JP4304641B2

JP4304641B2 - 圧力発生装置及び圧力発生方法、並びに水源製造方法

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Publication number: JP4304641B2
Application number: JP2008128885A
Authority: JP
Inventors: 正博池村
Original assignee: 正博池村
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2025-04-25
Also published as: JP2008190539A

Description

本発明は給排水するタンクを利用する圧力発生装置とそれを用いた圧力発生方法、並びに水源製造方法に関するものであり、潮位などから作った水源により、圧力発生装置や水力発電を行う発電装置に関する。

従来の水力発電は水の力でタービンを回転させるもので流体摩擦が大きく、低水位
差では高速のタービン回転が困難で発電効率を上げることができなかった。
特開２００１−１３２６０７号公報

本発明が解決しようとする課題は次のとおりである。
(1)低水位差の水力発電の発電効率を上げる。
(2)発電に関連した装置の動力を密閉タンクの圧力で動作させる。
(3)水中で動作する装置の耐久性と信頼性を上げ、メンテナンスが必要な装置は水上に配
置する。
(4) 水門の構造を高信頼性、高耐久性にする。
(5) 潮位などを利用して水源を確保する。

上記課題を解決するため本発明は以下のように構成される。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクでなり、両密閉タンクを連通し気路となる密閉タンク連絡路にタービンを設け、前記両密閉タンクは、一方の密閉タンクの排水弁の閉栓と、もう一方の密閉タンクの給水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの給水弁の開栓と後者密閉タンクの排水弁の開栓をし、タービンを駆動させることが可能であり、さらに、前者の密閉タンクの給水弁の閉栓と、後者の密閉タンクの排水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの排水弁の開栓と後者密閉タンクの給水弁の開栓をし、タービンを駆動させることが可能であることを特徴とする圧力発生装置である。

また、低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でなり、両密閉タンクの底同士を連通した、流路開閉弁が配置される水中連絡路があり、密閉タンクの内外を連絡する密閉タンク内外連絡路が両密閉タンクにあるもので、給水弁と排水弁が全て閉栓され、一方が減水の密閉タンクと、もう一方が増水の密閉タンクで、水中連絡路の弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は負の圧力になる圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、この駆動装置と密閉タンクとを連通する密閉タンク内外連絡路の水面位置に体積増大部でなる圧力低下防止用のタンクを設けることにより、この密閉タンク内外連絡路である配管内の水面の上下動を抑制可能とした圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、水上の圧力センサーから、該駆動装置のピストン部の移動方向の並行面に、先端が対面して開閉する圧力検出口を有する配管を設け、前記の圧力検出口を塞ぐ該ピストン部の移動方向の並行面が、移動先の検出位置の該並行面に圧力の抜け道の形状を設けるものであり、上記の検出位置での該圧力検出口の圧力の変化を前記圧力センサーが水上で検知し、ピストン部の位置検出が可能な圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を有し、そのピストン部が、ピストン部の移動先の停止位置で、ピストン部と駆動装置のシリンダー部に隙間が出来る形状により、圧力がシリンダー内外を連絡し、ピストン部を停止させることのできる圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を有し、そのピストン部を停止させる位置で、ピストン部の移動方向の空間にピストン部とシリンダー部との間で圧力密閉構造を設け、ピストン部とシリンダー部の衝突の衝撃を吸収することのできる圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部と、水門閉水部とをシーソー構造で重量バランスをもたせる重量バランス部を有し、重量バランスすることで水流に可動であり、一方方向の水流に自動開門し、逆方向の水流に自動閉門することのできる圧力発生装置である。

前記水門の重量バランス部の可動領域にシリンダー部を設け、このシリンダー部に圧力を連通して、圧力による水門の開閉を可能とする第一機能と、上記シリンダー部の圧力を開放し、水流に可動の水門の自動開閉を可能とする第二の機能の、２種の機能を持つ、圧力発生装置である。

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水中の水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部とを有し、構成材料や構造で水門の比重を海水もしくは水に近似させることで水流に可動であり、一方方向の水流に自動開門し、逆方向水流に自動閉門することのできる、水流可動水門装置を有する圧力発生装置である。

前記記載の圧力発生装置の圧力発生方法であり、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクを備えるものとし、両密閉タンクを連通した気路となる密閉タンク内外連絡路に双方向の圧力で機能するタービンが設けてあり、第１密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、且つ、第２密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップと、前記第１密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、且つ、前記第２密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップがあり、上記２種のステップを交互に繰り返して実行するタービン駆動方法を含む圧力発生方法である。

