WO1994016215A1

WO1994016215A1 - Water-jet hydraulic power generation method

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Publication number: WO1994016215A1
Application number: PCT/JP1994/000044
Authority: WO
Inventors: Toshitaka Yasuda
Original assignee: Toshitaka Yasuda
Priority date: 1993-01-09
Filing date: 1994-01-10
Publication date: 1994-07-21

Description

明钿書水流水力発電方法技術分野

従来の水力発電方法の技術概念では、水中落差がある水に、反動水車-と発電機とを備えた水圧管を設置し、水圧管内の水の空中落差を利用して水力発電しているので、空中落差が無いと、水車駆動水を加速できず、水力発電できない。そして、反動水車の上流側から作用する水圧管内の水の空中落差も反動水車の下流側から作用する吸出管内の水の空中落差も、共に水圧管内の 1系統の水が有するものである。

本発明は、上記の従来の技術概念とは異る水力利用の新しい技術概念に基づき、空中落差が無い水流中に、反動水車と発電機とを備えた水圧管を設置して、水圧管と反動水車との構造を設定条件に合わせることにより、水圧管に流入する水流の水圧管の放流口を某準にする運動 ·圧力，位置の全ェネルギである流入口側水車駆動エネルギと、放流口から反動水車のガイドべ一ンまで遡って水圧管内の水を吸い出すように作用する水圧管外を流れる水流の運動 ·圧力 ·位置の全エネルギによる放流口側水車駆動エネルギとの 2系統のエネルギを、流体力学のベルヌ—ィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作用と組み合わせて、空中落差が無くても、水車駆動水を加速することができ、加速した水車駆動水で反動水車を駆動し、反動水車を駆動した水車駆動水を放流口から水流中に放流するという、水流水力発電方法に関する。背景技術

従来の水力発電方法では、反動水直と発電機とを備えた水压管の流入口と放流口とを、水面間に空中落差が存在する流入口側静止水中と放流口側静止水中とに設置し、空中落差による位置エネルギを伴って水圧管内に流入し水圧管の放流口から流出する】系統の水の空中落差による位置エネルギを利用して、水圧管内の水車駆動水をガイドべ一ンで加速させ、加速された水車駆動水に反動水車を駆動させ、駆動された反動水車に発電機を回転させて水力発電している。

例えば、従来のチューブラ水虽 ^力発電方法では、反動水車と発電機とを備えた水圧管を、静止水の低空中落差部の水中に、この水圧管内の水車駆動水が空中落差 ( m ) と水中落差 ( m ) とを有するように設置し、水深 H z の放流口において水圧管内の水車駆動水の水中落差 H _? の圧力ヘッドと水圧管外の水の水中落差 H による圧力ヘッドとを釣り合わせて水圧管内の水が空中落差ト 1 , によつて放流口から静止水中に流出できるようにして、水圧管内の水車駆動水の空中落差 H：の位置エネルギによつて水東駆動水をガイドベーンで加速させ、加速された水車駆動水に反動水車を駆動させ、駆動された反動水車に発電機を回転させて水力発電し、水圧管内の水車駆動水という 1系統の水の空中落差 H , の位置エネルギによる理論水力 W ( k W ) = g X Q {水車駆動水の水量（m ³ / s e c ) } H , ( k W ) を得ている, 上記のように、従来の水力発電方法の技術概念では、水圧管内の水車駆動水という 1系統の水の空中落差の位置エネルギしか利用出来ないので、無尽蔵に水流の運動 ·圧力 ·位置エネルギを有するが、空中落差が無い海流、潮流等で水力発電ができないという問題点がある。

これに対して、水力利用の新しい技術概念に基づく本発明は、空中落差を有しない水流中に、反動水車と発電機とを備えた水圧管を設置し、水圧管の放流口を水深 H ( m ) の位置に配し、水流水力発電時にその時の水圧管内の設定水速に対して発生する水圧管内の総損失へッドを補償する損失へッド補償手段の損失補償へッドを必要により付加し、反動水車の出口から水圧管の放流口間で、反動水車から流出する水流の設定水速を放流口までに設定流出水速に減速又は加速する流出水速調整部を設けることにより、水圧管の放流口において、水圧管内の水流の静圧と水圧管外の水流の静圧とを釣り合わせて、水圧管外を流れる水流に放流口から遡つて水圧管内の水流を吸い出させるようにすることにより、水圧管に流入する水流の水圧管の放流口を某準にする全エネルギである流入口側水車駆動エネルギと、水圧管外を流れる水流が放流口から遡って水圧管内の水流を吸い出すように作用する放流口側水車駆動エネルギとを、水圧管の流入口と放流口とに相乗的に作用させ、流体力学のベルヌーィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作用と組み合わせて、流入口側水車駆動エネルギが水車駆動水を加速し、加速された水車駆動水が反動水車を駆動して水流水力発電し、放流口側水車駆動エネルギが、放流口から遡り反動水車内において、反動水車の駆動に消費される前記流入口側水車駆動エネルギ分をそれが消費される位置で補充し、反動水車を駆動した水圧管内の水車駆動水を水圧管外に流出させる。

本発明は、上記のようにして、空中落差が無く圧力差が無い水流中で、水流の全エネルギによる理論水力 W ( k W ) = { Q (水車駆動水の水量（m ³ / s e c ) } x ( V , ) ² / 2 ) + g x Q x H ₂ ( k W ) を得て、海流、潮流、河川、甩水路等の空中落差が無い水流中において、又は、小落差の水流中において、又は、水との相対速度がある水上船舶や水中航行船舶等の水中移動物体において水流エネルギによる水力発電を行う水流水力発電方法を提供することを目的とする。発明の開示

本発明のポイントは、空中落差が無い水流中に、反動水車と発電機とを備えた水圧管を設置し、反動水東のガイドべ—ンの前後間に圧力差が無い状態で、水圧管内に流入する水流と水圧管外の水流との 2系統の水流のエネルギを水圧管の流入口と放流口とに相乗的に作用させ、流体力学のベルヌーィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作用と組み合わせて、前記 2 系統の水流のエネルギが、前記ガイドべ—ンにおいて、水車駆動水を加速できるように、反動水車や水圧管の構造を設定することである。

上記の本発明の設定条件は、半導体電子部品において、半導体中に存在するが、そのままでは移動させることができない電荷を移動させ得るようにして半導体電子部品の機能を構成する設定条件に類似しているので、両者を対比して説明する。

半導体電子部品の設定条件をエネルギを利用するという見方で独断的に纏めてみると、

1 . 異種の半導体を相互間に接触面を作って接触させ、バイアス電圧を印加して前記接触面での両者のエネルギレベルを合わせて、電荷が前記接触面を通って所定方向に移動できるようにする _c

2 . 異種の半導体の組合せ構造を所定の形に形成することにより、入力があれば所定の通路を所定量の電荷が所定方向に移動できるようにする。

3 . 入力の状態に合わせて電荷を目的どおりに移動させるようにする。というものである。

これらに対する、本発明の設定条件は、下記のとおりである。

( 1 ) 通常、自然界の水流は水速が小さいので、反動水車を備えた水圧管の流入口に発生する水流の淀みによる動圧へッドが小さく、動圧へッド《水圧管内の総損失へッドとなるので、水流は水圧管に流入できない。

本発明では、先ず、水流が設定流入水速で反動水車を備えた水圧管の流入口に流入できるようにし、前記設定流入水速で流入する水流の放流口を基準にする運動 ·圧力 ·位置の全エネルギを流入口側水車駆動エネルギとして利用できるようにする必要がある。

( 2 ) 又、通常、自然界の水流では水圧管の放流口近傍の水速が小さいので、反動水車を備えた水圧管の放流口に水流の水速によつて作用する負圧へッドが小さく、負圧へッド《水圧管内の総損失へッドとなるので、水圧管外を流れる水流が水圧管内の水流を放流口から吸い出すことができない。本発明では、先ず、水圧管外を流れる水流が、反動水車を備えた水圧管内の水流を放流口から設定流出水速で吸い出せるようにし、水圧管外の水流が放流匚 1 に作用させる前記設定流出水速での運動 ·圧力 ·位置の全エネルギを放流口側水車駆動ェネルギとして利用できるようにする必要がある。

[ I ] 上記（ 1 ) 、（ 2 ) に対する本発明の下記設定条件（ 3 ) 〜（ 4 ) が、上記 1. の「異種の半導体を相互間に接触面を作って接触させ、バイァス電圧を印加して前記接触面での両者のエネルギレベルを合わせて、電荷が前記接触面を通って所定方向に移動できるようにする。」に対応する。

( 3 ) 先ず、反動水車と発電機とを備えた水圧管を空中落差が無い水流中に設置して、空中落差が無い水流を、水圧管内に流入する水流系と水圧管外を流れる水流系との 2系統の水流に分ける。

これらの 2系統の水流が異種の半導体であり、水圧管の流入口と放流口とが、これら 2つの水流系間に作られた相互接触面である。

( 4 ) 次いで、水流水力発電時に水圧管内や反動水車内の各部分の設定水速に対応して前記各部分の水流に発生する各損失へッドの総和である総損失ヘッド！ ·Κ' (m) を、水圧管の流入□に発生する水流の淀みによる動圧へッドと放流口近傍を流れる水流の負圧へッドと必要により付加ォる損失へッド補償手段の補償圧力へッドとの中の 1つ又はこれらの 2つ以上の組合せによつて、前記設定水速において、見掛け上 0に補償する。

