JPH1144288A - 水力で風車をまわし発電する発電装置 - Google Patents
水力で風車をまわし発電する発電装置Info
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- JPH1144288A JPH1144288A JP9215511A JP21551197A JPH1144288A JP H1144288 A JPH1144288 A JP H1144288A JP 9215511 A JP9215511 A JP 9215511A JP 21551197 A JP21551197 A JP 21551197A JP H1144288 A JPH1144288 A JP H1144288A
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- Japan
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- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 日本の水力エネルギーは、過疎化した農山村
に多く存在し、未利用のまま捨てられている。 【解決手段】 この未利用資源を活用して発電する装置
として、水車と風車を組み合わせ、水力で回転体をまわ
し、回転体に装着した複数の風車を走行させることで、
風車に仕事をさせ、効率よく発電することが出来る発電
装置を開発した。ここで使う風車は、非風力風車であ
り、水流さえあれば、コンスタントに仕事をすることが
出来る。本発明により、ｋｗ当たり発電コスト、及び、
ｋｗ当たり設備コスト共に、世界一の低コトスを実現す
ることが出来る。
に多く存在し、未利用のまま捨てられている。 【解決手段】 この未利用資源を活用して発電する装置
として、水車と風車を組み合わせ、水力で回転体をまわ
し、回転体に装着した複数の風車を走行させることで、
風車に仕事をさせ、効率よく発電することが出来る発電
装置を開発した。ここで使う風車は、非風力風車であ
り、水流さえあれば、コンスタントに仕事をすることが
出来る。本発明により、ｋｗ当たり発電コスト、及び、
ｋｗ当たり設備コスト共に、世界一の低コトスを実現す
ることが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水力で風車をま
わし発電する発電装置に関する。
わし発電する発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型水力発電水車として、ペルト
ン、フランシス、チューブラ、クロスフロー、ダリウ
ス、開水路形が知られている。また、発電用風車は、プ
ロペラ、ダリウス、ジャイロミル形が知られている。
ン、フランシス、チューブラ、クロスフロー、ダリウ
ス、開水路形が知られている。また、発電用風車は、プ
ロペラ、ダリウス、ジャイロミル形が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】日本は水力エネルギー
の宝庫であるにもかかわらず、未利用のまま捨てられて
いる。特に、マイクロ水力発電装置は、ほとんど普及し
ていない。一方、風車は風向、風力が一定しない日本で
は稼働率が悪く利用価値が低い。本発明は、上記欠点を
克服し、水力エネルギーを活用して高効率、低コストに
発電出来る装置を提供することを目的になされたもので
ある。
の宝庫であるにもかかわらず、未利用のまま捨てられて
いる。特に、マイクロ水力発電装置は、ほとんど普及し
ていない。一方、風車は風向、風力が一定しない日本で
は稼働率が悪く利用価値が低い。本発明は、上記欠点を
克服し、水力エネルギーを活用して高効率、低コストに
発電出来る装置を提供することを目的になされたもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため本発明は、水車装置、水車懸垂装置、自動車
部品利用の動力伝達装置、輪軸装置、円形回転体の外周
縁に揚力型風車を複数装着した回転体装置、発電機及び
同附帯電気装置の６装置で構成され、水車で水力エネル
ギーを機械力に変換し、その力を輪軸装置に入れ力を拡
大して回転体をまわし、回転体を走行させることによ
り、風車の受風面に走行運動エネルギーを与えて風車を
まわし、その機械力で発電機をまわして発電する発電装
置を提供する。
決するため本発明は、水車装置、水車懸垂装置、自動車
部品利用の動力伝達装置、輪軸装置、円形回転体の外周
縁に揚力型風車を複数装着した回転体装置、発電機及び
同附帯電気装置の６装置で構成され、水車で水力エネル
ギーを機械力に変換し、その力を輪軸装置に入れ力を拡
大して回転体をまわし、回転体を走行させることによ
り、風車の受風面に走行運動エネルギーを与えて風車を
まわし、その機械力で発電機をまわして発電する発電装
置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１を参
照して説明する。本装置は、図１に示す通り、水車装置
１、水車懸垂装置２、動力伝達装置３、輪軸装置４、回
転体装置５、発電機及び同附帯装置６で構成されてい
る。水車装置１は、スクリー式羽根を多数とり付けた円
形水車７を自動車の後車軸（リア、アクスル）に左右各
