(57)【要約】      （修正有）【課題】密閉された水車の収納部内が満水状態となるため、回転方向に水流の水圧を受ける水車の部位とは対称方向の部位に存在する水に回転を阻まれ回転効率が低下する現象を解消する送水装置を提供する。【解決手段】サイフォン型の送水装置において、高水位域にある貯留部と低地域との間に配置される送水パイプ１０の一部又は下流端部に設けられる１又は２以上の水車２０の収納部３０ａがあり、収納部は、水流が流れる水流領域βと空気層からなる空気層領域γとを有し、収納部内には、少なくとも一部が空気層領域に配置されるように、水車が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高水位域にある貯留部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に送水するサイフォン型の送水装置において、
前記高水位域にある貯留部と前記低地域との間に配置される送水パイプの一部又は下流端部に設けられる１又は２以上の水車の収納部であり、
前記収納部は、水流が流れる水流領域と空気層からなる空気層領域とを有し、前記収納部内には、少なくとも一部が前記空気層領域に配置されるように前記水車が配置されていることを特徴とする水車の収納部。
【請求項２】
前記水車は、前記水車の高さの半分以上が空気層領域に配置されていることを特徴とする請求項１記載の水車の収納部。
【請求項３】
前記収納部は、開閉自在な開口部又は通気部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の水車の収納部。
【請求項４】
前記収納部の設置位置は、前記高水位域の水面より低い位置であって水流に沿って下降斜面を形成する位置又は収納部本体は水平状態に設置されていても、収納部の下流側が下降斜面を形成する位置に配置されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水車の収納部。
【請求項５】
前記収納部の開口部又は通気部は、常時開口していることを特徴とする請求項３又は４に記載の水車の収納部。
【請求項６】
前記収納部の下流側には、水流の一部を一時的に貯留できる中間貯留部を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の水車の収納部。
【請求項７】
前記中間貯留部から流れる水の流量を調節可能な流量調節装置を備えていることを特徴とする請求項６に記載の水車の収納部。
【請求項８】
前記水車の回転により発電される発電装置を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の水車の収納部。
【請求項９】
前記送水パイプ内を満水にしてサイフォン作用とすることが可能な貯水部を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の水車の収納部。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の前記水車を備えた収納部が、送水装置の複数個所に設けられていることを特徴とする送水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉部又は開閉式通気部を備えた水車の収納部に関する。
【背景技術】
【０００２】
高水位域に存在する湖や池等の貯留部の水を低地域に移動する際に、途中に高水位域より高所が存在する場合には、その地形の表面に沿って川や水路を構築しても自然流下によって水を低地域に流すことができない。こうした状況において、少量の電気を使用又は電気を全く使用しない方法で高水域低の貯留部の水を途中の高所を超えて低地域に流すことができるサイフォン型の送水装置が種々提案されている。