JP4856773B2 - 水位差に基づく圧力差を用いた発電装置 - Google Patents
水位差に基づく圧力差を用いた発電装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、水位差に基づく圧力差を用いて発電を行う装置、より詳しくは、水位の異なる管を用いてピストンを作動させることによって、液体中を浮上した後に空気を圧縮する浮体を制御する機構を備えた発電装置に関する。
従来、圧縮空気を用いてタービンを回転させることで発電を行う装置が提案されている。
しかしながら、タービンを回転させるための圧縮空気はコンプレッサーなどの空気圧縮機を用いて生成する必要があり、通常、空気圧縮機を駆動するためには大きな電力を消費する必要があるため、商用の発電装置としては実用性に欠けるという問題があった。
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものである。即ち、液体中を物体が浮上することで位置エネルギーが高くなること、及び水位の異なる管を下端において連通させた場合、管内において水位差に基づいた圧力差が生じることに着目し、高いエネルギー効率で圧縮空気を生成し発電までを行う装置を提供することを目的とする。
本発明に係る発電装置は、
高圧貯水槽を上端に備え、下部に高水圧管主弁を備える高水圧管と、
前記高圧貯水槽より低く位置する中圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管の少なくとも２倍である中水圧管と、
前記中圧貯水槽より低く位置する低圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管と同一であり、下部に低水圧管主弁を備え、下端が前記高水圧管と連通する低水圧管と、
前記中水圧管の途中より分岐して下部方向に延伸し、中水圧管主弁を備える上部バイパス管と、
上端が前記上部バイパス管と連通し、下部方向に延伸し、揚水弁を備え、下端が前記高水圧管及び前記低水圧管と連通する下部バイパス管と、
球状の複数個の浮体と、
上端が前記中水圧管の下端と連通し、内径が前記浮体の外径よりも僅かに大きく、垂直方向の寸法が前記浮体の外径よりも僅かに大きいジャンクションボックスと、
上端が前記ジャンクションボックスの下端と連通し、内径が前記ジャンクションボックスの内径と同一であり、外側側面に水位検出器を備える上部シリンダーと、
上端が前記上部シリンダーの下端と連通し、断面積が前記高水圧管と同一であり、下端が前記高水圧管、前記低水圧管及び前記下部バイパス管と連通する下部シリンダーと、
前記上部バイパス管と前記下部バイパスとの連通部より分岐し、前記上部シリンダーと前記下部シリンダーとの連通部に連通する共通バイパス管と、
前記上部シリンダー内、及び前記ジャンクションボックス内をしゅう動可能な上部ピストンと、
前記下部シリンダー内をしゅう動可能な下部ピストンと、
前記下部シリンダーの上端内周に固定される、環状の下部ピストン上限板と、
前記下部シリンダーの下端内周に固定される、環状の下部ピストン下限板と、
前記下部ピストンの底面と前記下部ピストン下限板との接触を検出するピストン下限検出器と、
前記上部ピストンと前記下部ピストンとを連結するピストン用ロッドと、
前記ピストン用ロッドが貫通する孔を中心に備え、前記上部シリンダーの下端に固定される板状の上部ピストン下限板と、
下端が前記中圧貯水槽の上端と連通する透明管と、
一端が前記透明管の上端と連通する浮体洗浄管と、
前記浮体洗浄管内に、該浮体洗浄管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体洗浄管用プランジャーと、
浮体が前記浮体洗浄管用プランジャー群を通過したことを検出する浮体洗浄管用浮体検出器と、
上端が吸気管と連通すると共に前記透明管と前記浮体洗浄管との連通部より低い位置において前記浮体洗浄管のもう一端と連通し、下方に開口する開口端を備える浮体出口管と、
上端が前記浮体出口管の開口端と連通する浮体集合管と、
浮体が前記浮体集合管の上端を通過したことを検出する浮体集合管用浮体検出器と、
前記浮体集合管用浮体検出器の下部に、前記浮体集合管の側面から該管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体集合管用プランジャーと、
前記中水圧管に併設され、上端が前記浮体集合管の下端と連通し、圧縮弁を下端に備え、内径が前記浮体と同一である圧縮空気生成管と、
前記圧縮空気生成管の下端に設けられる圧縮空気用浮体検出器と、
前記圧縮空気生成管内の空気温度を検出する気温検出器と、
前記圧縮弁の下部に設けられ、該圧縮弁を上下方向に昇降させるジャッキと、
前記ジャッキによって上昇した前記圧縮弁と前記圧縮空気生成管との接触を検出する荷重検出器と、
浮体出口弁を介して一端が前記ジャンクションボックスに連通し、もう一端が該連通部より高い位置、かつ、前記圧縮弁に隣接する位置に開口する浮体冷却管と、
前記浮体冷却管内に、該浮体冷却管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体停止用プランジャー群と、
前記ジャンクションボックスと前記上部シリンダーとの連通部に設けられる上部シリンダー用浮体検出器と、
前記圧縮弁近傍上部において前記圧縮空気生成管から分岐し、空気圧調整機入力弁を備える圧縮空気送出管と、
前記圧縮空気送出管から送出される圧縮空気を貯蔵すると共に、内部容量を変化させることで貯蔵空気圧を調節可能な空気圧調整機と、
前記中水圧管の下部に、該中水圧管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる中水圧管用プランジャーと、
前記中水圧管、前記中圧貯水槽、前記透明管、前記浮体洗浄管及び浮体冷却管の内部に、各管の断面中心を基点として前記浮体の半径より僅かに大きい距離に１２０度の等間隔で延設され、前記浮体の移動を誘導するスライド線と、
前記ジャンクションボックスと前記中水圧管との連通部に、一端部を支点に開閉可能に設けられる浮上弁と、
前記浮上弁に固定された糸状部材を巻き上げ又は巻き戻す巻上機と、
前記巻上機の作動により前記浮上弁が開弁又は閉弁したことを検出する浮上弁開閉検出器と、
開弁した前記浮上弁に接触することで該浮上弁を停止させる弁ロックロッドと、
前記中水圧管の側面から前記浮上弁の上面に突出し、前記浮上弁を閉じた状態で維持する弁ロックプランジャーと、
前記ジャンクションボックスの上部より分岐し、通気弁を介して該ジャンクションボックス内に空気を導入する通気管と、
給水弁を介して、前記中水圧管の下部と前記ジャンクションボックスの上部とを連通させ、下部に水位検出器を備える給水管と、
排水兼通気弁を介して、前記浮体冷却管と、前記上部ピストンが前記上部ピストン下限板に接触した状態における該上部ピストンの上面位置にて前記上部シリンダーとを連通させる排水兼通気管と、
低圧貯水槽用揚水ポンプを介して、前記浮体より密度の大きい液体を前記低圧貯水槽から前記高水圧管に移動させる低圧貯水槽用揚水ポンプと、
前記浮体冷却管に連通し、冷却水噴射用外側揚水弁及び冷却水噴射用内側揚水弁を介して、外部から導入した冷却水を冷却水弁より前記浮体に対して噴射する冷却水用揚水管と、
タービン入口弁を備えるタービン入口管によって前記空気圧調整機から導かれる圧縮空気によって回転するタービンと、
前記タービンの回転によって発電するダイナモと
を備えることを特徴とする。
高圧貯水槽を上端に備え、下部に高水圧管主弁を備える高水圧管と、
前記高圧貯水槽より低く位置する中圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管の少なくとも２倍である中水圧管と、
前記中圧貯水槽より低く位置する低圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管と同一であり、下部に低水圧管主弁を備え、下端が前記高水圧管と連通する低水圧管と、
前記中水圧管の途中より分岐して下部方向に延伸し、中水圧管主弁を備える上部バイパス管と、
上端が前記上部バイパス管と連通し、下部方向に延伸し、揚水弁を備え、下端が前記高水圧管及び前記低水圧管と連通する下部バイパス管と、
球状の複数個の浮体と、
上端が前記中水圧管の下端と連通し、内径が前記浮体の外径よりも僅かに大きく、垂直方向の寸法が前記浮体の外径よりも僅かに大きいジャンクションボックスと、
上端が前記ジャンクションボックスの下端と連通し、内径が前記ジャンクションボックスの内径と同一であり、外側側面に水位検出器を備える上部シリンダーと、
上端が前記上部シリンダーの下端と連通し、断面積が前記高水圧管と同一であり、下端が前記高水圧管、前記低水圧管及び前記下部バイパス管と連通する下部シリンダーと、
前記上部バイパス管と前記下部バイパスとの連通部より分岐し、前記上部シリンダーと前記下部シリンダーとの連通部に連通する共通バイパス管と、
前記上部シリンダー内、及び前記ジャンクションボックス内をしゅう動可能な上部ピストンと、
前記下部シリンダー内をしゅう動可能な下部ピストンと、
前記下部シリンダーの上端内周に固定される、環状の下部ピストン上限板と、
前記下部シリンダーの下端内周に固定される、環状の下部ピストン下限板と、
前記下部ピストンの底面と前記下部ピストン下限板との接触を検出するピストン下限検出器と、
前記上部ピストンと前記下部ピストンとを連結するピストン用ロッドと、
前記ピストン用ロッドが貫通する孔を中心に備え、前記上部シリンダーの下端に固定される板状の上部ピストン下限板と、
下端が前記中圧貯水槽の上端と連通する透明管と、
一端が前記透明管の上端と連通する浮体洗浄管と、
前記浮体洗浄管内に、該浮体洗浄管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体洗浄管用プランジャーと、
浮体が前記浮体洗浄管用プランジャー群を通過したことを検出する浮体洗浄管用浮体検出器と、
上端が吸気管と連通すると共に前記透明管と前記浮体洗浄管との連通部より低い位置において前記浮体洗浄管のもう一端と連通し、下方に開口する開口端を備える浮体出口管と、
上端が前記浮体出口管の開口端と連通する浮体集合管と、
浮体が前記浮体集合管の上端を通過したことを検出する浮体集合管用浮体検出器と、
前記浮体集合管用浮体検出器の下部に、前記浮体集合管の側面から該管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体集合管用プランジャーと、
前記中水圧管に併設され、上端が前記浮体集合管の下端と連通し、圧縮弁を下端に備え、内径が前記浮体と同一である圧縮空気生成管と、
前記圧縮空気生成管の下端に設けられる圧縮空気用浮体検出器と、
前記圧縮空気生成管内の空気温度を検出する気温検出器と、
前記圧縮弁の下部に設けられ、該圧縮弁を上下方向に昇降させるジャッキと、
前記ジャッキによって上昇した前記圧縮弁と前記圧縮空気生成管との接触を検出する荷重検出器と、
浮体出口弁を介して一端が前記ジャンクションボックスに連通し、もう一端が該連通部より高い位置、かつ、前記圧縮弁に隣接する位置に開口する浮体冷却管と、
前記浮体冷却管内に、該浮体冷却管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体停止用プランジャー群と、
前記ジャンクションボックスと前記上部シリンダーとの連通部に設けられる上部シリンダー用浮体検出器と、
前記圧縮弁近傍上部において前記圧縮空気生成管から分岐し、空気圧調整機入力弁を備える圧縮空気送出管と、
前記圧縮空気送出管から送出される圧縮空気を貯蔵すると共に、内部容量を変化させることで貯蔵空気圧を調節可能な空気圧調整機と、
前記中水圧管の下部に、該中水圧管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる中水圧管用プランジャーと、
前記中水圧管、前記中圧貯水槽、前記透明管、前記浮体洗浄管及び浮体冷却管の内部に、各管の断面中心を基点として前記浮体の半径より僅かに大きい距離に１２０度の等間隔で延設され、前記浮体の移動を誘導するスライド線と、
前記ジャンクションボックスと前記中水圧管との連通部に、一端部を支点に開閉可能に設けられる浮上弁と、
前記浮上弁に固定された糸状部材を巻き上げ又は巻き戻す巻上機と、
前記巻上機の作動により前記浮上弁が開弁又は閉弁したことを検出する浮上弁開閉検出器と、
開弁した前記浮上弁に接触することで該浮上弁を停止させる弁ロックロッドと、
前記中水圧管の側面から前記浮上弁の上面に突出し、前記浮上弁を閉じた状態で維持する弁ロックプランジャーと、
前記ジャンクションボックスの上部より分岐し、通気弁を介して該ジャンクションボックス内に空気を導入する通気管と、
給水弁を介して、前記中水圧管の下部と前記ジャンクションボックスの上部とを連通させ、下部に水位検出器を備える給水管と、
排水兼通気弁を介して、前記浮体冷却管と、前記上部ピストンが前記上部ピストン下限板に接触した状態における該上部ピストンの上面位置にて前記上部シリンダーとを連通させる排水兼通気管と、
低圧貯水槽用揚水ポンプを介して、前記浮体より密度の大きい液体を前記低圧貯水槽から前記高水圧管に移動させる低圧貯水槽用揚水ポンプと、
前記浮体冷却管に連通し、冷却水噴射用外側揚水弁及び冷却水噴射用内側揚水弁を介して、外部から導入した冷却水を冷却水弁より前記浮体に対して噴射する冷却水用揚水管と、
タービン入口弁を備えるタービン入口管によって前記空気圧調整機から導かれる圧縮空気によって回転するタービンと、
前記タービンの回転によって発電するダイナモと
を備えることを特徴とする。
本発明に係る発電装置によれば、弁を操作することで水位差に基づく圧力差をピストンに作用させ、この圧力差に基づいて作動するピストンによって制御された浮体が液体中を浮上することで高い位置エネルギーを蓄え、蓄えた位置エネルギーをもって圧縮空気を生成することで、消費電力に対する発電量を飛躍的に高め、高いエネルギー効率で圧縮空気を生成し発電までを行うことが出来る。
以下、本発明の一実施形態に係る発電装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る発電装置を斜視図（一部断面図）により示した図である。なお、図１では、円筒形の構造物（プラントケース１７７）に各装置を収容し、海底に固定して海中に設けた状態を示している。また、図１における１Ｆ，２Ｆ・・・，ＲＦという表記は、各装置同士の上下方向（垂直方向）の位置関係を明確にするために便宜的に用いているものである。
図５は、本発明の一実施形態に係る発電装置のジャンクションボックス周辺部の拡大図である。
図６は、本発明の一実施形態に係る発電装置の浮体冷却管周辺部の拡大図である。
