JP3224862U6 - The first hydroelectric generator. - Google Patents
The first hydroelectric generator. Download PDFInfo
- Publication number
- JP3224862U6 JP3224862U6 JP2019004202U JP2019004202U JP3224862U6 JP 3224862 U6 JP3224862 U6 JP 3224862U6 JP 2019004202 U JP2019004202 U JP 2019004202U JP 2019004202 U JP2019004202 U JP 2019004202U JP 3224862 U6 JP3224862 U6 JP 3224862U6
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- cylindrical container
- iron
- water tank
- rotating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 365
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 251
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 41
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 119
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 34
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 26
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 44
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 30
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 30
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 14
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 8
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 6
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 4
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 229930091051 Arenine Natural products 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する第一水力発電装置を提供する。
【解決手段】円柱形の容器７の重量と、鉄塊４の重量と、巻き取り機Ｂがロープを時計周りに巻き取る力で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げる作動と、回転体Ａ１から回転体Ａ６までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受Ａ１、軸受Ａ２を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器７を引き上げるのに要する力を軽減させて、円柱形の容器７を引き上げる作動を繰り返し行って、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する。
【選択図】図１The present invention provides a first hydroelectric generator that continuously pumps a large amount of water to a high place on a flat ground in a short time.
An operation of pulling a cylindrical container into a second water storage tank by a weight of a cylindrical container, a weight of an iron lump, and a force of a winder winding a rope clockwise, and rotating the container. Double thrust rolling bearings A1 and A2 are provided at the left end and right end of each rotating body from the body A1 to the rotating body A6, and the force required to pull up the cylindrical container 7 using the rolling bearings of the two machines. Is repeated, and the operation of pulling up the cylindrical container 7 is repeatedly performed, and a large amount of water is continuously pumped to a high place on a flat ground in a short time.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
第一水力発電装置に関する。 The present invention relates to a first hydroelectric generator.
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016-035243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか利用出来ないという欠点があった。
本考案はこの欠点をカバーして中規模発電を可能にする円柱形の容器（７）と円柱形の容器内に接着してある鉄塊（４）との合計重量と、電動モーターが時計周りに回転する力で後押しして前記円柱形の容器（７）を押し下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、右端に複式スラスト転がり軸受A２（５１）が設けられ、転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して、発電する考案である。
As a pumping method, there is a technique for pumping water using a pump. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-035243 of
In
The present invention covers this drawback, and the total weight of the cylindrical container (7), which enables medium-scale power generation, and the iron mass (4) adhered inside the cylindrical container, and the electric motor rotates clockwise. And the operation of pushing down the cylindrical container (7) by a rotating force and a double thrust rolling bearing A1 (50) on the left end of each rotating body from the rotating body A1 (121) to the rotating body A6 (126). ), A double-type thrust rolling bearing A2 (51) is provided at the right end, and the operation of pulling up the cylindrical container (7) by using a rolling bearing is repeated to continuously pump a large amount of water to generate power. It is a device.
本考案の概略
本考案は 第一貯水槽（１）と、 第一貯水槽の下方にある 第一貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の 第二貯水槽（２）と、 第二貯水槽から押し出された水が注入される 第二貯水槽の上方にある流出管（３）とを備え、
円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊（４）の重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げて、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った体積の分だけ、第二貯水槽内の水を揚水する「アルキメデス」の原理を利用している揚水方法であり、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、第二貯水槽の揚水が終わったら、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して流出管に注入し、流出管を経由して 第三貯水槽（５５）に貯水する。
Outline of the present invention The present invention comprises a first water tank (1), a cylindrical second water tank (2) below the first water tank, in which water supplied from the first water tank is stored, and An outlet pipe (3) above the second water tank into which the water extruded from the second water tank is injected;
The weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron lump (4), and the force of the winder B (49) winding the rope clockwise lower the cylindrical container into the second water tank. This is a pumping method using the "Archimedes" principle, in which the volume of the cylindrical container (7) is pumped by the amount of water that has entered the second water tank, and the water is pumped in the second water tank. A double thrust rolling bearing A1 (50) and a bearing A2 (51) are provided at the left end and the right end of each rotating body from the body A1 (121) to the rotating body A6 (126), and when the pumping of the second water storage tank is completed, Using the two rolling bearings, the force required to pull up the cylindrical container (7) is reduced, and the lifting operation is repeated, and a large amount of water is continuously pumped and injected into the outflow pipe. Then, the water is stored in the third storage tank (55) via the outflow pipe.
円柱形の容器（７）の引き上げが終了すると、一部残水が残っている 第二貯水槽内に 第一貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して注水し、 第二貯水槽内への注水が終わったら、 第二貯水槽内の円柱形の容器（７）を引き下げて、 第二貯水槽内の水を揚水し、揚水が終わったら、第一貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して 第二貯水槽に注入して再度揚水する循環作動を行うことを特徴とする水力発電装置である。 When the lifting of the cylindrical container (7) is completed, the water in the first water storage tank (1) is injected into the second water storage tank via the water injection pipe (41) into the second water storage tank, and When the water injection into the second water tank is completed, the cylindrical container (7) in the second water tank is pulled down, and the water in the second water tank is pumped. ) Is a circulating operation of injecting the water of (1) into the second water storage tank via the water injection pipe (41) and pumping the water again.
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a hydroelectric generator that continuously pumps a large amount of water to a high place on a flat ground in a short time.
円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊（４）の重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、円柱形の容器（７）を引き上げる作動を繰り返し行って、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水することで課題を解決する。 The operation of pulling down the cylindrical container into the second water tank by the weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron lump (4), and the force of the winder B (49) winding the rope clockwise. And a double-type thrust rolling bearing A1 (50) and a bearing A2 (51) are provided at the left end and the right end of each rotating body from the rotating body A1 (121) to the rotating body A6 (126), and the rolling bearings of the two machines are provided. Using it, reduce the force required to pull up the cylindrical container (7), repeat the operation of pulling up the cylindrical container (7), and continue a large amount of water to a high place on a flat ground in a short time The problem is solved by pumping water.
考案の電気について
本考案の最大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、5 相励磁のステッピングモーター型励磁回路に使用する電気と、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気である。
これらの電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池の電気が使用されるため本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
The most important feature of the present invention is that the functions required for operation can be covered by electricity.
The electricity required for the operation of the present invention is as follows.
Electricity for rotating the electric motor, electricity required for opening and closing all electric valve seats provided in the present invention, electricity used for the five-phase excitation stepping motor type excitation circuit, electronic theodolite and light wave distance Electricity for operating the total station combined with the gauge, and electricity used for the vacuum generator.
Since the electricity of the storage battery charged by the electricity generated by the second hydroelectric generator is used for these electricity, the operation cost of the present invention other than the labor cost is zero.
本考案の効果は、水力発電を行う場合の位置エネルギーを平地にある水を使用して獲得した点にある。
標高の高い位置にある水はそれだけで価値があり、高低差を利用してこの水を高所から低所に落下させることで発電が可能になるので関係者にとって標高の高い位置にある水は位置エネルギーを持っている貴重な水であり、平地にある水は利用価値の無いただの水に過ぎなかった。
我が国における発電の主力が７０年代の高度成長期に水力発電から火力発電に代わった時期以降現在に至るまでの半世紀の間、水力発電にとって冬の時代が続いている。
本考案はため池、及び河川の下流域の水を高所に揚水して、発電を行うが、従来利用価値の無い平地にあるため池から位置エネルギーを獲得出来る事を証明した画期的考案である。
ため池は全国に２０万箇所あるがエネルギー資源としては利用されておらず、平地を流れる河川の下流域の水も利用されていない。
近年の異常気象により、ため池の決壊が起こり、ため池の危険性が浮彫になった。
被災自治体では当面決壊したため池の補強など対策をすすめるが、他のため池も将来的に整備が必要になると思われる。
決壊の原因は、ため池の管理は農家で作る水利組合が担うが老齢化などで、日頃の安全点検や管理が不十分な場所が増えていることと、施工技術が未発達な時代に造られたものであることにある。
近来の異常気象に対応するため、防災対策としてのため池に改築し、その費用を捻出するために、再生エネルギーである当考案の発電装置を設置し、売電すれば、費用軽減と再生エネルギーの実現の一石二鳥となる。
これらの水を利用して発電が可能になれば、政府が目標とする30年度に再生エネルギーを主電源とする構想を側面から支援し、位置エネルギー生成を可能とする全国のため池の活用によって地域活性化が期待できるという効果も生まれる。
The effect of the present invention is that potential energy for hydropower generation is obtained using water on flat ground.
Water at high altitudes is valuable by itself, and it is possible to generate electricity by dropping this water from a high place to a low place using the height difference, so that water at high altitudes for stakeholders It is a valuable water with potential energy, and the water on the plains was nothing more than useless water.
For half a century from the time when the mainstay of power generation in Japan changed from hydropower to thermal power during the rapid growth period of the 1970s, the winter era has continued for hydropower.
The present invention is a groundbreaking innovation that proves that potential energy can be obtained from a pond because it is located on a flat surface where there is no use, and water is generated by pumping water from the reservoir and downstream of the river to a high place. .
Although there are 200,000 reservoirs nationwide, they are not used as energy resources, nor are water in the lower reaches of rivers flowing through flat lands.
In recent years, extreme weather has caused the reservoir to collapse, highlighting the dangers of the reservoir.
The municipal governments have taken measures to reinforce the pond because of the breach for the time being, but it is likely that other ponds will need to be improved in the future.
The cause of the breach was the management of reservoirs, which was carried out by farmers' irrigation associations. It is to be.
In order to cope with the recent abnormal weather, the pond was rebuilt as a disaster prevention measure, and in order to increase its cost, the power generation equipment of the present invention, which is a renewable energy, was installed. It becomes one bird and two birds of realization.
If this water can be used to generate electricity, the government will support the concept of using renewable energy as the main power source in FY30, and use local irrigation ponds to generate potential energy. There is also an effect that activation can be expected.
本考案の第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、電動モーターが１機設けられ、第一貯水槽に蓄えてある水はため池の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第三貯水槽（５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、計算された数字が小数点３桁以上の場合には、小数点３桁目を四捨五入した数字を使って、本考案に関する詳細を図１から図１０を使って説明する。 The first generator and the second generator of the present invention are 50HZ, four-pole synchronous generators, each of which is provided with nine units, one electric motor is provided, and the water stored in the first water tank is stored in a reservoir. Assuming that water is used, each of the water tanks from the first water tank (1) to the third water tank (5) has a total station that combines an electronic theodolite and a lightwave distance meter. If the number is more than one digit, the details of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 using numbers rounded to the third decimal place.
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。 Hereinafter, items other than the claims relating to the present invention will be described.
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、
本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、円柱形の容器（７）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター
型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
Description of the terms a) In the present invention, the direction perpendicular to the perpendicular passing through the center point of the diameter of the cylindrical container (7) is "front", the direction in front is "rear", and the direction in front is "rear". The upward direction is referred to as “up”, the downward direction is referred to as “down”, the left direction of the perpendicular is referred to as “left”, and the right direction is referred to as “right”.