この技術を使用した水車装置も考案されているが密閉された水車の収納部内は満水状態となっているため、水車が流れの水圧を受ける部位とは対称の部位に存在する水に回転を阻まれる現象が生じ回転効率が低下することがこの技術の課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１４３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サイフォン型の送水装置を流れる水流を利用して、送水パイプの途中の密閉された収納部に設けられた水車を効率よく回転しようとする場合に、密閉された水車の収納部内が満水状態となるため、回転方向に水流の水圧を受ける水車の部位とは対称方向の部位に存在する水に回転を阻まれ回転効率が低下する現象が発生するという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、この課題を解消するため収納部内に備えられた水車の一部に空気層を設ける技術を提供することにより、かかる課題を解決したものである。サイフォン作用を起動する場合には送水装置全体が気密状態でなくてはならないため、水車の収納部も開閉部又は開閉式通気部を閉じて密閉状態とする必要がある。しかし、収納部を含めた送水装置全体が満水状態になりサイフォン作用が稼働して送水をし始めたら、収納部の開閉部又は開閉式通気部を開いて水車に水流の水圧を受ける水車の部位と対称の箇所を空気層状態にすることで水車の回転効率を高めることができる。本発明の水車は、サイフォン送水装置として同量の水を使用しても密閉状態の収納部で回転方向に水流の水圧を受ける水車の部位と対称の部位に存在する水に回転効率が低下させられている状態の水車と比較して回転効率が高くなる。本発明は、このように回転効率を向上させる開閉部又は開閉式通気部を備えた収納部を提供することを目的とする。尚、この技術はサイフォン作用の技術を前提として開発されたが、水車収納部に開閉部又は開閉式通気部を開いた状態の収納部は開水路の流れにも適用できることは述べるまでもなく、水車に発電装置を組み込むことでサイフォン作用による流れと、開水路の流れにも使用できる発電装置の水車の収納部である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明にかかる開閉部又は開閉式通気部を備えた水車の収納部は、高水位域にある貯留部の水を前記高水位域より低所に位置する低地域に送水するサイフォン型の送水装置において、
前記高水位域にある貯留部と前記低地域との間に配置される送水パイプの一部又は下流端部に設けられる水車の収納部であり、
前記収納部は、水流が流れる水流領域と空気層からなる空気層領域とを有し、前記収納部内には、少なくとも一部が前記空気層領域に配置されているように水車が配置されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成を採用することによって、サイフォン送水装置内の一部に水車の収納部を設け、この収納部の水車を他の機械装置と連結することにより、サイフォンによる水流により水車を回転させることができ、水が流れるエネルギーを回転エネルギーとして得ることができる。この回転エネルギーを利用することにより、発電、揚水、脱穀、製粉、製糸等その他の種々に利用することができる。特に、水車に発電機を備えることによって電気エネルギーを得ることができる。この際に、水車は、通常気密状態が保たれなければならないサイフォン装置の水路内に配置されているにもかかわらず、水車の少なくとも一部が収納部内の空気層領域に配置されることによって、水による抵抗を低減することができ、より効率的に水車を回転させることができる。
【０００８】
さらに、本発明にかかる水車の収納部において、前記水車は、水車の高さの半分以上が空気層領域に配置されているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、水車の中心が空気層領域に配置され、水流は水車の半分以下の領域を流れることになる。そのため、水流は水車の回転方向を妨げないように、回転方向を推進する方向の羽根にのみにあたることになる。よって、より効率的に水車を回転させることができる。
【０００９】
