(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力発電装置の水圧管の側部に補水管を、水圧管と同じ取水口から並設して水圧管に補水するように接続すると共に高圧補水装置として、補水管の上部に分岐管を接続し、分岐管には高圧ポンプを取り付け、高圧ポンプと補水管間に加圧管を接続し、分岐管の分岐下の補水管に切り替え弁を、高圧ポンプの両側には弁を取り付けたことを特徴とする発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項２】
水圧管の側部に、水圧管より小径の補水管を、水圧管と同じ取水口から並設し、該下端を水圧管の下部に接続し、而して、補水管の上部に高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項３】
補水管を分岐して、復数列の水圧管の下部に接続し、分岐した補水管には弁を取り付け、而して、補水管の上部に高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項４】
水圧管に並設した、水圧管より小径の補水管を分岐し、乱流、しぶき状態になるところと水圧管の下部に補水管を、更に、分岐して水圧管に接続し、而して、補水管の上部に高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項５】
水圧管の下部に長めのテーパ管を形成して接続し、該下端に噴出口を取り付け、テーパ管上部の水圧管には、水圧管より小径の補水管を接続し、而して、補水管の上部に高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項６】
水圧管の下部に上下にテーパを形成した大径の脱気管を介在し、脱気管上部のテーパ部には補水管を接続し、而して、補水管の上部には高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【請求項７】
複数列の水圧管の下部に脱気管を介在し、脱気管上部のテーパ部には補水管を分岐して接続し、分岐した補水管には弁を取り付け、而して、補水管の上部には高圧補水装置を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、発電効率を飛躍的に高めた水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、水力発電における水管内のダム水は、層流から乱流になり、遂にはしぶき状態になって、遊離した多量のガス（今までダム水に溶解していた空気その他の気体）を併って、水車に噴出して発電する。
このため、発電効率はきわめて低く、これに、ダム水と共に噴出した多量のガスが、水車に悪影響を及ぼし、音響、振動を発生させると共に水車はアバタ状に腐食し、発電効率を更に低下させている。
この状態は、落差が小さい水圧管であっても、流下するにつれ、乱流化し、希薄するので、ガスを発生し、上記のような悪影響がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  以上の発電効率の低下がありながら、今迄何ら対策がとれていないのが現状である。
本発明は、ガスの発生を防止した、１００％充満の満流水で発電し、発電効率を飛躍的に高めると共に水車のキヤビテーション現象を防止して、更に発電効率を高めることを目的とする。
【発明を解決するための手段】
【０００４】  （実施例１）図１は、発電機用水圧管の側部に、該水圧管より小径の補水管を、水圧管と同じ取水口から並設し、該下端を水圧管の下部に接続し、而して、高圧補水装置として、補水管の上部に分岐管を接続し、分岐管には高圧ポンを取り付け、高圧ポンプと補水管間に加圧管を接続し、分岐管の分岐下の補水管に切換え弁を、高圧ポンプの両側には弁を取り付けたものである。
（実施例２）図２は、補水管を分岐して、復数列の水圧管の下部に接続し、分岐した補水管には弁を取り付け、また、補水管の上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けたものである。
（実施例３）図３は、水圧管に並設した、水圧管より小径の補水管を分岐し、乱流、しぶき状態になるところと水圧管下部に接続し、また、補水管の上部には実施例１の高圧補水装置を取り付けたものである。
なお、補水管を更に分岐して水圧管に接続してもよい。また、この分岐は他の実施例にも応用実施可能である。また、分岐した補水管には弁を取り付ける。
（実施例４）図４は、水圧管の下部に長めのテーパ管を形成して接続し、該下端に噴出口を取り付け、テーパ管上部の水圧管には、水圧管より小径の補水管を接続し、また、補水管の上部には、高圧補水装置を取り付けたものである。
なお、水圧管が複数列の時は、図２のように、補水管を分岐して各水圧管に接続する。また、新規の発電所を建設する時は、先ず、発電機に適合するテーパ管を決定し、該上部に、テーパ管上部フランジに適合する水圧管を接続する。
（実施例５）図５は、水圧管の下部に上下にテーパを形成した大径の脱気管を介在し、脱気管上部のテーパ部には補水管を接続し、また、補水管の上部には高圧補水装置を取り付けたものである。
（実施例６）図６は、複数列の水圧管の下部に脱気管を介在し、脱気管上部のテーパ部には補水管を分岐して接続し、分岐した補水管には弁を取り付け、補水管の上部には、高圧補水装置を取り付けたものである。
【発明の作用】
【０００５】  （実施１）図１は、先ず、高圧補水装置の高圧ポンプ両側の弁を全開し、補水管上部の切換え弁を全閉し、高圧ポンプを運転すれば、加圧されたタム水が水圧管に入るので、流下するダム水は満流水になる。
したがって、流下時に遊離したガスはすべて溶解され、高圧化した満流水が水車に噴出するので、高効率の発電をすることができる。
また、水車も、ガスによるキヤビテーシヨン現象がなく、長期間使用できるので、更に、高効率の発電をすることができる。
