, for example. That is, in a normal state (daily), a normal water supply operation (see FIG. 9) is performed in the building. And if it is a midnight time slot | zone, the amount of water stored in the 1st water tank 220 will be increased as much as possible by implementing the pumping operation | movement (refer FIG. 10) with midnight electric power. Then, when a power failure occurs due to an earthquake or an accident, a power generation operation (see FIG. 11) can be carried out as a means for securing a power supply in an emergency.

[実施形態6]
図12は、実施形態6に係る発電給水システム202を説明するために示す図である。図13は、実施形態6に係る発電給水システム202における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。図14は、実施形態6に係る発電給水システム202における揚水時の水の流れを説明するために示す図である。図15は、実施形態6に係る発電給水システム202における発電時の水の流れを説明するために示す図である。
[Embodiment 6]
FIG. 12 is a diagram for explaining the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining the flow of water during pumping in the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment. FIG. 14 is a diagram for explaining the flow of water during pumping in the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment. FIG. 15 is a diagram for explaining the flow of water during power generation in the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment.

実施形態6に係る発電給水システム202は、基本的には、実施形態5に係る発電給水システム200と同様の構成を有するが、図12に示すように、第1貯水槽220よりもさらに高い高さ位置に位置する別の貯水槽224を備える点で、実施形態5に係る発電給水システム200とは異なる。そして、実施形態6に係る発電給水システム202においては、それに応じて、第1貯水槽220と別の貯水槽224との間には(別の)実施形態1に係る発電機能を有するポンプ装置10が配設され、当該実施形態1に係る発電機能を有するポンプ装置10と別の貯水槽224及び第1貯水槽220との間には(別の)第1配管234及び(別の)第2配管236が配設されている。   The power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment basically has the same configuration as that of the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment, but is higher than the first water tank 220 as shown in FIG. The power supply / water supply system 200 according to the fifth embodiment is different from the power generation / supply water system 200 according to the fifth embodiment in that another water storage tank 224 is provided in the vertical position. And in the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment, the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment is provided between the first water storage tank 220 and another water storage tank 224 accordingly. Between the pump device 10 having the power generation function according to the first embodiment and another water storage tank 224 and the first water storage tank 220 (another) first pipe 234 and (another) second A pipe 236 is provided.

実施形態6に係る発電給水システム200の使用方法を、図13〜図15を用いて説明する。なお、初期状態として、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、羽根車と電動機40との連結、及び、羽根車と発電機30との連結は、ともに解除されているものとする。また、開閉バルブV11及び開閉バルブV13は閉じた状態であり、開閉バルブV12及び開閉バルブV14はすべて開いた状態であるものとする。   A method of using the power generation / water supply system 200 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. In the initial state, it is assumed that the connection between the impeller and the electric motor 40 and the connection between the impeller and the generator 30 are both released in the pump device 10 having two power generation functions. Further, it is assumed that the on-off valve V11 and the on-off valve V13 are in a closed state, and that the on-off valve V12 and the on-off valve V14 are all open.

(1)給水時(ビル内各階の各需要者への給水時)
給水時には、第1貯水槽に貯留されている水の量や、各需要者による水の使用量に応じて、開閉バルブV13を適宜開いたり閉じたりする。また、別の貯水槽224と第1貯水槽220との間に配設された発電機能を有するポンプ装置10は、羽根車と発電機30とを連結し、羽根車と電動機40との連結は解除された初期状態のままとする。また、第1貯水槽220と第2貯水槽222との間に配設された発電機能を有するポンプ装置10は、羽根車と電動機40との連結、及び、羽根車と発電機30との連結は解除された初期状態のままとする。そして、開閉バルブV11は閉じた初期状態のままとし、開閉バルブV12及び開閉バルブV14もすべて開いた初期状態のままとする。
(1) At the time of water supply (at the time of water supply to each customer on each floor in the building)
At the time of water supply, the on-off valve V13 is appropriately opened or closed according to the amount of water stored in the first water tank or the amount of water used by each consumer. Further, the pump device 10 having a power generation function disposed between another water tank 224 and the first water tank 220 connects the impeller and the generator 30, and the impeller and the motor 40 are connected to each other. Leave the released initial state. The pump device 10 having a power generation function disposed between the first water tank 220 and the second water tank 222 includes a connection between the impeller and the electric motor 40 and a connection between the impeller and the generator 30. Is left in the released initial state. The on-off valve V11 remains in the closed initial state, and the on-off valve V12 and the on-off valve V14 all remain in the open initial state.