さらに、本発明の水車の収納部において、前記収納部は、開閉自在な開閉部又は通気部を備えているものであってもよい。開閉部を閉じて収納部を気密状態とすることで送水パイプ内を満水にしてサイフォン作用を起動する際の気密条件が収納部を含む送水装置全体で整うこととなる。サイフォン作用が起動した後には収納部の開閉部又は開閉式通気部を開いて収納部内に設けられた水車の回転方向に水圧が加わる箇所とは対称となる部所に空気層が形成される。そのため、回転方向と反対方向に水圧がかかることを低減することができるため、効率よく水車を回転させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の水車の収納部は、高水位域の水面より低い位置であって水流に沿って下降斜面を形成する位置又は収納部本体は水平状態に設置されていても、収納部の下流側が下降斜面を形成する位置に配置された収納部であってもよい。かかる構成を採用することによって、起動後のサイフォン作用は稼働し続けるため起動後は開閉部を開口させた状態のまま水車の収納部として使用することができる。
【００１１】
さらに、本発明の水車の収納部において、前記収納部の下流側には、水流の一部を一時的に貯留できる中間貯留部を備えているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、中間貯留部が前述の高水位域に存在する貯留部と同様な存在となる。この中間貯留部に溜まった水を収納部の下流側の低地域に移動する際に新たなサイフォン作用の環境を整えることで、下流側に連続して別のサイフォン装置を構成することができる。
【００１２】
さらに、本発明の水車の収納部において、前記中間貯留部の下流側に前記中間貯留部から流れる水の流量を調節可能な流量調節装置を備えているものであってもよい。これにより、下流側に連続する別のサイフォン装置の方向へ流下する流量に対して中間貯留部に溜める水の量を調整することができ、送水パイプ内へ中間貯留部から空気を吸入してサイフォン作用が停止することを防止することができる。
【００１３】
さらに、本発明の水車の収納部において、前記水車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機を備えているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、水の位置エネルギーを水車の回転運動を通して電気エネルギーに変換することができる。
【００１４】
さらに、本発明の水車の収納部において、前記送水パイプ内を満水にしてサイフォン作用とすることが可能な大きさを有する貯水タンクを備えているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、送水装置全体を容易に満水にすることができる。
【００１５】
さらに、本発明の水車の収納部は、前記送水装置全体の中で前記水車は、複数設けられているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、一定量流下する水をより効率的に運動エネルギーを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態にかかる送水装置１００の構成の概略を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる送水装置１００に取り付けられる収納部の構成の概略を示す模式図である。
【図３】第１実施形態にかかる送水装置１００に取り付けられる収納部の構成の概略を示す模式図である。
【図４】第１実施形態にかかる送水装置１００に取り付けられる発電機の構成の概略を示す模式図である。
【図５】第１実施形態にかかる送水装置１００の第２のサイフォン装置の構成の概略を示す図である。
【図６】第２実施形態にかかる送水装置１００の収納部３０の構成の概略を示す図である。
【図７】第３実施形態にかかる送水装置１００の収納部３０の構成の概略を示す図であり、図７Ａは、断面の模式図を示し、図７Ｂは斜視図を示す。
【図８】第４実施形態にかかる送水装置１００の収納部３０の構成の概略を示す図である。
【図９】第５実施形態にかかる送水装置の収納部３０の構成の概略を示す図である。
【図１０】実施形態にかかる送水装置１００に取り付けられる送水パイプ吸水口１２の構成の概略を示す断から断面図である。
【図１１】実施形態にかかる送水装置１００に取り付けられる送水パイプ吐出口１３の構成の概略を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の水車の収納部の実施形態について、図面に基づいて、詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではない。
【００１８】
（第１実施形態）