図７は、本発明の一実施形態に係る発電装置の圧縮空気生成管周辺部の拡大図である。
図８は、本発明の一実施形態に係る発電装置の浮体洗浄管周辺部の拡大図である。
図５は、本発明の一実施形態に係る発電装置のジャンクションボックス周辺部の拡大図である。
図６は、本発明の一実施形態に係る発電装置の浮体冷却管周辺部の拡大図である。
図７は、本発明の一実施形態に係る発電装置の圧縮空気生成管周辺部の拡大図である。
図８は、本発明の一実施形態に係る発電装置の浮体洗浄管周辺部の拡大図である。
まず、図１に示されるように、本実施形態に係る発電装置は、設置高さの異なる貯水槽をそれぞれ上端に備えて垂直に立設される３本の管を備えている。
３つの貯水槽の中で相対的に最も高い６Ｆに設けられている高圧貯水槽８は、下部において連通する円筒形の高水圧管７１に対して約１００倍の断面積からなり、上部には、通気弁９を備える通気管７が大気を導入するために設けられており、側面には、水位検出器１０が設けられている。また、高水圧管７１の下部には、高水圧管主弁１４１が設けられている。
４Ｆに設けられている低圧貯水槽６１は、下部において連通する円筒形の低水圧管７２に対して約１００倍の断面積からなり、高圧貯水槽と同様に、上部には通気弁６０を備える通気管５９が設けられていると共に、側面には水位検出器６２が設けられている。また、低圧貯水槽６１の下部には、第２揚水弁６４及び第２揚水ポンプ６５を備える第２揚水管６３が連通して設けられており、第２揚水管６３は、第２排水管４０と高水圧管主弁１４１の間において高水圧管７１に連通している。さらに、低水圧管７２の下部には、低水圧管主弁１４８が設けられている。
５Ｆに設けられている中圧貯水槽４３は、下部において連通する円筒形の中水圧管７３に対して約１００倍の断面積からなり、側面には水位検出器４２が設けられている。中圧貯水槽４３は、上部が開口している点で高圧貯水槽８及び低圧貯水槽６１とは構成が異なり、開口部には後述する透明管２９が連通している。
３つの貯水槽の中で相対的に最も高い６Ｆに設けられている高圧貯水槽８は、下部において連通する円筒形の高水圧管７１に対して約１００倍の断面積からなり、上部には、通気弁９を備える通気管７が大気を導入するために設けられており、側面には、水位検出器１０が設けられている。また、高水圧管７１の下部には、高水圧管主弁１４１が設けられている。
４Ｆに設けられている低圧貯水槽６１は、下部において連通する円筒形の低水圧管７２に対して約１００倍の断面積からなり、高圧貯水槽と同様に、上部には通気弁６０を備える通気管５９が設けられていると共に、側面には水位検出器６２が設けられている。また、低圧貯水槽６１の下部には、第２揚水弁６４及び第２揚水ポンプ６５を備える第２揚水管６３が連通して設けられており、第２揚水管６３は、第２排水管４０と高水圧管主弁１４１の間において高水圧管７１に連通している。さらに、低水圧管７２の下部には、低水圧管主弁１４８が設けられている。
５Ｆに設けられている中圧貯水槽４３は、下部において連通する円筒形の中水圧管７３に対して約１００倍の断面積からなり、側面には水位検出器４２が設けられている。中圧貯水槽４３は、上部が開口している点で高圧貯水槽８及び低圧貯水槽６１とは構成が異なり、開口部には後述する透明管２９が連通している。
なお、高水圧管７１及び低水圧管７２は同一の断面積であり、中水圧管７３はこれらの少なくとも２倍の断面積である。
次に、図５を参照しながら、中水圧管７３の下部及びその周辺の構成について説明する。
図５に示されるように、中水圧管主弁１００には、中水圧管７３の途中から分岐して下方に延伸する上部バイパス管９５が設けられており、中水圧管７３と上部バイパス管９５とは連通している。
中水圧管７３から分岐する上部バイパス管９５は、下端において、揚水弁１５０を備える下部バイパス管１４９の上端と連通しており、上部バイパス管９５と下部バイパス管１４９との連通部からは、共通バイパス管１５２が分岐している。
上部バイパス管９５と下部バイパス管１４９との連通部から分岐した共通バイパス管１５２は、上部バイパス管に併設される円筒形の上部シリンダー１０４と下部バイパス管１４９に併設される円筒形の下部シリンダー１５８との連通部に連通している。
上部シリンダー１０４と下部シリンダー１５８は、中水圧管７３と同軸であり、また、上部シリンダー１０４は垂直方向にしゅう動する上部ピストン１５５を内部に備えていると共に、下部シリンダー１５８も垂直方向にしゅう動する下部ピストン１５９を内部に備えており、上部ピストン１５５及び下部ピストン１５９はピストン用ロッド１７２によって連結されている。
なお、上部シリンダー１０４及び下部シリンダー１５８は同一の断面積であり、高水圧管７１及び低水圧管７２と同一の断面積である。
上部シリンダー１０４と下部シリンダー１５８は、中水圧管７３と同軸であり、また、上部シリンダー１０４は垂直方向にしゅう動する上部ピストン１５５を内部に備えていると共に、下部シリンダー１５８も垂直方向にしゅう動する下部ピストン１５９を内部に備えており、上部ピストン１５５及び下部ピストン１５９はピストン用ロッド１７２によって連結されている。
なお、上部シリンダー１０４及び下部シリンダー１５８は同一の断面積であり、高水圧管７１及び低水圧管７２と同一の断面積である。
上部ピストン１５５は、上部シリンダー１０４の下端に設けられる上部ピストン下限板１５６によって下方向のしゅう動範囲が制限されている。なお、上部ピストン下限板１５６は、ピストン用ロッド１７２が貫通する孔が中心に設けられている円形の板状部材であり、連通している共通バイパス管１５２や下部シリンダー１５８内の液体が浸入することを阻止する。
また、上部ピストン下限板１５６には、上部ピストンが上部ピストン下限板１５６に接触していることを検出するピストン下限検出器１５７が併設されている。
なお、特に説明のない限り、本実施形態においては検出器の具体例として発光ダイオード及びフォトトランジスタを使用している。ただし、後述する各水位検出器についてはこの限りでない。
また、上部ピストン下限板１５６には、上部ピストンが上部ピストン下限板１５６に接触していることを検出するピストン下限検出器１５７が併設されている。
なお、特に説明のない限り、本実施形態においては検出器の具体例として発光ダイオード及びフォトトランジスタを使用している。ただし、後述する各水位検出器についてはこの限りでない。
下部ピストン１５９は、下部シリンダー１５８の上端に設けられている下部ピストン上限板１５４及び下部シリンダー１５８の下端に設けられている下部ピストン下限板１６０によって上下方向のしゅう動範囲が制限されている。
なお、下部ピストン上限板１５４及び下部ピストン下限板１６０は、それぞれ下部シリンダー１５８の上端及び下端の内壁に設けられている環状部材であり、連通している共通バイパス管１５２や後述する四路管１５１内の液体が下部シリンダー１５８内に浸入することを阻止しない点で上部ピストン下限板１５６とは異なる。
また、下部ピストン上限板１５４には、下部ピストン１５９が下部ピストン上限板１５４に接触していることを検出するピストン上限検出器１５３が併設されている。
なお、下部ピストン上限板１５４及び下部ピストン下限板１６０は、それぞれ下部シリンダー１５８の上端及び下端の内壁に設けられている環状部材であり、連通している共通バイパス管１５２や後述する四路管１５１内の液体が下部シリンダー１５８内に浸入することを阻止しない点で上部ピストン下限板１５６とは異なる。
また、下部ピストン上限板１５４には、下部ピストン１５９が下部ピストン上限板１５４に接触していることを検出するピストン上限検出器１５３が併設されている。
高水圧管７１、低水圧管７２、下部バイパス管１４９及び下部シリンダー１５８は、それぞれの下端が四路管１５１に集合することで連通している。
次に、図５を参照しながら、中水圧管７３と上部シリンダー１０４の間に設けられているジャンクションボックスケース１０１及びその周辺の構成について説明する。
ジャンクションボックスケース１０１は、上面に中水圧管７３の下端を連結させ、上部シリンダー１０４を底面から上面に貫通させることで、互いに同軸な中水圧管７３と上部シリンダー１０４とを連通させている。ここで、上部シリンダー１０４の内、ジャンクションボックスケース１０１内に位置する範囲をジャンクションボックス１０３と呼ぶ。
ジャンクションボックスケース１０１には、給水弁９９を備える給水管９７が設けられており、給水管９７の一端は中水圧管７３に、もう一端はジャンクションボックス１０３に連通している。
ここで、給水弁９９は開弁量の調節を容易とするために、駆動機構の好適例としてソレノイドではなくモーターを備えている。なお、図中において、各弁の横に付されている丸で囲まれた文字はそれぞれ「Ｍ」がモーター、「Ｓ」がソレノイドを示している。
また、上部シリンダー１０４には、ジャンクションボックス１０３を除く範囲の水位を検出する水位検出器１０５が設けられており、ジャンクションボックス１０３との境界部近傍には後述する浮体１７０を検出する浮体検出器１０２が設けられている。
ジャンクションボックスケース１０１には、給水弁９９を備える給水管９７が設けられており、給水管９７の一端は中水圧管７３に、もう一端はジャンクションボックス１０３に連通している。
ここで、給水弁９９は開弁量の調節を容易とするために、駆動機構の好適例としてソレノイドではなくモーターを備えている。なお、図中において、各弁の横に付されている丸で囲まれた文字はそれぞれ「Ｍ」がモーター、「Ｓ」がソレノイドを示している。
また、上部シリンダー１０４には、ジャンクションボックス１０３を除く範囲の水位を検出する水位検出器１０５が設けられており、ジャンクションボックス１０３との境界部近傍には後述する浮体１７０を検出する浮体検出器１０２が設けられている。
中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４は開閉可能な浮上弁９４を上端に備えており、浮上弁９４の一端は蝶番によって固定されている。
また、中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４の上端には、浮上弁９４の開弁又は閉弁を検出する浮上弁開閉検出器１６１が設けられており、中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４の上部近傍には、浮上弁９４が９０度未満（鋭角）開弁したことを検出して巻上機１０８を停止させる弁ロックロッド９８が設けられている。
なお、浮上弁９４近傍の中水圧管７３側面には、浮上弁９４を閉弁した状態で維持する際に中水圧管７３の側面から浮上弁９４の上面に突出する弁ロックプランジャー９６が設けられている。
また、中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４の上端には、浮上弁９４の開弁又は閉弁を検出する浮上弁開閉検出器１６１が設けられており、中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４の上部近傍には、浮上弁９４が９０度未満（鋭角）開弁したことを検出して巻上機１０８を停止させる弁ロックロッド９８が設けられている。
なお、浮上弁９４近傍の中水圧管７３側面には、浮上弁９４を閉弁した状態で維持する際に中水圧管７３の側面から浮上弁９４の上面に突出する弁ロックプランジャー９６が設けられている。
中水圧管７３内に突出した上部シリンダー１０４には、通気弁１０７を備える通気管９３が設けられている。
ここで、通気管９３は上部シリンダー１０４から水平に分岐して中水圧管７３を貫通した後、上方に屈折して延伸しており、併せて屈折部の上部に水位検出器１０９を備えている。
ここで、通気管９３は上部シリンダー１０４から水平に分岐して中水圧管７３を貫通した後、上方に屈折して延伸しており、併せて屈折部の上部に水位検出器１０９を備えている。
中水圧管７３の下部には、浮上弁９４を通過して中水圧管７３内に浮上する浮体１７０の個数を検出する浮体検出器９２が設けられている。
また、浮体検出器９２の上方には、中水圧管７３の側面より管内に対向して突出可能なプランジャー８５から９１が浮体１７０の個数に応じたセット分設けられている。
さらに、プランジャー８５から９１の集合部（プランジャー群）の上方には、浮体検出器１７３が設けられている。
また、浮体検出器９２の上方には、中水圧管７３の側面より管内に対向して突出可能なプランジャー８５から９１が浮体１７０の個数に応じたセット分設けられている。
さらに、プランジャー８５から９１の集合部（プランジャー群）の上方には、浮体検出器１７３が設けられている。
なお、図８に示されるように、中圧貯水槽４３の下方にも、浮体検出器１７３と同様の浮体検出器５８が設けられている。
次に、図８を参照しながら、浮体洗浄管２８及びその周辺の構成について説明する。
図８に示されるように、本実施形態に係る発電装置には、中圧貯水槽４３の上端に連通し、９０度湾曲する透明管２９が設けられている。
透明管２９は、外部から内部を認識することが可能な透明部材からなっており、中水圧管７３内及び中圧貯水槽４３内を浮上して中圧貯水槽４３の水面を飛び出した浮体１７０を目視及びカメラにて認識して遠隔的に制御することを可能としている。
透明管２９は、外部から内部を認識することが可能な透明部材からなっており、中水圧管７３内及び中圧貯水槽４３内を浮上して中圧貯水槽４３の水面を飛び出した浮体１７０を目視及びカメラにて認識して遠隔的に制御することを可能としている。
中圧貯水槽４３に連通している透明管２９は、もう一端が浮体洗浄管２８に連通している。以下、浮体洗浄管２８について、透明管２９に連通している側を入口、反対側の出口として説明する。
浮体洗浄管２８は、淡水を用いて浮体１７０を洗浄するための装置であり、出口に向かってやや低く傾斜している。
浮体洗浄管２９の内面上部には、浮体１７０の個数分の円形且つ如雨露先端形状からなる淡水噴射口１７６が淡水噴射器２７に対して一列に設けられており、淡水噴射器２７は、浮体洗浄弁２６を備える淡水送水管１６を介して、側面に水位検出器１７５を備える淡水貯水槽１３に連通している。淡水貯水槽１３は、淡水化装置動力電源１７４を備える淡水化装置１２より淡水の供給を受け、淡水化装置１２は、第１揚水ポンプ５３、内側第１揚水弁５４、ストレーナ５５及び外側第１揚水弁を備える第１揚水管５６と連通している。
浮体洗浄管２８の内面下部には、浮体スライド線１５によって形成される空間内に突出可能なプランジャー１７から２３が浮体１７０の個数分設けられている。ただし、最も出口に近いプランジャー１７については、対向する上部にも同様のプランジャーが設けられている。
また、浮体洗浄管２８は、浮体洗浄管２８管の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体算出器２４を入口に、同様の態様で設けられた浮体算出器３１を出口にそれぞれ備えている。
