JP4681061B2 - 発電装置 - Google Patents
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Description
本発明は発電装置に係り、例えば、ダムのように大量の水を蓄えることができる貯水設備から排水口又は取水口を介して排出される水の水圧を利用して電気エネルギを発生させことができるように工夫したもの、或いは、河川や海等において水流を利用して電気エネルギを発生させことができるように工夫したものに関する。
例えば、ダム等の貯水設備には貯水槽となるダム湖が設置されている。このダム湖の水は定期的に排水されるようになっており、又、河川の水量調節等のために不定期に排水されることもある。さらに、外部に設けられている発電機を回転させるためにダム湖内の水を取水することが行われている。上記排水にはダムの擁壁の側面を内外に貫くように形成されている排水口が使用される。又、上記取水にはダム湖の湖底からダムの擁壁の内側に沿って上方に延びている管路先端の取水口が使用される。
このようなダム等の貯水設備の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２がある。
このようなダム等の貯水設備の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２がある。
上記従来の構成によると次のような問題があった。すなわち、上記排水口や取水口を開くと、ダム湖内の大量の水の水圧が排水口や取水口に作用して、排水口や取水口から一挙に勢いよく水が放出されることになる。取水の場合には発電機を回転させることによってエネルギの利用が図られているが、排水の場合はそのエネルギの殆どが有効利用されていないという問題があった。又、取水に関してもさらなるエネルギの有効利用が要求されていた。
尚、ダム湖のような貯水設備からの排水以外にも、例えば、通常の河川や海等における水流についてもこれを有効に利用して電気エネルギを得ることが要求されていた。
尚、ダム湖のような貯水設備からの排水以外にも、例えば、通常の河川や海等における水流についてもこれを有効に利用して電気エネルギを得ることが要求されていた。
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、例えば、貯水設備から放出される水の排水圧を利用して水のエネルギを電気エネルギに効果的に変換することができる、或いは、河川や海等における水流を利用して水のエネルギを電気エネルギに効果的に変換することができる簡易な構成の発電装置を提供することにある。
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による発電装置は、流路に配置されるガイド筒と、上記ガイド筒内にその後端部が挿入・配置され上記ガイド筒との間に流入経路が形成され先端部から後端部に向かう水流が発生する流水管と、上記流水管内の先端部から後端部に向う水流を利用して発電する発電手段と、を具備し、上記流入経路を介して上記流路内に流入して流通する水流によって上記流水管の後端部側に吸引力を発生させ、それによって、上記流水管内の先端部から後端部に向かう水流の流速ひいては流量を増大させるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２による発電装置は、請求項１記載の発電装置において、上記発電手段は、上記流水管内の水流によって回転エネルギを発生するエネルギ発生手段と、上記エネルギ発生手段により発生された回転エネルギにより電気エネルギを発生する電気エネルギ発生手段と、から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による発電装置は、請求項２記載の発電装置において、上記エネルギ発生手段は、上記流水管内に内装される油圧ポンプと、上記油圧ポンプによって駆動される油圧モータと、から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による発電装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の発電装置において、上記流水管の先端部には上記流水管内の水流の流速を増大させる高圧水噴射装置の噴射ノズルが接続されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流路は貯水設備の排水口又は取水口であり、上記流水管は上記排水口又は取水口より排水するための排水管であることを特徴とするものである。
又、請求項６による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流路は河川又は海又は配管内に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項７による発電装置は、請求項６記載の発電装置において、上記流水管と上記ガイド筒は上記河川又は海において昇降可能に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項８による発電装置は、請求項６記載の発電装置において、上記流水管と上記ガイド筒は船舶に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項２による発電装置は、請求項１記載の発電装置において、上記発電手段は、上記流水管内の水流によって回転エネルギを発生するエネルギ発生手段と、上記エネルギ発生手段により発生された回転エネルギにより電気エネルギを発生する電気エネルギ発生手段と、から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による発電装置は、請求項２記載の発電装置において、上記エネルギ発生手段は、上記流水管内に内装される油圧ポンプと、上記油圧ポンプによって駆動される油圧モータと、から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による発電装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の発電装置において、上記流水管の先端部には上記流水管内の水流の流速を増大させる高圧水噴射装置の噴射ノズルが接続されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流路は貯水設備の排水口又は取水口であり、上記流水管は上記排水口又は取水口より排水するための排水管であることを特徴とするものである。
又、請求項６による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流路は河川又は海又は配管内に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項７による発電装置は、請求項６記載の発電装置において、上記流水管と上記ガイド筒は上記河川又は海において昇降可能に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項８による発電装置は、請求項６記載の発電装置において、上記流水管と上記ガイド筒は船舶に設置されていることを特徴とするものである。
以上述べたように本願発明の請求項１による発電装置によると、流出口と、上記流出口に対して後端部が隙間を存した状態で取り付けられ先端部から後端部に向かう水流が発生する流水管と、上記流水管内の先端部から後端部に向う水流を利用して発電する発電手段と、を具備し、上記隙間を介して上記流出口に向かう水流によって上記流水管の後端部側に吸引力を発生させ、それによって、上記流水管内の先端部から後端部に向かう水流を増大させるようにしたので、流出口から流出される水のエネルギーを友好的に利用して発電することができる。
又、請求項２による発電装置は、請求項１記載の発電装置において、上記流水管は流水管取付具を介して上記流出口に隙間を有した状態で取り付けられているので、隙間の確保が確実なものとなり、上記効果を確実なものとすることができる。
又、請求項３による発電装置は、請求項１又は請求項２記載の発電装置において、 上記発電手段は、上記流水管内の水流によって回転エネルギを発生するエネルギ発生手段と、上記エネルギ発生手段により発生された回転エネルギにより電気エネルギを発生する電気エネルギ発生手段と、から構成されているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項４による発電装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の発電装置において、上記エネルギ発生手段は、上記流水管内に内装される油圧ポンプと、上記油圧ポンプによって駆動される油圧モータと、から構成されているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項５による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流水管の先端部には上記流水管内の水流の流速を増大させる高圧水噴射装置の噴射ノズルが接続されているので、水流をさらに増大させて上記効果をより高いものとすることができる。
又、請求項６による発電装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の発電装置において、上記流出口は貯水設備の排水口又は取水口であり、上記流水管は上記排水口又は取水口より排水するための排水管であって、この排水管は排水管取付具を介して上記排水口又は取水口に隙間を有した状態で取り付けられているので、貯水設備より排出される水を有効利用して発電することができる。
又、請求項７による発電装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の発電装置において、上記流出口は河川又は海又は配管内に設けられており、上記流水管は流水管取付具を介して上記流出口に隙間を有した状態で取り付けられているので、河川や海や配管内の水のエネルギを有効利用して発電することができる。
又、請求項８による発電装置は、請求項７記載の発電装置において、上記流水管と上記流水管取付具は上記河川又は海において昇降可能に設置されているので、必要な時にのみ水中に沈めて機能させることができる。
又、請求項９による発電装置は、請求項７記載の発電装置において、上記流水管と上記流水管取付具は船舶に設置されているので、任意の場所で必要に応じて機能させることができる。
又、請求項１０による発電方法は、流出口から流出される水のエネルギを利用して上記流出口に隙間を存した状態で取り付けられる流水管内に吸引力を発生させこの吸引力によって流水管内の水流を増大させ、上記流水管内の増大された水流を利用して発電するようにしたので、流出口から流出される水のエネルギーを友好的に利用して発電することができる。
又、請求項２による発電装置は、請求項１記載の発電装置において、上記流水管は流水管取付具を介して上記流出口に隙間を有した状態で取り付けられているので、隙間の確保が確実なものとなり、上記効果を確実なものとすることができる。
又、請求項３による発電装置は、請求項１又は請求項２記載の発電装置において、 上記発電手段は、上記流水管内の水流によって回転エネルギを発生するエネルギ発生手段と、上記エネルギ発生手段により発生された回転エネルギにより電気エネルギを発生する電気エネルギ発生手段と、から構成されているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項４による発電装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の発電装置において、上記エネルギ発生手段は、上記流水管内に内装される油圧ポンプと、上記油圧ポンプによって駆動される油圧モータと、から構成されているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項５による発電装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、上記流水管の先端部には上記流水管内の水流の流速を増大させる高圧水噴射装置の噴射ノズルが接続されているので、水流をさらに増大させて上記効果をより高いものとすることができる。
又、請求項６による発電装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の発電装置において、上記流出口は貯水設備の排水口又は取水口であり、上記流水管は上記排水口又は取水口より排水するための排水管であって、この排水管は排水管取付具を介して上記排水口又は取水口に隙間を有した状態で取り付けられているので、貯水設備より排出される水を有効利用して発電することができる。
又、請求項７による発電装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の発電装置において、上記流出口は河川又は海又は配管内に設けられており、上記流水管は流水管取付具を介して上記流出口に隙間を有した状態で取り付けられているので、河川や海や配管内の水のエネルギを有効利用して発電することができる。