第１実施形態にかかる水車の収納部３０の構成が図１に示されている。第１実施形態にかかる水車の収納部３０は、図１に示すように送水装置１００に設置されるものであり、詳細には高水位域αに貯留する水を低地域に流下させるサイフォン型の送水装置の一部に設置されて送水パイプを流れる水の力で水車２０を回すための水車２０の収納部である。サイフォン型の送水装置１００は特に、高水域αと低地域との間に起伏を有している地形に好適に使用することができる。送水装置１００の構成は、主として、サイフォン作用によって水を送水する送水パイプ１０と、この送水パイプ１０に水車２０を収納する複数の収納部３０とを備えている。第１実施形態においては、開口部３２を開放した状態の収納部３０ｂが２つ設けられ、開口部が閉塞された状態の収納部３０ａが３つ設けられている。
【００１９】
送水パイプ１０は、内径がφ２００ｍｍ又はそれ以上の硬質塩化ビニール製の直管からなるパイプ部材１１が連結されて長い送水路が形成される。送水パイプ１０は、送水パイプ１０内を水で満水にすることができる水量を有する貯水タンク４０と連結されている。また、一部のパイプ部材１１には、送水パイプ１０内と外気との間で空気を吸排出可能な空気吸排出用バルブ又はコック１８を備えているパイプ部材１１を有しており、この空気の吸排出を調整することで、サイフォン作用を止めたり、起動させたりすることができる。
【００２０】
収納部３０は、図２に示すように、送水パイプ１０に水車２０の収納領域を形成するためのものである。収納部３０は、図１に示すように、閉塞させた状態で機能する収納部３０ａと、一部を開口させた状態でも水車２０が稼動可能な収納部３０ｂとからなる。収納部３０を開口させた状態で稼働させるためには、収納部が上流側の貯留部αの水面又は中間貯留部α’の水面よりも下方に配置されており、収納部３０内が上流から下流に向かって低くなるように傾斜しているか、収納部３０が水平に設置されている場合には収納部３０の下流側に続く送水パイプの延長部が下流側に低く傾斜していることが必要である。さらに、収納部３０より下流の収納部３０の開口より高い位置に送水パイプが配置される場合には、その送水パイプに設けられた収納部３０の位置が中間貯留部α’を形成する水面の高さより低い位置に設置することが条件となるが、収納部３０内又は収納部３０の下流の近傍に中間貯留部α’を形成することでサイフォン作用がより安定することとなる。
【００２１】
収納部３０（収納部３０ａ及び収納部３０ｂのいずれも）内は、図２及び図３に示すように、水が流れる水流領域βと、この水流領域βの上側に形成される空気層領域γと、を備えている。水車２０は、水車２０の回転が水の抵抗で妨げられることを極力防止するために、水車２０の一部（水車の回転方向に水圧が加わる箇所とは対称となる箇所）が空気層領域γに露出するように配置される。これにより、満水状態の収納部３０に水車２０を収納した場合と比較して、水流を水車２０の羽根の好適な位置に当てることができ、回転の抵抗となるような水の流れを極力防止することができる。好ましくは、水車２０の高さの半分以上が空気層領域γに配置されるように形成するとよい。水車２０の高さの半分以上が空気層領域γに配置されることによって、水流は水車２０の半分以下を流れるため、水流は水車２０の回転方向を妨げないように、回転方向を推進する方向のみにあたるようにすることができる。このためには、送水パイプの高さｈ１より、空気層領域γの水車２０の存在する位置の高さｈ２の方が長くなるように形成するとよい。
【００２２】
開口部３２を閉塞させた状態で使用される収納部３０ａ及び水車２０が図２に示されている。収納部３０ａは、水車２０が配置される領域に水車２０より一回り大きな空間が形成されるように、外周壁３１が設けられている。開口部３２を閉塞させた状態で使用される収納部３０ａは、完全にサイフォン作用の原理内に配置されており、特に下流側で新たなサイフォン作用を起こす必要がないため、後述する中間貯留部α’を設ける必要はない。この外周壁３１の一部には開口部３２が形成され、この開口部３２を密閉可能な開閉部材３３が取り付けられている。開閉部材３３は、蝶番３３ａで開口部３２を開け閉め可能に形成されており、蝶番３３ａと反対側の端部を螺合部材３３ｂ等で固定することで密閉することができる。この際に、開閉部材３３と開口部３２との隙間から空気が漏れること防止するために、シリコンやゴムで作製されたシーリング用の封止部材３３ｃが設けられている。この構造によればサイフォン作用を起動するときは開閉部材３３を閉じて送水パイプ１０と同様気密状態として送水装置内に送水を開始する。送水装置を構成する送水パイプ１０が起伏に富んだ地形上に配置されていても気密状態の送水パイプと同様であるためサイフォン作用を起動させることができる。サイフォン作用が稼働したら開閉部材３３を開いて収納部３０内に空気層領域γを形成することが可能となる。
