(57)【要約】【課題】湖や貯水地の水中又は、地上及び、地下に埋設した貯水容器に自然水を貯えて、発電を行う水中発電装置を提供する。【解決手段】  水中に空気槽を形成するエア．タンクと水中型水力発電機を組み合わせて一体化した発電装置で、これを保護して導くための保護ガイドとで構成されていて、前記エア．タンク内に空気を出し入れすることで発生する浮力と重力を利用して、浮上と潜水を繰り返し行い、発電機を回転させて発電することを特徴とする、水中発電装置。【選択図】図１
2011052681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に空気層を形成する容器とプロペラ型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際の衝撃吸収防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の衝撃吸収用の防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は前記保護ガイドの上部に設けた水位検知器の感電部が前記発電機と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生す信号を受けて、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電機が浮力上昇して、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速し、前記衝撃吸収用の防振継手にて停止し、同時に前記空気層を形成する容器内に水が流入し、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事によりプロペラを回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。
【請求項２】
地上もしくは地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器とプロペラ型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際の衝撃吸収防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の衝撃吸収用の防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は前記保護ガイドの上部に設けた水位検知器の感電部が前記発電機と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生す信号を受けて、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電機が浮力上昇して、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速し、前記衝撃吸収用の防振継手にて停止し、同時に前記空気層を形成する容器内に水が流入し、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事によりプロペラを回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は水中で発電するシステムに関するものであり、空気層を形成する容器とプロペラ型発電機を組合せた発電装置で、空気層を形成する容器に空気の排出と充填を行う事により上昇と下降とを繰り返し発電機を回転させて、発電を行う水中発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】従来の発電装置には、液体内に複数の容器を設け強制的に空気を充填して、浮力と重力により上昇下降する容器にチェ−ンを介してギアを回転して、発電する。（例えば特許文献１参照。）。また、河川等や海の流体を利用した、プロペラ型発電機で水中に漂流して、水力により回転させ発電するものがある（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開  ２００３−１１３７６８号公報
【特許文献２】特開  平５−０１８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】しかしながらこの方式では、構造が複雑で故障が多くコストが高い。（特許文献１）【０００５】この方式では、場所が限定され、自然の影響を受ける（特許文献２）
【課題を解決するための手段】
【０００６】上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
水中もしくは、地上や、地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器とプロペラ型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に配備し前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際の衝撃吸収用防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の衝撃吸収用防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた発電装置であって、前記空気注入装置は、前記保護ガイドの上部に設けた水位検知器の感電部が前記発電機と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号を受けて、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電機が浮力上昇して、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速し、前記衝撃吸収用の防振継手にて停止し、同時に前記空気を形成する容器内に水が流入し、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事によりプロペラを回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】  水中もしくは、地上や地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器とプロペラ型水中発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際の衝撃吸収防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の衝撃吸収用の防振継手と、且つ、前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた発電装置であって、前記空気注入装置は、前記保護ガイドの上部に設けた水位検知器の感電部が前記発電機と連結され、潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号を受けて、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電機が浮力上昇して、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速し、前記衝撃吸収用の防振継手にて停止し、同時に前記空気層を形成する容器内に水が流入し、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事によりプロペラを回転させて、発電するように構成されているので、湖、貯水池、はもとより、地上や地中埋設の貯水容器でも発電が可能となり、簡易的で低コストを実現した水中発電装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】  本発明の実施形態を示す水中発電装置の正面縦断面図。（ａ）上昇時の空気層を形成する容器（エア．タンク）内空気排出状況説図。（ｂ）最上部での空気排出装置の動作説明図。
【図２】  本発明の実施形態を示す水中発電装置の正面縦断面図。（ａ）上昇時  （ｂ）最上部での衝撃吸収防振継手の動作説明図。
【図３】  本発明の実施形態を示す水中発電装置の正面縦断面図。（ａ）下降時  （ｂ）最下部での空気注入装置の動作説明図。
【図４】  本発明の水中発電装置  保護ガイドの正面斜視図。
【図５】  本発明の水中発電装置  図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線断面図。
【図６】  本発明の水中発電装置  発電装置の正面縦断面図とア−ア’線イ−イ’線断面図。
【図７】  本発明の水中発電装置  空気排出装置のウ−ウ’線断面図と動作説明。
【図８】  本発明の水中発電装置。（ａ）衝撃吸収防振継手の縦断面図と動作説明図。（ｂ）衝撃吸収防振継手（スプリング式）の縦断面図と動作説明図。
【図９】  本発明の水中発電装置  衝撃吸収式ロ−ラ−のエ−エ’線縦断面図と動作説明図。
【図１０】  本発明の水中発電装置  （ａ）水中発電装置と連結する水位検知器と感電部の動作説明図  （ｂ）空気注入装置への給気方法の説明図
【図１１】  本発明の実施形態を示す水中発電装置の正面縦断面図。水を貯えた容器内での水中発電装置  Ｄ−Ｄ’線断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】実施形態を示す図１、図２、図３、図１１を参照して説明すると、水中に空気槽を形成するエア．タンク２−Ａ、とプロペラ型水力発電機２−Ｂ、を組み合わせて、一体化した発電装置１、を保護し、上下移動を導くための保護ガイド３、の内部に配置した発電装置１、には、衝撃吸収式ロ−ラ−１１、と保護ガイド３、に設けたローラー用ガイド管２４、との組合せにより発電装置１、を円滑に上下移動するように構成されている。【００１０】また、保護ガイド３、の下部には発電装置１、が下降停止する際に衝撃を吸収する衝撃吸収防振継手８、と同時にエア．タンク２−Ａ、へ空気を充填させる空気注入装置９、にて、空気を充填することにより発生する浮力により上昇する。【００１１】上記空気注入装置９、の動作方法を図１０、（ａ）、（ｂ）、を参照して説明すると、保護ガイド３、の上部に設けた水位検知器１４、から伸びる絶縁被覆配線１５、を発電装置１、に固定した滑車１２、に連結して、その先には感電部１６、を設け、発電装置１、が下降停止の際に感電部１６、が水面より離れるよう構成されていて、これにより発生する信号を自動制御盤１３、で受けて、圧縮空気タンク５、から配管される空気送気管１９、に設けた電動弁１７、を開き空気注入装置へ給気する。【００１２】また、上昇する発電装置１、は、保護ガイド３、の上部に設けた空気排出装置１０、にてエア．タンク２−Ａ、内の空気を排出する。この仕組みを図７にて、説明するとＬ型突起金具１０−Ａ、は、固定されず上部方向にはフリ−で移動し、この突起部分が空気排出装置１０、の内部に挿入されバネ付ゴム蓋１０−Ｂ、を押し下げて、空気孔よりエア．タンク内の空気が外部に放出し、上昇停止の手前で減速して、保護ガイド３、の最上部に設けた衝撃吸収防振継手７、で停止する位置に達するとエア．タンク内に水が流入して自重と重力により下降する。【００１３】また、発電装置１、で発電された電気は送電ケ−ブル２０、で送電され、このケ−ブルは送電ケ−ブル用保護菅２１、を通して上部の自動ケ−ブル巻き取り機６、で巻き取りを行う。【００１４】また、保護ガイド３、の上部には、空気圧縮機４、と圧縮空気タンク５、を設け所定圧力の空気圧を保持するため、圧縮空気タンク５、には、圧力検出器１８、を設けて、圧力を検知して常時空気圧縮機４、を作動するように構成されている。