１ケづつ取り付けてある。水車７の直径は１〜３ｍ、長
さは２〜３ｍ（２ケで４〜６ｍ）材料は耐錆合金であ
る。水車懸垂装置２は、川の土手に据え付け、洪水、増
水時に水面上に引き上げる装置である。自動車部品利用
動力伝達装置３は、リア・アクスル、リアデフ、プロペ
ラシャフトよりなり、プロペラシャフトの先端に動力伝
達ギア８がつき、チェーン９で輪軸に伝達する。輪軸装
置４は、てこの原理を応用して力を拡大する装置で、大
歯車１０、大歯車と同軸に取り付けたスプロケット・ホ
イール１１、チェーン１２とからなり、回転体のハブ１
３につながる。回転体装置５は、回転体１４の外周縁の
左右対称点に、ジャイロミル形風車１５を２〜４台装着
し、回転体をまわして風車を連続走行させる。回転体１
４の半径は、３〜１０ｍで、軽材質で軽量につくられて
いる。豪雪地帯、突風地帯では周囲をかこい、一般的に
は床を雨除け被覆する。風車の大きさは、プロペラ型で
は直径４〜１０ｍ、ジャイロミル型で、円形３〜１０
ｍ、翼長３〜７ｍである。発電機６は、風車の下部に直
結されており、回転体１４の床面に固定握え付けられて
いる。電気装置６は、パンタグラフと架線による電力取
り出し装置のほか、制御装置、配分電装置、貯電装置を
有する。
照して説明する。本装置は、図１に示す通り、水車装置
１、水車懸垂装置２、動力伝達装置３、輪軸装置４、回
転体装置５、発電機及び同附帯装置６で構成されてい
る。水車装置１は、スクリー式羽根を多数とり付けた円
形水車７を自動車の後車軸（リア、アクスル）に左右各
１ケづつ取り付けてある。水車７の直径は１〜３ｍ、長
さは２〜３ｍ（２ケで４〜６ｍ）材料は耐錆合金であ
る。水車懸垂装置２は、川の土手に据え付け、洪水、増
水時に水面上に引き上げる装置である。自動車部品利用
動力伝達装置３は、リア・アクスル、リアデフ、プロペ
ラシャフトよりなり、プロペラシャフトの先端に動力伝
達ギア８がつき、チェーン９で輪軸に伝達する。輪軸装
置４は、てこの原理を応用して力を拡大する装置で、大
歯車１０、大歯車と同軸に取り付けたスプロケット・ホ
イール１１、チェーン１２とからなり、回転体のハブ１
３につながる。回転体装置５は、回転体１４の外周縁の
左右対称点に、ジャイロミル形風車１５を２〜４台装着
し、回転体をまわして風車を連続走行させる。回転体１
４の半径は、３〜１０ｍで、軽材質で軽量につくられて
いる。豪雪地帯、突風地帯では周囲をかこい、一般的に
は床を雨除け被覆する。風車の大きさは、プロペラ型で
は直径４〜１０ｍ、ジャイロミル型で、円形３〜１０
ｍ、翼長３〜７ｍである。発電機６は、風車の下部に直
結されており、回転体１４の床面に固定握え付けられて
いる。電気装置６は、パンタグラフと架線による電力取
り出し装置のほか、制御装置、配分電装置、貯電装置を
有する。
【０００６】
【作用】水車７を水流に入れ水力エネルギーを回転力に
変換する。水車７は、リア・アクスルに直結されている
ので、リア・デフで回転数が約３倍に増速される。この
回転力は、伝達歯車８により、輪軸装置４に入り、大歯
車１０とスプロケット・ホイール１１の直径比に応じて
力が拡大される。てこの仕事は、力では得をし、距離で
は損をする関係にあり、仮に力が３倍になれば回転数は
１／３になるが、次段階の回転体の必要回転数は、２０
〜３０回／分であるので問題はない。次に、輪軸で拡大
された力で回転体装置５をまわし、回転体に装着された
風車１５を連結走行させる。風車１５は、受風面に走行
運動エネルギーを受けて回転する。風車が自然風を受け
た場合でも、逆に風車を走らせても同様にまわること
は、幼児体験で、無風時に“かざ車”を前に向けて持っ
て走ってまわした経験からでも知られていることであ
る。小型風車である“かざ車”を風のない時に回す方法
は、（１）かざ車を顔の前において息をふきかける、
（２）かざ車を前に向けて持って走る、（３）身体を軸
に横に向けて振りまわすの３つである。（１）はかざ車
を固定し、人工的に空気の運動エネルギーを与える方法
であり、（２）（３）は、静止空気の中でかざ車に走行
エネルギーを与える方法であり、いずれの場合も、かざ
車は勢いよく回わる。この現象を理論的に述べると、一
般的運動エネルギーの方程式で、運動エネルギーＰは、
Ｐ＝１／２ＭＶ2 Ｍ：質量（kg） Ｖ：速度（km／
ｈ） いま、風向に直角な仮想平板を考えて見て、この平板を
通って一秒間に流れる空気の体積は、平板の面積と風速
Ｖの積であり、この値に空気密度αを掛けると質量とな
る。即ち、体積がＶｍ3 であり質量がＡα（kg）とな
る。従って、運動エネルギーの式は、 Ｐ＝１／２ＭＶ2 ＝１／２（αＶ） Ｖ2 ＝１／２αＶ
3 となる。これが、単位面積を毎秒通過した全運動エネ
ルギーである。このことから、かざ車を固定して風を受
ける方法も、静止空気の中で、かざ車を走らせる方法
も、空気密度と速度が等しければ、かざ車の受風面を通
過する運動エネルギーは等しいから同じ速度で回わるの
である。いま仮に、子供がかざ車を持って、１００ｍを
２０秒（１８km／ｈ）の速度で走ったとして、その時、
かざ車の受ける運動エネルギーは、風速５ｍ／ｓの自然
風を受けた時のそれに等しく、大人が代って１００ｍを
１２．５秒（２８．８km／ｈ）で走った場合は、風速８
ｗ／ｓの自然風を受けた値に等しい。以上の如く、風車