さらに、浮体洗浄管２８の出口近傍下部には、淡水噴射口１７６より噴射された淡水を中圧貯水槽４３に移動するための第１排水管３０が設けられている。
浮体洗浄管２９の内面上部には、浮体１７０の個数分の円形且つ如雨露先端形状からなる淡水噴射口１７６が淡水噴射器２７に対して一列に設けられており、淡水噴射器２７は、浮体洗浄弁２６を備える淡水送水管１６を介して、側面に水位検出器１７５を備える淡水貯水槽１３に連通している。淡水貯水槽１３は、淡水化装置動力電源１７４を備える淡水化装置１２より淡水の供給を受け、淡水化装置１２は、第１揚水ポンプ５３、内側第１揚水弁５４、ストレーナ５５及び外側第１揚水弁を備える第１揚水管５６と連通している。
浮体洗浄管２８の内面下部には、浮体スライド線１５によって形成される空間内に突出可能なプランジャー１７から２３が浮体１７０の個数分設けられている。ただし、最も出口に近いプランジャー１７については、対向する上部にも同様のプランジャーが設けられている。
また、浮体洗浄管２８は、浮体洗浄管２８管の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体算出器２４を入口に、同様の態様で設けられた浮体算出器３１を出口にそれぞれ備えている。
さらに、浮体洗浄管２８の出口近傍下部には、淡水噴射口１７６より噴射された淡水を中圧貯水槽４３に移動するための第１排水管３０が設けられている。
浮体洗浄管２８は出口において９０度湾曲しており、出口が垂直下方を向く浮体出口管３５と連通している。以下、浮体出口管３５について、浮体洗浄管２８に連通している側を入口として、また、垂直下方を向く開口端を出口として説明する。
浮体出口管３５は、入口において浮体洗浄管２８と連通しているとともに、垂直方向の同軸上方には、端部が開口して大気を導入する吸気管３４を備えている。吸気管３４は、防塵ネット３２を開口端に備えており、さらにその開口端には、中心から周縁に向かって下方に湾曲する形状からなるキャップ３３が、吸気管３４内に吸入される空気を整流するために支柱によって固定されている。
浮体出口管３５は出口において、垂直に設けられた浮体集合管３６と連通している。以下、浮体集合管３６について、浮体出口管３５に連通している側を入口として、また、垂直下方を向く開口端を出口として説明する。
浮体集合管３６は、内径が浮体１７０の外径より僅かに大きい円筒形からなっており、浮体集合管３６の側面から管内に対向して突出可能なプランジャー４４から５０が、浮体１７０の個数に応じたセット分設けられている。
また、プランジャー４４から５０の集合部（プランジャー群）の上方には、浮体検出器５１が設けられている。
また、プランジャー４４から５０の集合部（プランジャー群）の上方には、浮体検出器５１が設けられている。
次に、図１及び図７を参照しながら、圧縮空気生成管８３及びその周辺の構成について説明する。
図１に示されるように、円筒形状からなっている圧縮空気生成管８３は、中水圧管７３に併設されるように垂直に立設している。
上下の開口端のうち、上方に開口している側を入口、下方に開口している側を出口としたとき、入口は浮体集合管３６と同軸に連通し、出口は、ジャッキ収容函１３５の上面を貫通し、ジャッキ収容函１３５の内部で開口している。
圧縮空気生成管８３は、内径が浮体１７０の外径と等しく、管内の気温を測定するための温度検出器１７１を略中央に備えている。
また、図７に示されるように、圧縮空気生成管８３の出口近傍には、側面から管内に対向して突出可能なプランジャー１２１から１２６が設けられている。ここで、圧縮空気生成管８３の出口近傍に設けられるこのプランジャー１２１から１２６の集合部（プランジャー群）は、浮体１７０の個数より一つ少ないセット分である点で他のプランジャー群とは異なる。
さらに、圧縮空気生成管８３は、管の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体検出器１２７をプランジャー１２１から１２６の集合部の上方に、また、同様の態様で設けられた浮体検出器１２０を出口近傍にそれぞれ備えている。
上下の開口端のうち、上方に開口している側を入口、下方に開口している側を出口としたとき、入口は浮体集合管３６と同軸に連通し、出口は、ジャッキ収容函１３５の上面を貫通し、ジャッキ収容函１３５の内部で開口している。
圧縮空気生成管８３は、内径が浮体１７０の外径と等しく、管内の気温を測定するための温度検出器１７１を略中央に備えている。
また、図７に示されるように、圧縮空気生成管８３の出口近傍には、側面から管内に対向して突出可能なプランジャー１２１から１２６が設けられている。ここで、圧縮空気生成管８３の出口近傍に設けられるこのプランジャー１２１から１２６の集合部（プランジャー群）は、浮体１７０の個数より一つ少ないセット分である点で他のプランジャー群とは異なる。
さらに、圧縮空気生成管８３は、管の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体検出器１２７をプランジャー１２１から１２６の集合部の上方に、また、同様の態様で設けられた浮体検出器１２０を出口近傍にそれぞれ備えている。
圧縮空気生成管８３の出口近傍に設けられた圧縮空気取出口１２８には、空気圧調整機入口弁７８を備える圧縮空気送出管１２９が連通しており、空気送出管１２９は、３Ｆに設置されている空気圧調整機８２に連通している。
空気圧調整機８２の最大容量は、少なくとも一工程の圧縮空気生成容量に加えて２工程以降における空気圧調整機８２内の前回残量を貯蔵出来るものとなっている。
また、空気圧調整機８２は、内部に設けられたピストンが上下に移動し、内部容積を変化させることで空気圧を調整する機構を備えており、通気弁７６を備える通気管７７が、容積が変化する内部空間に連通するように設けられている。
さらに、容積が変化する内部空間には、タービン入口弁８０を備えるタービン入口管７９が連通しており、タービン入口管７９の開口端はノズルを付してタービン８１内に開口している。ここで、タービン８１は３Ｆに設けられており、タービン８１が回転することにより、同軸に併設されたダイナモ８４が回転する構成となっている。タービン８１を回転させた圧縮空気は、タービン８１に一端が連通し、もう一端がプラントケース１７７の外部に開口しているタービン排気管３７によって大気中に排気される。なお、タービン排気管３７の開口部は、波浪や降雨等の際に水や異物が入り込むことを防ぐため、粗めの防塵ネットを備えた上で下方を向くように設けられている。
空気圧調整機８２の最大容量は、少なくとも一工程の圧縮空気生成容量に加えて２工程以降における空気圧調整機８２内の前回残量を貯蔵出来るものとなっている。
また、空気圧調整機８２は、内部に設けられたピストンが上下に移動し、内部容積を変化させることで空気圧を調整する機構を備えており、通気弁７６を備える通気管７７が、容積が変化する内部空間に連通するように設けられている。
さらに、容積が変化する内部空間には、タービン入口弁８０を備えるタービン入口管７９が連通しており、タービン入口管７９の開口端はノズルを付してタービン８１内に開口している。ここで、タービン８１は３Ｆに設けられており、タービン８１が回転することにより、同軸に併設されたダイナモ８４が回転する構成となっている。タービン８１を回転させた圧縮空気は、タービン８１に一端が連通し、もう一端がプラントケース１７７の外部に開口しているタービン排気管３７によって大気中に排気される。なお、タービン排気管３７の開口部は、波浪や降雨等の際に水や異物が入り込むことを防ぐため、粗めの防塵ネットを備えた上で下方を向くように設けられている。
次に、図７を参照しながら、ジャッキ収容函１３５及びその周辺の構成について説明する。
図７に示されるように、２Ｆに設けられているジャッキ収容函１３５は、断面が四角形の箱型であり、上述の通り、圧縮空気生成管８３が上面より内部に貫通し、開口している。
ジャッキ収容函１３５の内部には、後述する浮体冷却管１３２が連通する側に向かって上面が傾斜し且つ上面中央に窪みが設けられている圧縮弁１３３を垂直方向に上下させるジャッキ１３１が底面に固定されており、圧縮弁１３３が上昇すると、予め圧縮弁１３３の上面に設けられている溝部に圧縮空気生成管８３の開口端が填まり、圧縮空気生成管８３の開口部を密閉する構成となっている。
また、ジャッキ１３１には、圧縮空気生成管８３の開口端が圧縮弁１３３の溝部に填まったことによって生じる負荷の増加を検出する荷重検出器１３４が設けられている。なお、荷重検出器１３４の好適例としては、負荷の増加に従って増加する電流を検出する過電流検出器が挙げられる。
ジャッキ収容函１３５の内部には、後述する浮体冷却管１３２が連通する側に向かって上面が傾斜し且つ上面中央に窪みが設けられている圧縮弁１３３を垂直方向に上下させるジャッキ１３１が底面に固定されており、圧縮弁１３３が上昇すると、予め圧縮弁１３３の上面に設けられている溝部に圧縮空気生成管８３の開口端が填まり、圧縮空気生成管８３の開口部を密閉する構成となっている。
また、ジャッキ１３１には、圧縮空気生成管８３の開口端が圧縮弁１３３の溝部に填まったことによって生じる負荷の増加を検出する荷重検出器１３４が設けられている。なお、荷重検出器１３４の好適例としては、負荷の増加に従って増加する電流を検出する過電流検出器が挙げられる。
ジャッキ収容函１３５の４つの側面のうち、圧縮弁１３３が低く傾斜している側面には浮体冷却管１３２が連通しており、浮体冷却管１３２の内部からは、ジャッキ収容函１３５の内部へ浮体スライド線１６８が延設されている。
ジャッキ収容函１３５の内部に延設された浮体スライド線１６８は、圧縮弁１３３が降下した状態においてその側面に当たる位置まで延伸し、端部はスライド線固定台１３６によって下方から支持されている。
ジャッキ収容函１３５の内部に延設された浮体スライド線１６８は、圧縮弁１３３が降下した状態においてその側面に当たる位置まで延伸し、端部はスライド線固定台１３６によって下方から支持されている。
次に、図６を参照しながら、浮体冷却管１３２及びその周辺の構成について説明する。
図６に示されるように、一端がジャッキ収容函１３５に連通している円筒形の浮体冷却管１３２は、もう一端が浮体出口弁１０６を介してジャンクションボックス１０３に連通しており、ジャッキ収容１３５との連通部の方がジャンクションボックス１０３との連通部よりも高く位置している。
ここで、浮体スライド線１６８は、浮体出口弁１０６まで延伸している。
浮体冷却管１３２の内面上部には、浮体１７０の個数分の円形且つ如雨露先端形状からなる冷却水噴射器１６７が設けられており、各冷却水噴射器１７６は、冷却水弁１１９、内側第３揚水弁１３８、ストレーナ１３９及び外側第３揚水弁１６６を備える第３揚水管１４０と連通している。
浮体冷却管１３２の内面下部には、浮体スライド線１６８によって形成される空間の内部に突出可能なプランジャー１１１から１１７が浮体１７０の個数分設けられている。ただし、最もジャンクションボックス１０３に近いプランジャー１１１については、対向する上部にも同様のプランジャーが設けられている。
また、浮体冷却管１３２は、浮体冷却管１３２の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体検出器１１８をジャッキ収容函１３５とプランジャー１１７の間に備えている。
さらに、浮体冷却管１３２は、プランジャー１１１と浮体出口弁１０６の間において第４排水兼通気弁１１０を備える第４排水兼通気管１３７と連通しており、第４排水兼通気管１３７のもう一端は、上部ピストン１５５の可動範囲の最下部において、上部シリンダー１０４に連通している。
ここで、浮体スライド線１６８は、浮体出口弁１０６まで延伸している。
浮体冷却管１３２の内面上部には、浮体１７０の個数分の円形且つ如雨露先端形状からなる冷却水噴射器１６７が設けられており、各冷却水噴射器１７６は、冷却水弁１１９、内側第３揚水弁１３８、ストレーナ１３９及び外側第３揚水弁１６６を備える第３揚水管１４０と連通している。
浮体冷却管１３２の内面下部には、浮体スライド線１６８によって形成される空間の内部に突出可能なプランジャー１１１から１１７が浮体１７０の個数分設けられている。ただし、最もジャンクションボックス１０３に近いプランジャー１１１については、対向する上部にも同様のプランジャーが設けられている。
また、浮体冷却管１３２は、浮体冷却管１３２の外側より中心に向けて対向するように設けられた一対の浮体検出器１１８をジャッキ収容函１３５とプランジャー１１７の間に備えている。
さらに、浮体冷却管１３２は、プランジャー１１１と浮体出口弁１０６の間において第４排水兼通気弁１１０を備える第４排水兼通気管１３７と連通しており、第４排水兼通気管１３７のもう一端は、上部ピストン１５５の可動範囲の最下部において、上部シリンダー１０４に連通している。
次に、これまで説明した各図を参照しながら、浮体１７０並びに浮体１７０の移動を円滑にするために設けられた浮体スライド線１５、固定環１４及びスライド線支柱７４の構成について説明する。
図６に示されるように、浮体１７０は浮体冷却管１３２の内部を移動可能な外径からなる球状の構造体であり、浮体冷却管１３２のみならず、これまで説明した通り互いに連通している関係若しくは弁を介して連通している関係にある、ジャンクションボックス１０３、上部シリンダー１０４、中水圧管７３、透明管２９、浮体洗浄管２８、浮体集合管３５及び圧縮空気生成管８３の内部を移動可能な外径からなっている。
浮体１７０の材質として好適な例は鋼鉄であるが、本発明に係る発電装置の動作について後述する通り、浮体１７０は、上部シリンダー１０４、中水圧管７３及び中圧貯水槽４３を満たした液体中を上方に浮上する必要があるため、浮体１７０を中空とするなどの方法で、浮体１７０としての密度をその液体の密度未満にする必要がある。
浮体１７０の材質として好適な例は鋼鉄であるが、本発明に係る発電装置の動作について後述する通り、浮体１７０は、上部シリンダー１０４、中水圧管７３及び中圧貯水槽４３を満たした液体中を上方に浮上する必要があるため、浮体１７０を中空とするなどの方法で、浮体１７０としての密度をその液体の密度未満にする必要がある。
図１及び図５に示されるように、中水圧管７３の内部には、浮上弁９４の近傍から上方に向かって浮体スライド線１５が延設されており、中圧貯水槽４３、透明管２９、浮体洗浄管２８及び浮体出口管３５の内部を抜け、図８に示されるように、浮体集合管３６の入口まで延伸し、各管の断面中心を基点として、浮体１７０の半径より僅かに大きい距離に１２０度の等間隔で設けられており、浮体１７０の重量により変形しないように適宜固定環１５によって固定され、併せてスライド線支柱７４によって固定されている。
また、浮上弁９４の上部近傍における浮体スライド線１５の端部は、浮上弁９４を通過して中水圧管７３内に浮上した浮体１７０が容易に進入するために約４５度外側に湾曲している。
