JPH05141340A

JPH05141340A - 小流速大量流水中の水力発電方法

Info

Publication number: JPH05141340A
Application number: JP3265589A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Yasuda; 利孝安田; Shigeharu Kuroda; 重治黒田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】小流速大量流水中に圧力管を設置し、圧力管
内の水のエネルギと、圧力管外の小流速大量流水のエネ
ルギの２系統のエネルギを利用し得る方法を確立して、
小流速大量流水中の水力発電方法を提供する。【構成】小流速大量流水Ｆ中に、取水部２を上端近傍
に、吸出部３を下端近傍に設けた圧力管１を、取水部２
の開口端を上流に向け、吸出部３の開口端を下流に向け
て配置する。圧力管内に反動水車４を配置し、この圧力
管内またはこの圧力管外の適当な位置に配置した発電機
５を前記反動水車に連結し、小流速大量流水を、Ｓ_１Ｘ
Ｖ_１／秒で圧力管内に流入・下降させ、その位置のエネ
ルギを運動のエネルギに変えて反動水車を回転させ、こ
の反動水車の回転によって発電機を回転させて発電し、
発電によって位置のエネルギを失った水を吸出部近傍の
圧力のエネルギと運動のエネルギとによる吸出力によっ
て、吸出部から小流速大量流水中に吸い出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水力発電方法に関し、
特に、大河川、潮流、海流のように大気中に落差を作れ
ないが、水量が豊かで、水深が大きな小流速大量流水中
の水力発電方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水力発電方法では、落差がＨｍ
で、１秒間に落下する水量がＱｍ^３／ｓｅｃの水が有す
る位置のエネルギ（理論水力）＝９．８ＨＱ（ｋＷ）
を、大気中の圧力管内の落差で運動のエネルギと圧力の
エネルギとに変え、これらのエネルギで水車を回転さ
せ、この水車で発電機を回転させて発電し、発電に使用
されて位置のエネルギを失った水を大気圧中に放流して
いる。

【０００３】水量豊かな大河川、潮流、海流のような小
流速大量流水には、水の運動のエネルギと、水面部等の
水の位置のエネルギと、水底部等の水の圧力のエネルギ
とからなる大きなエネルギがある。

【０００４】しかし、小流速なので、単位量当たりの水
の運動のエネルギは小さく、小流速大量流水中に直接に
水車を設置して発電しても、発電容量が小さく、経済的
に成り立たない。

【０００５】しかし、大量流水なので、水深Ｈｍ》流速
Ｖｍ／ｓｅｃの場合、水面部等の水の位置のエネルギと
水底部等の水の圧力のエネルギとは極めて大きい。Ｑｍ
^３の水が有するこの種のエネルギを比較すると、水面部
の水の位置のエネルギ（９．８×Ｈ×ＱｋＷ）＝水底部
の水の圧力のエネルギ（９．８×Ｈ×ＱｋＷ）》水の運
動のエネルギ｛（１／２）×Ｑ×Ｖ^２ｋＷ｝となり、水
の位置のエネルギ（９．８×Ｈ×ＱｋＷ）または水の圧
力のエネルギ（９．８×Ｈ×ＱｋＷ）を発電に使用でき
れば経済的な発電が可能である。このためには、小流速
大量流水中に圧力管を設置し、この圧力管内に水を流入
・下降させて、その水の位置のエネルギを使用して発電
し、発電に使用後の水を、小流速大量流水中に放流しな
ければならない。

【０００６】しかし、従来の水力発電方法では、大気中
に設置された圧力管内の水が有する１系統のエネルギを
使用し、圧力管内に水を流入・下降させ、その水の位置
のエネルギによって発電し、位置のエネルギを失ったそ
の水（圧力は大気圧）を大気圧中に放流している。しか
し、位置のエネルギを失ったこの水（圧力は大気圧）は
圧力がある水底部に自ら流出することはできないので、
従来の水力発電方法では、小流速大量流水中に設置した
圧力管を使用する小流速大量流水中の水力発電はできな
いという問題点を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決して、大気中に落差を作れないが、水量が豊か
で、水深が大きな大河川、潮流、海流のような小流速大
量流水中に圧力管を設置し、この圧力管内に、位置のエ
ネルギおよび運動のエネルギを有する水を流入・下降さ
せ、この水の位置のエネルギを使用して発電し、発電に
使用されてその位置のエネルギを失った水を、小流速大
量流水の圧力のエネルギと運動のエネルギとの吸出力に
よって、圧力管から小流速大量流水中に吸い出させ得る
条件を確立して、小流速大量流水中の圧力管内の落差で
水力発電を行う、小流速大量流水中の水力発電方法を提
供することをその課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の小流速大量流水
中の水力発電方法は、上記課題を解決するために、小流
速大量流水中に、取水部を上端近傍に、吸出部を下端近
傍に設けた圧力管を、前記取水部の開口端を上流に向
け、前記吸出部の開口端を下流に向けて配置し、小流速
大量流水が取水部近傍の流速Ｖ_１で其処を通過して、圧
力管内に流入する、取水部の開口端内外の或る部分の断
面積を実効取水面積Ｓ_１とし、圧力管内の水が吸出部近
傍の流速Ｖ_２で其処を通過して、小流速大量流水中に吸
出される、吸出部の開口端内外の或る部分の断面積を実
効吸出面積Ｓ_２とし、このＳ_１とこのＳ_２とを、小流速
大量流水の取水部近傍の前記流速Ｖ_１と小流速大量流水
の吸出部近傍の前記流速Ｖ_２とに略逆比例させて、Ｓ_１
×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件を得ると共に、この
圧力管内に反動水車を配置し、この圧力管内またはこの
圧力管外の適当な位置に配置した発電機を前記反動水車
に連結し、小流速大量流水の前記取水部近傍の水を、毎
秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ずつ、前記圧力管内に流入・
下降させ、前記取水部と前記吸出部間の位置のエネルギ
を運動のエネルギに変えて前記反動水車を回転させ、こ
の反動水車の回転によって発電機を回転させて発電し、
発電に使用したこの水を、前記吸出部近傍の小流速大量
流水の圧力のエネルギと運動のエネルギとの吸出力によ
って、前記吸出部から小流速大量流水中に吸い出させる
ことを特徴とする。

【０００９】又、請求項１に記載の小流速大量流水中の
水力発電方法において、圧力管内または取水部近傍に取
り付けたポンプによって、小流速大量流水を、小流速大
量流水自身の取水部近傍の流速ｖ_１よりも大きな流速Ｖ
_１で、実効取水面積Ｓ_１を通過させて、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１
で圧力管内に流入させることが好適である。

【００１０】又、請求項１または２に記載の小流速大量
流水中の水力発電方法において、圧力管とは別に設置し
た導水管によって、小流速大量流水の水面部から水を導
き、その水の位置のエネルギを利用して、その水を、小
流速大量流水自身の吸出部近傍の流速Ｖ_２よりも速い流
速Ｖ_０で、吸出部内から小流速大量流水中に、その下流
に向かって吐出させることによって、圧力管内の水と導
水管内の水を、小流速大量流水自身の吸出部近傍の流速
Ｖ_２よりも大きな流速Ｖ_ＯＵＴで、吸出部の開口端を通
過させることにより、小流速大量流水の圧力に抗して、
圧力管内の水を、毎秒Ｓ_２×Ｖ_２で圧力管から小流速大
量流水中に吸出させることが好適である。

【００１１】

【作用】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法は、
次の構成と作用から成り立っている。

【００１２】（１）２系統のエネルギと、これらを組み
合わせて利用し得る安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ
_２とその作用：本発明の小流速大量流水中の水力発電方
法では、小流速大量流水中に設置された圧力管内に流入
した水のエネルギ（位置のエネルギと運動のエネルギ）
と、圧力管外の小流速大量流水のエネルギ（運動のエネ
ルギと圧力のエネルギ）との２系統のエネルギを、これ
らを組み合わせて利用し得る安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒
Ｓ_２×Ｖ_２によって、組み合わせて発電に使用してい
る。安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の作用は次の
通りである。即ち、安定した発電を可能にするために
は、圧力管内に流入した毎秒Ｓ_１×Ｖ_１の水は、水車を
回転させた後で、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１の水量を確保できる流
速で水車から圧力管の吸出部内に流出し、吸出部内で、
吸出部近傍の小流速大量流水の流速Ｖ_２まで減速し、毎
秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の水量で吸出部の開口端から
流出しなければならないが、水車を回転するためにその
位置のエネルギを失っているので、単独では、小流速大
量流水の水底部の圧力に抗して小流速大量流水中に流出
できない。しかし、前記の安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ
_２×Ｖ_２があると、吸出部近傍を流速Ｖ_２で流れている
小流速大量流水に、吸出部の開口端断面から流速Ｖ_２で
毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の水を吸い出す作用があ
り、吸出部内の水を都合良く、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×
Ｖ_２で、小流速大量流水の水底部に吸い出させることが
できる。このようにして、発電に使用した圧力管内の水
を、大気圧中に放流するように自由には放流できない
が、安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１、Ｓ_２×Ｖ_２があれば、小
流速大量流水の水底部に放流することができる。