前記記載の圧力発生装置の圧力発生方法であり、高水位水源と接する水中の給水弁と、低水位水源と接する水中の排水弁を有する２基の密閉タンクの、底同士を連通する水中連絡路には流路開閉弁が配置され、それぞれの密閉タンク内外を連絡する密閉タンク内外連絡路は圧力の発生口となり、水中連絡路の流路開閉弁が閉じた状態で、一方の密閉タンクの排水と、他方の密閉タンクの給水が完了した後に、給水弁と排水弁が全て閉栓され、密閉タンク内外連絡路の圧力発生を止めている、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路には負の圧力を発生させる圧力発生方法である。

前記記載の圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けて該水源を作る手法であり、大潮期の満潮時に最高水位水源へ流入し、大潮期の干潮時に最低水位水源から流出し、この最高水位水源と最低水位水源とを水源にする第一の水源製造方法と、大潮期以外の満潮時に高水位水源へ流入し、大潮期以外の干潮時に低水位水源から流出し、この高水位水源と低水位水源とを水源にする第二の水源製造方法と、前記の第一の水源製造方法と第二の水源製造方法を合わせ、水源の高さによる段階の水源を設けて、これを水源にする第三の水源製造方法と、上記３種のいずれかを実行する水源製造方法である。

本発明の圧力発生装置及び圧力発生方法により、新しい発電方法で自然エネルギーの利用をすることができる。

図１、２は、二つの水位差の水源があるところに、タンク底部は低水位水源（６）の水面より低くなるようにタンクが設置される。
高水位水源（５）の水中に給水弁（３）を設置し、低水位水源（６）の水中に排水弁（４）が設置される。
発電用タンク（１）の上部の高水位水源（５）の水面より高い位置に発電用タービン（２）が配置される。
上記の設置にて、発電用タンク（１）に完全に給水した場合でも発電用タービン（２）には空気のみが出入りすることになる。
給水弁（３）を閉じ排水弁（４）を開くと発電用タンク（１）内の気圧が下がり、吸気になり、発電用タービン（２）が回転する。この回転力で発電機を回転させるものである。
排水弁（４）を閉じた状態で給水弁（３）を開くと給水が始まり、発電用タンク（１）内気圧が上昇し、排気になり、発電用タービン（２）が回転する。
本発明はこの工程を繰り返す発電装置である。

発電用タンク（１）は動力源としての制御用加圧タンク（１０）とすることができる。すなわち、発電用タンク（１）と同じ原理でタンクで生じた圧力を制御に応用する駆動装置とすることができる。図３、４は、制御用加圧タンク（１０）と制御用減圧タンク（１１）を示し、その上部はエアーバルブ（１６）である。ピストンシリンダー構造のスライド弁（１５）の駆動装置のシリンダー部（１４）内から、駆動管（１３）は水上で加減圧されたエアーバルブ（１６）に接続される。駆動管（１３）の水面の位置には水面維持タンク（１７）が設置されている。
図３は、制御用加圧タンク（１０）内を排水し、エアーバルブ（１６）と排水弁（４）を閉じ、高水位水源（５）の給水弁（３）を開くと、制御用加圧タンク（１０）内のタンク内水位（１２）が上昇するので、エアーバルブ（１６）は加圧され、この状態を保持しておき、加圧の供給源とする。
図４は、制御用減圧タンク（１１）内に給水し、エアーバルブ（１６）と給水弁（３）を閉じ、低水位水源（６）の排水弁（４）を開くと、制御用減圧タンク（１１）内の水面が下降するので、エアーバルブ（１６）は減圧される。この状態を保持しておき、減圧の供給源とする。
この圧力は大気圧が基準となる。

図５は、満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と減水で加圧状態の発電用タンク（９）の排気口の間に発電用タービン（２）を配置したものである。
満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と、減水で加圧状態の発電用タンク（９）に排気口の間に発電タービン（２）接続して発電すると、それぞれの圧力差が加算され倍の圧力で発電できるようになる。
次に、それぞれの発電タンクの給水と排水を切り替えると、発電タンクの減圧と加圧が入れ替わり、逆方向で同様な高圧の発電をすることができる。特に低水位差で圧力が不足するような環境の発電では有効な手段となる。

