(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に液体を導入するための導入口と、その内部から液体を排出するための排出口とを含む液体貯留部と、
前記液体貯留部に接続され、前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入するときに前記液体貯留部内の気体を外部に排出するための排出部と、
前記排出部とは別に前記液体貯留部に接続され、前記排出口から前記液体貯留部内の液体を排出するときに外部の気体を前記液体貯留部内に導入するための導入部と、
前記排出部および前記導入部に接続され、前記排出部を通る気体および前記導入部を通る気体の運動エネルギーにより発電する、風杯型の複数の羽根を含む羽根車を有する風力発電機と、
を有し、
前記羽根車は、前記排出部を通る気体および前記導入部を通る気体の運動エネルギーによって一方向に回転するように配置されており、
前記排出部には、第３開閉バルブのみが開閉バルブとして配置されており、
前記導入部には、第４開閉バルブのみが開閉バルブとして配置されており、
前記第３開閉バルブは、前記液体貯留部と前記羽根車との間に、前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入させるときには開き、前記排出口から前記液体貯留部内から液体を排出するときには閉じており、
前記第４開閉バルブは、前記羽根車と外部との間に、前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入させるときには閉じており、前記排出口から前記液体貯留部内から液体を排出するときには開く、
発電装置。
【請求項２】
前記導入口には、第１開閉バルブが配置されており、
前記排出口には、第２開閉バルブが配置されており、
前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入させるときには、さらに前記第１開閉バルブを開くとともに、さらに前記第２開閉バルブを閉じ、
前記排出口から前記液体貯留部内から液体を排出するときには、さらに前記第１開閉バルブを閉じるとともに、さらに前記第２開閉バルブを開く、
請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記液体貯留部内における液体の水位を検知するセンサーをさらに有する、請求項１または請求項２に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力により生じた風力を利用して発電する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、発電方法として、原子力発電、火力発電、地熱発電、風力発電、太陽熱発電、水力発電などが知られている。そして、水力発電は、水が落下する際のエネルギーを利用している。
【０００３】
このような水力発電では、まず、水流を堰き止めてダムを築き、人工湖を造って水位を上昇させる。そして、重力によって水が高い所から低い所に落ちる際に生じるエネルギーを利用して、発電装置を駆動させることで発電する。
【０００４】
しかし、水位を上昇させるためのダムは、河川が流れる山間部にコンクリートを打設して、河川を堰き止めることで築かれているため、容易に設置および撤去することができなかった。そこで、容易に設置および撤去することができる小規模な水力発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の水力発電装置は、水路に設置される堰板と、堰板に形成された取水口と、その一端が取水口に連結され、上流側の水を下流側に導くための流路と、流路に設置された水車と、水車に連結された発電機とを有する。特許文献１に記載の水力発電装置では、水路に堰板を設置することにより落差を生じさせる。次いで、堰板に形成された取水口から流路を介して水が下流側に流れる。このとき、流路を流れる水が水車を回転させることで、発電機が駆動して発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、特許文献１に記載の水力発電装置では、発電するために堰板で十分な水の落差を生じさせる必要がある。このため、堰板により水位を上昇させたとしても、発電するために十分な水の落差が得られない場所においては、水圧不足および水の流体摩擦により水車を十分に回転させることができず、特許文献１に記載の水力発電装置は、適切に発電をすることができない。