なお、浮体スライド線１５は、浮体１７０の円滑な移動に寄与するために設けられているが、特に中水圧管７３内に設けられたスライド線１５については、レイノルズ数の関係により中水圧管７３内を蛇行しようとする浮体１７０をスムーズに浮上させることを主な目的としている。
また、浮上弁９４の上部近傍における浮体スライド線１５の端部は、浮上弁９４を通過して中水圧管７３内に浮上した浮体１７０が容易に進入するために約４５度外側に湾曲している。
なお、浮体スライド線１５は、浮体１７０の円滑な移動に寄与するために設けられているが、特に中水圧管７３内に設けられたスライド線１５については、レイノルズ数の関係により中水圧管７３内を蛇行しようとする浮体１７０をスムーズに浮上させることを主な目的としている。
次に、図１を参照しながら、本実施形態に係る発電装置に付加されている揚水ポンプ等の構成について説明する。
高水圧主弁１４１の下部近傍において、第４揚水ポンプ１４５、ストレーナ１４４、内側第４揚水弁１４３、外側第４揚水弁１４２及び外側ストレーナ１４６を備える第４揚水管１４７が高水圧管７１に連通して設けられている。なお、外側第４揚水弁１４７及び外側ストレーナ１４６は、プラントケース１７７の外部に設けられている。
また、高圧貯水槽８の下部近傍において、水位検出器１８０が高水圧管７３に設けられており、水位検出器１８０の下部近傍には、内側第２排水弁４１、第２排水ポンプ３９及び外側第２排水弁３８を備える第２排水管４０が高水圧管７１に連通して設けられている。なお、外側第２排水弁は、プラントケース１７７の外部に設けられている。
また、高圧貯水槽８の下部近傍において、水位検出器１８０が高水圧管７３に設けられており、水位検出器１８０の下部近傍には、内側第２排水弁４１、第２排水ポンプ３９及び外側第２排水弁３８を備える第２排水管４０が高水圧管７１に連通して設けられている。なお、外側第２排水弁は、プラントケース１７７の外部に設けられている。
浮体検出器５８の下方において、内側第３排水弁６７、第３排水ポンプ６８及び外側第３排水弁７０を備える第３排水管６９が中水圧管７３に連通して設けられている。なお、外側第３排水弁７０は、プラントケース１７７の外部に設けられている。
次に、図１を参照しながら、本実施形態に係る発電装置が備える電源装置の構成について説明する。
図１に示されるように、電源装置１１、電源装置５２、電源装置６６、電源装置７５、電源装置１６９及び電源装置１６２は、交流入力１６３より交流電源が入力され、交流出力１６４より交流電源を出力し、また、直流出力１６５より直流電源を出力する装置であり、それぞれ、６Ｆ、５Ｆ、４Ｆ、３Ｆ、２Ｆ、１Ｆに設けられている。
次に、図１を参照しながら、本実施形態に係る発電装置を収容しているプラントケース１７７の構成について説明する。
図１に示されるように、プラントケース１は、被制御室１、フェンス２及び固定柱３が屋上に当たるＲＦに設けられている。また、キャップ４及び防塵ネット５を備える吸気管６が立設されており、プラントケース１７７内に大気を導入している。なお、吸気管６と吸気管３４は同一の断面積からなっている。
以上説明した実施形態に係る発電装置の動作について、以下説明する。
前提として、閉じた状態の弁を介して上端が開口している２つの管を下端において連通させ、それぞれが液体によって異なる水位で満たされているとき、弁を開けると水位の高い管から水位の低い管へ液体が移動しようとする。このとき、管内のある点に着目すれば、水位差に基づく圧力差、即ち
圧力差Ｐ［Ｐａ］＝ρｇｈ（ここで、ρは管内を満たした液体の密度［ｋｇ／ｍ３］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ２］、ｈは水位差［ｍ］）
が、水位の高い方から低い方に向かって作用する。
本実施形態に係る発電装置はこの原理に着目したものであり、水位の異なる３本の管を備え、弁を開閉することで水位差に基づく力の差（水圧差）を切り替えてピストンに作用させ、そのピストンによって、水中を浮上した後に落下しながら圧縮空気を生成する浮体を制御する点が本実施形態に係る発電装置の動作の特徴点となっている。
圧力差Ｐ［Ｐａ］＝ρｇｈ（ここで、ρは管内を満たした液体の密度［ｋｇ／ｍ３］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ２］、ｈは水位差［ｍ］）
が、水位の高い方から低い方に向かって作用する。
本実施形態に係る発電装置はこの原理に着目したものであり、水位の異なる３本の管を備え、弁を開閉することで水位差に基づく力の差（水圧差）を切り替えてピストンに作用させ、そのピストンによって、水中を浮上した後に落下しながら圧縮空気を生成する浮体を制御する点が本実施形態に係る発電装置の動作の特徴点となっている。
本実施形態に係る発電装置の初期起動前は、電源が無いために起動用の電源を設置するか、または陸地側より受電して操作機器の電源を確保した後に起動の準備を行う。
各水圧管及び各貯水槽内は空間であるため、初期起動時に貯水を行う必要がある。
初めに、通気弁１０７、高水圧管主弁１４１、中水圧管主弁１００、揚水弁１５０、低水圧管主弁１４８、内側第４揚水弁１４３及びバイパス弁１７９を開放し、海面までの水圧を受けて、外側第４揚水弁１４３よりバイパス弁１７９を介して自然に揚水が開始される。
高水圧管７１の上方に付加する水位検出器１８０が作動することにより、バイパス弁１７９を閉じた後、第４揚水ポンプ１４５を起動して、海水面以上の貯水槽に貯水される。
各貯水槽の水位検出器が標準水位を検出する毎にそれぞれの主弁を閉じ、揚水弁１５０は、中水圧管主弁１００を閉じた後に閉じる。初期起動時のシーケンスには、３入力端子を備えるａｎｄ回路（図３参照）が付加されており、全ての水圧管主弁を閉じた後、それぞれａｎｄ回路の３入力端子へ入力することでａｎｄ回路から出力がなされ、第４揚水ポンプ１４５の電源を切り、併せて内側第４揚水弁１４３及び通気弁１０７を閉じる。
外側第４揚水弁１４２は常時開放し、内部の点検など必要な時にのみ開く。図３「初期起動時前に必要な貯水のためのシーケンス」作動終了後は、運転時の図４「貯水槽の水位検出器作動シーケンス」と重複しないため、入力回路を閉じて、作動を禁止する。ただし、図３の左下方の淡水化装置関係は、運転時も使用可能であるため、引き続き使用し得る。
揚水弁１５０は常時閉じ、初期起動時の貯水及び中圧貯水槽４３の水位検出器４２が下限水位を検出した際に中水圧管主弁１００と共に開くが、中圧貯水槽４３には浮体洗浄管２８からの排水が直接貯水され、浮体冷却管１３２の排水は間接的に貯水されるため、補給水は不要とし得る。
初起動時は、上記と並行して５Ｆに設置する第１揚水弁５４を開放し、第１揚水ポンプ５３を起動して、海水を淡水化装置１２へ揚水する。淡水化装置１２の動力１７４を起動して、海水を淡水として淡水貯水槽１３へ貯水し、水位検出器１７５が上限を検出することによって動力１７４及び第１揚水ポンプ５３を停止する。
内側第１揚水弁５４及び外側第１揚水弁５７は常時開放し、ポンプの即時起動に対応し得る。
なお、プラントの稼動中に貯水槽の水位検出器が作動することにより主弁を開閉する場合、シーケンスが重複する事が予想されるため、貯水槽の水位検出による主弁の開閉は、他で使用中の不動作回路を付加するか、またはプラントの稼動中で主弁を使用しない時間帯に水位検出を許容するシーケンスとする必要がある。例えば、シーケンス上は、浮体１７０が浮上して弁ロックプランジャー９６が浮上弁９４をロックし、高水圧管主弁７１及び中水圧管主弁１００が閉じた後、浮体１７０が浮体冷却管１３２内に停止するまでは、３個の水圧管主弁は作動せずに休止状態であるから、この時間帯に水位検出を許容することが望ましい。
各水圧管及び各貯水槽内は空間であるため、初期起動時に貯水を行う必要がある。
初めに、通気弁１０７、高水圧管主弁１４１、中水圧管主弁１００、揚水弁１５０、低水圧管主弁１４８、内側第４揚水弁１４３及びバイパス弁１７９を開放し、海面までの水圧を受けて、外側第４揚水弁１４３よりバイパス弁１７９を介して自然に揚水が開始される。
高水圧管７１の上方に付加する水位検出器１８０が作動することにより、バイパス弁１７９を閉じた後、第４揚水ポンプ１４５を起動して、海水面以上の貯水槽に貯水される。
各貯水槽の水位検出器が標準水位を検出する毎にそれぞれの主弁を閉じ、揚水弁１５０は、中水圧管主弁１００を閉じた後に閉じる。初期起動時のシーケンスには、３入力端子を備えるａｎｄ回路（図３参照）が付加されており、全ての水圧管主弁を閉じた後、それぞれａｎｄ回路の３入力端子へ入力することでａｎｄ回路から出力がなされ、第４揚水ポンプ１４５の電源を切り、併せて内側第４揚水弁１４３及び通気弁１０７を閉じる。
外側第４揚水弁１４２は常時開放し、内部の点検など必要な時にのみ開く。図３「初期起動時前に必要な貯水のためのシーケンス」作動終了後は、運転時の図４「貯水槽の水位検出器作動シーケンス」と重複しないため、入力回路を閉じて、作動を禁止する。ただし、図３の左下方の淡水化装置関係は、運転時も使用可能であるため、引き続き使用し得る。
揚水弁１５０は常時閉じ、初期起動時の貯水及び中圧貯水槽４３の水位検出器４２が下限水位を検出した際に中水圧管主弁１００と共に開くが、中圧貯水槽４３には浮体洗浄管２８からの排水が直接貯水され、浮体冷却管１３２の排水は間接的に貯水されるため、補給水は不要とし得る。
初起動時は、上記と並行して５Ｆに設置する第１揚水弁５４を開放し、第１揚水ポンプ５３を起動して、海水を淡水化装置１２へ揚水する。淡水化装置１２の動力１７４を起動して、海水を淡水として淡水貯水槽１３へ貯水し、水位検出器１７５が上限を検出することによって動力１７４及び第１揚水ポンプ５３を停止する。
内側第１揚水弁５４及び外側第１揚水弁５７は常時開放し、ポンプの即時起動に対応し得る。
なお、プラントの稼動中に貯水槽の水位検出器が作動することにより主弁を開閉する場合、シーケンスが重複する事が予想されるため、貯水槽の水位検出による主弁の開閉は、他で使用中の不動作回路を付加するか、またはプラントの稼動中で主弁を使用しない時間帯に水位検出を許容するシーケンスとする必要がある。例えば、シーケンス上は、浮体１７０が浮上して弁ロックプランジャー９６が浮上弁９４をロックし、高水圧管主弁７１及び中水圧管主弁１００が閉じた後、浮体１７０が浮体冷却管１３２内に停止するまでは、３個の水圧管主弁は作動せずに休止状態であるから、この時間帯に水位検出を許容することが望ましい。
二工程目以降、上部シリンダー１０４内に浮体１７０を装填する際は、通気弁１０７、中水圧管主弁１００、第４排水兼通気弁１１０及び低水圧管主弁１４８を開放することで、中圧貯水槽４３と低圧貯水槽６１の水位差に基づく圧力差が下部ピストン１５９に対して上面から下方に向かって作用することで下部ピストン１５９が下降し、また、上部ピストンは上部ピストン下限板１５６上に密着して停止し、１ストロークの下部ピストン１５９の下降により中圧貯水槽４３から低圧貯水槽６１内へシリンダー１個の容量に等しい水量が貯水される。
なお、ピストンが上昇する際は、高圧貯水槽８より中圧貯水槽４３へシリンダー１個の容量に等しい水量が貯水され、その結果、中圧貯水槽４３の水位は変化しないが高圧貯水槽８は水位が低くなり、低圧貯水槽６２は水位が高くなるため、初期の状態に復元する必要がある。
ピストン下限検出器１５７が作動することで第２揚水弁６４を開放し、第２揚水ポンプ６５を起動してシリンダー１個の容量に等しい水量を高圧貯水槽８へ強制的に揚水する。シリンダー１個の容量に等しい水量を揚水したことが流量計によって検出されたら、第２揚水ポンプ６５を停止して第２揚水弁６４を閉じる。
通気弁１０７は、上部シリンダー１０４内を上部ピストン１０５が下降する際に、上部シリンダー１０４内が負圧となって上部ピストン１０５の下降を妨げたり機器が破損したりすることを防止すると共に、後述する通り浮体１７０を上部シリンダー１０４内に装填する際には予め緩衝材として水を貯水するため、この際には、上部シリンダー１０４内の空気を排気させることで貯水を円滑にする。
なお、ピストンが上昇する際は、高圧貯水槽８より中圧貯水槽４３へシリンダー１個の容量に等しい水量が貯水され、その結果、中圧貯水槽４３の水位は変化しないが高圧貯水槽８は水位が低くなり、低圧貯水槽６２は水位が高くなるため、初期の状態に復元する必要がある。
ピストン下限検出器１５７が作動することで第２揚水弁６４を開放し、第２揚水ポンプ６５を起動してシリンダー１個の容量に等しい水量を高圧貯水槽８へ強制的に揚水する。シリンダー１個の容量に等しい水量を揚水したことが流量計によって検出されたら、第２揚水ポンプ６５を停止して第２揚水弁６４を閉じる。
通気弁１０７は、上部シリンダー１０４内を上部ピストン１０５が下降する際に、上部シリンダー１０４内が負圧となって上部ピストン１０５の下降を妨げたり機器が破損したりすることを防止すると共に、後述する通り浮体１７０を上部シリンダー１０４内に装填する際には予め緩衝材として水を貯水するため、この際には、上部シリンダー１０４内の空気を排気させることで貯水を円滑にする。
プラントの初起動時は、ジャンクションボックス１０３内に開口する通気管９３に備えられている通気弁１０７を開放し、併せて中水圧管主弁１００及び低水圧管主弁１４８を開放すれば、圧力差が下部ピストン１５９に対して上面から下方に向かって作用し、ピストンは下降位置で停止し、液体の流動は無く上部ピストン下限板１５６及び下部ピストン下限板１６０上にそれぞれ上部ピストン１５５及び下部ピストン１５９が密着して停止する。
一工程の時間を短縮するため、ピストン下限検出器１５７が作動することによって強制的に第２揚水弁６４を開放し、第２揚水ポンプ６５を起動してピストン１ストロークのシリンダー容量の海水を揚水後、第２揚水ポンプ６５を停止して、第２揚水弁６４を閉じる。
低圧貯水槽６１の上限水位を検出した時は、第２揚水弁６４を開放して第２揚水ポンプ６５を起動し、高圧貯水槽８へ揚水することで低圧貯水槽６１の水位を下げる。低圧貯水槽６１の標準水位を検出したら、第２揚水ポンプ６５の電源を切り、第２揚水弁６４を閉じる。それに対して、下限水位を検出した時は、低水圧管主弁１４８及び内側第４揚水弁１４３を開放して第４揚水ポンプ１４５を起動し、揚水することで低圧貯水槽６１の水位を上げる。低圧貯水槽６１の標準水位を検出したら、第４揚水ポンプ１４５の電源を切り、内側第４揚水弁１４３及び低水圧管主弁１４８を閉じる。
外側第４揚水弁１４２は常時開放し、内部の点検など必要な時のみ閉じる。
上部ピストン１５５が上昇する時、上部ピストン１５５は浮体装填口の下端で停止しなければならないため、ジャンクションボックス１０３内の液体はピストン上昇後においても上部ピストン１０４上に残るが、浮体１７０は浮力により自然浮上が可能であるから特に支障にはならない。
