JP2017008820A - 潮汐エネルギーを利用した低落差水車水力発電装置及び発電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】閉鎖性海域において、生活排水負荷、魚介類養殖残餌負荷及び魚介類糞負荷等の浄化に必要な溶存酸素供給手段として、曝気装置の駆動動力源として再生可能な自然エネルギーを利用する。潮汐における、上げ潮及び下げ潮の位置エネルギーを同一の水車水力発電装置で発電する。【解決手段】海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為に、低落差水車を載架した浮体を浮かべた中間水位調整槽を配設し、上げ潮時には海水面よりも低水位とし、下げ潮時には貯水槽の水面よりも低水位とするサイホン手段を配設して、低落差水車で発電する低落差水車発電装置。【選択図】図１

Description

本発明は、潮汐の上げ潮時及び下げ潮時における位置エネルギーを利用して、有効に効率よく自然エネルギーを利用して発電し、閉鎖性海域における、貧酸素水塊層の解消策とし、赤潮の発生を抑制し、低泥を好気性環境にするために、曝気装置を駆動する動力源とし、干拓地のビニールハウスの暖房機を駆動する動力源として、潮汐エネルギーで発電する低落差水車水力発電装置に関するものである。

近年、閉鎖性海域において、水中の溶存酸素濃度が低下して貧酸素水塊層を形成し、赤潮及びアオコの発生、底土質の悪化、底棲生物、特に二枚貝等の減少が、地域漁業者の漁獲収入減をきたし、問題になっている。又、海上畜養施設においても、魚糞と残餌により、海水の富栄養化と低土質の悪化が進行し、赤潮の発生が懸念されている。閉鎖性海域の浄化には、曝気による溶存酸素の供給が有効であることは認識されているが、広大な海域の曝気には、莫大な電力を必要としていて、手の施しようがないのが現状である。又、度重なるオイルショック時において、干拓農地のビニールハウスを暖房する燃料費が高騰し、一般家庭の農産物購入費が家計を圧迫する事態は、時の政府を憂慮させている。そこで、潮汐エネルギーを利用して、重量作業球体をテコ作用でコンベアに連動させて、上方高く押し上げて、大型フライホイールで発電機を駆動する発電システムを開示している（例えば、特許文献１参照）。又、潮の干満によって上下運動する浮タンクの重力と浮力により生ずるエネルギーを浮タンクに連結した油圧シリンダーのピストンに伝達し、このピストンの上下運動により油圧ポンプを回転させることにより発電機を駆動する潮汐発電方法を開示している（例えば、特許文献２参照）。そして又、潮汐の上げ潮時に夜間電力で揚水する上池と、引き潮時に水位を下降させた下池とを配設し、上池と下池の水位差で発電システムを開示している（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１―３２３８６９号公報 特開平１１―３５１１２０号公報 特開平１１―２９９２１号公報

本発明は、上記従来技術に鑑み、解決しようとする問題点は、閉鎖性海域及びダム湖等において、生活排水負荷、魚介類養殖残餌負荷及び魚介類糞負荷等の浄化に必要な溶存酸素供給手段として、自然エネルギーを利用して発生した微細気泡を供給する曝気装置の駆動動力源として再生可能な自然エネルギーを利用することが課題である。又、溶存酸素供給能飼育水の浄化処理におけるポンプ動力費及び曝気用ブロワ動力費が多額になり、陸上養殖経営を圧迫するので、動力費の低減を課題とする。又、潮汐における、上げ潮及び下げ潮の位置エネルギーを同一の水車水力発電装置で発電することが課題である。又、潮汐における、上げ潮時及び下げ潮時における位置エネルギーで、長時間に亘って、低落差で発電することが課題である。そして又、水車水力発電装置の初期設備費用と維持管理費を低減することが課題である。そして又、発電による二酸化炭素排出削減策として、持続可能で再生可能な自然エネルギーによる発電とすることが課題である。

