JP2016003595A - 水の重力利用水力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支軸を基点に表面を長方形に内容積をほぼ同じくし左側を横長に、右側を縦長に異なる形状に形成され支軸で水平に支えられた水槽内に河川水を取り込み上積された水の重量で水槽本体が左側に大きく傾く事で流体である水の傾現象が発生し水槽左側先端部に集約され、集められた水の重力で発電エネルギーの生産が可能な装置を提供する
【解決手段】弧状に側壁を垂直に形成したコンクリート壁で囲み側壁上部に支軸６によって水平に支えられた水槽３内に河川水を取り込み、さらに上積みし上積みした水の重量で水槽本体が左に大きく傾く、装置内全体水量が流体である水の傾現象により水槽左側先端部に集約させ水の重力によって水槽先端部が低部定位置まで落下し排水口１２より排出されるまでの間、水槽先端部を力点とし水槽低部に設けたシリンダー７を作用点とする梃原理作用で押し下げシリンダー内液体を圧縮し、圧縮エネルギーを発電エネルギーに利用する。
【選択図】図３

Description

本発明である水の重力利用水力発電装置は、支軸を基点とし左右内容積をほぼ同じくし表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽を水平状態に支軸によって支え河川水を水槽内に取り込みさらに上積みし上積みされた水の重量で水槽本体が支軸を基点に左側に大きく傾き取り込まれた全体水量が流体である水の傾現象により水槽左側先端部に集約される。集められた水を力点とし作用点とする水槽低部に取り付けられたシリンダーを水の重力で押し下げシリンダー内液体を圧縮し圧縮エネルギーを発電エネルギーとして利用する装置に関する物である。

従来水力発電に関しては、大規模なダム等に河川水を貯水し水の圧力でタービンを回転させ電力を生産する装置又は河川流を利用した水力発電装置等、水圧、水流による水力発電に関しては公知である

一方、流体である河川水を傾現象により１カ所に集約し集められた水の重力でシリンダー内液体を圧縮して圧縮エネルギーを電力生産エネルギーに変換する、水の重力を利用し電力を生産する取り組みに関しては十分活用されているとは言えない

本発明は支軸を基点に左右内容積をほぼ同じくし、表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽を、水平に支軸によって支えられた水槽内に河川水を取り込みさらに上積みし、上積みされた水の重量により支軸を基点に保たれた重心が左に移動され水槽全体が左側に大きく傾く、それにより装置内に取り込まれた全水量は流体である水の傾現象により水槽左側先端部に集約され、集められた水の重力で水槽低部に取り付けられたシリンダー内液体を圧縮し、圧縮エネルギーで電力の生産が可能な水の重力を利用した発電装置であり、大規模なダム等に貯水された水の圧力又は河川の水流による発電システムとは異なる。

梃作用、シーソー作用、傾現象等自然界に存在する原理を組合わせ、一定量の河川水を一旦集約し水の持つエネルギーを増幅させ、それにより集められた水の重力を利用し液体を圧縮し圧縮エネルギーを発電エネルギーとして利用する取り組みはまだ一般的にない。本発明である水の重力利用水力発電装置は以上の問題点を解決する事を課題とする

課題を解決する手段として、本発明は支軸を基点とし左右内容積をほぼ同じくし、表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽を支軸によって水平に吊り下げ水槽内に河川水を取り込み、さらに上積みし支軸により保たれている水槽重心が上積みされた水の重量で左側に移動され水槽本体は支軸を基点に左に大きく傾く

水は流体である為水槽内に取り込まれた水と上積みされた全水量は水槽が傾く事で発生する傾現象により、水槽左側先端部に集約され集められた水の重力で水槽左側を下方向に押し下げる事ができる

水平に保たれていた水槽左側先端部が集約された水の重量で低部定位置まで落下する間、水の重量を力点とし水槽低部に取り付けられたシリンダーを作用点とする梃原理によりシリンダー内液体を圧縮し圧縮エネルギーを電力生産エネルギーに変換する仕組みの装置

本発明は課題を解決する為に成された物であり次の効果が得られる

ア 本発明は水の重力により電力の発電エネルギーを生産する装置であり、全国に数多くある河川の河川水を利用する為クリーンで安価なエネルギーの生産が可能な装置
イ 本発明は多少の勾配を必要とし主に山間部を利用する為装置の設置場所にかかる費用を大幅に削減することが出来る
ウ 電力消費地に近い場所に本発明装置は設置可能であり生産された電力の送電費用を大幅に削減する事ができる
エ 本発明は小規模で河川水利用のクリーンなエネルギー使用で多くの電力生産が可能な装置である為、社会的問題でもあるエネルギー不足に貢献出来る装置である