この設定水速において総損失へッドを見掛け上 3に補償することがバイァス電圧に相当する。

この 0補償は下記のように行う。

水圧管の流入口での水流の水速を V , ( m s e c ) 、水圧管の放流口近傍での水流の水速を V:. ( m / s e ； ) 、前記の流人口から流入する水流の設定流入水速を V ,。 (m/ s e c ) 、水圧管外の水流が水圧管内の水流を吸い出す設定流出水速を V ₂。 (m/ s e c ) 、設定水深を Η', (m) 、総損失へッドを (m) 、損失へッド補償手段の補償圧力へッドをト (m) とした場合に、先ず、総損失ヘッド H を 0 に補償する際の設定流入水速 V ,。と、設定流出水速 V_{2 n}とを、下記の計算式で決める。設定流出水速 V ,。と設定流出水速 v₂。とが決まれば、水圧管内の各部分の設定水速を決めることができる。この場合、総損失へッドには、流体力学の損失へッドの計算式で計算したものを使用しても、従来例の水力発電方法による実績から推定した値を使用してもよい。

( A ) 設定流入水速 V ,。と設定流出水速 V _{2 n}とは、自然界の水流のように、水速 V , と水速 V ₂ とが小さくて、補償圧力ヘッド HCM, を使用する場合には、

総損失へッ KH_F を、流入口からガイドべ一ンの出口までの上流側総損失へッドと、ガイドべ一ンの出口から放流口までの下流側総損失へッド H とに分け、補償圧力へッド H_CI，" をこれらに対応する上流側補償圧力へッド H_C1>_{R I}と下流側補償圧力へッド HCP_K2とに分け、水速 V ,₀と水速 V ₂。とを下記の式から計算する。

HP, = [ { ( V , ) ² / ( 2 X g ) } - { (V,o) ² / ( 2 x g) } + He- [ { (V₂ ) ² Z ( 2 x g ) ) 一 { ( V₂„) ² / ( 2 x g ) } + He-

R 2 ϋ

H = HP, + H P2 = [ { (V , ) ² ./ ( 2 x g) } 一 { ( V ,o) ² / ( 2 x g ) } + HcP_{R )} ] + [ { (V ₂ ) ² / ( 2 X g ) } 一 { ( V 2„ ) ² / ( 2 x g ) } + H PH₂] = [ { ( V , ) ² ( 2 x g ) } 一 { ( V ,o) ² / ( 2 x

K ) } ] + C { ( V 2 ) ² ( 2 X g ) } 一 { ( V _? o ) ² X C 2 x g ) } ]

+ H C P K

この場合、 H 一

0 とするのが、 V , = V ,„ . V ₂ = V₂。となって、 V , 、 V₂ 、 H₂ 等の自然界のエネルギを 1 0 0 %利用できるので、得られる発電容量が大きくなる。

これらの式は、水速 V , の水流が流入口で淀んで設定流入水速 V ,。で流入口に流入する場合に流入口に加わる速度へッド [ ( V , ) ² ./ ( 2 X g ) } 一 { (V ,„) ² ノ（ 2 X g ) } ] と、水圧管外の水速 V₇ の水流が水圧管内の水流を放流口から設定流出水速 V ₂。で流出させ場合に放流 Πから遡る負圧として作する速度ヘッド [ { ( V 2 ) ² / ( 2 X g ) } 一 { ( V ₂„ ) ² ノ（ 2 X g ) } ] と、補償圧力へッド H (:,.,, との総和が、総損失へッド Η,. を 0に補償し、設定流出水速 V ₂。において放流口内外での水流の静圧が等しくなつていることを示す。

即ち、これによつて水車駆動水が設定水速で水圧管内を抵抗 0で流れることになり、半導体電子部品の i . の状態になる。

次いで、下記の設定条件（ 5 ) 〜（ 8 ) に基づいて、水圧管、反動水車、反動水車のガイドベーンの形状 ·寸法が決まり、水茧駆動水の水量が決まり， 2系統の水流のエネルギによる流入口側水車駆動エネルギと放流口側水車駆動エネルギが決まり、これらの 2系統の水流のエネルギが、水車駆動水をガィドベーンで加速することになる。

( B ) 又、設定流入水速 V 1 0と設定流出水速 V ₂。とは、船舶の場合のように、水速 V , と水速 V ₂ とが等しく、且つ、大きくて、補償圧力へッド He, , を使用しない場合には、

総損失へッド H P を流入口からガイドベーンの出口までの上流側総損失へッド H_{K I}と、ガイドべ一ンの出口から放流口までの下流側総損失へッドとに分け、水速 V ,。と水速 V _{2 n}とを下記の式から計算する。

H P ; = { ( V ) ² / ( 2 x g ) } 一 ( ( V ₁„) ² / ( 2 x g) }

H P 2 = { ( V ₂ ) ² / ( 2 x β ) } - { ( V ₂„ ) ² ' ( 2 x g ) }

Ηκ = Η , + Η _{F 2} = [ { ( V , Ζ ( 2 X g ) ) - { ( V , ο ) ² ./ ( 2 g) } ] + [ { ( V ) ² / ( 2 X g ) } 一 { ( V 2。）： Ζ ( 2 x g ) } ] これらの式は、水速 V , の水流が流入口で淀んで設定流入水速 V _{ι η}で流入口に流入する場合に、流入口に加わる速度へッド [ { (V , ) ² / ί 2 X g ) } 一 { (V ,。） ² / ( 2 x g) } ] と、水圧管外の水速 V₂ の水流が水圧管内の水流を放流口から設定流出水速 V ₂ で流出させる場合に、放流口から遡つて負圧として作用する速度へッド [ ί (V₂ ) 2 ( 2 x R ) } - { ( V ₂„) ² ./ ( 2 X κ ) } ] とが、総損失へッドトしを（1 に捕償し、設定流出水速 V ₂₀において放流口内外での水流の静圧が等しくなっていることを示す。即ち、これらによって水車駆動水が水圧管内を抵抗 0で流れることになり前記（Α ) の場合と同様に、半導体電子部品の 1. の状態になる。

次いで、前記（Α ) の場合と同様に、下記の設定条件（ 5 ) 〜（ 8 ) に基づいて、水圧管、反動水車、反動水車のガイドべ—ンの形状 ·寸法が決まり水車駆動水の水量が決まり、 2系統の水流のエネルギによる流人口側水車駆動エネルギと放流口側水車駆動エネルギが決まり、これらの 2系統の水流のエネルギが、水車駆動水をガイドべ一ンで加速することになる。

(C) 又、設定流入水速 V と設定流出水速 ν:„とは、水流に小空中落差 Η, (m) があり、補償圧力へッドを H_C，._R を使甩しない場合には、

総損失へッドトを、流入口からガイドべ一ンの出口までの上流側総損失へッド H と、ガイドべ一ンの出口から放流口までの下流側総損失へッド H 2とに分け、又、水流の小落差 H, (m) が、本発明方法において、の一部が、従来の水力発電方法の場合と同様に、単独で水車駆動水の水量を確保し水車駆動水を加速すると共に、その他の部分が、補儐圧力へッドとして作用するので、 H , を、上流側総損失へッドに対応する H , ,と、下流側総損失へッドに対応する H _{L 2}と、水車駆動水を加速する作用を有する H _{1 0}

= H , 一 CH + H , _?. ) とに分け、水速 V,„と水速 V_2nとを下記の式から計算する。

ク

H P! = { ( V ( 2 g ) } - { C V , 0 ) ² . / ( 2 X g ) } -t- H

H F2 = { ( V / ( 2 x g ) } — " V _π ) ² ( 2 X g ) } - M , _ H P = ΗΚ, + Η Ρ_:= Γ { ( V , ) ² / ( 2 X g ) } { ( V ,„ ) ² / ( 2 g ) } + Η , , ] + [ { ( V , ) ² ( 2 X g ) } - ( V ₂„) ² ./■" ( 2 X g ) } + Η _{1 2}] 、合、トし H M - O H ,..₂— H , Γ= o とするのが、 ν - ν , 、 V , ,, = V となって、 V , 、 V , 、 Η , 等の自然界のエネルギを 1 0 0 %利用できるので、得られる発電容量が大きくなる。

これらの式は、水速 V , の水流が流入口で淀んで設定流入水速 V で流入口に流入する場合に、流入口に加わる速度へッド [ { ( V , ) / ( 2 X g ) } 一 { ( V ₁₀) ² / ( 2 X g ) ) ] と、水圧管外の水速 V ₂ の水流が水圧管内の水流を放流口から設定流出水速 V ^で流出させる場合に、放流口から遡って負圧として作用する速度へッド [ { ( V ) ² Z ( 2 X g ) } — { ( V₂₀) ¹ / ( 2 X g ) } ] と、小さな空中落差 Η！の一部である Η _: + Η , ₂ とが、総損失へッドを 0 に補信し、放流口内外での水流の静圧が等しくなっていることを示す。

即ち、これらによつて水車駆動水が水圧管内を設定水速で抵抗 0で流れる . とになり、前記（Α) と（ Β ) の場合と同様に、半導体電子部品の 1. の状態になる。

次いで、前記（Α) と（ Β ) の場合と同様に、下記の設定条件（ 5 ) 〜（ 8 ) に基づいて、水圧管、反動水車、反動水車のガイドベーンの形状 ·寸法が決まり、水車駆動水の水量が決まり、 2系統の水流のエネルギによる流入口側水車駆動エネルギと放流口側水車駆動エネルギが決まり、これらの 2系統の水流のエネルギが、水車駆動水をガイドべ一ンで加速することになる。そして、 Η は、従来例の水力発電方法の場合と同様に、単独に水車駆動水の水量を確保し水車駆動水を加速し理論水力 W= g X Q X Η ( k W) を得る。

