(57)【要約】【課題】豊富にある水を一旦別のエネルギーに変換することで、高低差がない場所、水勢の弱い水であっても、小水力発電に利用する。【解決手段】注水することで上昇し、排水することで下降するように、水槽５内に配置された水に浮かぶ浮力体４と、内部に入れた空気の充填容量が変化する容量可変式タンク２と、容量可変式タンク２内の空気を排気するために、容量可変式タンク２の上部に載置したウエイト１２と、記容量可変式タンク２から排気される空気でタービンを回転させて発電を行う発電機６と、を備え、浮力体４が注水により上昇する際に、運動変換手段１５により容量可変式タンク２の上部を引き上げて内部に空気を取り入れ、ウエイト１２の自重により容量可変式タンク２内から排気する空気を発電機６のタービンの回転に利用して発電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力体（４）が上下動するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電プラントであって、
注水することで上昇し、排水することで下降するように、水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に入れる空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記容量可変式タンク（２）内の空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置したウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気でタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、を備え、
前記浮力体（４）が注水により上昇する際に、運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げて内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する構成にした、ことを特徴とする浮力体を用いた発電プラント。
【請求項２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項３】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項４】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）にその上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、これに噛合するピニオン（１７）に駆動巻き上げ輪（１８）を取り付け、
該駆動巻き上げ輪（１８）に前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けたこと、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項５】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気で前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項６】
浮力体（４）の上下動するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電方法であって、
水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水口（２１）から注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させたときに、運動変換手段（１５）を用いて容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げてその内部に空気を充満させ、
次に、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、ウエイト（１２）の重力で容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内の空気を排気させ、この排気される空気で発電機（６）のタービンを回転させて発電を行う、ことを特徴とする浮力体を用いた発電方法。
【請求項７】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、先ず一方の容量可変式タンク（２ａ）に吸気し、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、同時に他方の容量可変式タンク（２ｂ）には吸気し、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気で前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の排気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする請求項６の浮力体を用いた発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小水力を利用して発電する発電プラント及びその発電方法に係り、特に水槽に河川水等を注水し、この水槽に溜めた水を排水することの繰り返しにより浮力体を上昇、下降させ、この浮力体の上下動するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電プラント及びその発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水を利用する発電方法としては水力発電が知られている。また、その発電量が「１０，０００ｋＷ以下」の場合は、小水力発電と称されている。この小水力発電の発電方式の分類では、「流れ込み式」、「水路式」がある。貯水池式の大規模ダム、調整池式の中規模ダムとは区別され、河川水等の水を貯めること無く、そのまま利用する発電方式である。
【０００３】
この小水力発電は、一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道など、現在無駄に捨てられているエネルギーを有効利用する発電方法である。小水力発電は、ダムなどの大規模開発などが伴わない環境に配慮したものとして注目されるようになっている。
【０００４】
この小水力発電は、昼夜、年間を通じて安定した発電が可能である。その設備利用率が５０〜９０％と高く、太陽光発電と比較して５〜８倍の電力量を発電できる。また、出力変動が少なく、系統安定、電力品質に影響を与えないので経済性が高い。太陽光発電の設備と比較すると、その設置面積が小さい。
【０００５】
農業用水路の利用も注目されている。既存の用水路を使用することもでき、さらに発電した電力を消費する施設も近隣にある可能性が高く、農用動力と組み合わせることもできる。地域の活性化からも農業用水路での小水力発電が注目されている。農業用水路を利用した発電設備は、河川を流れる農業用水路の水を有効利用する「流れ込み式」の水力発電設備である。水路から取水し、自然が生み出した河岸段丘の落差を利用して発電する。
【０００６】
農業用水路、河川等の水を水槽に貯め、導水路勾配等の落差（位置エネルギー）を利用して水車を回転させ、水車に連結された発電機を回転させることによって電気エネルギーを得る構造の小水力発電に関する技術として、例えば特許文献１の特開２０１６−９８７８２公報「小水力発電システム」のように、外部から水が流入する水槽と、前記水槽より低い位置に設けられ、前記水槽から流入する水によって回転する水車と、前記水車に連結される発電機と、前記発電機の回転速度を制御する回転速度制御装置と、所定の計算式に従って前記水車の最適回転数を算出し、前記最適回転数に基づく可変速制御の指令を前記回転速度制御装置に送信する演算装置と、を有する小水力発電システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−９８７８２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、小水力発電は、水を高速・高圧で落下させるために、取水又は貯水する場所と発電機の水車の設置場所とに相当の高低差（落差）がないと利用できない。その設置場所、立地条件が制限されていた。河川、農業用水、ダムの近くで水は豊富にあるが、そこに高低差がなく、その流速も遅い場所では、このような小水力発電を利用できないという問題を有していた。
【０００９】