B), wire rope,
The wire rope provided in the present invention is a wire rope in which six strands are stranded, and the strands of each layer are stranded at the same angled intersection.
The number of wire ropes that can be twisted at the intersection of the wire ropes is close to the number of wires having a tensile strength that does not break even when the cylindrical container (7) is hung.
(Hereinafter, the wire rope is referred to as a rope.)
C) A cylindrical container made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is a composite material formed by impregnating carbon fiber with plastic and then curing it.
Although plastic has the advantage of being lightweight, it has a low elastic modulus and is unsuitable as a structural material. However, by reinforcing it with carbon fibers, it becomes a lightweight and high-strength material.
Carbon fiber has a specific gravity one-fourth and a specific strength ten times that of iron, and thus has the characteristic that it can be reduced in weight while maintaining the advantages of metal rigidity and strength.
2. Regarding the "5-phase excitation stepping motor type excitation circuit" The "5-phase excitation stepping motor type excitation circuit" means that one step angle = 0.72 °, and when the rotation axis makes one revolution, it advances by 500 step angles, The number of step angles that rotate continuously and the number of step angles that stop are determined by a rotation sensor attached to the rotating body, and are changed each time according to whether the rotating speed of the rotating body is excessive or insufficient. When increasing the number, the rotating step angle is continuously rotated, and when decreasing the rotating number, the stopping step angle is continuously stopped.
Successive step operation is performed at multiples of one step angle = 0.72 °. After the step angle is continuously rotated or stopped, rotation and stop are alternately repeated at each step angle. Repeat.
第一貯水槽について About the first water tank
第一貯水槽
図２は 第二貯水槽と 第一貯水槽の俯瞰図であるが、 第二貯水槽（２）の側面は 第一貯水槽を構成している水路に囲まれている。
第一貯水槽（１）は周囲を地上２ｍの高さと深さ地下１３ｍの塀で囲まれた長方形で、前記水路は 第二貯水槽の周囲に巡らされており、この水路から前記 第二貯水槽（２）へ、注水管（４１）と電動弁座Ａ（４２）、 第一貯水槽（１）から 第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）と、ラッパ状の形状の吸出管（４４）を経由して注水される。
The first water tank Fig. 2 is a bird's-eye view of the second water tank and the first water tank. The side surface of the second water tank (2) is surrounded by the water channel constituting the first water tank.
The first water tank (1) is a rectangle surrounded by a fence of 2m above the ground and 13m below the ground, and the waterway is routed around the second water tank. A water injection pipe (41) and an electric valve seat A (42) to the tank (2); a check valve 2 (43) for flowing water only from the first water tank (1) to the second water tank (2); Water is injected through a trumpet-shaped suction pipe (44).
第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．１５ｍより地下１２．３９ｍにあり、ラッパ状の形状の吸出管（４４）は地下１１ｍより地下１２．５４ｍの位置で 第二貯水槽（２）へ接続され、 第二貯水槽（２）への注水は 第一貯水槽（１）との水圧の差で遅滞なく行われる。
第二貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションで観察される。
尚、第一水圧鉄管内を経由して第一フランシス水車に落下した後の水は水管Ｅ（６１）を経由して揚水ポンプで 第一貯水槽へ注水される。
The water surface of the first water storage tank (1) is 1 m underground, the injection pipe (41) is 12.39 m below the ground at 11.15 m, and the trumpet-shaped suction pipe (44) is 12.54 m below the 11 m underground. At the position, it is connected to the second water tank (2), and water injection into the second water tank (2) is performed without delay due to the difference in water pressure with the first water tank (1).
The injection amount into the second water storage tank (2) is observed at a total station combining an electronic theodolite and a lightwave distance meter.
The water after falling into the first Francis turbine through the first penstock is injected into the first water storage tank by the water pump via the water pipe E (61).
ラッパ状の吸出管
注水管（４１）を通過した水は吸出管（４４）に入った時、図３に示す様にラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になることで注入速度が速まる。
When the water that has passed through the trumpet-shaped suction pipe injection pipe (41) enters the suction pipe (44), it tends to expand rapidly from the trumpet shape as shown in FIG. , Forming a kind of low pressure state, which acts as a suction force for the following water, and increases the injection speed by being the same as the head.
注水管（４１）は外径１．２４ｍ、内径１．２ｍで、注水管（４１）内には電動弁座Ａ（４2）が設けられ、 第二貯水槽（２）と連結されている部分には出口が広がっているラッパ状の吸出管（４４）が設置され、前記吸出管（４４）が 第二貯水槽（２）と連結されている部分は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍであり、電動弁座Ａ（４2）とラッパ状の吸出管（４４）の間には 第一貯水槽（１）から 第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）が設置されている。 The water injection pipe (41) has an outer diameter of 1.24 m and an inner diameter of 1.2 m, and is provided with a motor-operated valve seat A (42) inside the water injection pipe (41) and connected to the second water storage tank (2). Is provided with a trumpet-shaped suction pipe (44) having a widened outlet, and a portion where the suction pipe (44) is connected to the second water storage tank (2) has an outer diameter of 1.54 m and an inner diameter of 1.5 m. A check valve 2 (43) that allows water to flow only from the first water storage tank (1) to the second water storage tank (2) between the electric valve seat A (42) and the trumpet-shaped suction pipe (44). ) Is installed.
円柱形の容器（７）と第二貯水槽（２）との接触防止について About prevention of contact between the cylindrical container (7) and the second water tank (2)
円柱形の容器（７）の10mm外側に、６個の回転体から第二貯水槽（２）の底面までネットが設けられ、前記ネットは第二貯水槽（２）に設けてあるフックに紐で結わえられ、円柱形の容器（７）が第二貯水槽（２）に接触するのを防止する。 A net is provided 10 mm outside the cylindrical container (7) from the six rotating bodies to the bottom of the second water tank (2), and the net is connected to a hook provided on the second water tank (2). To prevent the cylindrical container (7) from contacting the second water tank (2).
第二貯水槽について About the second water tank
第二貯水槽への注水について
第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンである。
Water injection into the second water tank The second water tank is 17.74m below ground and 53m above the ground. Immediately before pumping starts, the position from the bottom B of the second water tank to 3.74m above contains 3572 tons of water. It is a possible space, and 850 tons of residual water is stored at a position 0.89 m above the bottom B of the second water storage tank, and the amount of pumped water is 2722 tons.
円柱形の容器について About cylindrical containers
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、鉄塊が接着されている。 In order to pump water in the second water storage tank (2), a cylindrical container (7) made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) that moves up and down inside the second water storage tank (2) is installed, As shown in FIG. 1, an iron lump is adhered inside the cylindrical container (7).
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
The cylindrical container (7) is made of carbon fiber reinforced plastic and has a vertical length of 72m, an outer diameter of 34.7m and an inner diameter of 34.65m. The upper part is opened and the electric motor stops just before starting pumping. During this operation, the bottom of the cylindrical container (7) is located 3.74 m above the iron floor B (9), which is the bottom of the second water storage tank (2).
The water in the second water tank (2) is located at a position 0.89 m above the iron floor B (9), which is the bottom surface, and the first water tank (1) is located in the space from 0.89 m to 3.74 m in depth. 2722 tons of water.
When 2722 tons of water is injected into the second water tank (2), the water level of the second water tank (2) is 3.74 m above the iron floor B (9).
When the electric motor is rotated clockwise and the cylindrical container (7) is lowered by 3.64 m, the bottom of the cylindrical container (7) comes from the iron floor B (9) which is the bottom of the second water storage tank (2). 2722 tons of water that was located 0.1 m above and was in the second water tank (2) was pumped to the third water tank (55) according to the "Archimedes principle", 850 tons of water is stored up to 0.1 m above the bottom surface and between the inner diameter of the second water tank (2) and the outer diameter of the cylindrical container (7).
When the electric motor is rotated counterclockwise and the cylindrical container (7) is pulled up 3.64 m and the electric motor is stopped, the cylindrical container (7) is at a position 3.74 m above the iron floor B (9). Return to
第三貯水槽について About the third water tank
図１０は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１０において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
FIG. 10 is a conceptual diagram of a cylindrical building (54) having sufficient strength to support a third water storage tank (55) having an annular top.
In FIG. 10, a concentric cylindrical building (54) having sufficient strength to support a third water storage tank (55) having an annular top and storing a large amount of water is provided. Have been.
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
The cylindrical structure (54) has an outer diameter of 60m, an inner diameter of 50m, a thickness of 5m, a concentric cylindrical shape having a thickness of 35m, and a height of 35m, on which an annular third water reservoir (55) is provided. is there.
The height of the third water storage tank (55) is 35 m to 52.5 m above the ground, the outer diameter is 74 m, the inner diameter is 72 m, the vertical wall is 1 m thick, and the bottom is 2 m thick. The area is a 15.5m deep water storage tank, and water is stored at a depth of 14.5m from 37m to 51.5m, and the third water storage tank (55) has a storage capacity of 3.14 x 72. × 72 × 14.5 × １ ／ = 59006.88 ≒ 59000 tons.
電動弁座Dについて About electric valve seat D
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図９は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
An outer diameter of 42 cm and an inner diameter of 40 cm are provided between the lower surface of the third water storage tank (55) to which the first penstock (52) having an outer diameter of 90 cm and an inner diameter of 87 cm is connected, and the upper surface facing the lower surface. The four electric valve seats D (53) are installed.
FIG. 9 is an overhead view of four motor-operated valve seats D (53) installed between the lower surface portion and the upper surface of the third water tank (55). Water having a water pressure of 59000 tons is injected into the entire cross-sectional area of the first penstock from four motorized valve seats D provided on the entire inner diameter of the first penstock (52), and the center of the first Francis turbine is provided. This has the effect of increasing the flow rate.
第一水力発電装置について About the first hydroelectric generator
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。 Nine first penstocks (52) are installed 1 m outside the outer diameter of the cylindrical building (54), and immediately below the first penstock (52), there is a fifth penstock having a center height of 5 m. There are nine Francis turbines, and the first penstock (52) is connected to the first turbine at a height of 35m to 30m below.
第二水力発電装置について About the second hydroelectric generator
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。 Nine motorized valve seats E provided between motorized valve seats D (53) provided in the third water storage tank (55) and an outer diameter of 0.5 m and an inner diameter provided between the first penstocks. Nine second penstocks of 0.47 m, nine cross-flow second turbines 30 m below the nine second penstocks, and nine turbines connected to nine second turbines There is provided a second hydroelectric generator comprising a second generator, and a storage battery which is charged with electricity generated by the nine second generators.
5相励磁のステッピングモーター型励磁回路について Stepping motor type excitation circuit with 5-phase excitation
本考案には5相励磁のステッピングモーター型励磁回路（以下励磁回路と呼称）が前記６個の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６個の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路は、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路について述べ、それ以外の磁回路については省略する。
In the present invention, a five-phase excitation stepping motor type excitation circuit (hereinafter referred to as an excitation circuit) is provided at the center of the longitudinal diameter of each of the six rotating bodies.