【００１３】以下に詳しく説明する。小流速大量流水中
に、取水部を上端近傍に、吸出部を下端近傍に設けた圧
力管を、前記取水部の開口端を上流に向け、前記吸出部
の開口端を下流に向けて配置し、小流速大量流水が取水
部近傍（水面部）の流速Ｖ_１ｍ／ｓｅｃで其処を通過し
て、圧力管内に流入する、取水部の開口端内外の或る部
分の断面積を実効取水面積Ｓ_１ｍ^２とし、圧力管内の水
が吸出部近傍（水底部）の流速Ｖ_２ｍ／ｓｅｃで其処を
通過して、小流速大量流水中に吸出される、吸出部の開
口端内外の或る部分の断面積を実効吸出面積Ｓ_２ｍ^２と
し、このＳ_１とこのＳ_２とを、小流速大量流水の取水部
近傍の流速Ｖ_１と小流速大量流水の吸出部近傍の流速Ｖ
_２とに略逆比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定
発電条件を得ると共に、この圧力管内に反動水車を配置
し、この圧力管内またはこの圧力管外の適当な位置に配
置した発電機を前記反動水車に連結した場合、圧力管の
取水部の開口端の断面積をＳ_ＩＮｍ^２、圧力管の吸出部
の開口端の断面積をＳ_ＯＵＴｍ^２、圧力管の吸出部の開
口端の水深をＨｍとすると、次のようになる。

【００１４】実効取水面積Ｓ_１は、取水部の形状と吸出
部の形状との相関関係と水の位置のエネルギの発電への
使用率によって決まる。例えば、取水部が筒型で開口端
が広がっていると、この開口端から流入する水の流速
は、開口端から奥に入るに従って速くなる。取水部近傍
の小流速大量流水の流速がＶ_１の場合、筒型の取水部の
或る部分で、そこを流れる流速が前記流速Ｖ_１になる。
取水部のこの部分の断面積を実効取水面積Ｓ_１とする。
このＳ_１が、取水部の開口端に対してその内外のどの位
置になるかは、取水部の形状と吸出部の形状との相関関
係と水の位置のエネルギの発電への使用率によって決ま
る。一般に、使用率が高いと内に入り、低いと外に出る
（説明は後述）。Ｓ_１×Ｖ_１は、圧力管に毎秒流入・下
降する水量である。

【００１５】実効吸出面積Ｓ_２は、実効取水面積Ｓ_１と
同様に、取水部の形状と吸出部の形状との相関関係と水
の位置のエネルギの発電への使用率によって決まる。例
えば、吸出部が筒型で開口端が広がっていると、この開
口端から流出する水の流速は、奥から開口端に近づく従
って遅くなる。吸出部近傍の小流速大量流水の流速がＶ
_２の場合、筒型の吸出部の或る部分で、そこを流れる流
速が前記流速Ｖ_２になる、吸出部のこの部分の断面積を
実効吸出面積Ｓ_２とする。このＳ_２が、吸出部の開口端
に対してその内外のどの位置になるかは、取水部の形状
と吸出部の形状との相関関係と水の位置のエネルギの発
電への使用率によって決まる。一般に、使用率が高いと
内に入り、低いと外に出る（説明は後述）。Ｓ_２×Ｖ_２
は、圧力管に毎秒流入・下降し、発電し、小流速大量流
水中に吸出される水量である。

【００１６】従って、前記Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安
定発電条件によって、発電中に、圧力管に流入する水量
と圧力管から吸出される水量とが一致し、圧力管に流入
し発電し小流速大量流水中に吸出される水についての流
体の連続式が成立し、小流速大量流水の水面部から圧力
管の取水部に流入し、発電して、圧力管の吸出部から吸
出され流れ去る定常流が得られ、安定した発電を行うこ
とができる。

【００１７】次に、小流速大量流水が圧力管に流入し圧
力管から流出する状態を説明する。小流速大量流水なの
で、Ｖ_１とＶ_２とは小さく、ＨはＶ_１やＶ_２の数倍以上
ある。従って、１秒間に、圧力管の取水部の開口端に流
入・下降し、圧力管の吸出部の開口端から流出する水の
運動のエネルギ｛（１／２）×Ｓ_１×Ｖ_１×（Ｖ_１）^２
ｋＷ｝は、この水の圧力管の取水部の開口端での位置の
エネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１ｋＷ｝とこの水の圧
力管の吸出部の開口端での圧力のエネルギ｛９．８×Ｈ
×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝とに比べて非常に小さいので、小流
速大量流水が圧力管に流入し圧力管から流出する状態
は、ベルヌーイの式を用いて、水の運動のエネルギの項
を無視して、位置のエネルギと圧力のエネルギの項とか
ら、水深と流量とだけの式で、流速も含めて簡単に判断
できる（位置のエネルギと圧力のエネルギの計算式には
２乗項がないので簡単である。Ｖ_１又はＶ_２が大きい
と、流速の２乗に比例する水の運動のエネルギの項を無
視できず、運動のエネルギの項には２乗項があるので、
計算が複雑になる。）。

【００１８】従って、水車と発電機が無い場合に、小流
速大量流水が圧力管に流入し圧力管から流出する状態
は、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件において、
Ｖ_１≠０、Ｖ_２＝０、Ｓ_１≒Ｓ_２とすると、小流速大量
流水の水面部の水は、水面部での位置のエネルギ｛９．
８×Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１ｋＷ｝を有する水が流速Ｖ_１でＳ_１
を通って圧力管に流入し、位置のエネルギを圧力のエネ
ルギに変換しながら下降し、水底部では総ての位置のエ
ネルギが水底部での圧力のエネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_１
×Ｖ_１ｋＷ｝に変換しこのエネルギと共に流速Ｖ_ＯＵＴ
≒（Ｓ_１×Ｖ_１）／Ｓ_２で、でＳ_２を通って圧力管から
水底部に流出する。Ｖ_１＝０、Ｖ_２≠０、Ｓ_１≒Ｓ_２とすると、小流速大量
流水の水面部の水は、小流速大量流水の水底部の流速Ｖ
_２によって生じる減圧により、流速Ｖ_ＩＮ≒（Ｓ_２×Ｖ
_２）／Ｓ_１で、圧力管に毎秒、Ｓ_１×Ｖ_ＩＮ≒Ｓ_２×Ｖ
_２ずつ吸い込まれて、水面部での位置のエネルギ｛９．
８×Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_ＩＮｋＷ｝と共に、流速Ｖ_ＩＮ≒（Ｓ
_２×Ｖ_２）／Ｓ_１でＳ_１を通って圧力管に流入し、位置
のエネルギを圧力のエネルギに変換しながら下降し、水
底部では総ての位置のエネルギが水底部での圧力のエネ
ルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝に変換しこのエネ
ルギと共に流速Ｖ_２でＳ_２を通って圧力管から水底部に
流出する。Ｖ_１≠０、Ｖ_２≠０とすると、前記の、水の運動のエネ
ルギの項を無視した計算方法によると、この場合に圧力
管に流入・流出する小流速大量流水の水は、上記の２つ
の場合を重ね合わせたものになり、水面部での位置のエ
ネルギ｛９．８×Ｈ×（Ｓ_１×Ｖ_１＋Ｓ_２×Ｖ_２）ｋ
Ｗ｝と共に、流速（Ｓ_１×Ｖ_１＋Ｓ_２×Ｖ_２）／Ｓ_１で
Ｓ_１を通って圧力管に流入し、水底での圧力のエネルギ
｛９．８×Ｈ×（Ｓ_１×Ｖ_１＋Ｓ_２×Ｖ_２）ｋＷ｝と共
に流速（Ｓ_１×Ｖ_１＋Ｓ_２×Ｖ_２）／Ｓ_２でＳ_２を通っ
て圧力管から流出する。ここでは、運動のエネルギを無
視して計算しているが、実際には夫々の流速に対応した
運動のエネルギが存在する。

