JPH05506901A - 水力―電気力変換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 図１はベンチュリー・ダクトの側断面図を示し、このベンチュリー−ダクトの下 方にはシステムのエネルギーと圧力の線図が図解しである。

図２はサイホン装置の側断面図を示し、このサイホン装置の下方にはシステムの エネルギーと圧力の線図が図解しである。

図３は本発明の第１実施態様による水力電力変換システムの平面図を示す。

図４は本発明の第２実施態様によるシステムの平面図を示す。

図５及び図６はそれぞれ本発明の特に有利な実施態様による水力電力変換システ ムの平面図と側面図を示す。

図７は空気スイッチが第１作動位置に位置付けられた状態で水の落差下方に位置 付けられたサイホン・ダクトを示す。

図８は空気スイッチがｊｌＩ２作動位置に位置付けられた状態で水落差上方に位 置付けられたサイホン・ダクトを示す。

図９は空気噴射点における図７又は図８におけるサイホン・ダクトの平面図を示 す。

図１０及び図１１は図９に示された如く、ハイドロフォイルの部分断面図を示す 。

図１２及び図１３は本発明の他の実施態様の側面図及び平面図を示す。

図１４は本発明の基本形態による据え付けの模式的側断面図である。

図１５は別の装置を示す点が異なる図１４と同様の断面図。

図１６は図１３の実施態様と比較した、一部の点が簡略化された別の実施態様を 示す点が異なる図１４と同様の図。

図１７及び図１８は装置を特定の箇所にどのように据え付は可能であるかを示す 側面図と平面図。

図１９は図１２と類似している、本発明の他の実態態様を示す図。

図２０は本発明の他の実姉態様の平面図。

図２１は図２０の実姉態様の側面図。

ここで、図面、最初に図１を参照すると、制限領域、即ちスロートにおいて水が 高速度及び低圧力にて流れるよう水の落差下方にベンチュリー・ダクトが位置付 けである。この点についてはダクトの表示下方に図示されたシステムのエネルギ ーと圧力の線図から理解出来る。同様に、図２においては、ダクト・サイホン装 置が図解してあり、このシステムのエネルギーと圧力の線図はベンチュリｍ−シ ステムにおける線図と類似していることが理解出来よう。圧力線図はその最低の 値においてはサイホンの最高点で表される点にある。

上記２つのシステムのいずれかにおける圧力低下は空気をその圧力勾配に沿って 水の流れ内に誘引により導入出来る領域を提供するので、水対空気の動力変換シ ステムにおいては重要である。これは特に空気の導入が受動的過程、即ち、エネ ルギーに対する必要性に悪影響を及ぼさずに行えることから有利である。

図３乃至図６は本発明の第１局面を表しており、ここで図３を参照すると、流れ る川、堰又はダム等から得られる水の流れが上流側ダクト部分１０を通じて流ね 、最終的には下流側ダクト部分１２から出る。部分１０及び１２は異なる高さに あり、部分１０は部分１２より高くなっている。

上流側ダクト部分１０と下流側ダクト部分１２は図示の如く測置関係的に存在す る吐出ダクト部分１４及び１６で接続している。部分１４及び１６は上流側部分 １０から下流側部分１２へ下方に傾斜しており、部分１４及び１６は入口１４Ａ 、１６Ａ及び出口１４Ｂ、１６Ｂを備えている。

上流側部分１０と入口部分１４Ａ、１６Ａの間には切替え弁１８が有り、この切 替え弁１８は後で説明する如く入口１４Ａ又は１６Ａのいずれかに流動水を流入 すべく矢印２０で示された如く前後に移動するよう適合している。

同様に、出口１４Ｂ又は１．６Ｂから水を集め、その水を部分１２内に変える切 替え弁２０が存在している。この切替え弁２０は矢印２４で示される如く往復動 されるよう適合している。