本発明は、上記課題を解決するために、第一の発明においては、海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為に、低落差水車を載架した浮体を浮かべた中間水位調整槽を配設し、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低位置とした前記低落差水車の上流水路に海水をサイホン作用手段で汲みあげて、前記低落差水車を駆動し、水車駆動済み落水を前記中間水位調整槽に受容し、該中間水位調整槽から前記貯水槽へサイホン作用手段で汲み上げ移流する。又、下げ潮時においては、前記貯水槽に貯水して高位置水面となった海水をサイホン作用手段で汲み上げて、前記低落差水車を駆動し、水車駆動済み落水を前記中間水位調整槽に受容し、該中間水位調整槽から、低位置海に吐水して移流する。前記サイホン手段には、サイホン作用開始及び停止の水位差感知制御手段を配設して、前記水車に利用可能な位置エネルギー獲得手段とする。前記低落差水車の出力軸に増速装置を介して、発電機を接続して発電する。又、サイホン作用開始及び停止の水位差感知制御手段としては、高位置水位及び低位置水位を計測し、高位置水位と低位置水位差を電気信号に変換して、設定電気信号値でモータバルブ又はソレノイドバルブを開閉駆動する方式や、設定カウンターウェイトで調節して開閉水位差を手動制御するフラップ弁等の既存の先行技術が利用出来る（以降の微細気泡発生装置において、同様とする）。

又、第二の発明においては、第一の発明の手段に加えて、上げ潮時に、海水逆流防止手段を装備したサイホン手段で海水を貯水する密閉式貯水槽を配設し、該密閉式貯水槽に海水が導入されるに従って空気が圧縮され、圧縮空気が貯留され、空気逆流防止手段を装備した配管で連通接続した密閉式圧力タンクを配設して、前記密閉式貯水槽には、位置エネルギーを有する海水が貯留され、前記密閉式圧力タンクには、圧力エネルギーを有する空気が貯留される。さらに、前記発電機で発電した電力で前記密閉式圧力タンクに圧力空気を送気するコンプレッサーを配設し、前記密閉式圧力タンクへ送気して、高圧空気を貯留し、該高圧空気を散気装置に送気して曝気する。大気解放手段を配設した前記密閉式貯水槽の海水を、開閉手段、サイホン作用を開始手段及び停止手段を装備したサイホン手段で前記貯水槽へ移流し、開水路式低落差水車水力発電装置を駆動する水源とする。

又、第三の発明においては、潮汐の上げ潮及び下げ潮時の海水を貯水及び吐出する貯水槽を配設して発電する開路式低落差水車水力発電方法において、海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為の開水路式低落差水車を載架する浮体が浮かべられた中間水位調整槽に、前記開水路式低落差水車を配設した開水路槽を浮かべ、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低水位置とした、前記開水路槽にサイホン手段で海水を移流し、前記開水路式低落差水車発電装置で発電する工程とし、前記開水路式低落差水車を回転駆動して前記中間水位調整槽に流下した海水を、前記貯水槽の水面よりも高水位となった前記中間水位調整槽の海水をサイホン手段で貯水槽へ移流する工程とし、下げ潮時の低位置海に、高水位となった中間水位調整槽の海水をサイホン手段で移流する工程とし、前記開水路槽の上流水路の水面よりも高水位となった貯水槽の海水を、前記開水路槽にサイホン手段で海水を移流し、前記開水路式低落差水車発電装置で発電する工程とし、上げ潮時において、サイホン手段で、密閉式貯水槽に海水を導入し、該密閉式貯水槽に、逆流防止手段を装備した配管で連通接続した密閉式圧力タンクの空気を圧縮して、空気圧縮工程と、前記発電機で発電した電力で、前記密閉式圧力タンクへ、コンプレッサーで送気加圧する工程と、前記密閉式圧力タンクの高圧空気を散気装置へ送気して曝気する工程と、大気解放手段を配設した前記密閉式貯水槽の海水を、開閉手段、サイホン作用開始手段及び停止手段を装備したサイホン手段で前記貯水槽へ移流し、開水路式低落差水車水力発電装置を駆動する水源とする。

又、第四の発明においては、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低位置とした前記貯水槽に海水をサイホン作用で汲みあげ、又、引き潮の低位置海に、前記貯水槽に貯水して高位置水面となった海水をサイホン作用で吐出する、水位差制御手段とサイホン生成手段を配設したサイホン式水車の流水口を高位置水中に浸漬すると共に低位置水中に吐水口を浸漬して配設すると、前記流水口と吐水口との位置エネルギーの差が運動エネルギーとなる流水が生成し、前記サイホン式水車を回転駆動する。該サイホン式水車の回転駆動動力を伝達する出力軸を、前記サイホン式水車の回転数よりも増速することにより、良好な電力として発電するために、増速手段に接続し、該増速手段の出力軸を逆転手段を介して発電機に接続して発電する。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

