JP6322081B2 - 揚水機能を有する水力発電装置および揚水機能を有する水力発電システム - Google Patents
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Description
図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。第1実施形態による揚水機能を有する水力発電システム100は、流れを有する河川や小川或いは灌漑用の農水路などに揚水機能を有する水力発電装置1を配置して、発電および揚水を行うように構成されている。図1に示すように、揚水機能を有する水力発電システム100は、揚水機能を有する水力発電装置1と、蓄電部2と、制御部3と、操作部4と、貯水槽5と、配管6とを備えている。
次に、図6および図7を参照して、本発明の第1実施形態の第1変形例について説明する。この第1変形例では、羽根車161が回転電機16に対して、揚水開口14側の弁開閉用開口部152側に配置されている構成の例について説明する。
次に、図8を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、切替え手段15の弁体153が板状に形成されている前記第1実施形態とは異なり、切替え手段210の弁体213が球状に形成されている例について説明する。
次に、図9を参照して、本発明の第2実施形態の第2変形例について説明する。この第2変形例では、羽根車161が回転電機16に対して、揚水開口14側の弁開閉用開口部212側に配置されている構成の例について説明する。
次に、図10〜図14を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、切替え手段15の弁体153が板状に形成されている前記第1実施形態と、切替え手段210の弁体213が球状に形成されている前記第2実施形態とは異なり、切替え手段310の弁体314が三方ボール弁により構成されている例について説明する。
次に、図14および図15を参照して、本発明の第3実施形態の第3変形例について説明する。この第3変形例では、羽根車161が回転電機16に対して、揚水開口14側の弁開閉用開口部313側に配置されている構成の例について説明する。
次に、図16を参照して、本発明の第3実施形態の第4変形例について説明する。この第4変形例では、回転電機16が第1開口12側および第2開口13側の両方に設けられている構成の例について説明する。
次に、図17を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態では、切替え手段15の弁体153が板状に形成されている前記第1実施形態と、切替え手段210の弁体213が球状に形成されている前記第2実施形態と、切替え手段310が三方ボール弁により構成されている前記第3実施形態とは異なり、切替え手段410がストップバルブにより構成されている例について説明する。
次に、図18を参照して、本発明の第4実施形態の第5変形例について説明する。この第5変形例では、羽根車161が回転電機16に対して、揚水開口14側の弁開閉用開口部412側に配置されている構成の例について説明する。
次に、図19を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。この第5実施形態では、共通の弁が設けられていた前記第1〜第4実施形態とは異なり、3つの弁がそれぞれ個別に設けられている構成の例について説明する。
2 蓄電部
11 筐体
12 第1開口
13 第2開口
14 揚水開口
15、210、310、410、510 切替え手段
16 回転電機
100 揚水機能を有する水力発電システム
151、211、311、411、511 第1開口側の弁開閉用開口部
152、212、313、412、513 揚水開口側の弁開閉用開口部
153、213、314、413 弁体
154、214、312、414、512 第2開口側の弁開閉用開口部
Claims (11)
- 発電用取水口および発電用排水口の一方を構成する第1開口と、前記発電用取水口および前記発電用排水口の他方を構成する第2開口と、揚水開口とが設けられた筐体と、
前記筐体内部に配置された回転電機と、
該回転電機の前記発電用取水口側または前記発電用排水口側に連結された羽根車と、
前記第1開口と前記第2開口とを連通させる第1状態と、前記第1開口または前記第2開口と前記揚水開口とを連通させる第2状態とを切替える切替え手段とを備え、
前記回転電機は、前記第1状態において、前記回転電機に連結された前記羽根車が水流により回転させられることにより発電し、かつ、前記第2状態において、前記第1状態において発電した電力の利用を含めて、前記回転電機に給電されることで該羽根車を回転駆動させることにより揚水される水が、前記第1開口または前記第2開口から吸水され、前記揚水開口から吐出されるように構成されており、
