JPS6187983A - 流水のエネルギ−利用装置 - Google Patents
流水のエネルギ−利用装置Info
- Publication number
- JPS6187983A JPS6187983A JP59208327A JP20832784A JPS6187983A JP S6187983 A JPS6187983 A JP S6187983A JP 59208327 A JP59208327 A JP 59208327A JP 20832784 A JP20832784 A JP 20832784A JP S6187983 A JPS6187983 A JP S6187983A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- casing
- energy
- water turbine
- suction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は河川、潮汐及び海流等の流水のエネルギーを
安価な建設費で効率良く利用する装置に関する。
安価な建設費で効率良く利用する装置に関する。
落差が小さくても水量が大きい河川や潮汐水位差が大き
い入江では一部動力源として利用されているが、何れも
ダムを建設しへツドエネルギーとして利用している。し
かし此の例では建設費の大部分をダムに費される上、流
水のエネルギーを一旦へツドエネルギーに変換し、再び
速度エネルギーとして動力を取り出す２度手間のためプ
ラント効率が低く、綜合して経済性が成立した事例は少
ない。更に大きいエネルギーを持つ海流についてはダム
建設が困難であり、その利用を検討した例すらない。
い入江では一部動力源として利用されているが、何れも
ダムを建設しへツドエネルギーとして利用している。し
かし此の例では建設費の大部分をダムに費される上、流
水のエネルギーを一旦へツドエネルギーに変換し、再び
速度エネルギーとして動力を取り出す２度手間のためプ
ラント効率が低く、綜合して経済性が成立した事例は少
ない。更に大きいエネルギーを持つ海流についてはダム
建設が困難であり、その利用を検討した例すらない。
この発明は、高価なダムを必要とせず、更に流水の速度
エネルギーから直接動力を得る故、建設費が安い上プラ
ント効率も高め得る。従つて水量の多い河川や潮汐流の
みでなく、更に大量のエネルギーを持つ海流迄動力源と
して利用することを目的としている。
エネルギーから直接動力を得る故、建設費が安い上プラ
ント効率も高め得る。従つて水量の多い河川や潮汐流の
みでなく、更に大量のエネルギーを持つ海流迄動力源と
して利用することを目的としている。
この発明を図面にもとづいて説明すると、第１図におい
て、外面を外車室（１）により構成し、内面を流入側か
ら順次吸込車室（２）、水車車室（３）及び吐出車室（
４）により構成される外囲（Ａ）の内部に、水車（５）
及び動力変換装置（６）を保持する。以後以上を綜合し
て水車プラント（Ｂ）と呼称する。水車プラント（Ｂ）
の外囲（Ａ）に浮力を持たせ、これを曳綱（７）により
水底固定端（８）に固定して適当な深度に浮遊させる。
て、外面を外車室（１）により構成し、内面を流入側か
ら順次吸込車室（２）、水車車室（３）及び吐出車室（
４）により構成される外囲（Ａ）の内部に、水車（５）
及び動力変換装置（６）を保持する。以後以上を綜合し
て水車プラント（Ｂ）と呼称する。水車プラント（Ｂ）
の外囲（Ａ）に浮力を持たせ、これを曳綱（７）により
水底固定端（８）に固定して適当な深度に浮遊させる。
以上によりダムを必要とせず流水のエネルギーから動力
を取り出す。
を取り出す。
第２図は曳綱（７）を取付ける場合の他の実施態樣を示
す。水車プラント（Ｂ）の外囲（Ａ）に取付ける部分に
ウインチ（９）を用いて曳綱（７）の長さを調節可能と
する。更に曳綱を３本以上使用すれば、流水の方向や速
度に多少変化があつても、曳綱（７）それぞれの長さを
調整することにより水車プラント（Ｂ）の方向と深度を
調整出来、エネルギー利用効率を高める。
す。水車プラント（Ｂ）の外囲（Ａ）に取付ける部分に
ウインチ（９）を用いて曳綱（７）の長さを調節可能と
する。更に曳綱を３本以上使用すれば、流水の方向や速
度に多少変化があつても、曳綱（７）それぞれの長さを
調整することにより水車プラント（Ｂ）の方向と深度を
調整出来、エネルギー利用効率を高める。
第３図は外囲（Ａ）内面水路の内特に効率確保に注意を
要する吐出車室（４）部効率向上のための他の実施態樣
を示す。吐出車室（４）面上にノズル（１０）及び境界
層吸出し口（１１）を取付けることによりデフユーザ効
率を高め、水車プラント（Ｂ）効率を高める。
要する吐出車室（４）部効率向上のための他の実施態樣
を示す。吐出車室（４）面上にノズル（１０）及び境界
層吸出し口（１１）を取付けることによりデフユーザ効
率を高め、水車プラント（Ｂ）効率を高める。
第４図は潮汐の例の如く流水の方向が定期的に反転する
場合の他の実施態樣を示す。吸込及び吐出兼用車室（１
２）に扉（１３）を取付け、扉（１３）を開いた側（１
２−１）を吸込車室として働かせ、扉（１３）を閉めた