第一の発明においては、無償で、毎日生起する枯渇することのない自然エネルギーである潮汐の上げ潮及び下げ潮の往復の位置エネルギーを、サイホン手段と中間水位調整槽を配設すると共に有効に水理特性を生かす構成とすることで、同一の低落差水車水力発電装置を回転駆動し、初期設備費と維持管理費を簡略化して、経済性、省エネルギー性及び二酸化炭素削減効果が増大した、極めて優れた発電装置とすることが出来る効果を奏する。又、貯水槽は、商用夜間電力で揚水貯水される上池としても利用出来るので、商用夜間電力有効利用手段とする効果も奏する。

又、中間水位調整槽に浮上して配設した浮体に、水路槽を載架し、該水路槽に開水路式水車水力発電装置を配設することが出来るので、低落差でも発電効率の低下が小さい開水路式水車水力発電装置を配設して発電出来る効果を奏する。

又、開水路式水車発電装置は、簡単な構造を有しているので、耐用年数を長くする効果がある。

又、開水路式水車水力発電装置は、簡単な構造を有すると共に目視で点検出来る長所を有するために、維持管理が容易である効果を奏する。

又、第二の発明においては、第一の発明における効果に加えて、上げ潮時において、海水を、サイホン手段で密閉式貯水槽へ移流して貯水すると共に密閉式圧力タンクの空気を圧縮するので、上げ潮の位置エネルギーを前記密閉式貯水槽に保存すると共に前記密閉式圧力タンクに圧力エネルギーを保存出来る。前記密閉式貯水槽に貯留した海水は、サイホン手段で、貯水槽へ移流され、開水路式低落差水車水力発電装置の発電に活用され、海へ排出されるので、低泥のフラッシュ水として活用され、前記密閉圧力タンクに保存された圧力空気は、貧酸素水塊層を曝気して溶存酸素を供給して、海域を浄化する効果を有し、圧力空気は、エアーリフトポンプの駆動動力源とし、電力が必要な時間帯において、揚水発電の水源とすることも出来る。さらに、圧力空気を衝動タービンを駆動し、該衝動タービンに連結駆動される発電機で、電力が必要な時間帯に発電することが出来るので、エネルギー保存手段とする効果を奏する。一方、貯水槽は、商用夜間電力で揚水貯水される上池としても利用出来るので、商用夜間電力有効利用手段とする効果も奏する。

そして又、第四の発明においては、上げ潮時と下げ潮時の水車駆動軸の回転方向が逆の回転方向に転回しても、海水面と貯水槽の水面との水位差を感知して制御する制御手段で、逆転装置を制御するので、発電機の回転方向を不変とすることが出来るので、同一のサイホン式低落差水車水力発電装置で発電することが出来るので、初期設備費と維持管理費を簡略化して、経済性、省エネルギー性及び二酸化炭素削減効果が増大した、極めて優れた発電装置とすることが出来る効果を奏する。

図１は、潮汐の上げ潮及び下げ潮時において、サイホン管で生成した水頭で、一台の螺旋水車水力発電装置で発電する概略説明の平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ視概略説明の縦断面図で、（ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図３は、図１のＢ−Ｂ視概略説明の縦断面図で、（ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図４は、潮汐の上げ潮及び下げ潮時において、サイホン管で生成した水頭で、一台の垂直二軸型クロスフロー水車水力発電装置で発電する概略説明の平面図である。 図５は、図４のＣ−Ｃ視概略説明の縦断面図で、（ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図６は、図４のＤ−Ｄ視概略説明の縦断面図で、（ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図７は、螺旋水車水力発電装置での発電に加えて、上げ潮の位置エネルギーにより、密閉式貯水槽と密閉式圧力タンクにエネルギーを保存して活用する概略説明の平面図である。 図８は、図７のＥ−Ｅ視概略説明の縦断面図で、ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図９は、潮汐の上げ潮時及び下げ潮時において、正逆転増速装置駆動発電機装備サイホン式逆転水車水力発電装置とした概略説明の縦断面図で、（ａ）は上げ潮時、（ｂ）は下げ潮時のものである。 図１０は、図９のポンプ逆転水車水力発電装置の回転数をプーリー増速装置と逆転装置で逆転駆動制御する概略説明の部分拡大斜視図である。