【０００８】
本発明の目的は、発電のために十分な水の落差を得られない場所であっても、水力を利用して適切に発電することができる発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、水力により風を発生させ、この風の風力を利用して発電することで、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成された。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の発電装置に関する。
［１］その内部に液体を導入するための導入口と、その内部から液体を排出するための排出口とを含む液体貯留部と、前記液体貯留部に接続され、前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入するときに前記液体貯留部内の気体を外部に排出するための排出部と、前記液体貯留部に接続され、前記排出口から前記液体貯留部内の液体を排出するときに外部の気体を前記液体貯留部内に導入するための導入部と、前記排出部を通る気体、前記導入部を通る気体の少なくとも一方の運動エネルギーにより発電する風力発電機と、を有する、発電装置。
［２］前記導入口には、第１開閉バルブが配置されており、前記排出口には、第２開閉バルブが配置されており、前記排出部には、第３開閉バルブが配置されており、前記導入部には、第４開閉バルブが配置されており、前記導入口から前記液体貯留部内に液体を導入させるときには、前記第１開閉バルブおよび前記第３開閉バルブを開くとともに、前記第２開閉バルブおよび前記第４開閉バルブを閉じ、前記排出口から前記液体貯留部内の液体を排出するときには、前記第１開閉バルブおよび前記第３開閉バルブを閉じるとともに、前記第２開閉バルブおよび前記第４開閉バルブを開く、［１］に記載の発電装置。
［３］前記液体貯留部内における液体の水位を検知するセンサーをさらに有する、［１］または［２］に記載の発電装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発電のために十分な水の落差を得られない場所であっても適切に発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る発電装置の模式図である。
【図２】図２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る発電装置の使用方法を説明するための模式図である。
【図３】図３は、実施の形態２に係る発電装置の模式図である。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例に係る発電装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る発電装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［実施の形態１］
（発電装置の構成）
図１は、実施の形態１に係る発電装置１００の構成を示す模式図である。図１に示されるように、発電装置１００は、導入口１１１および排出口１１２を有する液体貯留部１１０と、排出部１２０と、導入部１３０と、風力発電機１４０と、制御部１５０とを有する。本実施の形態に係る発電装置１００は、液体貯留部１１０内における液体の水位の変化により、液体貯留部１１０外に気体を排出、または液体貯留部１１０内に気体を導入させるときの気体の流れ（風力）を利用して、風力発電機１４０を駆動させて発電する。以下の実施の形態では、本実施の形態に係る発電装置１００を河川に設置する場合について説明するが、本実施の形態に係る発電装置１００は、水が流れている流路においても使用することができる。流路の例には、一般河川や、砂防ダム、農業用水、上水道、下水道、工場循環水、工業用水などが含まれる。特に、水の流れが所定の高低差を有する場所に配置されることが好ましい。詳細は後述するが、水の流れが所定の高低差を有する場所に設置することで、水（液体）を液体貯留部１１０内に導入することおよび水（液体）を液体貯留部１１０外に排出することが容易になり、発電に必要な動力を簡単に得ることができる。