又、請求項８による発電装置は、請求項７記載の発電装置において、上記流水管と上記流水管取付具は上記河川又は海において昇降可能に設置されているので、必要な時にのみ水中に沈めて機能させることができる。
又、請求項９による発電装置は、請求項７記載の発電装置において、上記流水管と上記流水管取付具は船舶に設置されているので、任意の場所で必要に応じて機能させることができる。
又、請求項１０による発電方法は、流出口から流出される水のエネルギを利用して上記流出口に隙間を存した状態で取り付けられる流水管内に吸引力を発生させこの吸引力によって流水管内の水流を増大させ、上記流水管内の増大された水流を利用して発電するようにしたので、流出口から流出される水のエネルギーを友好的に利用して発電することができる。
以下、図１乃至図５に示す（Ａ）第１の実施の形態と、図６乃至図８に示す（Ｂ）第２の実施の形態と、図９乃至図１１に示す（Ｃ）第３の実施の形態を例にとって本発明の排水圧を利用した発電装置及び発電方法について具体的に説明する。
（Ａ）第１の実施の形態（図１乃至図５参照）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図２は図１中のＩＩ−ＩＩ線で破断した状態を示す側断面図、図３は排水管取付け具を分解して示す側面図、図４は排水管の後端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図、図５は排水管の先端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図である。
（Ａ）第１の実施の形態（図１乃至図５参照）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図２は図１中のＩＩ−ＩＩ線で破断した状態を示す側断面図、図３は排水管取付け具を分解して示す側面図、図４は排水管の後端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図、図５は排水管の先端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図である。
本実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１は、後端部３が貯水設備の一例であるダム２の排水口５に隙間を存した状態で取り付けられ、先端部７が貯水槽の一例であるダム湖９内の水中に伸展状態で配置されている排水管１１と、上記排水管１１の後端部３を支持して上記排水口５に取り付けられる排水管取付け具１３と、上記排水管１１の内部を流れる水流１５を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段１７と、上記エネルギー発生手段１７によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機１９と、を具備することによって構成されている。
上記排水管１１は、例えば、円形断面の複数本のパイプ材２１を蛇腹管２３によって屈曲可能な状態で接続することによって構成されている。排水管１１の内部には後述するエネルギー発生手段１７の構成部材である油圧ポンプ２６が適宜の間隔を空けて複数個、支持杆２７によって、排水管１１の中心に位置するように設けられている。
又、上記排水管１１はダム湖９の水面に浮かんでいる複数のフロート２０から水中に向けて繰り出されている複数本のワイヤ８によって吊持されている。具体的にはフロート２０の上部には一例として２基ずつのウィンチ２９、２９が設けられており、これらのウィンチ２９、２９から繰り出されたワイヤ８、８によって上記排水管１１は水中の所定の深さに設置されるようになっている。
上記排水管１１の先端部７には排水管１１外部の水のみを排水管１１内に取り込んで、土砂等の異物の排水管１１内への流入を防止するためにストレーナ３１が設けられている。又、排水管１１の先端部７のパイプ材２１には複数本の保持リング３３が外嵌めされている。該保持リング３３にはワイヤ８の一端が接続されていて、ワイヤ８の他端はダム湖９の湖面を自由に移動することができる台船３５に接続されている
上記台船３５には後述するエネルギー発生手段１７の構成部材である油圧モータ３７と、該油圧モータ３７の出力軸に接続されている発電機１９と、排水管１１内の水流１５の勢いが弱い場合に使用する高圧水噴射装置３９とが積載されている。上記発電機１９には送電線１８が接続されている。この送電線１８は図示しない発電所本来の送電線に接続されている。又、台船３５の船首と、上記フロート２０の一部にはアンカーロープ４３の一端が接続されており、該アンカーロープ４３の他端には台船３５ないしフロート２０の位置を安定させるためのアンカ４１が取り付けられている。
尚、上記高圧水噴射装置３９には図示しない吸込ホースが接続されているとともに２本の吐出ホース３８、３８夫々接続されている。上記吸込ホースを介してダム湖９内の水を吸い込んで加圧する。又、上記吐出ホース３８、３８の先端部に取り付けられている噴射ノズル４０、４０は排水管１１の先端部７に設置されている。これら噴射ノズル４０、４０を介して排水管１１内に高圧水が勢いよく噴射され、それによって、排水管１１内の水流１５の勢いを増大させることができるようになっている。
尚、上記高圧水噴射装置３９には図示しない吸込ホースが接続されているとともに２本の吐出ホース３８、３８夫々接続されている。上記吸込ホースを介してダム湖９内の水を吸い込んで加圧する。又、上記吐出ホース３８、３８の先端部に取り付けられている噴射ノズル４０、４０は排水管１１の先端部７に設置されている。これら噴射ノズル４０、４０を介して排水管１１内に高圧水が勢いよく噴射され、それによって、排水管１１内の水流１５の勢いを増大させることができるようになっている。
上記排水管１１の後端部３には上述したように排水管取付け具１３が設けられている。該排水管取付け具１３は、図３に示すように、排水口５に挿嵌されるガイド筒４５と、一例として格子状の通水構造を備える排水管支持具４７とを備えることによって構成されている。上記ガイド筒４５は中心に排水管１１の後端部３の一部を受け入れる受入れ口４９を備え、該受入れ口４９の周りにダム湖９内の水を直接、排水口５に流入させるための流入経路５１が形成された二重管構造のソケット部５３と、該ソケット部５３の一方の端部に設けられる鍔状のフランジ部５５とを具備している。
一方、排水管支持具４７は排水管１１の後端部３を支持して上記ガイド筒４５に固定するための部材で、本実施の形態では一例として笠状の外観形状を有し、大きな網目の通水構造を備えた支持具が使用されている。
尚、上記ガイド筒４５は、ソケット部５３が上記排水口５に挿嵌され、排水口５の周縁部にフランジ部５５が当接されて、複数本のアンカーボルト５７を使用してダム２の擁壁５９に固定される。
又、上記排水管支持具４７は複数本のボルト６１を使用して、上記ガイド筒４５のフランジ部５５に固定されている。
尚、上記ガイド筒４５は、ソケット部５３が上記排水口５に挿嵌され、排水口５の周縁部にフランジ部５５が当接されて、複数本のアンカーボルト５７を使用してダム２の擁壁５９に固定される。
又、上記排水管支持具４７は複数本のボルト６１を使用して、上記ガイド筒４５のフランジ部５５に固定されている。
又、排水口５の途中には、開閉バルブ６３が設けられており、該開閉バルブ６３を開放状態にすることによってダム湖９内の水が上記網目を通って排水口５内に勢いよく流入するようになっている。エネルギー発生手段１７は上記排水管１１内を流れる水流１５によって回転するプロペラ６５を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ２６と、上記台船３５上に設けられ、上記油圧ポンプ２６から供給された油圧によって回転する油圧モータ３７とを具備することによって構成されている。
上記油圧ポンプ２６は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ６５が排水管１１の先端部７側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ２６には油圧ポンプ２６から圧送される油圧を上記台船３５上の油圧モータ３７に供給し、該油圧モータ３７から排出された油圧を再び上記油圧ポンプ２６に戻すための油圧経路６９が接続されている。
尚、上記油圧経路６９は油圧モータ３７に油圧を供給する供給経路６９Ａと、油圧モータ３７から排出された油圧を油圧ポンプ２６に戻す戻し経路６９Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ２６から繰り出される供給経路６９Ａと戻し経路６９Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記台船３５上の油圧モータ３７に接続されるようになっている。
次に上記排水圧を利用した発電装置１を使用することによって実行される本実施の形態の排水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の排水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は貯水設備２の排水口５又は取水口６から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５又は取水口６に接続される排水管１１内に水流１５を形成する工程である。
即ち、本実施の形態では排水管１１は排水口５に接続されているから、排水口５に設置されている開閉バルブ６３を開放させて、ダム２に蓄えられている水を排水口５に流入させる。この場合、ダム湖９内の水は上記排水管支持具４７の格子状の網目から排水管取付け具１３内に流入し、ガイド筒４５におけるソケット部５３に形成されている流入経路５１を通って排水口５に勢いよく流れ込む。
水流形成工程は貯水設備２の排水口５又は取水口６から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５又は取水口６に接続される排水管１１内に水流１５を形成する工程である。
即ち、本実施の形態では排水管１１は排水口５に接続されているから、排水口５に設置されている開閉バルブ６３を開放させて、ダム２に蓄えられている水を排水口５に流入させる。この場合、ダム湖９内の水は上記排水管支持具４７の格子状の網目から排水管取付け具１３内に流入し、ガイド筒４５におけるソケット部５３に形成されている流入経路５１を通って排水口５に勢いよく流れ込む。
そして、上記排水口５からダム２外に排出される水の勢いによって排水管１１内には負圧が発生して、ダム湖９内の水を排出管１１内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、排水管１１内に水流１５を形成する。
尚、排水管１１内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、排水管１１の先端部７にはストレーナ３１が設けられているため、該ストレーナ３１によって水と異物が分離されて水のみが排水管１１内に流入するようになっている。
又、排水管１１内の水流１５の流速が弱い場合には台船３５上の高圧水噴射装置３９を駆動して排水管１１の先端部７に接続されている噴射ノズル４０から高圧水を噴射させて排水管１１内の水流１５の流速を増大させることができるようになっている。
尚、排水管１１内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、排水管１１の先端部７にはストレーナ３１が設けられているため、該ストレーナ３１によって水と異物が分離されて水のみが排水管１１内に流入するようになっている。
又、排水管１１内の水流１５の流速が弱い場合には台船３５上の高圧水噴射装置３９を駆動して排水管１１の先端部７に接続されている噴射ノズル４０から高圧水を噴射させて排水管１１内の水流１５の流速を増大させることができるようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記排水管１１内に形成された水流１５を利用して回転エネルギを生成する工程である。
即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段１７が油圧ポンプ２６と油圧モータ６７とを具備することによって構成されているから、排水管１１内に配置されている油圧ポンプ２６が排水管１１内を流れる水流１５によって回転するプロペラ６５から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記排水管１１内に形成された水流１５を利用して回転エネルギを生成する工程である。
即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段１７が油圧ポンプ２６と油圧モータ６７とを具備することによって構成されているから、排水管１１内に配置されている油圧ポンプ２６が排水管１１内を流れる水流１５によって回転するプロペラ６５から駆動力を受けて動作するようになる。