従って、給水時には、図13に示すように、別の貯水槽224の水はビルの4階〜6階の各需要者の蛇口まで供給されることとなり、第1貯水槽220の水はビルの1階〜3階の各需要者の蛇口まで供給されることとなる。従って、ビルの1階〜6階の各需要者は、水を使用したいとき、通常の場合と同様に、蛇口をまわすことで水を使用することができる。また、このとき、ビルの1階〜3階の各需要者が水を使用するときは、別の貯水槽224に貯留されていた水が、第1配管234、羽根車装置20及び第2配管236を介して、第1貯水槽220に向けて流れ下ることとなる。そして、その際、別の貯水槽224と第1貯水槽220との間に配設されている発電機能を有するポンプ装置10においては、第1水流口22から第2水流口24に向かう水流によって羽根車が正回転し、当該羽根車の回転力により発電機が発電動作を行う。   Therefore, at the time of water supply, as shown in FIG. 13, the water in another water tank 224 is supplied to each customer's faucet on the fourth to sixth floors of the building, and the water in the first water tank 220 is supplied to the building. It will be supplied to the faucet of each consumer on the 1st to 3rd floors. Therefore, each consumer on the first to sixth floors of the building can use the water by turning the faucet, as usual, when he / she wants to use the water. At this time, when each customer on the first to third floors of the building uses water, the water stored in another water tank 224 is the first pipe 234, the impeller device 20, and the second pipe. It flows down toward the first water storage tank 220 via 236. And in that case, in the pump apparatus 10 which has the power generation function arrange | positioned between another water tank 224 and the 1st water tank 220, by the water flow which goes to the 2nd water flow port 24 from the 1st water flow port 22 The impeller rotates forward, and the generator performs a power generation operation by the rotational force of the impeller.

(2)揚水時
揚水時には、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、電動機連結解除装置42により羽根車と電動機40とを連結する。なお、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、羽根車と発電機30との連結は解除された初期状態のままとする。その後、図14に示すように、開閉バルブV11及び開閉バルブV13を所定の状態まで開いた状態とする。なお、開閉バルブV12及び開閉バルブV14は、すべて開いた状態の初期状態のままとする。従って、その状態で、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、電動機40を駆動して羽根車を逆回転させると、羽根車の回転力により第2水流口24から第1水流口22に向かう水流が形成される。これにより、第2貯水槽222に貯留されていた水を第1貯水槽220に揚水するとともに、第1貯水槽220に貯留されていた水を別の貯水槽224に揚水することができる。なお、揚水時には、開閉バルブV12及び開閉バルブV14をすべて閉じた状態とすることもできる。
(2) During pumping During pumping, the impeller and the motor 40 are connected by the motor disconnection device 42 together with the pump device 10 having two power generation functions. Note that the connection between the impeller and the generator 30 remains in the released initial state in both the pump devices 10 having the two power generation functions. Thereafter, as shown in FIG. 14, the on-off valve V11 and the on-off valve V13 are opened to a predetermined state. Note that the open / close valve V12 and the open / close valve V14 are all left in the initial state. Therefore, in this state, when the pump device 10 having two power generation functions drives the electric motor 40 to reversely rotate the impeller, the rotational force of the impeller changes the second water flow port 24 to the first water flow port 22. A heading water stream is formed. As a result, the water stored in the second water storage tank 222 can be pumped to the first water storage tank 220 and the water stored in the first water storage tank 220 can be pumped to another water storage tank 224. During pumping, all of the opening / closing valve V12 and the opening / closing valve V14 can be closed.