本発明の水の重力利用水力発電装置全体図 本発明の水の重力利用水力発電装置水槽部斜視図 本発明の実施形態を示す水の重力利用水力発電装置断面図１ 本発明の実施形態を示す水の重力利用水力発電装置断面図２ 本発明の実施形態を示す水の重力利用水力発電装置断面図３ 本発明の実施形態を示す水の重力利用水力発電装置断面図導管配列図 本発明の水の重力利用水力発電装置図１Ａ−Ａ断面図

支軸を基点に左右内容積をほぼ同じくし表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽内に河川水を取り込みさらに上積みし上積みされた水の重量で水槽本体が支軸を基点に左側に傾き水槽内に取り込まれた全水量が流体である水の傾現象により水槽左側先端部に集約され集められた水の重力で水槽低部に取り付けたシリンダー内液体を圧縮し圧縮エネルギーで電力生産が可能な本発明である
水の重力利用水力発電装置の形態について図面に基づいて説明する

図２において支軸６を基点に左右内容積をほぼ同じくし、表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽３を図３支軸６で支え、水槽先端支器具１５で水槽３左側先端（図示なし）を支え、水槽３本体を水平に保ち、重心が支軸６に置かれた水槽３内に河川水１４を取り込み上積みし、支軸６で支えられた水槽３の作動準備が完了する

図３において水槽３内に取り込まれた河川水１４はさらに上積み（図示なし）され、支軸６によって保たれていた水槽３重心が上積みされた河川水の重量で水槽３左側に移り落下準備が完了する

図４において落下準備が完了された水槽３左側先端部（図示なし）を支えている水槽先端支器具１５を外す事で支軸６を基点に水槽３本体が左に大きく傾き、水槽３に取り込まれさらに上積み（図示なし）された全水量が流体である河川水１４の傾現象により水槽３左側先端部に集約され集められた河川水１４の重力で水槽３左側先端部を力点とし水槽３低部に取り付けられたシリンダー７をを作用点とする梃原理作用によりシリンダー７を押し下げシリンダー７内液体を圧縮し高液体圧縮エネルギーを作り出す事ができる

図５において水槽３左側先端部（図示なし）が低部定位置（図示なし）まで落下した時点でコンクリート縦壁１低部に設けた排水口１２により集約された河川水１４を排出する事で水槽３内は空状になり図３、図４、図５においての水槽３の作動が一旦完了する

図７において本発明である水の重力利用水力発電装置をコンクリート側壁２で仕切り複数組合わせ隣接し落下準備が完了された水槽３を水槽３左側先端部が低部定位置まで到達した時点で低部設置センサー１１を作動させ図６導管１７の配列によってつながれたコンクリート縦壁１上部に設置された水槽先端支器具１５を外す事で図３、図４、図５においての水槽３の動きが開始され連続した高圧縮液体エネルギーを生産する事ができる

図５において水槽３左側先端部が低部定位置に到達し集約された河川水１４がコンクリート縦壁１下部に設けた排水口１２から排出された時点で水槽３内は空状態になり、半円状に形成された水槽３右側縦面には逆止弁８が取り付けられた河川水取り込み口１８が設けてあり、河川水１４を水槽３右側取り込む事で水槽３重心が右側に移り水槽３本体を元の水平状態に戻す事が出来る

図１において複数組み合わされた水の重力利用水力発電装置内に河川水１４を取り込み上積みし作動準備完了までには各装置に時間差が生じる為、各装置の河川水取り込み口（図示なし）に逆止板４を設置し装置内水圧と河川水水圧を利用し各装置内に取り込まれる河川水を調整し安定した液体圧縮エネルギーを連続して生産ができる

図７において本発明である水の重力利用水力発電装置を複数組合わせ各水槽３低部に取り付けられたシリンダー７内の液体を集約された河川水１４の重量で押し下げ圧縮し、圧縮された高圧縮液体エネルギーを配列された導管１６により液体タービン９に送り連動された発電機１０による電力の生産が可能である