側（１２−２）を吐出車室として働かせる。これにより
常に吸込口面積より吐出口面積を大きく出来、流水のエ
ネルギーを効率良く利用出来る。
場合の他の実施態樣を示す。吸込及び吐出兼用車室（１
２）に扉（１３）を取付け、扉（１３）を開いた側（１
２−１）を吸込車室として働かせ、扉（１３）を閉めた
側（１２−２）を吐出車室として働かせる。これにより
常に吸込口面積より吐出口面積を大きく出来、流水のエ
ネルギーを効率良く利用出来る。
上記のように構成された水車プラントにおいて、流水の
エネルギーを動力として回収する流体工学の原理を第５
図により説明する。第５図上図に水車に対する流線（Ｃ
）の推移を示し、同下図に圧力（Ｄ）及び流速（Ｅ）の
推移を示す。流水単位体積当りのエネルギーについては
次式が成り立つ。吸込車室の入口（Ｉ）と出口（ＩＩ）
の間で δｖ１２／２ｇ＋Ｐ１＝δｖ２２／２ｇ＋Ｐ２−（１）
吐出車室の入口（ＩＩＩ）と出口（ＩＶ）の間でδｖ３
２／２ｇ＋Ｐ３＝δｖ４２／２ｇ＋Ｐ４−（２）δ…液
体の比重量、ｖ…流速、ｇ…重力の加速度、Ｐ…圧力、
脚註１…吸込車室入口（Ｉ）、脚註２…吸込車室出口又
は水車入口（ＩＩ）、脚註３…水車出口又は吐出水車入
口（ＩＩＩ）、脚註４…吐出車室出口（ＩＶ）。
エネルギーを動力として回収する流体工学の原理を第５
図により説明する。第５図上図に水車に対する流線（Ｃ
）の推移を示し、同下図に圧力（Ｄ）及び流速（Ｅ）の
推移を示す。流水単位体積当りのエネルギーについては
次式が成り立つ。吸込車室の入口（Ｉ）と出口（ＩＩ）
の間で δｖ１２／２ｇ＋Ｐ１＝δｖ２２／２ｇ＋Ｐ２−（１）
吐出車室の入口（ＩＩＩ）と出口（ＩＶ）の間でδｖ３
２／２ｇ＋Ｐ３＝δｖ４２／２ｇ＋Ｐ４−（２）δ…液
体の比重量、ｖ…流速、ｇ…重力の加速度、Ｐ…圧力、
脚註１…吸込車室入口（Ｉ）、脚註２…吸込車室出口又
は水車入口（ＩＩ）、脚註３…水車出口又は吐出水車入
口（ＩＩＩ）、脚註４…吐出車室出口（ＩＶ）。
所で現実にはＰ１＝Ｐ４、ｖ２＝ｖ３故、損失が無い時
に水車が吸収するエネルギー＝（Ｐ２−Ｐ３）はＰ２−
Ｐ３＝δ／２ｇ・（ｖ１２−ｖ４２）−（３）すなわち
ダムを建設しなくても流水のｖ１をｖ４迄減速した量に
相当するエネルギーが水車で動力として回収される。具
体例として、流速２ｍ／ｓ以上の河川及び海流は無数に
存在する故假に流速を２ｍ／ｓとし、製作可能な吸込口
面積５０ｍ×５０ｍ＝２５００ｍ２で利用し、ｖ４をｖ
１の１／２とすると、水車と発電機効率合せて９０％の
場合出力ＷはＷ＝７×９．８×Ｑ×Ｈ＝０．９×９．８
×（２×２５００）×｛（２２／２ｇ）（１−１／４）
｝＝６７５０ＫＷ を得て充分採算がとれる。
に水車が吸収するエネルギー＝（Ｐ２−Ｐ３）はＰ２−
Ｐ３＝δ／２ｇ・（ｖ１２−ｖ４２）−（３）すなわち
ダムを建設しなくても流水のｖ１をｖ４迄減速した量に
相当するエネルギーが水車で動力として回収される。具
体例として、流速２ｍ／ｓ以上の河川及び海流は無数に
存在する故假に流速を２ｍ／ｓとし、製作可能な吸込口
面積５０ｍ×５０ｍ＝２５００ｍ２で利用し、ｖ４をｖ
１の１／２とすると、水車と発電機効率合せて９０％の
場合出力ＷはＷ＝７×９．８×Ｑ×Ｈ＝０．９×９．８
×（２×２５００）×｛（２２／２ｇ）（１−１／４）
｝＝６７５０ＫＷ を得て充分採算がとれる。
瀬戸内海の潮汐の如く４ｍ／ｓ以上の流速が得られる所
では同一寸法で５４０００ＫＷを得る故、流水方向が反
転するため利用率が低下しても充分採算がとれる。
では同一寸法で５４０００ＫＷを得る故、流水方向が反
転するため利用率が低下しても充分採算がとれる。
水車プラント中最も高価な水車及び動力装置については
、吸込車室で増速することにより小形化され、建設費を
低減し得る。
、吸込車室で増速することにより小形化され、建設費を
低減し得る。
所で（３）式が成立するためには、効率を低下させ易い
減速流の吐出車室部の（２）式が成立する必要があるが
、此の部分では第５図下図に示す如く入口部（ＩＩＩ）
では外車室外側の流水の圧力が高く、出口部（ＩＶ）で
は外側の流水の速度が速くなる。従つて損失の元となる
境界層に対し、入口部では外側の圧力を利用してノズル
を通して高速に加速された水を注入し、出口部では外側
の流速を利用して吸出し口より吸出すことが出来る。す
なわち吐出車室部で発生する損失以上のエネルギーを外
部から導入し得る故、損失が無い場合にのみ成立する（
２）式が実用上成立し、従つて（３）式が成立する。
減速流の吐出車室部の（２）式が成立する必要があるが
、此の部分では第５図下図に示す如く入口部（ＩＩＩ）
では外車室外側の流水の圧力が高く、出口部（ＩＶ）で
は外側の流水の速度が速くなる。従つて損失の元となる
境界層に対し、入口部では外側の圧力を利用してノズル
を通して高速に加速された水を注入し、出口部では外側
の流速を利用して吸出し口より吸出すことが出来る。す
なわち吐出車室部で発生する損失以上のエネルギーを外
部から導入し得る故、損失が無い場合にのみ成立する（
２）式が実用上成立し、従つて（３）式が成立する。
水車プラントの外形寸法については、上記条件に対しｖ
４を１／２・ｖ１とすると吐出車室出口は７０ｍ角とな