【００１９】又、水車と発電機が在る場合の水力発電の
可否は、Ｖ_１≠０、Ｖ_２＝０、Ｓ_１≒Ｓ_２の場合は、小
流速大量流水の水面部の水の位置のエネルギ｛９．８×
Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１ｋＷ｝の１系統のエネルギしかないの
で、このエネルギを発電のエネルギに使用すると、その
分だけ、圧力管から流出するエネルギが不足し、流出す
る水量がＳ_１×Ｖ_１より少なくなり、そのために圧力管
に流入する水量も減少し、１系統のエネルギそのものが
減少するので、位置のエネルギによる安定した発電はで
きない。Ｖ_１＝０、Ｖ_２≠０、Ｓ_１≒Ｓ_２の場合は、小流速大量
流水の水底部の水の圧力のエネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_２
×Ｖ_２ｋＷ｝の１系統のエネルギしかないが、このエネ
ルギは、水の流入量とは無関係に存在するので、Ｖ_ＩＮ
＝（Ｓ_２×Ｖ_２）／Ｓ_１で、毎秒Ｓ_１×Ｖ_ＩＮの水が流
入し、この水の圧力のエネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ
_２ｋＷ｝から、流速０の水面部の水を圧力管内に流入さ
せるためのエネルギを差し引いたエネルギ、即ち、
｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝−｛（１／２）^２×Ｓ
_１×Ｖ_ＩＮ×（Ｖ_ＩＮ）^２ｋＷ｝による発電が可能であ
る。一般的に、Ｖ_１≠０、Ｖ_２≠０の場合には、Ｓ_１×
Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件があれば、小流速大量
流水の水面部の水の位置のエネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_１
×Ｖ_１ｋＷ｝と、小流速大量流水の水底部の水の圧力の
エネルギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝との２系統の
エネルギがあるので、圧力管内の発電前の前記の水の位
置のエネルギ｛９．８×Ｈ×（Ｓ_１×Ｖ_１＋Ｓ_２×
Ｖ_２）ｋＷ｝から、｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝分
だけを、発電に使用しても、水底部の水の圧力のエネル
ギ｛９．８×Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２ｋＷ｝があるので、圧力管
に流入する水量Ｓ_１×Ｖ_１と、圧力管から流出する水量
Ｓ_２×Ｖ_２とが一致し、安定した発電をすることができ
る。

【００２０】次に、Ｖ_１≠０、Ｖ_２≠０の場合、発電中
に、小流速大量流水が圧力管に流入し圧力管から流出す
る状態を説明する。先ず、Ｓ_ＩＮ×Ｖ_１≒Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ
_２であれば、水車の負荷が大きく、圧力管内の水の位置
のエネルギの使用可能分を使い切るような運転状態で
は、Ｓ_１≒Ｓ_ＩＮ、Ｓ_２≒Ｓ_ＯＵＴとなって、Ｓ_１×Ｖ
_１≒Ｓ_２×Ｖ_２を満足する。実際の現象としては、取水
部近傍の小流速大量流水の流速Ｖ_１で取水部の開口端の
断面積Ｓ_ＩＮから水が流入し、吸出部近傍の小流速大量
流水の流速Ｖ_２で吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴから
水が吸出される。そして、水車の負荷が小さく、圧力管
内の水の位置のエネルギの使用可能分を使い切らない運
転状態では、圧力管から流出する水量が、Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ
_２に、位置のエネルギの使用可能分を使い切らない分に
相当する水量を加えたものになるので、計算上の実効吸
出面積Ｓ_２の位置はＳ_ＯＵＴより外側に出て、Ｓ_２＞Ｓ
_ＯＵＴとなり、計算上の実効取水面積Ｓ_１
_{の位置はＳＩＮ}より外側に出て、Ｓ_１＞Ｓ_ＩＮとなっ
て、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２を満足する。実際の現象と
しては、取水部近傍の小流速大量流水の流速Ｖ_１より大
きな流速で取水部の開口端の断面積Ｓ_ＩＮから水が流入
し、吸出部近傍の小流速大量流水の流速Ｖ_２より大きな
流速で吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴから水が吸出さ
れる。

【００２１】次に、Ｓ_ＩＮ×Ｖ_１＞Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２であ
れば、発電に使用したエネルギを補い得る上限、即ち、
水の位置のエネルギの使用可能分は、Ｓ_ＯＵＴから小流
速大量流水中に流出する流速Ｖ_２の水の圧力のエネルギ
｛９．８×Ｈ×Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２ｋＷ｝なので、水車の負
荷が大きく、圧力管内の水の位置のエネルギの使用可能
分を使い切るような運転状態では、Ｓ_２≒Ｓ_ＯＵＴとな
ると共に、Ｓ_１≒（Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２）／Ｖ_１＜Ｓ_ＩＮと
なって、前記安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２が満
足される。実際の現象としては、取水部近傍の小流速大
量流水の流速Ｖ_１より小さな流速で取水部の開口端の断
面積Ｓ_ＩＮから水が流入し、吸出部近傍の小流速大量流
水の流速Ｖ_２で吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴから水
が吸出される。そして、水車の負荷が小さく、圧力管内
の水の位置のエネルギの使用可能分を使い切らない運転
状態では、圧力管から流出する水量がＳ_ＯＵＴ×Ｖ_２に
位置のエネルギの使用可能分を使い切らない分に相当す
る水量を加えたものになるので、計算上の実効吸出面積
Ｓ_２の位置はＳ_ＯＵＴより外側に出てＳ_２＞≒Ｓ_ＯＵＴ
となると共に、Ｓ_１≒（Ｓ_２×Ｖ_２）／Ｖ_１＜Ｓ_ＩＮと
なって、前記安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２が満
足される。実際の現象としては、取水部近傍の小流速大
量流水の流速Ｖ_１より小さな流速で取水部の開口端の断
面積Ｓ_ＩＮから水が流入し、吸出部近傍の小流速大量流
水の流速Ｖ_２より大きな流速で吸出部の開口端の断面積
Ｓ_ＯＵＴから水が吸出される。

【００２２】次に、Ｓ_ＩＮ×Ｖ_１＜Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２であ
れば、発電に使用したエネルギを補い得る上限、即ち、
水の位置のエネルギの使用可能分は、Ｓ_ＯＵＴから小流
速大量流水中に流速Ｖ_２で流出する水の圧力のエネルギ
｛９．８×Ｈ×Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２ｋＷ｝なので、水車の負
荷が大きく、圧力管内の水の位置のエネルギの使用可能
分を使い切るような運転状態では、Ｓ_２≒Ｓ_ＯＵＴとな
り、圧力管から流出する水量がＳ_ＯＵＴ×Ｖ_２になると
共に、Ｓ_１≒（Ｓ_ＯＵＴ×Ｖ_２）／Ｖ_１＞Ｓ_ＩＮとなっ
て、前記安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２が満足さ
れる。実際の現象としては、取水部近傍の小流速大量流
水の流速Ｖ_１より大きな流速で取水部の開口端の断面積
Ｓ_ＩＮから水が流入し、吸出部近傍の小流速大量流水の
流速Ｖ_２で吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴから水が吸
出される。そして、水車の負荷が小さく、圧力管内の水
の位置のエネルギの使用可能分を使い切らない運転状態
では、圧力管から流出する水量がＳ_ＯＵＴ×Ｖ_２に位置
のエネルギの使用可能分を使い切らない分に相当する水
量を加えたものになるので、計算上の実効吸出面積Ｓ_２
の位置はＳ_ＯＵＴより外側に出てＳ_２＞Ｓ_ＯＵＴとなる
と共に、Ｓ_１≒（Ｓ_２×Ｖ_２）／Ｖ_１＞Ｓ_ＩＮとなっ
て、前記安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２が満足さ
れる。実際の現象としては、取水部近傍の小流速大量流
水の流速Ｖ_１より大きな流速で取水部の開口端の断面積
Ｓ_ＩＮから水が流入し、吸出部近傍の小流速大量流水の
流速Ｖ_２より大きな流速で吸出部の開口端の断面積Ｓ
_ＯＵＴから水が吸出される。

【００２３】（２）取水部の形状と吸出部の形状とその
作用：

【００２４】取水部は、圧力管に開けた単純な開口で
も、その開口端が上流に向かって広がっている筒型でも
良い。

【００２５】吸出部は、圧力管に開けた単純な開口で
も、その開口端が下流に向かって広がっている筒型でも
良い。又、開口端が大きな場合には、吸出部内にポンプ
を取り付けて補助的に水を送り出しても良い。

【００２６】しかし、取水部と吸出部が圧力管に開けら
れた単純な開口では、圧力管の径によって制限を受け、
実効取水面積Ｓ_１と実効吸出面積Ｓ_２とを大きくするこ
とができず、小流速大量流水の水面部から圧力管の取水
部に流入し、発電して、圧力管の吸出部から吸出され
る、毎秒、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃの定常
流の水量を大きくできないので、大容量の発電ができな
い。

【００２７】大容量の発電を行うためには、取水部と吸
出部の形状を筒型にして、且つ、次の条件を満足させる
必要がある。

【００２８】１）前記安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×
Ｖ_２を満足し、且つこの値をできるだけ大きくするこ
と。