本発明の発明者は、水が豊富にある場所において、その水をそのまま水車を回転させて発電に利用するのではなく、この豊富な水を一旦別のエネルギーに変換すれば、効率よく発電に利用できることに着目した。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、豊富にある水を一旦別のエネルギーに変換することで、高低差がない場所、水勢の弱い水であっても、発電に利用することができる浮力体を用いた発電プラント及びその発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発電プラントは、浮力体（４）が上下動するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電プラントであって、
注水することで上昇し、排水することで下降するように、水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に入れる空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記容量可変式タンク（２）内の空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置したウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気でタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、を備え、
前記浮力体（４）が注水により上昇する際に、運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げて内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する構成にした、ことを特徴とする。
【００１２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である。
また、前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である。
【００１３】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）にその上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、これに噛合するピニオン（１７）に駆動巻き上げ輪（１８）を取り付け、
該駆動巻き上げ輪（１８）に前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けたものである。
【００１４】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気で前記発電機（６）のタービンを回転する構成にすることができる。
【００１５】
本発明の発電方法は、浮力体（４）の上下動するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電方法であって、
水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水口（２１）から注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させたときに、運動変換手段（１５）を用いて容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げてその内部に空気を充満させ、
次に、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、ウエイト（１２）の重力で容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内の空気を排気させ、この排気される空気で発電機（６）のタービンを回転させて発電を行う、ことを特徴とする。
【００１６】
また、容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、先ず一方の容量可変式タンク（２ａ）に吸気し、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、同時に他方の容量可変式タンク（２ｂ）には吸気し、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気で前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の排気を交代で利用して連続的に発電するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成の発電プラントでは、水槽（５）に入れた浮力体（４）を注水により上昇させることで、容量可変式タンク（２）の上部を引き上げて内部に空気を取り入れ、この容量可変式タンク（２）をウエイト（１２）の自重により、容量可変式タンク（２）内から排気する空気を発電機（６）のタービンの回転に利用して発電することができる。従来のように、落差と流量がある場所に限定されていた小水力発電プラントを、水さえあればどのような場所でも容易に発電することができる。
【００１８】
上記構成の発電方法では、２組の容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を交互に用いることで、常に発電機（６）のタービンを回転させることができる。そこで、安定した電力を供給することができる。
【００１９】
一級河川から取水、普通河川から取水して発電することもでき、農業用水路から取水し、上下水道のいずれの場所でもその水を利用して発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の浮力体を用いた発電プラントを示す正面図である。
【図２】実施例１の浮力体を用いた発電プラントを示す平面図である。
【図３】実施例１の浮力体を用いた発電プラントによる発電方法を示す一部断面にした正面図であり、（ａ）は折りたたみ型タンクの上部を引き上げ、空気を充満させる状態、（ｂ）は折りたたみ型タンク内の空気をウエイトで排気して発電機で発電する状態である。
【図４】実施例２の浮力体を用いた発電プラントの一例を示す正面図である。
【図５】実施例２の浮力体を用いた発電プラントの一例を示す側面図である。
【図６】実施例２の２基の容量可変式タンクの排気の切り替えを示す概略説明図であり、（ａ）は一方の第１容量可変式タンク内に吸気する状態、（ｂ）は一方の容量可変式タンクから排気（発電）すると共に、他方の容量可変式タンクでは吸気する状態、（ｃ）は一方の第１容量可変式タンクの排気（発電）が終了し、他方の容量可変式タンクから排気（発電）する状態である。
【図７】本発明の発電プラントの水槽内への注水、排水と発電機への給気を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の発電プラントの水槽内への注水、排水と発電機への給気を制御する制御装置を示す概略構成図である。
【図９】発明の発電プラントによる発電方法を示すフロー図である。
【図１０】実施例３の浮力体を用いた発電プラントを示す正断面図であり、（ａ）はシリンダー・ピストン型タンクのピストン部を引き上げ、空気を充満させた状態、（ｂ）はシリンダー・ピストン型タンク内の空気を発電機の発電に利用するためにウエイトで排気した状態である。
【図１１】実施例４の浮力体を用いた発電プラントを示す正断面図であり、（ａ）は容量可変式タンクを給気用タンクで給気する状態、（ｂ）は容量可変式タンクが充満した状態である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、注水することで上昇し、排水することで下降するように、水槽内に配置された水に浮かぶ浮力体と、内部に入れる空気の充填容量が変化する容量可変式タンクと、容量可変式タンク内の空気を排気するために、該容量可変式タンクの上部に載置したウエイトと、容量可変式タンクから排気される空気でタービンを回転させて発電を行う発電機とを備えた発電プラントである。浮力体が注水により上昇する際に、運動変換手段を用いて容量可変式タンクの上部を引き上げて内部に空気を取り入れ、ウエイトの自重により前記容量可変式タンク内から排気する空気を発電機のタービンの回転に利用して発電する構成のものである。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の浮力体を用いた発電プラントの好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実施例１の浮力体を用いた発電プラントの原理構成を示す正面図である。図２は実施例１の浮力体を用いた発電プラントの原理構成を示す平面図である。  実施例１の浮力体を用いた発電プラント１は、その原理構成を示すものであり、容量可変式タンク２として上下方向に伸縮する壁面が蛇腹状の折りたたみ型タンク３を用いたものである。実施例１の浮力体を用いた発電プラント１は、この折りたたみ型タンク３と、水に浮かぶ浮力体４を入れた水槽５と、噴射空気で発電する発電機６を備えた発電プラントである。
