(57)【要約】 【課題】平地の高所に短時間で大量の水を繰り返し揚水することを課題とする。【課題解決の手段】第２貯水槽の垂直方向の壁と上蓋に接着されているゴム袋内の圧縮空気とで、第２貯水槽の垂直方向の壁とゴム袋を密着させて第２貯水槽内の水が両者の間を上がるのを阻止して第２貯水槽内を密閉化し、第２貯水槽にある水を、上蓋の鉄の部分、上蓋と鉄塊とを繋いでいる複数の鉄棒の鉄、鉄塊の鉄の合計重量で、上蓋を第２貯水槽の底面より０．４ｍ上の位置まで引き下げ、第２貯水槽の底部と連結水路で連結されている複数の揚水管と、揚水管の最上部に接続されている流出管を通じて第３貯水槽に貯水して課題を解決する。【選択図】  図１
2018193983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１貯水槽（１）と、
第１貯水槽（１）の下方にあって、第２貯水槽（２）の上部側面が第１貯水槽（１）に包まれ、第１貯水槽から供給された水を蓄えている第２貯水槽（２）と、
前記第２貯水槽（２）の水が、揚水管(4)の最上部の位置にある流出管（３）を経由して貯水されている第３貯水槽（５５）と、
第３貯水槽（５５）内の水が落下する水圧鉄管（４４）と、
水圧鉄管（４４）の下部にある水車に連結されている発電機とで構成されている平地に設置されている発電装置において、
前記第２貯水槽（２）の天井部として上蓋（５）を設け、上蓋（５）を下降させて密閉化されている円筒形の第２貯水槽（２）内の水を、第２貯水槽（２）の下部に設けてある連結水路（１２）と揚水管(4)を経由して、揚水管(4)の最上部に接続してある流出管（３）へ押し出して、水力発電用の位置エネルギーが得られる揚水機構を有していることを特徴とする平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項２】
前記揚水機構は、所定の外径と、所定の内径と、所定の高さを持つ円筒形の容器である第２貯水槽（２）の天井として上蓋（５）が設営されており、上蓋（５）の構成は所定の直径と、所定の厚みの円柱形の鉄板（１３）の側面に、３個のゴム袋を設けて成立していることを特徴とする請求項１記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項３】
前記揚水機構は、上蓋（５）と上蓋（５）の上方にある鉄塊（７）を繋いでいる所定の直径の鉄棒（６）が複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項４】
前記揚水機構は、上蓋（５）の上面から伸ばしてある複数の鉄棒（６）で、上蓋（５）と繋がれている上蓋（５）の上方にある鉄塊（７）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか1項に記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項５】
前記揚水機構は、請求項２記載の上蓋（５）を構成する円柱形の鉄板（１３）の鉄の重量と、請求項３記載の複数の鉄棒（６）の鉄の総重量と、請求項４記載の鉄塊（７）の鉄の重量を合計した重量で上蓋（５）を下降させて、密閉化されている円筒形の第２貯水槽（２）内の水を、第２貯水槽（２）の下部に設けてある連結水路（１２）と揚水管(4)を経由して、揚水管(4)の最上部に接続してある流出管（３）へ押し出して,水力発電用の位置エネルギーが得られる揚水機構を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか1項に記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項６】
前記第２貯水槽（２）内の密閉は、請求項５に記載の方法で上蓋（５）が下降しても、上蓋（５）を構成している円柱形の鉄板（１３）の側面に設けてあるとともに圧縮空気が詰め込んである複数のゴム袋で、第２貯水槽（２）内が密閉化されることで、第２貯水槽（２）内の水は上蓋（５）の上面への上昇が阻止され、万一水が上昇しても、上蓋（５）の上面は、中心部へ向かって凹んでいるとともに、水平方向と、垂直方向に溝が刻まれ、両者の交点（３１）には真空生成装置Ｃに繋がれているバキューム管が、交点から上へ向かい第２貯水槽（２）外まで伸ばしてあり、水は上記溝から交点（３１）に流入し、真空生成装置Ｃを作動させてバキューム管を経由して第２貯水槽（２）外に排出されることで第２貯水槽（２）内を密閉化する特徴を有する請求項１又は請求項５記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項７】