【００２９】２）筒型の取水部では、取水部の開口端の
径をできるだけ大きくすること。

【００３０】３）筒型の取水部で、開口端を大きくし、
取水部の開口端から圧力管までの間で、取水部断面を次
第に細くする場合、流れの方向に流速が上がり、流れの
方向に圧力が下がるために無理が無く、流れが混乱しな
いから、流体力学が示すように管摩擦以外の損失ヘッド
は殆どないので、取水部の断面は適当に細くすれば良
い。

【００３１】４）筒型の吸出部では、吸出部の開口端の
径をできるだけ大きくすること。

【００３２】５）筒型の吸出部で、開口端を大きくし、
内径が小さい圧力管から吸出部の開口端までの間で、吸
出部の断面を次第に大きくする場合、広がり角を大きく
すると、流体力学が示すように管摩擦以外の損失ヘッド
が大きくなるので、広がり角を６度前後にすると効率が
良いが、他の条件（吸出部の長さの限界等）との兼ね合
いもあり、必ずしもそれに限らない。

【００３３】（３）圧力管内または取水部近傍に取り付
けたポンプとその作用：

【００３４】小流速大量流水の水面部の流速ｖ_１は小さ
いが水深Ｈｍが大きい場合に、大きな発電容量を得るの
に有効な方法で、圧力管内または取水口近傍の小流速大
量流水中にポンプを取り付けることによって、水面部の
実際の流速ｖ_１よりも大きな流速Ｖ_１で、小流速大量流
水の水を実効取水面積Ｓ_１に流入させている。この場
合、ポンプは小流速大量流水の水面部での流速を大きく
するだけなので、水の位置のエネルギや圧力のエネルギ
には関係がなく、このポンプに必要なエネルギは、水の
運動のエネルギの増加分だけになる。計算を簡単にする
為に、前記流速Ｖ_１を総てポンプで発生させたとして
も、これは、（Ｓ_１×Ｖ_１）ｍ^３の水をＶ_１ｍ／ｓｅｃ
で動かす運動のエネルギ（１／２）×（Ｓ_１×Ｖ_１）×
（Ｖ_１）^２×１．０２（ｋＷ）だけとなる。一方、この
流速増加後の流速Ｖ_１ｍ／ｓｅｃによって、発電に利用
できる位置のエネルギはＵ＝９．８×Ｈ×Ｓ_１×Ｖ
_１（ｋＷ）となるので、Ｈ＞０．０５×（Ｖ_１）^２の条
件で、水深Ｈｍが大きい場合に好適である。

【００３５】ポンプの形式は何でも良いが、プロペラポ
ンプが、水流を乱さないのでロスが少なくて好適であ
る。

【００３６】（４）圧力管とは別に設置した導水管とそ
の作用：小流速大量流水の水底部の流速Ｖ_２が小さい場
合に、大きな発電容量を得るのに有効な方法である。こ
の場合、Ｖ_２が小さいので、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２を
大きくして発電容量を大きくするには、Ｓ_２を非常に大
きくする必要があり、Ｖ_２が小さいこととあいまって、
小流速大量流水による前記の吸出作用が働き難くなるこ
とがあり、大容量発電に対する安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１
≒Ｓ_２×Ｖ_２の実現が困難となる場合がある。この対策
として、圧力管とは別に導水管を設置し、この導水管に
よって、小流速大量流水の水面部の水を導き、その水の
位置のエネルギを利用して、小流速大量流水の吸出部近
傍の流速Ｖ_２よりも速い流速Ｖ_０で、吸出部内から小流
速大量流水中に、その下流に向かって吐出させることに
よって、吸出部近傍の小流速大量流水の実際の流速Ｖ_２
よりも大きな流速Ｖ_ＯＵＴ（条件によって異なる。）
で、前記の大きな実効吸出面積Ｓ_２からでも、小流速大
量流水の圧力に抗して、圧力管内の水を毎秒Ｓ_１×Ｖ_１
≒Ｓ_２×Ｖ_２ずつ、安定して小流速大量流水中に吸い出
させることができる。

【００３７】（５）反動水車とその作用：

【００３８】反動水車は、フランシス水車でも良いが、
プロペラ水車が、次の理由で好適である。

【００３９】１、低落差に適していること、

【００４０】２、小流速大量流水の流速が変化しても、
回転羽根の傾斜角度を調整することによって効率の低下
が少ないこと、

【００４１】３、水の圧力と流速とを利用して回転し、
水が軸方向だけではなく半径方向にも流れるフランシス
水車とは異なり、プロペラ水車は、回転羽根に働く揚力
で回転し水圧は関係がないので圧力管内のどの位置にも
設置可能であり、プロペラ水車の前後での圧力差が少な
く、水が軸方向にだけ流れプロペラ水車を通過した水に
乱流の発生が少ないので、プロペラ水車からの水は、吸
出部から小流速大量流水中に流出し易く、安定発電条件
Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の発電側Ｓ_１×Ｖ_１と吸出側Ｓ
_２×Ｖ_２との関連性が大きくなり、片側を大きくすれ
ば、反対側も大きくなるので、発電容量を大きくし易い
という効果が得られる。

【００４２】（６）発電容量Ｗ：

【００４３】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法
では、小流速大量流水の水面部（取水部近傍）の流速＝Ｖ_１ｍ
／ｓｅｃ小流速大量流水の水底部（吸出部近傍）の流速＝Ｖ_２ｍ
／ｓｅｃ吸出部の水深＝Ｈｍ実効取水面積Ｓ_１＝Ｓ_１ｍ^２実効吸出面積Ｓ_２＝Ｓ_２ｍ^２重力の加速度＝９．８ｍ／ｓｅｃ^２発電効率＝６０％（水車と発電機の効率と、水の位置の
エネルギの発電への使用率、圧力管内での水のヘッド・
ロス等による。圧力管内の水は、大気中にではなく、小
流速大量流水中に吸い出されるので、ロスが少し大き
い。）とすると、

【００４４】Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件が
成立しているものとして、小流速大量流水の水面部から
圧力管の取水部の実効取水面積Ｓ_１に毎秒流入し圧力管
内で発電するＳ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃの水
が有するエネルギは、実効取水面積Ｓ_１の位置におい
て：［運動のエネルギ｛（１／２）×Ｓ_１×Ｖ_１×（Ｖ_１）
^２｝＋位置のエネルギ（９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１）＋水圧
のエネルギ（０）］ｋＷとなる。

【００４５】この中の位置のエネルギ（９．８Ｈ×Ｓ_１
×Ｖ_１）ｋＷを発電に利用できるので（運動のいエネル
ギは水の移動のために必要である。）、発電容量Ｗは、発電容量Ｗ＝９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１×０．６０ｋＷ・・
・・・・・・・（１）となる。

【００４６】そして、発電に利用した後の圧力管内のＳ
_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃの水が有するエネル
ギは、運動のエネルギ｛（１／２）×Ｓ_１×Ｖ_１×
（Ｖ_１）^２｝ｋＷ・（２）だけになる。

【００４７】一方、圧力管の吸出部の実効吸出面積Ｓ_２
から小流速大量流水中に毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ｍ
^３／ｓｅｃの水を吸出するに必要なエネルギは、［運動のエネルギ｛（１／２）×Ｓ_２×Ｖ_２×（Ｖ_２）
^２｝＋位置のエネルギ（０）＋水圧のエネルギ（９．８
Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２）］ｋＷ・・・・（３）となる。

【００４８】従って、発電に利用した後のＳ_１×Ｖ_１≒
Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃの水が、毎秒、圧力管の吸出部
の実効吸出面積Ｓ_２から小流速大量流水中に吸出される
ためには、式（３）−式（２）＝［｛運動のエネルギ（１／２）×
Ｓ_２×Ｖ_２×（Ｖ_２）^２＋位置のエネルギ（０）＋水圧
のエネルギ（９．８Ｈ×Ｓ_２×Ｖ_２）｝−｛運動のエネ
ルギ｛（１／２）×Ｓ_１×Ｖ_１×（Ｖ_１）^２｝］ｋＷ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（４）のエネルギを、小流速大量流水が吸出部内の水を吸出す
るエネルギから得る必要がある。このエネルギを得る条
件が、前記の安定発電条件Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２であ
る。

【００４９】小流速大量流水は、式（４）のエネルギ分
だけ、全体のエネルギを毎秒減少して流れて行く（この
ことは、発電に利用した後の圧力管内の水の量に比べて
小流速大量流水の水の量が充分に大きいので可能であ
る。）。

