JP5513672B1 - 地下水力発電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】東日本大震災により原子力発電の是非を初めとして、エネルギー問題がクローズアップされている昨今、クリーンで安全で低コストな発電を実施する為に発電所を地下に建設し、上部から水を放流し、タービンを回転させ発電をする、地下水力発電装置を提供する。
【解決手段】貯水槽(1)と発電設備槽(2)からなる巨大円筒槽を地下深く建設し、発電設備槽(2)にタービン(8)、発電機(9)、高圧ポンプ(10)を設置、上部から貯水槽(1)内の水を放流落下させ、その水圧でタービン(8)を回転させ発電機(9)を回し発電、高圧ポンプ(10)で水を貯水槽(1)へ放出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、環境負荷の少ないクリーンで安全で低コストな発電を実施する為に、貯水槽と発電設備槽からなる巨大円筒槽を地下深く建設し、貯水槽に貯えられた水を落下させてタービンを回転させ発電をする、地下水力発電装置に関するものである。
従来、水力発電は、山間地にダムを建設し、川の水をせき止めて、その落差を利用してタービンを回転させ発電をしている。
発明が解決しょうとする課題
これは、次のような欠点があった。
○川の水をせき止めてダムを建設するので、水量が自然任せである。
○大規模なダム建設工事を要する為環境負荷が極めて大きい。
○完成迄に数十年の年月を要する。
○長い年月と供に、ダムの底に土砂が蓄積し、ダムの容積がしだいに小さくなっていく。
○建設場所が山間地なので、発電場所から消費地迄の距離が長く、その為送電ロスが大きい。
したがい、環境負荷が少なく、クリーンで安全で低コストで、安定した発電方法が求められる。
本発明は、これらの課題を解決する為に、なされたものである。
課題を解決する為の手段
仕切り壁(19)によって、内部が貯水槽(1)と発電設備槽(2)の二槽に仕切られた巨大円筒槽を地下深く建設し、貯水槽(1)には、先端に注水バルブ(18)を取り付けた注水管(17)を外壁上部に貫通接続し、水を注入貯水する。
発電設備槽(2)には、取水バルブ(11)を取り付けた取水管(5)を仕切り壁(19)上部に貫通接続し、貯水槽(1)内の水を取り込み、放流管(6)内を落下させ、その水圧で放流管(6)に接続されているタービン(8)を回転させ、連結している発電機(9)により発電を行ない、高圧ポンプ(10)で水を貯水槽(1)へ放出する。
本発明は、以上の構成からなる地下水力発電装置である。
発明の効果
○水を循環利用する為、安定した水量、水圧が得られ、電力を安定供給出来る。
○発電コストが極めて低い。
○COを排出せず、クリーンで安全で環境負荷が少ない。
○水力発電でありながら気象状況に左右される事がない。
○発電の為の設備は全て地下に建設するので、地上に広大な土地を必要としない。
○市街地にも建設出来るので、電力消費地と近くなる為、送電ロスが少ない。
○地上における騒音問題が発生しない。
○大容量発電が出来る。
○原子力発電、火力発電が不要になる。
発明を実施する為の最良の形態
○円筒槽外径を100m、長さ(深さ)を2000m、放流管直径を6mに設定する。(想定数値)
○大型エレベーター(15)を設置する。
○貯水槽(1)には、注水管(17)により、想定の水位(4)迄水を注入し、達した時点で注水バルブ(18)を閉める。
○一度注入された水は、循環させて使用されるが、自然蒸発などで水量が減った場合は、そのつど注水補充する。
○貯水槽(1)に注水する水は、最寄りの川から取り込む。
○規定の水位(4)より400m下の発電設備槽(2)内仕切り壁(19)に、取水管(5)を貫通接続し、取水バルブ(11)を取り付け、放流管(6)を垂直に接続し、300m下部に第1タービン(8)を設置、そこから同様に第2、第3、第4、第5タービン(8)を設置し、底床面に設置してある高圧ポンプ(10)の取水口に、放流管(6)を接続する。
○高圧ポンプ(10)放水口には、放水管(7)を接続、仕切り壁(19)を貫通して貯水槽(1)へ配管し、出口には逆流防止弁(13)を取り付ける。
○高圧ポンプ(10)の放水圧力は、貯水槽(1)底の水圧よりも高圧である。
○1本の放流管(6)に接続されている5基のタービン(8)には、それぞれに発電機(9)を連結する。
○これら一連の発電設備を発電設備槽(2)内仕切り壁(19)に沿って、等間隔に4連設置する。
○したがい本発明装置の発電機(9)の総数は、20基である。
○本発明装置による総発電量は、20基の発電機(9)の合計になる。
○本発明装置による外部への供給可能電力は、総発電量から、高圧ポンプ(10)などの発電の為に必要な電力を差し引いた電力になる。
○発電設備槽(2)内に大型バッテリー(14)を複数設置し、高圧ポンプ(10)などの発電の為の電力源として利用するが、これらは、いずれも発電機(9)がフル回転した時点で自動的に発電された電力の一部で賄われ、バッテリー(14)も充電される。
○したがい、高圧ポンプ(10)の電力源として、バッテリー(14)が利用されるのは、始動時だけである。
○放流管(6)最下部を二股に分岐し、高圧ポンプ(10)へ接続、2基の高圧ポンプ(10)で水を貯水槽(1)へ放出する。
○したがい高圧ポンプ総数は8基となる。
使用方法
○稼働する時は、取水バルブ(11)を開け、高圧ポンプ(10)のスイッチを入れる。
○停止する時は、取水バルブ(11)を閉め、高圧ポンプ(10)のスイッチを切る。
以上が本発明の実施要領である。
正面断面図 発電設備槽左側面断面図 上部平面断面図 実施要領斜視図
1 貯水槽 11 取水バルブ
2 発電設備槽 12 フィルター
3 水の流れ 13 逆流防止弁
4 水位 14 バッテリー
5 取水管 15 大型エレベーター
6 放流管 16 エレベーター塔屋
7 放水管 17 注水管
8 タービン 18 注水バルブ
9 発電機 19 仕切り壁
10 高圧ポンプ

Claims (1)

  1. 仕切り壁(19)によって、内部が貯水槽(1)と発電設備槽(2)の二槽に仕切られた円筒槽を地下深く建設し、貯水槽(1)外壁最上部に、先端に注水バルブ(18)を取り付けた注水管(17)を外壁貫通接続し、発電設備槽(2)内仕切り壁(19)上部に、取水バルブ(11)を取り付けた取水管(5)を貫通接続する。
    取水管(5)から垂直に、発電設備槽(2)底床面に設置した高圧ポンプ(10)の取水口に放流管(6)を接続し、高圧ポンプ(10)の放水口に放水管(7)を接続、仕切り壁(19)を貫通して貯水槽(1)へ配管し、放水出口には、逆流防止弁(13)を取り付ける。
    取水管(5)から高圧ポンプ(10)迄の間の放流管(6)に、等間隔に5基のタービン(8)を接続し、それぞれのタービン(8)に発電機(9)を連結する。
    これら一連の発電設備を発電設備槽(2)内仕切り壁(19)に沿って、等間隔に4連設置した、
    地下水力発電装置。
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