【００１５】
液体貯留部１１０は、液体を一時的に貯留する。液体貯留部１１０の形状は、特に限定されない。液体貯留部１１０の形状の例には、直方体、立方体、円柱などが含まれる。また、液体貯留部１１０の大きさも特に限定されない。液体貯留部１１０の大きさは、発電する電力の大きさや設置する場所の水量などによって適宜設定される。
【００１６】
液体貯留部１１０は、導入口１１１および排出口１１２を有する。液体貯留部１１０は、導入口１１１が河川の上流側に位置するように配置され、排出口１１２が河川の下流側に位置するように配置される。本実施の形態では、導入口１１１は、液体貯留部１１０の上流側の側面に配置されており、排出口１１２は、液体貯留部１１０の下流側の側面に配置されている。導入口１１１は、液体貯留部１１０内に水を導入するための部位である。液体貯留部１１０の高さ方向における導入口１１１の位置は、特に限定されない。本実施の形態では、導入口１１１は、液体貯留部１１０の高さ方向において下側に配置されている。また、排出口１１２は、液体貯留部１１０内に貯留された水を外部に排出するための部位である。導入口１１１には第１開閉バルブ１１３が配置されており、排出口１１２には第２開閉バルブ１１４が配置されている。
【００１７】
第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４は、導入口１１１および排出口１１２をそれぞれ開閉する。第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４の種類は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４は、油圧式の開閉バルブであってもよいし、空圧式の開閉バルブであってもよい。第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４は、制御部１５０にそれぞれ接続されており、個別に制御することができるようになっている。導入口１１１から液体貯留部１１０内に水を導入するときには、制御部１５０によって第１開閉バルブ１１３を開くとともに、第２開閉バルブ１１４を閉じる。一方、排出口１１２から液体貯留部１１０外に水を排出するときには、制御部１５０によって第１開閉バルブ１１３を閉じるとともに、第２開閉バルブ１１４を開く。
【００１８】
また、液体貯留部１１０には、液体貯留部１１０内に貯留された水の水位を検出するセンサー１１７が配置されていてもよい。センサー１１７は、液体貯留部１１０内の水の水位を検出することができれば、種類および数は、特に限定されず適宜選択することができる。本実施の形態では、液体貯留部１１０には、水の上限水位を検知する上限センサー１１８と、水の下限水位を検知する下限センサー１１９とがそれぞれ配置されている。
【００１９】
また、液体貯留部１１０には、排出部１２０および導入部１３０が接続されている。排出部１２０は、導入口１１１から液体貯留部１１０内に水を導入するときに、液体貯留部１１０内の気体（通常は空気）を外部に排出するための通路である。排出部１２０は、液体貯留部１１０に導入する水の上限水位より高い位置に接続され、導入した水が入り込まないようになっている。本実施の形態では、排出部１２０は、液体貯留部１１０の天板に接続されている。
【００２０】
また、排出部１２０には、第３開閉バルブ１１５が配置されている。第３開閉バルブ１１５は、第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４と同じ開閉バルブを使用することができる。また、第３開閉バルブ１１５は、制御部１５０に接続されており、第１開閉バルブ１１３および第２開閉バルブ１１４と別個に制御できるようになっている。導入口１１１から液体貯留部１１０内に水を導入するときには、制御部１５０によって第３開閉バルブ１１５を開き、排出口１１２から液体貯留部１１０外に水を排出するときには、第３開閉バルブ１１５を閉じる。なお、排出部１２０および液体貯留部１１０の接続部に第３開閉バルブ１１５が配置されていてもよい。この場合も「排出部１２０に第３開閉バルブ１１５が配置されている」ものとする。
【００２１】