浮体をシリンダー内に落下させる際は、上部シリンダー１０４下端より浮体冷却管１３２に連通する第４排水兼通気管１３７に備えられた第４排水兼通気弁１１０を開放することで上部シリンダー１０４上に貯水し、緩衝材として利用する。
第４排水兼通気管１３７の機能の一つは、上述の通り、上部ピストン１０４が下降した後に上部シリンダー１０４内に排水することで浮体１７０が落下する時の緩衝材にすることであるが、もう一つは、上部ピストン１５５が上部シリンダー１０４内を上昇して浮体を浮上させる際、上部ピストン１０４の下方が負圧となって上昇を妨げることのないように、事前に第４排水兼通気弁１１０を開放し、上部ピストン１０４が上昇する際、浮体冷却管１３２内からシリンダー内へ吸気させることである。
浮体外径断面積よりやや広断面積のジャンクションボックス１０３は、浮体１７０を装填する際及び浮体１７０が中水圧管７３内を浮上する際、同一の断面積である上部シリンダー１０４と共同で浮体下方の空間を満水とすることにより浮体１７０に浮力を与え、かつ浮上弁９４の直下に空間を残さず満水として、浮上弁９４の開放を容易にする。
シリンダー断面積を狭くすれば浮体１７０が落下する時のエアブレーキ作用は増加するが、上部シリンダー１０４内への給水時間が長引き、シリンダー断面積を拡大すれば反対に給水時間は短縮するが、エアブレーキ作用は減少する。
一工程の時間を短縮するため、ピストン下限検出器１５７が作動することによって強制的に第２揚水弁６４を開放し、第２揚水ポンプ６５を起動してピストン１ストロークのシリンダー容量の海水を揚水後、第２揚水ポンプ６５を停止して、第２揚水弁６４を閉じる。
低圧貯水槽６１の上限水位を検出した時は、第２揚水弁６４を開放して第２揚水ポンプ６５を起動し、高圧貯水槽８へ揚水することで低圧貯水槽６１の水位を下げる。低圧貯水槽６１の標準水位を検出したら、第２揚水ポンプ６５の電源を切り、第２揚水弁６４を閉じる。それに対して、下限水位を検出した時は、低水圧管主弁１４８及び内側第４揚水弁１４３を開放して第４揚水ポンプ１４５を起動し、揚水することで低圧貯水槽６１の水位を上げる。低圧貯水槽６１の標準水位を検出したら、第４揚水ポンプ１４５の電源を切り、内側第４揚水弁１４３及び低水圧管主弁１４８を閉じる。
外側第４揚水弁１４２は常時開放し、内部の点検など必要な時のみ閉じる。
上部ピストン１５５が上昇する時、上部ピストン１５５は浮体装填口の下端で停止しなければならないため、ジャンクションボックス１０３内の液体はピストン上昇後においても上部ピストン１０４上に残るが、浮体１７０は浮力により自然浮上が可能であるから特に支障にはならない。
浮体をシリンダー内に落下させる際は、上部シリンダー１０４下端より浮体冷却管１３２に連通する第４排水兼通気管１３７に備えられた第４排水兼通気弁１１０を開放することで上部シリンダー１０４上に貯水し、緩衝材として利用する。
第４排水兼通気管１３７の機能の一つは、上述の通り、上部ピストン１０４が下降した後に上部シリンダー１０４内に排水することで浮体１７０が落下する時の緩衝材にすることであるが、もう一つは、上部ピストン１５５が上部シリンダー１０４内を上昇して浮体を浮上させる際、上部ピストン１０４の下方が負圧となって上昇を妨げることのないように、事前に第４排水兼通気弁１１０を開放し、上部ピストン１０４が上昇する際、浮体冷却管１３２内からシリンダー内へ吸気させることである。
浮体外径断面積よりやや広断面積のジャンクションボックス１０３は、浮体１７０を装填する際及び浮体１７０が中水圧管７３内を浮上する際、同一の断面積である上部シリンダー１０４と共同で浮体下方の空間を満水とすることにより浮体１７０に浮力を与え、かつ浮上弁９４の直下に空間を残さず満水として、浮上弁９４の開放を容易にする。
シリンダー断面積を狭くすれば浮体１７０が落下する時のエアブレーキ作用は増加するが、上部シリンダー１０４内への給水時間が長引き、シリンダー断面積を拡大すれば反対に給水時間は短縮するが、エアブレーキ作用は減少する。
上部シリンダー１０４内に浮体１７０を装填して浮上させる一工程の基点は、通気弁１０７、中水圧管主弁１００及び低水圧管主弁１４８、を開放する事に始まる。二工程目以降は、前の工程で高水圧管主弁１４１を開放した時にピストンは上限で停止し、高水圧管主弁１４１を閉じるため、中圧貯水槽４３と低圧貯水槽６１の水位差に基づく圧力差が下部ピストン１５９に対して上面から下方に向かって作用し、上部ピストン１５５が下降する。
ピストン下限検出器１５７が作動することにより、第２揚水弁６４を開放して第２揚水ポンプ６５を起動し、下限水位を検出した時とは関係なく強制的に高圧貯水槽８へ揚水し、第２揚水ポンプ６５に付加されている流量計によってシリンダー容量の揚水量を検出し、第２揚水ポンプ６５を停止して第２揚水弁６４を閉じる。
また、ピストン下限検出器１５７が作動することにより第４排水弁１１０を開放して、浮体冷却管１３２内より上部シリンダー１０４内に排水することで浮体１７０が落下する時の緩衝材とし、水位検出器１０５によって所定の水位が満たされていることが検出されない時は、給水弁９９を開放して給水し、水位検出器１０５によって所定の水位が満たされていることが検出されたら、第４排水弁１１０を閉じる。
その後、浮体出口弁１０６を開放して浮体冷却管１３２内のプランジャー１１１を解除し、まず、先頭の浮体１７０が上部シリンダー１０４内へ落下する。
そして、浮体検出器１０２が作動したらプランジャー１１２を解除し、２番目の浮体１７０が落下する。
同様の工程を経て浮体１７０の全てが上部シリンダー１０４内に落下したことを浮体検出器１０２によって検出したら、浮体出口弁１０６を閉じ、給水弁９９を開放し、水位検出器１０９が作動することにより給水弁９９、通気弁１０７、低水圧管主弁１４８を閉じる。
ピストン下限検出器１５７が作動することにより、第２揚水弁６４を開放して第２揚水ポンプ６５を起動し、下限水位を検出した時とは関係なく強制的に高圧貯水槽８へ揚水し、第２揚水ポンプ６５に付加されている流量計によってシリンダー容量の揚水量を検出し、第２揚水ポンプ６５を停止して第２揚水弁６４を閉じる。
また、ピストン下限検出器１５７が作動することにより第４排水弁１１０を開放して、浮体冷却管１３２内より上部シリンダー１０４内に排水することで浮体１７０が落下する時の緩衝材とし、水位検出器１０５によって所定の水位が満たされていることが検出されない時は、給水弁９９を開放して給水し、水位検出器１０５によって所定の水位が満たされていることが検出されたら、第４排水弁１１０を閉じる。
その後、浮体出口弁１０６を開放して浮体冷却管１３２内のプランジャー１１１を解除し、まず、先頭の浮体１７０が上部シリンダー１０４内へ落下する。
そして、浮体検出器１０２が作動したらプランジャー１１２を解除し、２番目の浮体１７０が落下する。
同様の工程を経て浮体１７０の全てが上部シリンダー１０４内に落下したことを浮体検出器１０２によって検出したら、浮体出口弁１０６を閉じ、給水弁９９を開放し、水位検出器１０９が作動することにより給水弁９９、通気弁１０７、低水圧管主弁１４８を閉じる。
次に、低水圧管主弁１４８を閉じた後、浮上する浮体１７０を一時的に停止させるために中水圧管７３内のプランジャー８５を作動させ、弁ロックプランジャー９６を解除し、巻上機１０８を作動させて浮上弁９４を開放し、浮上弁開閉検出器１６１に基づいて弁ロックロッド９８が作動して浮上弁９４を停止する。
一方は第４排水兼通気弁１１０の開放信号を高水圧管７１のａｎｄ回路の入力端子の１つに入力し、もう一つの端子には、巻上機１０８の停止信号を入力する。
高水圧管主弁７１はａｎｄ回路からの出力によって開放され、高圧貯水槽８の水面と中圧貯水槽４３の水面との水位差に基づく圧力差が、下部ピストン下限板１６０上に密着している下部ピストン１５９に対して下面から上方に向かって作用し、下部ピストン１５９が上昇する。
下部ピストン１５９が上昇することで上部ピストン１５５も上昇し、上部ピストン１５５に押し上げられて浮体１７０が浮上し、ピストン上限検出器１５３が作動する。
この際、上部シリンダー１０４内には第４排水兼通気管１１０を介して浮体冷却管１３２より吸気し、下部ピストン１５９が上昇する時に下部ピストン１５９の下方空間が真空となることを防止する。
なお、水圧差発生の経路の一方は、中圧貯水槽４３の水面を基点に、下方中水圧管７３の左側に開口する上部バイパス管９５は左方で下方を向き下方の中水圧管主弁１００を介して下方でＴ分岐し右方の共通バイパス管１５２を経て右方でＴ分岐し下部シリンダー内の下方下部ピストン下限板１６０上に密着する下部ピストン１５９上面を終点とし、基点までの垂直高さに相当する水圧を中水圧管７３の概算値とし、他方は、高圧貯水槽８の水面を基点に、下方の高水圧管主弁１４１を介し下端のＴ分岐を右方に伸び上方に湾曲し四路管１５１を介し右方へ向き伸び下部シリンダー１５８内の下部ピストン下限板１６０上に密着する下部ピストン１５９底面を終点とし、基点までの垂直高さに相当する水圧を高水圧管の概算値とし、高水圧管７１の重量から中水圧管７３の重量を引いた数値が、ピストンが上昇する時に下面から上方に向かって作用する圧力差である。
一方は第４排水兼通気弁１１０の開放信号を高水圧管７１のａｎｄ回路の入力端子の１つに入力し、もう一つの端子には、巻上機１０８の停止信号を入力する。
高水圧管主弁７１はａｎｄ回路からの出力によって開放され、高圧貯水槽８の水面と中圧貯水槽４３の水面との水位差に基づく圧力差が、下部ピストン下限板１６０上に密着している下部ピストン１５９に対して下面から上方に向かって作用し、下部ピストン１５９が上昇する。
下部ピストン１５９が上昇することで上部ピストン１５５も上昇し、上部ピストン１５５に押し上げられて浮体１７０が浮上し、ピストン上限検出器１５３が作動する。
この際、上部シリンダー１０４内には第４排水兼通気管１１０を介して浮体冷却管１３２より吸気し、下部ピストン１５９が上昇する時に下部ピストン１５９の下方空間が真空となることを防止する。
なお、水圧差発生の経路の一方は、中圧貯水槽４３の水面を基点に、下方中水圧管７３の左側に開口する上部バイパス管９５は左方で下方を向き下方の中水圧管主弁１００を介して下方でＴ分岐し右方の共通バイパス管１５２を経て右方でＴ分岐し下部シリンダー内の下方下部ピストン下限板１６０上に密着する下部ピストン１５９上面を終点とし、基点までの垂直高さに相当する水圧を中水圧管７３の概算値とし、他方は、高圧貯水槽８の水面を基点に、下方の高水圧管主弁１４１を介し下端のＴ分岐を右方に伸び上方に湾曲し四路管１５１を介し右方へ向き伸び下部シリンダー１５８内の下部ピストン下限板１６０上に密着する下部ピストン１５９底面を終点とし、基点までの垂直高さに相当する水圧を高水圧管の概算値とし、高水圧管７１の重量から中水圧管７３の重量を引いた数値が、ピストンが上昇する時に下面から上方に向かって作用する圧力差である。
中水圧管７３内に全ての浮体１７０が浮上したことを浮体検出器９２が検出すると、プランジャー８６からプランジャー９１の全てを作動させて全ての浮体１７０を一時的に停止させ、その後プランジャー８５を解除して先頭の浮体１７０を浮上させる。
先頭の浮体１７０が通過したことを浮体検出器１７３が検出すると、プランジャー８６を解除して次の浮体１７０を浮上させ、以降同じ要領で浮体１７０を順次浮上させる。
全ての浮体１７０が通過したことを浮体検出器１７３が検出すると、巻上機１０８が作動して弁ロックロッド９８を解除し、浮上弁９４を閉じ、浮上弁開閉検出器１６１によって浮上弁９４が閉じたことを検出し、弁ロックプランジャー９６を作動させ、巻上機１０８を停止する。
そして、高水圧管主弁７１及び中水圧管主弁１００を閉じる。
先頭の浮体１７０が通過したことを浮体検出器１７３が検出すると、プランジャー８６を解除して次の浮体１７０を浮上させ、以降同じ要領で浮体１７０を順次浮上させる。
全ての浮体１７０が通過したことを浮体検出器１７３が検出すると、巻上機１０８が作動して弁ロックロッド９８を解除し、浮上弁９４を閉じ、浮上弁開閉検出器１６１によって浮上弁９４が閉じたことを検出し、弁ロックプランジャー９６を作動させ、巻上機１０８を停止する。
そして、高水圧管主弁７１及び中水圧管主弁１００を閉じる。
浮体１７０はスライド線１５内周に沿って中水圧管７３内を浮上し、水面から上方に飛び出して浮体洗浄管２８内へ到達し、浮体検出器５８が作動する毎に浮体洗浄管２８内のプランジャー１７から２３を順次作動させて浮体１７０を一時停止させる。
浮体検出器２４が全ての浮体１７０の通過を検出すると、一時停止している浮体１７０の上方に設けられている淡水噴射器２７の浮体洗浄弁(定時限復元型)２６を開放し、所定の時間、浮体１７０に対して淡水噴射口１７６から淡水を一斉に噴射して洗浄する。
浮体１７０を洗浄する理由は、圧縮空気生成管８３内を落下中に空気を圧縮することで生じる熱によって浮体１７０に付着した海水が蒸発し、析出した塩分によって浮体１７０及び圧縮空気生成管８３が磨耗することを防止するため、つまり、浮体１７０や圧縮空気生成管８３が磨耗することによって浮体１７０と圧縮空気生成管８３のクリアランスが拡大し、圧縮空気が落下する浮体１７０の上方に漏れることを防止するためである。なお、中水圧管７３を満たす液体として淡水を使用する場合は、浮体洗浄管２８をはじめとする浮体１７０の洗浄装置は不要である。
浮体検出器２４が全ての浮体１７０の通過を検出すると、一時停止している浮体１７０の上方に設けられている淡水噴射器２７の浮体洗浄弁(定時限復元型)２６を開放し、所定の時間、浮体１７０に対して淡水噴射口１７６から淡水を一斉に噴射して洗浄する。
浮体１７０を洗浄する理由は、圧縮空気生成管８３内を落下中に空気を圧縮することで生じる熱によって浮体１７０に付着した海水が蒸発し、析出した塩分によって浮体１７０及び圧縮空気生成管８３が磨耗することを防止するため、つまり、浮体１７０や圧縮空気生成管８３が磨耗することによって浮体１７０と圧縮空気生成管８３のクリアランスが拡大し、圧縮空気が落下する浮体１７０の上方に漏れることを防止するためである。なお、中水圧管７３を満たす液体として淡水を使用する場合は、浮体洗浄管２８をはじめとする浮体１７０の洗浄装置は不要である。
浮体１７０を洗浄した後、浮体洗浄弁２６を閉じてプランジャー１７を解除し浮体１７０を前進させる。
その一方、ピストン上限検出器１５３から出力される検出信号に基づいてジャッキ１３１を上昇させ、圧縮弁１３３を閉じる。そして、圧縮弁１３３によって圧縮空気生成管８３の下端が気密されたことを荷重検出器１３４が検出し、ジャッキ１３１を停止させて気密を保持する。
その一方、ピストン上限検出器１５３から出力される検出信号に基づいてジャッキ１３１を上昇させ、圧縮弁１３３を閉じる。そして、圧縮弁１３３によって圧縮空気生成管８３の下端が気密されたことを荷重検出器１３４が検出し、ジャッキ１３１を停止させて気密を保持する。