【００２３】
開口部３２を開放した状態でも使用可能な水車２０及び収納部３０ｂが図３Ａに示されている。水車２０は、特に限定するものではなく、従来から使用されている種々の水車２０を使用することができる。収納部３０ｂは、内部に水車２０を配置するため、水車２０より一回り大きな空間が形成されるように外周壁３１が設けられている。この外周壁３１の一部は、開口部３２が形成され、開口部３２を密閉可能な開閉部材３３が設けられている。開閉部材３３は、一部が蝶番３３ａで開口部３２を開け閉め可能に形成されており、蝶番３３ａと反対側の端部を螺合部材３３ｂ等で固定することができる。この際に、開閉部材３３と開口部３２との隙間から空気が漏れることを防止するために、シリコンやゴムで作製されたシーリング用の封止部材３３ｃが設けられている。収納部３０の下流側には空間が設けられており、一時的に水が貯留可能な中間貯留部α’が形成される。この中間貯留部α’に水が溜まることによって、あたかも高水位域の貯留部αのごとく機能して、下方にさらに別のサイフォン作用を有する送水装置を形成することができる。この中間貯留部α’に適量の水を貯留するために、下流側に送水パイプ１０内の面積を変更することによって水の排出量を調整することができる流量調節装置６０が形成されている。これにより、送水パイプ１０の途中の中間貯留部α’が、高水位域の貯留部αと同様の機能を有して、収納部３０ａより下流に収納部より高い位置に送水パイプ１０が配置されていたとしても、下流側で新たなサイフォン作用を起こすことによって、低地域に水を流すことができる。ここで、開口部３２となる箇所は空気が流入する際に発生する水車への風圧を考慮すると水車の回転方向の反対側が望ましい。なお、収納部３０ｂは開閉部材３３を開放した状態のまま使用してもよいし、図３Ｂのように閉じて使用してもよい。
【００２４】
水車２０には、図４に示すように、発電装置１１０が連結されており、水車２０の運動エネルギーを電機エネルギーに変換することができる。発電装置１１０は、特に限定するものではなく、水車の回転を電気に変換することができる種々の機器を使用することができる。本実施形態においては、図４に示すように、水車２０は、収納部３０内に全体が配置されており、収納部３０内に送水パイプ１０の水が流れ、その水の流れによって回転運動が起こされる。この回転運動は、芯棒１１３、回転ギア１１４及び回転数修正ギア１１５等を介してコイル１１６及び磁石１１７を有する誘電機器に伝えられ、電気を発電することになる。
【００２５】
以上のように構成された送水装置１００について、設置方法及び使用方法について説明する。まず、図１に示すように、一方側の送水パイプ吸水口１２を高水位域にある貯留部αに配置する。そして、他方の送水パイプ吐出口１３を低地域に配置するように送水パイプ１０を設置する。高水位域に配置される送水パイプ吸水口１２の位置が送水パイプ吐出口１３より高い位置に配置されていれば、中位の送水パイプ１０の高さの位置は、高水位域の水位より高い位置に配置されていてもサイフォン作用で水を低地域に流下させることができる。そして、貯水タンク４０が「高水位域の送水パイプ吸水口１２」と、「低地域の送水パイプ吐出口１３」との間であって、好ましくは、送水パイプ１０の全延長の内の最高部より高い位置に設けられる。
【００２６】
そして、貯留部αの水を揚水装置５０によって貯水タンク４０へ貯水し、収納部３０のうち、少なくとも開口部３２を閉塞させた状態で機能する収納部３０ａはすべて閉じた状態にして、貯水タンク４０内に送水パイプ１０の全延長を満水状態にできる量以上の水が溜まるまで揚水を続ける。貯水タンク４０内に送水パイプ１０の全延長の送水パイプ１０内を満水状態にすることができる水量以上が溜まったことを確認出来たら揚水作業を停止する。揚水作業が完了した後、貯水タンク４０内の水を送水パイプ１０に押し出し、送水パイプ１０内を水で満たす。送水パイプ１０の空気が抜けきらない場合は、適宜、収納部３０や空気吸排出用バルブ又はコック１８を開放して、空気を排出するとよい。