導入口１１１から液体貯留部１１０内に水を導入するときの、排出部１２０を通る気体の風速は、５〜２１ｍ／ｓの範囲内であることが好ましい。排出部１２０を通る気体の風速が５ｍ／ｓ未満の場合、風力発電機１４０の羽根車１４４が回転しないおそれがある。一方、排出部１２０を通る気体の風速が２１ｍ／ｓ超の場合、風力発電機１４０の羽根車１４４の回転限界を超えてしまうおそれがある。排出部１２０を通る気体の風速は、排出部１２０の径や導入口１１１の大きさ（液体貯留部１１０に導入される液体の量および速さ）を適宜調整することによって調整できる。
【００２２】
導入部１３０は、排出口１１２から液体貯留部１１０内の水を外部に排出するときに、外部の気体（通常は空気）を液体貯留部１１０内に導入するための通路である。導入部１３０は、液体貯留部１１０に導入する水の上限水位より高い位置に接続され、導入した水が入り込まないようになっている。本実施の形態では、導入部１３０は、液体貯留部１１０の天板に接続されている。排出部１２０および導入部１３０は、液体貯留部１１０の天板に並んで配置されている。
【００２３】
また、導入部１３０には、第４開閉バルブ１１６が配置されている。第４開閉バルブ１１６は、第１開閉バルブ１１３、第２開閉バルブ１１４および第３開閉バルブ１１５と同じ開閉弁を使用することができる。第４開閉バルブ１１６は、制御部１５０に接続されており、第１開閉バルブ１１３、第２開閉バルブ１１４および第３開閉バルブ１１５と別個に制御できるようになっている。導入口１１１から液体貯留部１１０内に水を導入するときには、制御部１５０によって第４開閉バルブ１１６を閉じ、排出口１１２から液体貯留部１１０外に水を排出するときには、第４開閉バルブ１１６を開く。なお、導入部１３０および液体貯留部１１０の接続部に第４開閉バルブ１１６が配置されていてもよい。この場合も「導入部１３０に第４開閉バルブ１１６が配置されている」ものとする。
【００２４】
排出口１１２から液体貯留部１１０外に水を排出するときの、導入部１３０を通る気体の風速は、５〜２１ｍ／ｓの範囲内であることが好ましい。導入部１３０を通る気体の風速が５ｍ／ｓ未満の場合、風力発電機１４０の羽根車１４４が回転しないおそれがある。一方、排出部１２０を通る気体の風速が２１ｍ／ｓ超の場合、風力発電機１４０の羽根車１４４がの回転限界を超えてしまうおそれがある。導入部１３０を通る気体の風速は、導入部１３０の径や排出口１１２の大きさ（液体貯留部１１０から排出される液体の量および速さ）を適宜調整することによって調整できる。
【００２５】
さらに、排出部１２０および導入部１３０の間には、風力発電機１４０の風車１４１が収容される収容部１３１が接続されている。収容部１３１は、排出部１２０を通る気体および導入部１３０を通る気体によって風車１４１の羽根車１４４が回転するように、風車１４１を収容する。本実施の形態では、収容部１３１は、排出部１２０および導入部１３０の内部に羽根１４６が位置するように、風車１４１を収容している。これにより、排出部１２０および導入部１３０を通る両方の気体により羽根車１４４が回転する。
【００２６】
風力発電機１４０は、排出部１２０を通る気体、導入部１３０を通る気体の少なくとも一方の運動エネルギーにより発電する。風力発電機１４０は、風車１４１および発電部１４２を有する。風車１４１は、発電部１４２の動力を発生させる。風車１４１は、回転軸１４３および羽根車１４４を有する。回転軸１４３は、不図示の軸受けにより回転自在に支持されている。羽根車１４４は、回転軸１４３に固定されている。羽根車１４４は、基端が回転軸１４３に固定された支持部材１４５と、支持部材１４５の先端に固定された羽根１４６とを有する。支持部材１４５は、回転軸１４３の軸方向に直交する平面方向に、回転軸１４３を中心として、放射状に複数配置されている。支持部材１４５の数は、特に限定されず、適宜設計される。なお、本実施の形態では、支持部材１４５の数は、８本である。羽根１４６は、気体を受けて羽根車１４４を回転させる。羽根１４６の形状は、気体を受けて羽根車１４４を回転させることができれば、特に限定されない。羽根１４６の形状は、平面であってもよいし、風杯型（半球または円錐）であってもよい。本実施の形態では、羽根の形状は、半球の風杯型である。このように、本実施の形態に係る発電装置１００では、水力を利用する発電装置でありながら、流体摩擦が大きい水車ではなく流体摩擦が小さい風車１４１を用いるため、効率よく発電することができる。