弁１８及び２２はダクト部分１０が水を入口１４Ａ内に充填している間にダクト 部分１２が水を出口１６Ｂから集めているよう反位相的に作動するよう示しであ る。

弁１８及び２２が矢印２０及び２４で示される如く揺動される際、流入する水が 交互に個々のダクト１４及び１６内に供給される点で作動の原理については図面 から理解されよう。理想的には、発生する内容は水のスラグ２６．２８がダクト １４下方に移動し、水のスラグ３０．３２がダクト１６下方に流ね、これらのス ラグの間に空気のポケット３４．３６．３８．４０が存在することである。こに 場合の空気は図３の矢印４４で例示的に示される如く、交互に入口１．４Ａ、１ ６入内に引き込まれる。

所望ならば、加圧され出口１４．１６から出る空気は電気エネルギーの抽出の目 的上、空気タービンを駆動すべく空気タービン上に流れた後。入口１４Ａ、１６ Ａに戻ることが出来る。

図４に示された別の装置は空気の流入が空気弁４６．４８により制御さね、同様 に流出流れが空気弁５０，５２により制御される点を除き、図３と同様の内容で ある。ゲート弁１８及び２２を機械的に駆動する代わりに空気弁４６．４８．５ ０及び５２は交互に開閉されてダクト部分１４及び１６を通る同様の流れパター ンを提供するので図４の実姉態様の作動については容易に理解されよう。

ダクト部分１４．１６が直線状である場合、水スラグ２６．２８．３０．３２は コヒレント質量体としてダクト部分に沿って移動するよりむしろダクト部分の底 にてくずれて空気を水の上方に集める傾向がある。こうして空気が集まり、空気 のポケットが最終的に壊わへ大容量の空気を形成すると、本装置は空気ロックっ て成る程度吐出効果が達成さね、本発明の一般的概念において本発明の範囲内に あるものと考えられても、一層効果的なシステムが図３及び図４に示しであるこ れらの図面を参照すると、図３及び図４を関連付けて既に説明した部品は同様の 参照番号を有しており、実際、図３及び図４の実姉態様と比較した図５及び図６ の実姉態様における本質的な相違点はダクト部分１４．１６及び上流側部分１０ が反重力放物線の形状に形成しである点であることが観察されよう。これらの部 分をこうした形状にする目的はこの曲線部分を移動する水のスラグが少なくとも 一時的に重力の効果の無い状態にすることにある。これは、スラグが破壊無しに 放物線経路を追従し、圧力空気を集めて空気タービンに送る空気排出部６０に駆 動される空気ポケットを最大且つ効果的に吐出させるようダクＩ・１４．１６に 充填することを意味している。

反重力曲線は水が図６の角度Ｘにて出た後、自由に移動する水の噴射が続く自然 の曲線である。上流側部分１０は実際、水がサイホン効果によりダクト部分１４ 及び１６内に引き込まれるよう水の下流側体６４に対して相対的に落差Ｈを提供 する水の上流側体６２内に浸漬される入口端部を備えていることが理解されよう 。

図面に示される如く、入口ダクト部分１０と出口ダクト部分１２は平面的に見た 場合、形状が収束する形状と拡散する形状であり、空気弁４６．４８は空気を交 互に部分１４．１６に導入するようｉＥ３’１１してあり、この部分の入口がダ クト部分１０の個々の縁部と幾分整合した状態になるよう曲がって示しである。

これは本装置が図５に示された状態にある際、弁４６の近辺に空気が存在しない ことが流入する水がダクト部分１４の入口に向かって引っ張られる傾向があり、 弁４８を通過する空気の流れで水の流れがダクト部分１４内にも向けられること を意味するという特別の利点を備えている。弁が切り換えられると、弁４８近辺 の空気が存在しないことから、吸入効果が生まね、流入する水をダクト部分１６ 内に引き込み、弁４６を通じて空気を同時的に導入することにより水はダクト部 分１４の外壁から離ねへそのため切替えは円滑に行わわ、最低のエネルギー・ロ スで行われる。（図３に示された機械的弁装置１８．２０が機械的エネルギーの ロスに影響しない。） 従って、水は対抗するダクト部分１４．１６内に円滑に切り換えることが出来、 ポケット内の空気の最大吐出を行う。エネルギーは空気タービンを使用して（好 適には導入による）任意の適切な様式により流入する空気から取り出すことが出 来る。