【００２３】
＜容量可変式タンク（折りたたみ型タンク）の構成＞  実施例１の折りたたみ型タンク３（容量可変式タンク２）は、内部に空気が充填されると容量が拡大し、大量の空気を溜めることができるタンクである。この上下方向に伸縮する壁面が蛇腹状の折りたたみ型タンク３は、上部を引き上げることで、内部に空気を取り入れることができ、この折りたたみ型タンク３を上から下へ押し付けると、その下部の排気管７から空気が排気されるように、逆止弁８が上部に取り付けられている。この排気管７は、発電機６のタービンに連結されている。
【００２４】
折りたたみ型タンク３は上下方向に伸縮させて使用する。折りたたみ型タンク３は、その起立状態が維持されるように支持枠９に挟まれている。図示例では２本構成の支持枠９であるが、この本数は２本構成に限定されない。３本構成又は４本構成にすることができる。また、折りたたみ型タンク３の上下方向へ伸縮状態を維持でき、かつ転倒を防止できれば、図示例の支持枠９の構成に限定されない。
【００２５】
２本構成の支持枠９の上部には横枠９ａを架け渡し、この横枠９ａに第１巻き上げ輪１０を吊り下げている。この第１巻き上げ輪１０に第１ワイヤー１１の一端が掛けとめられ、この第１ワイヤー１１の他端は、折りたたみ型タンク３の上部（ウエイト１２）に掛けとめられている。この第１巻き上げ輪１０で第１ワイヤー１１を巻き上げることで折りたたみ型タンク３の上部（ウエイト１２）を引き上げるようになっている。
【００２６】
第１巻き上げ輪１０の回転軸１３が横枠９ａの長手方向に配置され、その両端にそれぞれ第２巻き上げ輪１４が取り付けられている。図示例では、第２巻き上げ輪１４が２か所設けた例を示しているが、これは１か所でもよい。ここで、第１、第２と表現したのは、等級、順番を表すのではなく、同一形状、同一の機能を有する部材を区分けするために便宜的に使用するものである。
【００２７】
折りたたみ型タンク３の上部に載せるウエイト１２は、金属製、セメント製等からなる。このウエイト１２は、折りたたみ型タンク３内の空気を排気する際に利用される。但し、後述する、浮力体４の浮力による上下動の動作で吊り上げられる程度の重量にする必要がある。
【００２８】
＜水槽と浮力体の構成＞  実施例１の浮力体を用いた発電プラント１の水槽５には、一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などから注水する。これらの一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などで現在無駄に捨てられているエネルギーを有効利用するためである。この水槽５内に入れる浮力体４は内部に空気を充填したもの、または多孔質のプラスチック体を用いることができる。
【００２９】
図示例では、図２に示すように、直方体形状の水槽５に、同じく隙間を空けずに略直方体形状の浮力体４を上下動可能に入れた。これは水槽５内に注水することで上昇し、排水することで下降する浮力体４が、傾斜しないようにするためである。浮力体４を水槽５内で円滑に上下動させるためである。
【００３０】
運動変換手段１５は、水槽５内における浮力体４の上下動作を一旦運動エネルギーに変換する機構である。図示例の運動変換手段１５は、浮力体４にその上下動方向に沿って取り付けたラック１６と、これに噛合するピニオン１７に駆動巻き上げ輪１８を取り付け、この駆動巻き上げ輪１８に折りたたみ型タンク３を引き上げる第２ワイヤー１９を巻き付けたものである。運動変換手段１５は浮力体４の上下動作のエネルギーを均等に伝達するために、１の浮力体４に２か所設けている。また、運動変換手段１５はこのようなラック１６とピニオン１７との組み合わせに限定されず、油圧構成、ガス圧構成を用いた種々の構成のものを用いることができる。
【００３１】
この運動変換手段１５により、水槽５内に注水することで上昇し、排水することで下降する浮力体４を用いて、この第２巻き上げ輪１４と第１巻き上げ輪１０で第１ワイヤー１１を巻き上げ、折りたたみ型タンク３の上部を引き上げ、空気を充満させるようになっている。
【００３２】
駆動巻き上げ輪１８の直径（Ｌ１）は、図１に示すように、第２巻き上げ輪１４の直径（Ｌ２）の約３倍程度にする。浮力体４の上下動間隔（Ｈ１）と折りたたみ型タンク３の上下動間隔（Ｈ２）を合わせるためである。あるいは、倍速ギヤなどの変速機構を介在して浮力体４の上下移動距離（Ｈ１）と折りたたみ型タンク３の上下移動距離（Ｈ２）とを合わせる構成にすることも可能である。
【００３３】
駆動巻き上げ輪１８には、図２に示すように、電磁クラッチ１８ａを取り付けてある。折りたたみ型タンク３の上部を引き上げるときは、駆動巻き上げ輪１８と運動変換手段１５のピニオン１７とを電磁クラッチ１８ａで連結しておく。折りたたみ型タンク３を下降させるとき、即ち発電するときは、電磁クラッチ１８ａを切り離して、折りたたみ型タンク３を円滑に下降させ、その排気で発電機６のタービンを支障なく回転させるようにする。
この駆動巻き上げ輪１８と運動変換手段１５との連結、切り離しは、電磁クラッチ１８ａに限定されず、機械的なクラッチでもよい。
【００３４】
これらの容量可変式タンク２、水槽５と発電機６は台２０の上に設置する。また、これらの容量可変式タンク２、水槽５と発電機６の図示した配置は一例であるが、この配置に限定されない。更に、１基の容量可変式タンク２に１槽の水槽５に限定されない。小さい浮力体４の場合は、複数の水槽５を用いて複数の浮力体４で１基の容量可変式タンク２を上下動させる構成も可能である。
【００３５】
＜折りたたみ型タンクによる発電の説明＞
図３は実施例１の浮力体を用いた発電プラントによる発電方法を示す一部断面にした正面図であり、（ａ）は折りたたみ型タンクの上部を引き上げ、空気を充満させる状態、（ｂ）は折りたたみ型タンク内の空気をウエイトで排気して発電機で発電する状態である。  実施例１の浮力体を用いた発電プラント１では、図３（ａ）に示すように、一級河川、普通河川、農業用水路、上下水道から取水した水を、水槽５の注水口２１の開閉電磁弁２２を「開」にして水槽５内に入れる。水槽５内の水面の上昇と共に、浮力体４が上昇する。この浮力体４の上昇により、浮力体４のラック１６がピニオン１７を回動させ、このピニオン１７の回動軸１３に連結された駆動巻き上げ輪１８が回動する。このときは駆動巻き上げ輪１８の電磁クラッチ１８ａを連結しておく。
【００３６】
駆動巻き上げ輪１８に巻かれた第２ワイヤー１９は、上述した第１巻き上げ輪１０に取り付けられている。この第１巻き上げ輪１０に第２ワイヤー１９の一端が掛けとめられ、この第２ワイヤー１９の他端は、折りたたみ型タンク３の上部に掛けとめられている。この第１巻き上げ輪１０で第１ワイヤー１１を巻き上げることで折りたたみ型タンク３の上部を引き上げる。逆止弁８から折りたたみ型タンク３の内部に空気を取り入れる。
【００３７】
次に、この折りたたみ型タンク３内に空気が充満したら、水槽５の注水口２１の開閉電磁弁２２を「閉」にし、排水口２３の開閉弁２４を「開」にして排水する。駆動巻き上げ輪１８の電磁クラッチ１８ａを切断する。浮力体４は下降すると同時に、駆動巻き上げ輪１８も逆回転する。次に、排気管７には逆止弁２５を接続の開閉弁２５を「開」にして、ウエイト１２の自重により折りたたみ型タンク３内から排気する。この空気は噴射され、発電機６のタービンを勢いよく回転させ、発電することができる。発電した電力はバッテリー２６に充電する。バッテリー２６を介して送電線から送電する。なお、後述するコンピュータの制御装置と各開閉電磁弁２２，２４の作動には、発電機６につながれたバッテリー２６から電力が供給される。
【実施例２】
【００３８】
＜発電プラントの構成例＞
図４は実施例２の浮力体を用いた発電プラントの一例を示す正面図である。図５は実施例２の浮力体を用いた発電プラントの一例を示す側面図である。
実施例２の発電プラント１０１は、上述した原理構成にある１基の容量可変式タンク２ａ，２ｂに１槽の水槽５ａ，５ｂ（浮力体４）を２組用いて、これらで１基の発電機６を用いて発電する構成が望ましい。個々の装置、設備は上述した装置と同じ構成のものである。各容量可変式タンク２ａ，２ｂに連結した各排気管７ａ，７ｂを、１基の発電機６に連結している。２組の装置を交代で利用することで、安定的に発電するためである。