(3)発電時
発電時には、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、発電機連結解除装置32により羽根車と発電機30とを連結した後、図15に示すように、開閉バルブV11及び開閉バルブV13を所定の状態まで開いた状態とする。なお、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、羽根車と電動機40との連結は解除された初期状態のままとし、開閉バルブV12及び開閉バルブV14はすべて開いた状態の初期状態のままとする。すると、図15に示すように、別の貯水槽224に貯留されていた水が、第1配管234、羽根車装置20及び第2配管236を介して、第1貯水槽220に向けて流れ下るとともに、第1貯水槽220に貯留されていた水が、第1配管230、羽根車装置20及び第2配管232を介して、第2貯水槽222に向けて流れ下ることとなる。そして、その際、2台の発電機能を有するポンプ装置10ともに、第1水流口22から第2水流口24に向かう水流によって羽根車が正回転し、当該羽根車の回転力により発電機が発電動作を行う。なお、発電時には、開閉バルブV12及び開閉バルブV14をすべて閉じた状態とすることもできる。
(3) During power generation During power generation, the pump device 10 having two power generation functions is connected to the impeller and the generator 30 by the generator connection release device 32, and then, as shown in FIG. The on-off valve V13 is opened to a predetermined state. In addition, in both pump apparatuses 10 having the two power generation functions, the connection between the impeller and the electric motor 40 is left in the initial state, and the on-off valve V12 and the on-off valve V14 are all opened. To do. Then, as shown in FIG. 15, the water stored in another water storage tank 224 flows down toward the first water storage tank 220 via the first pipe 234, the impeller device 20 and the second pipe 236. At the same time, the water stored in the first water storage tank 220 flows down toward the second water storage tank 222 via the first pipe 230, the impeller device 20, and the second pipe 232. At that time, in both pump devices 10 having the power generation function, the impeller rotates forward by the water flow from the first water flow port 22 toward the second water flow port 24, and the generator generates power by the rotational force of the impeller. Perform the action. During power generation, the on-off valve V12 and the on-off valve V14 can all be closed.

従って、実施形態6に係る発電給水システム202は、実施形態5に係る発電給水システム200が有する効果に加えて、以下のような効果を有する。すなわち、実施形態6に係る発電給水システム202によれば、通常状態(日常の給水時)においても、開閉バルブV13を開いたタイミングのときには発電が行われる。   Therefore, the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment has the following effects in addition to the effects of the power generation / water supply system 200 according to the fifth embodiment. That is, according to the power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment, power generation is performed at the timing when the on-off valve V13 is opened even in a normal state (during daily water supply).

実施形態6に係る発電給水システム202は、例えば、以下のような使い方をすることができる。すなわち、通常状態(日常)においては、ビル内で通常の給水動作(図13参照。)を実施する。そして、深夜の時間帯になったら、深夜電力で揚水動作(図14参照。)を実施することで、別の貯水槽224及び第1貯水槽220に貯留される水量を極力多くしておく。そして、地震や事故などにより停電が生じたときには、発電動作(図15参照。)を実施できるようにして、非常時における電源確保の一手段としておく。この際、通常使用時においても、発電が行われる。   The power generation / water supply system 202 according to the sixth embodiment can be used as follows, for example. That is, in a normal state (daily), a normal water supply operation (see FIG. 13) is performed in the building. And if it becomes a midnight time slot | zone, the amount of water stored in another water storage tank 224 and the 1st water storage tank 220 will be increased as much as possible by implementing a pumping operation (refer FIG. 14) with late-night electric power. Then, when a power failure occurs due to an earthquake or an accident, a power generation operation (see FIG. 15) can be carried out as a means for securing a power supply in an emergency. At this time, power generation is performed even during normal use.

以上、本発明の発電機能を有するポンプ装置及び発電給水システムを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   As mentioned above, although the pump apparatus and electric power generation / water supply system which have an electric power generation function of this invention were demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to this, It can implement in the range which does not deviate from the summary. For example, the following modifications are possible.