【００２７】
発電部１４２は、羽根車１４４が回転することにより生じる動力を電力に変換する。発電部１４２の構成は、羽根車１４４が回転することによって生じる動力より発電することができるものであれば、特に限定されない。
【００２８】
制御部１５０は、各開閉バルブ１１３、１１４、１１５、１１６の制御や、発電量の集計などを行う。特に図示しないが、本実施の形態では，制御部１５０は、第１開閉バルブ１１３を制御する第１開閉バルブ制御部と、第２開閉バルブ１１４を制御する第２開閉バルブ制御部と、第３開閉バルブ１１５を制御する第３開閉バルブ制御部と、第４開閉バルブ１１６を制御する第４開閉バルブ制御部と、各開閉バルブ制御部を統括的に制御する制御処理部とを有する。制御部１５０は、例えば、ソフトウェアを実行するコンピュータである。
【００２９】
（発電装置による発電方法）
次に、図２を参照して、発電装置１００による発電方法（発電装置１００の使用方法）について説明する。図２Ａは、液体貯留部１１０内に水を導入するときの模式図であり、図２Ｂは、液体貯留部１１０外に水を排出するときの模式図である。なお、図２Ａ、Ｂでは、発電部１４２および制御部１５０を省略している。
【００３０】
図２Ａに示されるように、制御部１５０により第１開閉バルブ１１３および第３開閉バルブ１１５を開くとともに、第２開閉バルブ１１４および第４開閉バルブ１１６を閉じることで、液体貯留部１１０外（上流側）と液体貯留部１１０内との水位差により導入口１１１から水が導入される。
【００３１】
液体貯留部１１０内の水の水位が上昇することに伴い、液体貯留部１１０内の気体は、排出部１２０を介して外部に排出される。このとき、排出部１２０を通る気体によって、風車１４１の羽根車１４４が回転し、この羽根車１４４の回転により発電部１４２で発電する。
【００３２】
導入された水が規定の水位まで到達すると、上限センサー１１８が水の水位を検知して、制御部１５０が第１開閉バルブ１１３および第３開閉バルブ１１５を閉じる。これにより、液体貯留部１１０内への水の導入が停止される。
【００３３】
一方、図２Ｂに示されるように、制御部１５０により第１開閉バルブ１１３および第３開閉バルブ１１５を閉じるとともに、第２開閉バルブ１１４および第４開閉バルブ１１６を開くことで、液体貯留部１１０内と液体貯留部１１０外（下流側）との水位差により排出口１１２から水が排出される。
【００３４】
液体貯留部１１０内の水の水位が下降することに伴い、外部の気体が導入部１３０を介して液体貯留部１１０内に導入される。このとき、導入部１３０を通る気体によって、風車１４１の羽根車１４４が回転、この羽根車１４４の回転により発電部１４２が発電する。
【００３５】
液体貯留部１１０内に残留した水が規定の水位まで到達すると、下限センサー１１９が水の水位を検知して、制御部１５０が第２開閉バルブ１１４および第４開閉バルブ１１６を閉じる。これにより、液体貯留部１１０外への水の排出が停止される。
【００３６】
以上を連続して繰り返すことにより、連続的に発電することができる。
【００３７】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る発電装置１００によれば、液体貯留部１１０に対する水（液体）の導入および排出により生じる気体の流れ（風力）によって風力発電機１４０の動力を得ることができるため、発電のために十分な水の落差を得られない場所であっても水力を利用して適切に発電することができる。
【００３８】
また、発電装置１００の構造が簡単であるため故障が生じにくい。さらに、発電過程において、二酸化炭素を発生することがないため、環境を破壊することがない。
【００３９】
［実施の形態２］
（発電装置の構成）
実施の形態２に係る発電装置２００は、風車２４１、２７１が２個配置されている点と、発電部１４２、１４２が２個配置されている点などにおいて、実施の形態１に係る発電装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る発電装置１００と同様の構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図３は、実施の形態２に係る発電装置２００の構成を示す図である。図３に示されるように、発電装置２００は、液体貯留部１１０と、排出部１２０と、導入部１３０と、第１風車２４１、第２風車２７１および２個の発電部１４２、１４２を含む風力発電機２４０と、制御部１５０とを有する。