図６は、増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中をつなげ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続し、増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口を圧力計に接続したものである。
給水弁（３）排水弁（４）を閉じた状態の、増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中をつなげ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続すると増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口からはより大きな圧力が取り出せる。
これは２基のタンクの水中をつなげることによって大気圧との縁を切り、水中のつながったタンク内の水位差の位置エネルギーでのみで加圧するものである。制御用加圧タンク（１０）は高水位水源（５）の大気圧に押されているが、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）は圧力差を発生させるものである。
タンク内の水面は増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）は、おたがいの水面が揃う位置が加減圧修了時水位（２０）になる。
この装置は、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）を多段に連結しさらに増圧することも可能である。

図３は、加圧制御の状態であり、ピストンシリンダー構造のシリンダー部（１４）から駆動管（１３）を配管する。この駆動管（１３）を水上で加圧されたエアーバルブ（１６）に接続すると、シリンダー部（１４）内の圧力でスライド弁（１５）を動かすことができる。駆動管（１３）の水面の位置に水面維持タンク（１７）が設けられている。
図４は、減圧制御の状態であり、駆動管（１３）は水面維持タンク（１７）の水面を引き上げ、水中の装置を動かすことができる。
ここに水面維持タンク（１７）がなければ、水面が大きく上がるためにその分の水位差で圧力が減少することになる。これは加圧制御でも同じである。
上記の、水上から動作圧力を水中に送るのは、水中の装置は形状だけで機能を持つために、故障がしにくいことであり、水中のメンテナンスを少なくするものである。

図７、８は、スライド弁（１５）の移動位置を検出するものである。
スライド弁（１５）が圧力検出口（２５）を塞ぎ、スライド弁（１５）が移動した検出位置で、圧力を開放する位置検出用の圧力のバイパス穴（２４）が重なる構造である。
あらかじめ検出管の圧力を水深の圧力ではないように設定しておき、圧力検出口（２５）と位置検出用の圧力のバイパス穴（２４）が重なった位置で、水上のセンサーが圧力の変化を検知するものである。

図９は、水中でのスライド弁（１５）を暴走させないための手法である。
スライド弁（１５）が規定位置に移動すると、シリンダー部（１４）の圧力がシリンダー停止用の圧力バイパス口（２６）により外に抜け、スライド弁（１５）が停止する。
この機能は誤動作保護機能として有効な手段となる。

図１０は、スライド弁（１５）の駆動時の衝突の衝撃吸収機能であり、衝突直前に圧力密封構造を作るものである。
減圧駆動でスライド弁（１５）に慣性力があったとしても、シリンダー部（１４）の端が圧力密閉構造になっているため、スライド弁（１５）とシリンダー部（１４）が衝突しにくい構造になる。

水中のメンテナンスが困難なために、上記装置のように形状が機能を持つ構造が重要である。上記装置はコンクリートの様な水の中で耐久性のある素材に機能を持たせて、装置として使える長所がある。

図１１，１２は、給水弁（３）排水弁（４）の用途の水中の圧力差環境を開閉する弁であり、扇柱圧力弁（２７）の回転軸の扇柱圧力弁支持部（２８）で圧力を支え、扇状の円弧面で圧力を塞ぐ構造であり、扇状の埋まっている部分がピストンシリンダーの役割をするものである。
シリンダー部（１４）に駆動管（１３）を配管し、圧力で扇柱圧力弁（２７）の昇降を行うものである。
扇柱圧力弁（２７）の長所は、回転軸で圧力を支えているために、圧力から受ける摩擦は回転軸であり、圧力制御は回転の外側の扇部になるので、モーメントの法則により、駆動を妨げる摩擦に対し、圧力制御が有利になるものである。

図１３〜１７は、潮位差で水源を確保する水門で、シーソーの構造で水門閉水部（２９）が水門重量バランス部（３１）により、水門回転部（３０）でバランスされていて、水位差に反応し、一方向に開門し逆方向に閉門する水門である。
水門の水門閉水部（２９）が水流に反応し、塞き止める側の水位が上がると水流で蓋をし、さらに水圧で密閉度を上げるものである。

上記の水門の重量バランス部（３１）とシリンダー部（１４）でピストンシリンダー構造を形成し、シリンダー部（１４）に駆動管（１３）を配管する。
シリンダー部（１４）への圧力制御により水門を開閉するものである。またシリンダー部の圧力を開放する弁を付けると、水門の圧力制御と水流に反応する開閉との、両方の機能を持つことになる。