【００５０】

【実施例】本発明の小流速大量流水中における水力発電
方法の実施例を、図１から図４に基づいて説明し、発電
容量Ｗを計算する。

【００５１】本発明の第１の実施例を図１に基づいて説
明する。第１の実施例は、小流速大量流水Ｆの水面部の
流速Ｖ_１と水底部の流速Ｖ_２との差が小さい場合に、大
きな発電容量を得るのに有効な方法である。

【００５２】図１において、本発明の第１の実施例は、
小流速大量流水Ｆ中に、取水部２を上端近傍に、吸出部
３を下端近傍に設けた圧力管１を、前記取水部２の開口
端を上流に向け、前記吸出部３の開口端を下流に向けて
配置し、小流速大量流水Ｆが取水部２近傍の流速Ｖ_１で
其処を通過して、圧力管１内に流入する、取水部２の開
口端内外の或る部分の断面積を実効取水面積Ｓ_１とし、
圧力管１内の水が吸出部３近傍の流速Ｖ_２で其処を通過
して、小流速大量流水Ｆ中に吸出される、吸出部３の開
口端内外の或る部分の断面積を実効吸出面積Ｓ_２とし、
このＳ_１とこのＳ_２とを、小流速大量流水Ｆの取水部２
近傍の流速Ｖ_１と小流速大量流水Ｆの吸出部３近傍の流
速Ｖ_２とに略逆比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の
安定発電条件を得ると共に、この圧力管１内に反動水車
４を配置し、この圧力管１内またはこの圧力管１外の適
当な位置（圧力管１の下端近傍が、水底と平行に水平に
下流に向かって伸びている場合には、反動水車４の回転
軸を、圧力管１外に出して発電機５と接続することもで
きる。）に配置した発電機５を前記反動水車４に連結
し、小流速大量流水Ｆの前記取水部２近傍の位置のエネ
ルギと運動のエネルギとを有する水を、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１
≒Ｓ_２×Ｖ_２ずつ、前記圧力管１内に流入・下降させ、
前記取水部２と前記吸出部３間の位置のエネルギを運動
のエネルギに変えて前記反動水車４を回転させ、この反
動水車の回転によって発電機５を回転させて発電し、発
電によって位置のエネルギを失ったこの水を、前記吸出
部３近傍の小流速大量流水Ｆの圧力のエネルギと運動の
エネルギとによる吸出力によって、前記吸出部３から小
流速大量流水Ｆ中に吸い出させている。

【００５３】第１の実施例の設計は、小流速大量流水の水面部の流速Ｖ_１＝１ｍ／ｓｅｃ小流速大量流水の水底部の流速Ｖ_２＝１ｍ／ｓｅｃ吸出部の水深Ｈ＝２０ｍ圧力管の断面積＝１ｍ^２取水部の開口端の断面積Ｓ_ｉｎ＝（定格運転時）実効取
水面積Ｓ_１＝４ｍ^２吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴ＝（定格運転時）実効
吸出面積Ｓ_２＝４ｍ^２重力の加速度＝９．８ｍ／ｓｅｃ^２発電効率＝６０％（水車と発電機の効率と、水の位置の
エネルギの発電への使用率、圧力管内での水のヘッド・
ロス等による。）この場合の発電容量Ｗは、発電容量Ｗ＝９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１×０．６０ｋＷ＝
９．８×２０×４×１×０．６０＝４７０．４ｋＷである。

【００５４】尚、季節によって、小流速大量流水Ｆの水
位が変化することに対応して、取水部２の位置を可変に
したり、圧力管１の長さを可変にしたり、その勾配を可
変にしたりすることが好適である。

【００５５】又、潮流の方向が逆転することに対応し
て、設備全体の方向を逆転可能にすることが好適であ
る。

【００５６】本発明の第２の実施例を図２に基づいて説
明する。第２の実施例は、小流速大量流水Ｆの水面部の
流速Ｖ_１と水底部の流速Ｖ_２との差が小さい場合に、最
も簡単に実施できる方法である。

【００５７】図２において、本発明の第２の実施例は、
小流速大量流水Ｆ中に、取水部２を上端近傍に、吸出部
３を下端近傍に設けた圧力管１を、前記取水部２の開口
端（圧力管１に設けた簡単な開口）を上流に向け、前記
吸出部３の開口端（圧力管１に設けた簡単な開口）を下
流に向けて配置し、小流速大量流水Ｆが取水部２近傍の
流速Ｖ_１で其処を通過して、圧力管１内に流入する、取
水部２の開口端内外の或る部分の断面積を実効取水面積
Ｓ_１とし、圧力管１内の水が吸出部３近傍の流速Ｖ_２で
其処を通過して、小流速大量流水Ｆ中に吸出される、吸
出部３の開口端内外の或る部分の断面積を実効吸出面積
Ｓ_２とし、このＳ_１とこのＳ_２とを、小流速大量流水Ｆ
の取水部２近傍の流速Ｖ_１と小流速大量流水Ｆの吸出部
３近傍の流速Ｖ_２とに略逆比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ
_２×Ｖ_２の安定発電条件を得ると共に、この圧力管１内
に反動水車４を配置し、この圧力管１内または圧力管１
外の適当な位置に配置した発電機５を前記反動水車４に
連結することによって、小流速大量流水Ｆの前記取水部
２近傍の位置のエネルギと運動のエネルギとを有する水
を、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ずつ、前記圧力管１内
に流入・下降させ、この水の前記取水部２と前記吸出部
３間の位置のエネルギを利用して前記反動水車４を回転
させ、この反動水車４の回転によって発電機５を回転さ
せて発電させ、この発電によって、前記吸出部３から小
流速大量流水Ｆ中に流出するに必要な位置のエネルギを
失った発電に使用後の水を、前記吸出部３近傍の小流速
大量流水Ｆの運動のエネルギと圧力のエネルギとによっ
て、この吸出部３から小流速大量流水Ｆ中に吸い出させ
ている。

【００５８】第２の実施例の設計は、小流速大量流水の水面部の流速Ｖ_１＝１ｍ／ｓｅｃ小流速大量流水の水底部の流適Ｖ_２＝１ｍ／ｓｅｃ吸出部の水深Ｈ＝２０ｍ圧力管の断面積＝１ｍ^２取水部の開口端の断面積Ｓ_ｉｎ＝（定格運転時）実効取
水面積Ｓ_１＝１ｍ^２吸出部の開口端の断面積Ｓ_ｏｕｔ＝（定格運転時）実効
吸出面積Ｓ_２＝１ｍ^２重力の加速度＝９．８ｍ／ｓｅｃ^２発電効率＝６０％この場合の発電容量Ｗは、発電容量Ｗ＝９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１×０．６０ｋＷ＝
９．８×２０×１×１×０．６０＝１１７．６ｋＷである。

【００５９】本発明の第３の実施例を図３に基づいて説
明する。第３の実施例は、小流速大量流水Ｆの水面部の
流速Ｖ_１は小さいが水深Ｈｍが大きい場合に、大きな発
電容量を得るのに有効な方法である。

【００６０】図３において、本発明の第３の実施例は、
小流速大量流水Ｆ中に、取水部２を上端近傍に、吸出部
３を下端近傍に設けた圧力管１を、前記取水部２の開口
端を上流に向け、前記吸出部３の開口端を下流に向けて
配置し、圧力管１内または小流速大量流水Ｆ中の上端近
傍（図示せず）にポンプ６を設けて、小流速大量流水Ｆ
の水面部の流即ｖ_１より大きな流速Ｖ_１で、小流速大量
流水Ｆの水面部の水を、前記取水部２の開口端（実際に
は、実効取水面積Ｓ_１）に流入させると共に、小流速大
量流水Ｆが，ポンプ６の流速Ｖ_１で其処を通過して、圧
力管１内に流入する、取水部２の開口端内外の或る部分
の断面積を実効取水面積Ｓ_１とし、圧力管１内の水が吸
出部３近傍の流速Ｖ_２で其処を通過して、小流速大量流
水Ｆ中に吸出される、吸出部３の開口端内外の或る部分
の断面積を実効吸出面積Ｓ_２とし、このＳ_１とこのＳ_２
とを、ポンプ６によって前記開口端に流入させる流速Ｖ
_１と小流速大量流水Ｆの吸出部３近傍の流速Ｖ_２とに略
逆比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件
を得ると共に、前記圧力管１内に反動水車４を配置し、
この圧力管１内または圧力管１外の適当な位置に配置し
た発電機５を前記反動水車４に連結することによって、
小流速大量流水Ｆの前記取水部２近傍の位置のエネルギ
と運動のエネルギとを有する水を、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ
_２×Ｖ_２ずつ、前記圧力管１内に流入・下降させ、この
水の前記取水部２と前記吸出部３間の位置のエネルギを
利用して前記反動水車４を回転させ、この反動水車４の
回転によって発電機５を回転させて発電させ、この発電
によって、前記吸出部３から小流適大量流水Ｆ中に流出
するに必要なエネルギを失った発電に使用後の水を、前
記吸出部３近傍の小流速大量流水Ｆの運動のエネルギと
圧力のエネルギとによって、この吸出部３から小流速大
量流水Ｆ中に吸い出させている。

