(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管長Ｊｍの漸拡形状の開放管（２）の上部の広拡径を水面と同レベルにして垂直に沈め、該開放管（２）の上部に汲上げポンプ（３）、該開放管（２）の管底部に、水車（４）、該水車（４）で駆動する発電機（５）を設け、該汲上げポンプ（３）で汲み上げる事に依つて強制的に上昇流を生じさる事で水圧の上下方向に強制的に不均衡にして、水圧が転換した上昇流に依つて該水車（４）を駆動させ、該発電機（５）に依つて発電させる方法のための構造であつて、発電効率が左右する管路抵抗を最小にして、上昇流の速度を漸速させる為、該水車（４）を設けた該開放管（２）の管底部を最小径にした漸拡形状にした上部を最大径の形状管にした構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】水力発電
【背景技術】
【０００２】現状の発電装置は、環境問題を抱えて種々の方式があるが、実用された方式の風力発電装置、ソーラーパネルは、設置場所、設備費用の割りに発電力が少ないと言う重大な欠点があり、火力発電に頼る現状では、燃料費の増大で問題になつている。
この欠点を解決する手段として、燃料費無用で年間通して昼夜連続動作する発電装置であつて、水中の圧力差を利用した差圧水力装置を提供するものである
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  水中では、水面より深くなる方向（下方）に比例して水圧が上がるが、その事は位置エネルギーが上がる事を意味し、逆に、ある深い位置から水面方向への上昇流は、圧力が下がる方向、即ち位置エネルギーが下がる方向故、下がつた位置エネルギー分新たな動力が生まれる事になる。
静圧である水中圧は、自然の状態では、上昇流が生じないから、強制的に上昇流にさせれば、位置エネルギーの減少方向になるから、新たなエネルギーが生じる事になる。
そこで、開放管の一端を塞いだ状態で、塞いだ一端を下にして、他端を水面に合わせて沈めた状態で、塞いだ一端を開放させると、管底圧力が転じて上昇流になる訳だが、その速度は、トリチエリー定理で説明出きる。
トリチエリー定理とは「速度は、水面から出口までの高さと重力加速度に依つてのみ決
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図１で示すと、開放管１のａ点を塞いだ状態で沈めて、ａ点を開放するとａ点は、大気への出口となつて上昇流に転ずる事になるから、トリチエリー定理そのものである。
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この事は、上昇流は、深さに依つて決まる事を意味する。
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管の形状を考察すると、直管の場合、管路抵抗：Ｒ＝ｆ＊（ｌ／ｄ）＊ｖ２／２Ｇで示す如く、管路抵抗は、管長ｌと速度ｖ２に比例して増大するから、直管では、動力の殆どが、管路抵抗に費やされる為、効率が悪い。
従つて、効率良い方法は、管内流速を低くする事にあるから、管の速度を出来る丈低くなる様な形状にし、管底部だけを水車を廻すに必要な高速度になる様な管径にすれば良い。
その方法として、図２で示せば、水車４設置部の管２の管底部を最小径にして最大流速にして、漸拡形状にして、最上部を最大径の形状管にして速度を減速する。
その管形状は、図２の如くで、管２の管底部は、最小部にして径：Ｄφ、速度：Ｖａ、該２の上部では、上部の最大径：Ｅφ、長さ：Ａ、速度：ｕ  Ｅφを、管底部径：Ｄのｎ倍にすると  上部径：Ｅ＝ｎ＊Ｄとすると  …………………（１）
速度は、径の二乗に反比例するから  上部径Ｅの速度：ｕ＝Ｖａ／ｎ２  ………（２）
漸拡部の任意の位置をａ線とすると、ａ線よりｘ点の径：ｄｘとして次の式が成りたつ。
（ｄｘ−Ｄ）／（Ｂ−ｘ）＝（Ｅ−Ｄ）／Ｂ
依つて  ｄｘ＝（Ｅ−Ｄ）（Ｂ−Ｘ）／Ｂ＋Ｄ  ………………（３）
茲で、該２の管底部の速度：Ｖａ故に、ｘ点の速度：Ｖｘとして
Ｖｘ／Ｖａ＝Ｄ２／ｄｘ２    依つて  ｘ点の速度：  Ｖｘ＝Ｖａ＊Ｄ２／ｄｘ２
（３）式を代入して  Ｖｘ＝Ｖａ＊Ｄ２／（（Ｂ−ｘ）（Ｅ−Ｄ）／Ｂ＋Ｄ）２  ……………（４）
茲で  ａ点  即ち  ｘ＝０  の点で  Ｖｘ＝Ｖａ＊Ｄ２／Ｅ２
（１）を代入して  Ｖｘ＝Ｖａ＊Ｄ２／（ｎ＊Ｄ）２＝Ｖａ／ｎ２
この事は、ａ点（ｘ＝０）即ち、Ｄφ径の速度は、管底部の速度Ｖａの１／ｎである事を示し、ａ点より水面までの長さ；Ａ間は、管径：Ｅφで一定だから、ａ点より水面までは速度ｕで一定であるから、管径Ｅの速度：ｕ＝Ｖａ／ｎ２