The excitation circuits provided in each of the six rotating bodies have the same specifications, and the start, stop, and rotation speeds of the rotation are all the same. Therefore, the excitation circuit provided in the rotating body A1 (121) will be described. The magnetic circuit is omitted.
図７に示す様に、励磁回路は回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、最大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１８００回／ｒｐｍに維持される。
円柱形の容器（７）の引き上げは、軸受けを利用して引き上げに要する力を軽減させて引き上げられる。
前記引き下げと引き上げは電動モーターと巻き取り機で行われる。
電動モーターの回転数をコントロールすることで、円柱形の容器（７）の下降及び上昇速度は所定の速度に調節される。
As shown in FIG. 7, the excitation circuit is provided at the center of the diameter in the longitudinal direction of the rotating body A1 (121), and an electromagnet A (A) in which an electric wire is wound around an iron core in a concentric ring A (26). 27) and a rotor A (28) facing the electromagnet A (27) and having a magnet B (30) concentrically magnetized in the axial direction around the axis. 29) and a driver A (33, not shown) connected to a programmable controller A (31, not shown), a controller A (32, not shown), and an electromagnet A (27). I have.
When a current flows through the controller A (32) and a pulse signal is given to the driver A (33), and the driver A (33) switches the current of the electromagnet A (27), the magnetic pole of the electromagnet A (27) Switching is performed, and the rotation sensor attached to the rotating body A1 (121) catches excessive or insufficient rotation of the rotating body A1 and the number of step angles for continuously rotating or the number of step angles for continuously stopping. A pulse signal is given to the driver A (33) by a command from the computer which calculates the rotation angle of the rotating body A1 by continuously rotating the step angle to be rotated or continuously stopping the step angle to be stopped. Numbers are maintained.
For example, when the rotation of the rotator A1 returns to the predetermined number of rotations after continuous rotation at two step angles, the operation stops at one step angle, and returns to the operation of repeating the original rotation and stop at each one step angle.
Since the rotation speed fluctuation is corrected within the range of one step angle = 0.72 °, even if the time required for the correction is the entire one step angle, it is corrected within 1/500 times at the maximum. The rotation speed is maintained at 1800 times / rpm without accumulation.
The cylindrical container (7) is lifted by using a bearing to reduce the force required for lifting.
The lowering and raising are performed by an electric motor and a winder.
By controlling the rotation speed of the electric motor, the lowering and raising speeds of the cylindrical container (7) are adjusted to a predetermined speed.
以下に円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊の重量と、ロープの重量を合計した重量を述べる。 Hereinafter, the total weight of the weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron lump, and the weight of the rope will be described.
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、円柱形の容器（７）の底面に接着してある鉄塊は比重７．２で、直径5ｍ、厚み１ｍである。 The cylindrical container (7) to be lifted is 58m above the ground and 14m below the ground, vertical length 72m, outer diameter 34.7m, inner diameter 34.65m, thickness 0.05m, specific gravity 1.65, upper part is The iron mass, which has been released and adhered to the bottom surface of the cylindrical container (7), has a specific gravity of 7.2, a diameter of 5 m and a thickness of 1 m.
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４＋３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２＋１２０４．０９×００５）＝３３１．４０２トン≒３３１．４トンである。
鉄塊の重量は３．１４×７．２×１／４（５×５）×１＝１４１．３トンであり、円柱形の容器（７）の重量と鉄塊の重量の合計は472．７トンである。
ロープの重量を7.３トンと見なすと引き上げるべき重量は４８0トンとなる。
The weight of the cylindrical container (7) is ((3.14 (34.7 × 34.7-34.65) × 34.65) × 72 × １ ／ + 3.14 × (34.7 × 34.7). ) × 1/4) × 0.05)) × 1.65 = 3.14 × 1.65 × １ ／ (3.47 × 72 + 1204.09 × 005) = 331.402 tons ≒ 331.4 tons. is there.
The weight of the iron ingot is 3.14 × 7.2 × 1/4 (5 × 5) × 1 = 141.3 tons, and the sum of the weight of the cylindrical container (7) and the weight of the iron ingot is 472. 7 tons.
Assuming a rope weight of 7.3 tons, the weight to be lifted is 480 tons.
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。 The bearing of the present invention will be described, and then the method for lowering and raising the cylindrical container (7) will be described.
転がり軸受について About rolling bearings
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。 Double-thrust cylindrical roller bearing A-1, double-thrust as a double-thrust rolling bearing A1 (50) corresponding to axial load (receiving axial force from both sides) to reduce frictional resistance applied to the rotating shaft of the rotating body A tapered roller bearing A-1, a thrust needle roller bearing A-1, a thrust self-aligning roller bearing A-1 and the like are provided, and a double thrust cylindrical roller bearing A-2, a double thrust as a double thrust rolling bearing A2 (51). A tapered roller bearing A-2, a thrust needle roller bearing A-2, a thrust self-aligning roller bearing A-2, and the like are provided.
円柱形の容器の引き下げ、引き上げの方法について How to lower and raise a cylindrical container
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに電動モーターが１機設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３が設けてあり、軸Ｌ３には地点Ａと、地点Bが設けられ、地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が設置され、地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
６個の回転体のそれぞれは励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
Six hooks are provided counterclockwise in the order of
The rotation speed of each of the six rotating bodies is controlled by the excitation circuit, and the rotation start, stop, and rotation speeds are the same, and the same operation is performed.
図５は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれには励磁回路が設けてあり、励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図６は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４５）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４５）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４６）が設けられ、ハウジングB１（４６）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路が設営されている。
FIG. 5 shows an iron column B1 (111) connecting the iron column A1 (101) and the iron column A2 (102), an iron column B2 (112) connecting the iron column A2 (102) and the iron column A3 (103), Iron column B3 (113) connecting iron column A3 (103) and iron column A4 (104), iron column B4 (114) connecting iron column A4 (104) and iron column A5 (105), and iron column A5 (105) ) And an iron pole B5 (115) connecting the iron pole A6 (106), and a hexagonal side composed of an iron pole B6 (116) connecting the iron pole A6 (106) and the iron pole A1 (101). Although it is an overhead view, a rotating body A1 (121) to a rotating body A6 (126) are provided above each of the iron poles B1 (111) to B6 (116).
An excitation circuit is provided for each of the rotators A1 (121) to A6 (126), and the number of rotations is controlled by the excitation circuit, and the rotation starts, stops, and the number of rotations are the same, and the same operation is performed. .
FIG. 6 is a conceptual diagram of the rotator A1 (121) and the rotator A6 (126). The vertical direction of the rotator A1 (121) facing the iron column A2 (102) extended in the vertical direction. A holding band A (23) is provided at a position of the housing A1 (45) facing a predetermined position on the "right" of the cut surface, and a double thrust rolling bearing A1 (50) is provided on the holding band A (23). Are connected to the rotating body A1 (121), and a housing B1 (46) is provided at a predetermined position on the right side of the housing A1 (45), and the housing B1 (46) is provided. Is connected to the outer ring of the double-type thrust rolling bearing A2 (51), the inner ring is fitted to the rotating body A1 (121), and the longitudinal direction of the rotating body A1 (121). An excitation circuit is set up in the middle of the diameter of.
図８は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図６に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝A（１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝B（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端は上に伸ばされ回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝B（１３１）を経由して前記度軸Ｌ３の地点Bにある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機B（４９）でロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量４８０トンの重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で下降するが４８０トンの重量には円柱形の容器（７）を下降させる力があるので、巻き取り機B（４９）がロープを巻き取る力は少なくて済み、下降する速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a winder A (48) and a winder B (49) provided on a rotary shaft extending from the rotary shaft of the electric motor (10).
As shown in FIG. 6, a concave shape extending diagonally upward to the right on a rotating body A1 (121) extending downward and leftward from a position facing the iron column A1 (101) extending vertically. Groove A (130) is provided, and a concave groove B extending diagonally upward to the left on a rotating body A6 (126) extending downward and to the right from a position facing the iron column A1 (101). (131) is provided, and a winder A (48) is installed below the concave groove A (130), and a winder B (49) is installed below the concave groove B (131).
When lowering the cylindrical container (7), one end of a rope is hung on the
When the cylindrical container (7) is lowered, the cylindrical container (7) is lowered by the total weight of 480 tons and the force of the winder B (49) to wind the rope clockwise but 480 tons. Has a force to lower the cylindrical container (7), so that the winding machine B (49) has less power to wind up the rope, and the lowering speed is wound counterclockwise. It depends on the speed at which the rope of the winder A (48) is released.
The radius of the winder B (49) is set to 3.32 cm, the rotation loss is set to 4%, and the rope wound on the winder B (49) is 3.32 cm × 3.14 in one second. × 0.96 × 2 = 20.015 cm ≒ 20 cm is released.
円柱形の容器の引き下げについて
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は主として４８０トンの合計重量で下降し、電動モーターが時計周りに６０回／ｒｐｍで回転する力で後押しされて下降し、巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに解放される速度で下降する。
その下降速度は、円柱形の容器（７）を３０秒で６ｍ下降させる速度である。
When lowering the cylindrical container for lowering the cylindrical container (7), the cylindrical container (7) descends mainly with a total weight of 480 tons, and the electric motor rotates clockwise at 60 times / rpm. It is pushed down by force and descends, and descends at a speed at which the rope wound counterclockwise of the winder A (48) is released clockwise.
The lowering speed is a speed for lowering the cylindrical container (7) by 6 m in 30 seconds.
摩擦トルクについて About friction torque
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは 計算式 Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
引き上げるべき重量の４８０トンは軸受けの摩擦軽減効果によって４８０トン×０．０２倍＝９．６トンとなり、９．６トンを引き上げることとなる。
The friction torque is represented by the sum of the load-dependent friction torque and the load-independent friction torque.
The friction torque independent of the load is generated in a region where the rotation speed is low and the load is high.
This is because a lubricating film having a sufficient thickness has not yet been formed on the contact surface in this region.
Since the rotation speed increases as the number of rotations of the electric motor increases, the friction torque irrelevant to the load disappears, and the friction torque becomes only the load-dependent friction torque.
The friction torque depending on the load is expressed by the following formula: M = uPd / 2.
Here, M = the total friction torque of the bearing, u = the coefficient of friction, P = the equivalent weight applied to the bearing, and d = the inner diameter of the bearing.
Since the friction coefficient of the double-type thrust cylindrical roller bearing is 0.004 and the friction coefficient of the thrust needle roller bearing is 0.005, all the friction coefficients of the rolling bearings installed in the present invention are regarded as 0.005 and depend on the load. Assuming that the friction torque is 4 times the friction coefficient, the friction torque is 0.005
The weight of 480 tons to be raised is 480 tons × 0.02 times = 9.6 tons due to the friction reducing effect of the bearing, which means that 9.6 tons is raised.
円柱形の容器の引き上げについて
第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。
Withdrawing the cylindrical container When the pumping of the second water storage tank ends, the electric motor switches the current flow of the U-phase → V-phase → W-phase to U-phase → W-phase → V-phase, and turns the electric motor on. Switches the rotation direction of the motor to the opposite direction.