る。又吐出車室長さは片側開き角度を実験により高効率
が証明されている１５度とすると１２０ｍ以下ですむ故
、水車プラント全長は１６０ｍ以下ですむ。
４を１／２・ｖ１とすると吐出車室出口は７０ｍ角とな
る。又吐出車室長さは片側開き角度を実験により高効率
が証明されている１５度とすると１２０ｍ以下ですむ故
、水車プラント全長は１６０ｍ以下ですむ。
第４図は、潮汐の如く流水方向が反転する場合、扉を開
けた側を吸込口、閉めた側を吐出口とすることによりｖ
４をｖ１より小さくして、上記原理を実現した案である
。
けた側を吸込口、閉めた側を吐出口とすることによりｖ
４をｖ１より小さくして、上記原理を実現した案である
。
この発明は以上説明したように水車プラントを流水中の
適当な深度に浮かせ、水車の上流には流水を増速する吸
込車室を設け、同じく下流にはその増速比より大きい減
速比を持つ吐出車室を設けることにより、流水の持つエ
ネルギーを高価なダムを用いず、且つ効率良く動力とし
て利用することが出来る。
適当な深度に浮かせ、水車の上流には流水を増速する吸
込車室を設け、同じく下流にはその増速比より大きい減
速比を持つ吐出車室を設けることにより、流水の持つエ
ネルギーを高価なダムを用いず、且つ効率良く動力とし
て利用することが出来る。
第１図は水車本体を曳綱により水底に固定し、適当な深
度に浮遊させた断面図。第２図は曳綱の長さを調節可能
とした実施態樣を示す。第３図は吐出車室内の流水エネ
ルギーを効率良く圧力に変換するための実施態樣を示す
。第４図は流水の方向が定期的に逆転する場合に対する
実施態樣を示す。第５図はこの発明の効果発生の原理を
説明するために流線、圧力及び流速の推移を示す。 Ａ…外囲、Ｂ…水車プラント、１…外車室、２…吸込車
室、３…水車車室、４…吐出車室、５…水車、６…水車
仕事を動力に変換する装置、７…曳綱、８…水底等の曳
綱固定端、９…ウインチの類、１０…ノズル、１１…吸
出し口、１２…吸込及び吐出兼用車室、１２−１…吸入
車室として使用中の同右（１２）、１２−２…吐出車室
として使用中の同右（１２）、１３…扉、Ｃ…流線、Ｄ
…圧力、Ｅ…流線、Ｉ…吸込車室入口（脚註１の点）、
ＩＩ…吸込車室出口又は水車車室入口（脚註２の点）、
ＩＩＩ…水車車室出口又は吐出車室入口（脚註３の点）
、ＩＶ…吐出車室出口（脚註４の点）、
度に浮遊させた断面図。第２図は曳綱の長さを調節可能
とした実施態樣を示す。第３図は吐出車室内の流水エネ
ルギーを効率良く圧力に変換するための実施態樣を示す
。第４図は流水の方向が定期的に逆転する場合に対する
実施態樣を示す。第５図はこの発明の効果発生の原理を
説明するために流線、圧力及び流速の推移を示す。 Ａ…外囲、Ｂ…水車プラント、１…外車室、２…吸込車
室、３…水車車室、４…吐出車室、５…水車、６…水車
仕事を動力に変換する装置、７…曳綱、８…水底等の曳
綱固定端、９…ウインチの類、１０…ノズル、１１…吸
出し口、１２…吸込及び吐出兼用車室、１２−１…吸入
車室として使用中の同右（１２）、１２−２…吐出車室
として使用中の同右（１２）、１３…扉、Ｃ…流線、Ｄ
…圧力、Ｅ…流線、Ｉ…吸込車室入口（脚註１の点）、
ＩＩ…吸込車室出口又は水車車室入口（脚註２の点）、
ＩＩＩ…水車車室出口又は吐出車室入口（脚註３の点）
、ＩＶ…吐出車室出口（脚註４の点）、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流水中に、外面を外車室（１）により構成し、内面
を流入側から順次吸込車室（２）、水車車室（３）及び
吐出車室（４）により構成する外囲（Ａ）を持ち、これ
に浮力を持たせ、水底等（８）に一端を固定した曳綱（
７）により適当な深度に浮遊させ、その内部に保持され
た水車（５）により流水の持つエネルギーを動力として
回収することを特徴とする流水のエネルギー利用装置。 ２ 内部に水車（５）を保持する水車プラント（Ｂ）を
適当な深度に浮遊させるための曳綱（７）を３本以上使
用し、且つ外囲内部に曳綱（７）の長さを調節可能とす
るウインチの類（９）を取付けた特許請求範囲第１項記
載の流水のエネルギー利用装置。 ３ 外囲（Ａ）内面の一部を構成する吐出車室（４）の
流水と接する内面に、外車室（１）外側の流水を導いた
ノズル（１０）、及び同じく流水のエネルギーを利用し
た境界層吸出し口 （１１）を取付けた特許請求範囲第１項記載の流水のエ
ネルギー利用装置。 ４ 流水の方向が定期的に反転する場合に備え、外囲内
面前後の吸込及び吐出兼用車室（１２）に扉（１３）を
取付けた特許請求範囲第１項記載の流水のエネルギー利