図１３、１７、１８は、水門の水門閉水部（２９）が蓋をする瞬間に衝撃が発生するが、水門の閉鎖時の衝撃吸収部（３２）と圧力封入ビット（３７）で塞がる直前に、水を密閉する構造を作り、水門の水門閉水部（２９）が閉じる速度を遅くするものである。

図１８は、上記の潮位差で水源を確保する水門が水中の動作環境にあるもので、
水門閉水部（２９）と水門回転部（３０）を海水もしくは水の比重と近い素材や構造で構成し、水門重量バランス部（３１）を省略する。
材料の比重を水に近くすると、水中で漂い、自重による摩擦も少なく、水流に反応できるものである。
わずかの比重の差で水門閉水部（２９）が重いなら、水流のない状態で、水門閉水部（２９）は自重でゆっくりと蓋をすることになる。

上記の水位差に反応し開閉する水門を用いる、潮位差による水源確保は、
大潮期の満潮時に多段式最高水位水源（３８）を確保し、
干潮時に多段式最低水位水源（４１）を確保し、
大潮期でない場合でも潮位差の程度により、
潮位差から中程度の水位差の水源を確保するものである。
潮位にかかわらず、水源確保の高水位差が得難い環境で有効な手法である。

図１９の上記の多段式の水源に対応する密閉タンクは、
多段式水源発電用タンク（５５）の
多段式最高水位水源（３８）は最高水位水源用給水弁（４６）で給水するものであり、
多段式高水位水源（３９）は高水位水源用給水弁（４７）で給水するものであり、
多段式低水位水源（４０）は低水位水源用排水弁（４８）で排水するものであり、
多段式最低水位水源（４１）は最低水位水源用排水弁（４９）で排水するものであり、
それぞれの水源に対し、給水弁もしくは排水弁が設けられたものである。

排水時の発電用装置の模式図。給水時の発電用装置の模式図。加圧状態の制御用タンクと駆動装置の模式図。減圧状態の制御用タンクと駆動装置の模式図。発電用タンクを２連にした発電用装置の模式図。増圧装置の模式図。バイパス穴が閉じた状態の移動位置検出装置の模式図。バイパス穴が開いた状態の移動位置検出装置の模式図。暴走防止装置の模式図。衝撃吸収装置の模式図。扇柱圧力弁の斜視図。扇柱圧力弁の動作説明図。水門の斜視図。水門の動作説明図。水門の開門動作説明図。水門の閉門動作説明図。水門閉門時の衝撃吸収動作説明図。重量バランス部のない水門の斜視図。多段式水源と多段式水源発電用タンクの模式図。

符号の説明

１発電用タンク
２発電用タービン
３給水弁
４排水弁
５高水位水源
６低水位水源
７発電用タンク内水位
８発電用タンク（満水で減圧状態）
９発電用タンク（減水で加圧状態）
１０制御用加圧タンク（減水で加圧状態）
１１制御用減圧タンク（満水で減圧状態）
１２タンク内水位
１３駆動管
１４シリンダー部
１５スライド弁
１６エアーバルブ
１７水面維持タンク
１８増圧制御用減圧タンク（満水で減圧状態）
１９増圧制御用加圧タンク（減水で加圧状態）
２０加減圧修了時水位
２１タンク間水路弁
２４位置検出用圧力バイパス穴
２５圧力検出口
２６シリンダー静止用圧力バイパス口
２７扇柱圧力弁
２８支持部
２９水門閉水部
３０水門回転部
３１水門重量バランス部
３２衝撃吸収部
３３圧力制御及び圧力開放用配管
３４増水位側水源
３５減水位側水源
３６水門閉水部側板
３７圧力封入ビット
３８多段式最高水位水源
３９多段式高水位水源
４０多段式低水位水源
４１多段式最低水位水源
４２タンク内最高水位水面
４３タンク内高水位水面
４４タンク内低水位水面
４５タンク内最低水位水面
４６最高水位水源用給水弁
４７高水位水源用給水弁
４８低水位水源用排水弁
４９最低水位水源用排水弁
５５多段式水源発電用タンク