高圧ポンプの点検は、補水管の切り換え弁を全開し、次いで、高圧ポンプを停止し、ポンプ両側の弁を全閉し、ダム水を補水管から直接補水し、ガスを溶解して高圧化したダム水を水車に噴出して発電する。
以上は、他の実施例も同様である。
（実施例２）図２は、水圧管を複数列設置し、高圧補水装置で補水するので、高効率の発電をすることができる。
（実施例３）図３は、水圧管の各部に補水管を、乱流、しぶ状態になるところと下部に接続し、高圧補水装置で補水するようにしたので、高効率の発電をすると共にガスはダム水に完全に溶解されるので、更に、高効率の発電をすることができる。
（実施例４）図４は、テーパ管で圧縮されるので、ガスはダム水に完全に溶解する。
更に、高圧補水装置で高圧化され、水車に噴出するので高効率の発電をすることができる。
（実施例５）図５は、補水管に脱気管を介在し、流下したダム水に、高圧補水装置のダム水が合流し、更に、脱気管下部のテーパ部で圧縮されてガスを完全に溶解し、高圧化したダム水を水車に噴出するので、高効率の発電をすることができる。
（実施例６）図６は、脱気管を介在する複数列の水圧管に高圧補水装置で補水するので高効率の発電をすることができる。
【０００】  以上において、ポンプはプロペラポンプがよく、また、高圧ポンプ、切り替え弁、弁は確実に操作するため電気的自動制御方式にしたがよい。
また、高圧補水装置は、点検、保守しやすくするため、湖岸や段丘に設置したがよい。
【発明の効果】
【０００６】
以上において、高圧ポンプはプラペラポンプがよく、また、高圧ポンプ、切り替え弁、弁は確実に作動させるため電気的自動制御方式にしたがよい。
なお、プロペラポンプが故障すると、切り替え弁が自動的に開いて補水するが、万一、切り替え弁が開かない時は、プロペラポンプのプラペラを潜って、水圧管に補水するので、高圧化したダム水を水車に噴出して効率的に発電することができる。
また、高圧補水装置は、点検・保守しやすくするため、湖岸や段丘に設置したがよい。
【発明の効果】
【０００６】
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  第１実施例の斜視図  補水管は水圧管と同じように、ダムに沿って並設するが、分りやすくするため、前方に表した。以下の図も同様である。
【図２】  第２実施例の斜視図
【図３】  第３実施例の斜視図
【図４】  第４実施例の斜視図
【図５】  第５実施例の斜視図
【図６】  第６実施例の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】  （実施例１）図１の４は発電機１用の水圧管２側部に、並設した水圧管２より小径の補水管で、該下端を水圧管２の下部に接続している。
而して、補水管４の上部には高圧補水装置を取り付けている。すなわち、５は該水管４の上部を分岐した分岐管で、該、分岐管５に高圧ポンプ６を取り付けている。７は加圧管で高圧ポンプ６と補水管４間に接続している。８は分岐管の分岐下の補水管４に取り付けた切り換え弁で、ポンプ６両側には弁９を取り付けている。
（実施例２）図２の４は複数列の水圧管２に、分岐して接続した補水管で、各補水管４には弁９を取り付けている。
また、補水管４の上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けている。
（実施例３）図３の４は水圧管２に並設した補水管で、下部を数分岐し、各分岐管には弁９を取り付けている。
また、補水管４の上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けている。
（実施例４）図４の１０は長めのテーパ管で、水圧管２の下部に接続し、該下部には噴出口３を取り付けている。
４はテーパ管１０の上部の水圧管に接続した補水管で、該補水管４の上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けている。
（実施例５）図５の１１は上下がテーパの大型の脱気管で、水圧管２の下部に接続し、脱気管１１上部のテーパ部に補水管４を接続し、補水管４上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けている。
（実施例６）図６の１１は複数列の小圧管２の下部に接続した脱気管で、該脱気管１１上部のテーパ部に分岐した補水管４を接続し、分岐した補水管４には弁９を取り付け、上部には、実施例１と同構造の高圧補水装置を取り付けている。
【符号の説明】
【０００９】１    発電機
２    水圧管
３    噴出口
４    補水管
５    分岐管
６    高圧ポンプ
７    加圧管
８    切り替え弁
９    弁
１０  テーパ管
１１  脱気管
【要約】      （修正有）【課題】水力発電所における水圧管内のダム水は、落差の大小に係らず、初めは層流であるが、流下するにつれ、乱流、しぶき状態になり、遊離した多量のガス（今まで、ダム水に溶解していた空気その他の気体）を併って、水車に噴射して発電している。発電効率はきわめて低く、噴射する多量のガスは水車のキャビテーション現象を悪化させ、発電効率を更に低下させている。【解決手段】水圧管に高圧補水装置で補水し、水圧管内で発生するガスを完全に溶解するように構成した。水圧管内は１００％満水になって、高圧化した満流水が水車に噴出するので、高効率の発電をすることができる。ガスを完全に溶解したダム水を水車に噴出するので、水車のキャビテーションを著しく軽減する。発電効率は向上すると共に水車を長期間使用できるので、更に安価な電力を安定して発電することができる。落差が小さい水圧管に実施しても有効に作用する。【選択図】図４【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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