揚水を繰り返し行うために、引き下げられた上蓋（５）を引き下げ前の状態に戻すために、電動モーターと巻き取り機で、上蓋（５）、上蓋と鉄塊（７）を繋いでいる複数の鉄棒（６）、鉄塊（７）を引き上げて、上蓋（５）を引き下げ前の状態に戻すことを特徴とする請求項1記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【請求項８】
第２貯水槽（２）の底部から水平方向に延びて、揚水管（４）に連通している円筒形の連結水路（１２）が設けられ、前記連結水路（１２）の入り口には電動弁座Ａ（３６）が設けてあり、連結水路（１２）には第２貯水槽（２）から揚水管（４）へのみ流入可能な逆止弁２（３７）が装着され、前記電動弁座Ａ（３６）を閉ざして、上蓋（５）、上蓋と鉄塊（７）を繋いでいる複数の鉄棒（６）、鉄塊（７）を引き上げて、上蓋（５）を引き下げ前の状態に戻す時に、揚水管（４）内の水と連結水路（１２）内の電動弁座Ａ（３６）と揚水管（４）の間にある水は引き上げられないことを特徴とする請求項1記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016-035
243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポ
ンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか
利用出来ないという欠点があった。
本発明はこの欠点をカバーして大規模発電に利用出来る揚水装置であって、上蓋（５）を構成している鉄と、上蓋（５）と鉄塊（７）を繋いでいる複数の鉄棒（６）の鉄と、鉄塊（７）の鉄の合計重量で上蓋（５）を押し下げて、密閉化されている第２貯水槽（２）の水を揚水する発明であるから本発明は特許文献１とは異なる発明である。
大規模水力発電には「大規模な位置エネルギー」の獲得が必要である。
水を高所に揚水し、その水を落下させると運動エネルギーが生まれるが、水を高所に揚水
することで位置エネルギーが獲得出来るから、平地の高所に短時間に大量の水を繰り返し
揚水する方法があれば、再生エネルギーとしての魅力的な大規模水力発電が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】公開番号  特開2016-035243号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこでこの発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量
の水を繰り返し揚水することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第２貯水槽の垂直方向の壁と上蓋に接着されているゴム袋内の圧縮空気とで、第２貯水槽の垂直方向の壁とゴム袋を密着させて第２貯水槽内の水が両者の間を上がるのを阻止して第２貯水槽内を密閉化し、第２貯水槽にある水を、上蓋の鉄の部分、上蓋と鉄塊とを繋いでいる複数の鉄棒の鉄、鉄塊の鉄の合計重量で、上蓋を第２貯水槽の底面より０．４ｍ上の位置まで引き下げ、第２貯水槽の底部と連結水路で連結されている複数の揚水管と、揚水管の最上部に接続されている流出管を通じて第３貯水槽に貯水して課題を解決する。
【発明の効果】
【０００６】
我が国のエネルギー資源の自給率は異常に低く、過去幾度となく供給不安に遭遇しており
、その都度自給率アップが叫ばれたが未だ解決策を見出せていない。
エネルギー資源の自給率アップは我が国の宿願であり、本発明により、このエネルギー資
源の自給率アップに貢献する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】は第１貯水槽（１）、第２貯水槽（２）、揚水管（４）、流出管（３）の概念              図。
【図２】は第１貯水槽（１）、第２貯水槽（２）の概念図。
【図３】は第２貯水槽（２）の垂直方向の壁（１７）とゴム袋3個が接している概念図。
【図４】はａｂ、ｃｄの溝が刻んである上蓋（５）の上面。
【図５】は第２貯水槽の底部から揚水管に連通している連結水路（１２）に設けてある      電動弁座Ａ（３６）と逆止弁２（３７）の概念図。