( D) 更に、場合によっては、上記の（A ) 、（ B ) 、 ( C ) を組み合わせることもできる。

尚、これらの場合、損失へッド補償手段の捕償圧力へッドの発生に必要なエネルギは、従来技術での実績から推定して、本発明で利.!！する流入口側水車駆動エネルギゃ放流口側水車駆動エネルギの 1 5 %以下程度であるので、充分な採算性が得られる。又、上流側総損失へッド H ,· と下流側総搢失へッド ₂との構成比率は、 Η ΖΗ - Ι ϋ / 3. 5程度である。

[ Π ] 前記 2. の「異種の半導体の組合せ構造を所定の形に形成することにより、入力があれば所定の通路を所定量の電荷が所定方向に移動できるようにする _c 」に対応する本発明の設定条件は下記の（ 5 ) 〜（ 8 ) である _c ( 5 ) 上記の設定条件（ 1 ) 〜（ 4 ) によって氷圧管内に流入し流出できるようになった水車駆動水を、圧力差が無い状態で、前記（ 1 ) 、（ 2 ) に記述した 2系統の水流のェ不ルギによって、反動水車のガイドべ一ンにおいて加速するためには、先ず、前記の設定流出水速 V₂。と、反動水車から流出する水流の設定水速 V _n とを連動させる必要がある。

そのために、反動水車と水圧管の放流に断面積が徐々に拡大又は縮小する流出水速調整部を設けて、反動水車から流出する水流の設定水速 V。（ m/ s e c ) が.、反動水車から放流口までの間で、前記の設定流出水速 V ₂₁, にまで減速又は增速するようにする。

前記（ 3 ) 、（ 4 ) の設定条件と、この設定条件（ 5 ) とによって、反動水車から放流口までの間について、反動水車の出口から流出する水圧管内側の水流側から見れば、反動水車から流出する設定水速 V。を設定流出水速 V ₂,,にまで滅速又は増速させることになり、水圧管内の水流を吸い出す水圧管外を流れるる水流側から見れば、設定流出水速 V₂₍₎を、放流口から遡らせて. 反動水車から流出する水流の設定水速 V u にまで加速又は減速させることになる。

従って、ベルヌーィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作用に某づいて、運動エネルギに変換して反動水車を駆動して消費された流入口側水車駆動エネルギの消費分を、放流口側水車駆動エネルギが圧力エネルギで補給することができ、流入口から流入した水流は、反動水車を駆動し、消費した運動エネルギを圧力エネルギで補充されて放流口ら流出する。

このようにして、設定流出水速 V₂₀と、反動水車から流出する水流の設定水速 V _U とを連動させることと、

( 6 ) 自然界の水流では、水速が小さい場合が多いので、水速が小さくても、水圧管の流入口に流入する水量を多くするために、水圧管の流入口に、上流側に向かって断面積が徐々に大きくなる流人部を設けて、 ⁷k茧駆動水の水量を多くすることと、

( 7 ) 水圧管又は流人部の流入口断面積を S , (m² 、流入口での水流の設定流入水速を V _{i n} (m/ s e c ) 、水圧管の流出水速調整部の放流口断面積を S _: (m ² ) 、流出水速調整部の放流口での設定流出水速を V _:。 (m / s e c ) とした場合に、 S , X V , (m ノ s e c ) - S ₂ V _:„ ( m ^:i / s e c ) として、水車駆動水の水量を設定することと、

( 8；) 反動水車のガイドべ—ンの水流断面積 S.,. (m' ) を、ベルヌ一ィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作用に基づき、水車駆動水を、前記流入口側水車駆動エネルギによって、所定発電容量を得る設定水速 V T (m/ s e c ) に加速できる断面積に設定し、 S x V , (m³ s e c ) によって水車駆動水の水量を決定することとによって、

本発明の水圧管と反動水車の構造に関する設定条件が整い、前記の流入口側水車駆動エネルギと放流口側水車駆動エネルギとが、水車駆動水をガイドベ一ンにおいて加速し、本発明が成立する。

これらの詳細計算は下記のとおりになる。

( 9 ) 前記流人口側水車駆動エネルギは、水圧管の流入□断面積を S , ( m² ) 、流入口での設定流入水速を V ,。 ( m / s e c ) 、大気圧に相当する水頭を Η_Λ (m) 、放流口の水深を H (m) 、水の比重を 1 とすると、流入口側水車駆動エネルギ = { ( S , X V ,。） X ( V , ο) ² / 2 } + 9. 8 X ( S , X V , o) ( H、 + H , )

となる。

又、水圧管の放流口近傍を流れる水流が、水圧管内の水を放流口から吸い出すように作用する吸出しエネルギは、水圧管の流出水速調整部の放流口断面積を S ₂ Cm² ) 、放流口近傍の水圧管外の水流の水速を V ·」 ( m / s e c ) 、大気圧に相当する水頭を Η,、（π 、放流口の水深を！（m) 、水の比重を 1 とすると、

吸出しエネルギ = { ( S , X V 2 ) X ( V 2 ) ^;: ./ 2！ + 9. 8 X ( S；■ V ₂ ) κ ( H + H

となる。

この吸出しエネルギは、水圧管内の水流を放流口内から吸い出すように作用するか、又は、放流口近傍を流れる水圧管外の水流を下流側に流れ去らせるように作用して上流側と下流側とが釣り合っているが、上記（ 4 ) に記述したように、放流口で水圧管内の水流の静压と水圧管外の水流の静圧とが前記の設定流出水速で釣り合っているので、前記（ 3 ) 〜（ 8 ) に記述した設定条件によって、水速 V；、水速 V 、設定流人水速 V i。、設定流出水速 V_{? (},、反動水車から流出する設定水速 V。、ガイドベーンにおいて加速される設定水速 V_T とを総て連動させることができる。従って、前記吸出しェネルギは、上記の連動条件で、放流口からガイドベーン方向に遡って作用することができる。

即ち、放流口から遡って反動水車のガイドべ—ンまで作用する放流口側水車駆動エネルギは、

放流口側水車駆動エネルギ = { ( S V ₂„) X ( V ₂„ ) / 2 } 十 9. 8 X ( S V c ) ( H + Hz )

となる。

設定条件（ 4 ) 〜（ 8 ) が揃うと、流人口から流人する水直駆動水が有する前記流入口側水車駆動エネルギが反動水車を駆動して運動エネルギ分を消費する際に、上記のようにして放流口から遡って作用する前記放流口側水車駆動エネルギが.. 流入口側水車駆動エネルギの上記のエネルギ消費分を、それが消費される場所で、自己の圧力エネルギによって補充する。従って、反動水車を駆動した水車駆動水は、そのエネルギを前記放流口側水車駆動エネルギにまでエネルギを回復し、内外の水流の静圧が等しい放流口から流出する。即ち、流入口に流入した水車駆動水は、放流口側水車駆動エネルギによつて放流口から吸い出されることになる。この吸い出し作用が得られるので, 前記の流入□側水車駆動エネルギと放流ロ侧水車駆動エネルギとが、ガイベーンに上流側と下流側とから相乗的に作用し、流入口から流入した水車駆動水は、空中落差がなくても、ベルヌーィの式に基づいてガイドベ--ンで加速し反動水虽を駆動して放流口から流出し、水流水力発電が可能になる。勿論、利用できる発電容量は上記の理論水力に効率を乗じ、損失へッド袖償手段が使用する電力を差し引いたものである。

尚、上記の本発明の構成によると、水流に小さな空中落差がある場合.. 前記の（ 4 ) に記述したように、空中落差' t- は、従来のチューブラ水車発電方法の場合と同様に作用することができ、前記の水流水力発電の理論水力以外に、空中落差 H , の有効分 H ,。の位置エネルギによる從来技術の理論水力 W ( k W) = g X Q {水車駆動水の水量（m³ / s e c ) ) x H ,„ ( k W ) が得られる。

即ち、流入口側水車駆動エネルギ = ί ( S： X V , 0 ) ( V , ο ² '/ 2 } + 9 . 8 X ( S , V 1 o) (Η_Λ + Η： ) に、空中落差 Η , ( m ) が存在すると、

流入口側水車駆動エネルギ = { ( S； V , o) ( V , 0 ) ² / 2 } + 9 . 8 X ( S , V , _t. ) X ( Η Λ + Η ₂ + Η , Ο )

となる。

尚、空中落差 Η _: で別個に反動水車を駆動し、その動力で、損失へッド補償手段を駆動して捕償圧力へッド得ても良い。

[ 3 ] 以上で、水流水力発電方法の水圧管と反動水車の構造 *寸法については設定条件が揃うが、実際に運転する場合には、水流の条件変動等に対する下記の設定条件が必要である。

即ち、上記 3. の「入力の状態に合わせて電荷を目的どおりに移動させるようにする。 .1 に対応する、下記の設定条件が必要である。

( 1 0 ) 本発明の入力である、水流の水速 V , 、 V 2 や放流口の水深！ "しの変動に対応するためには、水流の水速 V , 、 V：: や放流 Πの水深 H :... の起こり得る範囲の各種の組合せについて、前記の設定条件（ 1 ) 〜（ 9 ) における、水速 V , 、水速 V 、設定流入水速 V _M,、設定流岀水速 V 、反動水車から流出する設定水速 V„ 、ガイドべ一ンにおいて加速される設定水速 V τ 、反動水車の回転数や発電機の出力等の運転条件等の間の制御甩連動条件を予め設定しておく。