図６に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４５）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４６）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路は、６個の回転体それぞれの回転を１８００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６個の回転体は励磁回路で回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６個の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターが反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
As shown in FIG. 6, the double thrust rolling bearing A1 (50) is connected to the holding band A (23) in the housing A1 (45), and the double thrust rolling bearing A2 (51) is held in the housing B1 (46). B (24), the excitation circuit controls the rotation of each of the six rotators to a speed of 1800 times / rpm.
The six rotating bodies are rotating at the rotation speed controlled by the excitation circuit and, in addition, are provided with the double thrust rolling bearings A1 (50) and A2 (51). Secures the torque required for obtaining a low torque property and generating a predetermined power generation amount.
When raising the cylindrical container (7), the electric motor rotates counterclockwise at 60 times / rpm, is wound counterclockwise by the winder A (48), and rises 6 m in 30 seconds. The climb ends.
第二発電機で生成される電気について About electricity generated by the second generator
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は本考案で電気を使用する場所に供給される。 Nine motorized valve seats E provided between motorized valve seats D (53) provided in the third water storage tank (55) and an outer diameter of 0.5 m and an inner diameter provided between the first penstocks. Nine second penstocks of 0.47 m, nine cross-flow second turbines 30 m below the nine second penstocks, and nine turbines connected to nine second turbines There is provided a second hydroelectric generator composed of the second generator of the device, and converts the DC of the storage battery charged with the electricity generated by the nine second generators into AC, and the converted power is In the present invention, it is supplied to the place where electricity is used.
発電量について About power generation
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
最初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置のそれぞれの水圧鉄管の内径が異なること
と、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する水の範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
The power generation that can be generated by the present invention will be described below.
First, the amount of power generated by the first hydroelectric generator will be described, and then the amount of power generated by the second hydroelectric generator will be described.
The inner diameters of the penstocks of the first hydraulic power unit and the second hydraulic power unit are different, and the range of water falling over the entire cross-sectional area of the central part of the second penstock is 33% to 27% of the first penstock. %, Except that the second hydropower unit is the same as the first hydropower unit, the falling speed of water, total head 30m, pipeline loss 3m, effective head 27m, turbine efficiency 90%, Since the generator efficiency is the same as 98%, the power generation amount of the second hydraulic power generator is calculated by changing the range of falling to the entire cross-sectional area of the central part of the second penstock to 27%.
The first penstock has an outer diameter of 91 cm and an inner diameter of 87 cm. Nine first penstocks are connected to the bottom of the third reservoir (55), and the outer diameter of each first penstock is 22 m apart. Nine first Francis turbines are provided immediately below the first penstock, and are connected to the nine first generators.
Nine first penstocks, nine first Francis turbines, and nine first generators generate the same amount of power using exactly the same device.
第一水圧鉄管内の水の落下速度について
第一水圧鉄管の最上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの最上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、最上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、最上部と地上５ｍの位置の間に H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
Regarding the falling speed of the water in the first penstock, v is calculated assuming that the speed at the top of the first penstock at 35 m above the ground is v = 1 and the speed at the center of the first Francis turbine at 5 m above the ground is v. .
Since the pressure at the top of 35 m above the ground and the pressure at the center of the first Francis turbine at 5 m above the ground are equal, and the flow velocity v = 1 at the top may be 0, according to Bernoulli's theorem, the top of the top and 5 m above the ground will be used. H + p = 1 / 2pv2 + p holds between the positions, and v is obtained by the square root of v = 2gH.
Here, p = pressure, g = gravity, and H = head.
When calculated as H = 30, g = 9.806 ≒ 9.81, 2gH = 2 × 9.81 × 30 = 588.6, the square root is 24.261 ≒ 24.26 m / s, and v is 24.26 m / s.
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝４．７５６ｍ3≒４．７６ｍ３である。
発電機出力は 発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
The flow rate at the center of the first Francis turbine is represented by the cross-sectional area x the flow rate, and the flow rate at the center of the first Francis turbine is the four turbines provided at the bottom of the third water tank (55) 30 m above. From the motor-operated valve seat D of the first hydraulic penstock, the water is spread over the entire cross-sectional area of the first penstock, and falls into a wide range of the cross-sectional area at the center of the first Francis turbine.
Assuming that the flow rate at the center of the first Francis turbine is 33% of the cross-sectional area at the center of the first Francis turbine, the flow rate is 24.26 × 0.87 × 0.87 × 3.14 × 0.33 × 1/4 = 4.756 m3 ≒ 4.76 m3.
The generator output is obtained by the following equation: power output = theoretical hydraulic power x turbine efficiency x generator efficiency, and theoretical hydraulic power is obtained by the product of effective head and flow rate.
Generally, it is said that the Francis turbine has a turbine efficiency of 90% and a generator efficiency of 98%.
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×４．７６×０．９×０．９８＝１１１２．００９KW 約１１１２KWであり、９台では１１１２KW×９＝１０００８≒１００００KWである。 When the total output from the upper part of the first penstock to the center of the first Francis turbine is 30m, the pipe loss is 3m, the effective head is 27m, the turbine efficiency is 90%, and the generator efficiency is 98%. The power generation output is 9.81 × 27 × 4.76 × 0.9 × 0.98 = 1112.009 kW, which is about 1112 kW, and 1112 kW × 9 = 10008 ≒ 10000 kW for nine units.
第二発電機による発電量を以下に述べる。 The amount of power generated by the second generator is described below.
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝１．１３５ｍ3≒１．１４ｍ3である。
Assuming that the flow rate at the center of the cross flow second turbine is 27% of the cross-sectional area at the center of the cross flow second turbine, the flow rate is 24.26 × 0.47 × 0.47 × 3.14 × 0. .27 × １ = 1.135
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１．１４×０．９×０．９８＝２６６．３２KW 約２６０KWであり、９機では２６０KW×９＝２３４０KW≒２３００KWである。 Calculated power output per unit assuming a total head of 30m from the top of the second penstock to the center of the cross flow second turbine, a pipe loss of 3m, an effective head of 27m, a turbine efficiency of 90%, and a generator efficiency of 98% Then, the power generation output = 9.81 × 27 × 1.14 × 0.9 × 0.98 = 266.32 kW is about 260 kW, and 260 kW × 9 = 2340 kW ≒ 2300 kW for the nine units.
１＝第一貯水槽
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽
３＝流出管
4＝鉄隗
７＝円柱形の容器
９＝鉄床Ｂ
１０＝三相交流電動モーター
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４３＝逆止弁２
４４＝吸出管
４５＝ハウジングＡ１
４６＝ハウジングＢ１
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物
５５＝第３貯水槽
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第五貯水槽（５）へ送水する排水管Ｅ
１０１＝鉄柱A1
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1
１２２＝回転体A２
１２３＝回転体A３
１２４＝回転体A４
１２５＝回転体A５
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B
1 = First water tank
2 = Cylindrical second water tank storing water inside
3 = Outflow pipe
4 = Iron 7 = Cylindrical container 9 = Iron floor B
10 = Three-phase AC
24 = Retention band B
26 = Concentric ring A provided in the middle position of the diameter in the longitudinal direction of the shaft where the rotating shaft of the rotating body A2 (2) is extended
27 = electromagnet A
28 = Stator A
29 = Rotor A
30 = magnet B magnetized axially concentrically about the axis
32 = Controller A
33 = Driver A
41 = Injection pipe 42 = Electric valve seat A
43 =
44 = Suction tube 45 = Housing A1
46 = Housing B1
48 = Winder A
49 = Winder B
50 = Rolling bearing A1
51 = Rolling bearing A2
52 = First penstock 53 = Electric valve seat D of 4 units
54 = Cylindrical building
55 = third water tank 61 = drain pipe E for sending water dropped from the first penstock to the fifth water tank (5)
101 = Iron column A1
102 = Iron column A2
103 = Iron column A3
104 = Iron pillar A4
105 = Iron pillar A5
106 = Iron pillar A6
111 = Iron B1
112 = Iron B2
113 = Iron pillar B3
114 = Iron B4
115 = Iron pillar B5
116 = Iron B6
121 = rotator A1
122 = rotator A2
123 = rotating body A3
124 = rotator A4
125 = Rotating body A5
126 = rotating body A6
130 = concave groove A
131 = concave groove B
第一水力発電装置に関する。 The present invention relates to a first hydroelectric generator.
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016
-035243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか利用出来ないという欠点があった。
本考案はこの欠点をカバーして中規模発電を可能にする円柱形の容器（７）と円柱形の容器内に接着してある鉄塊（４）との合計重量と、電動モーターが時計周りに回転する力で後押しして前記円柱形の容器（７）を押し下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、右端に複式スラスト転がり軸受A２（５１）が設けられ、転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して、発電する考案である。
As a pumping method, there is a technique of pumping water using a pump.
-035243 is an invention for pumping water using a pump.
In
The present invention covers this drawback, and the total weight of the cylindrical container (7), which enables medium-scale power generation, and the iron mass (4) adhered inside the cylindrical container, and the electric motor rotates clockwise. And the operation of pushing down the cylindrical container (7) by a rotating force and a double thrust rolling bearing A1 (50) on the left end of each rotating body from the rotating body A1 (121) to the rotating body A6 (126). ), A double-type thrust rolling bearing A2 (51) is provided at the right end, and the operation of pulling up the cylindrical container (7) by using a rolling bearing is repeated to continuously pump a large amount of water to generate power. It is a device.
本考案の概略
本考案は 第一貯水槽（１）と、 第一貯水槽の下方にある 第一貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の 第二貯水槽（２）と、 第二貯水槽から押し出された水が注入される 第二貯水槽の上方にある流出管（３）とを備え、円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊（４）の重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げて、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った体積の分だけ、第二貯水槽内の水を揚水する「アルキメデス」の原理を利用している揚水方法であり、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、第二貯水槽の揚水が終わったら、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して流出管に注入し、流出管を経由して第三貯水槽（５５）に貯水する。
Outline of the present invention The present invention comprises a first water tank (1), a cylindrical second water tank (2) below the first water tank, in which water supplied from the first water tank is stored, and An outlet pipe (3) above the second water tank into which water extruded from the two water tanks is injected, the weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron block (4), and the winding The take-up machine B (49) pulls down the columnar container into the second reservoir by the force of winding the rope clockwise, and the volume of the columnar container (7) becomes the volume of the volume contained in the second reservoir. This is a pumping method using the "Archimedes" principle of pumping water in the second storage tank by the amount of water, and the left end of each rotating body from the rotating body A1 (121) to the rotating body A6 (126). At the right end, a double-type thrust rolling bearing A1 (50) and a bearing A2 (51) are provided. Using a beam bearing, reduce the force required to pull up the cylindrical container (7), repeat the lifting operation, continuously pump a large amount of water, and inject it into the outflow pipe. Via the third water storage tank (55), water is stored.