【図６】は第１貯水槽（１）から注水管（４０）を通過した水を第２貯水槽（２）に注入させる吸出管（４１）の概念図。
【図７】は頂上部が円環状になっている第３貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円柱形の建造物（５４）の概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、電動機は電圧と周波数を変化させるインバーター（VVVF）制御方式の電動モーターで、ゴムは弾力性に富んでいる合成ゴム等磨耗に強いものを使用し、円筒形の建造物（５４）の横にある請求項２〜請求項５で構成される揚水装置を１セットとして、１セットの揚水装置で第２貯水槽（２）内の水の繰り返しの揚水が可能であることを述べるとともに、図1〜図７を使って請求項の詳細と、本発明に関する請求項以外の項目について説明するとともに作動行程も述べる。
【０００９】
以下に本発明の請求項について説明する。
【００１０】
請求項２記載の揚水機構
図１は本発明の揚水装置の概観である。
第２貯水槽（２）は、外径３５ｍ、内径３４．９ｍ、高さ６．３ｍの円筒形である。
第２貯水槽（２）の上部は上蓋（５）であり、上蓋（５）の９，９ｍ上に上蓋（５）の上
面から伸ばしてある直径１ｍの８本の鉄棒（６）で繋がっている鉄塊（７）が設けてある。
上蓋（５）は、直径３４，８９5ｍ、厚み０．１ｍの鉄の側面に、幅３ｃｍ、長さ３ｃｍの内部が空間になっていて、各空間の上下にある２か所の膜を含めて垂直方向の長さが０．１ｍのゴム袋が３個設けられており、上蓋（５）の上面は鉄塊（７）の９．９ｍ下にあり直径１ｍの鉄棒（６）８本で直径３４ｍ、高さ２ｍの鉄塊（７）に連結されている。
請求項１記載の揚水機構は、前記上蓋（５）の鉄の部分と、直径１ｍ、長さ９．９ｍの８本の鉄棒と、直径３４ｍ、高さ２ｍの鉄塊（７）の鉄の合計重量で、密閉化されている第２貯水槽（２）の上蓋（５）を下降させて、第２貯水槽（２）内の水を第２貯水槽（２）の下部に設けてある連結水路（１２）を通過させ、揚水管（４）で揚水して、揚水管（４）の最上部の１３０ｍにある流出管（３）を経由して第３貯水槽（５５）に貯水する。
鉄塊（７）の上方には，第２貯水槽（２）の外径の垂直方向の壁から、上方に伸びてい
る複数の鉄柱が垂直に設けられ、鉄柱には水平方向にワイヤーが張られ、ワイヤーには鉄
輪Ａ（８）が設けてあり、鉄輪Ａ（８）にはそらせ車Ａ、そらせ車Ｂが設けてある。
第２貯水槽（２）の下部は鉄床Ｂ（９）であり、鉄床Ｂ（９）の上方０．１ｍ〜０．４ｍ
からは水平方向に伸びて揚水管（４）に連通している連結水路（１２）が設営されている。
第２貯水槽（２）から連結水路（１２）への入り口部の連結水路（１２）内には図５に示
す様に、電動弁座Ａ（３６）が設けてあり、電動弁座Ａ（３６）と揚水管（４）の間の連
結水路（１２）内には第２貯水槽（２）から揚水管（４）へのみ流入可能な逆止弁２（３
・  が設置されている。
【００１１】
上蓋（５）の鉄の部分、上蓋（５）と鉄塊を繋いでいる８本の鉄棒（６）、鉄塊（７）の鉄の合計重量について
上蓋（５）は厚み０．１ｍ、直径３４．８９５ｍの円柱形の鉄板（１３）に幅３ｃｍ、長
さ３ｃｍのゴム袋が３個装着され、直径１ｍの鉄棒８本で９．９ｍ上にある直径３４ｍ、
高さ２ｍの鉄塊に連結されている。
上記鉄の合計重量は鉄の比重を７．２として
３．１４(３４．８９５×３４．８９５×０．１＋１×１×９.９×８＋３４×３４×２)
×７．２ ×１／４＝３．１４×２４４３．６７×７．２ ×１／４＝１３８１１．６２
≒１３８００トンである。
【００１２】
第２貯水槽内の密閉
上蓋（５）は、直径３４．８９５ｍ、厚み０．１ｍの円柱形の鉄板（１３）の側面に、高
さ３ｃｍ、幅３ｃｍの空間を持つとともに各空間の上下は膜で繋がっているゴム袋Ｇ１（
１４）、Ｇ２（１５）、Ｇ３（１６）が装着されていて、厚みはゴム袋Ｇ１（１４）、Ｇ
２（１５）、Ｇ３（１６）の上下を繋いでいる２か所の膜を含めて０．１ｍである。
ゴム袋Ｇ１（１４）に対して、増圧器ＡからＧ１（１４）へのみ流入可能な逆止弁３（１
５０）と比例制御弁Ａ（１００）が設けてあるホースＡ（１２０）で、鉄板（１３）の上
方から鉄板（１３）を貫通して、増圧器ＡとＧ１（１４）とを繋ぎ、Ｇ１（１４）には圧
縮空気排出口が設けてあり、圧縮空気排出口には、比例制御弁Ｂ（１０１）が装着してあ
るとともに圧縮空気を排出するホースＢ（１２１）が鉄板（１３）の下方から鉄板（１３
