(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜して設置され、二端は高位端及び低位端の高低差を有する水道を有し、前記水道の上方には複数の水車が装設され、前記水車の一部は前記水道内に位置され、前記水道の下方の各前記水車に対応する箇所には貯水部が設けられ、前記貯水部は導水空間を有し、前記水道の底部の各前記貯水部に対応する箇所には吸水口及び排水口がそれぞれ設けられ、前記吸水口及び前記排水口は前記貯水部に対応する水車の前後二側にそれぞれ位置され、前記吸水口及び前記排水口と前記貯水部の前記導水空間とは連通され、前記吸水口及び前記排水口には栓部が覆設され、前記水車には発電機が装設され、且つ蓄電ユニットが設けられると共に前記発電機に接続されることを特徴とする、
水力発電装置。
【請求項２】
前記水道は第一水道及び第二水道の２つの水道を少なくとも備え、傾斜して設置される前記第一水道の低位端と傾斜して設置される前記第二水道の高位端とは対応し合い、前記第二水道は前記第一水道の下方に位置され、前記第一水道と前記第二水道とは反対方向に傾斜して設置されることを特徴とする、請求項１に記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記水力発電装置には装置本体が設置され、前記装置本体には収納空間が成形され、前記装置本体は複数のタンクが上下に積層されることで構成され、各前記タンクには前記収納空間が成形され、各前記タンクの前記収納空間内には水道及び前記水道に対応して設置される複数の水車が少なくとも装設され、前記水車に装設される前記発電機は前記タンクの外部に位置され、前記水道が装設される各前記タンクの上部の傾斜して設置される前記水道の高位端に対応する箇所には吸水部が成形され、前記タンクの底部の前記水道の低位端に対応する箇所には排水部が成形されることを特徴とする、請求項１に記載の水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道の水車の箇所が損壊しても一部の水流が停止されるのみで、正常な発電効率が維持され、損壊した水車或いは発電機に対し安全且つ快適にメンテナンスを行える水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球の資源には限りがあり、石油等の化石燃料は徐々に欠乏してゆき、石油が枯渇する日がいずれ訪れる。故に、世界各国では代替資源の開発に凌ぎを削り、資源危機を回避しようと努力している。特に資源を輸入に頼っている台湾では、資源の保有比率を高めて石油、石炭、及び天然ガス等の化石燃料の欠乏を回避することが経済戦略上極めて重要である。また、化石燃料は燃焼時に二酸化炭素を発生させるため、環境破壊を引き起こした。このため水力、風力、及び太陽光等のクリーンな汚染のない資源を代替エネルギーとする方針が昨今各国で進められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の風力発電では、地域性に制限があり、広いスペースがある風の強い地域でしか応用出来ず、風力も安定性に欠けるため、集中的に使用不可能であり、発電効率は低かった。
太陽光は地域性の制限は受けないが、エネルギー流量の密度が低く、広い面積が無ければ十分なエネルギー量を確保出来ない上、太陽光の強さは夜間や、季節、地域、及び気候等の影響を受け、また雲に妨げられる事も多く、定量を維持するのが難しく、太陽光の集光及び使用効率は大幅に制限された。
【０００４】
なお、台湾は島国であるため、水量が豊富で、水力発電に非常に適している。現有の水力発電装置には通常高低差のある水道が設置され、水道には複数の水車が設置され、水が流動すると水車が連動されて回転することで機械的エネルギーが発生し、水車は発電機に接続されるため発電機が連動されて回転され、機械的エネルギーが電気エネルギーに転換される。
実際の使用では、前記複数の水車及び水車に接続される発電機は、損壊を免れないため常にメンテナンスを行う必要があり、水車或いは水車に接続される発電機のメンテナンスでは、前記水車の損壊した箇所に水が流れないようにせねばならず、メンテナンスの難しさと危険性が増した。
現在のメンテナンス方式では水力発電装置の運用を全停止し、水車或いは水車に接続される発電機のメンテナンスを行った後、水力発電装置を再起動させるが、水車或いは発電機の一部分のメンテナンスのために水力発電装置を全停止させる方法は、前記水力発電装置の発電効率に及ぼす影響が大きい。また、各水車或いは発電機が損壊すると、水力発電装置を停止させた後に再起動させるため、頻繁な起動と停止が水力発電装置全体に重大な損害を与えた。