閉鎖性水域を良好な魚介類生育環境に改善する曝気装置の動力源として、自然エネルギーを利用する目的を達成した。

本実施例は、第一の発明に係わる実施例である。図１は、海面潮汐現象における、上げ潮及び下げ潮の位置エネルギーで螺旋水車１を回転駆動し、該螺旋水車１で増速装置２を介して発電機３を回転駆動する。図２は、図１におけるＡ−Ａ視図で、図（ａ）は上げ潮時の、図（ｂ）は下げ潮時の概略説明の縦断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ視図であり、図ａ及び図ｂは、それぞれ、上げ潮時及び下げ潮時の概略説明縦断面図である。

貯水槽４と海との間に、中間水位調整槽５を配設している。該中間水位調整槽５には、浮体６を浮かべ、該浮体６には、螺旋水車水力発電装置７を配設した水路槽８を載架している。前記浮体６は、浮上するための発泡スチィロール体９Ａを底部６ａに固着して配設すると共にガイド１０で左右前後の移動を防止し、上下だけに移動出来る。サイホン管１１Ａの流入口１１Ａａを海側へ開口し、前記水路槽８の水中に吐出口１１Ａｂを開口し、前記中間水位調整槽５の側壁５ａを貫通固着して、前記サイホン管１１Ａを配設している。該サイホン管１１Ａの吐出口１１Ａｂにはフラップ弁１２Ａを配設していて、上げ潮時に、海水面が上昇して、該海水面と前記中間水位調整槽５の水面との水位差が、設定水位差を超過すると、前記フラップ弁１２Ａが開の状態となり、海水が、前記螺旋水車水力発電装置７を配設した水路槽８の流入部８ａへ流入し、流下して吐出部８ｂから前記螺旋水車水力発電装置７の導水路７ａを流下し、前記螺旋水車水力発電装置７の螺旋水車１を回転駆動して、該螺旋水車水力発電装置７の吐出口７ｃから前記中間水位調整槽５に吐出する。前記螺旋水車水力発電装置７の駆動軸７ｄには、増速装置１３を介して前記発電機３を連結していて、前記螺旋水車水力発電装置７の回転に伴って、前記発電機３を回転駆動する。又、前記螺旋水車水力発電装置７の導水路７ａは、発泡スチィロール体９Ｂに載架されている。サイホン管１１Ｂの吐出口１１Ｂａにはフラップ弁１２Ｂを配設していて、前記中間水位調整槽５の水面が上昇して、該中間水位調整槽５の水面と貯水槽４の水面との水位差が、設定水位差を超過すると、前記フラップ弁１２Ｂが開の状態となり、海水が、前記中間水位調整槽５から貯水槽４へ移流する。サイホン管１１Ｃの流入口１１Ｃａを前記中間水位調整槽５の水中へ開口し、海の水中に吐出口１１Ｃｂを開口し、前記中間水位調整槽５の側壁５ａを貫通固着して、前記サイホン管１１Ｃを配設している。又、サイホン管１１Ｄの流入口１１Ｄａを前記貯水槽４の水中へ開口し、吐出口１１Ｄｂを前記水路槽８の水中に開口している。サイホン管１１Ｃの吐出口１１Ｃｂにはフラップ弁１２Ｃを配設し、サイホン管１１Ｄの吐出口１１Ｄａにはフラップ弁１２Ｄを配設している。下げ潮時に、海水面が下降して、前記中間水位調整槽５の水面と海水面の水位差が、設定値を超過すると、前記フラップ弁１２Ｃが開の状態となり、前記中間水位調整槽５の水面が下降し、前記貯水槽４の水面と中間水位調整槽５の水面との水位差が設定値を超過すると、前記フラップ弁１２Ｃが開の状態となり、海水が、前記螺旋水車水力発電装置７を配設した水路槽８の流入部８ａへ流入し、流下して吐出部８ｂから前記螺旋水車水力発電装置７の導水路７ａを流下し、前記螺旋水車水力発電装置７を回転駆動して、該螺旋水車水力発電装置７の吐出部口７ｃから前記中間水位調整槽５に吐出すると共に発電機３を回転駆動する。又、前記サイホン管１１Ａの流入口１１Ａａ及びサイホン管１１Ｃの吐出口１１Ｄｂへ塵芥が流入又は絡み付き等の障害を防止するために、除塵スクリーン１４を配設している。本実施例では、螺旋水車水力発電装置７を配設しているが、開水路適用の低落差水車水力発電装置であれば、螺旋水車水力発電装置７に限定されない。尚、前記フラップ弁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄは、水圧に押されて開の状態となり、水圧で押す力が弱まると、閉の状態となるが、開閉の設定水圧を調節するために、前記フラップ弁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄの支点１２Ａａ、１２Ｂｂ、１２Ｃｃ及び１２Ｄｄに対する荷重の作用点を手動で選定制御するカウンターウェイト１２Ａｂ、１２Ｂｂ、１２Ｃｂ及び１２Ｄｂを装備している（以降において、同様とする。）。