用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208327A JPS6187983A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 流水のエネルギ−利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208327A JPS6187983A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 流水のエネルギ−利用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187983A true JPS6187983A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16554426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59208327A Pending JPS6187983A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 流水のエネルギ−利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187983A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997002429A1 (fr) * | 1995-07-04 | 1997-01-23 | Toshitaka Yasuda | Procede et appareil d'utilisation de l'energie de pression totale de la gravite du fluide en ecoulement |
| US5716181A (en) * | 1996-01-26 | 1998-02-10 | Ebel; Brian J. | One piece self-binding system for binding documents |
| JP2005240786A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 潮流発電装置 |
| GB2436596A (en) * | 2005-08-31 | 2007-10-03 | Campbell Mckay Taylor | River or tidal power generator |
| JP4759092B1 (ja) * | 2010-07-08 | 2011-08-31 | 美藤 敏雄 | 潮流発電装置 |
| JP2014234759A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 浩平 速水 | 発電システム |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59208327A patent/JPS6187983A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997002429A1 (fr) * | 1995-07-04 | 1997-01-23 | Toshitaka Yasuda | Procede et appareil d'utilisation de l'energie de pression totale de la gravite du fluide en ecoulement |
| WO1997002430A1 (fr) * | 1995-07-04 | 1997-01-23 | Toshitaka Yasuda | Procede et dispositif permettant d'utiliser la totalite de l'energie de pression gravitationnelle d'un fluide en ecoulement |
| US5716181A (en) * | 1996-01-26 | 1998-02-10 | Ebel; Brian J. | One piece self-binding system for binding documents |
| JP2005240786A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 潮流発電装置 |
| GB2436596A (en) * | 2005-08-31 | 2007-10-03 | Campbell Mckay Taylor | River or tidal power generator |
| GB2436596B (en) * | 2005-08-31 | 2008-03-05 | Campbell Mckay Taylor | River and tidal power |
| JP4759092B1 (ja) * | 2010-07-08 | 2011-08-31 | 美藤 敏雄 | 潮流発電装置 |
| WO2012005118A1 (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-12 | Bitou Toshio | 潮流発電装置 |
| JP2014234759A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 浩平 速水 | 発電システム |
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