Claims

低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクでなり、両密閉タンクを連通し気路となる密閉タンク連絡路にタービンを設け、
前記両密閉タンクは、一方の密閉タンクの排水弁の閉栓と、もう一方の密閉タンクの給水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの給水弁の開栓と後者密閉タンクの排水弁の開栓をし、タービンを駆動させることが可能であり、
さらに、前者の密閉タンクの給水弁の閉栓と、後者の密閉タンクの排水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの排水弁の開栓と後者密閉タンクの給水弁の開栓をし、タービンを駆動させることが可能であることを特徴とする圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でなり、両密閉タンクの底同士を連通した、流路開閉弁が配置される水中連絡路があり、密閉タンクの内外を連絡する密閉タンク内外連絡路が両密閉タンクにあるもので、
給水弁と排水弁が全て閉栓され、一方が減水の密閉タンクと、もう一方が増水の密閉タンクで、水中連絡路の弁の開放により、
一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は負の圧力になる圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、この駆動装置と密閉タンクとを連通する密閉タンク内外連絡路の水面位置に体積増大部でなる圧力低下防止用のタンクを設けることにより、
この密閉タンク内外連絡路である配管内の水面の上下動を抑制可能とした圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、水上の圧力センサーから、該駆動装置のピストン部の移動方向の並行面に、先端が対面して開閉する圧力検出口を有する配管を設け、
前記の圧力検出口を塞ぐ該ピストン部の移動方向の並行面が、移動先の検出位置の該並行面に圧力の抜け道の形状を設けるものであり、
上記の検出位置での該圧力検出口の圧力の変化を前記圧力センサーが水上で検知し、ピストン部の位置検出が可能な圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を有し、そのピストン部が、ピストン部の移動先の停止位置で、ピストン部と駆動装置のシリンダー部に隙間が出来る形状により、圧力がシリンダー内外を連絡し、ピストン部を停止させることのできる圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置であり、
前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を有し、そのピストン部を停止させる位置で、ピストン部の移動方向の空間にピストン部とシリンダー部との間で圧力密閉構造を設け、ピストン部とシリンダー部の衝突の衝撃を吸収することのできる圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けるもので、
高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部と、水門閉水部とをシーソー構造で重量バランスをもたせる重量バランス部を有し、重量バランスすることで水流に可動であり、
一方方向の水流に自動開門し、逆方向の水流に自動閉門することのできる圧力発生装置。
前記水門の重量バランス部の可動領域にシリンダー部を設け、
このシリンダー部に圧力を連通して、圧力による水門の開閉を可能とする第一機能と、
上記シリンダー部の圧力を開放し、水流に可動の水門の自動開閉を可能とする第二の機能の、２種の機能を持つ、請求項７記載の圧力発生装置。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水中の水門を設けるもので、
高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部とを有し、構成材料や構造で水門の比重を海水もしくは水に近似させることで水流に可動であり、
一方方向の水流に自動開門し、逆方向水流に自動閉門することのできる、水流可動水門装置を有する圧力発生装置。
請求項１記載の圧力発生装置の圧力発生方法であり、
第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクを備えるものとし、両密閉タンクを連通した気路となる密閉タンク内外連絡路に双方向の圧力で機能するタービンが設けてあり、
第１密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、且つ、第２密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップと、
前記第１密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、且つ、前記第２密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップがあり、
上記２種のステップを交互に繰り返して実行するタービン駆動方法を含む圧力発生方法。
請求項２記載の圧力発生装置の圧力発生方法であり、
高水位水源と接する水中の給水弁と、低水位水源と接する水中の排水弁を有する２基の密閉タンクの、底同士を連通する水中連絡路には流路開閉弁が配置され、それぞれの密閉タンク内外を連絡する密閉タンク内外連絡路は圧力の発生口となり、
水中連絡路の流路開閉弁が閉じた状態で、一方の密閉タンクの排水と、他方の密閉タンクの給水が完了した後に、
給水弁と排水弁が全て閉栓され、密閉タンク内外連絡路の圧力発生を止めている、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路には負の圧力を発生させる圧力発生方法。
請求項１〜請求項６何れか１項記載の圧力発生装置の水源と、潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けて該水源を作る手法であり、
大潮期の満潮時に最高水位水源へ流入し、大潮期の干潮時に最低水位水源から流出し、この最高水位水源と最低水位水源とを水源にする第一の水源製造方法と、
大潮期以外の満潮時に高水位水源へ流入し、大潮期以外の干潮時に低水位水源から流出し、この高水位水源と低水位水源とを水源にする第二の水源製造方法と、
前記の第一の水源製造方法と第二の水源製造方法を合わせ、水源の高さによる段階の水源を設けて、これを水源にする第三の水源製造方法と、
上記３種のいずれかを実行する水源製造方法。