【００６１】第３の実施例の設計は、小流速大量流水の水面部の流速ｖ_１＝０．５ｍ／ｓｅｃポンプの流速Ｖ_１＝２ｍ／ｓｅｃ小流速大量流水の水底部の流速Ｖ_２＝０．５ｍ／ｓｅｃ吸出部の水深Ｈ＝２０ｍ圧力管の断面積＝２ｍ^２取水部の開口端の断面積Ｓ_ＩＮ＝（定格運転時）実効取
水面積Ｓ_１＝４ｍ^２吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴ＝（定格運転時）実効
吸出面積Ｓ_２＝１６ｍ^２重力の加速度＝９．８ｍ／ｓｅｃ^２発電効率＝６０％この場合の発電容量Ｗは、発電容量Ｗ＝［（９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１×０．６０）−
｛（１／２）×（Ｓ_１×Ｖ_１）×（Ｖ_１）^２｝÷０．
９］ｋＷ＝［９．８×２０×４×２×０．６０−（１／
２）×４×２×２^２÷０．９］ｋＷ＝９２３．０ｋＷである。

【００６２】本発明の第４の実施例を図４に基づいて説
明する。第４の実施例は、小流速大量流水Ｆの水底部の
流速Ｖ_２が小さい場合に、吸出部の開口端の断面積Ｓ
_ｏｕｔからの吸出作用を安定させるのに有効な方法であ
る。

【００６３】図４において、本発明の第４の実施例は、
小流速大量流水Ｆ中に、取水部２を上端近傍に、吸出部
３を下端近傍に設けた圧力管１を、前記取水部２の開口
端を上流に向け、前記吸出部３の開口端を下流に向けて
配置し、小流速大量流水Ｆが取水部２近傍の流速Ｖ_１で
其処を通過して、圧力管１内に流入する、取水部２の開
口端内外の或る部分の断面積を実効取水面積Ｓ_１とし、
圧力管１内の水が吸出部３近傍の流速Ｖ_２で其処を通過
して、小流速大量流水Ｆ中に吸出される、吸出部３の開
口端内外の或る部分の断面積を実効吸出面積Ｓ_２とし、
このＳ_１とこのＳ_２とを、小流速大量流水Ｆの取水部２
近傍の流速Ｖ_１と小流速大量流水Ｆの吸出部３近傍の流
速Ｖ_２とに略逆比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の
安定発電条件を得ると共に、前記圧力管１内に反動水車
４を配置し、この圧力管１内または圧力管１外の適当な
位置に配置した発電機５を前記反動水車４に連結するこ
とによって、小流速大量流水Ｆの前記取水部２近傍の位
置のエネルギと運動のエネルギとを有する水を、前記圧
力管１内に流入・下降させ、この水の前記取水部２と前
記吸出部３間の位置のエネルギを利用して前記反動水車
４を回転させ、この反動水車４の回転によって発電機５
を回転させて発電させると共に、圧力管１とは別に設置
した導水管７によって、小流速大量流水Ｆの水面部から
水を導き、その水の位置のエネルギと運動のエネルギと
を利用して、その水を、小流速大量流水Ｆ自身の取水部
２近傍の流速Ｖ_１で、吸出部３内から小流速大量流水Ｆ
中に、その下流に向かって吐出させることによって、圧
力管１内の水と導水管７内の水を、小流速大量流水Ｆ自
身の吸出部３近傍の流速Ｖ_２よりも大きな流速Ｖ_ＯＵＴ
（条件によって異なる。）で、吸出部３の開口端を通過
させることにより、小流速大量流水Ｆの圧力に抗して、
圧力管１内の水を、毎秒Ｓ_２×Ｖ_２で圧力管１から小流
速大量流水Ｆ中に安定して吸い出させることができる。

【００６４】尚、導水管の代わりに、吸出部に補助ポン
プを設けて、水に運動のエネルギを与えても良い。

【００６５】第４の実施例の設計は、小流速大量流水の水面部の流速Ｖ_１＝１ｍ／ｓｅｃ小流速大量流水の水底部の流速Ｖ_２＝０．５ｍ／ｓｅｃ吸出部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴ＝（定格運転時）実効
吸出面積Ｓ_２＝１６ｍ^２導水管の水面部の開口端の断面積Ｓ_０１＝４ｍ^２導水管の吸出部内の開口端の断面積Ｓ_０２＝４ｍ^２導水管の吐出流速Ｖ_０＝１ｍ／ｓｅｃ吸出部の吸出流速Ｖ_ＯＵＴ≒（Ｖ_２＋Ｖ_１×Ｓ_０１÷Ｓ
_２）ｍ／ｓｅｃ＝（０．５＋１×４÷１６）ｍ／ｓｅｃ
＝０．７５ｍ／ｓｅｃ（運動のエネルギ《位置のエネル
ギなので、位置のエネルギだけで計算している。）吸出部の水深Ｈ＝２０ｍ圧力管の断面積＝２ｍ^２取水部の開口端の断面積Ｓ_ＩＮ＝（定格運転時）実効取
水面積Ｓ_１＝（Ｓ_２×Ｖ_ＯＵＴ−Ｓ_０１×Ｖ_１）÷Ｖ_１
＝（１６×０．７５−４×１）÷１＝８ｍ^２重力の加速度＝９．８ｍ／ｓｅｃ^２発電効率＝７０％（導水管の効果で向上）この場合の発電容量Ｗは、発電容量Ｗ＝９．８Ｈ×Ｓ_１×Ｖ_１×０．７０ｋＷ＝
９．８×２０×８×１×０．７０ｋＷ＝１０９７．６ｋ
Ｗである。

【００６６】

【発明の効果】本発明の小流速大量流水中の水力発電方
法は、大河川、潮流、海流のように、大気中に落差を作
れないが、水量が豊かで、水深が大きな小流適大量流水
中に、圧力管を設置し、本発明の安定発電条件、取水部
の形状と吸出部の形状、圧力管内または小流速大量流水
中の取水部近傍に取り付けたポンプ、圧力管とは別に設
置した導水管、反動水車の種類の選択等の条件の組み合
わせによって、小流速大量流水の水面部から圧力管の取
水部に流入し、その位置のエネルギによって発電し、圧
力管の吸出部から小流速大量流水中に吸出される定常流
水のエネルギと、圧力管の吸出部近傍を流れる小流速大
量流水が吸出部から圧力管内の水を吸出するエネルギと
の２系統のエネルギを発電エネルギとして有効に利用す
ることができ、従来は不可能であった、小流速大量流水
中の水力発電を可能にするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例方法が実施される小流速
大量流水中の水力発電装置の側面図である。

【図２】本発明の第２の実施例方法が実施される小流速
大量流水中の水力発電装置の側面図である。

【図３】本発明の第３の実施例方法が実施される小流速
大量流水中の水力発電装置の側面図である。

【図４】本発明の第４の実施例方法が実施される小流速
大量流水中の水力発電装置の側面図である。

【符号の説明】１圧力管２取水部３吸出部４反動水車５発電機６ポンプ７導水管Ｖ_１水面部の流速Ｖ_２水底部の流速Ｖ_０導水管の吐出流速Ｖ_ＯＵＴ吸出部の吐出流速Ｈ水深Ｓ_１実効取水面積Ｓ_２実効吸出面積Ｓ_ＩＮ取水部の開口端の断面積Ｓ_ＯＵＴ吸出部の開口端の断面積Ｆ小流速大量流水

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】小流速大量流水中の水力発電方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水力発電方法に関し、
特に、流水中の水中落差を使用する小流速大量流水中の
水力発電方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水力発電方法では、取水面水位と
放水面水位間の空中落差を使用して水力発電しており、
空中落差がＨｍの場合に、水量がＱｍ^３／ｓｅｃの水が
有する空中落差Ｈｍの位置エネルギ（理論水力）＝９．
８ＱＨ（ｋＷ）を、空中落差Ｈｍによって、運動エネル
ギと圧力エネルギとに変換し、これらのエネルギで水車
を回転し、この水車で発電機を回転して発電している。

【０００３】言い換えると、取水面水位にある水と放水
面水位にある水の位置エネルギ差を運動エネルギと圧力
エネルギとに変換して発電している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
水力発電方法では、水中落差（水面にある水と水底にあ
る水との位置エネルギ差）を使用できず、空中落差（取
水面水位にある水と放水面水位にある水との位置エネル
ギ差）のみを使用しているので、流水中に大きなエネル
ギを有する大量流水が存在しても、空中落差を得ること
ができなければ、水力発電は不可能である。