【００４１】
液体貯留部１１０には、液体を導入するための導入口１１１と、液体を排出するための排出口１１２と、気体を排出するための排出部１２０と、気体を導入するための導入部１３０と、センサー１１７とが配置されている。また、導入口１１１には第１開閉バルブ１１３が配置されており、排出口１１２には第２開閉バルブ１１４が配置されている。さらに、排出部１２０には第３開閉バルブ１１５が配置されており、導入部１３０には第４開閉バルブ１１６が配置されている。
【００４２】
排出部１２０には、第１風車２４１を収容する第１収容部２３１が接続されている。第１収容部２３１は、排出部１２０の内部に風力発電機２４０の第１羽根２４６が位置するように、第１風車２４１を収容している。
【００４３】
第１風車２４１は、第１回転軸２４３および第１羽根車２４４を有する。第１羽根車２４４は、第１回転軸２４３に固定されている。第１羽根車２４４は、基端が第１回転軸２４３に固定された第１支持部材２４５と、第１支持部材２４５の先端に固定された第１羽根２４６とを有する。第１支持部材２４５は、第１回転軸２４３の軸方向に直交する平面方向に、第１回転軸２４３を中心として、放射状に複数配置されている。本実施の形態では、第１支持部材２４５の数は、８本である。第１羽根２４６は、気体を受けて第１羽根車２４４を回転させる。第１羽根２４６の形状は、気体を受けることができれば、特に限定されない。第１羽根２４６の形状は、平面であってもよいし、風杯型（半球または円錐）であってもよい。本実施の形態では、第１羽根２４６の形状は、半球の風杯型である。
【００４４】
導入部１３０には、第２風車２７１を収容する第２収容部２３２が接続されている。第２収容部２３２は、排出部１２０の内部に風力発電機２４０の第２羽根２７６が位置するように、第２風車２７１を収容している。
【００４５】
第２風車２７１は、第２回転軸２７３および第２羽根車２７４を有する。第２羽根車２７４は、第２回転軸２７３に固定されている。第２羽根車２７４は、基端が第２回転軸２７３に固定された第２支持部材２７５と、第２支持部材２７５の先端に固定された第２羽根２７６とを有する。第２支持部材２７５は、第２回転軸２７３の軸方向に直交する平面方向に、第２回転軸２７３を中心として、放射状に複数配置されている。本実施の形態では、第２支持部材２７５の数は、８本である。第２羽根２７６は、気体を受けて第２羽根車２７４を回転させる。第２羽根２７６の形状は、気体を受けることができれば、特に限定されない。第２羽根２７６の形状は、平面であってもよいし、風杯型（半球または円錐）であってもよい。本実施の形態では、第２羽根２７６の形状は、半球の風杯型である。
【００４６】
（発電装置による発電方法）
このように構成された実施の形態２に係る発電装置２００では、第１開閉バルブ１１３および第３開閉バルブ１１５を開くとともに、第２開閉バルブ１１４および第４開閉バルブ１１６を閉じることで、導入口１１１から水が導入される。
【００４７】
このとき、液体貯留部１１０内の水の水位が上昇することに伴い、液体貯留部１１０内の水がない領域（上部）の気体は、排出部１２０を介して外部に排出される。また、排出部１２０を通る気体によって、第１風車２４１の第１羽根車２４４が回転し、この第１羽根車２４４の回転により一方の発電部１４２で発電する。
【００４８】
一方、第１開閉バルブ１１３および第３開閉バルブ１１５を閉じるとともに、第２開閉バルブ１１４および第４開閉バルブ１１６を開くことで、排出口１１２から水が排出される。
【００４９】
このとき、水の水位が下降することに伴い、外部の気体が導入部１３０を介して液体貯留部１１０内の水がない領域（上部）に導入される。また、導入部１３０を通る気体によって、第２風車２７１の第２羽根車２７４が回転し、この第２羽根車２７４の回転により他方の発電部１４２で発電する。
【００５０】
（効果）
以上のように本発明によれば、実施の形態２に係る発電装置２００は、実施の形態１に係る発電装置１００と同様の効果を有する。
【００５１】
