JP2017017971A

JP2017017971A - 水容器内に内蔵した水車のエヤーリフト水流による発電等の動力発生装置

Info

Publication number: JP2017017971A
Application number: JP2015142486A
Authority: JP
Inventors: 松本　正; Tadashi Matsumoto; 正松本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】場所が限定されず、しかも、自然条件に左右されない、エヤーリフトによる水車発電を提供する。
【解決手段】水を充填した水容器１に内蔵させた水車６を、エヤーリフトによる循環水流で回転させて発電する。水車６は中央部に水車のリール７，全周辺部に水車の羽根８のある構造である。水容器１は、水車６を内蔵できる形状の構造である。水容器１の水車の羽根８はＣ−Ｃ断面に示す循環水流のためのリング形状の水路が確保されている。水容器１の下端付近の空気圧入パイプ３により水車の羽根８のある水路部分にエヤーリフトによる定常の循環水流を発生させ、水車の羽根８に推力与えて水車６を回転させ、圧入した空気は開口部２より水容器１の外部に放出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水車を内蔵した水容器の内部に空気によるエヤーリフト循環水流を発生させ、水車を回転させて発電等の動力とすることに関するものである。

温室効果ガス等の公害の問題がある化石燃料による火力発電や、原発事故や使用済み核燃料の最終処分場が問題になっている原子力発電では、今後のその低減が叫ばれている。水力発電はクリーンエネルギーであり発電量の増加が望まれるが、ダムや高圧水路等の施設のため広範囲の用地が必要である。現状では良い建設地点の選定が困難である。河川などの自然の水流や小さな落差を利用する水車発電は発電出力が小さく、自然条件に左右されるため、常時一定の発電出力の確保が困難である。そのため、水を貯留した水容器に空気を圧送し、それによって生じるエヤーリフトによる循環水流で、水車の羽根に推力を与える装置が考えられるが、従来では海底などの穿孔時に発生する掘削ズリ処理のためにエヤーリフト水流が利用されているのが現状であった。

千矢博道著「これからやりたい人の小型水力発電入門」パワー社１９９２

解決しようとする課題は、通常の解放周辺形の水車で発電する場合は、河川や水流のある立地条件が必要であり、場所が限定される。しかも、自然条件に左右されため、常時一定の水量で発電の出力を確保することは困難である。本発明は、以上のような欠点をなくすためになされたものである。

図１に示した水を充填した水容器（１）に内蔵させた水車（６）を、エヤーリフトによる循環水流で回転させて発電する。
水車（６）は中央部に水車のリール（７），全周辺部に水車の羽根（８）のある構造である。
水容器（１）は、水車（６）を内蔵できる形状の構造である。水容器（１）の水車の羽根（８）は図１のＣ−Ｃ断面に示す循環水流のためのリング形状の水路が確保されている。
水容器（１）の下端付近の空気圧入パイプ（３）により水車の羽根（８）のある水路部分にエヤーリフトによる定常の循環水流を発生させ、水車の羽根（８）に推力与えて水車（６）を回転させ、圧入した空気は開口部（２）より水容器（１）の外部に放出される。

エヤーリフトによる水を循環させて使用するので水の常時供給は必要でない。発電場所は上水道の得られるところなら設置可能であり、クリーンエネルギーで、自然条件に左右されないで連続発電が可能である。
エヤーリフトによる水流は水車（６）の水車の羽根（８）の全周に常時推力与えることができ、水車の（６）の半径に比例して大きな回転トルクが得られる。また、圧入する空気量を調節して一定出力の発電が可能である。

本発明のエアーリフトによる水車発電の説明図

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１に示すように、水車（６）は水車のリール（７）および水車の羽根（８）で構成される。水容器（１）の水車の羽根（８）部分は図１のＣ−Ｃ断面に示すリング形状の水路が確保されている。水車の羽根（８）の構造は、圧入された空気による浮力およびエヤーリフト効果による水流による推力を効率的に受ける構造形状とする。
圧入する空気はコンプレッサー（５）を使用し、本発明による発電出力が得られたらコンプレッサーの電源として使用可能である。使用する水は水道水を利用し、水量は水容器に充填するだけで十分であり、消耗した水量だけ補充する。
エヤーリフトによる水流で水車（６）を回転させる方法は、まず水を充填した水容器（１）の外側の下端付近の空気圧入パイプ（３）から空気を送り込み，エヤーリフトを発生させる。エヤーリフトによる水流は図１のＣ−Ｃ断面のリング形状部分の水路に循環水流ができる。この循環水流は水車の羽根（８）の全周ので推力を受け水車（６）を回転させる。圧送した空気は水容器（１）の最上端に設けた開口部（２）より外部に自然排出される。
エヤーリフト水流が水車のリール（７）より水車の軸（９）方向への円形部分への侵入を防止するため、水容器（１）にはエヤーリフト水流の流失防止板（１０）を設ける。

エヤーリフトによる循環水を利用するので、水利権や発電後の排水処理や放流の問題もないクリーンなエネルギーである。しかも太陽光発電や風力発電のような自然条件に左右されず定常連続運転が可能であり、設置場所は電力の必要な位置で可能である。水車（６）を内蔵する水容器（１）の構造物が最大であり、発電所の所要敷地面積も少なくてすむ。水車（６）の径を拡大し、水車（６）を並列して基数を増やせば、あるいは水車（６）を階層に配置し、循環水流を作れば発電出力の増大が図れる。

１水容器
２開口部
３空気圧入パイプ
４空気配管
５コンプレッサー
６水車
７水車のリール
８水車の羽根
９水車の軸
１０水流の流失防止板

Claims

水車のリールおよび水車の羽根の部分で構成する開放周辺形の構造物を有する水車と、水車の構造物全体を内蔵する水容器で構成され、当該水容器内に水を充填し、水車の羽根部分に空気を送り込むことでエヤーリフトによる循環水流を発生させ、この循環水流が水車の羽根に推力を与え水車を回転させ、この回転トルクにより発電等の動力とすることを特徴とする動力発生装置。