浮体集合管３６内には浮体１７０と等しい個数であるプランジャー４４から５０を管の外周に設置し、浮体洗浄後、浮体洗浄管２８内のプランジャー１７から２３までを順次解除して浮体１７０を浮体集合管３６内に前進させる。
浮体洗浄管２８内の浮体検出器３１が浮体１７０の通過を検出する毎に浮体集合管３６内のプランジャーがプランジャー４４から順次作動し、全ての浮体１７０が接触した状態で一時停止する。
ここで、浮体集合管２８の内径を浮体１７０の外径より僅かに大きくすることで、浮体１７０間の空気は上方から落下する浮体１７０によって圧縮されつつ隙間を通って上方に開放されることとなり、いわゆるエアブレーキ効果が生じて、浮体１７０が自由落下する場合に比べて衝突の衝撃が軽減される。
浮体洗浄管２８内の浮体検出器３１が浮体１７０の通過を検出する毎に浮体集合管３６内のプランジャーがプランジャー４４から順次作動し、全ての浮体１７０が接触した状態で一時停止する。
ここで、浮体集合管２８の内径を浮体１７０の外径より僅かに大きくすることで、浮体１７０間の空気は上方から落下する浮体１７０によって圧縮されつつ隙間を通って上方に開放されることとなり、いわゆるエアブレーキ効果が生じて、浮体１７０が自由落下する場合に比べて衝突の衝撃が軽減される。
全ての浮体１７０が浮体集合管３８内にて接触した状態で停止すると、空気圧調整機入力弁７８を開放し、気温検出器１７１及び空気圧調整機８２内空気圧の残量を検出し、コンピュータ制御により動力を作動して空気圧調整機８２の容量を調整し得る状態とし、浮体検出器５１のａｎｄ回路の２つある入力端子の１つに入力し、もう１つの入力端子には、浮体検出器３１が全ての浮体１７０が通過したことにより出力される信号を入力し、浮体検出器５１からの出力に基づいて浮体集合管３６内のプランジャーをプランジャー５５より順次解除し、最後に先頭のプランジャー４４を解除して、全ての浮体１７０が接触した状態で圧縮空気生成管８３内へ落下する。
圧縮空気生成管８３内へ落下した浮体１７０は、管内の空気を圧縮して事前に設定された所要の圧縮空気を空気圧調整機８２内に貯蔵する。
先頭の浮体１７０が落下を終了したことを浮体検出器１２０が検出すると、空気圧調整機入力弁７８を閉じ、全ての浮体１７０が通過したことを浮体検出器１２７が検出すると、プランジャー１２１から１２６を作動させて、圧縮弁１３３上に着地した状態の先頭の浮体１７０に積み重なるように浮体１７０を一時停止させる。
先頭の浮体１７０が落下を終了したことを浮体検出器１２０が検出すると、空気圧調整機入力弁７８を閉じ、全ての浮体１７０が通過したことを浮体検出器１２７が検出すると、プランジャー１２１から１２６を作動させて、圧縮弁１３３上に着地した状態の先頭の浮体１７０に積み重なるように浮体１７０を一時停止させる。
空気圧調整機入力弁７８を閉じた後、一方はタービン入口弁８０を徐々に開放してタービン８１を回転させて同軸のダイナモにより発電し、他方はプランジャー１２１から１２６によって全ての浮体１７０を停止させた後、ジャッキ１３１を下降させて下限で停止させる。
圧縮弁１３３が下降することで先頭の浮体１７０は自然に浮体冷却管１３２内に移動し、浮体検出器１１８が先頭の浮体１７０が通過したことを検出すると、プランジャー１１１が作動して先頭の浮体１７０を停止させると共に、プランジャー１２１を解除して２番目の浮体１７０を移動させる。以降同じ要領で全ての浮体１７０が浮体冷却管１３２に移動するが、３番目以降の浮体１７０は圧縮空気生成管８３内のプランジャーを１段ずつ落下させ、圧縮弁１３３に対する浮体１７０の落下エネルギーを最小限に止める。浮体検出器１１８によって全ての浮体１７０が通過したことを検出した後、内側第３揚水弁１３８を開放し、浮体冷却管１３２の上方に設けられている冷却水噴射機器１６７の冷却水弁(定時限復元型)１１９を開放し、冷海水を噴射して浮体１７０を冷却し、その後、内側第３揚水弁１３８及び冷却水弁１１９を閉じる。
圧縮弁１３３が下降することで先頭の浮体１７０は自然に浮体冷却管１３２内に移動し、浮体検出器１１８が先頭の浮体１７０が通過したことを検出すると、プランジャー１１１が作動して先頭の浮体１７０を停止させると共に、プランジャー１２１を解除して２番目の浮体１７０を移動させる。以降同じ要領で全ての浮体１７０が浮体冷却管１３２に移動するが、３番目以降の浮体１７０は圧縮空気生成管８３内のプランジャーを１段ずつ落下させ、圧縮弁１３３に対する浮体１７０の落下エネルギーを最小限に止める。浮体検出器１１８によって全ての浮体１７０が通過したことを検出した後、内側第３揚水弁１３８を開放し、浮体冷却管１３２の上方に設けられている冷却水噴射機器１６７の冷却水弁(定時限復元型)１１９を開放し、冷海水を噴射して浮体１７０を冷却し、その後、内側第３揚水弁１３８及び冷却水弁１１９を閉じる。
本実施形態に係る発電装置を停止するには、遠隔自動制御指令所よりタービン８１のノズルの開度を絞ってダイナモ８４の出力をゼロとし、送電線より自動解列した後、タービン入力弁を閉じてタービン８１及びダイナモ８４停止を停止させ、遠隔自動制御指令所へ表示する。
空気圧調整機８２内の空気圧は略一定とすることが出来るため、極端な高圧になることは空気圧調整機８２の故障等特殊な事情を除いて考えられないが、火災等の災害時を考慮すれば、リリーフバルブを付加することが望ましい。
空気圧調整機８２上面に開口し上方に伸び右水平に伸びタービン入口弁８０を介してタービン８１内にタービン入口管７９に備えられたノズルが開口し、他には空気圧調整機８２上面に空気圧検出器、気温検出器を備え空気圧調整機８２の容量調整時に利用する。
なお、空気圧調整機８２及び圧縮空気送出管１２９の外周を断熱材で包囲することで熱の発散及びそれによる人身事故を防止し、圧縮空気送出管１２９の長さが可能な限り短くなるように機器の配置を考慮する。
空気圧調整機８２上面に開口し上方に伸び右水平に伸びタービン入口弁８０を介してタービン８１内にタービン入口管７９に備えられたノズルが開口し、他には空気圧調整機８２上面に空気圧検出器、気温検出器を備え空気圧調整機８２の容量調整時に利用する。
なお、空気圧調整機８２及び圧縮空気送出管１２９の外周を断熱材で包囲することで熱の発散及びそれによる人身事故を防止し、圧縮空気送出管１２９の長さが可能な限り短くなるように機器の配置を考慮する。
浮上することで位置エネルギーを蓄積する浮体１７０は、本実施形態では合計７個使用している。浮体１７０の形状を球体とする理由は、スライド線１５との接触面積を少なくすることが出来、また、中水圧管７３内を浮上する際の抵抗を抑制することで水面上に飛び出す勢いを確保することが出来るからであるが、他にも円筒形、頭部半球下方円筒形、前後部半球胴体部円筒形、その他種々の形状も採用し得る。
本実施形態では、浮体１７０が浮上する液体として海水を利用しているが、密度のより高い液体を使用すれば、浮体１７０についても液体の密度を超えない範囲で密度をより高くすることが出来るため、使用する浮体１７０の個数を減らしても同等の空気圧の圧縮空気を生成することが出来る。
各フロアには電源装置１６２を備え、１次側は交流入力とし、２次側は交流及び直流出力とし、交流電源は、各階の照明(非常用含む)、プラント機器の動力用、計装類、エレベーター（図示せず）及びモーター等に利用し、直流電源は、主に電磁弁、発光ダイオード，フォトトランジスタ及びプランジャー用ソレノイド電源に利用する。なお、電源を必要とする機器への配線の記入は図示していない。
ダイナモ８４の出力端子は、開閉器及び保安器類を介して変圧器の１次側に結線し、送電用及び所内用に使用する２次巻線、３次巻線又は単巻線により少なくとも２系統の電圧を出力する必要がある。送電線は、受電端との距離が短い場合は架空送電線とし得るが、水深や塩害等を考慮すれば制御線も含めた海底用超高圧用ケーブルの敷設が適当である。
プラントでは、浮体１７０を一時停止するためのプランジャーとして作動時間の短いものが随所に使用されており、設計に際しては省エネルギー化に配慮する必要ある。例えば、使用箇所によってサイズ、強度、取り付け角度及びソレノイドコアのロック装置などを変更することが必要であり、本実施形態に係る発電装置は付加装置の作動時間が短い程一工程の所要時間が短縮することから、結果として発電量を増大することにもなる。
本実施形態に係る発電装置の常時発生電力（Ｗ）は、一工程で生成された圧縮空気仕事（Ｊ）を一工程の所要時間（Ｓ）で除した数値であり、
（一工程で生成された圧縮空気仕事［Ｊ］×タービン効率×ダイナモ効率／一工程の所要時間［Ｓ］）−（一工程の総消費電力［Ｗ］）＝常時発生電力［Ｗ］
となる。
（一工程で生成された圧縮空気仕事［Ｊ］×タービン効率×ダイナモ効率／一工程の所要時間［Ｓ］）−（一工程の総消費電力［Ｗ］）＝常時発生電力［Ｗ］
となる。
ＲＦには被制御室１を設置し、陸地の遠隔自動制御指令所とメタリック及び光ケーブルを電力用ケーブルと束ねた一条の海底ケーブルを両端で結線し、被制御室１と遠隔自動制御指令所との間で発電装置の初起動前の貯水状況、起動、運転及び停止状況、機器の作動状況、計装類の数値及び画像等を送受信することで、発電装置を無人にて遠隔制御する。
発電装置のメンテナンスのための交通手段として船舶を使用する際は停泊箇所の確保、ヘリコプターを使用する際はヘリポートの確保が必要である。
本実施形態においては、図１に示すように中圧貯水槽４３上面付近を海面と同じ高さにしているが、仮に高圧貯水槽８上面に等しい位置を海面と同じ高さとして選定すれば、第１揚水ポンプ及び第４揚水ポンプは不要となる反面、第２排水ポンプ３９及び第３排水ポンプ６８の揚程が増大し、ポンプ出力も増大する。従って、前記排水ポンプの使用頻度と全用水の総入れ替え周期との関係も考慮して、海面高さとプラントケース１７７内の貯水槽水位との高さ関係を設定する必要がある。
また、発電装置全体の質量と浮力との関係にも留意して、プラントケース１７７の内部容積に相当する海水の質量よりも重いものとし、海流及び波浪の圧力でプラントケース１７７が移動する事も避けなければならない。
次に、経年劣化により海水を総入れ替えする場合は、第２排水弁４１、第２揚水弁６４、第３排水弁６７、第４揚水弁１４３、各水圧管主弁及び揚水弁１５０を開放後当該弁に付加するポンプを起動すれば海底付近の冷水が流入し、上方より循環して排水され、比較的高水温となっている海水が入れ替えられる。但し、揚水に際しては第２揚水ポンプ６５に備えられている流量計を解除する必要があり、また、排水量を第４揚水ポンプ１４５の揚水量に対して同等か僅かに上回るようにし、各貯水槽から溢れることを防止する必要がある。
また、発電装置全体の質量と浮力との関係にも留意して、プラントケース１７７の内部容積に相当する海水の質量よりも重いものとし、海流及び波浪の圧力でプラントケース１７７が移動する事も避けなければならない。
次に、経年劣化により海水を総入れ替えする場合は、第２排水弁４１、第２揚水弁６４、第３排水弁６７、第４揚水弁１４３、各水圧管主弁及び揚水弁１５０を開放後当該弁に付加するポンプを起動すれば海底付近の冷水が流入し、上方より循環して排水され、比較的高水温となっている海水が入れ替えられる。但し、揚水に際しては第２揚水ポンプ６５に備えられている流量計を解除する必要があり、また、排水量を第４揚水ポンプ１４５の揚水量に対して同等か僅かに上回るようにし、各貯水槽から溢れることを防止する必要がある。
以下、本発明に係る発電装置に用いる浮体の肉厚の算出例を示し、材質選定に際しての参考例とする。
球の外径：１０ｍ、球の密度ρ１：０．９×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、球の材料に鋼鉄を使用する時、球空洞部の体積Ｖ２［ｍ３］を求める。但し、鋼鉄の密度ρ：７．８７×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、Ｖ１：球の体積［ｍ３］、Ｖ２：球空洞部の体積［ｍ３］,球の半径:ｒ１［ｍ］、空洞部の半径:ｒ２［ｍ］とする。
まず、球の体積を次の公式により求める。
球の体積Ｖ１＝（４πｒ３）／３
Ｖ１＝｛４π(５)３｝／３＝５２３．６［ｍ３］
ここで、（ρ）（Ｖ１−Ｖ２）＝（ρ１）Ｖ１の式が成立することから
７．８７×１０３（５２３．６−Ｖ２）＝（０．９×１０３）×５２３．６
∴球空洞部の体積Ｖ２＝４６３．７２２［ｍ３］となる。
次に球の空洞部の半径ｒ２を求める。
Ｖ２＝（４πｒ３）／３の式に代入すると、
４６３．７２２＝｛４π（ｒ２）３｝／３,
（ｒ２）３＝（３×４６３．７２２）／（４π）
∴球空洞部の半径ｒ２＝１１０．７０５５（１／３）＝４．８０１６［ｍ］
以上より、球の半径は５［ｍ］であることから、球の厚さは
球の厚さ＝５−４．８０１６＝０．１９８４［ｍ］となる。
球の外径：１０ｍ、球の密度ρ１：０．９×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、球の材料に鋼鉄を使用する時、球空洞部の体積Ｖ２［ｍ３］を求める。但し、鋼鉄の密度ρ：７．８７×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、Ｖ１：球の体積［ｍ３］、Ｖ２：球空洞部の体積［ｍ３］,球の半径:ｒ１［ｍ］、空洞部の半径:ｒ２［ｍ］とする。
まず、球の体積を次の公式により求める。
球の体積Ｖ１＝（４πｒ３）／３
Ｖ１＝｛４π(５)３｝／３＝５２３．６［ｍ３］
ここで、（ρ）（Ｖ１−Ｖ２）＝（ρ１）Ｖ１の式が成立することから
７．８７×１０３（５２３．６−Ｖ２）＝（０．９×１０３）×５２３．６
∴球空洞部の体積Ｖ２＝４６３．７２２［ｍ３］となる。
次に球の空洞部の半径ｒ２を求める。
Ｖ２＝（４πｒ３）／３の式に代入すると、
４６３．７２２＝｛４π（ｒ２）３｝／３,
（ｒ２）３＝（３×４６３．７２２）／（４π）
∴球空洞部の半径ｒ２＝１１０．７０５５（１／３）＝４．８０１６［ｍ］
以上より、球の半径は５［ｍ］であることから、球の厚さは
球の厚さ＝５−４．８０１６＝０．１９８４［ｍ］となる。
以下、本発明に係る発電装置を海中に設置した場合の概算仕事［Ｊ］の算出例、及びそれに基づいた浮体の必要個数の算出例を示す。但し、具体的な算出条件は、浮体として球を用い、球外径Ｄ（圧縮空気生成管の内径）：１０ｍ、球の密度ρ：０．９×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、液体の密度ρ０：１×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、ピストン系質量が液体の同一体積の質量に等しい場合、圧縮空気生成管の高さＨｘ：２０００［ｍ］、空気圧調整機に貯蔵する高さ：Ｈ２［ｍ］（計算を容易にするために圧縮空気生成管と同一の内径とし、生成した体積と等しい空気圧調整機容量［ｍ３］とみなす高さ）、Ｈ１＝（Ｈｘ＋Ｈ２）、空気温度：２５［℃］とする。この算出条件において、２０気圧の圧縮空気を生成・貯蔵してタービンを回転させ発電するために必要な浮体の個数を求める。