弁４６．４８の領域内にダクト部分１４．１６の入口端部に対する多数の入口を 提供する羽根が存在すれう限り、勿論、改変を成すことが出来、ダクト部分１４ ．１６内への水の流れの切替えを高める目的からダクト１４．１６の間の水のス ラブの切替えを高める弁４６．４８の弁入口を架橋する可撓性膜フラップ６６． ６８を設けることが出来る。

前述した本発明の諸実施憇様の相当の利点は、可撓性膜の利用により達成される 吐出効果が無いことであり、構造は極めて簡単に出来ることにある。

図５及び図６に示された特定の構造は性質上、サイホンの形態であるので、この 構造が堰又はダム７０を乱すこと無く水の上流側体と下流側体から上げることが 出来、そのため保守整備を容易に行えるという付加的利点を有している。

前述したシステムにおいては、適用される落差は約半分で且つ流量が大略水の流 量と等しい同等の水落差により排出空気を加圧出来る。理想化された状態におい ては、水の流れど空気の流れは流入側であり、出口側は連続的且つ一方向的であ る。こうしたシステムからの空気動力出力は滑らかであり、最初に述べたシステ ムと位相外に出来る平行システムと組み合わせることも出来よう。例えば、３相 作動での作動を成す３つのシステムがより滑らかな動力出力を提供しよう。各装 置の下流側端部における空気の集合は弁又は表面での集合化により行われる。

明らかに、水と空気のスラグはダクト部分の長さを越えない長さにしなければな らない。集められた空気は閉回路システムにより空気タービンを通じて空気入口 に戻すことが出来る。

水が反重力ダクト内に流入する水の初期水平速度は適用される落差で表される入 口空気弁は多くの形態をとることが出来、好適には３ｍの落差に対して１秒の領 域においてサイクル時間を達成するようモーター駆動される。人口空気圧力を変 えることで作動される自動弁を使用出来る。

本明細書で説明した如く、前述したシステムは概念上簡単であり、水弁又は膜を 必要としない。本システムはその物理的寸法に対して高い動力割合を有し、低構 造コストをもたらすことが出来、本システムは水対空気の高い動力効率を有して いる。単一方向の空気の流れはシャフト効率に対してより滑らかな動力と高い空 気を提供する。使用される簡単な空気弁は空気の漏洩に耐えることが出来、成る 程度、本システムはゴミ又は他の粒状物といった材料が直接ダクトを通過出来る ような場合はこうした材料を除去すべく水の濾過を何ら必要としない。本システ ムは経済的であり、据え付けに当たっては低コストの土木技術のみを必要とする 。

図７乃至図１３に別の実施態様が示してあり、ここでは水落差の下方に位置付け られた単一のベンチュリー・ダクト装置又は水落差上方に位置付けられた簡単な サイホン・ダクト装置が最初の高いレベルから第２の低いレベルへ水を運び、空 気は最低圧力点からダクト内に導入される。ダクト内に空気を導入する手段は例 えば低圧力タービンによってエネルギーの入力を必要とする限り、能動的に出来 るか又は例えば圧力勾配に沿って受動的拡散によりエネルギー人力が要求されな い場合は受動的に出来る。