【００３９】
図６は実施例２の２基の容量可変式タンクの排気の切り替えを示す概略説明図であり、（ａ）は一方の第１容量可変式タンク内に吸気する状態、（ｂ）は一方の容量可変式タンクから排気（発電）すると共に、他方の容量可変式タンクでは給気する状態、（ｃ）は一方の第１容量可変式タンクの排気（発電）が終了し、他方の容量可変式タンクから排気（発電）する状態である。
図６（ａ）に示すように、先ず一方の第１容量可変式タンク２ａ内に吸気する。この第１容量可変式タンク２ａ（３）内に空気が充満したら、この第１容量可変式タンク２ａ（３）から排気し、その排気で発電機６のタービンを回転させている。
図６（ｂ）に示すように、第１容量可変式タンク２ａ（３）から排気して発電しているときに、同時に他方の第２容量可変式タンク２ｂ（３）では給気する。
図６（ｃ）に示すように、一方の第１容量可変式タンク２ａ（３）の排気が終了したら、他方の第２容量可変式タンク２ｂ（３）からの排気で発電機６のタービンを回転させる。このような動作を繰り返すことで、常に発電機６のタービンを回転させることにより、安定的に発電することができる。
【００４０】
＜システムの構成例＞
図７は本発明の発電プラントの水槽内への注水、排水と発電機への給気を制御する制御装置を示すブロック図である。図８は本発明の発電プラントの水槽内への注水、排水と発電機への給気を制御する制御装置を示す概略構成図である。図９は本発明の発電プラントによる発電方法を示すフロー図である。
制御装置３１は、本発明の発電プラント１，１０１の水槽５，５ａ，５ｂ内への注水と排水を制御する。図７と図８に示すように、この制御装置３１の入力側には、浮力体センサ３２、タンク動作センサ３３、増幅処理部３４（ＡＭＰ）及び制御信号入力部３５が接続されている。増幅処理部３４（ＡＭＰ）は浮力体センサ３２、タンク動作センサ３３が測定した検知信号を増幅処理する。
【００４１】
浮力体センサ３２は、浮力体４が水槽５，５ａ，５ｂの上端に上昇したことを検知するセンサである。浮力体４がこの位置にいることは、水槽５，５ａ，５ｂに注水しても浮力体４が移動しないことを意味する。タンク動作センサ３３は、容量可変式タンク２，２ａ，２ｂを上端に引き上げたことを検知するセンサである。これ以上引き上げても容量可変式タンク２，２ａ，２ｂに空気を取り込めないことを意味する。
【００４２】
制御装置３１の出力側には、各開閉電磁弁２２，２４を作動させる開閉弁動作信号出力部３６及び表示処理部３7が接続されている。表示処理部３７にはＬＥＤ等が接続されている。現在の動作状態を知らせるものである。信号処理部３８が、入力側の浮力体センサ３２、タンク動作センサ３３の検知信号を増幅処理する増幅処理部３４（ＡＭＰ）で処理して、これらの出力側の各動作、注水口２１の開閉電磁弁２２、排水口２３の開閉電磁弁２４を開閉する。そこで、水槽５，５ａ，５ｂに入れた浮力体４を注水により上昇させ、容量可変式タンク２の上部を引き上げて内部に空気を取り入れる。この容量可変式タンク２，２ａ，２ｂをウエイト１２の自重により、容量可変式タンク２，２ａ，２ｂ内から排気する空気を発電機６のタービンの回転に利用して発電することができる。
【００４３】
＜運動変換手段の変形例＞
運動変換手段１５は上述した、ピニオン１７とラック１６の構成に限定されない。図示していないが運動変換手段は、スプロケットとチェーンとを用いることができる。水槽５に上下２か所にスプロケットを配置し、両スプロケットにチェーンを架け渡し、チェーンの１か所に、浮力体４の突起を固定したものである。一方の上側のスプロケットに駆動巻き上げ輪１８を取り付け、この駆動巻き上げ輪１８に容量可変式タンク（折りたたみ型タンク３）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー１９を巻き付けたものである。
なお、水槽５内に水が注水、排水されることで、浮力体４の上下運動をエネルギーに変換できる構成であれば、これらの運動変換手段１５以外の種々の構造のものを用いることができる。
【実施例３】
【００４４】
＜容量可変式タンク（シリンダー・ピストン型タンク）の構成＞
図１０は実施例３の浮力体を用いた発電プラントを示す正断面図であり、（ａ）はシリンダー・ピストン型タンクのピストン部を引き上げ、空気を充満させた状態、（ｂ）はシリンダー・ピストン型タンク内の空気を発電機の発電に利用するためにウエイトで排気した状態である。  容量可変式タンク２は、空気を充満し、それを一気に排気することで、発電機６のタービンを回転させることができれば、上述した折りたたみ型タンク３に限定されない。実施例３の浮力体を用いた発電プラントに用いる容量可変式タンク２は、上下方向に配置されたシリンダー部５１内に、ピストン部５２を上下動自在に内挿し、このピストン部５２を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク５３である。
【００４５】
実施例３のシリンダー・ピストン型タンク５３の内部に空気を取り入れることができる逆止弁８がピストン部５２に取り付けられている。同じくこのピストン部５２の上部には、金属製、セメント製等のウエイト１２が載置されている。このウエイト１２は、シリンダー・ピストン型タンク５３内の空気を排気する際に利用される。このウエイト１２は、実施例１の折りたたみ型タンク３と同様に、第１ワイヤー１１が掛け止められている。なお、図示していないが空気を取り入れる逆止弁８はシリンダー部５１に設けることも可能である。
【００４６】
実施例３のシリンダー・ピストン型タンク５３のシリンダー部５１の下部には、内部の空気を排気する排気管７が設けられている。この排気管７は発電機６のタービンに連結されている。
【００４７】
この実施例３のシリンダー・ピストン型タンク５３でも、実施例１の折りたたみ型タンク３と同様に水槽５の注水口２１の開閉電磁弁２２を「開」にして水槽５内に入れる。図３（ａ）に示すように、水槽５内の水面の上昇と共に、浮力体４が上昇する。この浮力体４の上昇により、駆動巻き上げ輪１８で第２ワイヤー１９を巻き上げることでピストン部５２を引き上げ、シリンダー部５１内部に空気を取り入れることができる。
【００４８】
次に、シリンダー・ピストン型タンク５３は、ピストン部５２はそのウエイト１２の自重により、内部から排気する空気を発電機６のタービンの回転に利用して発電することができる。
【実施例４】
【００４９】
＜容量可変式タンクに給気用タンクから給気する構成＞
図１１は実施例４の浮力体を用いた発電プラントを示す正断面図であり、（ａ）は容量可変式タンクを給気用タンクで給気する状態、（ｂ）は容量可変式タンクが充満した状態である。  実施例４では、容量可変式タンク２への給気を、これと同様な構成の給気用タンク６１を用いた。この実施例４では、給気用タンク６１の上部は固定枠６２で固定され、給気用タンク６１の下部が自由に伸縮する構成のタンクである。この給気用タンク６１の下部に浮力体４を取り付けたものである。この浮力体４を水槽５に配置した構成のものである。この実施例４では、給気用タンク６１から容量可変式タンク２へ送気管６３を用いて直接空気を送り込む構成のものである。この送気管６３には逆止弁６４を取り付けてある。容量可変式タンク２から排気した空気を、発電機６のタービンの回転に利用して発電することができる。
【００５０】
この給気用タンク６１は、その上部に逆止弁６５が取り付けられている。給気用タンク６１下部の浮力体４が降下すると、内部に空気を取り入れることができる。浮力体４が水槽５内の水面の上昇と共に上昇すると内部の空気が送気管６３を通って容量可変式タンク２へ給気される。この容量可変式タンク２に給気された空気は、上述したように発電機６のタービンの回転に利用される
このように、浮力体４の上下動のエネルギーは、上述した運動変換手段１５、第１巻き上げ輪１０、第２ワイヤー１９、駆動巻き上げ輪１８などを使わなくても伝達することができる。
【００５１】
＜１基の容量可変式タンクと複数基の浮力体（水槽）との組み合わせの変形例１＞  容量可変式タンク２（３）と浮力体４（水槽５）の組み合わせは、空気を充満し、それを一気に排気することで、発電機６のタービンを回転させることができる構成であれば、上述した１基の容量可変式タンク２（３）に対して１基の浮力体４（水槽５）との組み合わせに限定されない。図示していないが、変形例１の発電プラントは、１基の容量可変式タンク２（３）に複数の浮力体４（水槽５）と組み合わせたものである。浮力体４（水槽５）は２基に限定されず、３基の浮力体４（水槽５）で構成することも可能である。この発電プラント１０１を設置する場所が、水勢が弱い場所、高低差が低い場所では、このような複数の浮力体４（水槽５）を用いて１基の容量可変式タンク２（３）を上下動作させ、発電機６のタービンを回転させることが好ましい。