まず、球の体積を求める。公式より
Ｖ＝（４πｒ３）／３＝５２３．６［ｍ３］
球１個の質量は
Ｖ×ρ＝５２３．６×０．９×１０３＝４７１．２４×１０３［Ｋｇ］
球の外径断面積Ｓ＝（πＤ２）／４＝７８．５４［ｍ２］
圧縮空気生成管内体積Ｖｘ＝ＳＨｘ＝１５７０８０［ｍ３］
次に、圧縮後の空気の絶対温度Ｔ２を以下の公式より求める。
（Ｔ１／Ｐ１ （ｋ−１）／ｋ＝Ｔ２／Ｐ２ （ｋ−１）／ｋ）
但し、カッパーｋ＝１．４，圧縮前の空気の絶対温度Ｔ１［Ｋ］＝２５＋２７３＝２９８［Ｋ］とする。
上の式に代入すると
（２９８／０．１０１３（１．４−１）／１．４）＝Ｔ２／２．０２６（１．４−１）／１．４
（２９８／０．１０１３０．２８５７＝Ｔ２／２．０２６０．２８５７
５７３．２＝Ｔ２／１．２２３５
∴Ｔ２＝５７３．２×１．２２３５＝７０１．３［Ｋ］
次に圧縮された空気の体積Ｖ２＋圧縮空気生成管内体積Ｖｘ＝Ｖ１として、未知数である空気圧調整機容量Ｖ２または圧縮された空気の体積Ｖ２を求める。
ここで、以下の公式
Ｔ１Ｖ１ ｋ−１＝Ｔ２Ｖ２ ｋ−１
において、Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖｘであるから
２９８Ｖ１ ｋ−１＝７０１．３Ｖ２ ｋ−１
Ｖ２ ｋ−１／Ｖ１ ｋ−１＝２９８/７０１．３
Ｖ２ ｋ−１／(Ｖ２＋Ｖｘ)ｋ−１＝０．４２５
Ｖ２／（Ｖ２＋ＳＨｘ）＝０．４２５１/（ｋ−１）
Ｖ２／(Ｖ２＋７８．５４×２０００ｍ)=０．１１７７５
Ｖ２＝０．１１７７５（Ｖ２＋１５７０８０）
Ｖ２＝０．１１７７５Ｖ２＋１８４９６
Ｖ２−０．１１７７５Ｖ２＝１８４９６
０．８８２２５Ｖ２＝１８４９６
∴Ｖ２＝２０９６５［ｍ３］
Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖｘより
Ｖ１＝２０９６５＋(７８．５４×２０００)＝１７８０４５［ｍ３］
Ｖ１が算出されれば、Ｖ１＝圧縮空気生成管体積ＶＸ＋空気圧調整機容量Ｖ２より、
Ｈ＝Ｖ１／Ｓ＝１７８０４５／７８．５４＝２２６６．９［ｍ］となる。
次に、以下の公式
断熱圧縮変化の仕事Ｌａ＝｛（Ｐ１Ｖ１）／（Ｋ−１）｝｛1−（Ｔ２／Ｔ１）｝に代入し、
Ｌａ＝｛（０．１０１３×１７８０４５）/（１．４−１）｝｛1−（７０１．３/２９８）｝
Ｌａ＝４５，０８９．９×（−１．３５３）＝−６１００６．６×１０６［Ｐａ・ｍ３］
ここで、
Ｐa×ｍ３＝（Ｎ／ｍ２）×ｍ３＝Ｎｍ＝Ｊ
位置エネルギー［Ｊ］＝ＭＧＨｘ
より
位置エネルギー＝Ｍ×９．８×２０００＝６１００６．６×１０６［Ｊ］
Ｍ＝６１００６.６×１０６／（９．８×２０００）＝３１１２．６×１０３［
Ｋｇ］
球１個の質量は、４７１．２４×１０３［Ｋｇ］であるから、必要な球数は
（３１１２．６×１０３）/（４７１.２４×１０３）＝６．６
従って、７個の球が必要となる。
まず、球の体積を求める。公式より
Ｖ＝（４πｒ３）／３＝５２３．６［ｍ３］
球１個の質量は
Ｖ×ρ＝５２３．６×０．９×１０３＝４７１．２４×１０３［Ｋｇ］
球の外径断面積Ｓ＝（πＤ２）／４＝７８．５４［ｍ２］
圧縮空気生成管内体積Ｖｘ＝ＳＨｘ＝１５７０８０［ｍ３］
次に、圧縮後の空気の絶対温度Ｔ２を以下の公式より求める。
（Ｔ１／Ｐ１ （ｋ−１）／ｋ＝Ｔ２／Ｐ２ （ｋ−１）／ｋ）
但し、カッパーｋ＝１．４，圧縮前の空気の絶対温度Ｔ１［Ｋ］＝２５＋２７３＝２９８［Ｋ］とする。
上の式に代入すると
（２９８／０．１０１３（１．４−１）／１．４）＝Ｔ２／２．０２６（１．４−１）／１．４
（２９８／０．１０１３０．２８５７＝Ｔ２／２．０２６０．２８５７
５７３．２＝Ｔ２／１．２２３５
∴Ｔ２＝５７３．２×１．２２３５＝７０１．３［Ｋ］
次に圧縮された空気の体積Ｖ２＋圧縮空気生成管内体積Ｖｘ＝Ｖ１として、未知数である空気圧調整機容量Ｖ２または圧縮された空気の体積Ｖ２を求める。
ここで、以下の公式
Ｔ１Ｖ１ ｋ−１＝Ｔ２Ｖ２ ｋ−１
において、Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖｘであるから
２９８Ｖ１ ｋ−１＝７０１．３Ｖ２ ｋ−１
Ｖ２ ｋ−１／Ｖ１ ｋ−１＝２９８/７０１．３
Ｖ２ ｋ−１／(Ｖ２＋Ｖｘ)ｋ−１＝０．４２５
Ｖ２／（Ｖ２＋ＳＨｘ）＝０．４２５１/（ｋ−１）
Ｖ２／(Ｖ２＋７８．５４×２０００ｍ)=０．１１７７５
Ｖ２＝０．１１７７５（Ｖ２＋１５７０８０）
Ｖ２＝０．１１７７５Ｖ２＋１８４９６
Ｖ２−０．１１７７５Ｖ２＝１８４９６
０．８８２２５Ｖ２＝１８４９６
∴Ｖ２＝２０９６５［ｍ３］
Ｖ１＝Ｖ２＋Ｖｘより
Ｖ１＝２０９６５＋(７８．５４×２０００)＝１７８０４５［ｍ３］
Ｖ１が算出されれば、Ｖ１＝圧縮空気生成管体積ＶＸ＋空気圧調整機容量Ｖ２より、
Ｈ＝Ｖ１／Ｓ＝１７８０４５／７８．５４＝２２６６．９［ｍ］となる。
次に、以下の公式
断熱圧縮変化の仕事Ｌａ＝｛（Ｐ１Ｖ１）／（Ｋ−１）｝｛1−（Ｔ２／Ｔ１）｝に代入し、
Ｌａ＝｛（０．１０１３×１７８０４５）/（１．４−１）｝｛1−（７０１．３/２９８）｝
Ｌａ＝４５，０８９．９×（−１．３５３）＝−６１００６．６×１０６［Ｐａ・ｍ３］
ここで、
Ｐa×ｍ３＝（Ｎ／ｍ２）×ｍ３＝Ｎｍ＝Ｊ
位置エネルギー［Ｊ］＝ＭＧＨｘ
より
位置エネルギー＝Ｍ×９．８×２０００＝６１００６．６×１０６［Ｊ］
Ｍ＝６１００６.６×１０６／（９．８×２０００）＝３１１２．６×１０３［
Ｋｇ］
球１個の質量は、４７１．２４×１０３［Ｋｇ］であるから、必要な球数は
（３１１２．６×１０３）/（４７１.２４×１０３）＝６．６
従って、７個の球が必要となる。
工程中、最も長時間を費やすのは中水圧管内を浮上する時間であり、仮に、浮体の密度ρ：０．９×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、液体の密度ρ０：１×１０３［Ｋｇ／ｍ３］、重力Ｇ：９．８［ｍ／Ｓ２］、中水圧管の高さＨ：２０００［ｍ］とすれば、浮上時間ｔは、以下の公式より求まる。
ｔ＝｛２ρＨ／（ρ０−ρ）Ｇ｝１／２
代入すると、約６０．６秒となる。
ｔ＝｛２ρＨ／（ρ０−ρ）Ｇ｝１／２
代入すると、約６０．６秒となる。
以下、ピストンを下降した後、低圧貯水槽６１へ貯水された水量を高圧貯水槽８へ強制的に揚水し復元するための所要電力量（ＫＷＨ）、及びポンプの所要動力［ＫＷ］の算出例を示す。
中圧水槽４３に対する高圧水槽８及び低圧水槽６１の水面差をそれぞれ５ｍとし、ほぼ一定とすれば、低圧水槽６１の水面と高圧水槽８の水面の高低差は１０［ｍ］となる。
一工程の所要時間を凡そ３００秒とし、通気弁１０７を開放した後中水圧管主弁１００、低水圧管主弁１４８、第４排水兼通気弁１１０を開放後ピストンが下降しピストン下限検出器１５７作動までの所要時間を凡そ１０秒とすれば、２９０秒以内に揚水を終了して次の工程に備える必要がある。揚水を２９０秒以内に終了するための所要動力は、以下の式より求まる。
所要動力［ＫＷ］＝（ＨＱＧ/η）×揚水時間
但し、揚程（低圧水槽水面対高圧水槽水面差）Ｈ：１０ｍ＋α(２ｍ)＝１２［ｍ］、シリンダー内径Ｄ＝１０．０１［ｍ］、シリンダー長Ｌ：浮体外径［ｍ］×使用個数＝１０×７＝７０［ｍ］、１個のシリンダー容量Ｑ［ｍ３］：ＳＬ＝｛（πＤ２）／４｝×Ｌ＝５５０８．７９［ｍ３］
所要動力［ＫＷ］＝｛(１２×５５０８．７９×９．８)｝/０．７５×２９０＝２９７８．５［ＫＷ］
次にポンプを稼動した時間である２９０秒間に消費される電力量は、以下の式より求まる。
電力量［ＫＷＨ］＝所要動力［ＫＷ］×使用時間［Ｈ］
電力量［ＫＷＨ］＝（２９７８．５）（２９０）／３６００＝２３９．９［ＫＷＨ］
以上が、復元に消費される電力量となる。なお、地球の重力Ｇ：９．８［ｍ/Ｓ２］、総合効率η：７５［％］とした。
本実施形態でいう一工程とは、通気管９３に設けられている通気弁１０７の開放に始まり、中水圧管主弁１００及び低水圧管主弁１４８を開放して、中圧貯水槽４３と低圧貯水槽６１の水位差に基づく圧力差を下部ピストンに対して上面から下方に向かって作用させることでピストンを下降させ、冷却管１３２からシリンダー内へ浮体１７０を装填し、浮体１７０が中水圧管７３内を浮上して水面上に飛び出して洗浄管２８内に進入し、付着した海水を淡水によって洗浄した後、浮体集合管３６内で一時停止し、圧縮空気生成管８３内の下端に設けられている圧縮弁１３３を閉じ、接触した状態で浮体１７０を一斉に落下させて下方の空気を圧縮し、生成された圧縮空気を空気圧調整機８２内へ貯蔵し、浮体１７０を冷却管１３２内へ移動し、冷海水で浮体１７０を一定の時間冷却するという一連の工程において、その冷却が終了した段階までをいう。
ここで、一工程の所要時間を仮に３００秒とすれば、低圧貯水槽１４８から高圧貯水槽７１への揚水に費やす電力、所内動力及び計装類で消費される損失を考慮して概算の総合効率を６０％とすれば、連続し発電し得る平均電力は
６１００６．６×１０６［Ｊ］×０．６／３００［Ｓｅｃ］＝１２２０１３［ＫＷ］
となる。
中圧水槽４３に対する高圧水槽８及び低圧水槽６１の水面差をそれぞれ５ｍとし、ほぼ一定とすれば、低圧水槽６１の水面と高圧水槽８の水面の高低差は１０［ｍ］となる。
一工程の所要時間を凡そ３００秒とし、通気弁１０７を開放した後中水圧管主弁１００、低水圧管主弁１４８、第４排水兼通気弁１１０を開放後ピストンが下降しピストン下限検出器１５７作動までの所要時間を凡そ１０秒とすれば、２９０秒以内に揚水を終了して次の工程に備える必要がある。揚水を２９０秒以内に終了するための所要動力は、以下の式より求まる。
所要動力［ＫＷ］＝（ＨＱＧ/η）×揚水時間
但し、揚程（低圧水槽水面対高圧水槽水面差）Ｈ：１０ｍ＋α(２ｍ)＝１２［ｍ］、シリンダー内径Ｄ＝１０．０１［ｍ］、シリンダー長Ｌ：浮体外径［ｍ］×使用個数＝１０×７＝７０［ｍ］、１個のシリンダー容量Ｑ［ｍ３］：ＳＬ＝｛（πＤ２）／４｝×Ｌ＝５５０８．７９［ｍ３］
所要動力［ＫＷ］＝｛(１２×５５０８．７９×９．８)｝/０．７５×２９０＝２９７８．５［ＫＷ］
次にポンプを稼動した時間である２９０秒間に消費される電力量は、以下の式より求まる。
電力量［ＫＷＨ］＝所要動力［ＫＷ］×使用時間［Ｈ］
電力量［ＫＷＨ］＝（２９７８．５）（２９０）／３６００＝２３９．９［ＫＷＨ］
以上が、復元に消費される電力量となる。なお、地球の重力Ｇ：９．８［ｍ/Ｓ２］、総合効率η：７５［％］とした。
本実施形態でいう一工程とは、通気管９３に設けられている通気弁１０７の開放に始まり、中水圧管主弁１００及び低水圧管主弁１４８を開放して、中圧貯水槽４３と低圧貯水槽６１の水位差に基づく圧力差を下部ピストンに対して上面から下方に向かって作用させることでピストンを下降させ、冷却管１３２からシリンダー内へ浮体１７０を装填し、浮体１７０が中水圧管７３内を浮上して水面上に飛び出して洗浄管２８内に進入し、付着した海水を淡水によって洗浄した後、浮体集合管３６内で一時停止し、圧縮空気生成管８３内の下端に設けられている圧縮弁１３３を閉じ、接触した状態で浮体１７０を一斉に落下させて下方の空気を圧縮し、生成された圧縮空気を空気圧調整機８２内へ貯蔵し、浮体１７０を冷却管１３２内へ移動し、冷海水で浮体１７０を一定の時間冷却するという一連の工程において、その冷却が終了した段階までをいう。
ここで、一工程の所要時間を仮に３００秒とすれば、低圧貯水槽１４８から高圧貯水槽７１への揚水に費やす電力、所内動力及び計装類で消費される損失を考慮して概算の総合効率を６０％とすれば、連続し発電し得る平均電力は
６１００６．６×１０６［Ｊ］×０．６／３００［Ｓｅｃ］＝１２２０１３［ＫＷ］
となる。
地球上の表面積の７割は海洋に覆われており、正に自然エネルギーの宝庫である。本発明に係る発電装置は、１０基分をプラントケースに収容し、潮流の穏やかな海域を選択して水深２０００メートル以上の海底に設置すれば１００万キロワットという原子力発電並みの電力を発生し得るものであり、まさに未来に亘る究極のエネルギー源として活用出来る。
海底に設置する方法に関しては、基本的には海底に設置後、プラントケースが移動したり傾いたりすることのない工法を採用することが必要である。ただ、例えば海中に設けられている開閉弁に故障等が生じた場合の修復作業に関しては、既に開発が進められている深海用ロボット等を利用する等、既に現時点において技術的に可能となっている。
なお、本発明に係る発電装置を陸上に設置する際には２０００メートル以上の深さに亘って広範囲を掘削しなければならず、また海中に比べて高度が高い陸上では空気の密度も相対的に低くなるから、圧縮空気を生成する効率という点においては、陸上よりも海洋の方が発電環境としてはむしろ適している。
海底に設置する方法に関しては、基本的には海底に設置後、プラントケースが移動したり傾いたりすることのない工法を採用することが必要である。ただ、例えば海中に設けられている開閉弁に故障等が生じた場合の修復作業に関しては、既に開発が進められている深海用ロボット等を利用する等、既に現時点において技術的に可能となっている。
なお、本発明に係る発電装置を陸上に設置する際には２０００メートル以上の深さに亘って広範囲を掘削しなければならず、また海中に比べて高度が高い陸上では空気の密度も相対的に低くなるから、圧縮空気を生成する効率という点においては、陸上よりも海洋の方が発電環境としてはむしろ適している。
１ 被制御室
２ フェンス
３ 固定柱
４ キャップ
５ 防塵ネット
６ 吸気管
７ 通気管
８ 高圧貯水槽
９ 通気弁
１０ 水位検出器
１１ 電源装置
１２ 淡水化装置
１３ 淡水貯水槽
１４ 固定環
１５ 浮体スライド線
１６ 淡水送水管
１７ No,１プランジャー
１８ No,２プランジャー
１９ No,３プランジャー
２０ No,４プランジャー
２１ No,５プランジャー
２２ No,６プランジャー
２３ No,７プランジャー
２４ 浮体検出器
２５ フランジ
２６ 浮体洗浄弁
２７ 淡水噴射器
２８ 浮体洗浄管
２９ 透明管
３０ 第１排水管
３１ 浮体検出器
３２ 防塵ネット
３３ キャップ
３４ 吸気管
３５ 浮体出口管
３６ 浮体集合管
３７ タービン排気管
３８ 外側第２排水弁
３９ 第２排水ポンプ
４０ 第２排水管
４１ 内側第２排水弁
４２ 水位検出器
４３ 中圧貯水槽
４４ No,１プランジャー
４５ No,２プランジャー
４６ No,３プランジャー
４７ No,４プランジャー
４８ No,５プランジャー
４９ No,６プランジャー
５０ No,７プランジャー
５１ 浮体検出器
５２ 電源装置
５３ 第１揚水ポンプ
５４ 内側第1揚水弁
５５ ストレーナ
５６ 第１揚水管
５７ 外側第1揚水弁
５８ 浮体検出器
５９ 通気管
６０ 通気弁
６１ 低圧貯水槽
６２ 水位検出器
６３ 第２揚水管
６４ 第２揚水弁
６５ 第２揚水ポンプ
６６ 電源装置
６７ 内側第３排水弁