は自然風丈けでなく、走行運動エネルギーを与えた場合
でも同じく固まる優れた特性をもっていることが判か
る。また、自然現象である風を人工的にコントロールす
ることは不可能であるが、風車の走行速度を増減するこ
とは可能であり、結果として、風力をコントロールする
と同じ効果が得られることも判った。回転体を回転させ
るために必要なエネルギーは、風車工学でいう風車に作
用する推力と、回転体装置の風損と、回転体軸受の摩擦
損との和であり、その量は大きいものではない。また、
風力風車における風速Ｖに相当する走行速度Ｖは、風車
が装着されている位置である回転体の外周縁の周速度で
ある。周速度＝半径×角速度の関係にあるので、半径を
大きくするか、角速度を上げれば周速度は大きくなりエ
ネルギー量の大小ではない。次に、エネルギー収支を見
ると、当初入力エネルギーは回転体を回転するためのエ
ネルギーであり、連続して注入される。今仮に、風車の
出力が５０kwなり、１００kwあったとして、これは同一
系内において当初エネルギーが増加したものではなく、
風力風車が自然風を受けて仕事をした時に出す出力と同
じく、走行運動エネルギーを得て風車がした仕事であっ
て、エネルギー保存の法則に違反するものではなく、永
久機関ではない。以上、本装置は、水力エネルギーを輪
軸で力を拡大して回転体を回わし、装着した風車を走行
させることにより、風車に仕事をさせるもので、水流さ
えあればコンスタントに発電し、その効率は、当初入力
エネルギーの２０倍以上の画期的なものである。
変換する。水車７は、リア・アクスルに直結されている
ので、リア・デフで回転数が約３倍に増速される。この
回転力は、伝達歯車８により、輪軸装置４に入り、大歯
車１０とスプロケット・ホイール１１の直径比に応じて
力が拡大される。てこの仕事は、力では得をし、距離で
は損をする関係にあり、仮に力が３倍になれば回転数は
１／３になるが、次段階の回転体の必要回転数は、２０
〜３０回／分であるので問題はない。次に、輪軸で拡大
された力で回転体装置５をまわし、回転体に装着された
風車１５を連結走行させる。風車１５は、受風面に走行
運動エネルギーを受けて回転する。風車が自然風を受け
た場合でも、逆に風車を走らせても同様にまわること
は、幼児体験で、無風時に“かざ車”を前に向けて持っ
て走ってまわした経験からでも知られていることであ
る。小型風車である“かざ車”を風のない時に回す方法
は、（１）かざ車を顔の前において息をふきかける、
（２）かざ車を前に向けて持って走る、（３）身体を軸
に横に向けて振りまわすの３つである。（１）はかざ車
を固定し、人工的に空気の運動エネルギーを与える方法
であり、（２）（３）は、静止空気の中でかざ車に走行
エネルギーを与える方法であり、いずれの場合も、かざ
車は勢いよく回わる。この現象を理論的に述べると、一
般的運動エネルギーの方程式で、運動エネルギーＰは、
Ｐ＝１／２ＭＶ2 Ｍ：質量（kg） Ｖ：速度（km／
ｈ） いま、風向に直角な仮想平板を考えて見て、この平板を
通って一秒間に流れる空気の体積は、平板の面積と風速
Ｖの積であり、この値に空気密度αを掛けると質量とな
る。即ち、体積がＶｍ3 であり質量がＡα（kg）とな
る。従って、運動エネルギーの式は、 Ｐ＝１／２ＭＶ2 ＝１／２（αＶ） Ｖ2 ＝１／２αＶ
3 となる。これが、単位面積を毎秒通過した全運動エネ
ルギーである。このことから、かざ車を固定して風を受
ける方法も、静止空気の中で、かざ車を走らせる方法
も、空気密度と速度が等しければ、かざ車の受風面を通
過する運動エネルギーは等しいから同じ速度で回わるの
である。いま仮に、子供がかざ車を持って、１００ｍを
２０秒（１８km／ｈ）の速度で走ったとして、その時、
かざ車の受ける運動エネルギーは、風速５ｍ／ｓの自然
風を受けた時のそれに等しく、大人が代って１００ｍを
１２．５秒（２８．８km／ｈ）で走った場合は、風速８
ｗ／ｓの自然風を受けた値に等しい。以上の如く、風車
は自然風丈けでなく、走行運動エネルギーを与えた場合
でも同じく固まる優れた特性をもっていることが判か
る。また、自然現象である風を人工的にコントロールす
ることは不可能であるが、風車の走行速度を増減するこ
とは可能であり、結果として、風力をコントロールする
と同じ効果が得られることも判った。回転体を回転させ
るために必要なエネルギーは、風車工学でいう風車に作
用する推力と、回転体装置の風損と、回転体軸受の摩擦
損との和であり、その量は大きいものではない。また、
風力風車における風速Ｖに相当する走行速度Ｖは、風車
が装着されている位置である回転体の外周縁の周速度で
ある。周速度＝半径×角速度の関係にあるので、半径を
大きくするか、角速度を上げれば周速度は大きくなりエ
ネルギー量の大小ではない。次に、エネルギー収支を見
ると、当初入力エネルギーは回転体を回転するためのエ
ネルギーであり、連続して注入される。今仮に、風車の
出力が５０kwなり、１００kwあったとして、これは同一
系内において当初エネルギーが増加したものではなく、
風力風車が自然風を受けて仕事をした時に出す出力と同
じく、走行運動エネルギーを得て風車がした仕事であっ
て、エネルギー保存の法則に違反するものではなく、永
久機関ではない。以上、本装置は、水力エネルギーを輪
軸で力を拡大して回転体を回わし、装着した風車を走行