本発明の空気噴射又は導入手段は図９に示してあり、これはテーパー付ぎ形状の ハイドロフォイル５２のすぐ近くに隣接して位置付けられた少なくとも１個の空 気入口５０を含む。従って、図１０を参照すると、空気噴射手段が切り換えられ ると、空気がハイドロフォイル５２の表面の周りに流ね、隣接するハイドロフォ イルに間の縁部により定められる水噴射が空気の流れから偏向されるとか理解出 来る。これは空気が最終的に自由な流れを壊し、漸増的に低圧力領域からダクト に沿って移動する逸水の流れの方向でハイドロフォイルの表面の周りに流れる空 気の別々のパケットを作りだす効果を備えている。逆に、図１１から理解される 如く、空気噴射手段がスイッチ・オフされると、水の隣接する噴射が最早ハイド ロフォイルの表面から偏向されず、従って、そのハイドロフォイルの表面の周り に流れる。隣接する空気噴射器の作動状態を連続的に変えることにより、水内に 流れる別々の空気パケットの互い違いのパターンを提供することが出来る。ダク トの側断面図は反重力曲線を表し、空気パケットはダクトの反重力線図の結果ダ クトの上面に移動することが防止される。システムの配列は渦流の量を最低にし 、こうして空気分散の別々のパケットにより発生される空気の泡の形成び対して 安全策をとるよう設計しである。

空気のパケットがシステム内に一旦導入されると、空気のパケットはダクトに沿 って最初の高いレベルから第２の低いレベルへ流ね、かくの如く流れる間に空気 のパケットが加圧さね、こうして空気タービン・システムに動力を与える手段を 提供する。従って、全体の装置は空気の導入と流れをタービン駆動目的に使用出 来る空気ポンプの場合と同様に出来ることか１解出来る。

空気が第２ダクト７４で集められ、発電機７８を作動する目的から空気タービン ７６へ戻される際、空気がダクトの上面に静圧的に送られるようサイホン・ダク ト７０がその下方レベルの７２の箇所で曲げである一つの装置が図１２に図解し である。図１３は図１２の平面図を表し、ここではダクト７４内に集められた加 圧空気がタービン７６に戻さね、究極的に発電機７８を駆動することが理解でき よう。この装置においては、空気弁８０が噴射器５０と一体構造であり、タービ ン７６から直接低圧空気を受け取る。高速空気タービン７６はウェル又はプロペ ラ型ローターを有することが出来、列部誘電発電機又は交流機に直接接続される 。空気は空気コレクターから配管さね、空気は大気から排気することで補填され る。このシステムにおいては、出力電力は安定しており、切替え期間を変えるこ とにより負荷を一致させることが出来る。

図解はされていないが、水パケットの互い違いの層が最初の高いレベルから第２ の低いレベルへダクトに沿って流れることが出来るよう水チャンネルと整合して いるダクト内に垂直分離装置を位置付は得ることも考えられている。又、空気パ ケットの性質を変える目的上、垂直様式とは対抗的に水平様式にて空気噴射装置 を配列出来ることも意図されている。

図９において、ダクトはハイドロフォイルとの組み合わされた複数個の空気噴射 装置を有する状態で示されているが、単一噴射装置の対に水平膨張ダクトを設置 することは本発明の範囲内に入ることが理解されよう。

図９による更に代替的な装置においては、ダクトの縁部に位置付けである周縁ハ イドロフォイルの最外側に沿って付加的チャンネルを設けることが出来る。これ により、ハイドロフォイルから出る空気パケットがダクト壁と相互作用せず、結 果的にこれが渦の危険性を低減化するよう少量の水の噴射１００を周縁１１イド ロフオイルの最外側縁部の周りに流すことが出来る。

前述した諸実施態様においては、エネルギーは例えば、川底に流れる水といった 液体の流れから作成されるので、落差は導管を通じて流さね、又当該空気の流れ が導管内に引き込まれて液体と共に移動されることから、導管内への空気の流人 が電気エネルギーといたエネルギーを得ることが出来る基になる空気タービンと いった原動機の駆動に利用される。