）を貫通して上蓋（５）の上方の大気中まで伸ばされ、真空生成装置Ｂ（１４０）と連結
されるとともに真空生成装置Ｂ（１４０）からゴム袋Ｇ１（１４）へのみ流入可能な逆止
弁４（１５１）と比例制御弁Ｃ（１０２）が設けてあるホースＣ（１２２）が鉄板（１３
）の上方から鉄板（１３）を貫通してＧ１（１４）に繋がれている。
ゴム袋Ｇ２（１５）に対して、増圧器ＡからＧ２（１５）へのみ流入可能な逆止弁５（２
５２）と比例制御弁Ａ−２（２０３）が設けてあるホースＡ−２（２２３）で、鉄板（１
３）の上方から鉄板（１３）を貫通して増圧器ＡとＧ２（１５）とを繋ぎ、Ｇ２（１５）
には、圧縮空気排出口が設けてあり、圧縮空気排出口には、比例制御弁Ｂ−２（２０４）
が装着してあるとともに圧縮空気を排出するホースＢ−２（２２４）が鉄板（１３）の下
方から鉄板（１３）を貫通して上蓋（５）の上方の大気中まで伸ばされ、真空生成装置Ｂ
−２（２４１）と連結されるとともに真空生成装置Ｂ−２（２４１）からゴム袋Ｇ２（１
５）へのみ流入可能な逆止弁６（２５３）と比例制御弁Ｃ−２（２０５）が設けてあるホ
ースＣ−２（２２5）が鉄板（１３）の上方から鉄板（１３）を貫通してＧ２（１５）に
繋がれている。
ゴム袋Ｇ３（１６）に対して、増圧器ＡからＧ３（１６）へのみ流入可能な逆止弁７（３
５４）と比例制御弁Ａ−３（３０６）が設けてあるホースＡ−３（３２６）で、鉄板（１
３）の上方から鉄板（１３）を貫通して増圧器ＡとＧ３（１６）とを繋ぎ、Ｇ３（１６）
には圧縮空気排出口が設けてあり、圧縮空気排出口には、比例制御弁Ｂ−３（３０７）が
装着してあるとともに圧縮空気を排出するホースＢ−３（３２７）が鉄板（１３）の下方
から鉄板（１３）を貫通して上蓋（５）の上方の大気中まで伸ばされ、真空生成装置Ｂ−
３（３４２）と連結されるとともに真空生成装置Ｂ−３（３４２）からゴム袋Ｇ３（１６
）へのみ流入可能な逆止弁８（３５５）と比例制御弁Ｃ−３（３０８）が設けてあるホー
スＣ−３（３２８）が鉄板（１３）の上方から鉄板（１３）を貫通してＧ３（１６）に繋
がれている。
上記比例制御弁Ａ（１００）、比例制御弁Ａ−２（２０３）、比例制御弁Ａ−３（３０６
）から１ＭＰＡの圧縮空気をＧ１（１４）〜Ｇ３（１６）に注入後、上蓋（５）が下降さ
せられる。
第２貯水槽の内径は３４．９ｍであり、直径３４．９５５ｍの上蓋（５）が下降させられ
ることで、図３に示すＧ１（１４）〜Ｇ３（１６）内の圧縮空気は更に圧縮されて第２貯
水槽を通り過ぎようとする。
図３は第２貯水槽の垂直方向の壁（１７）とゴム袋3個が接している概念図であるが、図
３において、ゴム袋Ｇ１（１４）、Ｇ２（１５）、Ｇ３（１６）の垂直方向の長さは、そ
れぞれの上下にある２個の膜を含めて１０ｃｍなので、G１（１４）〜G３（１６）のいず
れか一つのゴム袋は必ずその天から底までが垂直方向の壁（１７）に接することになる。
仮にＧ２（１５）の天から底までが垂直方向の壁（１７）に接しているとすると当初の３
ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍ＝２７ｃｈｍ3の容積は３ｃｍ×０．２５ｃｍ×３ｃｍ＝２．２５
ｃｈｍ3に狭められ、Ｇ２（１５）の内部にあった１ＭＰＡの圧縮空気の空間は２７ｃｈ
ｍ3から２．２５ｃｈｍ3に狭められる。
２７ｃｈｍ3の空間が２．２５ｃｈｍ3に圧縮されると、その容積は２７ｃｈｍ3÷２．２
５ｃｈｍ3＝１２なので、  容積は１２分の１になり、凡そ１．１ＭＰＡの圧縮空気が追
加生成され、Ｇ２（１５）内の圧縮空気は２．１ＭＰＡになり、第２貯水槽の垂直方向の
壁（１７）と上蓋（５）との間を密着させて第２貯水槽（２）にある水が上蓋（５）の上
面へ流出するのを阻止する。
万一密着面から水が上昇しても、上蓋（５）の上面は凹んでいて、図４に示す通り、水平
方向へａ（２７）からｂ（２８）、垂直方向にｃ（２９）からｄ（３０）の方向に溝があ
るので、その溝に入り、両者の溝の交点（３１）に達するが、その水は真空発生装置Ｃが
作動してバキューム管を経由して第２貯水槽（２）外に排出される。
上蓋（５）が引き上げられる直前に、Ｇ１（１４）〜Ｇ３（１６）にある圧縮空気排出口
にある比例制御弁Ｂ（１０１）、比例制御弁Ｂ−２（２０４）、比例制御弁Ｂ−３（３０
７）を開けて、ホースＢ（１２１）、ホースＢ−２（２２４）、ホースＢ−３（３２７）
を通じて圧縮空気を大気中に排出し、真空生成装置Ｂ（１４０）、真空生成装置Ｂ−２（