【００５２】
＜複数基の容量可変式タンクと１基の浮力体（水槽）との組み合わせの変形例２＞  逆に、図示していないが、、変形例２の浮力体を用いた発電プラント２０１は、複数基の容量可変式タンク２（３）に１基の浮力体４（水槽５）と組み合わせたものである。水勢が強い場所、高低差が高い場所では、１基の浮力体４（水槽５）であっても、複数基の容量可変式タンク２（３）を上下動作させ、発電機６のタービンを回転させることができる。実施例３、実施例４に示すように地形、水量、水勢に応じて種々組み合わせることができる。
【００５３】
なお、本発明は、豊富にある水を一旦別のエネルギーに変換することで、高低差がない場所、水勢の弱い水であっても、小水力発電に利用することができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、高低差がない場所、水勢の弱い水の一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの小水力を利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，１０１  浮力体を用いた発電プラント
２，２ａ，２ｂ  容量可変式タンク
３  折りたたみ型タンク
４  浮力体
５，５ａ，５ｂ  水槽
６  発電機
１０  第１巻き上げ輪
１１  第１ワイヤー（ワイヤー）
１２  ウエイト
１４  第２巻き上げ輪
１５  運動変換手段
１６  ラック
１７  ピニオン
１８  駆動巻き上げ輪
１８ａ  電磁クラッチ
１９  第２ワイヤー（ワイヤー）
２１  注水口
２２  注水口の開閉電磁弁
２３  排水口
２４  排水口の開閉電磁弁
５１  シリンダー部
５２  ピストン部
５３  シリンダー・ピストン型タンク
【図１】
2020007957.tif 000003
【図２】
2020007957.tif 000004
【図３】
2020007957.tif 000005
【図４】
2020007957.tif 000006
【図５】
2020007957.tif 000007
【図６】
2020007957.tif 000008
【図７】
2020007957.tif 000009
【図８】
2020007957.tif 000010
【図９】
2020007957.tif 000011
【図１０】
2020007957.tif 000012
【図１１】
2020007957.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月12日(2018.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、小水力を利用して発電する発電プラント及びその発電方法に係り、特に水槽に河川水等を注水し、この水槽に溜めた水を排水することの繰り返しにより浮力体を上昇、下降させ、この浮力体の上昇するエネルギーを用いて発電する浮力体を用いた発電プラント及びその発電方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の発電プラントは、河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水量は豊富にあるが、高低差がない場所の水を利用して、浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
前記河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水勢の弱い水を貯留し、排水を繰り返す水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水する際に上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記容量可変式タンク（２）、前記水槽（５）と前記発電機（６）を設置する台（２０）と、を備え、
前記浮力体（４）が注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電するように構成した、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の発電方法は、河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水量は豊富にあるが、高低差がない場所の水を利用して、浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
前記河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水勢の弱い水を、水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作を運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、
前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行う、ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記構成の発電プラントでは、水槽（５）に入れた浮力体（４）を注水により上昇させることにより、容量可変式タンク（２）の上部を引き上げて内部に空気を取り入れる。この空気を取り入れた容量可変式タンク（２）は、その上部に載置されたウエイト（１２）を用いてその自重により、容量可変式タンク（２）内から排気する空気を発電機（６）のタービンの回転に利用して発電することができる。従来のように、落差と流量がある場所に限定されていた小水力発電プラントを、水さえあればどのような場所でも容易に発電することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水量は豊富にあるが、高低差がない場所の水を利用して、浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
前記河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水勢の弱い水を貯留し、排水を繰り返す水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水する際に上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記容量可変式タンク（２）、前記水槽（５）と前記発電機（６）を設置する台（２０）と、を備え、
前記浮力体（４）が注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電するように構成した、ことを特徴とする浮力体を用いた発電プラント。
【請求項２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項３】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項４】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）にその上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、これに噛合するピニオン（１７）に駆動巻き上げ輪（１８）を取り付け、
該駆動巻き上げ輪（１８）に前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けたこと、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項５】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項６】
河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水量は豊富にあるが、高低差がない場所の水を利用して、浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