円柱形の容器（７）の引き上げが終了すると、一部残水が残っている 第二貯水槽内に 第一貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して注水し、 第二貯水槽内への注水が終わったら、 第二貯水槽内の円柱形の容器（７）を引き下げて、 第二貯水槽内の水を揚水し、揚水が終わったら、第一貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して 第二貯水槽に注入して再度揚水する循環作動を行うことを特徴とする水力発電装置である。 When the lifting of the cylindrical container (7) is completed, the water in the first water storage tank (1) is injected into the second water storage tank via the water injection pipe (41) into the second water storage tank, and When the water injection into the second water tank is completed, the cylindrical container (7) in the second water tank is pulled down, and the water in the second water tank is pumped. ) Is a circulating operation of injecting the water of (1) into the second water storage tank via the water injection pipe (41) and pumping the water again.
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a hydroelectric generator that continuously pumps a large amount of water to a high place on a flat ground in a short time.
円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊（４）の重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げる作動と、回転体A1（１２
１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、円柱形の容器（７）を引き上げる作動を繰り返し行って、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水することで課題を解決する。
The operation of pulling down the cylindrical container into the second water tank by the weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron lump (4), and the force of the winder B (49) winding the rope clockwise. And the rotating body A1 (12
A double-type thrust rolling bearing A1 (50) and a bearing A2 (51) are provided at the left end and the right end of each of the rotating bodies from 1) to the rotating body A6 (126), and a cylindrical shape is formed by using the rolling bearings of the two machines. By reducing the force required to pull up the container (7), the operation of pulling up the cylindrical container (7) is repeated, and a large amount of water is continuously pumped to a high place on a flat ground in a short time. Solve the problem.
考案の電気について本考案の 大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、5 相励磁のステッピングモーター型励磁回路に使用する電気と、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気である。
これらの電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池の電気が使用されるため本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
A major feature of the invention is that the functions required for operation can be covered by electricity.
The electricity required for the operation of the present invention is as follows.
Electricity for rotating the electric motor, electricity required for opening and closing all electric valve seats provided in the present invention, electricity used for the five-phase excitation stepping motor type excitation circuit, electronic theodolite and light wave distance Electricity for operating the total station combined with the gauge, and electricity used for the vacuum generator.
Since the electricity of the storage battery charged by the electricity generated by the second hydroelectric generator is used for these electricity, the operation cost of the present invention other than the labor cost is zero.
本考案の効果は、水力発電を行う場合の位置エネルギーを平地にある水を使用して獲得した点にある。
標高の高い位置にある水はそれだけで価値があり、高低差を利用してこの水を高所から低所に落下させることで発電が可能になるので関係者にとって標高の高い位置にある水は位置エネルギーを持っている貴重な水であり、平地にある水は利用価値の無いただの水に過ぎなかった。
我が国における発電の主力が７０年代の高度成長期に水力発電から火力発電に代わった時期以降現在に至るまでの半世紀の間、水力発電にとって冬の時代が続いている。
本考案はため池、及び河川の下流域の水を高所に揚水して、発電を行うが、従来利用価値の無い平地にあるため池から位置エネルギーを獲得出来る事を証明した画期的考案である。
ため池は全国に２０万箇所あるがエネルギー資源としては利用されておらず、平地を流れる河川の下流域の水も利用されていない。
近年の異常気象により、ため池の決壊が起こり、ため池の危険性が浮彫になった。
被災自治体では当面決壊したため池の補強など対策をすすめるが、他のため池も将来的に整備が必要になると思われる。
決壊の原因は、ため池の管理は農家で作る水利組合が担うが老齢化などで、日頃の安全点検や管理が不十分な場所が増えていることと、施工技術が未発達な時代に造られたものであることにある。
近来の異常気象に対応するため、防災対策としてのため池に改築し、その費用を捻出するために、再生エネルギーである当考案の発電装置を設置し、売電すれば、費用軽減と再生エネルギーの実現の一石二鳥となる。
これらの水を利用して発電が可能になれば、政府が目標とする30年度に再生エネルギーを主電源とする構想を側面から支援し、位置エネルギー生成を可能とする全国のため池の活用によって地域活性化が期待できるという効果も生まれる。
The effect of the present invention is that potential energy for hydropower generation is obtained using water on flat ground.
Water at high altitudes is valuable by itself, and it is possible to generate electricity by dropping this water from a high place to a low place using the height difference, so that water at high altitudes for stakeholders It is a valuable water with potential energy, and the water on the plains was nothing more than useless water.
For half a century from the time when the mainstay of power generation in Japan changed from hydropower to thermal power during the rapid growth period of the 1970s, the winter era has continued for hydropower.
The present invention is a groundbreaking innovation that proves that potential energy can be obtained from a pond because it is located on a flat surface where there is no use, and water is generated by pumping water from the reservoir and downstream of the river to a high place. .
Although there are 200,000 reservoirs nationwide, they are not used as energy resources, nor are water in the lower reaches of rivers flowing through flat lands.
In recent years, extreme weather has caused the reservoir to collapse, highlighting the dangers of the reservoir.
The municipal governments have taken measures to reinforce the pond because of the breach for the time being, but it is likely that other ponds will need to be improved in the future.
The cause of the breach was the management of reservoirs, which was carried out by farmers' irrigation associations. It is to be.
In order to cope with the recent abnormal weather, the pond was rebuilt as a disaster prevention measure, and in order to increase its cost, the power generation equipment of the present invention, which is a renewable energy, was installed. It becomes one bird and two birds of realization.
If this water can be used to generate electricity, the government will support the concept of using renewable energy as the main power source in FY30, and use local irrigation ponds to generate potential energy. There is also an effect that activation can be expected.
本考案の第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、電動モーターが１機設けられ、第一貯水槽に蓄えてある水はため池の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第三貯水槽（５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、計算された数字が小数点３桁以上の場合には、小数点３桁目を四捨五入した数字を使って、本考案に関する詳細を図１から図１０を使って説明する。 The first generator and the second generator of the present invention are 50HZ, four-pole synchronous generators, each of which is provided with nine units, one electric motor is provided, and the water stored in the first water tank is stored in a reservoir. Assuming that water is used, each of the water tanks from the first water tank (1) to the third water tank (5) has a total station that combines an electronic theodolite and a lightwave distance meter. If the number is more than one digit, the details of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 using numbers rounded to the third decimal place.
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。 Hereinafter, items other than the claims relating to the present invention will be described.
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、円柱形の容器（
７）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
Description of the terms a) In the present invention, the direction perpendicular to the perpendicular passing through the center point of the diameter of the cylindrical container (7) is "front", the direction in front is "rear", and the direction in front is "rear". The upward direction is referred to as “up”, the downward direction is referred to as “down”, the left direction of the perpendicular is referred to as “left”, and the right direction is referred to as “right”.
B) The wire rope provided in the present invention is a wire rope in which six strands are twisted, and the wires of each layer are twisted at the same intersection at the same angle.
The number of wire ropes twisted at the intersection of the wire ropes is a cylindrical container (
7) is close to the number of pieces having a tensile strength that does not break even when suspended.
(Hereinafter, the wire rope is referred to as a rope.)
C) A cylindrical container made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is a composite material formed by impregnating carbon fiber with plastic and then curing it.
Although plastic has the advantage of being lightweight, it has a low elastic modulus and is unsuitable as a structural material. However, by reinforcing it with carbon fibers, it becomes a lightweight and high-strength material.
Carbon fiber has a specific gravity one-fourth and a specific strength ten times that of iron, and thus has the characteristic that it can be reduced in weight while maintaining the advantages of metal rigidity and strength.
2. Regarding the "5-phase excitation stepping motor type excitation circuit" The "5-phase excitation stepping motor type excitation circuit" means that one step angle = 0.72 °, and when the rotation axis makes one revolution, it advances by 500 step angles, The number of step angles that rotate continuously and the number of step angles that stop are determined by a rotation sensor attached to the rotating body, and are changed each time according to whether the rotating speed of the rotating body is excessive or insufficient. When increasing the number, the rotating step angle is continuously rotated, and when decreasing the rotating number, the stopping step angle is continuously stopped.
Successive step operation is performed at multiples of one step angle = 0.72 °. After the step angle is continuously rotated or stopped, rotation and stop are alternately repeated at each step angle. Repeat.
第一貯水槽について About the first water tank
第一貯水槽図２は 第二貯水槽と 第一貯水槽の俯瞰図であるが、 第二貯水槽（２）の側面は 第一貯水槽を構成している水路に囲まれている。 第一貯水槽（１）は周囲を地上２ｍの高さと深さ地下１３ｍの塀で囲まれた長方形で、前記水路は 第二貯水槽の周囲に巡らされており、この水路から前記 第二貯水槽（２）へ、注水管（４１）と電動弁座Ａ（４２）、 第一貯水槽（１）から 第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）と、ラッパ状の形状の吸出管（４４）を経由して注水される。 The first water tank Fig. 2 is a bird's-eye view of the second water tank and the first water tank. The side surface of the second water tank (2) is surrounded by the water channel constituting the first water tank. The first water tank (1) is a rectangle surrounded by a fence of 2m above the ground and 13m below the ground, and the waterway is routed around the second water tank. A water injection pipe (41) and an electric valve seat A (42) to the tank (2); a check valve 2 (43) for flowing water only from the first water tank (1) to the second water tank (2); Water is injected through a trumpet-shaped suction pipe (44).
第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．１５ｍより地下１２．３９ｍにあり、ラッパ状の形状の吸出管（４４）は地下１１ｍより地下１２．５４ｍの位置で 第二貯水槽（２）へ接続され、 第二貯水槽（２）への注水は 第一貯水槽（１）との水圧の差で遅滞なく行われる。
第二貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションで観察される。
尚、第一水圧鉄管内を経由して第一フランシス水車に落下した後の水は水管Ｅ（６１）を経由して揚水ポンプで 第一貯水槽へ注水される。
The water surface of the first water storage tank (1) is 1 m underground, the water injection pipe (41) is 12.39 m below 11.15 m underground, and the trumpet-shaped suction pipe (44) is 12.54 m below 11 m below ground. At the position, it is connected to the second water tank (2), and water injection into the second water tank (2) is performed without delay due to the difference in water pressure with the first water tank (1).
The injection amount into the second water storage tank (2) is observed at a total station combining an electronic theodolite and a lightwave distance meter.
The water after falling into the first Francis turbine through the first penstock is injected into the first water storage tank by the water pump via the water pipe E (61).
ラッパ状の吸出管注水管（４１）を通過した水は吸出管（４４）に入った時、図３に示す様にラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になることで注入速度が速まる。 When the water that has passed through the trumpet-shaped suction pipe injection pipe (41) enters the suction pipe (44), it tends to expand rapidly from the trumpet shape as shown in FIG. , Forming a kind of low pressure state, which acts as a suction force for the following water, and increases the injection speed by being the same as the head.
注水管（４１）は外径１．２４ｍ、内径１．２ｍで、注水管（４１）内には電動弁座Ａ（４2）が設けられ、 第二貯水槽（２）と連結されている部分には出口が広がっているラッパ状の吸出管（４４）が設置され、前記吸出管（４４）が 第二貯水槽（２）と連結されている部分は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍであり、電動弁座Ａ（４2）とラッパ状の吸出管（４４）の間には 第一貯水槽（１）から 第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）が設置されている。 The water injection pipe (41) has an outer diameter of 1.24 m and an inner diameter of 1.2 m, and is provided with a motor-operated valve seat A (42) inside the water injection pipe (41) and connected to the second water storage tank (2). Is provided with a trumpet-shaped suction pipe (44) having a widened outlet, and a portion where the suction pipe (44) is connected to the second water storage tank (2) has an outer diameter of 1.54 m and an inner diameter of 1.5 m. A check valve 2 (43) that allows water to flow only from the first water storage tank (1) to the second water storage tank (2) between the electric valve seat A (42) and the trumpet-shaped suction pipe (44). ) Is installed.