これにより、電気エネルギーが単にその流れる液体から作成される。空気ターピ オン又は他の原動機の使用の結果、実際的なシステムが結果的に生まね、本発明 は前述の係争中の出願において開示された基本的概念による多数の実施態様と諸 特徴の開示から成っている。

水の流れ内での空気の捕獲は結果的に空気の加圧となるが、加圧状態下の空気は 原動機の駆動用に使用され又これは構造的に可能ではあるが、実際的な用語では この装置は機器を効率的なものにすべく欧州特許出願第０１６２８１４号明細書 に記載の如く加圧状態下の空気の比較的大量の容積を捕獲するよう空気室を作成 出来ねばならないであろう。これがなされない場合は入口と出口におけるロスは 大き過ぎてシステムを実際的なものにすることが出来ないであろう。

液体の流れを使用して大気から空気を誘引し、空気の流れがその流れる水内に捕 獲される前に空気が大気から移動して大気に向かう際原動機を空気の流れで駆動 することが特に有利であり、全ての実施態様において、その集められた空気は単 に大気に戻さね、こうした場合、切替え装置は必要とされないであろう。

流入する誘引された空気が原動機の駆動目的に使用される場合、先行技術のこれ ら欠点の多くが克服さね、空気が水に捕獲された後は特定の流れを確率する必要 はないが、明らかにこの捕獲が制御出来る場合は効率の高くなる可能性がある。

更に、係争中の出願で掲げた理由から水に捕獲される空気の量を制御することが 望ましい。しかしながら、経験では本明細書において開示した如く更に一段と簡 単な構造及び作動をこの説明された概念の範囲内で適合可能であるが、更に奨励 的な結果が達成されることが示された。

実施態様で開示された特徴は全て実施態様と関連して使用可能である。

ここで、図面の図１４乃至図１９の中、最初に図１４を参照すると、水流れ層、 典型的には川底１０が示してあり、その流れを閉塞するため堰又はダム１２が設 けてあり、こうして水の流れ内で上流側１１４と下流側１１６が定められている 。ダムの上流側に対する水の落差は下流側１１６に対する水の落差より高い。

ダム又は堰にはスロート１２２を有するベンチュリー導管である導管２０にいた る出口１１８が備えである。容易に理解される如く、水は上流側ど下流側の間の 落差の下に上流側１１４から導管１２０を通じて下流側４１５へ流れる。

水がスロート１２２を通じて流れる際その水は適切な設計になった空気タービン １２６を通じて流される。矢印１２８は管１２４内に空気の導入を示し、原動機 １２６を通じて水と同じく空気をスロート１２２内に導入する。この空気は矢印 １３０で示される如く、大気に戻される。水と空気が連続的に流れるダイカモ２ 相システムが存在する。

矢印１３２はタービン２６からの出力電力を示し、これは電気的エネルギーの形 態に出来、この目的のためタービン１２６には適切な電気的発電装置が接続され ている。

図１４はシステムの基本素子を図解しているが、この図は基本的なものではある が、効果的に機能出来るシステムを図解している。勿論、改良を成すことが出来 、図１５は図１４の装置より高い効率が行われる別の装置を図解している。

図１５において、堰又はダム１１２には出口孔１８は設けられていないが、導管 １２０は図示の如く逆Ｕ−字形であるためこれは堰１１２の上部を越えて延在し 、その入口と出口端部は上流側１１４と下流側１１６で水中に浸漬される。従っ て、導管２０はサイホン・モードで機能する。これは特定の曲がりを有するもの として示してあり、これは先に他の実施態様に関連して説明した如く反重力の曲 がりになっているが、この場合もスロート１２２が定めてあり、同じ目的に使用 する管１２４がスロート２２の領域内の導管１２０の内部に接続する。導管１２ ０に動力がかけらね、水が上流側から下流側に流れると、負圧が図１４の実施態 様におけるスロートより高いレベル迄スロープ部分において発生し、従って、空 気の大容量が導管１２０内に引き込まれる。空気は再び矢印１３０で示される如 く下流側において排出される。