前記河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などの水勢の弱い水を、水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作を運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、
前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行う、ことを特徴とする浮力体を用いた発電方法。
【請求項７】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする請求項６の浮力体を用いた発電方法。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月28日(2019.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の発電プラントは、注水することで浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
水の貯留と排水を繰り返すために、開閉電磁弁（２２）を有する注水口（２１）と開閉電磁弁（２４）を有する排水口（２３）が設けられた水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水口（２１）から注水することで上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記水槽（５）に設けられた注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）と、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）の開閉動作を制御する制御装置（３１）と、を備え、
前記浮力体（４）が前記水槽（５）内において注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する動作を前記制御装置（３１）により繰り返すように構成した、ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の発電方法は、注水することで浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「開」に、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「閉」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作で運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、この排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行い、
前記注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「閉」、前記排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「開」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）から排水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の下降に併せて前記浮力体（４）を下降させ、再度該浮力体（４）の上昇動作を繰り返して発電を行う、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
以下、本発明の浮力体を用いた発電プラントの好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実施例１の浮力体を用いた発電プラントの原理構成を示す正面図である。図２は実施例１の浮力体を用いた発電プラントの原理構成を示す平面図である。
実施例１の浮力体を用いた発電プラント１は、その原理構成を示すものであり、容量可変式タンク２として上下方向に伸縮する壁面が蛇腹状の折りたたみ型タンク３を用いたものである。実施例１の浮力体を用いた発電プラント１は、この折りたたみ型タンク３と、水に浮かぶ浮力体４を入れた水槽５と、噴射空気で発電する発電機６を備えた発電プラントである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
＜容量可変式タンク（折りたたみ型タンク）の構成＞
実施例１の折りたたみ型タンク３（容量可変式タンク２）は、内部に空気が充填されると容量が拡大し、大量の空気を溜めることができるタンクである。この上下方向に伸縮する壁面が蛇腹状の折りたたみ型タンク３は、上部を引き上げることで、内部に空気を取り入れることができ、この折りたたみ型タンク３を上から下へ押し付けると、その下部の排気管７から空気が排気されるように、逆止弁８が上部に取り付けられている。この排気管７は、発電機６のタービンに連結されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
＜水槽と浮力体の構成＞
実施例１の浮力体を用いた発電プラント１の水槽５には、一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などから注水する。これらの一般河川、農業用水、砂防ダム、上下水道などで現在無駄に捨てられているエネルギーを有効利用するためである。この水槽５内に入れる浮力体４は内部に空気を充填したもの、または多孔質のプラスチック体を用いることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次に、この折りたたみ型タンク３内に空気が充満したら、水槽５の注水口２１の開閉電磁弁２２を「閉」にし、排水口２３の開閉電磁弁２４を「開」にして排水する。駆動巻き上げ輪１８の電磁クラッチ１８ａを切断する。浮力体４は下降すると同時に、駆動巻き上げ輪１８も逆回転する。次に、排気管７には逆止弁２５を接続して、ウエイト１２の自重により折りたたみ型タンク３内から排気する。この空気は噴射され、発電機６のタービンを勢いよく回転させ、発電することができる。発電した電力はバッテリー２６に充電する。バッテリー２６を介して送電線から送電する。なお、後述するコンピュータの制御装置と各開閉電磁弁２２，２４の作動には、発電機６につながれたバッテリー２６から電力が供給される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注水することで浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
水の貯留と排水を繰り返すために、開閉電磁弁（２２）を有する注水口（２１）と開閉電磁弁（２４）を有する排水口（２３）が設けられた水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水口（２１）から注水することで上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記水槽（５）に設けられた注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）と、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）の開閉動作を制御する制御装置（３１）と、を備え、
前記浮力体（４）が前記水槽（５）内において注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する動作を前記制御装置（３１）により繰り返すように構成した、ことを特徴とする浮力体を用いた発電プラント。
【請求項２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項３】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項４】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）にその上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、これに噛合するピニオン（１７）に駆動巻き上げ輪（１８）を取り付け、
該駆動巻き上げ輪（１８）に前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けたこと、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項５】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項６】