図４、図５及び図６の実施例は、第一の発明に係わる実施例である。本実施例の低落差水車水力発電装置は、第一の実施例における螺旋水車水力発電装置７の代替として、垂直二軸型クロスフロー水車水力発電装置１５としたものである。

図７及び図８の実施例は、第二の発明に係わる実施例であって、第一の発明に係わる実施例１に、上げ潮の位置エネルギーを密閉式貯水槽１６と密閉式圧力タンク１７に保存して活用する螺旋水車水力発電装置としたものである。

図８の図ａの上げ潮時において、海水面がサイホン管１１Ｅの吐出口１１Ｅｂの水位を超過し、フラップ弁１２Ｅを海側の水圧で開口する押圧力を超過すると、海水が流入口１２Ｅａから流入し、吐出口１２Ｅbから前記密閉式貯水槽１６へ流入し、該密閉式貯水槽１６内の海水の水位が上昇すると、上部空気層に水圧が作用し、圧縮性の物理特性を有する空気は、容積が減少すると共に圧力が上昇するが、前記密閉式貯水槽１６の上部１６ｂに配設した連通接続管１７で連通接続した密閉式圧力タンク１８の圧力も上昇する。図ｂの下げ潮時において、海水面の水位が、前記密閉式貯水槽１６の水位よりも低下する過程においては、該密閉式貯水槽１６の水圧で前記フラップ弁１２Ｅを閉の状態にすると共に押圧力で止水する。下げ潮が進み、前記貯水槽４の水位が、レベルレギュレータ１９の設定水位を超過すると、前記連通接続管１７に装備した電磁弁２０Ａが閉の状態になり、前記密閉式貯水槽１６に配設した電磁大気解放弁２１が開の状態になると共にサイホン管１１Ｆに装備した電磁弁２０Ｂが開の状態となりサイホン作用が作動し、前記密閉式貯水槽１６の海水を貯水槽４へ移流し、螺旋水車水力発電装置７の駆動源となる。前記サイホン管１１Ｆには、サイホン作用の開始と停止のために、真空ポンプ２２と真空破壊弁２３を配設している。前記螺旋水車水力発電装置７で発電された電力で、コンプレッサー２４を駆動し、前記密閉式圧力タンク１８に送気して加圧し、電力エネルギーを圧力エネルギーとして貯蔵する。該密閉式圧力タンク１８の高圧空気を散気装置２５へ送気して、海中底泥をフラッシュして浮上させ、中間水位調整槽５から排出される海水流で干拓排水樋門の低泥による閉塞を修復する。本実施例では、前記貯水槽４、中間水位調整槽５及び密閉式貯水槽１６は、上げ潮時において、サイホン作用で、海水を移流しているが、商用夜間電力利用時間帯の下げ潮時において、揚水発電の上池として利用し、揚水発電をすることも出来る。

図９及び図１０の実施例は、第四の発明に係わる実施例である。潮汐現象における、上げ潮及び下げ潮の位置エネルギーを利用して一台のポンプ逆転水車水力発電装置２６で発電する。図（ａ）は上げ潮時の、図（ｂ）は引き潮時の概略説明の縦断面図である。

図（ａ）の上げ潮時においては、貯水槽４の水面に対して、海水面が高水位となり、サイホン管１１Ｆには、海から前記貯水槽４へ向かう水流が生成し、サイホン管１１Ｆに連通接続して配設した前記ポンプ逆転水車水力発電装置２６は、サイホン作用の水流エネルギーで回転し、該ポンプ逆転水車水力発電装置２６の回転力をプーリー増速装置２７で増速し、該プーリー増速装置２７の回転力を前記プーリー増速装置２７の増速軸２７ａに接続した逆転装置２８を介して発電機３に接続し、該発電機３を回転駆動して発電する。下げ潮時においては、貯水槽４の水面が、海水面より高水位となり、前記サイホン管１１Ｆには、貯水槽４から海へ向かう水流が生成するが、前記逆転装置２８は、前記貯水槽４の水面が、海水面より高水位となった水位差を感知して発信制御する、図示してない逆転制御装置２９で制御して、前記発電機３の回転方向は、貯水槽４の水面に対して、海水面が高水位となる上げ潮時と同じ回転方向となる。又、塵芥は、除塵スクリーン１４で防止除去する。尚、前記サイホン管１１Ｆのサイホン作用を開始及び停止するには、様々な先行技術が開示されているが、本実施例においては、サイホン作用開始には、真空ポンプ２２を、サイホン作用を停止するには、真空破壊弁２３を配設している。