図１５の装置においては逆Ｕ形の直線断面の導管１２０が設けてあり、その横断 面は一定になっているが、ダウン・レッグ１２ＯＡにおいては管１４２と制限装 置４０が矢印１４６で示される如く上１出来るよう適切なグランド１４４を通じ て入口管１４２で支承された制限体１４０が設けである。これは制限体の周りに 発生されるベンチュリー効果がダウン・パイプ２ｏ内での任意の高さに位置付け ることが出来、そのため制限体を任意の適切な高さ位置において性能を調べるこ とが出来ることを意味している。空気が管１２４を通じてシステム内に引き込ま れ、又、（図示せざる）原動機２６上に流さね、次に管１４２内に流入し、最終 的には流れ制限装置１４０内の適当な孔又は出口手段から出る。流れ制限装置１ ４０は最良のスロットル作用及びベンチュリー作用を提供する目的上適切な形状 に出来る。

実質的に図１６に図解された機器で実施されるが、調節可能な制限装置の無い基 本的実験では奨励的結果が得られた。制限装置を設ければ改善された効率が達成 されるものと確信されている。

図１７及び図１８は現存する現場での位置における本発明の実施態様を示してい る。堰又はダム１６０は図１４に示された如く上流側箇所１１４と下流側箇所１ １６に対応して上流側部分と下流側部分を形成する上方溜め池１６２及び下方溜 め池１６４内にその流れる川の水を分流させる。

導管１２０は図１５に示される如く、曲がった好適には反重力形態のものであり 、図１８を考察すると導管が堰又はダムの幅と比較して比較的狭くなし得ること が示されている。

図１７及び図１８から理解される如く本装置は極めて簡単であり、修理等に大し ては所要の如く堰の上がった洗浄の状態に容易に適用出来る。上流側溜め池と下 流側溜め池に関連してその相対的位置につき導管を安定化させる必要はあっても 実質的な固定基礎は要求されない。

導管を堰又はダムから除去する際、ダム内のスルース・ゲート等を開いて液体の 流れを上流側から下流側へ流すことが出来、又は他の流れ分流手段を採用出来る 。

側部において上流側と下流側の溜め池は実際、川の経路の練れに出来、制御ゲー ト等はエネルギー抽出装置を使用状態にすべき場合に水を上流側溜め池内に分流 させるため設けることが出来る。

図１９に示された本発明の実施態様においては、空気は再びタービン１２６を通 じて引き込まれるが、タービンからの出口はサイホン落差構造１６０内に入れら れ、この構造内に出口管１６２が延在し、そのため上流側１１４からの水は実際 落差構造１６０内にサイホン的に流入さね、次に図１９に明瞭に示される如く管 １６２を通じて出さヘタ−ビン１２６を通過する空気は水の下流側の流れ内に引 き込ま娠矢印１３０で図解される如く再び下流側１１６から流出する。

この装置により、（全体で５０％迄の）大量の空気をダウン・パイプ１６２内に 引き込むことが出来る。即ち、ダウン・バイブロ２の任意の時点に全体の量が水 ５０％で空気５０％で構成される。流れる水内に引き込むことが出来る空気の量 が増えれば増える程、動力出力の効率が高くなる。