油圧ポンプ２６が動作を開始すると、油圧が発生して、該油圧は油圧経路６９の供給経路６９Ａを通って台船３５上の油圧モータ３７に供給される。そして、上記油圧の供給を受けて油圧モータ３７が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、油圧モータ３７の回転に使用された油圧は油圧経路６９の戻し経路６９Ｂを通って再び油圧ポンプ２６に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ３７によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ３７の出力軸の回転を利用して発電機１９を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機１９にて発電された電気は送電線１８を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように本実施の形態によれば、極めて簡単な構成によって、従来、殆ど有効利用されることなく、貯水設備２から放出されていた水の有効利用を図ることができ、上記水のエネルギを電気エネルギに変換することで種々の用途への活用が可能になる。
又、本実施の形態による排水圧を利用した発電装置は、既存のあらゆる貯水設備を備えた施設に対して容易に適用して使用することができる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ３７によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ３７の出力軸の回転を利用して発電機１９を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機１９にて発電された電気は送電線１８を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように本実施の形態によれば、極めて簡単な構成によって、従来、殆ど有効利用されることなく、貯水設備２から放出されていた水の有効利用を図ることができ、上記水のエネルギを電気エネルギに変換することで種々の用途への活用が可能になる。
又、本実施の形態による排水圧を利用した発電装置は、既存のあらゆる貯水設備を備えた施設に対して容易に適用して使用することができる。
（Ｂ）第２の実施の形態（図６乃至図８参照）
図６は本発明の第２の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図７は図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線で破断した状態を示す側断面図、図８は排水管の後端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図である。
第２の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ａは、前記第１の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１と基本的に同様の構成を有している。したがって、ここでは第１の実施の形態と相違している構成に絞って説明する。
図６は本発明の第２の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図７は図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線で破断した状態を示す側断面図、図８は排水管の後端部とその周辺部材を拡大して示す側断面図である。
第２の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ａは、前記第１の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１と基本的に同様の構成を有している。したがって、ここでは第１の実施の形態と相違している構成に絞って説明する。
即ち、本実施の形態では排水管１１の後端部３を支持するヤグラ７１をダム湖９の湖底からダム２の擁壁５９に沿って上方に立ち上げるようにして設置している。又、排水管１１の先端部７と中間部４が水面近くに位置できるようにフロート２０を配置し、ウィンチ２９、２９を適宜、巻き上げてワイヤ８の長さを調節している。そして、このような構成の排水圧を利用した発電装置１Ａによっても、前述した本発明の排水圧を利用した発電方法が実行でき、前記第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏することができる。
又、本実施の形態の場合には、油圧ポンプ２６が水面に近い位置に配置されているため、油圧経路６９が短くて済み、排水管１１の先端部７に接続されている高圧水噴射装置３９のホース３８も同様に短くて済む。又、油圧ポンプ２６やストレーナ３１が水面に近い位置に配置されているため、油圧ポンプ２６やストレーナ３１のメンテナンスが容易になる。
（Ｃ）第３の実施の形態（図９乃至図１１参照）
図９は本発明の第３の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図１０は図９中のＸ−Ｘ線で破断した状態を示す側断面図、図１１は取水口から延びる管路の切り替えの様子を示す側断面図である。
第３の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ｂは、前記第２の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ａと基本的に同様の構成を有している。したがって、ここでは第２の実施の形態と相違している構成に絞って説明する。
図９は本発明の第３の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図１０は図９中のＸ−Ｘ線で破断した状態を示す側断面図、図１１は取水口から延びる管路の切り替えの様子を示す側断面図である。
第３の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ｂは、前記第２の形態に係る排水圧を利用した発電装置１Ａと基本的に同様の構成を有している。したがって、ここでは第２の実施の形態と相違している構成に絞って説明する。
即ち、本実施の形態では発電用の取水口６に対して上記排水管取付け具１３を使用して前述した排水管１１の後端部３が取り付けられている点と、ヤグラ７１が設けられていない点において上記第２の実施の形態と相違する。取水口６はダム２の擁壁５９の外部に設けられている発電機７３（発電所本来の目的のために設置されている発電機）にダム湖９内の水を供給する管路７５の先端部に設けられている。
又、上記管路７５の途中には分岐管路７７が接続されており、管路７５と分岐管路７７の接続部には取水口６内に流れ込んだ水の流路を発電機７３側と分岐管路７７側とに切り替えるための切替え弁７９が設けられている。そして、上記切替え弁７９を図１１（ａ）に示すように管路７５を開放する方向に切り替えると、弁体８１が分岐管路７７への開口を閉塞して発電機７３に向って水が流れて所望の発電を実行し得るようになっている。
一方、上記切替え弁７９を図１１（ｂ）に示すように管路７５を閉鎖する方向に切り替えると、弁体８１が分岐管路７７への開口を開放状態にし、分岐管路７７に水が流れ込むようになっている。
そして、このような構成の排水圧を利用した発電装置１Ｂによっても上述した本発明の排水圧を利用した発電方法が実行でき、上記第２の実施の形態と同様の作用、効果を奏することができる。
そして、このような構成の排水圧を利用した発電装置１Ｂによっても上述した本発明の排水圧を利用した発電方法が実行でき、上記第２の実施の形態と同様の作用、効果を奏することができる。
（Ｄ）第４の実施の形態（図１２乃至図１４参照）
図１２は本発明の第４の実施の形態に係る河川に設けられたバイパス河川の水流を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図１３は本発明の第４の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図である。図１４は図１３のＸＩＶ部を拡大して示す拡大断面図である。
図１２は本発明の第４の実施の形態に係る河川に設けられたバイパス河川の水流を利用した発電装置の使用状態を示す平面図、図１３は本発明の第４の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図である。図１４は図１３のＸＩＶ部を拡大して示す拡大断面図である。
まず、河川１０１があり、上記河川１０１にはバイパス河川１０３が設けられている。すなわち、上記河川１０１の上流側（図１２中右側）にはバイパス河川取水口１０５が設けられており、又、上記河川１０１の下流側(図１２中左側)にはバイパス河川排水口１０７が設けられている。これらバイパス河川取水口１０５とバイパス河川排水口１０７の間が上記バイパス河川１０３となっている。
上記河川１０１の上記バイパス河川取水口１０５より僅かに下流側位置には切換弁１０９が設けられている。上記切換弁１０９が開弁しているときには、水流は上流側から下流側に向けて、上記河川１０１と上記バイパス河川１０３の両方を通過していく。一方、上記切換弁１０９を閉じた場合には、水流は上記バイパス河川１０３のみを流れることになる。
又、上記バイパス河川１０３には発電装置１１１が設置されている。上記発電装置１１１は、流水管取付具１１３を備えている。上記流水管取付具１１３は、固定台１１５、１１６によって川底１１７に固定されている。上記固定台１１５は、バイパス河川１０３の水中に埋没した状態で設置されていて、上記流水管取付具１１３を取り付けるための貫通孔１１５ａを備えている。一方、上記固定台１１６は上記固定台１１５に対して、より高く延長された状態で設置されていて、その幅はバイパス河川１０３の幅と同じである。上記固定台１１６の上部（図１３中上側）には、開閉バルブ１１９が設けられている。又、上記固定台１１６には、流水管取付具１１３を取り付けるための貫通孔１１６ａが設けられている。上記流水管取付具１１３は、上記貫通孔１１５ａと貫通孔１１６ａを貫通して設置されている。又、上記流水管取付具１１３の内周が流出口１２３となっている。
上記開閉バルブ１１９は弁体１１９ａを備えていて、この弁体１１９ａには図示しない雌ねじ部が形成されている。一方、シャフト１１９ｂが設けられていて、このシャフト１１９ｂには雄ねじ部が設けられている。上記雄ねじ部は上記雌ねじ部に螺合されている。上記シャフト１１９ｂの上端にはハンドル１２１が取り付けられている。そして、上記ハンドル１２１を適宜の方向に回転操作することにより上記シャフト１１９ｂを同方向に回転させ、それによって、上記弁体１１９ａを昇降させて開閉するものである。
上記開閉バルブ１１９が開いた状態では、上記河川１０１から上記バイパス河川取水口１０５を介して上記バイパス河川１０３側に迂回した水流は、上記固定台１１６を越流して下流側に流れると共に、上記流出口１２３を介して下流側に流れていく。この場合、上記開閉バルブ１１９の上流側と下流側での水位の差は殆どない。
一方、上記開閉バルブ１１９を上記ハンドル１２１の操作により閉じると、上記開閉バルブ１１９によって、上記固定台１１６を越流する水流が堰きとめられる。これにより、水流は上記流出口１２３のみを通過していくようになる。同時に、上記開閉バルブ１１９を開いた状態よりも、上記開閉バルブ１１９の上流側と下流側との間で高低差が発生し、より流速を速めることができる。
又、上記発電装置１１１は、既に説明した流水管取付具１１３と、上記バイパス河川１０３の水中に配置されている流水管１２７と、上記流水管１２７の内部を流れる水流１２９を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段１３１と、上記エネルギー発生手段１３１によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機１３３と、を具備することによって構成されている。上記流水管１２７の先端部１２５は、上記バイパス川１０３の上流側に位置している。上記流水管１２７は固定具１３４によって上記川底１１７とも固定されている。上記流水管１２７は、上記固定具１３４に設けられた貫通孔１３４ａを貫通して固定されている。
上記流水管１２７の先端部１２５には流水管１２７外部の水のみを流水管１２７内に取り込んで、土砂等の異物の排水管１２７内への流入を防止するためにストレーナ１３５が設けられている。上記流水管１２７の後端部１３６には上述したように流水管取付け具１１３が設けられている。該流水管取付け具１１３は、図１３に示すように、上記貫通孔１１５ａ及び１１６ａを貫通するガイド筒１３７と、一例として格子状の通水構造を備える流水管支持具１３９とを備えることによって構成されている。上記流水管支持具１３９は流水管１２７の後端部１３６を支持して上記ガイド筒１３７に固定するための部材で、本実施の形態では一例として笠状の外観形状を有し、大きな網目の通水構造を備えた支持具が使用されている。