本発明は、閉鎖性海域の浄化、陸上養殖施設における魚介類の養殖において、自然エネルギーを利用した魚介類の生息に必要な溶存酸素を供給する曝気装置の動力源、干拓地の営農施設への電力供給原、沿岸地域へのスマートグリッド電力供給原となる低落差式水車発電装置を駆動する再生可能エネルギーとして利用出来る。

１ 螺旋水車
２ 増速装置
３ 発電機
４ 貯水槽
５ 中間水位調整槽
６ 浮体
７ 螺旋水車水力発電装置
８ 水路槽
９Ａ 発泡スチロール体
６ａ 底部
１０ ガイド
１１Ａ サイホン管
１１Ａａ 流入口
１１Ａｂ 吐出口
５ａ 側壁
１２Ａ フラップ弁
８ａ 流入部
８ｂ 吐出部
７ａ 導水路
７ｂ ランナ
７ｃ 吐出口
７ｄ 駆動軸
１３ 増速装置
９Ｂ 発泡スチロール体
１１Ｂ サイホン管
１１Ｂａ 吐出口
１２Ｂ フラップ弁
１１Ｃ サイホン管
１１Ｃａ 流入口
１１Ｃｂ 吐出口
５ａ 側壁
１１Ｄ サイホン管
１１Ｄａ 吐出口
１２Ｄ フラップ弁
１４ 除塵スクリーン
１５ 垂直二軸型クロスフロー水車水力発電装置
１６ 密閉式貯水槽
１７ 密閉式圧力タンク
１１Ｅ サイホン管
１１Ｅｂ 吐出口
１２Ｅ フラップ弁
１６ｂ 上部
１７ 連通接続管
１８ 密閉式圧力タンク
１９ レベルレギュレータ
２０Ａ 電磁弁
１１Ｆ サイホン管
２０Ｂ 電磁弁
２１ 電磁大気解放弁
２２ 真空ポンプ
２３ 真空破壊弁
２４ コンプレッサー
２５ 散気装置
２６ ポンプ逆転水車水力発電装置
１１Ｇ サイホン管
２７ プーリー増速装置
２７ａ 増速軸
２８ 逆転装置
２９ 逆転制御装置

Claims (4)