この制御用設定条件があれば、水圧管と反動水菜の構造 · 寸法は変動前後を通じて常に基本的な連動条件を満たしているので、簡単な制御で対応でき先ず、損失へッド捕償手段の補償圧力へッドト ,.,，を使用していない場合には、ガイドべーンの水流断面積 S r Cm) と、ガイドべ一ンで加速して得られる設定水速 V·,· ( m / s e c ) とを調整して、 S , x V ·, ( m ³ / s e c ) を、変動後の水速 V , 、 V 2 による S , X V , や X V ·, に合わせ、 gつ、発電機の出力を調整すれば、反動水車の回転数を所定値に維持し、発電周波数と発電電圧とを所定値に維持できる。

( ！ 1 又、損失へッド補償手段の捕償圧力へッド He を使用している場合には、損失へッド補償手段の送水量を前記変動した S , X V I や X V 2 に合わせ、ガイドべーンの水流断面積 S_T (m) と、ガイドべ一ンで加速して得られる設定水速 V ·:· (m/ s e c ) とを調整して、 S T X V , (m / s e c ) を前記変動した S , x V；や S ₂ x V _? に合わせ、損失へッド補償手段の補償圧力へッド He,.,, を、 X V ,. ( m '■ ,/ s e c：) の変動に伴って変動する総損失へッドトしに合わせて調整し、且つ、発電機の出力を調整すれば、反動水車の回転数を所定値に維持し、発電周波数と発電電圧とを所定値に維持できる。

( 1 2 流入口の実断面積 S と、放流口の実断面積 S ;.「とを、 X V T に基づく上記の計算によって得られる S , 、 S , より多少大きくしても、前記のように水量を決定するのは、 S T V ·,· であり、その V，は水深 H ₂ によって決まり、と S ₍U,T とは関係が無いので、 S . V , に基づく計算どおりの機能が得られる。

尚、この場合に、本発明の構成では、流入口と放流口とで、水圧管外の水流側にロスが発生するが、水圧管内の水流は、 S T X V ,· で設定される条件で動作するので、水流の水速 V , 、 V z や放流口の水深 H ₂ が変動する場合に、このロス分が緩衝作用を発揮し、上記（ 1 0 ) 、（ 1 1 ) の制御が容易になる。

( 1 3 ) 上記の本発明の構成の説明において、放流口の設定水深 H ₂ は、水深 H ₂ に固定することになるが、水圧管の流入口から流入する水流が有する設定水深 H ₂ を基準にする全エネルギは、水流の特性によって、流人口の水深に無関係に等しくなるので、流入口の水深は自由に設定できる。従って、水中航行船舶に本発明を使用すると、 H ₂ を大きくできるので、大きな理論水力を得られる。

( 1 4 ) 上記の本発明の構成の説明において、水流の各部分の全エネルギと全へッドとは、設定水速が同一であれば、水圧管の内外及び水深に関係なく、同一の基準面に対して同一であるので、反動水車の位置は、水圧管内のどの位置に設けても、同一の結果が得られる。

( 1 5 ) 上記の本発明の構成の説明において、損失へッド補償手段の位置を、反動水車の下流側にすれば、ガイドべ—ンの下流側の総損失へッド Η ₂ については、単純に、損失へッド捕償手段の補償圧力へッド H _{C 1} ,₂で補償すれば良いが、ガイドべ—ンの上流側の総損失へッドについては、上流側の総損失へッドを補償するための補儻圧力へッド H CP 分が反動水車で消費されないで上流側に達するように、反動水車を運動エネルギ主体で駆動される構造にするか出力を合わせて通過させる必要がある。

損失へッド補償手段の位置が、反動水車の上流側にある場合は、前記と逆になり、下流側の総損失へッド Η ₂を補償するための補償圧力へッド H e r ,、：. 分がガイドベーンと水車駆動水を通過して下流側に達するように、ガイドべーンの水流断面積 S T を設定し反動水車を運動エネルギ主体で駆動される構造にするか出力を合わせて通過させる必要がある。

従って、損失へッド補償手段を 2つに分け、反動水車の上流側と下流側とに分けて設置すると、制御面の条件を単純化できる。

( 1 6 ) 本発明を、潮流のように、定期的に水流の方向が 1 8 0 ° 変わる水流中に設置する場合には、本発明を実施する装置の方向を水流の方向に合わせて 1 8 0 ° 変えるか、反動水車と損失へッド補僂手段とを、前記の連動条件を維持して双方向で動作する構造にすれば良い。

( 1 7 ) 本発明の水圧管全体を水流中に設置する場合には、水圧管に外套を設けその外形を流線形にすることにより、水圧管の外面形状による水流の乱れを少なくすれば、水流エネルギの利用効率を向上できる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明方法を実施し潮流の海底に設置した水流水力発電設備の側面図である。

第 2図は、本発明方法を実施し潮流、河川等の水流に係留した脬に設置した水流水力発電設備の側面図である。

第 3図は、本発明方法を実施し水上船舶に設置した水流水力発電設備の側面図である。

第 4図は、本発明方法を実施し水面間に段差がある 2つの水流間に設置した水流水力発電設備の側面図である。発明を実施するための最良の形態

太発明の最良の実施形態を、添付の図 1〜図 4を参照にしてより詳細に説明する。図 1 は、本発明方法を使用する水流水力発電設備を、潮流 Fの海底に多数並べて数十万 kW〜数百万 kWの大規模水流水力発電する場合の、一台分の構成を示す側面図である。

図 1 において、水流水力発電設備は、海底に設けた回動台 2 0上に、潮流 Fの方向に合わせて回動可能に設置されている。全体が外套 9に覆われて流線形になり潮流 Fの水流を乱さないようにしている。尚、回動可能にする代わりに、ガイドベーン 5と反動水車 6と損失へッド補償手段 8とを、動作方向を逆転する構造にしても良い。或いは、脖から吊り下げて使用し、潮流 F の方向に合わせて餑の方向を変えても良い。

水圧管 1内には、反動水車 6 と、反動水車 6のガイドべーン 5 と、反動水車 6に連結した発電機 7 とが設けられ、更に、前記反動水車 6の下流側に損失へッド補值手段 8が設けられている。

流入口 3とガイドベーン 5との間には、水圧管 1の流入□ 3に流入する水量を多くするために、上流側に向かって断面積が徐々に大きくなっている流入部 3 aが設けられている。

損失へッド補償手段 8と放流□ 4 との間には、断面積が徐々に拡大する流出水速調整部 4 aを設け、反動水車 6から流出し損失へッド補償手段 8を通過した水車駆動水の設定水速 V。が、損失ヘッド補償手段 8から放流□ 4までの間で設定流出水速 V ₂。にまで減速する。

水圧管 1 の中心釉位置での潮流 Fの水深を H₂ (m) = 3 0 mとする。水圧管 1内の水流は、水深 H ₂ に大気圧に相当する水頭 Η_Λ = 1 0. 3 3 τηを加えた Η 2 + Η Λ = 3 0 + 1 0. 3 3 = 4 0. 3 3 mの EE力へッドを放流口 4に対して有することになる。

潮流 Fの水流 2の水速を時速 4ノッ卜に相当する V · ( m s e c ) = 2 m / s e c = V ₂ (m^Z s e c ) とする。

水深の 3 0 mに対する流入口 3 と放流口 4の直径をそれぞれ 6 rnとすると、断面積 S , 、 S？. は、. S , = S ₂ = 2 8. 3 m² になる。先ず、設定流入水速 V ,。と、設定流出水速 V ₂。とを設定するが、 V , == 2 m s e c = V ₂ であり、水流のエネルギを〗 0 0 %利用するために、 V _{l 0} = 2 m s e c = V₂nとする。

次いで、損失へッド補償手段 8の必要特性を設定する。

本発明によると、 H ₂ + H _Λ = 3 ϋ + 1 0. 3 3 = 4 0. 3 3 mの圧力へッドと水速 V；の速度へッド { ( V , ) ' （ 2 X g ) } = ί 2² /' ( 2 X g ) } = 0. 2 mとを水車駆動水の加速に利用できるので、その際に発生する総損失へッド H: (m) を、従来の水力発電方法の実績から推定して前記 2つの圧力ヘッドの合計の 1 5 %とすると、 4 0. 5 3 m X 0. 1 = 6. 0 8 mになる。そして、総損失へッドトを 0に補償した状態で、流入ロ 3 に流入し放流口 4から流出する水流の水量 Q Cm³ / s e c ) は、 Q= 2 8 . 3 2 = 5 6. 6 m^: / s e cになる。

従って、損失へッド捕值手段 8は、補償圧力へッド H_c,>，； = 6. 0 8 m, 送水量 Q = 2 8. 3 X 2 = 5 6. 6 m³ / s e cの負荷になる。これに必要な電力 W_P は、 Wト ( k W) = 9. 8 X 5 6. 6 x 6. 0 8 ÷効率 0. 7 6 = 4 4 3 7 kWになる。

上記の 4 4 3 7 k Wによる捕值圧力へッド He を加えると、 Q = 2 8. 3 X 2 = 5 6. 6 m³ / s e cの水車駆動水が、設定流入水速 V ,_n =設定流出水速 V _:。 =水速 2 m s e cで流入□ 3に流入し放流□ 4から流出するようになる。

次に、流入口側水車駆動エネルギと放流口側水車駆動エネルギとを計算すると、

流入口側水車駆動エネルギ = { ( S； V ,„) X ( V , ) ² / 2 } + 9. 8 X ( S , X V , ) (Η_Λ + Η ₂ ) = { ( 2 8. 3 X 2 ) X ( 2 ) ² / 2 } + 9. 8 X ( 2 8. 3 X 2 ) x ( 1 0. 3 3 + 3 0 ) == 2 2 4 8 3 kW 放流口側水車 lg動エネルギ = { ( S： X V _?. ) X ( V ₂₀) ² ,/ 2 } + 9. 8 X ( S X V ₂ ) X (Η_Λ + ) - { ( 2 8. 3 X 2 ) X ( 2 ) ² / 2 } + 9. 8 x ( 2 8. 3 x 2 ) x (. 1 0. 3 3 + 3 0 = 2 2 4 8 3 k W となる。 V , 、 V 2 が等しく、補償圧力へッド He,.,,. を使用すると、上記の両エネルギは全く等しくなる。

次に、反動水車 6 と、ガイドべ一ン 5 との構造 · 寸法を設定する。

ガイドべ—ン 5 において加速すべき水車駆動水の設定水速 V： (m/' s e c ) は、

V τ = [ 2 X 9. 8 x 4 ϋ . 5 3 ] ¹ハ = 2 8. 2 m / s e c

となる。

従って、ガイドべ一ン 5の水流断面積 S T は、.