６８ 第３排水ポンプ
６９ 第３排水管
７０ 外側第３排水弁
７１ 高水圧管
７２ 低水圧管
７３ 中水圧管
７４ スライド線支柱
７５ 電源装置
７６ 通気弁
７７ 通気管
７８ 空気圧調整機入力弁
７９ タービン入口管
８０ タービン入口弁
８１ タービン
８２ 空気圧調整機
８３ 圧縮空気生成管
８４ ダイナモ
８５ No,１プランジャー
８６ No,２プランジャー
８７ No,３プランジャー
８８ No,４プランジャー
８９ No,５プランジャー
９０ No,６プランジャー
９１ No,７プランジャー
９２ 浮体検出器
９３ 通気管
９４ 浮上弁
９５ 上部バイパス管
９６ 弁ロックプランジャー
９７ 給水管
９８ 弁ロックロッド
９９ 給水弁
１００ 中水圧管主弁
１０１ ジャンクションボックスケース
１０２ 浮体検出器
１０３ ジャンクションボックス
１０４ 上部シリンダー
１０５ 水位検出器
１０６ 浮体出口弁
１０７ 通気弁
１０８ 巻上機
１０９ 水位検出器
１１０ 第４排水兼通気弁
１１１ No,１プランジャー
１１２ No,２プランジャー
１１３ No,３プランジャー
１１４ No,４プランジャー
１１５ No,５プランジャー
１１６ No,６プランジャー
１１７ No,７プランジャー
１１８ 浮体検出器
１１９ 冷却水弁
１２０ 浮体検出器
１２１ No,１プランジャー
１２２ No,２プランジャー
１２３ No,３プランジャー
１２４ No,４プランジャー
１２５ No,５プランジャー
１２６ No,６プランジャー
１２７ 浮体検出器
１２８ 圧縮空気取出口
１２９ 圧縮空気送出管
１３０ スライド線入口
１３１ ジャッキ
１３２ 浮体冷却管
１３３ 圧縮弁
１３４ 荷重検出器
１３５ ジャッキ収容函
１３６ スライド線固定台
１３７ 第４排水兼通気管
１３８ 内側第３揚水弁
１３９ ストレーナ
１４０ 第３揚水管（冷却水揚水管）
１４１ 高水圧管主弁
１４２ 外側第４揚水弁
１４３ 内側第４揚水弁
１４４ ストレーナ
１４５ 第４揚水ポンプ
１４６ 外側ストレーナ
１４７ 第４揚水管
１４８ 低水圧管主弁
１４９ 下部バイパス管
１５０ 揚水弁
１５１ 四路管
１５２ 共通バイパス管
１５３ ピストン上限検出器
１５４ 下部ピストン上限板
１５５ 上部ピストン
１５６ 上部ピストン下限板
１５７ ピストン下限検出器
１５８ 下部シリンダー
１５９ 下部ピストン
１６０ 下部ピストン下限板
１６１ 浮上弁開閉検出器
１６２ 電源装置
１６３ 交流入力
１６４ 交流出力
１６５ 直流出力
１６６ 外側第３揚水弁
１６７ 冷却水噴射器
１６８ 浮体スライド線
１６９ 電源装置
１７０ 浮体
１７１ 気温検出器
１７２ ピストン用ロッド
１７３ 浮体検出器
１７４ 淡水化装置動力電源
１７５ 水位検出器
１７６ 淡水噴射口
１７７ プラントケース
２ フェンス
３ 固定柱
４ キャップ
５ 防塵ネット
６ 吸気管
７ 通気管
８ 高圧貯水槽
９ 通気弁
１０ 水位検出器
１１ 電源装置
１２ 淡水化装置
１３ 淡水貯水槽
１４ 固定環
１５ 浮体スライド線
１６ 淡水送水管
１７ No,１プランジャー
１８ No,２プランジャー
１９ No,３プランジャー
２０ No,４プランジャー
２１ No,５プランジャー
２２ No,６プランジャー
２３ No,７プランジャー
２４ 浮体検出器
２５ フランジ
２６ 浮体洗浄弁
２７ 淡水噴射器
２８ 浮体洗浄管
２９ 透明管
３０ 第１排水管
３１ 浮体検出器
３２ 防塵ネット
３３ キャップ
３４ 吸気管
３５ 浮体出口管
３６ 浮体集合管
３７ タービン排気管
３８ 外側第２排水弁
３９ 第２排水ポンプ
４０ 第２排水管
４１ 内側第２排水弁
４２ 水位検出器
４３ 中圧貯水槽
４４ No,１プランジャー
４５ No,２プランジャー
４６ No,３プランジャー
４７ No,４プランジャー
４８ No,５プランジャー
４９ No,６プランジャー
５０ No,７プランジャー
５１ 浮体検出器
５２ 電源装置
５３ 第１揚水ポンプ
５４ 内側第1揚水弁
５５ ストレーナ
５６ 第１揚水管
５７ 外側第1揚水弁
５８ 浮体検出器
５９ 通気管
６０ 通気弁
６１ 低圧貯水槽
６２ 水位検出器
６３ 第２揚水管
６４ 第２揚水弁
６５ 第２揚水ポンプ
６６ 電源装置
６７ 内側第３排水弁
６８ 第３排水ポンプ
６９ 第３排水管
７０ 外側第３排水弁
７１ 高水圧管
７２ 低水圧管
７３ 中水圧管
７４ スライド線支柱
７５ 電源装置
７６ 通気弁
７７ 通気管
７８ 空気圧調整機入力弁
７９ タービン入口管
８０ タービン入口弁
８１ タービン
８２ 空気圧調整機
８３ 圧縮空気生成管
８４ ダイナモ
８５ No,１プランジャー
８６ No,２プランジャー
８７ No,３プランジャー
８８ No,４プランジャー
８９ No,５プランジャー
９０ No,６プランジャー
９１ No,７プランジャー
９２ 浮体検出器
９３ 通気管
９４ 浮上弁
９５ 上部バイパス管
９６ 弁ロックプランジャー
９７ 給水管
９８ 弁ロックロッド
９９ 給水弁
１００ 中水圧管主弁
１０１ ジャンクションボックスケース
１０２ 浮体検出器
１０３ ジャンクションボックス
１０４ 上部シリンダー
１０５ 水位検出器
１０６ 浮体出口弁
１０７ 通気弁
１０８ 巻上機
１０９ 水位検出器
１１０ 第４排水兼通気弁
１１１ No,１プランジャー
１１２ No,２プランジャー
１１３ No,３プランジャー
１１４ No,４プランジャー
１１５ No,５プランジャー
１１６ No,６プランジャー
１１７ No,７プランジャー
１１８ 浮体検出器
１１９ 冷却水弁
１２０ 浮体検出器
１２１ No,１プランジャー
１２２ No,２プランジャー
１２３ No,３プランジャー
１２４ No,４プランジャー
１２５ No,５プランジャー
１２６ No,６プランジャー
１２７ 浮体検出器
１２８ 圧縮空気取出口
１２９ 圧縮空気送出管
１３０ スライド線入口
１３１ ジャッキ
１３２ 浮体冷却管
１３３ 圧縮弁
１３４ 荷重検出器
１３５ ジャッキ収容函
１３６ スライド線固定台
１３７ 第４排水兼通気管
１３８ 内側第３揚水弁
１３９ ストレーナ
１４０ 第３揚水管（冷却水揚水管）
１４１ 高水圧管主弁
１４２ 外側第４揚水弁
１４３ 内側第４揚水弁
１４４ ストレーナ
１４５ 第４揚水ポンプ
１４６ 外側ストレーナ
１４７ 第４揚水管
１４８ 低水圧管主弁
１４９ 下部バイパス管
１５０ 揚水弁
１５１ 四路管
１５２ 共通バイパス管
１５３ ピストン上限検出器
１５４ 下部ピストン上限板
１５５ 上部ピストン
１５６ 上部ピストン下限板
１５７ ピストン下限検出器
１５８ 下部シリンダー
１５９ 下部ピストン
１６０ 下部ピストン下限板
１６１ 浮上弁開閉検出器
１６２ 電源装置
１６３ 交流入力
１６４ 交流出力
１６５ 直流出力
１６６ 外側第３揚水弁
１６７ 冷却水噴射器
１６８ 浮体スライド線
１６９ 電源装置
１７０ 浮体
１７１ 気温検出器
１７２ ピストン用ロッド
１７３ 浮体検出器
１７４ 淡水化装置動力電源
１７５ 水位検出器
１７６ 淡水噴射口
１７７ プラントケース
Claims (1)
- 高圧貯水槽を上端に備え、下部に高水圧管主弁を備える高水圧管と、
前記高圧貯水槽より低く位置する中圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管の少なくとも２倍である中水圧管と、
前記中圧貯水槽より低く位置する低圧貯水槽を上端に備え、断面積が前記高水圧管と同一であり、下部に低水圧管主弁を備え、下端が前記高水圧管と連通する低水圧管と、
前記中水圧管の途中より分岐して下部方向に延伸し、中水圧管主弁を備える上部バイパス管と、
上端が前記上部バイパス管と連通し、下部方向に延伸し、揚水弁を備え、下端が前記高水圧管及び前記低水圧管と連通する下部バイパス管と、
球状の複数個の浮体と、
上端が前記中水圧管の下端と連通し、内径が前記浮体の外径よりも僅かに大きく、垂直方向の寸法が前記浮体の外径よりも僅かに大きいジャンクションボックスと、
上端が前記ジャンクションボックスの下端と連通し、内径が前記ジャンクションボックスの内径と同一であり、外側側面に水位検出器を備える上部シリンダーと、
上端が前記上部シリンダーの下端と連通し、断面積が前記高水圧管と同一であり、下端が前記高水圧管、前記低水圧管及び前記下部バイパス管と連通する下部シリンダーと、
前記上部バイパス管と前記下部バイパスとの連通部より分岐し、前記上部シリンダーと前記下部シリンダーとの連通部に連通する共通バイパス管と、
前記上部シリンダー内、及び前記ジャンクションボックス内をしゅう動可能な上部ピストンと、
前記下部シリンダー内をしゅう動可能な下部ピストンと、
前記下部シリンダーの上端内周に固定される、環状の下部ピストン上限板と、
前記下部シリンダーの下端内周に固定される、環状の下部ピストン下限板と、
前記下部ピストンの底面と前記下部ピストン下限板との接触を検出するピストン下限検出器と、
前記上部ピストンと前記下部ピストンとを連結するピストン用ロッドと、
前記ピストン用ロッドが貫通する孔を中心に備え、前記上部シリンダーの下端に固定される板状の上部ピストン下限板と、
下端が前記中圧貯水槽の上端と連通する透明管と、
一端が前記透明管の上端と連通する浮体洗浄管と、
前記浮体洗浄管内に、該浮体洗浄管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体洗浄管用プランジャーと、
浮体が前記浮体洗浄管用プランジャー群を通過したことを検出する浮体洗浄管用浮体検出器と、
上端が吸気管と連通すると共に前記透明管と前記浮体洗浄管との連通部より低い位置において前記浮体洗浄管のもう一端と連通し、下方に開口する開口端を備える浮体出口管と、
上端が前記浮体出口管の開口端と連通する浮体集合管と、
浮体が前記浮体集合管の上端を通過したことを検出する浮体集合管用浮体検出器と、
前記浮体集合管用浮体検出器の下部に、前記浮体集合管の側面から該管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体集合管用プランジャーと、
前記中水圧管に併設され、上端が前記浮体集合管の下端と連通し、圧縮弁を下端に備え、内径が前記浮体と同一である圧縮空気生成管と、
前記圧縮空気生成管の下端に設けられる圧縮空気用浮体検出器と、
前記圧縮空気生成管内の空気温度を検出する気温検出器と、
前記圧縮弁の下部に設けられ、該圧縮弁を上下方向に昇降させるジャッキと、
前記ジャッキによって上昇した前記圧縮弁と前記圧縮空気生成管との接触を検出する荷重検出器と、
浮体出口弁を介して一端が前記ジャンクションボックスに連通し、もう一端が該連通部より高い位置、かつ、前記圧縮弁に隣接する位置に開口する浮体冷却管と、
前記浮体冷却管内に、該浮体冷却管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる浮体停止用プランジャー群と、
前記ジャンクションボックスと前記上部シリンダーとの連通部に設けられる上部シリンダー用浮体検出器と、
前記圧縮弁近傍上部において前記圧縮空気生成管から分岐し、空気圧調整機入力弁を備える圧縮空気送出管と、
前記圧縮空気送出管から送出される圧縮空気を貯蔵すると共に、内部容量を変化させることで貯蔵空気圧を調節可能な空気圧調整機と、
前記中水圧管の下部に、該中水圧管の側面から管内に対となって突出可能に前記浮体の個数分設けられる中水圧管用プランジャーと、
前記中水圧管、前記中圧貯水槽、前記透明管、前記浮体洗浄管及び浮体冷却管の内部に、各管の断面中心を基点として前記浮体の半径より僅かに大きい距離に１２０度の等間隔で延設され、前記浮体の移動を誘導するスライド線と、
前記ジャンクションボックスと前記中水圧管との連通部に、一端部を支点に開閉可能に設けられる浮上弁と、
前記浮上弁に固定された糸状部材を巻き上げ又は巻き戻す巻上機と、
前記巻上機の作動により前記浮上弁が開弁又は閉弁したことを検出する浮上弁開閉検出器と、
開弁した前記浮上弁に接触することで該浮上弁を停止させる弁ロックロッドと、
前記中水圧管の側面から前記浮上弁の上面に突出し、前記浮上弁を閉じた状態で維持する弁ロックプランジャーと、
前記ジャンクションボックスの上部より分岐し、通気弁を介して該ジャンクションボックス内に空気を導入する通気管と、
給水弁を介して、前記中水圧管の下部と前記ジャンクションボックスの上部とを連通させ、下部に水位検出器を備える給水管と、
排水兼通気弁を介して、前記浮体冷却管と、前記上部ピストンが前記上部ピストン下限板に接触した状態における該上部ピストンの上面位置にて前記上部シリンダーとを連通させる排水兼通気管と、
低圧貯水槽用揚水ポンプを介して、前記浮体より密度の大きい液体を前記低圧貯水槽から前記高水圧管に移動させる低圧貯水槽用揚水ポンプと、
前記浮体冷却管に連通し、冷却水噴射用外側揚水弁及び冷却水噴射用内側揚水弁を介して、外部から導入した冷却水を冷却水弁より前記浮体に対して噴射する冷却水用揚水管と、
タービン入口弁を備えるタービン入口管によって前記空気圧調整機から導かれる圧縮空気によって回転するタービンと、
前記タービンの回転によって発電するダイナモと
を備えることを特徴とする発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010101670A JP4856773B2 (ja) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | 水位差に基づく圧力差を用いた発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010101670A JP4856773B2 (ja) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | 水位差に基づく圧力差を用いた発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4856773B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3196782U (ja) * | 2015-01-22 | 2015-04-02 | 政幸 小島 | 高出力発電装置 |
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2010
- 2010-04-27 JP JP2010101670A patent/JP4856773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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