図２０及び図２１に別の実施態様を示すが、この実施態様は、水の噴射が隣接す る壁に接触するようになれば壁付着という効果が生じるという原理を下に作動す る。その効果は壁面に低圧力を生ぜしめる掃引される壁に隣接している流体に起 因する。これにより空気の噴射は壁を曲げ、漸増的曲がりに沿って壁に付着した 状態にとどまる。図示の装置において、噴射は再びそれが平面的に表せばベンチ ュリー・スロート２０２及び拡散する下流側位置２０４を含むダクト２００に沿 って移動する際切り換えられる。パイロット空気入口２０６．２０８は反対側に おいてスロート２０２内に開き、主たる動力空気入口２１０．２１２は図示の如 く反対側で部分２０４内に開いている。好適にはダクトは図２１に示される如く （反重力曲線にて）曲げられている。パイロット入口２０６．２０８は偏向可能 な羽根２１４．２１６で覆われている。噴射２１８はパイロット入口２０４．２ ０８により部分２０４の一方の側から他方の側へ切り換えられる。羽根２１４． ２１６上に圧力パルスを適用することでガイド羽根は部分的量だけ移動し、水の 噴射を壁から壁に切替え、従って、これらはヒンジ付き装置よりむしろ簡単な板 ばねを利用出来る。各ガイド羽根の通常の整合により壁の付着が誘引さね、噴射 の取り外しはパイロット空気入力をベンチュリー・スロート内の低圧に対して（ 通常大気圧の）高い圧力に切り換えることにより達成される。羽根前後の圧力差 により羽根は壁から離れた曲がり、こうして噴射を放す。パイロット空気は又切 替え噴射で残された空間にも供給する。

前述のパイロット作動型噴射は特許出願の図７乃至図１３において示されたベン チュリー／サイホン・システムの動力入力空気の切替えの必要性を無くす。ベン チュリー下流側寸法の両側に主動力空気を接続することにより動力空気を噴射の パイロット切替え空気側内に引き込むことが出来る。従って、動力空気入力は自 動的にその低動力切替えパイロット空気に従ってベンチュリー接続に切り変わる 。引き込まれた動力機は本明細書で説明した如（タービン上に引き込まれるか又 はタービン駆動のための圧力媒体として供給される。

本明細書で開示した本発明の各種実施態様の重要な特徴は、大気の運動エネルギ ーか原因で水の流れ内に大気が簡単に引き込まね、その誘引中に空気が空気駆動 原動機上に引き込まね、他の形態のエネルギー、例えば、シャフト・エネルギー 及び最終的には電気エネルギーが生産可能となるように提供する際の単純性にあ る。

、已ｍ− １巳＝ＩＱ　ｅ巳二η。

水出口 −日＝Ｊコ。

、日εＩ５゜ 、巳＝−コ。

、日Ω２０゜ 要約書 ダクト（７０）に水を流し、空気タービン（７６）を励起して電気エネルギーを 発生するよう当該空気タービン上に流される空気の流れを生じるべく空気を当該 ダクト内に誘導することにより電気エネルギーを提供すべく例えば川の流れ内の 低落差エネルギーが使用される。この空気は効率に悪影響を及ぼす空気の泡又は 空気のパケットがダクト内の流れる水に沿って移動しないことを確実にする目的 上その水に空気を導入出来る。