S T = S , x V ÷ V , = 2 8. 3 X 2 ÷ 2 8. 2 = 2. G l m':

となる。

又、反動水車 6の出口の水速 V。は、通常、 V。 =係数（ 0. 2 5〜 0. 4 ) X V_T なので、係数を 0. 3 3 とすると、

V _n = 0. 3 3 X V τ = 0. 3 3 X 2 8. 2 = 9. 3 1 m / s e c となる。

従って、反動水車 6の出口の断面積 S。は、

S 0 = S！ X V , ÷ V ₀ = 2 8. 3 X 2 + 9. 3 1 = 6. 0 8 ir.² とる。

水圧管 1 の全長は、 1 3. 5 m程度になる。

上記の設定によって、発電容量 W ( k = 2 2 4 8 3 X効率 0. 8 5 - 4 4 3 ? = 1 4 6 7 4 kWが得られる。

そして、潮流の水速 V , . V ., 、水深 H₂ 等の変動に対しては、損失へッド捕償手段 8の送水量を変動した S , X V！や S ₂ X V , に合わせ-. ガイドベ一ン 5の水流断面積 S.,. (m) と、ガイドべ一ン 5で加速して得られる設定水速 V_T ( m S e c ) とを調整して、 S _r x V：· (m ' / s e c ) を変動した S , x V ：や S V , に合わせ、損失へッド補償手段 8の補償圧力ヘッド Hc_PR を、 S_T X V. (m / s e c ) の変動に伴って変動する総損失へッ K H _f に合わせて調整し、発電機 7の出力を調整すれば、反動水車 fi の回転数を所定値に維持できる。この場合、反動水車 6を力プラン水車にすると、ガイドべ一ン 5と共に、反動水車 6のランナーの角度も変わるので、効率の低下が少なくなる。そして、潮流の水速 V , 、 V , の変動に対して、上記の設定基準の、 V】 = V , = 2 mを中心として、 3 0 %〜 1 !3 0 %の変動に対応できる。

図 2は、本発明方法を使用する水流水力発電設備を、蜉 1 0に搭載し、潮流や河川の水流に係留し、多数並べて、数万 k W〜数十万 k Wの中規模水流水力発電する場合の、一台分の構成を示す側面図である。

図 2において、水流水力発電設備は脬 1 0に設けられているので、図 1 の場合に比較して保守に都合が良い。

水圧管 1 内には、反動水車 6と、反動水車 6のガイド'ベ一ン 5と、反動水車 6に連結した発電機 7 とが設けられ、更に、前記反動水車 6の下流側に損失へッド補償手段 8が設けられている。

流入□ 3とガイドべ一ン 5 との間には、水圧管 1の流人口 3に流入する水量を多くするために、上流側に向かって断面積が徐々に大きくなつている流入部 3 aが設けられている。

損失へッド補償手段 8と放流□ 4 との間には、断面積が徐々に拡大する流出水速調整部 4 aを設け、反動水車 6から流出し損失へッド補償手段 8を通過した水車駆動水の設定水速 V。力 <、損失へッド補償手段 8から放流□ 4までの間で設定流出水速 V _{2 n}まで減速する。図 2では、放流口 4の近くから急に大きくなつているが、損失へッド補償手段 8から放流□ 4までの間で徐々に大きくしても良い。

水圧管 1 の放流□ 4の中心軸位置における潮流 Fの水深を H ₂ ( rn ) = 1 0 mとする。水圧管 1 内の水流は、水深 H ₂ に大気圧に相当する水頭 Η _Λ - 1 0 . 3 3 mを加えた Η？ + Η _Λ = 1 0 + 1 0 . 3 3 = 2 0 . 3 3 mの圧力へッドを放流口 4に対して有することになる。潮流 Fの水流 2の水速 V i 、 V 2 を時速 4 ノットに相当する V： (mZ s e c ) = 2 m/ s e c = V ₂ ( m / s e c ) とする。

水深 H の 1 0 mに対する流入口 3 と放流口 4 の直径を 2 mとすると、新面積 S , 、 S 2 は、 S , = S = 3. ； 4 m " になる。

先ず、設定流人水速 V ,。と、設定流出水速 V ₂;,とを設定するが、 V , == 2 m/ s e c = V _z であり、水流のエネルギを l () 0 %利用するために、 V = 2 / s e c =V ₂。とする。

次いで、損失へッド捕償手段 8の必要特性を設定する。

本発明によると、 Η₂ + Η_Λ = 1 0 + 1 0. 3 3 = 2 0. 3 3 mの压力へッドと水速 V ,。の速度ヘッド { ( V , ) ^? ノ C 2 X g ) } = { 2 . ( 2 V g ) } = 0. 2 mとを水車駆動水の加速に利用できるので、その際に発生する総損失へッド Η,.· (m) を、従来の水力発電方法の実績から推定して前記 2つの圧力ヘッドの合計の 1 5 %とすると、 2 0. 5 3 m X 0. 1 5 = 3. 0 8 mになる。そして、総損失へッドを 0 に補償した状態で、流入ロ 3 に流入し放流□ 4から流出する水流の水量 Q (m³ / s e ) は、 Q = 3. 1 4 X 2 = 6. 2 8 m³ Z s e cになる。

従って、損失へッド補償手段 8 は、補償圧力へッド H CM, = 3. 0 8 mで. 送水量 Q = 3. 4 2 = 6. 2 8 m ^J /' s e cの負荷が必要である。これに必要な電力 W_f は、 Wト ( k W) = 9. 8 6 . 2 8 3. (1 8 ÷効率 0 . 7 6 = 2 4 9 k Wになる。

上記の 2 4 9 k Wによる補償圧力へッド H_cl._n を加えると、 Q = 3. 1 X 2 = 6. 2 8 m³ / s e cの水車駆動水が、設定流入水速 V , _n =設定流出水速 V =水速 2 m/ s e cで流入口 3 に流入し放流口 4から流出するようになる。

流入口側水車駆動ェネルギ = { ( S； V ·, 0 ) X ( V ,„ ) ⁷ / 21 + 9. 8 x. ( S , X V ,„) x ( Η_Λ + H 2 ) = { ( 3. ί 4 X 2 ) x ( 2.) ² / 2 } + 9. 8 X ( 3. 1 X 2 ) X ί 1 0. 3 3 + 1 0 ) - 1 2 5 I k W 放流口側水車駆動エネルギ = { ( S X V 0 ) ( V 2 ) ' / 2 } + 9. 8 ( S 2 X V ₂0 ) ( H A + H _: ) = { ( 3. 1 4 X 2 ) x (、 2 ) ² 2 } + 9. 8 x ( 3. 1 4 X 2 ) X ί 1 C . 3 3 1 0 = 1 2 5 I k W となる。

次に、反動水車 6 と、ガイドべ一ン 5 との構造 *寸法を設定する。

ガイドべ—ン 5において加速すべき水車駆動水の設定水速 V , (m/ s e c ) は、

V - = [ 2 X 9. 8 X 2 0. 5 3 ] ^] '^: - 2 0. 1 m/ s e c

となる。

従って、ガイドべ—ン 5の水流断面積 S_T は、

S T = S ) x V , ÷ V τ = 3. 1 4 X 2 + 2 0. 1 = 0. 3 1 m² となる。

又、反動水車 6の出口の水速 V。は、通常、 V , =係数（ 0. 2 5〜 0. 4 ) V_T なので、係数を 0. 3 3 とすると、

V 0 = 0. 3 3 X V τ = 0. 3 3 X 2 0. 8 = 6. 8 fi m / s e c となる。

従って、反動水車 6の出口の断面積 S。は、

S 0 = S , X V , ÷ V n = 3. 1 X 2 ÷ 6. 8 6 = 0. 9 2 m² となる。

上記の設定によつて、発電容量 W ( k W) = 1 2 5 1 X効率 0. 8 5 — 2 4 9 = 8 J 4 k Wが得られる。

そして、潮流の水速 V , 、 V ₂ 、水深 H₂ 等の変動に対しては、損失へッド補償手段 8の送水量を変動した S , V：や S ₂ X V , に合わせ、ガイドベ一ン 5の水流断面積 S T (m) と、ガイドべーン 5で加速して得られる設定水速 V T (m/ s e c ) とを調整して、 S T X V-, ( m ^:'' / s e c ) を変動した V , や S ₂ X V 2 に合わせ、損失へッド補僂手段 8の補儐圧力へッド H_C,'_K を、 S_T X V； (m³ / s e c ) の変動に伴って変動する総損失へッド Η· に合わせて調整し、発電機 7の出力を調整すれば、反動水車 B の回転数を所定値に維持できる。