【０００５】従って、水量豊かな大河川、潮流、海流の
ような小流速大量流水中には、極めて大きな運動エネル
ギと位置エネルギと圧力エネルギとが存在するが、従来
の水力発電方法では、これらの小流速大量流水を使用し
た水力発電は不可能であるという問題点がある。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決して、大気
中に落差を作れないが、水量が豊かで、水深が大きな大
河川、潮流、海流の水中落差を使用する小流速大量流水
中の水力発電方法を提供することをその課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の小流速大量流水
中の水力発電方法は、上記の課題を解決するために、流
水中において、第１エネルギ系統「流水の水面近傍から
圧力管に流入した水の運動エネルギと位置エネルギ」の
水と、第２エネルギ系統「流水の水底近傍（水底に限ら
ず水中落差があれば良い）の水の運動エネルギと圧力エ
ネルギ」の水とを組合せて水力発電するために、第１エ
ネルギ系統の水を圧力管内に取水する取水部を流水の水
面近傍に有し、発電に使用した第１エネルギ系統の水を
第２エネルギ系統の水が圧力管内から流水中に吸い出す
吸出部を流水の水底近傍に有する水力発電用の圧力管を
流水中に設け、この圧力管内に水車を設置して第１エネ
ルギ系統の水の位置エネルギでこの水車を回転し、この
圧力管内又は圧力管外に発電機を設置して前記水車によ
ってこの発電機を回転して発電し、第２エネルギ系統の
水の運動エネルギと圧力エネルギとによって前記吸出部
に作用する負圧を利用して、発電に使用された後に吸出
部内にある第１エネルギ系統の水を、吸出部内から流水
中に吸い出して水力発電することを特徴とする。

【０００８】又、本発明の小流速大量流水中の水力発電
方法は、上記の課題を解決するために、水底近傍の流速
が、水面近傍の流速よりも小さい場合に、導水管を圧力
管に並設し、この導水管によって、水面近傍から流水を
導き、この流水の運動エネルギと位置エネルギとを利用
して、この水を、吸出部近傍の流速よりも速い流速で吸
出部内又は／及び吸出部周辺に、その下流方向に向かっ
て吐出させることが好適である。

【０００９】

【作用】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法は、
流水中において、第１エネルギ系統「流水の水面近傍か
ら圧力管に流入した水の運動エネルギと位置エネルギ」
の水と、第２エネルギ系統「流水の水底近傍（水底に限
らず水中落差があれば良い）の水の運動エネルギと圧力
エネルギ」の水とを組合せて水力発電するために、第１
エネルギ系統の水を圧力管内に取水する取水部を流水の
水面近傍に有し、発電に使用した第１エネルギ系統の水
を第２エネルギ系統の水が圧力管内から流水中に吸い出
す吸出部を流水の水底近傍に有する水力発電用の圧力管
を流水中に設け、この圧力管内に水車を設置して第１エ
ネルギ系統の水の位置エネルギでこの水車を回転し、こ
の圧力管内又は圧力管外に発電機を設置して前記水車に
よってこの発電機を回転して発電し、第２エネルギ系統
の水の運動エネルギと圧力エネルギとによって前記吸出
部に作用する負圧を利用して、発電に使用された後に吸
出部内にある第１エネルギ系統の水を、吸出部内から流
水中に吸い出して水力発電するので、次の作用を有す
る。

【００１０】水力発電を行うためには、水力発電中に、
圧力管内で水車を回転する所定量の水が継続して圧力管
に流入し圧力管から流出する条件を、確保しなければな
らない。

【００１１】従来の水力発電方法では、第１エネルギ系
統の水のみを使用しているので、圧力管内で水車を回転
した第１エネルギ系統の水を、圧力管から大気圧中に放
流するという条件で、水車を回転する水量を確保してい
る。

【００１２】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法
では、第１エネルギ系統の水と第２エネルギ系統の水と
を使用し、圧力管内で水車を回転して発電した第１エネ
ルギ系統の水を、第２エネルギ系統の水の運動エネルギ
と圧力エネルギとによって圧力管の吸出部に作用する負
圧を利用して、吸出部内から流水中に吸い出すという条
件で、水車を回転する水量を確保している。これによっ
て、水車は、第１エネルギ系統の水の位置エネルギを回
転に使用することができる。

【００１３】従って、本発明の小流速大量流水中の水力
発電方法において、水面近傍の流速をＶ_１ｍ／ｓｅｃ、
水底近傍の流速をＶ_２ｍ／ｓｅｃ、取水部の取水口の断
面積をＳ_１ｍ^２、吸出部の吸出口の断面積をＳ_２ｍ^２、
水深をＨｍ、各種ロス率をα_１とすると、上記の水車を
回転するために確保できる水量は、第２エネルギ系統の
水による吸出部からの流水吸出容量（１−α_２）×Ｓ_２
×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃが上限になる。

【００１４】従って、第１エネルギ系統の水の流水流入
容量（１−α_１）×Ｓ_１×Ｖ_１ｍ^３／ｓｅｃが、流水流入容量（１−α_１）×Ｓ_１×Ｖ_１ｍ^３／ｓｅｃ≧
流水吸出容量（１−α_２）×Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃの条件を満たしておれば、流水吸出容量（１−α_２）×
Ｓ_２×Ｖ_２ｍ^３／ｓｅｃが、水車を回転するために確保
できる水量になる。この流水吸出容量と水車の使用水量
とを適合させれば、前記の、水力発電中に、圧力管内で
水車を回転する所定量の水が継続して圧力管に流入し圧
力管から流出する条件を確保できる。

【００１５】水車を回転するために確保できる水量（流
水吸出容量）が、水中落差（Ｈｍ）だけ下降して水底近
傍に移動し、その際に、位置エネルギを運動エネルギと
圧力エネルギとに変換し、これらのエネルギで水車を回
転して発電したとすると、水力発電容量は、μ×（１−
α_２）×９．８×Ｓ_２×Ｖ_２×Ｈ（ｋＷ）となる。但
し、μは水車と発電機との効率である。

【００１６】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法
は、又、水底近傍の流速が、水面近傍の流速よりも小さ
い場合に、導水管を圧力管に並設し、この導水管によっ
て、水面近傍から流水を導き、この流水の運動エネルギ
と位置エネルギとを利用してこの水を、吸出部近傍の流
速よりも速い流速で、吸出部内又は／及び吸出部周辺
に、その下流方向に向かって吐出させることによって、
次の作用を有する。

【００１７】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法
の水力発電容量は、μ×（１−α_２）×９．８×Ｓ_２×
Ｖ_２×Ｈ（ｋＷ）なので、水底近傍の流速が、水面近傍
の流速よりも小さい場合には、Ｓ_２を大きくることによ
って、計算上は水力発電容量大きくすることができる。
しかし、Ｓ_２が大きくなると、第２エネルギ系統の水の
運動エネルギと圧力エネルギとによって圧力管の吸出部
に作用する負圧が、Ｓ_２の中央部分に作用し難くなり、
α_２が大きくなって、良い結果が得られない。

【００１８】この対策として、導水管を圧力管に並設
し、この導水管によって、水面近傍の流水を、そのエネ
ルギ（水面近傍の流水の運動エネルギと位置エネルギ）
を利用して、吸出部近傍の流速よりも速い流速で吸出部
周辺に導いて、圧力管の吸出部近傍の流速を大きくする
か、又は、公知の技術であるジェットポンプの作用を利
用して、吸出部内の水を水底近傍の水圧に抗して流出さ
せるために、吸出部近傍の流速よりも速い流速で、吸出
部内に、その下流方向に向かって吐出させる。

【００１９】導水管によって、水面近傍の流水を、吸出
部周辺に導いた場合には、水底近傍の流速Ｖ_２を大きく
する効果があり、吸出部内に導いた場合には、Ｓ_２を大
きくしても、公知の技術であるジェットポンプの作用
で、吸出部内の水を水底近傍の水圧に抗して流出させる
ことができるので、第２エネルギ系統の水の運動エネル
ギと圧力エネルギとによる負圧が圧力管の吸出部に効率
良く作用したのと同等の効果がある。

【００２０】

【実施例】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法を
使用する水力発電装置の第１実施例を、図１に基づいて
説明し、発電容量Ｗを計算する。