1. 潮汐の上げ潮時及び下げ潮時の海水を貯水及び吐出する中間水位調整槽及び貯水槽を配設して発電する開路式低落差水車水力発電装置において、海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為の開水路式低落差水車を載架する浮体が浮かべられた中間水位調整槽と、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低水位置とした、前記開水路式低落差水車を配設する開水路槽と、該開水路槽の上流水路に海水を移流するサイホン手段と、前記開水路式低落差水車を回転駆動して前記中間水位調整槽に流下した海水を貯水槽と、該貯水槽の水面よりも高水位となった前記中間水位調整槽の海水を貯水槽へ移流するサイホン手段と、下げ潮時の低位置海に、高水位となった中間水位調整槽の海水を移流するサイホン手段と、前記開水路槽の上流水路の水面よりも高水位となった貯水槽の海水を、前記上水路へ移流するサイホン手段と、前記サイホン手段の吐出口に配設し、サイホン作用開始及び停止の水位差を感知して制御される開閉手段と、前記開水路式低落差水車の駆動軸に増速装置を介して連結する発電機を配設することを特徴とする低落差水車水力発電装置。
2. 潮汐の上げ潮及び下げ潮時の海水を貯水及び吐出する貯水槽を配設して発電する
   において、開路式低落差水車水力発電装置において、海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為の開水路式低落差水車を載架する浮体が浮かべられた中間水位調整槽と、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低水位置とした、前記開水路式低落差水車を配設する開水路槽と、該開水路槽の上流水路に海水を移流するサイホン手段と、前記開水路式低落差水車を回転駆動して前記中間水位調整槽に流下した海水を貯水槽と、該貯水槽の水面よりも高水位となった前記中間水位調整槽の海水を貯水槽へ移流するサイホン手段と、下げ潮時の低位置海に、高水位となった中間水位調整槽の海水を移流するサイホン手段と、前記開水路槽の上流水路の水面よりも高水位となった貯水槽の海水を、前記上水路へ移流するサイホン手段と、前記開水路式低落差水車の駆動軸に増速装置を介して連結する発電機と、上げ潮時に、サイホン手段で海水を貯水する密閉式貯水槽と、前記サイホン手段の吐出口に配設し、サイホン作用開始及び停止の水位差を感知して制御される開閉手段と、前記密閉式貯水槽に海水が導入されるに従って空気が圧縮され、圧縮空気が貯留され、空気逆流防止手段を装備した配管で連通接続した密閉式圧力タンクと、前記発電機で発電した電力で前記密閉式圧力タンクに圧力空気を送気するコンプレッサーと、前記密閉式圧力タンクの圧力空気を送気して、曝気する散気装置と、前記密閉式貯水槽の海水を、前記貯水槽へ移流する、開閉手段、サイホン作用を開始手段及び停止手段を装備したサイホン手段を配設することを特徴とする請求項１記載の低落差水車水力発電装置。
3. 潮汐の上げ潮及び下げ潮時の海水を貯水及び吐出する貯水槽を配設して発電する
   において、開路式低落差水車水力発電方法において、海と貯水槽の中間に、利用可能な位置エネルギーとする為の開水路式低落差水車を載架する浮体が浮かべられた中間水位調整槽に、前記開水路式低落差水車を配設した開水路槽を浮かべ、上げ潮時の高位置海水を、上げ潮の高位置海水面よりも低水位置とした、前記開水路槽にサイホン手段で海水を移流し、前記開水路式低落差水車発電装置で発電する工程とし、前記開水路式低落差水車を回転駆動して前記中間水位調整槽に流下した海水を、前記貯水槽の水面よりも高水位となった前記中間水位調整槽の海水をサイホン手段で貯水槽へ移流する工程とし、下げ潮時の低位置海に、高水位となった中間水位調整槽の海水をサイホン手段で移流する工程とし、前記開水路槽の上流水路の水面よりも高水位となった貯水槽の海水を、前記開水路槽にサイホン手段で海水を移流し、前記開水路式低落差水車発電装置で発電する工程とし、上げ潮時において、開閉手段、サイホン作用を開始手段及び停止手段を装備したサイホン手段で、密閉式貯水槽に海水を導入し、該密閉式貯水槽に、逆流防止手段を装備した配管で連通接続した密閉式圧力タンクの空気を圧縮して、空気圧縮工程と、前記発電機で発電した電力で、前記密閉式圧力タンクへ、コンプレッサーで送気加圧し、前記密閉式圧力タンクの圧力空気を送気して、散気装置で曝気する工程と、大気解放手段を装備した前記密閉式貯水槽の海水を、開閉手段、サイホン作用を開始手段及び停止手段を装備したサイホン手段で前記貯水槽へ揚水する工程とを有することを特徴とする請求項２記載の低落差水車水力発電方法。
4. 潮汐の上げ潮及び下げ潮時の海水を貯水及び吐出する貯水槽を配設して発電する
   サイホン式低落差水車発電装置において、上げ潮時の高位置海水面よりも低位置とする貯水槽と、海の海水を、前記貯水槽へ移流するサイホン手段と、該サイホン手段で生成するサイホン生成水流で回転駆動するサイホン式低落差水車と、下げ潮時の低位置海水面よりも高位置とする前記貯水槽と、該貯水槽の海水を、海へ移流する前記サイホン手段と、該サイホン手段に吸込み側と吐出側を連通接続したサイホン式低落差水車と、該サイホン式低落差水車の出力軸に連結して回転数を増速する増速手段と、該増速手段の回転方向が、上げ潮時と下げ潮時とにおける前記サイホン手段によるサイホン作用流の方向が逆方向となって、前記サイホン式低落差水車の出力軸の回転方向が逆回転方向となっても、前記主力軸と発電機の入力軸に連結して、発電機の回転方向を不変とする、流速センサー制御の逆転装置とを配設して構成した低落差水車水力発電装置。