この場合、反動水車 6を力プラン水車にすると、ガイドべ一ン 5 と共に、反動水車 6のランナーの角度も変わるので、効率の低下が少なくなる。そして、潮流の水速 V , 、 V ₂ の変動に対して、上記の V , = V：. = 2 m / s e cを中心として、 3 0 %〜 1 5 0 %の変動に対応できる。

図 3は、本発明方法を使用する水流水力発電設備を、水上船粕 1 】に設置した場合の側面図である。

図 3において、水上船鉑 1 1の船首両舷側の水面下に、各 1本の水圧管 ί を設置し、水圧管 1 の放流□ 4を所定水深 I (m) に配する。水圧管 1 の流入口 3の水深は、水速 V , (m) が水深に関係無く水上船舶 1 1 の航行速度で決まり、流入する流入口側水車駆動エネルギが水深に関わらず常に同一になるので、前記設定水深 H ₂ より浅くても深くても良い。従って、水中航行船舶でも良い。水圧管 1 内には、反動水車 6と、反動水車 6のガイドべ一ン 5と、反動水車 6 に連結した発電機 Ί とが設けられている。

水上船舶〗 1 の場合には、一般に、航行速度による水速 V , 、 V 2 が自然の水流の水速より大きいので、流人水量を多くするために上流側に向かって断面積が徐々に大きくなつている図 1、図 2に示す流入部 3 aを流入口 3 に設けることは、実施しても良いが、必須ではない。図 3では実施していない, 反動水車 6の出口と放流口 4 との間には、放流口 4に向かって断面積が徐々に拡大する流出水速調整部 4 aを設けて、反動水車 6から流出する水流の設定水速 V。（m/' s e c ) が、反動水車 6から放流□ 4までの間で.、前記の設定流出水速 V ₂ こまで減速するようにする。

水圧管 1 の放流口 4の中心軸位置における水流 2の設定水深を H₂ (m) = 3 mとする。水圧管 1内の水流は、水深 H₂ に大気圧に相当する水頭 Η_Λ = 1. ϋ . 3 3 mを加えた H _:, + H _Λ = 3 + 1 0. 3 3 = 1 3. 3 3 mの圧力へッドを放流口 4 に対して有することになる。

水上船舶〗 1 の航行速度による水 Fの水流 2の水速 V；、 V _: を時速 1 5 ノットに相当する V , ( m / s e c ) - 7. 7 2 m/ s e c = V _:. (m/ s e c ) とする。この場合、 V , 、 V ₂ の速度へッドは、 { (V , ) ' Z ( 2 X g ) } = { 7. 7 2² / ( 2 X g ) } = 3. 0 4 mとなる。

従来の水力発電設備の実績から、 Η ,を推定すると、

Η

( 3 + 1 0. 3 3 + 3. 0 4 ) X 0. 1 3 5 = 2. 2 1 m

=流入口側水車駆動エネルギの全ヘッドの約 3. 5 %= ( 3 + 1 0. 3

3 + 3. 0 4 ) 0. 0 3 5 = 0. 5 7 m

Hド流入口側水車駆動エネルギの全へッドの約 1 0 ( 3 + 1 0. 3 3 + 3. 0 4 ) X 0. 1 = 1 . 6 4 m

となる。流体力学の一般的な計算式を利用しても、同様な結果が得られる。

V , 、 V？の速度ヘッド = 3. 0 4 mが大きいので、損失ヘッド補償手段が不要であるので、設定流入水速 V , 設定流入水速 V _{2 n}を、

Ηκ, = { ( V , ² / ( 2 X g ) } 一 { ( V ,ο) ² ( 2 x g ) }

H,₂= { ( V , ) ² / ( 2 x g ) } - { ( V ₂ o ) ² ( 2 x g ) }

H P = Η Γ· , + H K2 = [ { ( V , ) ² / ( 2 x g ) } - { ( V ;o) ² / ( 2 x g ) } ] + [ { (V₂ ) ² / ( 2 X g ) } - { ( V , o ) ² / ( 2 x g ) } ] によつて計算する。

V , "ま、

H P, = { ( V , ) ² / ( 2 X g ) } - { ( V ,ο) ² / ( 2 x g ) } から、 0. 5 7 = { ( 7. 7 2 ) ^ / ( 2 X 2 ) } - { (V _{l 0}) ² / ( 2 X g ) } V , o = 6. 9 6 m / s e c

となる。

V？ "ま、 H F.2 = { ( V , ) ² / ( 2 X g ) } - { ( V ₂。） ^ ノメ（ 2 X g ) } から、 1. 6 4 = { ( 7. 7 2 ) ² / ( 2 X g ) } - { ( V 2 ) ² ( 2 x K ) }

V 2 n = 5. 2 4 m. ,, s e c

となる。

次に、水深 H₂ の 3 mに対する流入口 3の直径を 1 m、断面積 0. 7 8 5 m³ として、水車駆動水の水量を設定する。

水圧管 1 又は流入部 3 aの流入口断面積を S , (m² ) 、設定流入水速を

V ₁₀ (m / s e c ) . 水圧管 I の流出水速調整部 4 aの放流口断面積を S ₂ (m ) 、設定流出水速を V ₂„ (m/ s e c ) とした場合に、 S , x V ,„ ( m ³ / s e c ) = S 2 V _? n ( m ³ / s e c ) の条件から、

水車駆動水の水量 = S I X V ,,. ( m ' / s e c ) = 0. 7 8 5 x 6. 9 6 ( m s e e ) = 5. 4 6 m¹ / s e c

S 2 = 5. 4 6 ÷ 5. 2 4 = 1 . 0 4 m²

となる _c

流入口側水車駆動エネルギ = { ( S , V , ( V , o) ² / 2 } + 9.

8 X ( S , X V ,„) X (Η Λ + Η ₂ ) = { ( 0 . 7 8 5 X 6 . 9 6 ) x 6 .

9 6² / 2 } + 9. 8 X ( 0. 7 8 5 X 6. 9 6 ) X f 1 0. 3 3 + 3 ) = 1 3 2 + 7 1 4 = 8 4 6 kW

となる。 1 3 2 kW分は、水流を設定流入水速 V ,。で水圧管 1 内に水車駆動水として流入させると共に、反動水蚩 6を駆動して消費され、 7 1 4 k W分は水車駆動水を加速して反動水車 6を駆動して消費される。

放流口側水車駆動エネルギ = ( ( S： X V , n ) ( V ₂₀) ² / 2 } + 9. 8 X ( S . X V ₂₀) ( H , + H 2 ) = { ( 1 . 0 4 5. 2 4 ) X 5. 2 4² / 2 } + 9. 8 x ( 1 . 0 4 X 5. 2 4 ) x ( 1 0. 3 3 + 3 ) = 7 5 + 7 1 = 7 8 9 kW とる。 7 5 k分は、水車駆動水の運動エネルギとして、水車駆動水を放流 □ 4から流出させ、 7 1 4 k W分は、水車駆動水の圧力エネルギとして、水車駆動水を放流□ 4から水深 H ₂ の水流中に流出させる。

次に、反動水車 6 と、ガイドベーン 5 との構造 ·寸法を設定する。

ガイドべーン 5 において加速すべき水車駆動水の設定水速 V , (m/ s e c ) は、

V r = [ 2 X 9. 8 X [ 1 0. 3 3 + 3 + { 6. 9 6² / ( 2 X g ) } ) ] '" = 1 7. 6 m/ s e c

となる。

従って、ガイドべーン 5の水流断面積 S T は、

S r = S , V , ÷ V τ = 0. 7 8 5 x 6. 9 6 + 1 7. 6 = 0 . 3 1 m² となる。

又、反動水車 6の出口の水速 V n は、通常、 V _n =係数（ 0. 2 5 ~ 0.

4 ) X V r なので、係数を 0. 3 3 とすると..

V 0 = 0. 3 3 X V τ = 0. 3 3 X 1 7. 6 = 5. 8 0 m / s e c となる。

従って、反動水車 6の出口の断面積 S。は、

5 a = S： X V , ÷ V 0 = 0. 7 8 5 X 6. 9 6 ÷ 5. 8 0 = 0. 9 4 m ^:' と 7よる。

上記の設定によつて、発電容量 W (k W) = 8 4 6 X効率 0. 8 5 = 7 1 9 k Wが得られる。

そして、水上船舶 1 1 の航行速度の変化や喫水の変化による V 、 V： H₂ 等の変動に対しては、ガイドべ一ン 5の水流断面積 S，- (m² ) と、ガィドべ一ン 5で加速して得られる設定水速 V_T (m / s e c ) とを調整して S r X V τ (m³ / s e c ) を変動した S , V , や S ₂ x V ₂ に合わせ、発電機 7の出力を調整すれば、反動水車 6の回転数を所定値に維持できる。この場合、反動水車 6を力ブラン水車にすると、ガイドべ一ン 5 と共に、反動.水車 6のランナーの角度も変わるので、効率の低下が少なくなる。そして、水上船舶 1 1 の航行速度の変動に対して、上記の V , = V： = 7. 7 2 m/ s e cを中心として、 3 0 %〜 1 5 0 %の変動に対応できる。