させることにより、風車に仕事をさせるもので、水流さ
えあればコンスタントに発電し、その効率は、当初入力
エネルギーの２０倍以上の画期的なものである。
【０００７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は未利用のま
ま捨てられている水力エネルギーを活用して、そのエネ
ルギーの２０倍以上の電気エネルギーを生産することの
出来る新技術である。特に、水車と風車を組み合わせ、
水流さえあれば１００％稼働出来、太陽光や風力風車発
電の低稼働率に比べて、驚異的に高い。また、構造は小
型、簡便であり、価格も過疎村の老人ファミリーが使え
るくらいの超廉価にすることが出来る。このことによ
り、ｋｗ当たりの発電コストは、世界中の総ゆる技術−
ダム式水力、火力、原子力、太陽光、風力−より安い世
界一の低コストを実現出来る。また、ｋｗ当たりの設備
コストも、既存の総ゆる技術に比べ、世界一の低コスト
を実現出来る。この装置を利用することで、過疎地の農
山村で発電・買電を行えば、世界一のファミリー発電村
の創設も夢ではない。尚、水利権が特別に入り組んでい
る地域や水流の多い川で使用する場合には、装置を船に
乗せ、発電船方式にすると効率がよい。
ま捨てられている水力エネルギーを活用して、そのエネ
ルギーの２０倍以上の電気エネルギーを生産することの
出来る新技術である。特に、水車と風車を組み合わせ、
水流さえあれば１００％稼働出来、太陽光や風力風車発
電の低稼働率に比べて、驚異的に高い。また、構造は小
型、簡便であり、価格も過疎村の老人ファミリーが使え
るくらいの超廉価にすることが出来る。このことによ
り、ｋｗ当たりの発電コストは、世界中の総ゆる技術−
ダム式水力、火力、原子力、太陽光、風力−より安い世
界一の低コストを実現出来る。また、ｋｗ当たりの設備
コストも、既存の総ゆる技術に比べ、世界一の低コスト
を実現出来る。この装置を利用することで、過疎地の農
山村で発電・買電を行えば、世界一のファミリー発電村
の創設も夢ではない。尚、水利権が特別に入り組んでい
る地域や水流の多い川で使用する場合には、装置を船に
乗せ、発電船方式にすると効率がよい。
【図１】発電装置の実施の形態を示す正面図
１ 水車装置 ２ 水車懸垂装置 ３ 動力伝達装置 ４ 輪軸装置 ５ 回転体装置 ６ 発電機 ７ 水車 ８ 動力伝達ギア ９ チェーン １０ 大歯車 １１ スプロケット １２ チェーン １３ ハブ １４ 回転体 １５ 風車
Claims (3)
- 【請求項１】 水車装置、水車懸垂装置、自動車部品利
用の動力伝達装置、輪軸装置、円形回転体の外周縁に揚
力型風車を複数装着した回転体装置、発電機及び附帯電
気装置の６装置で構成され、水車で水力エネルギーを機
械力に変換し、その力を輪軸装置に入れ力を拡大して回
転体を回転させ、回転体に装着した風車を走行させるこ
とにより、風車の受風面に走行運動エネルギーを与えて
風車をまわし、その機械力で発電機をまわして発電する
ことを特徴とする発電装置。 - 【請求項２】 水車は、水車羽根をつけた水平軸、垂直
軸形水車を、自動車部品の後車軸（リア・アクスル）に
直結することを特徴とする請求項１記載の発電装置 - 【請求項３】 回転体と外部との電力入出方法は、パン
タグラフと架線とを接触させることを特徴とする請求項
１記載の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215511A JPH1144288A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 水力で風車をまわし発電する発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215511A JPH1144288A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 水力で風車をまわし発電する発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144288A true JPH1144288A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16673629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9215511A Pending JPH1144288A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 水力で風車をまわし発電する発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144288A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348465A (en) * | 1999-02-24 | 2000-10-04 | I T Power Limited | Combination air and water turbine. |
| GB2351124A (en) * | 1999-06-03 | 2000-12-20 | Anthony Moore | Marine power station |