【００２１】図１は、複雑になって判り難くなるので筏
を図示していないが、第１実施例を筏の下面に取り付け
て、この筏を潮流の水面に係留した状態を示す。

【００２２】潮流の条件は、水深は３０ｍ以上水面近傍の流速Ｖ_１は１．５ｍ／ｓｅｃ水底近傍の流速Ｖ_１は１．５ｍ／ｓｅｃ使用する水中落差Ｈは２０ｍとする。

【００２３】水力発電容量μ×（１−α_２）×９．８×
Ｓ_２×Ｖ_２×Ｈ（ｋＷ）を有効に利用するためは、μを
大きくしα_２を小さくすることがポイントで、これを実
現する設計思想はつぎの通りである。

【００２４】α_２を小さくするには、先ず、第１エネル
ギ系統の水が圧力管１内に流入し圧力．１から流出する
際に水車４部分以外の所で受ける抵抗を小さくすれば良
い。即ち、圧力管１の内径を出来るだけ大きくして、水
車４を設けない場合には、圧力管１内を（Ｖ_１＋Ｖ_２）
ｍ／ｓｅｃで水が流れるようにする。次に、水車４から
出てくる水の流速Ｖ_Ｔは水底近傍の流速Ｖ_２よりも大き
いので、吸出部３の断面積を、圧力管１側から吸出口に
近づくに従って次第に大きくし、流速Ｖ_Ｔが吸出部３内
で流速Ｖ_２以下に減速するようにする。又、流速Ｖ_１、
流速Ｖ_２には変動があるので、これを吸収するために、
取水部２の断面積を、圧力管１側から取水口に近づくに
従って次第に大きくし、吸出部３の断面積を、前記と同
様に圧力管１側から吸出口に近づくに従って次第に大き
くする。但し、この効果が得られるのは、第１エネルギ
系統の水が圧力管１内に流入し圧力管１から流出する際
に水車４部分以外の所で受ける抵抗を小さくするため
に、圧力管１の内径を充分大きくした場合である。

【００２５】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法
では、水車の入口と出口間の水に大きな圧力差を発生で
きないので、μを大きくするには、反動水車の中でも、
圧力よりも流速の使用比率が大きい翼の揚力を利用する
水車（プロペラ水車）を使用する。そして、水車の回転
数が小さいので、発電機の特性に合わせた増速装置を使
用する。又、水底近傍の流速Ｖ_２が水面近傍の流速Ｖ_１
より小さい場合には、導水管６を設ける。

【００２６】上記の設計思想による設計（導水管は使用
しない）では、圧力管１の内径は２ｍ（断面積は約３．１ｍ^２）取水部２の取水口の断面積Ｓ_１は４ｍ^２（内径は約２．
３ｍ）吸出部３の吸出口の断面積Ｓ_２は４ｍ^２（内径は約２．
３ｍ）水車と発電機の効率μは９０％第２エネルギ系統の水による流水吸出容量のロス率α_２
は３０％水力発電容量Ｗ＝μ×（１−α_２）×９．８×Ｓ_２×Ｖ
_２×Ｈ（ｋＷ）＝０．９×（１−０．３）×９．８×４
×１．５×２０（ｋＷ）＝７４０（ｋＷ）となる。

【００２７】次に、本発明の小流速大量流水中の水力発
電方法を使用する水力発電装置の第２実施例を、図２に
基づいて説明し、発電容量Ｗを計算する。

【００２８】図２は、複雑になって判り難くなるので筏
を図示していないが、第２実施例を筏の下面に取り付け
て、この筏を河川の水面に係留した状態を示す。

【００２９】河川の条件は、水深は４ｍ以上水面近傍の流速Ｖ_１は０．８ｍ／ｓｅｃ水底近傍の流速Ｖ_２は０．５ｍ／ｓｅｃ使用する水中落差Ｈは４ｍとする。

【００３０】上記の第１実施例に示したものと同様の設
計思想による設計では、圧力管１の内径は１．２ｍ（約１．１ｍ^２）取水部２の取水口の断面積Ｓ_１は１．４ｍ^２（内径は約
１．３ｍ）吸出部２の吸出口の断面積Ｓ_２は１．４ｍ^２（内径は約
１．３ｍ）水車と発電機の効率μは９０％導水管６を使用する。この場合には、水面近傍の流速Ｖ
_１が０．８ｍ／ｓｅｃの流水を、そのエネルギ（水面近
傍の流水の運動エネルギと位置エネルギ）を利用して、
吸出部３近傍の流速Ｖ_２（０．５ｍ／ｓｅｃ）よりも速
い導水管吐出流速Ｖ_０で、吸出部３内に、その下流方向
に向かって吐出させ、公知の技術であるジェットポンプ
の作用を利用して、吸出部３内の水を水底近傍の水圧に
抗して、吸出部吐出流速Ｖ_３で流出させる。第２エネルギ系統の水による流水吸出容量のロス率α_２
は２０％水力発電容量Ｗ＝μ×（１−α_２）×９．８×Ｓ_２×Ｖ
_２×Ｈ（ｋＷ）＝０．９×（１−０．２）×９．８×
１．４×０．５×４（ｋＷ）＝１９．８（ｋＷ）となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の小流速大量流水中の水力発電方
法は、第１エネルギ系統「流水の水面近傍から圧力管に
流入した水の運動エネルギと位置エネルギ」の水と、第
２エネルギ系統「流水の水底近傍（水底に限らず水中落
差があれば良い）の水の運動エネルギと圧力エネルギ」
の水とを組合せて水力発電することによって、大河川、
海流、海流のように、大気中に落差を作れないが、水量
が豊かで、水深が大きな小流速大量流水中にける水力発
電を可能にするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法の第
１の実施例方法を使用する小流速大量流水中の水力発電
装置の模式図である。

【図２】本発明の小流速大量流水中の水力発電方法の第
２の実施例方法を使用する小流速大量流水中の水力発電
装置の模式図である。

【符号の説明】１圧力管２取水部３吸出部４水車５発電機６導水管Ｆ小流速大量流水Ｈ水深Ｆ_１取水部の取水口断面積Ｓ_２吸出部の吸出口断面積Ｖ_１水面近傍の流速Ｖ_２水底近傍の流速Ｖ_０導水管吐出流速Ｖ_３吸出部吐出流速

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小流速大量流水中に、取水部を上端近傍
に、吸出部を下端近傍に設けた圧力管を、前記取水部の
開口端を上流に向け、前記吸出部の開口端を下流に向け
て配置し、小流速大量流水が取水部近傍の流速Ｖ_１で其
処を通過して、圧力管内に流入する、取水部の開口端内
外の或る部分の断面積を実効取水面積Ｓ_１とし、圧力管
内の水が吸出部近傍の流速Ｖ_２で其処を通過して、小流
速大量流水中に吸出される、吸出部の開口端内外の或る
部分の断面積を実効吸出面積Ｓ_２とし、このＳ_１とこの
Ｓ_２とを、小流速大量流水の取水部近傍の前記流速Ｖ_１
と小流速大量流水の吸出部近傍の前記流速Ｖ_２とに略逆
比例させて、Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２の安定発電条件を
得ると共に、この圧力管内に反動水車を配置し、この圧
力管内またはこの圧力管外の適当な位置に配置した発電
機を前記反動水車に連結し、小流速大量流水の前記取水
部近傍の水を、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１≒Ｓ_２×Ｖ_２ずつ、前記
圧力管内に流入・下降させ、前記取水部と前記吸出部間
の位置のエネルギを運動のエネルギに変えて前記反動水
車を回転させ、この反動水車の回転によって発電機を回
転させて発電し、発電に使用したこの水を、前記吸出部
近傍の小流速大量流水の圧力のエネルギと運動のエネル
ギとの吸出力によって、前記吸出部から小流速大量流水
中に吸い出させることを特徴とする小流速大量流水中の
水力発電方法。
【請求項２】圧力管内または取水部近傍に取り付けた
ポンプによって、小流速大量流水を、小流速大量流水自
身の取水部近傍の流速ｖ_１よりも大きな流速Ｖ_１で、実
効取水面積Ｓ_１を通過させて、毎秒Ｓ_１×Ｖ_１で圧力管
内に流入させる請求項１に記載の小流適大量流水中の水
力発電方法。
【請求項３】圧力管とは別に設置した導水管によっ
て、小流速大量流水の水面部から水を導き、その水の位
置のエネルギを利用して、その水を、小流速大量流水自
身の吸出部近傍の流速Ｖ_２よりも速い流速Ｖ_０で、吸出
部内から小流速大量流水中に、その下流に向かって吐出
させることによって、圧力管内の水と導水管内の水を、
小流速大量流水自身の吸出部近傍の流速Ｖ_２よりも大き
な流速Ｖ_ＯＵＴで、吸出部の開口端を通過させることに
より、小流速大量流水の圧力に抗して、圧力管内の水
を、毎秒Ｓ_２×Ｖ_２で圧力管から小流速大量流水中に吸
出させる請求項１または２に記載の小流速大量流水中の
水力発電方法。