注水することで浮力体（４）が上昇するエネルギーを用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「開」に、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「閉」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）内に注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作で運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、この排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行い、
前記注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「閉」、前記排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「開」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）から排水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の下降に併せて前記浮力体（４）を下降させ、再度該浮力体（４）の上昇動作を繰り返して発電を行う、ことを特徴とする浮力体を用いた発電方法。
【請求項７】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする請求項６の浮力体を用いた発電方法。
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月26日(2019.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の発電プラントは、小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
水の貯留と排水を繰り返すために、開閉電磁弁（２２）を有する注水口（２１）と開閉電磁弁（２４）を有する排水口（２３）が設けられた水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水口（２１）から河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水することで上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記水槽（５）に設けられた注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）と、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）の開閉動作を制御する制御装置（３１）と、を備え、
前記浮力体（４）が前記水槽（５）内において注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する動作を前記制御装置（３１）により繰り返すように構成した、ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の発電方法は、小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「開」に、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「閉」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）内に、河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作で運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、この排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行い、
前記注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「閉」、前記排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「開」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）から排水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の下降に併せて前記浮力体（４）を下降させ、再度該浮力体（４）の上昇動作を繰り返して発電を行う、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電するようにすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
水の貯留と排水を繰り返すために、開閉電磁弁（２２）を有する注水口（２１）と開閉電磁弁（２４）を有する排水口（２３）が設けられた水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水口（２１）から河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水することで上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記水槽（５）に設けられた注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）と、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）の開閉動作を制御する制御装置（３１）と、を備え、
前記浮力体（４）が前記水槽（５）内において注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する動作を前記制御装置（３１）により繰り返すように構成した、ことを特徴とする浮力体を用いた発電プラント。
【請求項２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項３】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項４】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）にその上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、これに噛合するピニオン（１７）に駆動巻き上げ輪（１８）を取り付け、
該駆動巻き上げ輪（１８）に前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けた、ことを特徴とする請求項１の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項５】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の何れから排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項６】
小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「開」に、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「閉」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）内に、河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作で運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、この排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行い、
前記注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「閉」、前記排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「開」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）から排水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の下降に併せて前記浮力体（４）を下降させ、再度該浮力体（４）の上昇動作を繰り返して発電を行う、ことを特徴とする浮力体を用いた発電方法。