２４１）、真空生成装置Ｂ−３（３４２）を作動させ、比例制御弁Ｃ（１０２）、比例制
御弁Ｃ−２（２０５）、比例制御弁Ｃ−３（３０８）を開けて、ホースＣ（１２２）、ホ
ースＣ−２（２２5）、ホースＣ−３（３２８）を通じてＧ１（１４）〜Ｇ３（１６）を
それぞれ０．０２ＭＰＡの負圧にする。
０．０２ＭＰＡの負圧にされたＧ１（１４）〜Ｇ３（１６）は第２貯水槽の垂直方向の壁
（１７）と上蓋（５）との間の大気圧に押されて上蓋（５）に吸着し、第２貯水槽の垂直
方向の壁（１７）と上蓋（５）との間には隙間が出来る為、段落００１3記載の電動モー
ターによる上蓋（５）の引き上げの際、Ｇ１（１４）〜Ｇ３（１６）は引き上げの阻害
要因にはならない。  
【００１３】
揚水を繰り返し行うために上蓋（５）を引き下げたり、引き上げる必要がある。
前記引き下げと引き上げは電動モーターと巻き取り機で行われる。
電動機は、電動モーターへ供給される電圧と周波数を変化させるインバーター制御方式で
あり、この方式で電動モーターをコントロールすることで、上蓋（５）の下降及び上昇速
度は一定の速度に調節される。
上蓋（５）の上面上に角度２０度離れて、フックが１８個設けてあるとともに電動モータ
ーの回転軸が延長された軸Ｌ３（１８）が設けてあり、前記Ｌ３（１８）の地点Ａ（１９
）には巻き取り機Ａ（２０）が設置され、前記Ｌ３（１８）の地点Ａ（１９）の延長線上にある前記Ｌ３（１８）の地点Ｂ（２２）に巻き取り機Ｂ（２１）が設置されている。
上蓋（５）が下降する時、前記フックにワイヤーロープの一端を掛け、他端は上に伸ばされ鉄輪Ａ（８）にあるそらせ車Ａを経由して前記軸Ｌ３（１８）の地点Ａ（１９）にある巻き取り機Ａ（２０）に結わえ、電動モーターを反時計周りに１２０回／ｒｐｍで回転させ、巻き取り機Ａ（２０）の直径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ａ（２０）に巻かれているワイヤーロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
ワイヤーロープを６ｍ解放するのに要する時間は６００÷２０＝３０秒である。
上蓋（５）の鉄の部分と鉄塊を繋いでいる８本の鉄棒（６）と、鉄塊（７）の鉄の合計重量は前述の段落００１１で詳述してある様に１３８００トンであり、下降の駆動源は１３８００トンの鉄の重量であり、電動モーターは下降速度を一定の速度に調節するブレーキの役割を果たすために使われるので使用電力は少なくて済む。
揚水すべき５５４０トンもの大量の水を短時間で引き上げるには、直接水を持ち上げる方
法では膨大なエネルギーを必要とするが、第２貯水槽（２）内を密閉化し、第２貯水槽（
２）内の５５４０トンの水の重さが下方への重しとなっていることを活用し、請求項２の
方法で上蓋（５）を短時間の内に引き下げることとで、連結通路（１２）と揚水管（４）
を経由して流出管（３）への揚水が少ないエネルギーで可能になる。
上蓋（５）が上昇する時、ワイヤーロープの一端がフックに結わえられ、他端は上に伸ば
され鉄輪Ａ（８）にあるそらせ車Ｂを経由して、前記回転軸Ｌ３に設けてある地点Ｂ（２２）にある巻き取り機Ｂ（２１）に結わえられている。
電動モーターを時計周りに１２０回／ｒｐｍで回転させるとワイヤーロープは巻き取り機
Ｂ（２１）に巻き取られ、上蓋（５）が上昇する。
巻き取り機Ｂ（２１）の直径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（２１）に巻かれているワイヤーロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ巻き取られる。
ワイヤーロープが６ｍ巻き取られるのに要する時間は６００÷２０＝３０秒である。  
【００１４】
揚水管内の残水を引き上げない方法
第２貯水槽（２）の底部から水平方向に延び、揚水管（４）に連通している０．３ｍの内
径を持つ円筒形の連結水路（１２）が設けてある装置において、
第２貯水槽（２）内の水位が第２貯水槽（２）の底面より０．４ｍ上になると上蓋（５）
の引き下げは終了し、電動弁座Ａ（３６）が閉じられる。
図５において、電動弁座Ａ（３６）が閉じられると、第２貯水槽（２）内の鉄床Ｂ（９）
から０．４ｍまでの残水はそのまま残り、次回の注水はこれら水の上部に注水され、揚水
管（４）１本当たりの残水約３５４トンの水は上蓋（５）の上昇とは無関係にそのまま残
る。
残水量の計算は次式に基づく