上記エネルギー発生手段１３１は上記流水管１２７内を流れる水流１２９によって回転するプロペラ１４１を入力軸に備えた油圧ポンプ１４３と、地上に設けられ、上記油圧ポンプ１４３から供給された圧油によって回転する油圧モータ１４５とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ１４３は、支持杆１４４によって、上記排水管１２７の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ１４３は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ１４１が流水管１２７の先端部１２５側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ１４３には油圧ポンプ１４３から圧送される圧油を上記地上の油圧モータ１４５に供給し、該油圧モータ１４５から排出された圧油を再び上記油圧ポンプ１４３に戻すための油圧経路１４７が接続されている。
尚、上記油圧経路１４７は上記油圧モータ１４５に圧油を供給する供給経路１４７Ａと、上記油圧モータ１４５から排出された圧油を上記油圧ポンプ１４３に戻す戻し経路１４７Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ１４３から繰り出される供給経路１４７Ａと戻し経路１４７Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ１４５に接続されるようになっている。
次に、上記流水圧を利用した発電装置１１１を使用することによって実行される本実施の形態の流水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の流水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は流出口１２３から直接流出される水のエネルギを利用して上記流出口１２３に接続される流水管１２７内に水流１２９を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口１２３の設けられている固定台１１６の幅はバイパス川１０３の幅と同じであり、上記固定台１１６の高さは上記バイパス川１０３の深さと同じである。よって、上記固定台１１６の上部に設けられた開閉バルブ１１９を閉じれば、上記開閉バルブを通過していた水流は塞き止められ、水流は上記流水管１２７内のみを通過していくことになる。
水流形成工程は流出口１２３から直接流出される水のエネルギを利用して上記流出口１２３に接続される流水管１２７内に水流１２９を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口１２３の設けられている固定台１１６の幅はバイパス川１０３の幅と同じであり、上記固定台１１６の高さは上記バイパス川１０３の深さと同じである。よって、上記固定台１１６の上部に設けられた開閉バルブ１１９を閉じれば、上記開閉バルブを通過していた水流は塞き止められ、水流は上記流水管１２７内のみを通過していくことになる。
そのため、上記開閉バルブ１１９を開き、上記開閉バルブ及び上記流水管１２７の両方を通して水流が通過していた場合に比べ、上記固定台１１６を境にした水位の差が大きくなる。すなわち、上記固定台１１６の上流側の水位が高くなり、上記固定台１１６の下流側の水位が低くなる。よって、この水位差により、上記固定台１１６の上流側の水が、上記流水管１２７の先端部１２５に設けられたストレーナ１３５の格子状の網目から上記流水管１２７内に勢いよく流入し、下流側へと流れていく。これによって、上記水流１２９が発生する。
又、上記流水管１２７は流水管取付具１１３によって、上記流出口１２３に取付けられており、上記流水管取付具１１３の上記固定台１１６の上流側に露出した部分には上記流水管１２７を支持し格子状の通水構造を備える流水管支持具１３９が設けられている。そのため、上記流水管支持具１３９の格子状通水構造からも上記固定台１１６の下流側に水が流れていき、この水の勢いによって上記流水管１２７の後端部１３６側に負圧が発生し、水を上記流水管１２７内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記流水管１２７内に発生する上記水流１２９をより強力なものとすることができる。
尚、上記流水管１２７内及び上記流水管取付具１１３内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記流水管１２７の先端部１２５には上記ストレーナ１３５が設けられ、上記流水管取付具１１３の上記流水管１２７側の先端には格子状の通水構造を備える流水管支持具１３９が設けられているため、該ストレーナ１３５及び流水管支持具１３９によって水と異物が分離されて、水のみが上記流水管１２７及び上記流水管取付具１１３内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記流水管１２７内に形成された水流１２９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段１３１が油圧ポンプ１４３と油圧モータ１４５とを具備することによって構成されているから、流水管１２７内に配置させている油圧ポンプ１４３が流水管１２７内を流れる水流１２９によって回転するプロペラ１４１から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記流水管１２７内に形成された水流１２９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段１３１が油圧ポンプ１４３と油圧モータ１４５とを具備することによって構成されているから、流水管１２７内に配置させている油圧ポンプ１４３が流水管１２７内を流れる水流１２９によって回転するプロペラ１４１から駆動力を受けて動作するようになる。
油圧ポンプ１４３が動作を開始すると、油圧が発生して、該油圧は油圧経路１４７の供給経路１４７Ａを通って地上の油圧モータ１４５に供給される。そして、上記油圧の供給を受けて油圧モータ１４５が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、油圧モータ１４５の回転に使用された油圧は油圧経路１４７の戻し経路１４７Ｂを通って再び油圧ポンプ１４３に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ１４５によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ１４５の出力軸の回転を利用して発電機１３３を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機１３３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ１４５によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ１４５の出力軸の回転を利用して発電機１３３を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機１３３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように、本実施の形態によれば、河川１０１をバイパスするバイパス河川１０３に発電装置１１１を設置することで、容易に発電を行うことができる。
（Ｅ）第５の実施の形態（図１５乃至図１７参照）
図１５は本発明の第５の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図、図１６は図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図（但し、発電装置を水面上に引き上げた非使用状態を示す）である。図１７は図１５のＸＶＩＩ部を拡大して示す拡大断面図である。
図１５は本発明の第５の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図、図１６は図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図（但し、発電装置を水面上に引き上げた非使用状態を示す）である。図１７は図１５のＸＶＩＩ部を拡大して示す拡大断面図である。
まず、河川２０１があり、この河川２０１の側方には櫓２０３が設けられている。この櫓２０３の下方には、発電装置２０５が設置されている。上記発電装置２０５は発電装置本体２０６を備えている。上記発電装置本体２０６は流水管取付具２０７を備えている。上記櫓２０３には複数個（この実施の形態の場合には４個）のガイド２０９が設けられている。上記４個のガイド２０９の内、図１５中左側に示す２個のガイド２０９には、取付具２１１と取付具２１３が上下に摺動可能に取り付けられている。
上記流水管取付具２０７は、上記取付具２１１と上記取付具２１３によって、上記櫓２０３に設置されている。上記取付具２１１は、後述する操作により上記発電装置本体２０６を上記河川２０１の水中に埋没させた場合、上記河川２０１の水中に埋没した状態となる。一方、上記取付具２１３は上記取付具２１１に対して、より高く延長された状態で設置されている。又、上記取付具２１３の幅は、上記河川２０１の幅と同じであり、その高さは上記河川２０１の深さと同じである。上記取付具２１１には貫通孔２１１ａが設けられており、上記取付具２１３には貫通孔２１３ａが設けられている。上記流水管取付具２０７は、上記貫通孔２１１ａと上記貫通孔２１３ａを貫通して設置されている。又、上記流水管取付具２０７の内周が流出口２１５となっている。
上記取付具２１１及び上記取付具２１３は、ワイヤ２１７、２１７によって吊り下げられている。これらワイヤ２１７、２１７は、上記櫓２０３上部に設置されたウィンチ２１９、２１９に巻回されている。したがって、上記ウィンチ２１９、２１９を駆動することにより、上記ワイヤ２１７、２１７を介して、上記取付具２１１、２１３ひいては上記発電装置本体２０６を上下に移動させることができる。そして、使用時は上記発電装置本体２０６を上記河川２０１の水中に沈めて川底２２１に設置し、非使用時には上記発電装置本体２０６を水面上に持ち上げることができる。
上記発電装置本体２０６を上記川底２２１に設置した場合、上記取付具２１３によって上記河川２０１の水流が堰きとめられることになるので、河川２０１の水は上記流出口２１５を通過していくようになる。その結果、上記取付具２１３の上流側と下流側との間で水位の高低差が発生し、より流速を速めることができる。
上記発電装置本体２０６は、すでに説明した流水管取付具２０７と、上記発電装置本体２０６を水中に設置した場合には上記河川２０１の水中に配置されている流水管２２５と、上記流水管２２５の内部を流れる水流２２９を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段２３１とからなる。
又、上記発電装置２０５は、上記発電装置本体３１６と、上記エネルギー発生手段２３１によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機２３３と、を具備することによって構成されている。上記流水管２２５の先端部２２３は、上記河川２０１の上流側（図１５中右側）に位置している。上記櫓２０３に設置されたガイド２０９、２０９に摺動可能に取付けられた取付具２３４、２３４には貫通孔２３４ａ、２３４ａが夫々設けられている。上記流水管２２５は、これら貫通孔２３４ａ、２３４ａを貫通して取付けられている。
上記流水管２２５の先端部２２３には流水管２２５外部の水のみを流水管２２５内に取り込んで、土砂等の異物の流水管２２５内への流入を防止するためにストレーナ２３５が設けられている。上記流水管２２５の後端部２２７には上述したように流水管取付け具２０７が設けられている。上記流水管取付け具２０７は、図１４に示すように、上記流出口２１５に挿嵌されるガイド筒２３７と、一例として格子状の通水構造を備える流水管支持具２３９とを備えることによって構成されている。上記流水管支持具２３９は、例えは、前記第４の実施の形態で説明したものと同じ構成をなしている。
上記エネルギー発生手段２３１は上記流水管２２５内を流れる水流２２９によって回転するプロペラ２４１を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ２４３と、地上に設けられ、上記油圧ポンプ２４３から供給された圧油によって回転する油圧モータ２４５とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ２４３は、支持杆２４４によって、上記流水管２２５の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ２４３は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ２４１が流水管２２５の先端部２２３側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ２４３には油圧ポンプ２４３から圧送される圧油を上記地上の油圧モータ２４５に供給し、該油圧モータ２４５から排出された圧油を再び上記油圧ポンプ２４３に戻すための油圧経路２４７が接続されている。