【請求項７】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする請求項６の浮力体を用いた発電方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月5日(2019.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）の側壁に、その上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、前記水槽（５）に取り付けた、該ラック（１６）と噛合するピニオン（１７）と、を備え、
該ピニオン（１７）に取り付けた駆動巻き上げ輪（１８）に、前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交互に利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電プラントであって、
水の貯留と排水を繰り返すために、開閉電磁弁（２２）を有する注水口（２１）と開閉電磁弁（２４）を有する排水口（２３）が設けられた水槽（５）と、
水面の上昇に伴い上昇し、水面の下降に伴い下降するように、前記水槽（５）内に配置された浮力体（４）と、
内部に空気を取り入れ、上から下へ押し付けると、空気が排気され、空気の充填容量が変化する容量可変式タンク（２）と、
前記水槽（５）に注水口（２１）から河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水することで上昇する前記浮力体（４）の上昇動作を、前記容量可変式タンク（２）を引き上げる動作に変換する運動変換手段（１５）と、
前記容量可変式タンク（２）を下降させ、内部に取り入れた空気を排気するために、該容量可変式タンク（２）の上部に載置されたウエイト（１２）と、
前記容量可変式タンク（２）から排気される空気を利用してタービンを回転させて発電を行う発電機（６）と、
前記水槽（５）に設けられた注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）と、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）の開閉動作を制御する制御装置（３１）と、を備え、
前記浮力体（４）が前記水槽（５）内において注水により上昇する際に、前記運動変換手段（１５）を用いて前記容量可変式タンク（２）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２）の内部に空気を取り入れ、
前記ウエイト（１２）の自重により前記容量可変式タンク（２）の上部を下降させ、該容量可変式タンク（２）内から排気する空気を前記発電機（６）のタービンの回転に利用して発電する動作を前記制御装置（３１）により繰り返すように構成した、ことを特徴とする浮力体を用いた発電プラント。
【請求項２】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に伸縮する周壁が蛇腹状の折りたたみ型タンク（３）である、ことを特徴とする請求項１に記載の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項３】
前記容量可変式タンク（２）は、上下方向に配置されたシリンダー部（５１）内に、ピストン部（５２）を上下動自在に内挿し、該ピストン部（５２）を上昇させて吸気し、下降させて排気するように構成したシリンダー・ピストン型タンク（５３）である、ことを特徴とする請求項１に記載の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項４】
前記運動変換手段（１５）は、前記浮力体（４）の側壁に、その上下動方向に沿って取り付けたラック（１６）と、前記水槽（５）に取り付けた、該ラック（１６）と噛合するピニオン（１７）と、を備え、
該ピニオン（１７）に取り付けた駆動巻き上げ輪（１８）に、前記容量可変式タンク（２）の充填容量を可変する部材を上方へ引き上げる第２ワイヤー（１９）を巻き付けた、ことを特徴とする請求項１に記載の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項５】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）が配置された水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
各容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）に連結した各排気管（７ａ，７ｂ）を、１基の発電機（６）に連結し、
両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交互に利用して前記発電機（６）のタービンを回転する構成にした、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載の浮力体を用いた発電プラント。
【請求項６】
小水力である河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を用いて発電する、浮力体を用いた発電方法であって、
注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「開」に、排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「閉」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）内に、河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、
前記浮力体（４）を上昇させるときに、該浮力体（４）の上昇動作で運動変換手段（１５）を用いて、容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の上部を引き上げ、該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）の内部に空気を充満させ、
次に、前記容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）内が空気で充満したら、その上部に載置されたウエイト（１２）の重力で該容量可変式タンク（２，２ａ，２ｂ）を下降させ、その内部に取り入れた空気を排気し、この排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電を行い、
前記注水口（２１）の開閉電磁弁（２２）を「閉」、前記排水口（２３）の開閉電磁弁（２４）を「開」にして水槽（５，５ａ，５ｂ）から排水し、該水槽（５，５ａ，５ｂ）の水面の下降に併せて前記浮力体（４）を下降させ、再度該浮力体（４）の上昇動作を繰り返して発電を行う、ことを特徴とする浮力体を用いた発電方法。
【請求項７】
容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）と、該容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）の上部を引き上げる浮力体（４）を入れた水槽（５ａ，５ｂ）と、から成る装置を２組備え、
先ず、一方の水槽（５ａ）に河川、農業用水、砂防ダム又は上下水道の水を注水し、該水槽（５ａ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、一方の容量可変式タンク（２ａ）に空気を取り入れ、
該一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気される空気を利用して発電機（６）のタービンを回転させて発電し、
この一方の容量可変式タンク（２ａ）から排気すると同時に、他方の水槽（５ｂ）に注水し、該水槽（５ｂ）の水面の上昇に併せて浮力体（４）を上昇させ、他方の容量可変式タンク（２ｂ）に空気を取り入れ、
一方の容量可変式タンク（２ａ）からの排気が終了したら、他方の容量可変式タンク（２ｂ）から排気される空気を利用して前記発電機（６）のタービンを回転させ、両容量可変式タンク（２ａ，２ｂ）から排気される空気を交代で利用して連続的に発電する、ことを特徴とする請求項６に記載の浮力体を用いた発電方法。