(1)実施形態2、3又は5においては、発電機能を有するポンプ装置を1台備える発電給水システムを例にとって本発明を説明し、実施形態4又は6においては、発電機能を有するポンプ装置を2台備える発電給水システムを例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の発電給水システムは、発電機能を有するポンプ装置を3台以上備えるものであってもよい。 (1) In the second, third, or fifth embodiment, the present invention will be described by taking a power generation / water supply system including one pump device having a power generation function as an example. In the fourth or sixth embodiment, a pump device having a power generation function is described. Although this invention was demonstrated taking the example of the power generation / water supply system provided with 2 units | sets, this invention is not limited to this. The power generation / water supply system of the present invention may include three or more pump devices having a power generation function.

(2)実施形態5又は6においては、水供給系からの水が第2貯水槽222のみに導入されるように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の発電給水システムにおいては、水供給系からの水が第1貯水槽220又は別の貯水槽224にも導入されるように構成されていてもよい。 (2) In Embodiment 5 or 6, the water from the water supply system is configured to be introduced only into the second water tank 222, but the present invention is not limited to this. The power supply / water supply system of the present invention may be configured such that water from the water supply system is also introduced into the first water tank 220 or another water tank 224.

(3)実施形態5又は6においては、6階建てのビルを例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。6階建てよりも低層又は高層のビルに本発明を適用することもできる。 (3) In Embodiment 5 or 6, the present invention has been described by taking a six-story building as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to buildings that are lower or higher than six stories.

(4)実施形態1〜6においては、各配管の数や配設位置は各実施例に記載のものに限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。また、各配管に配設される開閉バルブの数や配設位置は各実施例に記載のものに限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。 (4) In the first to sixth embodiments, the number and arrangement positions of the pipes are not limited to those described in the examples, and various variations are possible. Further, the number and arrangement positions of the on-off valves arranged in each pipe are not limited to those described in each embodiment, and various variations are possible.

10…発電機能を有するポンプ装置、20…羽根車装置、22…第1水流口、24…第2水流口、30…発電機、32…発電機連結解除装置、40…電動機、42…電動機連結解除装置、50…電源、60…制御部、70…負荷、80…バッテリー、100,102,104,200,202…発電給水システム、110…水源、112…第3配管、114…ポンプ、120,220…第1貯水槽、122,222…第2貯水槽、124,224…別の貯水槽、130,230,234…第1配管、132,232,236…第2配管、140…第4配管、150…他の系統への配管、210…水供給系、212…第5配管、240,242,244,246…第6配管、V1,V2,V3,V4,V11,V12,V13,V14…開閉バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pump apparatus which has a power generation function, 20 ... Impeller apparatus, 22 ... 1st water flow port, 24 ... 2nd water flow port, 30 ... Generator, 32 ... Generator connection cancellation | release apparatus, 40 ... Electric motor, 42 ... Electric motor connection Release device 50 ... Power source 60 ... Control unit 70 ... Load 80 ... Battery 100,102,104,200,202 ... Power generation / water supply system 110 ... Water source 112 ... Third piping 114 ... Pump 120 220 ... 1st water tank, 122, 222 ... 2nd water tank, 124, 224 ... Another water tank, 130, 230, 234 ... 1st piping, 132, 232, 236 ... 2nd piping, 140 ... 4th piping , 150 ... piping to other systems, 210 ... water supply system, 212 ... fifth piping, 240, 242, 244, 246 ... sixth piping, V1, V2, V3, V4, V11, V12, V13, V14 ... Opening and closing bar Breakfast

Claims (10)