尚、上記油圧経路２４７は上記油圧モータ２４５に圧油を供給する供給経路２４７Ａと、上記油圧モータ２４５から排出された圧油を上記油圧ポンプ２４３に戻す戻し経路２４７Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ２４３から繰り出される供給経路２４７Ａと戻し経路２４７Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ２４５に接続されるようになっている。
次に上記流水圧を利用した発電装置２０５を使用することによって実行される本実施の形態の流水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の流水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は流出口２１５から直接、流出される水のエネルギを利用して上記流出口２１５に接続される流水管２２５内に水流２２９を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口２１５の設けられている取付具２１３の幅は河川２０１の幅と同じであり、高さは該河川２０１の略深さと同じである。よって、発電装置本体２０６を上記川底２２１に設置すれば、上記河川２０１の水流は取付具２１３によって堰きとめられ、上記流出口２１５を通過していくことになる。
水流形成工程は流出口２１５から直接、流出される水のエネルギを利用して上記流出口２１５に接続される流水管２２５内に水流２２９を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口２１５の設けられている取付具２１３の幅は河川２０１の幅と同じであり、高さは該河川２０１の略深さと同じである。よって、発電装置本体２０６を上記川底２２１に設置すれば、上記河川２０１の水流は取付具２１３によって堰きとめられ、上記流出口２１５を通過していくことになる。
そのため、上記取付具２１３を境にして水位の差が発生する。すなわち、上記取付具２１３の上流側の水位が高くなり、上記取付具２１３の下流側の水位が低くなる。よって、この水位差により、上記取付具２１３の上流側の水が、上記流水管２２５の先端部２２３に設けられたストレーナ２３５の格子状の網目から上記排水管内に勢いよく流入し、下流側へと流れていく。これによって、上記水流２２９が発生する。
又、上記流水管２２５は上記流水管取付具２０７によって、上記流出口２１５に取付けられており、上記流水管取付具２０７の上記取付具２１３の上流側に露出した部分には上記流水管２２５を支持し格子状の通水構造を備える流水管支持具２３９が設けられている。そのため、上記流水管支持具２３９の格子状通水構造からも上記取付具２１３の下流側に水が流れていき、この水の勢いによって上記流水管２２５の後端部２２７側に負圧が発生し、水を上記流水管２２５内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記流水管２２５内に発生する上記水流２２９をより強力なものとすることができる。
尚、上記流水管２２５内及び上記流水管取付具２０７内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記流水管２２５の先端部２２３には上記ストレーナ２３５が設けられ、上記流水管取付具１１３の上記流水管２２５側の先端には格子状の通水構造を備える流水管支持具２３９が設けられているため、該ストレーナ２３５及び流水管支持具２３９によって水と異物が分離されて、水のみが上記流水管２２５及び上記流水管取付具２０７内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記流水管２２５内に形成された水流２２９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段２３１が油圧ポンプ２４３と油圧モータ２４５とを具備することによって構成されているから、流水管２２５内に配置させている油圧ポンプ２４３が排水管２２５内を流れる水流２２９によって回転するプロペラ２４１から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記流水管２２５内に形成された水流２２９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段２３１が油圧ポンプ２４３と油圧モータ２４５とを具備することによって構成されているから、流水管２２５内に配置させている油圧ポンプ２４３が排水管２２５内を流れる水流２２９によって回転するプロペラ２４１から駆動力を受けて動作するようになる。
油圧ポンプ２４３が動作を開始すると、油圧が発生して、該油圧は油圧経路２４７の供給経路２４７Ａを通って地上の油圧モータ２４５に供給される。そして、上記油圧の供給を受けて油圧モータ２４５が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、油圧モータ２４５の回転に使用された油圧は油圧経路２４７の戻し経路２４７Ｂを通って再び油圧ポンプ２４３に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ２４５によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ１４５の出力軸の回転を利用して発電機２３３を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機２３３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ２４５によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ１４５の出力軸の回転を利用して発電機２３３を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機２３３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように、本実施の形態によれば、河川２０１に発電装置２０５を設置することで、容易に発電を行うことができる。
（Ｆ）第６の実施の形態（図１８乃至図２０参照）
図１８は本発明の第６の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図、図１９は本発明の第６の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す正面図である。図２０は、図１８のＸＸ部を拡大して示す拡大図断面図である。
図１８は本発明の第６の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す側断面図、図１９は本発明の第６の実施の形態に係る発電装置の使用状態を示す正面図である。図２０は、図１８のＸＸ部を拡大して示す拡大図断面図である。
まず、河川や海など水の流れのある場所に台船３０１を設置する。台船３０１は、甲板３０３と、該甲板３０３の下に固定された２つの船体３０５、３０５から構成されている。上記船体３０５、３０５の間であって上記甲板３０３の下には空間３０７が存在する。上記甲板３０３にはアンカーロープ３０８Ａ、３０８Ｂの一方の端が接続されている。上記アンカーロープ３０８Ａ、３０８Ｂの他方の端は図示しない海底や川底、地上などに固定されており、これにより上記台船３０１は、水流に流されないように固定されている。上記船体３０５の内部にはバラストタンク３０９が設けられている。該バラストタンク３０９内には、バラスト水３１１が貯水されている。該バラスト水３１１の量を調整することで、上記台船３０１の深さ方向（図１８中下方向）の位置を調整することができる。
上記台船３０１上には、上記船体３０５、３０５を跨ぐように櫓３１３が設けられている。上記櫓３１３の下方の上記空間３０７内には、発電装置３１５が設置されている。上記発電装置３１５は、発電装置本体３１６を備えている。上記発電装置本体３１６は流水管取付具３１７を備えている。上記櫓３１３には複数個のガイド３１９が設けられている。
上記発電装置本体３１６は、取付リング３２３を介してワイヤ３２５によって支持されている。該ワイヤ３２５は、上記櫓３１３上部に設置されたウィンチ３２７に接続されている。したがって、上記発電装置本体３１６は、上記ワイヤ３２５を介して、上記ウインチ３２７によって上下に移動させることができる。よって、前述したバラストタンク３０９だけでなく、上記ウィンチ３２７によっても上記発電装置本体３１６の深さ方向の位置を調整することができる。
上記発電装置本体３１６は、すでに説明した流水管取付具３１７と、水中に配置されている流水管３３１と、上記流水管３３１の内部を流れる水流３３５を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段３３７とからなる。上記発電装置３１５は、上記発電装置本体３１６と、上記エネルギー発生手段３３７によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機３３９とを具備することによって構成されている。上記流水管３３１の先端部３２９は、水流の上流側（図１８中右側）に位置している。
上記流水管３３１の先端部３２９には流水管３３１外部の水のみを流水管３３１内に取り込んで、土砂等の異物の流水管３３１内への流入を防止するために格子状の網目を有するストレーナ３４１が設けられている。上記流水管３３１の後端部３３３には上述したように流水管取付け具３１７が設けられている。上記流水管取付け具３１７は、図１６に示すように、ガイド筒３４３と、一例として格子状の通水構造を備える流水管支持具３４５とを備えることによって構成されている。この流水管支持具３４５は、前記各実施の形態で説明したものと同様の構成をなしている。
上記エネルギー発生手段３３７は上記流水管３３１内を流れる水流３３５によって回転するプロペラ３４７を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ３４９と、上記台船３０１上に設けられ、上記油圧ポンプ３４９から供給された油圧によって回転する油圧モータ３５１とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ３４９は、支持杆３５０によって、上記流水管３３１の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ３４９は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ３４７が流水管３３１の先端部３２９側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ３４９には油圧ポンプ３４９から圧送される油圧を上記地上の油圧モータ３５１に供給し、該油圧モータ３５１から排出された油圧を再び上記油圧ポンプ３４９に戻すための油圧経路３５３が接続されている。
尚、上記油圧経路３５３は上記油圧モータ３５１に油圧を供給する供給経路３５３Ａと、上記油圧モータ３５１から排出された油圧を上記油圧ポンプ３４９に戻す戻し経路３５３Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ３４９から繰り出される供給経路３５３Ａと戻し経路３５３Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ３５１に接続されるようになっている。
次に上記流水圧を利用した発電装置３１５を使用することによって実行される本実施の形態の流水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の流水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は河川や海等の水流のエネルギを利用して流水管３３１内に水流３３５を形成する工程である。河川や海等に存在する水が、上記流水管３３１の先端部３２９に設けられたストレーナ３４１の格子状の網目から上記流水管３３１内に勢いよく流入し、下流側へと流れていく。これによって、上記水流３３５が発生する。
水流形成工程は河川や海等の水流のエネルギを利用して流水管３３１内に水流３３５を形成する工程である。河川や海等に存在する水が、上記流水管３３１の先端部３２９に設けられたストレーナ３４１の格子状の網目から上記流水管３３１内に勢いよく流入し、下流側へと流れていく。これによって、上記水流３３５が発生する。
又、上記流水管３３１は上記流水管取付具３１７によって、ワイヤ３２５を介して櫓３１３に取付けられており、上記流水管取付具３１７には上記流水管３３１を支持し格子状の通水構造を備える流水管支持具３４５が設けられている。そのため、上記流水管支持具３４５の格子状通水構造からも下流側に水が流れていき、この水の勢いによって上記流水管３３１の後端部側に負圧が発生し、水を上記流水管３３１内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記流水管３３１内に発生する上記水流３３５をより強力なものとすることができる。