漸拡部Ｂ間の速度は、管底部の速度：Ｖａ、で上昇して上部径Ｅの速度：ｕに減速する事になる。
これを図３で示すと、線図２になる。
動力：Ｐ＝Ｆ＊Ｖｋｇｍ／ｓｅｃ    Ｆ：作用する力（ｋｇ）、Ｖ：作用する方向の速度（ｍ／ｓｅｃ）
茲で  ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）Ａ：管断面積（ｍ２）Ｊ：管長＝水深（ｍ）とすると
Ｆ＝ρ＊Ａ＊Ｊ  ｋｇ
依つて  動力：Ｐ＝（ρ＊Ａ＊Ｊ）＊Ｖ  ｋｇｍ／ｓｅｃ
依つて  動力は  Ｐ＝ρ＊Ａ＊（Ｊ＊Ｖ）ｋｇｍ／ｓｅｃ  ……………（５）
この式から、（Ｊ＊Ｖ）は面積を示す故、動力はＪ＊Ｖの面積に  比例する事を示す。
従つて、動力の大小は、面積で解るから、図３で、点ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊとして、
点ｅ，ｆ，ｇで囲まれた面積は、汲上げポンプの動力を示し、ｇ，ｈ，ｉ間では、汲上げ速度より水圧によつて出し得る上昇速度が大であるから汲上げ動力は、水圧による上昇動力に打ち消される事になるから汲上げ動力は、ｇ，ｈ，ｉ間では無い事を意味する。
従つて、点ｅ，ｆ，ｇで囲まれた面積：Ｓ１  ｍ２／ｓｅｃは、汲上げポンプの動力を示すから
汲上げポンプの動力Ｌは、；Ｌ＝ρ＊Ａ＊Ｓ１  ｋｇｍ／ｓｅｃ  ………（６）
点ｅ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊで囲まれた斜線部の面積：Ｓ２  ｍ２／ｓｅｃは、水圧に依る動力を示すから
水圧に依る動力は、Ｐ＝ρ＊Ａ＊Ｓ２  ｋｇｍ／ｓｅｃ  ………（７）
茲で  Ｓ２＞Ｓ１  故，Ｐ＞Ｌ
依つて  取得電力Ｐ０は  Ｐ０＝Ｐ−Ｌ  ………………（８）
即ち、新しい電力が生じる事を証明する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】図２で示す如く、管長Ｊｍの漸拡形状の開放管２の上部の広拡径を水面と同レベルにして垂直に沈め、該２の上部に汲上げポンプ３、該２の管底部に、水車４、該４で駆動する発電機５を設けた構造にして、該３で汲み上げる事に依つて強制的に上昇流を生じさる事で水圧の上下方向に強制的に不均衡にして、水圧を転換させた上昇流に依つて該４を駆動させ、該５に依つて発電させる方法であつて、発電効率が左右する管路抵抗を最小にするには、該４水車を設けた該２の管底部を最小径にした漸拡形状にして、該２の上部を最大径の形状管にして、上昇流の速度を、漸速させる構造で、式（８）に示す如く電力が取得出来るから、本発明は、発電装置の機能を果たせる。
【発明の効果】
【０００５】所定の深さの海洋、湖であれば、日夜問わず年間連続発電が出来るから、海に囲まれた立地条件からして、潤沢な電力が得られる
他と比較して設備費が軽少で済み、運転経費は、燃料費不要だから、管理費だけで済むから消費者の負担が軽微で済み、社会的効果は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】・・・・・・・・管内の上昇流エネルギーの説明図
【図２】・・・・・・・・構成図
【図３】・・・・・・・・水深と上昇流の流速の相関図
【発明を実施するための形態】
【０００７】浮かべた浮胴体に本機を幾多併設し、浮胴体上に電気設備を設置して１セツトし、海底ケーブルで陸地に送電する。
【産業上の利用可能性】
【０００８】電力は、産業、社会の基盤故、効果は絶大である。
【符号の説明】
【００９】１・・・・・・開放管
２・・・・・・斬拡管
３・・・・・・汲上げポンプ
４・・・・・・水車
５・・・・・・発電機
【要約】      （修正有）【課題】静圧である水中圧はを利用して、新たなエネルギーを取り出す。【解決手段】管長Ｊｍの漸拡形状の開放管２の上部の広角径を水面と同レベルにして垂直に沈め、開放管の上部に汲上げポンプ３、管底部に水車４、該水車で駆動する発電機５を設け、ポンプで汲み上げる事に依つて強制的に上昇流を生じさる事で、水圧の上下方向に強制的に不均衡にし、水圧が転換した上昇流に依つて水車を駆動させ、発電機に依つて発電させる。管路抵抗を最小にするために、水車を設けた管底部を最小径にし、漸拡形状にした上部を最大径にして、上昇流の速度を漸速させる。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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