円柱形の容器（７）と第二貯水槽（２）との接触防止について About prevention of contact between the cylindrical container (7) and the second water tank (2)
円柱形の容器（７）の10mm外側に、６個の回転体から第二貯水槽（２）の底面までネットが設けられ、前記ネットは第二貯水槽（２）に設けてあるフックに紐で結わえられ、円柱形の容器（７）が第二貯水槽（２）に接触するのを防止する。 A net is provided 10 mm outside the cylindrical container (7) from the six rotating bodies to the bottom of the second water tank (2), and the net is connected to a hook provided on the second water tank (2). To prevent the cylindrical container (7) from contacting the second water tank (2).
第二貯水槽について About the second water tank
第二貯水槽への注水について第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンである。 Water injection into the second water tank The second water tank is 17.74m below ground and 53m above the ground. Immediately before pumping starts, the position from the bottom B of the second water tank to 3.74m above contains 3572 tons of water. It is a possible space, and 850 tons of residual water is stored at a position 0.89 m above the bottom B of the second water storage tank, and the amount of pumped water is 2722 tons.
円柱形の容器について About cylindrical containers
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、鉄塊が接着されている。 In order to pump water in the second water storage tank (2), a cylindrical container (7) made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) that moves up and down inside the second water storage tank (2) is installed, As shown in FIG. 1, an iron lump is adhered inside the cylindrical container (7).
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ
０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
The cylindrical container (7) is made of carbon fiber reinforced plastic and has a vertical length of 72m, an outer diameter of 34.7m and an inner diameter of 34.65m. The upper part is opened and the electric motor stops just before starting pumping. During this operation, the bottom of the cylindrical container (7) is located 3.74 m above the iron floor B (9), which is the bottom of the second water storage tank (2).
The water in the second water tank (2) is located at a position 0.89 m above the iron floor B (9), which is the bottom surface, and the first water tank (1) is located in the space from 0.89 m to 3.74 m in depth. 2722 tons of water.
When 2722 tons of water is injected into the second water tank (2), the water level of the second water tank (2) is 3.74 m above the iron floor B (9).
When the electric motor is rotated clockwise and the cylindrical container (7) is lowered by 3.64 m, the bottom of the cylindrical container (7) comes from the iron floor B (9) which is the bottom of the second water storage tank (2). 2722 tons of water that was located 0.1 m above and was in the second water tank (2) was pumped to the third water tank (55) according to the "Archimedes principle", 850 tons of water is stored up to 0.1 m above the bottom surface and between the inner diameter of the second water tank (2) and the outer diameter of the cylindrical container (7).
When the electric motor is rotated counterclockwise and the cylindrical container (7) is pulled up 3.64 m and the electric motor is stopped, the cylindrical container (7) is at a position 3.74 m above the iron floor B (9). Return to
第三貯水槽について About the third water tank
図１０は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１０において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
FIG. 10 is a conceptual diagram of a cylindrical building (54) having sufficient strength to support a third water storage tank (55) having an annular top.
In FIG. 10, a concentric cylindrical building (54) having sufficient strength to support a third water storage tank (55) having an annular top and storing a large amount of water is provided. Have been.
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
The cylindrical structure (54) has an outer diameter of 60m, an inner diameter of 50m, a thickness of 5m, a concentric cylindrical shape having a thickness of 35m, and a height of 35m, on which an annular third water storage tank (55) is provided. is there.
The height of the third water storage tank (55) is 35 m to 52.5 m above the ground, the outer diameter is 74 m, the inner diameter is 72 m, the vertical wall is 1 m thick, and the bottom is 2 m thick. The area is a 15.5m deep water storage tank, and water is stored at a depth of 14.5m from 37m to 51.5m, and the third water storage tank (55) has a storage capacity of 3.14 x 72. × 72 × 14.5 × １ ／ = 59006.88 ≒ 59000 tons.
電動弁座Dについて About electric valve seat D
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図９は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
An outer diameter of 42 cm and an inner diameter of 40 cm are provided between the lower surface of the third water storage tank (55) to which the first penstock (52) having an outer diameter of 90 cm and an inner diameter of 87 cm is connected, and the upper surface facing the lower surface. The four electric valve seats D (53) are installed.
FIG. 9 is an overhead view of four motor-operated valve seats D (53) installed between the lower surface portion and the upper surface of the third water tank (55). Water having a water pressure of 59000 tons is injected into the entire cross-sectional area of the first penstock from four motorized valve seats D provided on the entire inner diameter of the first penstock (52), and the center of the first Francis turbine is provided. This has the effect of increasing the flow rate.
第一水力発電装置について About the first hydroelectric generator
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。 Nine first penstocks (52) are installed 1 m outside the outer diameter of the cylindrical building (54), and immediately below the first penstock (52), there is a fifth penstock having a center height of 5 m. There are nine Francis turbines, and the first penstock (52) is connected to the first turbine at a height of 35m to 30m below.
第二水力発電装置について About the second hydroelectric generator
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。 Nine motorized valve seats E provided between motorized valve seats D (53) provided in the third water storage tank (55) and an outer diameter of 0.5 m and an inner diameter provided between the first penstocks. Nine second penstocks of 0.47 m, nine cross-flow second turbines 30 m below the nine second penstocks, and nine turbines connected to nine second turbines There is provided a second hydroelectric generator comprising a second generator, and a storage battery which is charged with electricity generated by the nine second generators.
5相励磁のステッピングモーター型励磁回路について Stepping motor type excitation circuit with 5-phase excitation
本考案には5相励磁のステッピングモーター型励磁回路（以下励磁回路と呼称）が前記６個の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６個の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路は、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路について述べ、それ以外の磁回路については省略する。
In the present invention, a five-phase excitation stepping motor type excitation circuit (hereinafter referred to as an excitation circuit) is provided at the center of the longitudinal diameter of each of the six rotating bodies.
The excitation circuits provided in each of the six rotating bodies have the same specifications, and the start, stop, and rotation speeds of the rotation are all the same. Therefore, the excitation circuit provided in the rotating body A1 (121) will be described. The magnetic circuit is omitted.
図７に示す様に、励磁回路は回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、 大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１５００回／ｒｐｍに維持される。
円柱形の容器（７）の引き上げは、軸受けを利用して引き上げに要する力を軽減させて引き上げられる。
前記引き下げと引き上げは電動モーターと巻き取り機で行われる。
電動モーターの回転数をコントロールすることで、円柱形の容器（７）の下降及び上昇速度は所定の速度に調節される。
As shown in FIG. 7, the excitation circuit is provided at the center of the diameter in the longitudinal direction of the rotating body A1 (121), and an electromagnet A ( 27) and a rotor A (28) facing the electromagnet A (27) and having a magnet B (30) concentrically magnetized in the axial direction around the axis. 29) and a driver A (33, not shown) connected to a programmable controller A (31, not shown), a controller A (32, not shown), and an electromagnet A (27). I have.
When a current flows through the controller A (32) and a pulse signal is given to the driver A (33), and the driver A (33) switches the current of the electromagnet A (27), the magnetic pole of the electromagnet A (27) Switching is performed, and the rotation sensor attached to the rotating body A1 (121) catches excessive or insufficient rotation of the rotating body A1 and the number of step angles for continuously rotating or the number of step angles for continuously stopping. A pulse signal is given to the driver A (33) by a command from the computer which calculates the rotation angle of the rotating body A1 by continuously rotating the step angle to be rotated or continuously stopping the step angle to be stopped. Numbers are maintained.
For example, when the rotation of the rotator A1 returns to the predetermined number of rotations after continuous rotation at two step angles, the operation stops at one step angle, and returns to the operation of repeating the original rotation and stop at each one step angle.
The rotation speed is corrected within the range of 1 step angle = 0.72 °, so even if the time required for correction is the entire 1 step angle, it is corrected within 1/500 times at most, and this fluctuation is cumulative. Without this, the rotation speed is maintained at 1500 times / rpm .
The cylindrical container (7) is lifted by using a bearing to reduce the force required for lifting.
The lowering and raising are performed by an electric motor and a winder.
By controlling the rotation speed of the electric motor, the lowering and raising speeds of the cylindrical container (7) are adjusted to a predetermined speed.
以下に円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊の重量と、ロープの重量を合計した重量を述べる。 Hereinafter, the total weight of the weight of the cylindrical container (7), the weight of the iron lump, and the weight of the rope will be described.
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、円柱形の容器（７）の底面に接着してある鉄塊は比重７．２で、直径5ｍ、厚み１ｍである。 The cylindrical container (7) to be lifted is 58m above the ground and 14m below the ground, vertical length 72m, outer diameter 34.7m, inner diameter 34.65m, thickness 0.05m, specific gravity 1.65, upper part is The iron mass, which has been released and adhered to the bottom surface of the cylindrical container (7), has a specific gravity of 7.2, a diameter of 5 m and a thickness of 1 m.
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４＋３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２＋１２０４．０９×００５）＝３３１．６３５トン≒３３１．６４トンである。
鉄塊の重量は３．１４×７．２×１／４（５×５）×１＝１４１．３トンであり、円柱形の容器（７）の重量と鉄塊の重量の合計は472．９４トンである。
ロープの重量を7.０６トンと見なすと引き上げるべき重量は４８0トンとなる。
The weight of the cylindrical container (7) is ((3.14 (34.7 × 34.7-34.65) × 34.65) × 72 × １ ／ + 3.14 × (34.7 × 34.7). ) × 1/4) × 0.05)) × 1.65 = 3.14 × 1.65 × 1/4 (3.47 × 72 + 1204.09 × 005) = 331.635 tons１331.64 tons is there.
The weight of the iron ingot is 3.14 × 7.2 × 1/4 (5 × 5) × 1 = 141.3 tons, and the sum of the weight of the cylindrical container (7) and the weight of the iron ingot is 472. 94 tons.
Assuming a rope weight of 7.06 tons, the weight to be lifted is 480 tons.
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。 The bearing of the present invention will be described, and then the method for lowering and raising the cylindrical container (7) will be described.
転がり軸受について About rolling bearings
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。 Double-thrust cylindrical roller bearing A-1, double-thrust as a double-thrust rolling bearing A1 (50) corresponding to axial load (receiving axial force from both sides) to reduce frictional resistance applied to the rotating shaft of the rotating body A tapered roller bearing A-1, a thrust needle roller bearing A-1, a thrust self-aligning roller bearing A-1 and the like are provided, and a double thrust cylindrical roller bearing A-2, a double thrust as a double thrust rolling bearing A2 (51). A tapered roller bearing A-2, a thrust needle roller bearing A-2, a thrust self-aligning roller bearing A-2, and the like are provided.