尚、上記流水管３３１内及び上記流水管取付具３１７内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記流水管３３１の先端部３２９には上記ストレーナ３４１が設けられ、上記流水管取付具３１７の上記流水管３３１側の先端には格子状の通水構造を備える流水管支持具３４５が設けられているため、該ストレーナ３４１及び流水管支持具３４５によって水と異物が分離されて、水のみが上記流水管３３１及び上記流水管取付具３１７内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記流水管３３１内に形成された水流３３５を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段３３７が油圧ポンプ３４９と油圧モータ３５１とを具備することによって構成されているから、排水管３３１内に配置させている油圧ポンプ３４９が排水管３３１内を流れる水流３３５によって回転するプロペラ３４７から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記流水管３３１内に形成された水流３３５を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段３３７が油圧ポンプ３４９と油圧モータ３５１とを具備することによって構成されているから、排水管３３１内に配置させている油圧ポンプ３４９が排水管３３１内を流れる水流３３５によって回転するプロペラ３４７から駆動力を受けて動作するようになる。
油圧ポンプ３４９が動作を開始すると、油圧が発生して、該油圧は油圧経路３５３の供給経路３５３Ａを通って台船３０１上に設置された油圧モータ３５１に供給される。そして、上記油圧の供給を受けて油圧モータ３５１が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、油圧モータ３５１の回転に使用された油圧は油圧経路３５３の戻し経路３５３Ｂを通って再び油圧ポンプ３４９に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ３５１によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ３５１の出力軸の回転を利用して発電機３３９を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機３３９にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ３５１によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ３５１の出力軸の回転を利用して発電機３３９を駆動させて電気エネルギを生成する。発電機３３９にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように、本実施の形態によれば、水の流れがあるところならば場所を選ばず発電装置を設置することができ、容易に発電を行うことができる。
（Ｇ）第７の実施の形態（図２１）
図２１は、本発明の第７の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
図２１は、本発明の第７の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
まず、下流側に位置する配管４０１及び上流側に位置する配管４０３がある。上記配管４０１及び上記配管４０３の間には、発電装置４０５が設置されている。上記配管４０１及び上記配管４０３は、図示しない上下水道や河川などと接続されている。上記配管４０１の内部は、流出口４０４となっている。
上記配管４０１の端にはフランジ４０７が、上記配管４０３の端にはフランジ４０９が、上記発電装置４０５の両端にはフランジ４１１、４１３が設けられている。上記配管４０１のフランジ４０７には貫通孔４１５が形成されていて、上記発電装置４０５のフランジ４１１には上記貫通孔４１５と連通するように貫通孔４１７が設けられている。上記配管４０１と上記発電装置４０５は、上記貫通孔４１５及び上記貫通孔４１７を貫通するボルト４１９とナット４２１によって固定されている。
上記配管４０３のフランジ４０９には貫通孔４２３が、上記発電装置４０５のフランジ４１３には上記貫通孔４２３と連通するように貫通孔４２５が設けられている。上記配管４０３と上記発電装置４０５は、上記貫通孔４２３及び上記貫通孔４２５を貫通するボルト４２７とナット４２９によって固定されている。
上記発電装置４０５は、上記フランジ４１１、４１３が設けられた配管４３１と、流水管４３９と、上記流水管４３９を支持して上記配管４３１に取付けられる上記流水管取付具４３５と、上記流水管４３９の内部を流れる水流４４１を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段４４３と、上記エネルギー発生手段４４３によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機４４５とを具備することによって構成されている。上記流水管４３９は、その先端部４３７が上流側（図２１中右側）を向くように取り付けられている。上記発電装置４０５は、上記配管４３１が、上記配管４０１及び上記配管４０３と連通するように設置されている。
上記流水管４３９の先端部４３７には上記流水管４３９外部の水のみを上記流水管４３９内に取り込んで、土砂等の異物の上記流水管４３９内への流入を防止するために格子状の網目を有するストレーナ４４７が設けられている。上記流水管４３９は上述したように流水管取付け具４３５が設けられている。上記流水管取付け具４３５は、図２１に示すように、上記取付具４４９によって取付けられるガイド筒４５１と、一例として格子状の通水構造を備える流水管支持具４５３とを備えることによって構成されている。上記流水管支持具４５３は前記各実施の形態のものと同様の構成をなしている。上記流水管４３９の後端は取付具４３３を介して上記ガイド筒４５１に支持されている。上記取付具４３３はガイド筒４５１内の水流を阻害しないような構成（例えば、周方向に間欠的に隙間をおいて設けられている）になっている。
上記エネルギー発生手段４４３は上記流水管４３９内を流れる水流４４１によって回転するプロペラ４５５を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ４５７と、地上に設けられ、上記油圧ポンプ４５７から供給された油圧によって回転する油圧モータ４５９とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ４５７は、支持杆４６１によって、上記流水管４３９の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ４５７は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ４５５が流水管４３９の先端部４３７側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ４５７には油圧ポンプ４５７から圧送される圧油を上記地上の油圧モータ４５９に供給し、該油圧モータ４５９から排出された圧油を再び上記油圧ポンプ４５７に戻すための油圧経路４６３が接続されている。
尚、上記油圧経路４６３は上記油圧モータ４５９に圧油を供給する供給経路４６３Ａと、上記油圧モータ４５９から排出された圧油を上記油圧ポンプ４５７に戻す戻し経路４６３Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ４５７から繰り出される供給経路４６３Ａと戻し経路４６３Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ４５９に接続されるようになっている。
次に上記流水圧を利用した発電装置４０５を使用することによって実行される本実施の形態の流水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の流水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は流出口４０４から直接、流出される水のエネルギを利用して上記流出口４０４に接続される流水管４３９内に水流４４１を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口４０４の設けられている配管４０１は、上下水道や河川などに接続されており、下流側に位置するものである。また、上記配管４０１の発電装置４０５を挟んだ上流側には配管４０３があり、上下水道や河川などに接続されている。よって、水は、上記配管４０３側から、上記排水管４３９の先端部４３７に設けられたストレーナ４４７の格子状の網目から上記流水管４３９内に勢いよく流入し、上記配管４０１側へと流れていく。これによって、上記水流４４１が発生する。
水流形成工程は流出口４０４から直接、流出される水のエネルギを利用して上記流出口４０４に接続される流水管４３９内に水流４４１を形成する工程である。本実施の形態では、上記流出口４０４の設けられている配管４０１は、上下水道や河川などに接続されており、下流側に位置するものである。また、上記配管４０１の発電装置４０５を挟んだ上流側には配管４０３があり、上下水道や河川などに接続されている。よって、水は、上記配管４０３側から、上記排水管４３９の先端部４３７に設けられたストレーナ４４７の格子状の網目から上記流水管４３９内に勢いよく流入し、上記配管４０１側へと流れていく。これによって、上記水流４４１が発生する。
又、上記流水管４３９は流水管取付具４３５によって、上記配管４０１及び上記配管４０３に接続された配管４３１の内部に取付けられている。上記流水管取付具４３５の上流側に露出した部分には上記流水管４３９を支持し格子状の通水構造を備える流水管支持具４５３が設けられている。そのため、上記流水管支持具４５３の格子状通水構造からも上記流水管取付具４３５の内部を通過して下流側に水が流れていく。この水の勢いによって上記流水管４３９の後端部側（図２１中左側）に負圧が発生し、水を上記流水管４３９内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記流水管４３９内に発生する上記水流４４１をより強力なものとすることができる。
尚、上記流水管４３９内及び上記流水管取付具４３５内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記流水管４３９の先端部４３７には上記ストレーナ４４７が設けられ、上記流水管取付具４３５の上記流水管４３９側の先端には格子状の通水構造を備える流水管支持具４５３が設けられている。そのため、上記ストレーナ４４７及び流水管支持具４５３によって水と異物が分離されて、水のみが上記流水管４３９及び上記流水管取付具４３５内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記流水管４３９内に形成された水流４４１を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段４４３が油圧ポンプ４５７と油圧モータ４５９とを具備することによって構成されているから、上記流水管４３９内に配置させている油圧ポンプ４５７が流水管４３９内を流れる水流４４１によって回転するプロペラ４５５から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記流水管４３９内に形成された水流４４１を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段４４３が油圧ポンプ４５７と油圧モータ４５９とを具備することによって構成されているから、上記流水管４３９内に配置させている油圧ポンプ４５７が流水管４３９内を流れる水流４４１によって回転するプロペラ４５５から駆動力を受けて動作するようになる。
上記油圧ポンプ４５７が動作を開始すると、油圧が発生して、圧油が油圧経路４６３の供給経路４６３Ａを通って地上の油圧モータ４５９に供給される。そして、上記圧油の供給を受けて上記油圧モータ４５９が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、上記油圧モータ４５９の回転に使用された圧油は油圧経路４６３の戻し経路４６３Ｂを通って再び上記油圧ポンプ４５７に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ４５９によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ４５９の出力軸の回転を利用して発電機４４５を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機４４５にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ４５９によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ４５９の出力軸の回転を利用して発電機４４５を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機４４５にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