【符号の説明】
【００１５】１        発電装置
２−Ａ    空気層を形成する容器（エア．タンク）
２−Ｂ    プロペラ型水力発電機
３        保護ガイド
４        空気圧縮機
５        圧縮空気タンク（２槽式）
６        自動ケ−ブル巻き取り機
７        衝撃吸収防振継手
８        衝撃吸収防振継手（スプリング式）
９        空気注入装置
１０      空気排出装置
１０−Ａ  Ｌ型突起金具
１０−Ｂ  バネ付ゴム蓋
１１      衝撃吸収式ローラー
１２      滑車
１３      自動制御盤
１４      水位検知器
１５      絶縁皮膜配線
１６      感電部
１７      電動弁
１８      圧力検出器
１９      空気送気管
２０      送電ケ−ブル
２１      送電ケ−ブル用保護管
２２      仕切版
２３      貯水容器
２４      ローラー用ガイド管
【図１】
2011052681.tif 000003
【図２】
2011052681.tif 000004
【図３】
2011052681.tif 000005
【図４】
2011052681.tif 000006
【図５】
2011052681.tif 000007
【図６】
2011052681.tif 000008
【図７】
2011052681.tif 000009
【図８】
2011052681.tif 000010
【図９】
2011052681.tif 000011
【図１０】
2011052681.tif 000012
【図１１】
2011052681.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月25日(2009.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
水中もしくは、地上や地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸で輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には、上昇停止する際の前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部が、前記発電装置と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で、前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させ、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置を提供するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】水中もしくは、地上や地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の、前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部が、前記発電装置と連結され、潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で、前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降し、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されているので、湖、貯水池、はもとより、地上や地中埋設の貯水容器でも発電が可能となり、簡易的で低コストを実現した水中発電装置を提供するものである。
【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】
水中に空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部が前記発電装置と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生す信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をし、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。
【請求項２】
地上もしくは地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器の感電部が前記発電装置と連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生す信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降し、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月15日(2010.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
水中もしくは、地上や地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための前記発電装置の中心軸に同軸で輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には、上昇停止する際の前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部に、前記発電装置が連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で、前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降して、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させ、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置を提供するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】水中もしくは、地上や地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための前記発電装置の中心軸に同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の、前記空気層を形成する容器の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部に、前記発電装置が連結され、潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で、前記空気排出装置により前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降し、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されているので、湖、貯水池、はもとより、地上や地中埋設の貯水容器でも発電が可能となり、簡易的で低コストを実現した水中発電装置を提供するものである。
【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】
水中に空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための前記発電装置の中心軸に同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際の、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は、水位検知器の感電部に前記発電装置が連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をし、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。
【請求項２】
地上もしくは地中に埋設した貯水容器の水中に於いて、空気層を形成する容器と水中型水力発電機を組み合せて、一体化した単体の発電装置で、これを保護し導くための前記発電装置の中心軸に同軸な輪形の管と、上下垂直に延びる管とを組み合せて構成された保護ガイドの内部に前記発電装置を配備し、前記保護ガイドの下部には、前記発電装置が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置を設け、前記保護ガイドの上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置を備えた前記発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器の感電部に前記発電装置が連結され潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が、水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器へ空気を充填するように構成され、前記発電装置が浮力上昇すると、前記保護ガイドの最上部に至る手前で前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に水を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降し、上下垂直移動を繰返す事により発電機を回転させて、発電するように構成されていることを特徴とする水中発電装置。