円柱形の容器の引き下げ、引き上げの方法について How to lower and raise a cylindrical container
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに電動モーターが１機設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３が設けてあり、軸Ｌ３には地点Ａと、地点Bが設けられ、地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が設置され、地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
６個の回転体のそれぞれは励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
Six hooks are provided counterclockwise in the order of
The rotation speed of each of the six rotating bodies is controlled by the excitation circuit, and the rotation start, stop, and rotation speeds are the same, and the same operation is performed.
図５は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれには励磁回路が設けてあり、励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図６は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４５）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４５）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４６）が設けられ、ハウジングB１（４６）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路が設営されている。
FIG. 5 shows an iron column B1 (111) connecting the iron column A1 (101) and the iron column A2 (102), an iron column B2 (112) connecting the iron column A2 (102) and the iron column A3 (103), Iron column B3 (113) connecting iron column A3 (103) and iron column A4 (104), iron column B4 (114) connecting iron column A4 (104) and iron column A5 (105), and iron column A5 (105) ) And an iron pole B5 (115) connecting the iron pole A6 (106), and a hexagonal side composed of an iron pole B6 (116) connecting the iron pole A6 (106) and the iron pole A1 (101). Although it is an overhead view, a rotating body A1 (121) to a rotating body A6 (126) are provided above each of the iron poles B1 (111) to B6 (116).
An excitation circuit is provided for each of the rotators A1 (121) to A6 (126), and the number of rotations is controlled by the excitation circuit, and the rotation starts, stops, and the number of rotations are the same, and the same operation is performed. .
FIG. 6 is a conceptual diagram of the rotator A1 (121) and the rotator A6 (126). The vertical direction of the rotator A1 (121) facing the iron column A2 (102) extended in the vertical direction. A holding band A (23) is provided at a position of the housing A1 (45) facing a predetermined position on the "right" of the cut surface, and a double thrust rolling bearing A1 (50) is provided on the holding band A (23). Are connected to the rotating body A1 (121), and a housing B1 (46) is provided at a predetermined position on the right side of the housing A1 (45), and the housing B1 (46) is provided. Is connected to the outer ring of the double-type thrust rolling bearing A2 (51), the inner ring is fitted to the rotating body A1 (121), and the longitudinal direction of the rotating body A1 (121). An excitation circuit is set up in the middle of the diameter of.
図８は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図６に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝A （１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝B（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端は上に伸ばされ回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝B（１３１）を経由して前記度軸Ｌ３の地点B にある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機B（４９）でロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量４８０トンの重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で下降するが４８０トンの重量には円柱形の容器（７）を下降させる力があるので、巻き取り機B（４９）がロープを巻き取る力は少なくて済み、下降する速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a winder A (48) and a winder B (49) provided on a rotary shaft extending from the rotary shaft of the electric motor (10).
As shown in FIG. 6, a concave shape extending diagonally upward to the right on a rotating body A1 (121) extending downward and leftward from a position facing the iron column A1 (101) extending vertically. Groove A (130) is provided, and a concave groove B extending diagonally upward to the left on a rotating body A6 (126) extending downward and to the right from a position facing the iron column A1 (101). (131) is provided, and a winder A (48) is installed below the concave groove A (130), and a winder B (49) is installed below the concave groove B (131).
When lowering the cylindrical container (7), one end of a rope is hung on the
The radius of the winder B (49) is set to 3.32 cm, the rotation loss is set to 4%, and the rope wound on the winder B (49) is 3.32 cm × 3.14 in one second. × 0.96 × 2 = 20.015 cm ≒ 20 cm is released.
円柱形の容器の引き下げについて円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は主として４８０トンの合計重量で下降し、電動モーターが時計周りに６０回／ｒｐｍで回転する力で後押しされて下降し、巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに解放される速度で下降する。
その下降速度は、円柱形の容器（７）を３０秒で６ｍ下降させる速度である。
When lowering the cylindrical container for lowering the cylindrical container (7), the cylindrical container (7) descends mainly with a total weight of 480 tons, and the electric motor rotates clockwise at 60 times / rpm. It is pushed down by force and descends, and descends at a speed at which the rope wound counterclockwise of the winder A (48) is released clockwise.
The lowering speed is a speed for lowering the cylindrical container (7) by 6 m in 30 seconds.
摩擦トルクについて About friction torque
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは 計算式 Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
引き上げるべき重量の４８０トンは軸受けの摩擦軽減効果によって４８０トン×０．０２倍＝９．６トンとなり、９．６トンを引き上げることとなる。
The friction torque is represented by the sum of the load-dependent friction torque and the load-independent friction torque.
The friction torque independent of the load is generated in a region where the rotation speed is low and the load is high.
This is because a lubricating film having a sufficient thickness has not yet been formed on the contact surface in this region.
Since the rotation speed increases as the number of rotations of the electric motor increases, the friction torque irrelevant to the load disappears, and the friction torque becomes only the load-dependent friction torque.
The friction torque depending on the load is expressed by the following formula: M = u · P · d / 2.
Here, M = the total friction torque of the bearing, u = the coefficient of friction, P = the equivalent weight applied to the bearing, and d = the inner diameter of the bearing.
Since the friction coefficient of the double-type thrust cylindrical roller bearing is 0.004 and the friction coefficient of the thrust needle roller bearing is 0.005, all the friction coefficients of the rolling bearing installed in the present invention are regarded as 0.005 and depend on the load. Assuming that the friction torque is 4 times the friction coefficient, the friction torque is 0.005
The weight of 480 tons to be raised is 480 tons × 0.02 times = 9.6 tons due to the friction reducing effect of the bearing, which means that 9.6 tons is raised.
円柱形の容器の引き上げについて第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。 Withdrawing the cylindrical container When the pumping of the second water storage tank ends, the electric motor switches the current flow of the U-phase → V-phase → W-phase to U-phase → W-phase → V-phase, and turns the electric motor on. Switches the rotation direction of the motor to the opposite direction.
図６に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４５）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４６）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路は、６個の回転体それぞれの回転を１５００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６個の回転体は励磁回路で回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６個の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターが反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
As shown in FIG. 6, the double thrust rolling bearing A1 (50) is connected to the holding band A (23) in the housing A1 (45), and the double thrust rolling bearing A2 (51) is held in the housing B1 (46). B (24), the excitation circuit controls the rotation of each of the six rotators to a speed of 1500 times / rpm .
The six rotating bodies are rotating at the rotation speed controlled by the excitation circuit and, in addition, are provided with the double thrust rolling bearings A1 (50) and A2 (51). Secures the torque required for obtaining a low torque property and generating a predetermined power generation amount.
When raising the cylindrical container (7), the electric motor rotates counterclockwise at 60 times / rpm, is wound counterclockwise by the winder A (48), and rises 6 m in 30 seconds. The climb ends.
第二発電機で生成される電気について About electricity generated by the second generator
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は本考案で電気を使用する場所に供給される。 Nine motorized valve seats E provided between motorized valve seats D (53) provided in the third water storage tank (55) and an outer diameter of 0.5 m and an inner diameter provided between the first penstocks. Nine second penstocks of 0.47 m, nine cross-flow second turbines 30 m below the nine second penstocks, and nine turbines connected to nine second turbines There is provided a second hydroelectric generator composed of the second generator of the device, and converts the DC of the storage battery charged with the electricity generated by the nine second generators into AC, and the converted power is In the present invention, it is supplied to the place where electricity is used.
発電量について About power generation
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置のそれぞれの水圧鉄管の内径が異なることと、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する水の範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
The power generation that can be generated by the present invention will be described below.
First, the amount of power generated by the first hydroelectric generator will be described, and then the amount of power generated by the second hydroelectric generator will be described.
The inner diameters of the penstocks of the first hydraulic power unit and the second hydraulic power unit are different, and the range of water falling over the entire cross-sectional area of the central part of the second penstock is 33% to 27% of the first penstock. %, Except that the second hydropower unit is the same as the first hydropower unit, the falling speed of water, total head 30m, pipeline loss 3m, effective head 27m, turbine efficiency 90%, Since the generator efficiency is the same as 98%, the power generation amount of the second hydraulic power generator is calculated by changing the range of falling to the entire cross-sectional area of the central part of the second penstock to 27%.
The first penstock has an outer diameter of 91 cm and an inner diameter of 87 cm. Nine first penstocks are connected to the bottom of the third reservoir (55), and the outer diameter of each first penstock is 22 m apart. Nine first Francis turbines are provided immediately below the first penstock, and are connected to the nine first generators.
Nine first penstocks, nine first Francis turbines, and nine first generators generate the same amount of power using exactly the same device.
第一水圧鉄管内の水の落下速度について第一水圧鉄管の 上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの 上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、 上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、 上部と地上５ｍの位置の間に H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH の平方根で求められる。ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
Regarding the falling speed of the water in the first penstock, v is calculated assuming that v = 35 m above the first penstock and v = the velocity of the center of the first Francis turbine 5 m above the ground.
Since the pressure at the upper part of 35 m above the ground and the pressure at the center of the first Francis turbine at 5 m above the ground are equal, and the flow velocity v = 1 at the upper part may be 0, the distance between the upper part and the position of 5 m above the ground is determined by Bernoulli's theorem H + p = 1 / 2pv2 + p holds, and v is obtained by the square root of v = 2gH. Here, p = pressure, g = gravity, and H = head.
When calculated as H = 30, g = 9.806 ≒ 9.81, 2gH = 2 × 9.81 × 30 = 588.6, the square root is 24.261 ≒ 24.26 m / s, and v is 24.26 m / s.
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝１４．４１４ｍ3≒１４．４１ｍ３である。
発電機出力は 発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
The flow rate at the center of the first Francis turbine is represented by the cross-sectional area x the flow rate, and the flow rate at the center of the first Francis turbine is the four turbines provided at the bottom of the third water tank (55) 30 m above. From the motor-operated valve seat D of the first hydraulic penstock, the water is spread over the entire cross-sectional area of the first penstock, and falls into a wide range of the cross-sectional area at the center of the first Francis turbine.
Assuming that the flow rate at the center of the first Francis turbine is 33% of the cross-sectional area at the center of the first Francis turbine, the flow rate is 24.26 × 0.87 × 0.87 × 3.14 × 0.33 × 1/4 = 14.414 m3 ≒ 14.41 m3 .
The generator output is obtained by the following equation: power output = theoretical hydraulic power x turbine efficiency x generator efficiency, and theoretical hydraulic power is obtained by the product of effective head and flow rate.
Generally, it is said that the Francis turbine has a turbine efficiency of 90% and a generator efficiency of 98%.
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１４．４１×０．９×０．９８＝３３１６．３９７KW ／ｈ≒3300KW／ｈであり、９台では3300KW／ｈ×９＝29700／ｈ≒２９０００KW／ｈである。 When the total output from the upper part of the first penstock to the center of the first Francis turbine is 30m, the pipe loss is 3m, the effective head is 27m, the turbine efficiency is 90%, and the generator efficiency is 98%. , Power generation output = 9.81 × 27 × 14.41 × 0.9 × 0.98 = 3316.397 kW / h ≒ 3300 kW / h, and 9300 units have 3300 kW / h × 9 = 29700 / h ≒ 29000 kW / h It is.