上記流水管４３９内に発生した水流４４１により上記プロペラ４５５が回転し、上記油圧ポンプ４５７が駆動される。そして、上記油圧ポンプ４５７から供給された油圧によって、上記油圧モータ４５９が回転し、上記発電機４４５により発電がされるものである。
（Ｈ）第８の実施の形態（図２２）
図２２は、本発明の第８の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
図２２は、本発明の第８の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
まず、貯水設備５０１があり、該貯水設備５０１の内周面５０３には排水口５０５が設けられている。上記排水口５０５の上記貯水設備５０１側開口部には、発電装置５０７が設置されている。
上記発電装置５０７は、両端が開口している筒状のケース５０９と、排水管５１７と、上記排水管５１７を支持して上記ケース５０９に取付けられる上記排水管取付具５１３と、上記排水管５１７の内部を流れる水流５２１を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段５２３と、上記エネルギー発生手段５２３によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機５２５とを具備することによって構成されている。上記排水管５１７は、その先端部５２７が上記貯水設備５０１側を向くように取付けられている。上記発電装置５０７は、上記ケース５０９と上記排水口５０５が連通するように、固定台５１９によって設置されている。また、上記排水口５０５の径と上記ケース５０９の径は略同じである。したがって、上記発電装置５０７のケース５０９は、上記排水口５０５の内部に入り込む構造とはなっていない。
上記排水管５１７の先端部５２７には上記排水管５１７外部の水のみを上記排水管５１７内に取り込んで、土砂等の異物の上記排水管５１７内への流入を防止するために格子状の網目を有するストレーナ５２９が設けられている。上記排水管５１７は上述したように排水管取付け具５１３に設けられている。上記排水管取付具５１３は、図２１に示すように、上記取付具５３１によって取付けられるガイド筒５３３と、その先端部に一例として格子状の通水構造を備える排水管支持具５３５とを備えることによって構成されている。上記排水管５１７の後端は取付具５１１を介して上記ガイド筒５３３に支持されている。上記取付具５１１はガイド筒５３３内の水流を阻害しないような構成（例えば、周方向に間欠的に隙間をおいて設けられている）になっている。
上記エネルギー発生手段５２３は上記排水管５１７内を流れる水流５２１によって回転するプロペラ５３７を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ５３９と、地上に設けられ、上記油圧ポンプ５３９から供給された圧油によって回転する油圧モータ５４１とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ５３９は、支持杆５４３によって、上記排水管５１７の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ５３９は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ５３７が上記排水管５１７の先端部５２７側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ５３９には油圧ポンプ５３９から圧送される圧油を上記地上の油圧モータ５４１に供給し、該油圧モータ５４１から排出された圧油を再び上記油圧ポンプ５３９に戻すための油圧経路５４５が接続されている。
尚、上記油圧経路５４５は上記油圧モータ５４１に圧油を供給する供給経路５４５Ａと、上記油圧モータ５４１から排出された圧油を上記油圧ポンプ５３９に戻す戻し経路５４５Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ５３９から繰り出される供給経路５４５Ａと戻し経路５４５Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ５４１に接続されるようになっている。
次に上記排水圧を利用した発電装置５０７を使用することによって実行される本実施の形態の排水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の排水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は排水口５０５から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５０５に接続される排水管５１７内に水流５２１を形成する工程である。本実施の形態では、上記排水口５０５は、貯水設備５０１に接続されている。そのため、上記貯水設備５０１内の水は上記排水口５０５へと流出していく。また、上記排水口５０５の上記貯水設備５０１側の開口部には発電装置５０７が設置されている。上記発電装置５０７は、筒状のケース５０９の内部に上記排水管５１７が設けられており、上記排水管５１７はその先端部５２７を上記貯水設備５０１側に向けている。上記発電装置は、上記ケース５０９が上記排水口５０５と連通するように設置されている。そのため、水は、上記貯水設備５０１から、上記排水管５１７の先端部５２７に設けられたストレーナ５２９の格子状の網目から上記排水管５１７内に勢いよく流入し、上記排水口５０５へと流れていく。これによって、上記水流５２１が発生する。
水流形成工程は排水口５０５から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５０５に接続される排水管５１７内に水流５２１を形成する工程である。本実施の形態では、上記排水口５０５は、貯水設備５０１に接続されている。そのため、上記貯水設備５０１内の水は上記排水口５０５へと流出していく。また、上記排水口５０５の上記貯水設備５０１側の開口部には発電装置５０７が設置されている。上記発電装置５０７は、筒状のケース５０９の内部に上記排水管５１７が設けられており、上記排水管５１７はその先端部５２７を上記貯水設備５０１側に向けている。上記発電装置は、上記ケース５０９が上記排水口５０５と連通するように設置されている。そのため、水は、上記貯水設備５０１から、上記排水管５１７の先端部５２７に設けられたストレーナ５２９の格子状の網目から上記排水管５１７内に勢いよく流入し、上記排水口５０５へと流れていく。これによって、上記水流５２１が発生する。
また、上記排水管５１７は排水管取付具５１３によって、上記発電装置５０７のケース５０９の内部に取付けられている。上記排水管取付具５１３のガイド筒５３３の先端部には、上記排水管５１７を支持し格子状の通水構造を備える排水管支持具５３５が設けられている。そのため、上記排水管支持具５３５の格子状通水構造からも上記排水管取付具５１３の内部を通過して上記排水口５０５へ水が流れていく。この水の勢いによって上記排水管５１７の後端部側（図２１中左側）に負圧が発生し、水を上記排水管５１７内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記排水管５１７内に発生する上記水流５２１をより強力なものとすることができる。
尚、上記排水管５１７内及び上記排水管取付具５１３内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記排水管５１７の先端部５２７には上記ストレーナ５２９が設けられ、上記排水管取付具５１３のガイド筒５３３の先端部には格子状の通水構造を備える排水管支持具５３５が設けられている。そのため、上記ストレーナ５２９及び排水管支持具５３５によって水と異物が分離されて、水のみが上記排水管５１７及び上記排水管取付具５１３内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記排水管５１７内に形成された水流５２１を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段５２３が油圧ポンプ５３９と油圧モータ５４１とを具備することによって構成されているから、上記排水管５１７内に配置させている上記油圧ポンプ５３９が上記排水管５１７内を流れる水流５２１によって回転するプロペラ５３７から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記排水管５１７内に形成された水流５２１を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段５２３が油圧ポンプ５３９と油圧モータ５４１とを具備することによって構成されているから、上記排水管５１７内に配置させている上記油圧ポンプ５３９が上記排水管５１７内を流れる水流５２１によって回転するプロペラ５３７から駆動力を受けて動作するようになる。
上記油圧ポンプ５３９が動作を開始すると、油圧が発生して、圧油が油圧経路５４５の供給経路５４５Ａを通って地上に設置された上記油圧モータ５４１に供給される。そして、上記圧油の供給を受けて上記油圧モータ５４１が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、上記油圧モータ５４１の回転に使用された圧油は油圧経路５４５の戻し経路５４５Ｂを通って再び上記油圧ポンプ５３９に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ５４１によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ５４１の出力軸の回転を利用して上記発電機５２５を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機５２５にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ５４１によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ５４１の出力軸の回転を利用して上記発電機５２５を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機５２５にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように、本実施の形態によれば、貯水設備等の排水口に容易に発電装置を設置することができ、発電を行うことができる。
（Ｉ）第９の実施の形態（図２３）
図２３は、本発明の第９の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
図２３は、本発明の第９の実施の形態に係る排水圧を利用した発電装置の使用状態を示す側断面図である。
まず、貯水設備６０１があり、該貯水設備６０１の内周面６０３には排水口６０５が設けられている。上記排水口６０５には、発電装置６０７が接続されている。
上記発電装置６０７は、両端が開口している筒状のケース６０９と、排水管６１７と、上記排水管６１７を支持して上記ケース６０９に取付けられる上記排水管取付具６１３と、上記排水管６１７の内部を流れる水流６１９を利用して回転エネルギを発生させるエネルギー発生手段６２１と、上記エネルギー発生手段６２１によって発生した回転エネルギを電気エネルギに変換する電気エネルギ発生手段としての発電機６２３とを具備することによって構成されている。上記排水管６１７は、その先端部６１５が上記貯水設備６０１側を向くように取付けられている。上記発電装置６０７は、上記ケース６０９と上記排水口６０５が連通するように、上記排水口６０５内に挿入され、固定台６２４によって設置されている。また、上記ケース６０９の外周にストッパ６１０が設けられている。そのため、上記発電装置６０７は、上記ケース６０９の一部が上記貯水設備６０１内に露出するように設置される。
上記排水管６１７の先端部６１５には上記排水管６１７外部の水のみを上記排水管６１７内に取り込んで、土砂等の異物の上記排水管６１７内への流入を防止するために格子状の網目を有するストレーナ６２５が設けられている。上記排水管６１７は上述したように排水管取付具６１３に設けられている。上記排水管取付具６１３は、図２３に示すように、取付具６２７によって上記ケース６０９に取付けられるガイド筒６２９と、その先端部に一例として格子状の通水構造を備える排水管支持具６３１とを備えることによって構成されている。上記排水管６１７の後端は取付具６１１を介して上記ガイド筒６２９に支持されている。上記取付具６２７はガイド筒６２９内の水流を阻害しないような構成（例えば、周方向に間欠的に隙間をおいて設けられている）になっている。