平成４年１０月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高いレベルから低いレベルへ流れる液体内のエネルギーを変換するエネルギ ー変換システムであって、前期高いレベルから低いレベルへ液体を通流せしめる ダクト手段、液体の流れにより気体がダクト手段に沿って移動するようダクト手 段内に気体を導入する手段から成り、液体と潜在的エネルギーの多くが気体内の 運動エネルギーに変換され、気体の運動エネルギーを一層容易に使用可能な形態 のエネルギーに変換すべく配列された運動エネルギー変換手段を含むようにした エネルギー変換システム。 ２）ダクト手段が堰下流側の堰の基部から延在する水平ダクトである請求の範囲 ２項記載のシステム。 ３）ダクトが内部にベンチュリー・スロートを有する請求の範囲２項記載のシス テム。 ４）気体を導入する前期手段が前期スロート内に開く気体誘引管手段を含む請求 の範囲３項記載のシステム。 ５）前記ダクト手段が堰の高いレベルから堰を越えて下方レベル迄延在している サイホン管である請求の範囲１項記載のシステム。 ６）前記サイホン・ダクトが滑らかに堰上で曲がうており、頂点においてベンチ ュリー・スロートを有する請求の範囲５項記載のシステム。 ７）サイホン・ダクトが反重力曲線の形態に作成してある請求の範囲６項記載の システム。 ８）前記導入手段が前記スロート内に開く気体導入管手段を含む請求の範囲６項 又は７項記載のシステム。 ９）前記サイホン・ダクトがダクト内のベンチュリー・スロートを作り出すベン チュリー部材を内部に有し、前記ベンチュリー部材がダクトの長さに沿ったスロ ートの位置を変えるダクトの長さに沿って調節可能である請求の範囲５項記載の システム。 １０）ベンチュリー部材が垂直に前記下方レベル下方へ延在するダクトのレッグ 内にある請求の範囲９項記載のシステム。 １１）サイホン・ダクトが上方レベルから上方に延在するサイホン・ヘッダー及 びヘッダーの上部から堰の底部を通って下方レベル迄延在するダクト部分を含む 請求の範囲６項記載のシステム。 １２）導入手段がヘッダー内にいたる導入管を含む請求の範囲１１項記載のシス テム。 １３）導入管がダクトの同じ長さ位置における異なった位置にて周期的及び代替 的に気体をダクト内に導入するよう開くことが出来る切替え弁手段を有する請求 の範囲２項、８項及び１２項の各項記載のシステム。 １４）ダクトが２個の平行部分になっており、気体が代替的にその切替え弁手段 により個々のダクト部分内に導入される請求の範囲１３項記載のシステム。 １５）切替え弁手段に液体の流れを片側に流し、次に前記ダクトの他方の側に流 すダクト内の揺動可能な羽根を含む請求の範囲１３項記載のシステム。 １６）エネルギー変換手段が誘引管内にある請求の範囲８項乃至１２項及び１３ 項乃至１５項記載の各項記載のシステム。 １７）下方レベルにて気体を集め、その気体を気体出口管内に流す手段が設けて ある請求の範囲前記各項記載のシステム。 １８）出口管から出る気体が誘引管に再循環されるよう気体出口管が気体導入管 に接続される請求の範囲３個記載、８項、１２項及び１３項乃至１６項の各項記 載の内容による請求の範囲１７項記載のシステム。 １９）ダクトがベンチュリー・スロート及び拡散型の下流側部分を有する請求の 範囲１項記載のシステム。 ２０）ダクトがベンチュリー・スロートの反対側にパイロット気体入口を有する 請求の範囲１９項記載のシステム。 ２１）パイロット気体入口が変位可能羽根で被覆される請求の範囲２０項記載の システム。 ２２）羽根がばね板である請求の範囲２１項記載のシステム。 ２３）液体の流れを下流側部分の反対側に交互に偏向させるため圧力パルスを交 互に前記パイロット入口に適用する手段が存在している請求の範囲２０項乃至２ １項の各項記載のシステム。 ２４）前記下流側部分内に開く動力気体導入管を含み、当該管を通じて圧力気体 が液体の流れにより誘引される請求の範囲１９項乃至２３項の各項記載のシステ ム。 ２５）エネルギー変換手段が誘引管を通じて誘引された気体により駆動されるよ う位置付けられたタービンを含む請求の範囲２４項記載のシステム。 ２６）エネルギー変換手段がガス・タービンを含む請求の範囲各項記載のシステ ム。 ２７）エネルギー変換手段が発電機を含む請求の範囲前記各項記載のシステム。 ２８）流れる液体が流れ又は川又は運河の水である請求の範囲前記各項記載のシ ステム。 ２９）気体が大気から誘引された空気である請求の範囲各項記載のシステム。 ３０）液体の流れの誘引により空気が直接大気から引き込まれる際の請求の範囲 １項乃至１６項又は請求の範囲１９項乃至２５項の各項記載の、請求の範囲２６ 項乃至２９項の各項記載のシステム。