第二発電機による発電量を以下に述べる。 The amount of power generated by the second generator is described below.
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝１．１３５ｍ3≒１．１４ｍ3である。
Assuming that the flow rate at the center of the cross flow second turbine is 27% of the cross-sectional area at the center of the cross flow second turbine, the flow rate is 24.26 × 0.47 × 0.47 × 3.14 × 0. .27 × １ = 1.135
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１．１４×０．９×０．９８＝２６６．３２KW 約２６０KWであり、９機では２６０KW×９＝２３４０KW≒２３００KWである。 Calculated power output per unit assuming a total head of 30m from the top of the second penstock to the center of the cross flow second turbine, a pipe loss of 3m, an effective head of 27m, a turbine efficiency of 90%, and a generator efficiency of 98% Then, the power generation output = 9.81 × 27 × 1.14 × 0.9 × 0.98 = 266.32 kW is about 260 kW, and 260 kW × 9 = 2340 kW ≒ 2300 kW for the nine units.
１＝第一貯水槽
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽
３＝流出管
4＝鉄隗
７＝円柱形の容器
９＝鉄床Ｂ
１０＝三相交流電動モーター
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４３＝逆止弁２
４４＝吸出管
４５＝ハウジングＡ１
４６＝ハウジングＢ１
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物
５５＝第３貯水槽
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第五貯水槽（５）へ送水する排水管Ｅ
１０１＝鉄柱A1
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1
１２２＝回転体A２
１２３＝回転体A３
１２４＝回転体A４
１２５＝回転体A５
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B
1 = First water tank
2 = Cylindrical second water tank storing water inside
3 = Outflow pipe
4 = Iron 7 = Cylindrical container 9 = Iron floor B
10 = Three-phase AC
24 = Retention band B
26 = Concentric ring A provided in the middle position of the diameter in the longitudinal direction of the shaft where the rotating shaft of the rotating body A2 (2) is extended
27 = electromagnet A
28 = Stator A
29 = Rotor A
30 = magnet B magnetized axially concentrically about the axis
32 = Controller A
33 = Driver A
41 = Injection pipe 42 = Electric valve seat A
43 =
44 = Suction tube 45 = Housing A1
46 = Housing B1
48 = Winder A
49 = Winder B
50 = Rolling bearing A1
51 = Rolling bearing A2
52 = First penstock 53 = Electric valve seat D of 4 units
54 = Cylindrical building
55 = third water tank 61 = drain pipe E for sending water dropped from the first penstock to the fifth water tank (5)
101 = Iron column A1
102 = Iron column A2
103 = Iron column A3
104 = Iron pillar A4
105 = Iron pillar A5
106 = Iron pillar A6
111 = Iron B1
112 = Iron B2
113 = Iron pillar B3
114 = Iron B4
115 = Iron pillar B5
116 = Iron B6
121 = rotator A1
122 = rotator A2
123 = rotating body A3
124 = rotator A4
125 = Rotating body A5
126 = rotating body A6
130 = concave groove A
131 = concave groove B
Claims (4)
第一貯水層（１）から供給される水が蓄えられている円筒形の第二貯水槽（２）と、
円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して９０度の角度で「前」へ伸ばされている線が円柱形の容器（７）の円周縁と交わっている地点から垂直に上方向に伸びている鉄柱A1（101）と、鉄柱A1（１０１）から６０度づつ離れて反時計回りに設けられている鉄柱A２（１０２）、鉄柱A３（１０３）から鉄柱A６（１０６）と、
前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）に連結され、水平方向に伸ばされている鉄柱B１（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）に連結されている鉄柱B２（11２）、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）に連結されている鉄柱B３（11３）から鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）に連結されている鉄柱B６（11６）と、前記鉄柱B1（11１）から、鉄柱B６（11６）の上部であるとともに鉄柱A1（101）から鉄柱A２（１０２）、鉄柱A２（10２）から鉄柱A３（１０３）、鉄柱A３（10３）から鉄柱A４（１０４）から鉄柱A６（10６）から鉄柱A１（１０１）のそれぞれの間に設けられている回転体A1（１２１）、回転体A２（１２２）、回転体A３（１２３）から回転体A６（１２６）と、
第二貯水槽（２）内の水を押し出す揚水機構と、
前記揚水された水を第三貯水槽（５５）内に注入する複数の流出管（３）と、
第三貯水槽（５５）に設けてある複数の電動弁座D（５３）の間に設けてある複数の電動弁座Eと、
第一水圧鉄管の間に設けてある複数の第二水圧鉄管と、
前記複数の第二水圧鉄管の直下に設けてある複数の第二水車と、
複数の第二水車と連結されている複数の第二発電機で構成される第二水力発電装置を設け、複数の第二発電機で生成した電気で充電されている複数の蓄電池とを備え、
第三貯水槽（５５）に貯水されている水を複数の第一水圧鉄管（５２）を経由して下方にある複数の第一水車に落下させて発電させる平地に設けられる第一水力発電装置において、
前記揚水機構は、第二貯水槽（２）内の円柱形の容器（７）を引き下げて第二貯水槽（２）内の水を、円柱形の容器（７）が第二貯水槽内に入った体積の分だけ揚水し、複数の流出管（３）を経由して第三貯水槽（５５）に注水する機構であり、
前記回転体A1（１２１）から回転体A（１２６）のそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、右端に複式スラスト転がり軸受A２（５１）が設けられ、
第二貯水槽内の水を揚水する時は、円柱形の容器（７）と円柱形の容器内に接着してある鉄塊（４）との合計重量と、電動モーターが時計周りに回転する力で後押しして前記円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（５）を引き上げる時、記円柱形の容器（７）を引き上げ、前記軸受けA1とA２が設けられていない時に比べて、前記軸受けA1とA２の摩擦低減効果で円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力が軽減されることを特徴とする第一水力発電装置。 A first water tank (1),
A cylindrical second water tank (2) in which water supplied from the first water reservoir (1) is stored;
A line extending forward at an angle of 90 degrees to a perpendicular passing through the center point of the diameter of the cylindrical container (7) is perpendicular to the point where the line intersects the circumference of the cylindrical container (7). Iron column A1 (101) extending upward, iron column A2 (102) provided 60 degrees apart from iron column A1 (101) counterclockwise, iron column A3 (103) to iron column A6 (106) When,
An iron column B1 (111) connected to the iron column A1 (101) and an iron column A2 (102) and extending in the horizontal direction, and an iron column B2 (112) connected to the iron column A2 (102) and the iron column A3 (103). ), An iron pole B3 (113) connected to an iron pole A3 (103) and an iron pole A4 (104) to an iron pole B6 (116) connected to an iron pole A6 (106) and an iron pole A1 (101); From (111), it is the upper part of the iron pole B6 (116) and also the iron pole A1 (101) to the iron pole A2 (102), the iron pole A2 (102) to the iron pole A3 (103), and the iron pole A3 (103) to the iron pole A4 (104). A rotating body A1 (121), a rotating body A2 (122), and a rotating body A3 (123) to a rotating body A6 (126) provided between the steel pillar A6 (106) and the steel pillar A1 (101);
A pumping mechanism for pushing out water in the second water tank (2);
A plurality of outlet pipes (3) for injecting the pumped water into a third water tank (55);
A plurality of motorized valve seats E provided between a plurality of motorized valve seats D (53) provided in the third water storage tank (55);
A plurality of second penstocks provided between the first penstocks,
A plurality of second water turbines provided immediately below the plurality of second penstocks,
Providing a second hydraulic power generation device composed of a plurality of second generators connected to the plurality of second turbines, comprising a plurality of storage batteries that are charged with electricity generated by the plurality of second generators,
A first hydraulic power generation device provided on a flat ground where water stored in the third water storage tank (55) is dropped through a plurality of first penstocks (52) to a plurality of lower first water turbines to generate power. At
The water pumping mechanism pulls down the cylindrical container (7) in the second water tank (2) to drop the water in the second water tank (2), and the cylindrical container (7) moves the water into the second water tank. A mechanism for pumping water by an amount corresponding to the volume that has entered and injecting water into the third water storage tank (55) via a plurality of outflow pipes (3);
A double thrust rolling bearing A1 (50) is provided at the left end of each of the rotating bodies of the rotary bodies A1 (121) to A (126), and a double thrust rolling bearing A2 (51) is provided at the right end.
When pumping the water in the second water tank, the total weight of the cylindrical container (7) and the iron mass (4) adhered in the cylindrical container, and the electric motor rotates clockwise. When the cylindrical container (7) is pulled down by pushing with force and the cylindrical container (5) is pulled up, the cylindrical container (7) is pulled up, compared with when the bearings A1 and A2 are not provided. The first hydroelectric power plant wherein the force required to pull up the cylindrical container (7) is reduced by the friction reducing effect of the bearings A1 and A2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019004202U JP3224862U6 (en) | 2019-11-06 | The first hydroelectric generator. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019004202U JP3224862U6 (en) | 2019-11-06 | The first hydroelectric generator. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3224862U JP3224862U (en) | 2020-01-23 |
| JP3224862U6 true JP3224862U6 (en) | 2020-02-27 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6108445B2 (en) | Floating offshore wind power generation facility | |
| AU2018293589C1 (en) | Improved reversible pump-turbine installation | |
| KR101578537B1 (en) | Floating water turbine generator efficiency | |
| CN108050018A (en) | Wind turbine tower sets system | |
| JP2016166531A (en) | Recyclable energy power generation | |
| CN108951593B (en) | Marine fan installation system and installation method based on four-barrel jacket composite foundation | |
| EP3143277B1 (en) | Pumped hydro tower | |
| CN206110073U (en) | Multi -functional full through -flow lock chamber pump station | |
| JP3224862U6 (en) | The first hydroelectric generator. | |
| JP3224862U (en) | The first hydroelectric generator. | |
| CN101871207B (en) | Offshore wind turbine bearing device | |
| JP3224611U (en) | Medium-scale first hydropower unit. | |
| JP3225071U (en) | A power generator that supplies only the amount of power required for the demand that is occurring. | |
| CN105443311B (en) | It is fixed on water-bed tidal current energy generating equipment | |
| CN216429818U (en) | Hydraulic energy machine power generation system | |
| EP4062049B1 (en) | Combined gravitational - hydraulic electric energy storage system | |
| JP3222854U (en) | A large-scale hydroelectric generator installed on flat ground. | |
| CN210829578U (en) | Horizontal water wheel system | |
| KR20170114264A (en) | The buoy, and the wave power generator using a buoy motion caused by ocean waves, and the operation and maintenance methods of wave power generator and buoy, and wave energy farm | |
| CN107013411A (en) | String type vertical shaft wind power generating machine | |
| CN206830368U (en) | String type vertical shaft wind power generating machine | |
| CN206447493U (en) | Turbine-generator units scroll case hoisting suspender | |
| CN220747007U (en) | Novel flywheel energy storage ground well structure | |
| CN204080923U (en) | A kind of rivers water pumping well cage assembly | |
| EP3645794A1 (en) | Improved reversible pump-turbine installation |