上記エネルギー発生手段６２１は上記排水管６１７内を流れる水流６１９によって回転するプロペラ６３３を入力軸に備えた上述した油圧ポンプ６３５と、地上に設けられ、上記油圧ポンプ６３５から供給された圧油によって回転する油圧モータ６３７とを具備することによって構成されている。上記油圧ポンプ６３５は、支持杆６３９によって、上記排水管６１７の中心に位置するように、適宜の間隔をあけて複数個設置されている。
上記油圧ポンプ６３５は、一例として、外観形状が流線形状をしており、上記プロペラ６３３が上記排水管６１７の先端部６１５側を向くように配置されている。又、油圧ポンプ６３５には油圧ポンプ６３５から圧送される圧油を上記地上の油圧モータ６３７に供給し、該油圧モータ６３７から排出された圧油を再び上記油圧ポンプ６３５に戻すための油圧経路６４１が接続されている。
尚、上記油圧経路６４１は上記油圧モータ６３７に圧油を供給する供給経路６４１Ａと、上記油圧モータ６３７から排出された圧油を上記油圧ポンプ６３５に戻す戻し経路６４１Ｂとによって構成されており、上記各油圧ポンプ６３５から繰り出される供給経路６４１Ａと戻し経路６４１Ｂは途中でそれぞれ１本の経路に合流してから上記地上の油圧モータ６３７に接続されるようになっている。
次に上記排水圧を利用した発電装置６０７を使用することによって実行される本実施の形態の排水圧を利用した発電方法について説明する。本実施の形態の排水圧を利用した発電方法は、（１）水流形成工程と、（２）回転エネルギー生成工程と、（３）電気エネルギー生成工程と、を具備することによって基本的に構成されている。
（１）水流形成工程
水流形成工程は排水口６０５から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５０５に接続される排水管６１７内に水流６１９を形成する工程である。本実施の形態では、上記排水口６０５は、貯水設備６０１に接続されている。そのため、上記貯水設備６０１内の水は上記排水口６０５へと流出していく。また、上記排水口６０５の上記貯水設備６０１側の開口部には発電装置６０７が設置されている。上記発電装置６０７は、筒状のケース６０９の内部に上記排水管６１７が設けられており、上記排水管６１７はその先端部６１５を上記貯水設備６０１側に向けている。上記発電装置は、上記ケース６０９が上記排水口６０５と連通するように設置されている。そのため、水は、上記貯水設備６０１から、上記排水管６１７の先端部６１５に設けられたストレーナ６２５の格子状の網目から上記排水管６１７内に勢いよく流入し、上記排水口６０５へと流れていく。これによって、上記水流６１９が発生する。
水流形成工程は排水口６０５から直接、放出させる水のエネルギを利用して上記排水口５０５に接続される排水管６１７内に水流６１９を形成する工程である。本実施の形態では、上記排水口６０５は、貯水設備６０１に接続されている。そのため、上記貯水設備６０１内の水は上記排水口６０５へと流出していく。また、上記排水口６０５の上記貯水設備６０１側の開口部には発電装置６０７が設置されている。上記発電装置６０７は、筒状のケース６０９の内部に上記排水管６１７が設けられており、上記排水管６１７はその先端部６１５を上記貯水設備６０１側に向けている。上記発電装置は、上記ケース６０９が上記排水口６０５と連通するように設置されている。そのため、水は、上記貯水設備６０１から、上記排水管６１７の先端部６１５に設けられたストレーナ６２５の格子状の網目から上記排水管６１７内に勢いよく流入し、上記排水口６０５へと流れていく。これによって、上記水流６１９が発生する。
また、上記排水管６１７は排水管取付具６１３によって、上記発電装置６０７のケース６０９の内部に取付けられている。上記排水管取付具６１３のガイド筒６２９の先端部には、上記排水管６１７を支持し格子状の通水構造を備える排水管支持具６３１が設けられている。そのため、上記排水管支持具６３１の格子状通水構造からも上記排水管取付具６１３の内部を通過して上記排水口６０５へ水が流れていく。この水の勢いによって上記排水管６１７の後端部側（図２３中左側）に負圧が発生し、水を上記排水管６１７内に流れ込ませる吸引力を生じさせ、上記排水管６１７内に発生する上記水流６１９をより強力なものとすることができる。
尚、上記排水管６１７内及び上記排水管取付具６１３内への水の流入の際に土砂等の異物も同時に吸引されるが、上記排水管６１７の先端部６１５には上記ストレーナ６２５が設けられ、上記排水管取付具６１３のガイド筒６２９の先端部には格子状の通水構造を備える排水管支持具６３１が設けられている。そのため、上記ストレーナ６２５及び排水管支持具６３１によって水と異物が分離されて、水のみが上記排水管６１７及び上記排水管取付具６１３内に流入するようになっている。
（２）回転エネルギー生成工程
回転エネルギー生成工程は上記排水管６１７内に形成された水流６１９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段６２１が油圧ポンプ６３５と油圧モータ６３７とを具備することによって構成されているから、上記排水管６１７内に配置させている上記油圧ポンプ６３５が上記排水管６１７内を流れる水流６１９によって回転するプロペラ６３３から駆動力を受けて動作するようになる。
回転エネルギー生成工程は上記排水管６１７内に形成された水流６１９を利用して回転エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態ではエネルギー発生手段６２１が油圧ポンプ６３５と油圧モータ６３７とを具備することによって構成されているから、上記排水管６１７内に配置させている上記油圧ポンプ６３５が上記排水管６１７内を流れる水流６１９によって回転するプロペラ６３３から駆動力を受けて動作するようになる。
上記油圧ポンプ６３５が動作を開始すると、油圧が発生して、圧油が油圧経路６４１の供給経路６４１Ａを通って地上に設置された上記油圧モータ６３７に供給される。そして、上記圧油の供給を受けて上記油圧モータ６３７が回転するようになって回転エネルギが生成されるようになる。又、上記油圧モータ６３７の回転に使用された圧油は油圧経路６４１の戻し経路６４１Ｂを通って再び上記油圧ポンプ６３５に送られて循環・使用される。
（３）電気エネルギー生成工程
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ６３７によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ６３７の出力軸の回転を利用して上記発電機６２３を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機６２３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
電気エネルギー生成工程は上記生成された回転エネルギを利用して電気エネルギを生成する工程である。即ち、本実施の形態では上述したように油圧モータ６３７によって回転エネルギが生成されているから、該油圧モータ６３７の出力軸の回転を利用して上記発電機６２３を駆動させて電気エネルギを生成する。上記発電機６２３にて発電された電気は図示しない送電線を介して図示しない発電所本来の送電線側に送電されることになる。
このように、本実施の形態によれば、貯水設備等の排水口に容易に発電装置を設置することができ、発電を行うことができる。
尚、本発明は前述した第１〜第９の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、貯水設備はダムに限らず、大容量の水を蓄えることができる人工的あるいは自然界に存在している種々の貯水設備や自然地形を利用することができる。
又、エネルギ発生手段も上記構成に限らず、水の流れを利用して回転エネルギを生成することができる種々の構成（例えば水車や歯車装置を使用した構成）が採用可能である。
例えば、貯水設備はダムに限らず、大容量の水を蓄えることができる人工的あるいは自然界に存在している種々の貯水設備や自然地形を利用することができる。
又、エネルギ発生手段も上記構成に限らず、水の流れを利用して回転エネルギを生成することができる種々の構成（例えば水車や歯車装置を使用した構成）が採用可能である。
又、上記油圧モータと発電機は各油圧ポンプ毎に複数設けることが可能である。
又、排水管、流水管も複数本のパイプ材を直列状態につなぎ合わせる構成に限らず、並列状態に設置することも可能である。
又、上記油圧ポンプやフロートの設置個数は図示の各実施の形態のものに限定されることなく、適宜、増減することが可能である。
その他、図示したものはあくまで一例である。
又、排水管、流水管も複数本のパイプ材を直列状態につなぎ合わせる構成に限らず、並列状態に設置することも可能である。
又、上記油圧ポンプやフロートの設置個数は図示の各実施の形態のものに限定されることなく、適宜、増減することが可能である。
その他、図示したものはあくまで一例である。
本発明は発電装置及び発電方法に係り、例えば、貯水設備から排水口又は取水口を介して排出される水の水圧を利用して電気エネルギを発生させことができるように工夫したもの、或いは、河川や海等において水流を利用して電気エネルギを発生させことができるように工夫したものに関し、例えば、ダム湖のような貯水設備、河川、海などにおいて簡易に発電させる設備として好適である。
１ （排水圧を利用した）発電装置
２ ダム（貯水設備）
３ 後端部
４ 中間部
５ 排水口
６ 取水口
７ 先端部
８ ワイヤ
９ ダム湖（貯水槽）
１１ 排水管
１３ 排水管取付け具
１５ 水流
１７ エネルギー発生手段
１９ 発電機
２０ フロート
２１ パイプ材
２３ 蛇腹管
２６ 油圧ポンプ
２７ 支持杆
２９ ウインチ
３１ ストレーナ
３３ 保持リング
３５ 台船
３７ 油圧モータ
３８ ホース
３９ 高圧水噴射装置
４０ 噴射ノズル
４１ アンカー
４３ アンカーロープ
４５ ガイド筒
４７ 排水管支持具
４９ 受入れ口
５１ 流入経路
５３ ソケット部
５５ フランジ部
５７ アンカーボルト
５９ 擁壁
６１ ボルト
６３ 開閉バルブ
６５ プロペラ
６９ 油圧経路
６９Ａ 供給経路
６９Ｂ 戻し経路
７１ ヤグラ
７３ 発電機
７５ 管路
７７ 分岐管路
７９ 切替え弁
８１ 弁体
２ ダム（貯水設備）
３ 後端部
４ 中間部
５ 排水口
６ 取水口
７ 先端部
８ ワイヤ
９ ダム湖（貯水槽）
１１ 排水管
１３ 排水管取付け具
１５ 水流
１７ エネルギー発生手段
１９ 発電機
２０ フロート
２１ パイプ材
２３ 蛇腹管
２６ 油圧ポンプ
２７ 支持杆
２９ ウインチ
３１ ストレーナ
３３ 保持リング
３５ 台船
３７ 油圧モータ
３８ ホース
３９ 高圧水噴射装置
４０ 噴射ノズル
４１ アンカー
４３ アンカーロープ
４５ ガイド筒
４７ 排水管支持具
４９ 受入れ口
５１ 流入経路
５３ ソケット部
５５ フランジ部
５７ アンカーボルト
５９ 擁壁
６１ ボルト
６３ 開閉バルブ
６５ プロペラ
６９ 油圧経路
６９Ａ 供給経路
６９Ｂ 戻し経路
７１ ヤグラ
７３ 発電機
７５ 管路
７７ 分岐管路
７９ 切替え弁
８１ 弁体
Claims (8)
- 流路に配置されるガイド筒と、上記ガイド筒内にその後端部が挿入・配置され上記ガイド筒との間に流入経路が形成され先端部から後端部に向かう水流が発生する流水管と、上記流水管内の先端部から後端部に向う水流を利用して発電する発電手段と、を具備し、
上記流入経路を介して上記流路内に流入して流通する水流によって上記流水管の後端部側に吸引力を発生させ、それによって、上記流水管内の先端部から後端部に向かう水流の流速ひいては流量を増大させるようにしたことを特徴とする発電装置。 - 請求項１記載の発電装置において、
上記発電手段は、上記流水管内の水流によって回転エネルギを発生するエネルギ発生手段と、上記エネルギ発生手段により発生された回転エネルギにより電気エネルギを発生する電気エネルギ発生手段と、から構成されていることを特徴とする発電装置。 - 請求項２記載の発電装置において、
上記エネルギ発生手段は、上記流水管内に内装される油圧ポンプと、上記油圧ポンプによって駆動される油圧モータと、から構成されていることを特徴とする発電装置。 - 請求項１〜請求項３の何れかに記載の発電装置において、
上記流水管の先端部には上記流水管内の水流の流速を増大させる高圧水噴射装置の噴射ノズルが接続されていることを特徴とする発電装置。 - 請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、
上記流路は貯水設備の排水口又は取水口であり、上記流水管は上記排水口又は取水口より排水するための排水管であることを特徴とする発電装置。 - 請求項１〜請求項４の何れかに記載の発電装置において、
上記流路は河川又は海又は配管内に設けられていることを特徴とする発電装置。 - 請求項６記載の発電装置において、
上記流水管と上記ガイド筒は上記河川又は海において昇降可能に設置されていることを特徴とする発電装置。 - 請求項６記載の発電装置において、
上記流水管と上記ガイド筒は船舶に設置されていることを特徴とする発電装置。
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