【０００５】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的かつ効果的に課題を改善する本発明に係る水力発電装置の提案に到った。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、水力発電装置を提供することを主目的とする。即ち、本発明に係る水力発電装置は、水道の水車が損壊した箇所の部分のみ水流を停止させて、正常な発電効率を維持させ、損壊した水車或いは発電機に対し安全且つ快適にメンテナンスを行える水力発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る発明は、傾斜して設置され、二端は高位端及び低位端の高低差を有する水道であり、前記水道の上方には複数の水車が装設され、前記水車の一部は前記水道内に位置され、前記水道の下方の各前記水車に対応する箇所には貯水部が設けられ、前記貯水部は導水空間を有し、前記水道の底部の各前記貯水部に対応する箇所には吸水口及び排水口がそれぞれ設けられ、前記吸水口及び前記排水口は前記貯水部に対応する水車の前後二側にそれぞれ位置され、前記吸水口及び前記排水口と前記貯水部の前記導水空間とは連通され、また、前記吸水口及び前記排水口には栓部が覆設され、前記水車には発電機が装設され、且つ蓄電ユニットが設けられると共に前記発電機に接続されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の水力発電装置は、前記水道は第一水道及び第二水道の２つの水道を少なくとも備え、傾斜して設置される前記第一水道の低位端と傾斜して設置される前記第二水道の高位端とは対応し合い、前記第二水道は前記第一水道の下方に位置され、前記第一水道と前記第二水道とは反対方向に傾斜して設置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の水力発電装置は、前記水力発電装置には装置本体が設置され、、前記装置本体は複数のタンクが上下に積層されることで構成され、各前記タンクには前記収納空間が成形され、各前記タンクの前記収納空間内には水道及び前記水道に対応して設置される複数の水車が少なくとも装設され、前記水車に装設される前記発電機は前記タンクの外部に位置され、前記水道が装設される各前記タンクの上部の傾斜して設置される前記水道の高位端に対応する箇所には吸水部が成形され、前記タンクの底部の前記水道の低位端に対応する箇所には排水部が成形されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る水力発電装置によれば、水車或いは水車に接続される発電機が損壊した場合、前記水車の損壊した箇所の吸水口及び排水口に覆設される栓部が開けられ、水道内の水が前記水車の損壊した箇所の吸水口に流れ、導水空間を経由し排水口から水道に排水されることで後方の水車が回転される。これにより、水道の水車が損壊した箇所のみ水流を停止させ、水力発電装置全体を停止させる必要がなく、正常な発電効率を維持させながら、損壊した水車或いは発電機に対し安全且つ快適にメンテナンスが行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る水力発電装置を説明する断面模式図である。
【図２】本発明に係る水力発電装置を示す一部の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る水力発電装置の使用状態図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る水力発電装置を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を図１〜４に基づいて説明する。本発明に係る水力発電装置には収納空間１１が成形される装置本体１が設置され、前記収納空間１１内には傾斜して設置されると共に二端は高位端及び低位端の高低差を有する水道２が装設される。本発明は少なくとも２つ以上の水道２が設置されるものを主要な実施形態とする。傾斜して設置される第一水道２１の低位端と傾斜して設置される第二水道２２の高位端とは互いに対応し、前記第二水道２２は前記第一水道２１の下方に位置され、前記第一水道２１と第二水道２２とは反対方向に傾斜して設置される。これにより、第三水道、第四水道等の複数の水道２を前述の構造に基づいて順に交錯させ積層させて配列させる。
前記収納空間１１の各水道２の上方には複数の水車３が装設され、前記複数の水車３は水道２に沿って傾斜して設置され、前記水車３の一部は水道２内に位置される。前記水道２の下方の各水車３に対応する箇所には貯水部４が連結され、前記水道２の底部の各貯水部４の高位端及び低位端に対応する箇所には吸水口２３及び排水口２４がそれぞれ設けられ、前記吸水口２３及び排水口２４は前記貯水部４の水車３の前後に対応する二側にそれぞれ位置され、前記吸水口２３及び排水口２４は前記貯水部４の導水空間４１に連通され、前記吸水口２３及び排水口２４には栓部２５が各々装設される。
各水車３には発電機５が各々装設され、前記発電機５は前記装置本体１の外部に位置されると共に前記装置本体１の外部に設置される蓄電ユニット６に接続される。前記収納空間１１の底部にはポンプ７が設置され、前記ポンプ７には送水管７１の一端が装設され、前記送水管７１の他端は前記装置本体１の前記収納空間１１の上方に設けられる吸水部の箇所まで延出されると共に傾斜して設置される前記第一水道２１の高位端に対応する。
【００１４】
使用時には、本発明に係る水力発電装置の収納空間１１内には一定の水位の水量が注入され、水位は前記ポンプ７よりは少なくとも高く、続いてポンプ７を作動させる。この際、ポンプ７により前記収納空間１１の水が吸水され、送水管７１を経由し収納空間１１の上方に送水され、収納空間１１の上方の開口から第一水道２１の高位端に向け送水され、第一水道２１が傾斜して設置されるため水は第一水道２１の高位端から第一水道２１を経由し第一水道２１の低位端まで送水され、その後第一水道２１の低位端から対応する下方の第二水道２２の高位端まで送水され、傾斜して設置される第二水道２２に沿って流動し、第二水道２２の低位端まで送水される。