揚水管（４）は複数本設けてあり、揚水管（４）は地下１７．２ｍから地上１３０ｍの高
さで内径１．７５ｍであり、電動弁座Ａ（３６）から揚水管（４）までの連結水路（１２
）内の距離は３ｍで、連結水路（１２）の内径は０．３ｍなので揚水管（４）１本当たり
の残水量の合計水量は  
３．１４（１．７５×１．７５×１４７．２＋０．３×０．３×３）１／４＝  ３．１４（４５１．０７）１／４＝３５４．０９≒３５４トンとなる。
【００１５】
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。
【００１６】
本発明での電源
本発明の電源は本発明とは別の揚水方法の水力発電で生成された電気が使用され、水力発
電のＣＯ2発生はゼロなので、駆動源の電気から本発明で発生させる電力までの全てがク
リ−ンエネルギーの発電装置となる。
【００１７】
圧縮空気生成装置と真空生成装置
本発明には圧縮空気生成装置と真空生成装置が設けてあり、空気圧縮機で０．８ＭＰＡの
圧縮空気を生成し、空気タンクＡ（３８）に０．６ＭＰＡの圧縮空気として貯蔵し、需要
に応じて空気タンクＡ（３８）の圧縮空気を増圧器Ａと増圧器Ｂで1ＭＰＡに増圧して、
０．６ＭＰＡ或いは1ＭＰＡで送られる。
各真空発生装置は負圧を発生させる場所とホースで繋がっている。
【００１８】
第１貯水槽
第１貯水槽（１）は地下１１．１ｍ、幅５ｍの複数の水路で構成され、水は地下１ｍ〜地
下１１．１ｍに蓄えてあり、図２は第２貯水槽（２）と第１貯水槽（１）の位置関係の概観図であるが、水路は第２貯水槽（２）の上部側壁に巡らされており、図６に示す様に第１貯水槽（１）内に設けてある水門（３９）と貯水槽（１）からの水が流れやすいラッパ状の吸出管（４１）を先端に設置してある注水管（４０）を経由して、前記水路から第２貯水槽（２）へ注水される。
第１貯水槽（１）の内面に鉄製の水門（３９）が設けてあり、前記水門（３９）が昇降し、第一貯水槽（１）と注水管（４０）を連通させたり、遮断する。
第２貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルス
テーションで観察され、第２貯水槽（２）内への注入は、前回の残水である第２貯水槽（
２）の底面の鉄床Ｂ（９）の０．４ｍ上の水面に注入することで始まる。
尚、第１貯水槽への水の補充は水圧鉄管内を下降してフランシス水車に落下した後の水が
排水管Ｅ（６１）を経由して行われる。
【００１９】
ラッパ状の吸出管
注水管（４０）を通過した水は吸出管（４１）に入った時、ラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になり、水の持つ速度エネルギーを位置エネルギーとして回収する事と同じになることで注入速度が速まる。
【００２０】
水門
第１貯水槽（１）の内面の地上１ｍ〜地下３．５５ｍの左右に縦、４．５５ｍ、幅５ｃｍ
のガイドレールが２本、１．６ｍ離れて設けてあり、前記ガイドレールの中を縦、２．９
５ｍ、横１．５８ｍ、厚み２ｃｍの複数の水門（３９）が昇降し、第一貯水槽（１）と注
水管（４０）を連通させたり、遮断する。
水門（３９）上部の幅２ｃｍの鉄の部分の垂直方向の壁の外側に装着してあるＮ極とＳ極
に着磁された０．８ｃｍ幅に設定された上下２枚のゴム磁石Ａと、ゴム磁石Ａと対面する
ガイドレールの垂直方向の内面は透磁性の高いフイルムで覆われ、フイルムの内部には、
前記ガイドレールの天から、１．６ｍ下の位置まで１６０の棚があり、その中にコイル芯
に強磁性体を用いた、前記ゴム磁石Ａと同一の０．８ｃｍ幅に設定された電磁石Ａとの間
に、リニアモーターＡが設営され、電磁石Ａの棚１個の長さは１ｃｍになっていて１回の
電極切替で水門（３９）は１ｃｍ昇降する。
電極切替のためにコントローラと、ドライバが設置され、コントローラに電流が流される
と、ドライバへパルス信号が与えられ、ドライバは電磁石Ａの電流切り替えを行い、電磁
石Ａの電極を下方向に切り変えると、ゴム磁石ＡのＮ極とＳ極は各々１つ下の極に吸引さ
れて下方へ１ｃｍ移行し、電磁石Ａの電極を上方向に切り変えると、ゴム磁石ＡのＮ極と
Ｓ極は各々１つ上の極に吸引されて上方へ１ｃｍ移行する。
１秒間に１６０回の電極切り変えで、水門（３９）は１．６ｍ昇降し、水門（３９）の最
下部である地下１．９５ｍ〜地下３．５５ｍにある水門（３９）も１．６ｍ昇降する。
第１貯水層（１）の水門（３９）のある位置の外壁の地下１．９８ｍ〜地下３．５２ｍに