【００２７】
送水装置内が満水状態になったこの状態で貯水タンク４０から送水パイプへ注水している合流部材（図示しない）の開閉装置を閉じると、送水パイプ１０内の水が下流側へ吐出されるのと同時に送水パイプ１０内の水が一体となって下流へ移動することになる。この現象に伴い高地域側の貯留部αの水が送水パイプ吸水口１２から送水パイプ１０内へ吸い込まれることにより、高地域の貯留部αの水が送水パイプ１０を通じて低地域と一体化し、その後は送水パイプ１０内のサイフォン作用によって、高水位域の水を低地域に移動することができる。
【００２８】
この際に、図１に示すように、閉じた状態で使用される収納部３０ａは、あくまで、サイフォン原理の一部であるので閉じた状態でサイフォン作用を起動させ、サイフォン作用が稼働したら図２に示すように、開閉部材３３を開くか又は緩めて空気を注入し水車の収納部３０の上方に空気層領域を形成した状態で、水車２０の下方のみの水流により水車を回転させることができる。
【００２９】
一方、図１に示すように、排水装置１００に複数個配置されたそれぞれの収納部３２はそれぞれその上流側の貯留部α又は収納部３２に設けられた中間貯留部α’よりも下方に配置されている収納部については、送水パイプが上流から下流に向かって低くなるように傾斜している位置に配置される収納部３０ｂは、図３に示すように、上方に空気層領域γを形成した状態で、水車２０の下方のみの水流により水車を回転させた後、中間貯留部α’に水が一時的に貯留される。中間貯留部α’の水の量の調整は、下流の流量調節装置６０によって、容易に調整することができる。これにより、図３Ｂに示すように、空気層領域γの空気が収納部の下流側の送水パイプに吸い込まれることを防止することが最適な量の水量を中間貯留部α’に溜めることができる。この中間貯留部α’を貯留部αと同様の機能を持たせることで、図５に示すように、上方の収納部３１ｂより下流側に開口部３２（図面に記号が未記入）より高い位置を通過する送水パイプ１０ｃを有していたとしても、下流側にサイフォン作用が機能する地形的条件を満たす、いわば第２のサイフォン装置を形成することができる。このように下流側にサイフォン作用が確認できれば、上方の収納部３０ｂの開口部３２を開いて開口させた状態のままでもサイフォン作用を稼働させることができる。
【００３０】
以上のように構成された第１実施形態にかかる送水装置１００によれば、一旦準備が整いサイフォン作用により水を高水位域から低地域に導水できるようになれば、その後は位置エネルギーによって、貯留部αの水を低地域に流し続けることができる。そのため、途中に取り付けられた水車２０は、この流れ続ける水によって回し続けることができる。そのため、水の流れを効率的に運動エネルギーに変換することができ、この運動エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変換することができる。
【００３１】
さらに、第１実施形態にかかる送水装置１００によれば、揚水装置５０等のポンプの口径が送水パイプ以上であれば直接に送水パイプ１０に水を充填することも可能である。これによらず揚水装置５０等のポンプの口径が送水パイプより小さい場合は、一旦、貯水タンク４０に水を貯水した後に送水パイプ１０内に水を充填するので、大容量の揚水装置を必要とすることなく、小さな揚水装置５０を使用して貯水タンク４０に水を溜めて使用することができる。そのため、揚水装置５０に必要な電力も大容量の揚水装置を稼働させる電力量より少なくて済み、小さな発電機を使用することができる。
【００３２】
さらに、第１実施形態にかかる水車の収納部３０によれば、水車２０の半分以上が空気層領域に露出していることから、水流は水車２０の半分以下を流れるため、水流は水車２０の回転方向を妨げないように、回転方向を推進する方向のみにあたるようにすることができる。そのため、水流が水車の回転の抵抗となることを低減することができる。
【００３３】