なお、第３開閉バルブ１１５および第４開閉バルブ１１６は、逆止弁であってもよい。この場合、第３開閉バルブ１１５は、液体貯留部１１０から外部に向かって気体が排出され、外部の気体が液体貯留部１１０内に導入されないように、排出部１２０に配置される。また、第４開閉バルブ１１６は、外部の気体が液体貯留部１１０内に導入され、液体貯留部１１０から外部に向かって気体が排出されないように導入部１３０に配置される。排出部１２０から気体を排出する場合、第３開閉バルブ１１５および第４開閉バルブ１１６に対して、液体貯留部１１０側から圧力（空圧）が与えられるため、第３開閉バルブ１１５は開き、第４開閉バルブ１１６は閉じる。一方、導入部１３０から気体を排出する場合、第３開閉バルブ１１５および第４開閉バルブ１１６に対して、外部側から圧力（空圧）が与えられるため、第３開閉バルブ１１５は閉じて、第４開閉バルブ１１６は開く。このように、第３開閉バルブ１１５および第４開閉バルブ１１６の開閉に電力を必要としないため、ランニングコストを削減することができる。
【００５２】
また、図４に示されるように、発電装置１００は、空気圧縮部３８０を有していてもよい。空気圧縮部３８０は、制御部１５０に接続されている。また、特に図示しないが、空気圧縮部３８０は、各開閉バルブ１１３、１１４、１１５、１１６に接続されている。空気圧縮部３８０は、液体貯留部１１０内に液体を導入するときに一部の空気を圧縮する。空気圧縮部３８０の構成は、液体貯留部１１０内の一部の空気を圧縮することができれば、特に限定されない。例えば、空気圧縮部３８０は、一端が開放した円筒管を有していてもよい。この場合、液体貯留部１１０内に液体を導入すると、円筒管内の空気が圧縮されて圧縮空気となる。圧縮空気の圧力と大気圧との差により発生する膨張力は、各開閉バルブ１１３、１１４、１１５、１１６の開閉の動力として使用することができる。また、空気圧縮部３８０により生じた動力のみで、各開閉バルブ１１３、１１４、１１５、１１６が開閉しない場合には、風力発電機１４０で発電した電力も使用することができる。また、実施の形態２に係る発電装置２００に空気圧縮部３８０が設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る発電装置は、少ない水力を利用した発電装置として有用である。たとえば、本発明に係る発電装置は、大規模停電が起きて、電気が復旧しない地域などで、簡易的な発電所として機能することができる。発電量が１０００ｋＷ以下であれば、本発明に係る発電装置は、そのまま電柱の配線に電気を流すことができ、周囲の住居に電気を供給することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００、２００  発電装置
１１０  液体貯留部
１１１  導入口
１１２  排出口
１１３  第１開閉バルブ
１１４  第２開閉バルブ
１１５  第３開閉バルブ
１１６  第４開閉バルブ
１１７  センサー
１１８  上限センサー
１１９  下限センサー
１２０  排出部
１３０  導入部
１３１  収容部
１４０  風力発電機
１４１  風車
１４２  発電部
１４３  回転軸
１４４  羽根車
１４５  支持部材
１４６  羽根
１５０  制御部
２３１  第１収容部
２３２  第２収容部
２４１  第１風車
２４３  第１回転軸
２４４  第１羽根車
２４５  第１支持部材
２４６  第１羽根
２７１  第２風車
２７３  第２回転軸
２７４  第２羽根車
２７５  第２支持部材
２７６  第２羽根
３８０  空気圧縮部
【要約】
【課題】発電のために十分な水の落差を得られない場所であっても、水力を利用して適切に発電することができる発電装置を提供すること。
【解決手段】本発明の発電装置は、その内部に液体を導入するための導入口と、その内部から液体を排出するための排出口とを含む液体貯留部と、液体貯留部に接続され、導入口から液体貯留部内に液体を導入するときに液体貯留部内の気体を外部に排出するための排出部と、液体貯留部に接続され、排出口から液体貯留部内の液体を排出するときに外部の気体を液体貯留部内に導入するための導入部と、排出部を通る気体、導入部を通る気体の少なくとも一方の運動エネルギーにより発電する風力発電機と、を有する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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