は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍの円筒形の注水管（４０）が水平方向に複数設けてあり、リニアモーターＡが上昇すると水門（３９）が開き、注水管（４０）へ注水され、下降する
と水門（３９）が閉じられ、注水管（４０）への注水は停止される。  
【００２１】
第２貯水槽
第２貯水槽（２）の上方にある鉄塊（７）は、直径３４ｍ、高さ２ｍの円筒形で、上下方
向に５．８ｍ昇降する。
上蓋（５）は、直径３４，８９５ｍ、厚み０．１ｍの鉄の側面に、幅３ｃｍ、長さ３ｃｍ
の空間になっていて、各空間の上下にある２か所の膜を含めて垂直方向の長さが０．１ｍ
のゴム袋が３個設けられ、上蓋（５）の上面は鉄塊（７）の９．９ｍ下にあり直径１ｍの
鉄棒（６）８本で鉄塊（７）に連結されている。
第２貯水槽（２）は外形３５ｍ、内径３４．９ｍの円筒形の容器で、第２貯水槽（２）の
天井と、底面は地下１１ｍと１７．３ｍにあり、上蓋（５）の上面は地下１０．９ｍにあ
り、下面は地下１１ｍにある。
上蓋（５）が５．８ｍ下降すると上蓋（５）の下降は停止、揚水は終了する。
揚水される水量は１回あたり、3.14×（３４．９×３４．９×５．８）1／４＝５５４５．６トン≒５５４０トンである。
第２貯水槽（２）の下部の鉄床Ｂ（９）の上方０．１ｍ〜０．４ｍには、０．３ｍの内径
を持つ、水平方向に延びている円筒形の連結水路（１２）が、揚水管（４）に連結されて
いる。
揚水管（４）は地下１７．２ｍから地上１３０ｍまで伸びている外径１．８ｍ、１．７５
ｍで複数本設けてある。
揚水管（４）は揚水管（４）の最上部の１３０ｍの位置で流出管（３）に接続され、前記流出管（３）は高さ１２８．５ｍにある第３貯水槽（５５）に通じている。  
【００２２】
第３貯水槽
図７において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第３貯水槽（５５）
を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）が設けられ、建造物（５４）の
横には  請求項２〜請求項５で実現される揚水装置を一セットとして、１セットの揚水装
置が設けられている。
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ１０ｍの同心円状の円筒形で
高さは１１０ｍであり、その上に円環状の第３貯水槽（５５）が設けてある。
第３貯水槽（５５）の垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、深さ１６
．５ｍの貯水槽で、水は１１２ｍから１２７．５ｍまでの深さ１５．５ｍに貯えられてい
る。
第３貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１５．５×１／４＝６３０７６
．３２≒６３０００トンである。
第３貯水槽（５５）の底部には、電動弁座Ｃ（５３）が設けてあるとともに、底部と連結
されている内径１．３７ｍの水圧鉄管（４４）が１本設定されており、水圧鉄管（４４）
は高さ１１０ｍから地表まで設けられていて、水圧鉄管（４４）の下部には中心の高さが
５ｍのフランシス水車があり、前記フランシス水車には発電機が連結されている。
【符号の説明】
【００２３】
１＝第1貯水槽
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第２貯水槽
３＝流出管
４＝揚水管
５＝上蓋
６＝上蓋と鉄塊を繋いでいる上蓋の上面から伸びる鉄棒。
７＝鉄塊
８＝鉄輪Ａ
９＝鉄床Ｂ
１２＝連結水路
１３=上蓋を構成する円柱形の鉄板
１４=ゴム袋Ｇ１
１５＝ゴム袋Ｇ２
１６＝ゴム袋Ｇ３
１７＝第２貯水槽の垂直方向の壁
１８＝電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３
１９＝Ｌ３（１８）上の地点Ａ
２０＝巻き取り機Ａ
２１＝巻き取り機Ｂ
２２＝Ｌ３（１８）の地点Ａ（１９）の延長線上にある回転軸Ｌ３（１８）にある地点Ｂ
２６＝電動モーター
２７＝円柱板Ａの上面の水平方向に刻んである点ｂと結んである点ａ
２８＝円柱板Ａの上面の水平方向に刻んである点ａと結んである点ｂ
２９＝円柱板Ａの上面の垂直方向に刻んである点ｄと結んである点ｃ
３０＝円柱板Ａの上面の垂直方向に刻んである点ｃと結んである点ｄ
３１＝円柱板Ａの上面のａｂとｃｄの交点