このように、水は第三水道、第四水道等の複数の水道２に連続して送水され、前記収納空間１１の本来の水位まで送水され、ポンプ７により収納空間１１の上方まで吸水される。これにより、循環システムが形成されて、水が再利用される。
【００１５】
水が第一水道２１、第二水道２２、第三水道、第四水道等の水道２まで送水されると、各水道２に装設される複数の水車３は水道２の水流に連動されて回転し、各水車３の回転に従い各水車３に装設される発電機５も連動されて回転し、前記回転により機械的エネルギーが電気エネルギーに転換され、発生した前記電気エネルギーは接続される蓄電ユニット６に伝送されて蓄電され、工業用或いは民生用等の電力として使用される。
【００１６】
図３に示すように、第一水道２１、第二水道２２、第三水道、第四水道等の各水道２の箇所に装設される水車３或いは発電機５が損壊した場合、前記水車３の損壊した箇所に対応する水道２の位置の吸水口２３及び排水口２４の栓部２５が開き、前記吸水口２３及び排水口２４が露出される。この際、前記水車３の損壊した箇所に流れる水は水車３の前側に位置される吸水口２３に流入し、続けて吸水口２３から連通される貯水部４の導水空間４１まで流入し、前記水は前記水車３の損壊した箇所の後側に位置される排水口２４から流出し、水道２に回流し、前記水車３の損壊した箇所の後方に位置される他の水車３が正常に連動されて回転し発電する。
これにより、水は損壊した水車３の前側に位置される吸水口２３から流入し、損壊した水車３の後側に位置される排水口２４から流出する。よって前記水車３の損壊した箇所には水は流れず、これにより前記水車３の損壊した箇所或いは水車３に接続される発電機５に対しメンテナンスのより高い利便性と安全性を提供する。また、水力発電装置を全停止する必要がないため、水力発電装置の正常な発電効率を維持させ、工業用或いは民生用の電力供給に影響を与えず、各水車３或いは発電機５の損壊を防止させる。また、水力発電装置を頻繁に停止させ再起動させる必要もなくなり、水力発電装置への損害を減らし、水力発電装置の耐用年数が延長される。
【００１７】
また、前述の実施形態或いは図面は本発明に係る水力発電装置の実施態様を限定させるものではない。図４は本発明の他の実施形態である。
換言すれば、本発明は前記装置本体１の複数のタンク１２が上下に積層されることで構成され、各タンク１２は収納空間１１を有し、各タンク１２の収納空間１１内にはそれぞれ水道２及び前記水道２に対応する水車３が少なくとも設けられる。前記タンク１２の外部には前記水車３に接続される発電機５が設置され、隣接する２つのタンク１２内に装設される水道２は反対方向に傾斜して設置され、水道２が設けられる各タンク１２の上部及び底部の傾斜して設置される前記水道２の高位端及び低位端の対応する箇所には吸水部１２１及び排水部１２２が設けられる。
最底部に位置されるタンク１２には前記ポンプ７が設置され、前記ポンプ７が設置される最底部の前記タンク１２の上部には開放される開放部が形成される。これにより、実施の際に水は最上方のタンク１２の吸水部１２１から進入し、前記タンク１２内に設置される水道２に沿ってタンク１２の排水部１２２から流出し、下方のタンク１２に対応する吸水部１２１から下方の前記タンク１２内に進入する。これにより、複数のタンク１２内の水道２に装設される水車３を連動させて作動させる効果を達成させる。また、前記モジュール化の設計により、実施では需要に合わせて、複数のタンク１２は積層或いは取り外し可能であり、使用上の利便性が更に高まる。
【符号の説明】
【００１８】
１      装置本体
１１    収納空間
１２    タンク
１２１  吸水部
１２２  排水部
２      水道
２１    第一水道
２２    第二水道
２３    吸水口
２４    排水口
２５    栓部
３      水車
４      貯水部
４１    導水空間
５      発電機
６      蓄電ユニット
７      ポンプ
７１    送水管
【要約】
【課題】水力発電装置を提供する。
【解決手段】本発明の水力発電装置は主に水道が傾斜して設置され、前記水道の上方には複数の水車が装設され、前記水道の下方の各水車に対応する箇所には貯水部が設けられ、前記水道の各前記貯水部に対応する箇所には吸水口及び排水口がそれぞれ設けられると共に前記貯水部の導水空間に連通される。これにより、水車或いは水車に接続される発電機が損壊した場合、損壊した水車の吸水口及び排水口に覆設される栓部が開き、水道内の水は損壊した水車の吸水口に流され、導水空間を経由し排水口から水道に排水され、後方の水車が回転される。これにより、水道の水車が損壊した箇所では水流の通過が停止され、水力発電装置全体の運用を停止させる必要がなく、これにより正常な発電効率を維持させつつ、損壊した水車或いは発電機の安全で容易なメンテナンスを達成させる。
【選択図】図１【図１】
0005764241.tif 000002
【図２】
0005764241.tif 000003
【図３】
0005764241.tif 000004
【図４】
0005764241.tif 000005