現在、一般的な電力のエネルギー生産においては原子力、火力、水力、風力、太陽光等が代表的であるが、いずれも様々な問題をかかえている。
エネルギー生産の主力である原子力、火力には一旦トラブルが発生した場合、取り返しのつかない惨状を引き起こす社会が公知する原子力、又原子力の代替である火力においても燃料等の高騰、ＣＯ2排出量増による環境問題をかかえ又、風力、太陽光は未だ発展途上である。世界でも類を見ない水資源を持つ日本国において、唯一クリーンで安全な電力生産が可能な水力発電においても建設費用、建設年数等の諸問題をかかえ、今以上の電力生産は難しい状況である

本発明は、全国に数多く点在する河川を利用しシーソー作用、梃作用、傾現象等、自然界に存在する原理を使用し組合わせ、一定量の河川水エネルギーを増幅させ小規模の水力発電装置で大きな発電エネルギーの生産が可能な本発明である水の重力利用水力発電装置を点在する多くの河川に設置する事で社会が求めるクリーンで安全かつ安価な電力発電エネルギーを供給でき、原子力、火力、水力、風力、太陽光等が現在かかえている問題点を大幅に改善する事に役立つものと考える

１、コンクリート縦壁 ２、コンクリート側壁 ３、水槽 ４、逆止板
５、河川水取り込み槽 ６、支軸 ７、シリンダー ８、逆止弁 ９、液体タービン
１０、発電機 １１、センサー １２、排水口 １３、コンクリート壁 １４、河川水
１５、水槽先端支え器具 １６、液体圧導管 １７、サンサー部導管
１８、河川水取り込み口 １９、液体吸入導管

Claims (4)

1. 支軸を基点に左右の内容積がほぼ同じで、左側を横長に右側を縦長に表面部平面が長方形の左右異なる形状に形成された水槽を支軸によって水平に支え、水平状態に保たれた水槽内に河川水を取り込み、さらに上積みし上積みされた水の重量で支軸を基点とした水槽重心が左側に移動され水槽先端部を支え水槽の水平状態を保つため設けられた先端部支え器具を外す事で水槽本体が左側に大きく傾き装置内に取り込まれ、さらに上積みされた全体水量が流体である水の傾現象により水槽左側先端部に集約され水槽左側低部にはシリンダーが取り付けてあり水平に保たれた位置から水槽本体が低部定位置まで集められた水の重量で落下する間、水槽左側先端部を力点とし水槽低部に取り付けられたシリンダーを作用点とする梃原理作用により押し下げシリンダー内液体を圧縮し圧縮エネルギーで液体タービンを回転させ、連動された発電機による電力の生産が可能な水の重力利用水力発電装置
2. 水平に保たれた水槽先端部は水の集約による重力で低部定位置まで半円状に弧をかきながら落下する為、上部に落下防止器具を設け低部定位置到達時、水が排水される排出口が設けられた水槽左側先端部に面したコンクリート縦内壁を弧状に形成し上部に水槽支軸支部が設けられたコンクリート側壁内壁を垂直にし、河川水取り込み部をのぞき水槽を囲む事で、装置内に取り込まれた水の漏水を防ぐ事が可能な請求項１記載の水の重力利用水力発電装置
3. 支軸を基点に左右内容積をほぼ同じくし、表面部が長方形で左側を横長に右側を縦長に左右異なる形状に形成された水槽右側縦面上部を半円状にし、水の集約による重量で水槽本体が左側に大きく傾く事で、半円状に形成された水槽右側縦面は河川水をさえぎる形で上方向に動く、半円状に形成された縦面には逆止弁が取り付けられた河川水取り込み口が設けてあり、水槽左側先端に集約された水が低部定位置に到達し排出口により外部に排出された時点で半円状に形成された縦面に設けた河川水取り込み口より水槽右側に水を取り込み、水槽重心を右に移し水槽本体を元の水平状態に戻す事ができる水の重量で水槽重心を右側に移し元の位置まで水槽本体を戻す事が出来る請求項１記載の水の重力利用水力発電装置
4. 本発明である水の重力利用水力発電装置を複数組合わせ、各装置の河川水流入口に装置内水圧と河川水水圧を利用した調整逆止板を設置し、複数組み合わされた各装置内に取り込まれる河川水の流入を調整し落下防止器具と導管の配列によってつながれた本装置低部に設置されたセンサーを集約された水の重量で低部定位置まで落下した水槽先端部で作動させ、隣接し作動準備を終えた水槽の支え器具を外す事で連続可動が可能な本装置を複数組合わせ連続して発電エネルギーを作る事が出来る請求項１記載水の重力利用水力発電装置
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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