| US6652221B1 (en) | 1999-02-24 | 2003-11-25 | Peter Praenkel | Water current turbine sleeve mounting |
| WO2009063605A1 (ja) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Nova Laboratory Co., Ltd. | 水流発電装置 |
| EP2302205A1 (en) | 2009-09-29 | 2011-03-30 | The Monobuoy Company Ltd. | Floating power plant comprising water turbine and wind turbine |
| KR101038451B1 (ko) | 2009-09-17 | 2011-06-01 | (주)흥일엔지니어링 | 풍력과 수력을 이용한 발전장치 |
| US7960851B2 (en) * | 2006-04-21 | 2011-06-14 | Van Huffel Phillip L | Power generator and method for generating power |
| JP2013133718A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Shinya Fukuno | 自然エネルギー発電装置 |
| CN106286076A (zh) * | 2015-06-09 | 2017-01-04 | 总瀛企业股份有限公司 | 人造水流发电装置 |
-
1997
- 1997-07-28 JP JP9215511A patent/JPH1144288A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348465A (en) * | 1999-02-24 | 2000-10-04 | I T Power Limited | Combination air and water turbine. |
| GB2348465B (en) * | 1999-02-24 | 2003-08-20 | I T Power Ltd | Combined water and air turbines |
| US6652221B1 (en) | 1999-02-24 | 2003-11-25 | Peter Praenkel | Water current turbine sleeve mounting |
| GB2351124A (en) * | 1999-06-03 | 2000-12-20 | Anthony Moore | Marine power station |
| GB2351124B (en) * | 1999-06-03 | 2004-02-04 | Anthony Moore | A method of constructing, installing and operating a marine power station |
| US7960851B2 (en) * | 2006-04-21 | 2011-06-14 | Van Huffel Phillip L | Power generator and method for generating power |
| WO2009063605A1 (ja) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Nova Laboratory Co., Ltd. | 水流発電装置 |
| US8338973B2 (en) | 2007-11-12 | 2012-12-25 | Nova Laboratory Co., Ltd. | Water flow electric power generator |
| KR101038451B1 (ko) | 2009-09-17 | 2011-06-01 | (주)흥일엔지니어링 | 풍력과 수력을 이용한 발전장치 |
| EP2302205A1 (en) | 2009-09-29 | 2011-03-30 | The Monobuoy Company Ltd. | Floating power plant comprising water turbine and wind turbine |
| WO2011039536A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | The Monobuoy Company Ltd. | Floating power plant comprising water turbine and wind turbine |
| JP2013133718A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Shinya Fukuno | 自然エネルギー発電装置 |
| CN106286076A (zh) * | 2015-06-09 | 2017-01-04 | 总瀛企业股份有限公司 | 人造水流发电装置 |
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