さらに、第１実施形態にかかる水車の収納部３０によれば、収納部３０の一部を開閉することができるようにすることで、サイフォン起動時には開閉部材３３を閉じて送水パイプ１０と同様に気密状態を保ち、サイフォン作用が稼働した後には、それぞれの水車の収納部が設置してある地形条件に応じて開閉部材３３を閉じたままとしたり、緩めたり、開口したりとすることができる。そのため、サイフォン作用を最初に起動し始める段階において有効であり、サイフォン作用が稼働した後は各水車の回転効率を上げることができるため有効である
【００３４】
さらに、第１実施形態にかかる送水装置１００によれば、送水パイプ１０の途中に複数の収納部３０及び水車２０を設置することができる。そのため、複数の水車２０からより多くの運動エネルギーを得ることができる。
【００３５】
本実施形態において、水車２０の収納部３０としては、種々な変形例を採用することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
第２実施形態にかかる収納部３０が図６に示されている。第２実施形態にかかる収納部３０は、第１実施形態の収納部３０に対して、開口部３２と開閉部材３３に代えて開閉式通気部３５で形成されている点、及び中間貯留部α’に水流方向調整部７０が設けられている点が異なる。開閉式通気部３５は、コックをひねることで開閉を調整することができる。そのため、空気の通気量を微調整することができるためより容易に収納部３０内の空気層領域の空間の大きさを調節することができる。水流方向調整部７０は、水流の方向を中間貯留部α’の下流側出口に直接流れていかないように水流の流れを水面方向へ変更させたものである。これにより、中間貯留部α’内の水中に混入して流れる気泡を空気層領域の水面方向へ向けることで水中の気泡を空気層領域へ向けて浮き上がらせることで下流側出口に吸い込まれ送水パイプ内へ流れて行かないように防止できる。
【００３７】
（第３実施形態）
第３実施形態にかかる収納部３０が図７に示されている。第３実施形態にかかる収納部３０は、第１実施形態の収納部３０に対して、開口部３２が常時開口されている点、水車２０がこの開口部３２から収納部３０の上側にはみ出した状態で配置されている点が異なる。第３実施形態にかかる収納部３０は、上流側の貯留部α又は中間貯留部α’よりも下方に配置されており、その収納部の下流側に配置された収納部の中間貯留部α’の水面、又は下流側送水パイプの吐出し口の高さが第３実施形態の収納部の水面より低い位置に配置されている地形的条件が必要であるが、収納部３０内が上流から下流に向かって低くなるように傾斜している位置、又は収納部の下流側の送水パイプが低い方向へ傾斜していれば収納部そのものは水平に設置されていても構わない。この第３実施形態にかかる収納部３０によれば、水車２０の中心が収納部より上方に配置されるため、水流が水車２０の下方の先端近くにあたるため、水流は水車２０の回転方向を妨げないように、回転方向を推進する方向のみにあたるようにすることができる。
【００３８】
（第４実施形態）
第４実施形態にかかる収納部３０が図８に示されている。第４実施形態にかかる収納部３０は、水車２０が内部に配置されており、上流側の送水パイプ１０ａが水車２０の上方側に配置されており、下流側の送水パイプ１０ｂが水車の下方側に配置されている。そのため、水流は、水車２０の上側から左側に向かって流れていくことになる。つまり、上掛け式の水車２０を形成することになる。上流側の送水パイプ１０ａの下方には、空気が流入可能な開口部３２が形成されており、この開口部３２から空気が流入されることにより、水車２０の右側を空気層領域γ’とすることができ、水流によって水車２０に回転を妨げることを防止することができる。なお、図８Ａは、開口部３２は開閉部材によって開閉可能に形成されており、図８Ｂは、開閉式通気部３５によって形成されている。
【００３９】
（第５実施形態）