３６＝連結水路に設けてある電動弁座Ａ
３７＝連結水路に設けてある逆止弁２
３８＝空気タンクＡ
３９＝水門
４０＝注水管
４１＝ラッパ状の吸出管
５３＝第３貯水槽（５５）の底部にある電動弁座Ｃ
５４＝円筒形の建造物
５５＝第３貯水槽
６１＝水圧鉄管を落下した水を第1貯水槽 （１）へ補充する排水管Ｅ
１００= 増圧器ＡからＧ１（１４）へ繋がれているホースＡ（１２０）に設けてある比例
制御弁Ａ
１０１= Ｇ１（１４）の圧縮空気排出口に設けてある 比例制御弁Ｂ
１０２= Ｇ１（１４）と真空発生装置Ｂ（１４０）を繋いでいるホースＣ（１２２）に設
けてある比例制御弁Ｃ
１２０＝増圧器ＡとＧ１（１４）を繋いでいるホースＡ
１２１＝Ｇ１（１４）の圧縮空気排出口にあるホースＢ
１２２＝Ｇ１（１４）と真空発生装置Ｂ（１４０）を繋いでいるホースＣ
１４０＝ Ｇ１（１４）に設けてある真空発生装置Ｂ
１５０＝Ｇ１（１４）の増圧器ＡからＧ１（１４）へのみ流入可能な逆止弁３
１５１＝真空発生装置Ｂ（１４０）からゴム袋Ｇ１（１４）へのみ流入可能な逆止弁４
２０３= 増圧器ＡからＧ２（１５）へ繋がれているホースＡ−２（２２３）に設けてある
比例制御弁Ａ−２
２０４＝Ｇ２（１５）の圧縮空気排出口に設けてある比例制御弁Ｂ−２
２０５＝Ｇ２（１５）と真空発生装置Ｂ−２（２４１）を繋いでいるホースＣ−２（２２
５）に設けてある比例制御弁Ｃ−２
２２３＝増圧器ＡとＧ２（１５）を繋いでいるホースＡ−２
２２４＝Ｇ２（１５）の圧縮空気排出口にあるホースＢ−２
２２５＝Ｇ２（１５）と真空発生装置Ｂ−２（２４１）を繋いでいるホースＣ−２    
２４１＝ Ｇ２（１５）に設けてある真空発生装置Ｂ−２
２５２＝増圧器ＡからＧ２（１５）へのみ流入可能な逆止弁５
２５３＝真空発生装置Ｂ−２（２４１）からゴム袋Ｇ２（１５）へのみ流入可能な逆止弁
６
３０６= 増圧器ＡからＧ３（１６）へ繋がれているホースＡ−３（３２６）に設けてある
比例制御弁Ａ−３
３07= Ｇ３（１６）の圧縮空気排出口に設けてある比例制御弁Ｂ−３
３0８=Ｇ３（１６）と真空発生装置Ｂ−３（３４２）を繋いでいるホースＣ−３（３２８
）に設けてある比例制御弁Ｃ−３
３２６＝増圧器ＡとＧ３（１６）を繋いでいるホースＡ−３
３２７＝Ｇ３（１６）の圧縮空気排出口にあるホースＢ−３
３２８＝Ｇ３（１６）と真空発生装置Ｂ−３（３４２）を繋いでいるホースＣ−３  
３４２＝ Ｇ３（１６）に設けてある真空発生装置Ｂ−３
３５４＝増圧器ＡからＧ３（１６）へのみ流入可能な逆止弁７
３５５＝真空発生装置Ｂ−３（３４２）からゴム袋Ｇ３（１６）へのみ流入可能な逆止弁
８
【図１】
2018193983.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月28日(2017.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記揚水機構は、請求項２記載の上蓋（５）を構成する円柱形の鉄板（１３）の鉄の重量と、請求項３記載の複数の鉄棒（６）の鉄の総重量と、請求項４記載の鉄塊（７）の鉄の重量を合計した重量で上蓋（５）を下降させて、密閉化されている円筒形の第２貯水槽（２）内の水を、第２貯水槽（２）の下部に設けてある連結水路（１２）と揚水管(4)を経由して、揚水管(4)の最上部に接続してある流出管（３）へ押し出して,水力発電用の位置エネルギーが得られる揚水機構を有することを特徴とする請求項2ないし４の発明特定事項全てを含む平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記第２貯水槽（２）内の密閉は、請求項５に記載の方法で上蓋（５）が下降しても、上蓋（５）を構成している円柱形の鉄板（１３）の側面に設けてあるとともに圧縮空気が詰め込んである複数のゴム袋で、第２貯水槽（２）内が密閉化されることで、第２貯水槽（２）内の水は上蓋（５）の上面への上昇が阻止され、万一水が上昇しても、上蓋（５）の上面は、中心部へ向かって凹んでいるとともに、水平方向と、垂直方向に溝が刻まれ、両者の交点（３１）には真空生成装置Ｃに繋がれているバキューム管が、交点から上へ向かい第２貯水槽（２）外まで伸ばしてあり、水は上記溝から交点（３１）に流入し、真空生成装置Ｃを作動させてバキューム管を経由して第２貯水槽（２）外に排出されることで第２貯水槽（２）内を密閉化する特徴を有する請求項５記載の平地に設置される大規模発電を可能にする揚水装置。