本実施例は、船首の両舷側に各 I 台ずつあるので、得られる発電容量 W (； k W) は、

発電容量 W ( kW) = 7 1 9 x 2 = 1 4 3 8 k W

になる。

この場合、水上船舶 1 I の推進抵抗が増大し、水上船舶 1 1 の主エンジンの負荷が増大するが、反動水車 6を駆動し発電に有効に作用する水流のエネルギは、反動水車 6の回転方向に作用し、軸方向には作用しないので、負荷の増大は、水圧管 1 内の総損失へッド Η,. 分だけになり、得られる発電容 fi Wは、前記主ェンジンの負荷增大分によるエネルギ消費量増加分より大きくなり、経済性が得られる。

図 4は、本発明方法を使用する水流水力発電設備を、上側用水路と下側用水路 F ₂ との 2つの水流に跨がって多数並べて、数百 k W〜数千 k Wの小規模水流水力発電する場合の、一台分の構成を示す側面図である。

図 4において、上側用水路 F i と下側用水路 F ₂ とは、略並行して建設され、図示されていないが、所定間隔を隔てて、水量約 l m³ Z s e cの水流が、上側用水路から下側用水路 F ₂ に供給され、下側用水路 F は、上記の供給があっても、水面水位が変化しないように、水流断面積を供給水量に応じて順次増大している。

上側用水路 F , の水面と下側用水路 F ₂ の水面間の空中落差を h (m) = 2. 5 mとし、水圧管 1 の流入口 3を上側用水路 F , 中の水速 V , = 1 . 5 mZ s e cの位置に配し、水圧管 1 の放流□ 4を下側用水路 F：；の所定水深 H₂ (m) = 3 mで水速 V = 1 / s e cの位置に配する。

水圧管 1 内には、反動水車 6 と、反動水車 6のガイドべ一ン 5 と、反動水車 6 に連結した発電機 7 とが設けられている。反動水車 6の出口から放流口 4までの間には、放流□ 4に向かって断面積が徐々に拡大し、反動水車 6の出口から流出する水流の水速 V。を、放流口までに、設定流出水速 V_2I,にまで減速させる流出水速調整部 4 aが設けられている。

水圧管内の水流が放流口 4に対して有する全へッドは、大気圧に相当する水頭を Η_Λ (m) とすると、水速 V , の速度へッド = { ( V , ) ² （ 2 X g ) } = { ( に 5 ) ² / ( 2 X g ) } = 0. 1 1 mであるので、水圧管内の水流が放流□ 4に対して有する全ヘッド = { ( V , ) ² / ( 2 X g) } +H , +Η₂ +Η_Λ = 0. 1 1 + 2. 5 + 3 + 1 0. 3 3 = 1 5 . 9 4 m

となる。

これと、従来の水力発電設備の実績とから、 H_{K 1}、 H,,₂を推定すると、 H_F, =全ヘッドの 3. 5 %= 1 5. 9 4 X 0. 0 3 5 = 0. 5 6 m

H_F2 =全ヘッドの 1 0 1 5. 9 4 0. 1 = 】 . 5 9 m

となる。流体力学の一般的な計算式を使用しても、同様な結果が得られる。空中落差 (m) = 2. 5 mが、 Η κ ,、 Η "を 0に捕償できるので、損失ヘッド補償手段は不要である。

設定流入水速 V ,。 (m/ s e c ) は、

H r , = { ( V , ) ² / ( 2 x g ) } 一 { ( V , ο ) ² / ( 2 x g ) } + Η , , から計算する。

Η ,； = Η, = 0 . 5 6 mとすると、

V i ο = V I = 1. 5 m / s e c

となる。

設定流出水速 V 2。 (m/ s e c ) は、

Hト.2 = { ( V 2 ) ^? / ( 2 x g ) } 一 { ( V 20 ) ² / ( 2 g ) } + Hに，から計算する。

H 1 2 = H Γ- _? = 1 - 5 9 111とすると、；_!。= ₂ 1 m s e c

となる。利用できる水量が、前記の水車駆動水 = 1 m Z s e cであるの流入口 3の断面積 S Cm ) は、

S , = 1 - 1 . p = 0. 6 7 m'

となる。

放流口 4 の断面積 S ₂ ( m '」）は、

S 2 = 1 ÷ J = 1 m²

となる。

空中落差 H , で、水車駆動水の加速に利用できるのは、

H , = H , H + H = 2. 5 - ( 0. 5 6 + 1 . 5 9 ) = 0 3 5 m

となる。

従って、流入口側水車駆動エネルギは、

流入口側水車駆動エネルギ = { ( S ■ X V , _a ) X ( V ,„ ) ^;' 2 } + 9. 8 X ( S , X V , o) X ( Η Λ + Η - + Η ,„) = { ( 0. β 7 X 】 . 5 ) ( 】 . 5 ) ¹ / 2 } + 9. 8 ( 0. 6 7 X 1 . 5 ) x ( 1 0. 3 3 + 3 4 0. 3 5 ) = 1 . 1 3 + 1 3 0. 6 3 + 3. 4 3 = 1 3 5 k W

となる。 1 . 1 3 kW分は、水流を設定流入水速 V _{ι η}で水圧管〗内に水車駆動水として流入させると共に、反動水直 6 を駆動して消費され、 1 3 fi . 6 3 kW分は、水車駆動水を加速して反動水車 6を駆動して消費される。 3. 4 3 k W分は、従来の水力発電方法の場合と同様にして、単独で、反動水恵 6を駆動して消費される。

又放流口側水車駆動ェネルギは、

放流口側水車駆動エネルギ = { ( S , X V ₂„ ) X ( V , ,, ) ² / 2 ) + 9. 8 X ( S , X V ₂₀) ( H Λ + H , ) = { ( I X ; ) X ( 1 ) / 2 } + 9. 8 X ( 1 X 1 ) X ( 1 0. 3 3 + 3 - 0. 5 + 1 3 0. 6 3 = 1 3 1 k W となる。 G . 5 k W分は、水室駆動水の運動エネルギとして、水車駆動水を放流口から流出させ、 1 3 0. 6 3 k W分は、反動水車を駆動した水車駆動水の圧力エネルギとして、反動水車を駆動した水車駆動水を放流口から流出させる。

次に、反動水車 6と、ガイドベーン 5 との構造 ·寸法を設定する。

ガイドベーン 5 において加速すべき水車駆動水の設定水速 V (m/ s e c ) は、

V_T = [ 2 X 9. 8 X [ 1 0. 3 3 + 3 + 0. 3 5 + { ( 1 . 5 ) ² / ( 2 x g ) } ] ^1/2 = 1 6. 4 m/ s e c

となる。

従って、ガイドべ一ン 5の水流断面積 S_T (m² ) は、

S r = S , X V , α ÷ V τ = 0. 0 6 m

となる。

又、反動水車 6の出口での設定水速 V。は、通常、 V。 =係数（ ϋ . 2 5 〜0. 4 ) X V τ なので、係数を 0. 3 3とすると、

V 0 = 0. 3 3 V τ = 0. 3 3 X 1 6. 4 = 5. 1 / s e c

となる。

従って、反動水車 6の出口の断面積 S。は、

S 0 = S , X V , 0 ÷ V_T = 0 - 6 7 1 . 5 ■÷ 5. 4 1 = 0. 1 8 m² となる。

上記の設定によって、発電容量 W ( k W) = 1 3 5 X効率 0. 8 5 = 1 1 5 k Wが得られる。

水流の状態が変動し、 V , 、 V₂ 、 H , 、 H₂ が変動する場合には、ガイドベーン 5の水流断面積 S (m² ) と、ガイドべーン 5で加速して得られる設定水速 VT (m/ s e c ) とを調整して、 S_T X V _r ( m ³ / s e c ) を変動した S , x V , や S ₂ x V z に合わせ、発電機 7の出力を調整すれば. 反動水車 6の回転数を維持し、発電機 7の周波数や電圧を所定値に維持できる C

この場合、反動水車 6を力プラン水車にすると、ガイドべーン 5と共に、反動水車 6のランナーの角度も変わるので、効率の低下が少なくなる。そして、上側用水路からの供給水量が、 1 m ³ / s e cを中心に、 3 0 %〜 1 5 0 %の変動に対応できる。産業上の利用の可能性

上記のように、本発明の水流水力発電方法は、水力利用の新しい技術概念により、海流、潮流、河川、用水路等の空中落差が無い水流における、又、水上船舶や水中航行船舶等のように水との相対速度がある水中の移動物体における水流水力発電が可能になり、無尽蔵にある海流、潮流の水流のェネルギを利用して、電力エネルギ問題を解決できるという可能性がある。

Claims

請求の範囲

1 . 海流、潮流、河川、用水路等の空中落差が無い部分の水流中に、又は、前記水流にある小さな空中落差部分の水流中に、又は、水との相対速度がある水上 ·水中船舶に、反動水車と発電機とを備えた水圧管を、この水圧管の放流口を設定水深 H ₂ ( m ) に配して、設置し、この水圧管と反動水車に下記設定条件を満足させることにより、前記水圧管内に流入する水流が前記放流口を基準にして有する水流の全エネルギである流入口側水車駆動エネルギと、前記水圧管外の水流が前記放流口に負圧として作用させる水流の全エネルギである放流口側水車駆動エネルギとを、前記反動水車のガイドべーンの上流側と下流側とから相乗的に作用させ、ベルヌーィの式が示す運動 ·圧力 •位置エネルギの相互変換作用に基づいて、前記水圧管内に流入した水流を前記ガイドベーンにおいて加速し、加速した水流で反動水車を駆動して発電機を運転し、反動水車の駆動に消費された流入口側水車駆動エネルギを、前記負圧として作用する放流口側水車駆動エネルギに補充させて、反動水車を駆動した水流を、前記設定水深 H ₂ の放流口から流出させる水流水力発電方法において、