第５実施形態にかかる収納部３０が、図９に示されている。図９Ａは、収納部３０の開口部材３３が閉じている状態を示し、図９Ｂは、収納部３０の開口部３２が開いている状態を示す。収納部３０は、略直方体に形成された下方側容器部３６とこの下方側容器部３６の上側に開閉可能に配置される開閉部材３３とを有している。下方側容器部３６は、水車２０を取付け、取り外し可能なように、水車の２０の芯棒２１を取り付ける芯棒取付部３７が設けられている。取り付けられる水車２０は、下方側容器部３６より上方に突出するように配置される。また下方側容器部３６の下方には、送水パイプ１０の水路の任意の場所に取り付け可能となるように、両側に送水パイプ１０と取り付け可能な取付用パイプ３８が取り付けられる。開閉部材３３は、収納部３０に配置される水車２０を収納部３０の内部に閉じ込めるように上面が弧状に形成されており、一方端部において蝶番３３ａによって開閉可能に形成される。この第５実施形態における収納部によれば、水車２０を適宜自在に取付け、取り外しができるので、水車２０のメンテナンスがし易い収納部３０を提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は上述した第１実施形態から第４実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４１】
上述した第１実施形態から第４実施形態では、送水パイプ１０は、内径が２００ｍｍの硬質ダイポリン管の直管からなるパイプ部材を使用するものとしたが、内径の直径は特に限定するものではないし、その素材も特に限定するものではない。また直管である必要もなく、蛇腹状のパイプ部材でもよい。フレキシブル素材で形成された筒状部材の中に硬質素材で形成された内空断面形成部材を挿入してなる複合部材であってもよい。つまり、サイフォン作用による送水方法であるため大気圧に押し潰されない強度を有し、パイプ及びパイプの接合部が気密及び水密な状態のもので空気や水の出入りを遮断する機能を備えた状態を保てる材質の部材であれば使用することができる。
【００４２】
上述した第１実施形態から第４実施形態では、送水パイプ１０は単純なパイプとしたが、送水パイプ１０のうち、上流側の最先端には、逆止弁１２ａが取り付けられた送水パイプ吸水口１２が取り付けられていてもよい。送水パイプ吸水口１２は、図９に示すように、吸水口１２ｃに逆止弁１２ａを備えている。送水パイプ吸水口１２は、高水域αから低地域へ流れる水流がある場合は、逆止弁１２ａが吸水口１２ｃを開口させて水を吸引し、逆へ流れる水流がある場合は逆止弁１２ａ自身の重量によって回転防止部１２ｂに当接し吸水口１２ｃを封止することができ、送水パイプ１０内の水が貯留部αに逆流するのを防止することができる。一方、送水パイプ１０のうち、下流側の最先端には、図１０に示すように、吐出口１３ａに吐出口１３ａを開閉できる開閉部材１３ｂを備えている送水パイプ吐出口１３が取り付けられる。開閉部材１３ｂは、外側へ回転可能（矢印Ｄ参照）に下方端部１３ｃに取り付けられていて、上方端部には、開閉部材１３ｂを閉じた状態で固定することができる固定部材１３ｄを備えている。固定部材１３ｄは、矢印Ｅに示すように、起こすことによって開閉部材１３ｂを挟持でき、倒すことによって開閉部材１３ｂを開放できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
上述した実施の形態で示すように、河川、湖沼、土砂ダムや氷河湖等の貯留部の水を安全に安価に効率よく送水するサイフォン送水装置において水車を収納するための、開閉部または開閉式通気部を備えた収納部を設け、そこに水車を設置し発電装置と連結することで流水による運動（回転）エネルギーを電気エネルギーに変換する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０…送水パイプ、１０ａ…送水パイプ、１０ｂ…送水パイプ、１０ｃ…送水パイプ、１１…パイプ部材、１２…送水パイプ吸水口、１２ａ…逆止弁、１２ｂ…回転防止部、１２ｃ…吸水口、１３…送水パイプ吐出口、１３ａ…吐出口、１３ｂ…開閉部材、１３ｃ…下方端部、１３ｄ…固定部材、１８…コック、２０…水車、３０…収納部、３０Ｂ…収納部、３０ａ…収納部、３０ｂ…収納部、３１…外周壁、３１ｂ…収納部、３２…開口部、３３…開閉部材、３３ａ…蝶番、３３ｃ…封止部材、３５…開閉式通気部、４０…貯水タンク、５０…揚水装置、６０…流量調節装置、７０…水流方向調整部、１００…送水装置、１１０…発電装置、１１３…芯棒、１１４…回転ギア、１１６…コイル、１１７…磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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