前記回転電機は、前記筐体内の流路中に配置されている、揚水機能を有する水力発電装置。 - 前記切替え手段は、前記第1開口側、前記第2開口側および前記揚水開口側のうち少なくとも2つに設けられた複数の弁開閉用開口部を含み、前記複数の弁開閉用開口部の開閉を切替えることにより、前記第1状態と前記第2状態とを切替えるように構成されている、請求項1に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記第1開口側または前記第2開口側の前記弁開閉用開口部と、前記揚水開口側の前記弁開閉用開口部とは、近接して配置されている、請求項2に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記第1状態において発電された電力は、蓄電部に蓄電され、該蓄電された電力を用いて、前記第2状態において揚水される水が、前記第1開口または前記第2開口から吸水され、前記揚水開口から吐出されるように構成されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記切替え手段は、前記複数の弁開閉用開口部の開閉を1つ以上の弁体で切替えるように構成されている、請求項2または3に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記第1状態と前記第2状態とを切替える切替え手段において、前記揚水開口側の前記弁開閉用開口部が、前記回転電機よりも前記第1開口側または前記第2開口側のいずれか一方に配置されている、請求項2、3あるいは5に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記切替え手段は、1つの前記弁体で共用させるように構成されており、
発電時には、前記筐体内部の水流および前記弁体の浮力のうち少なくとも一方により移動されて、前記揚水開口側の前記弁開閉用開口部を閉じて前記第1状態に切替え、揚水時には、前記第2開口より吸水し揚水方向に前記弁体が移動されて、前記第1開口側の前記弁開閉用開口部を閉じて、前記揚水開口から水を吐出するように構成されている、請求項5に記載の揚水機能を有する水力発電装置。 - 前記揚水開口側の前記弁開閉用開口部は、前記回転電機よりも前記第1開口側に配置されており、
前記弁体は、板状に形成されている、請求項7に記載の揚水機能を有する水力発電装置。 - 前記第1開口を前記筐体外部の水流の上流側に向けた状態で、前記第1状態において発電し、前記第2状態において前記揚水開口から水を吐出することが可能であるとともに、前記第1開口を前記筐体外部の水流の下流側に向けた状態で、前記第1状態において発電し、前記第2状態において前記揚水開口から水を吐出することが可能に構成されている、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の揚水機能を有する水力発電装置。
- 前記弁開閉用開口部は、前記第1開口側、前記第2開口側および前記揚水開口側のそれぞれに設けられており、
前記切替え手段は、前記弁開閉用開口部の開閉を切替える三方弁をさらに含み、前記第1開口および前記第2開口を連通させる前記第1状態と、前記第1開口および前記揚水開口を連通させる前記第2状態と、前記第2開口および前記揚水開口を連通させる前記第2状態との三方向に切替えるように構成されており、
前記回転電機は、三方向に切替えられるように構成されている前記筐体の前記第1開口側および前記第2開口側の双方に設けられている、請求項2に記載の揚水機能を有する水力発電装置。 - 発電用取水口および発電用排水口の一方を構成する第1開口と、前記発電用取水口および前記発電用排水口の他方を構成する第2開口と、揚水開口とが設けられた筐体と、
前記筐体内部に配置された回転電機と、
該回転電機の前記発電用取水口側または前記発電用排水口側に連結された羽根車と、
前記第1開口と前記第2開口とを連通させる第1状態と、前記第1開口または前記第2開口と前記揚水開口とを連通させる第2状態とを切替える切替え手段と、
前記回転電機により発電した電力を蓄電する蓄電部とを備え、
前記回転電機は、前記第1状態において、前記回転電機に連結された前記羽根車が水流により回転させられることにより発電し、かつ、前記第2状態において、前記第1状態において発電して前記蓄電部に蓄電された電力の利用を含めて、前記回転電機に給電されることで該羽根車を回転駆動させることにより揚水される水が、前記第1開口または前記第2開口から吸水され、前記揚水開口から吐出されるように構成されており、
前記回転電機は、前記筐体内の流路中に配置されている、揚水機能を有する水力発電システム。
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