第1水流口及び第2水流口を有するケーシング、並びに、当該ケーシングの内部で正逆双方向に回転可能な羽根車を有する羽根車装置と、
前記羽根車に連結可能で、かつ、前記羽根車の回転力により発電可能な発電機と、
前記羽根車に連結可能で、かつ、前記羽根車に回転力を付与可能な電動機とを備え、
前記第1水流口から前記第2水流口に向かう水流によって前記羽根車を正回転させるときには、前記羽根車の回転力により前記発電機が発電し、
前記電動機によって前記羽根車を逆回転させるときには、前記羽根車の回転力により前記第2水流口から前記第1水流口に向かう水流を形成することを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
A casing having a first water flow port and a second water flow port, and an impeller device having an impeller rotatable in both forward and reverse directions within the casing;
A generator that can be connected to the impeller and can generate electric power by the rotational force of the impeller;
An electric motor that is connectable to the impeller and capable of imparting a rotational force to the impeller;
When the impeller is rotated forward by the water flow from the first water flow port to the second water flow port, the generator generates power by the rotational force of the impeller,
A pump device having a power generation function, wherein when the impeller is reversely rotated by the electric motor, a water flow from the second water flow port toward the first water flow port is formed by a rotational force of the impeller.
請求項1に記載の発電機能を有するポンプ装置において、
前記発電機能を有するポンプ装置は、
前記羽根車と前記発電機との連結/連結解除を行う発電機連結解除装置と、
前記羽根車と前記電動機との連結/連結解除を行う電動機連結解除装置とをさらに備え、
前記第1水流口から前記第2水流口に向かう水流によって前記羽根車を正回転させるときには、前記発電機連結解除装置により前記羽根車と前記発電機とを連結するとともに、前記電動機連結解除装置により前記羽根車と前記電動機との連結を解除し、
前記電動機によって前記羽根車を逆回転させるときには、前記電動機連結解除装置により前記羽根車と前記電動機とを連結するとともに、前記発電機連結解除装置により前記羽根車と前記発電機との連結を解除することを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
The pump device having the power generation function according to claim 1,
The pump device having the power generation function,
A generator connection release device for connecting / disconnecting the impeller and the generator;
An electric motor connection release device for connecting / disconnecting the impeller and the electric motor;
When the impeller is rotated forward by a water flow from the first water flow port to the second water flow port, the impeller and the generator are connected by the generator connection release device, and the motor connection release device is used. Release the connection between the impeller and the electric motor,
When the impeller is reversely rotated by the electric motor, the impeller and the electric motor are connected by the electric motor connection release device, and the connection between the impeller and the electric generator is released by the generator connection release device. A pump device having a power generation function.
請求項1又は2に記載の発電機能を有するポンプ装置において、
前記羽根車の回転軸は、一方端が前記発電機の回転軸に連結可能であり、他方端が前記電動機の回転軸に連結可能であり、
前記羽根車の回転軸の一方端と前記発電機の回転軸との間に前記発電機連結解除装置が配置され、
前記羽根車の回転軸の他方端と前記電動機の回転軸との間に前記電動機連結解除装置が配置されていることを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
The pump device having the power generation function according to claim 1 or 2,
One end of the rotating shaft of the impeller can be connected to the rotating shaft of the generator, and the other end can be connected to the rotating shaft of the electric motor.
The generator decoupling device is disposed between one end of the impeller rotation shaft and the generator rotation shaft,
A pump device having a power generation function, wherein the motor connection release device is disposed between the other end of the rotating shaft of the impeller and the rotating shaft of the motor.
請求項1〜3のいずれかに記載の発電機能を有するポンプ装置において、
前記発電機連結解除装置が前記羽根車と前記発電機とを連結するときには、前記電動機連結解除装置が前記羽根車と前記電動機との連結を解除し、前記電動機連結解除装置が前記羽根車と前記電動機とを連結するときには、前記発電機連結解除装置が前記羽根車と前記発電機との連結を解除する連結解除制御装置をさらに備えることを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
In the pump apparatus which has the power generation function in any one of Claims 1-3,
When the generator connection release device connects the impeller and the generator, the motor connection release device releases the connection between the impeller and the motor, and the motor connection release device is connected to the impeller and the generator. The pump device having a power generation function, further comprising a connection release control device for releasing the connection between the impeller and the generator when the generator is connected to the motor.