水流水力発電時に水圧管内や反動水車内の各部分の水流の設定水速に対応して前記各部分の水流に発生する各損失へッドの総和である総損失へッド H , ( m ) を、水圧管の流入口に発生する水流の淀みによる動圧へッドと、水圧管外の水流が放流口に作用させる負圧へッドと、必要により付加する損失へッド補償手段の補償圧力へッドとの中の 1 つ又は 2つ以上の組合せによつて、前記設定水速において見掛け上 0に補償することにより、水流が前記流入口側水車駆動エネルギを伴って流入口に流入するようにし、前記放流口側水車駆動エネルギが放流口から遡ってガイドベーンに負圧として作用するようにし、

反動水車と放流口間に、断面積が徐々に拡大又は縮小する流出水速調整部をけて、反動水車から流出する水流の設定水速 V„ ( m / s e c ) を、反動水直から放流口までの間で、設定流出水速 V 。 ( m / s e c ) にまで減速又は增速させ、

ベルヌーィの式が示す運動 ·圧力 ·位置エネルギの相互変換作 ¾に基づいて、前記流入口側水車駆動エネルギによって、前記ガイドべ—ンを通過する水流が、所定発電容量が得られる所定水速 V ., (m/ s e c ) にまで加速できるように、前記ガイドべーンの水流断面積 S.,. (m² ) を設定することを特徴とする水流水力発電方法。

2. 請求項〗に記載の水流水力発電方法において、損失へッド補償手段の補償圧力へッドを使用する場合に総損失へッド Η ,. を 0に補償する条件を、水圧管の流入口での水流の水速を V , ( m / s e c ) 、水流が水圧管の流入口に流入する設定流人水速を V ,„ ( m / s e c _) 、水圧管外の水流の放流口近傍に水速を V ₂ (m/ s e c ) 、水圧管外の水流が水圧管内の水流を放流口から吸い出す設定流出水速を V (m/ s e c ) 、流入口から放流口間の総損失へッドを Ηκ (m) 、前記 Ηκ を補償する損失へッド補償手段の補償圧力へッドを H C _; (m) 、流入口からガイドベーンの出口間の総損失へッドを Η , (m) 、前記 H_{F I}を浦償する損失へッド補償手段の補償圧力へッドを H CPH. (m) 、ガイドべ一ンの出口から放流口間の総損失へッドを F\ ₂ (m ) 、前記 Hi. を捕償する損失へッド補償手段の補償圧力へッドを H CP^ (m ) とした場合に、

H P , = { ( V i ) / ( 2 X g ) } { ( V _{1 (}：) ² ( 2 x g ) } + H

H P2 = { ( V , ) ² / / ( 2 X g ) } { ( V _: ) ² ( 2 x g ) } + H ri = H !'、 1 + Hド

= [ { ( V , ) ² ( 2 X g ) } 一 ί ( V ,„ ) ( 2 X g ) } - 11 c ,

+ [ i (V ₂ ) ² / ( 2 x R ) } 一 { ( V ₂ , ) ² ( 2 X g ) } + U

- [ ( ( V _[ ) ² / ( 2 X g ) } 一 { (. V , , ) ( 2 X g ) } ] -)- [ { (：

V 2 ) ^:; / ( 2 x g ) 、

} - { ( V, 0 ( 2 X g ) } ] + H の計算式から求めることを特徴とする水流水力発電方法。

3. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、損失ヘッド補償手段の捕償圧力へッドを使しない場合に総損失へッド Η,.· を 0に捕償する条件を、水圧管の流入口での水流の水速を V , ( τη s e c ) 、水流が水圧管の流口に流入する設定流入水速を V _{! u} ( m / s e c ) 、フ K圧管外の水流の放流口近傍の水速を V₂ (m/ s e c ) 、水圧管外の水流が水圧管内の水流を放流口から吸い出す設定流出水速を V₂。（m/s e c ) 、流入口から放流口間の総損失へッドを H (m) 、流入口からガイドベーンの出口間の総損失へッドを H ,,, (m) 、ガイドべ—ンの出口から放流口間の総損失へッドを F ₂ ( m) とした場合に、

HF, = { ( V , ) ² / ( 2 X g ) } ― { ( V ,„) ² ( 2 X g ) }

H = { (V₂ ) ² / ( 2 x g ) } 一 { (V₂。） ² / ( 2 x g ) }

= [ { (V , ) ² / ( 2 x g) } - { CV ₁₀) ² / ( 2 X g ) } ] + [ { ( V₂ ) ^ / ( 2 X g) } - { (V₂。） ² / ( 2 X g ) } ]

の計算式から求めることを特徴とする水流水力発電方法。

4. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、水流に空中落差 H , (m ) があり、損失へッド補值手段の捕償圧力へッドを使甩しない場合に総損失へッド H_F を 0に捕僂する条件を、水圧管の流入口での水流の水速を V , ( m/ s e c ) 、水流が水圧管の流入口に流入する設定流入水速を V , (m/ s e c ) . 水圧管外の水流の放流口近傍の水速を V 2 (m/ s e c ) 、水圧管外の水流が水圧管内の水流を放流口から吸い出す設定流出水速を V 2。 (m /s e c ) 、流入口から放流口間の総損失へッドを Η,.· (m) 、前記 Ηκ を補償する空中落差 Η , を Η Μ + Η； ₂ (m) 、流入口からガイドべ—ンの出口間の総損失へッドを (m) 、前記 H_{f l}を補償する空中落差を Η, , ( m) 、ガイドベーンの出口から放流口間の総損失へッドを F K₂ (m) 、前記 H_F を補償する空中落差 H , を H₁₂ (m) 、空中落差 H, の水車駆動水加速分を H ,。 = H , — （H M + Hに'）とした場合に、

H H , = { ( V , ) ² ( 2 X g ) } 一 { ( V M, ) ² / ( 2 X g ) } + H , ,

Η ΡΖ= { (V: ) ² / ( 2 X g ) } 一 { (V₂₀) / ( 2 x g ) } + H _{1 2}

ΪΊ y = Hド I + Hド

= [ { ( V , ) ² ./ ( 2 X g ) } 一 { ( V , o ) ² / ( 2 x g ) } + H , , ] + [ { ( V₂ ) ² / ( 2 x g ) } - { (V₂„) ² / ( 2 x g) } +H₁₂] = [ { (V , ) ² / ( 2 X g) } 一 { (V , o ) ² / ( 2 x g ) } ] + [ ( ( V₂ ) ² / ( 2 x g) } ― { (V₂₀) ² / ( 2 x g) } ] +H, , + H ,₂ の計算式から求めることを特徴とする水流水力発電方法。

5. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、総損失へッ ΚΗ「を 0に補償する条件を、請求項 2と 4に記載の計算式を組み合わせて求めることを特徴とする水流水力発電方法。

6. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、水圧管の流入口に、上流側に向かって断面積が徐々に拡大する流入部を設けて、水流の水速が小さくても、流入口に流入する水流の水量を多くすることを特徴とする水流水力発電方法。

7. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、ガイドべーンを通過する水流が加速される所定水速を V_T (m/ s e c ) 、ガイドべ—ンの水流断面積を S_T (m² ) 、設定流入水速を V ,。（mZ s e c ) 、設定流出水速を V ₂。、流入口断面積を S , (m² ) 、放流口断面積を S₂ (m² ) とした場合に、 S , V , ₀≥ ST X VT ≤ S 2 x V 2。とすることを特徴とする水流水力発電方法。

8. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、水流の状態が変動し、 V > 、 V ₂ 、 H , 、 H ₂ が変動する場合に、ガイドべ—ンの水流断面積 ST ( m² ) と、ガイドべ一ンで加速して得られる設定水速 V_T (m/ s e c ) とを調整して、 ST X V_T (m³ / s e c ) を変動した S i x V , や S ₂ V；に合わせ、発電機の出力を調整して、反動水車の回転数を一定に維持し、発電機の周波数や電圧を所定値に維持することを特徴とする水流水力発電方法 < 9. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、水流の状態が変動し、 V , 、 V₂ 、 H, 、 H₂ が変動する場合に、損失へッド補償手段の送水量を変動した S , X V , や S₂ X V 2 に合わせて調整し、ガイドべ一ンの水流断面積 S_T (m² ) と、ガイドべーンで加速して得られる設定水速 V., (m/ s e c ) とを調整して、 S'r X V_T (m³ / s e c ) を変動した S , x V , や

S ₂ X V ₂ に合わせ、損失へッド補償手段の捕償圧力へッド HCPR を、 ST

X VT (m³ / s e c ) の変動に合わせて調整し、発電機の出力を調整して反動水車の回転数を一定に維持し、発電機の周波数や電圧を所定値に維持することを特徴とする水流水力発電方法。

1 0. 請求項 1 に記載の水流水力発電方法において、損失へッド補值手段を. 反動水車とガイドべ—ンとの上流側又は下流側の何れか片側にのみ設置した場合に、ガイドベーンの水流断面積 S_T (m² ) を、ガイドベーンに作用する圧力へッドの、水車駆動水を所定水速 V_T (m/ s e c ) に加速するに要する圧力へッドを越える圧力へッド分が、圧力へッドのままで通過する断面積とし、反動水車を、主として水速で駆動されるタイプとすることにり、前記損失へッド捕值手段の補償圧力へッド HC の中の所定分が、前記反動水車とガイドベーンとを通過して、反対側の水車駆動水に作用するようにすることを特徴とする水流水力発電方法。