請求項1〜4のいずれかに記載の発電機能を有するポンプ装置において、
前記羽根車装置は、密閉型渦巻式ポンプからなることを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
In the pump apparatus which has the power generation function in any one of Claims 1-4,
The impeller device includes a hermetic spiral pump, and has a power generation function.
請求項1〜5のいずれかに記載の発電機能を有するポンプ装置において、
前記発電機能を有するポンプ装置は、所定の高さ位置に位置する第1貯水槽と、当該第1貯水槽よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽との間に配設して用いるためポンプ装置であることを特徴とする、発電機能を有するポンプ装置。
In the pump apparatus which has the electric power generation function in any one of Claims 1-5,
The pump device having the power generation function is used by being disposed between a first water tank located at a predetermined height position and a second water tank located at a height position lower than the first water tank. Therefore, a pump device having a power generation function, which is a pump device.
所定の高さ位置に位置する第1貯水槽と、
当該第1貯水槽よりも低い高さ位置に位置する第2貯水槽と、
前記第1貯水槽と前記第2貯水槽との間に配設された請求項1〜6のいずれかに記載の発電機能を有するポンプ装置と、
前記第1貯水槽と前記発電機能を有するポンプ装置の第1水流口とを連結する第1配管と、
前記発電機能を有するポンプ装置の第2水流口と前記第2貯水槽とを連結する第2配管とを備える発電給水システムであって、
前記第1貯水槽から前記第2貯水槽に流れ下る水流によって前記羽根車を正回転させて前記発電機に発電を行わせる機能と、
前記電動機によって前記羽根車を逆回転させることによって前記第2貯水槽から前記第1貯水槽に向かう水流を形成することで揚水を行わせる機能を有することを特徴とする発電給水システム。
A first water tank located at a predetermined height position;
A second water tank located at a lower position than the first water tank;
The pump device having a power generation function according to any one of claims 1 to 6, disposed between the first water tank and the second water tank,
A first pipe connecting the first water tank and the first water flow port of the pump device having the power generation function;
A power generation / water supply system comprising a second pipe connecting the second water flow port of the pump device having the power generation function and the second water storage tank,
A function of causing the generator to generate electric power by rotating the impeller forward by a water flow flowing from the first water tank to the second water tank;
A power supply / water supply system having a function of pumping water by forming a water flow from the second water storage tank toward the first water storage tank by rotating the impeller reversely by the electric motor.
請求項7に記載の発電給水システムにおいて、
前記発電給水システムは、高低差のある上水道システムに用いるための発電給水システムであり、
水源の水を前記第1貯水槽に導入する第3配管と、
前記第2貯水槽の水を下流の各需要者に供給する第4配管とをさらに備えることを特徴とする発電給水システム。
The power generation / supply system according to claim 7.
The power generation / water supply system is a power generation / water supply system for use in a water supply system having a height difference,
A third pipe for introducing water from the water source into the first water tank;
A power supply / water supply system, further comprising: a fourth pipe for supplying water in the second water tank to each downstream consumer.
請求項7に記載の発電給水システムにおいて、
前記発電給水システムは、ビル内給水システムに用いるための発電給水システムであり、
水供給系の水を前記第2貯水槽に導入する第5配管と、
前記第1貯水槽の水をビル内の各需要者に供給する第6配管とをさらに備えることを特徴とする発電給水システム。
The power generation / supply system according to claim 7.
The power generation / water supply system is a power generation / water supply system for use in a building water supply system,
A fifth pipe for introducing water of the water supply system into the second water tank;
A power generation / water supply system further comprising a sixth pipe for supplying water of the first water tank to each consumer in the building.
請求項7〜9のいずれかに記載の発電給水システムにおいて、
深夜の時間帯に、深夜電力を用いて前記電動機を駆動することによって前記羽根車を逆回転させて前記第2貯水槽の水を前記第1貯水槽に揚水し、
発電を行わせたいとき、前記第1貯水槽から前記第2貯水槽に流れ下る水流によって前記羽根車を正回転させて前記発電機に発電を行わせることを特徴とする発電給水システム。
In the electric power generation / water supply system according to any one of claims 7 to 9,
In the midnight time zone, the impeller is rotated reversely by driving the electric motor using midnight power to pump the water in the second water tank into the first water tank,
When power generation is desired, the power generation / water supply system is configured to cause the power generator to perform power generation by rotating the impeller forward by a water flow flowing from the first water storage tank to the second water storage tank.
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