(57)【要約】【課題】潮位差を利用した発電で効率の良い水源の使い方を図る。【解決手段】水源の水位差がある位置に発電用タンク（１）を設置し、高水位の水中（５）から給水し、低水位の水中（６）に排水する。その時のタンク内気圧変化でエアタービン（２）を回し発電する。水中で動作する装置の耐久性と信頼性を上げ、メンテナンスが必要な装置は水上に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの水位の水源がある水力発電において、水位の高低の範囲に発電用タンクを配置し、高水位側の水中に給水弁を持ち、低水位側の水中に排水弁を持ち発電用タンクの上部給排気口に発電用タービンを接続し、給水時は給水弁を開け排水弁を止める。排水時は給水弁を止め排水弁を止める。この給水時と排水時のタンク内の気圧の変化で発電用タービンを回転させ、水力発電をおこなう装置。
【請求項２】
請求項１の発電において、発電用タンク２基の給排気口を連結させた間に発電タービンを配置し、２基の発電用タンクの給水と排水が逆になる様に、水力発電をおこなう装置。
【請求項３】
請求項１、請求項２において、請求項１の発電用タンクと同じ原理のタンクを用いて、タンクの給排気口からの圧力を利用し圧力制御を行う装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２、請求項３の発電用のタンクと制御用のタンクにおいて、請求項１の発電用タンクと同じ原理のタンク２器を用いて、１基を満水で弁を全て閉鎖し、もう１基を排水済みで弁を全て閉鎖されたタンクの状態の組合せで、２基の水中を接続し、このどちらかのタンクの給排気口に対し、加圧の排気口と減圧の吸気口の組合せで、請求項１のタンクと接続し、圧力を増圧させる装置。さらに、本請求項の水中を接続した２基のタンクを多段に組合せて圧力を増圧させる装置。
【請求項５】
請求項３の圧力による駆動の配管で水中の装置の加減圧駆動において、水中装置を動かす事により配管内の水面が上下し駆動装置に送る圧力が低下するのを防ぐ為に駆動管の水面位置の配管内の体積を増やす事により圧力駆動時の配管内の水面の移動を低減する装置。
【請求項６】
請求項３、請求項５の圧力開閉弁駆動において、多方向の圧力入出路を持ち、その圧力入出路の大きさと方向により、開閉時の圧力開閉部に掛かる圧力ベクトルをバランスさせ、圧力開閉弁の開閉時の摩擦を減らしたもので、請求項１の制御の用途に特定しない液体中と気体中の圧力弁潤滑駆動装置。
【請求項７】
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６の圧力駆動において、圧力駆動部および圧力非駆動部に施工された形状が、検出位置以外では検出用配管の口を塞ぐ状態であったのが、駆動部の回転や移動で検出したい位置で、検出用配管の口が水中に繋がる事により、圧力の変化を水上で検出するものであり、請求項１の制御の用途に特定しない水中の位置検出装置。
【請求項８】
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７の圧力駆動装置において、圧力が掛けられても停止させたい位置で、駆動部や非駆動部に施工された形状で駆動部の回転や移動で、シリンダー構造の内部から外部の水中に圧力がバイパスされる構造により、駆動部を静止させる事の出来るもので、請求項１の制御の用途に特定しない水中の圧力駆動静止装置。
【請求項９】
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３において、水中駆動の接触時の衝撃を和らげたいところに、駆動部が接触する手前に圧力封入構造を作り、圧力封入構造の容積とそこから洩れる量を施工された形状で設定する事で駆動部の接触スピードを落し衝撃を和らげるもので、請求項１の制御の用途に特定しない液体中の衝撃吸収装置。
【請求項１０】
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１２、請求項１３、請求項１４において、扇柱の回転軸で水の圧力をささえ、扇柱の円弧面で水の圧力を塞ぎ、扇柱の回転方向のピストン構造で駆動制御を行うものであり、請求項１の制御の用途に特定しない液体中の圧力弁。
【請求項１１】
請求項３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１２、請求項１３、請求項１４において、高圧側から蓋をする構造の圧力弁を開ける場合に、圧力弁の高圧側もしくは低圧側から請求項１０の扇状開閉弁と上記圧力弁の間に一時的に圧力密室を作り、この圧力密室の圧力を制御する事により上記圧力弁の開閉を容易にしたもので、請求項１の制御の用途に特定しない液体中の圧力弁潤滑開閉装置。
【請求項１２】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４の開閉弁において、シーソー構造を持ち、シーソーの片側で給排水の開閉機能を持ち、シーソーの反対側で重量をバランスしていて、開閉機能側は水圧と水流に反応して動き、給水もしくは排水の流れを一方方向に自然開閉で行えるもので、請求項１の用途に特定しない水中開閉装置。
【請求項１３】
請求項１２の重量のバランス側でピストンシリンダー構造を構成し、圧力による制御を可能にした装置で、請求項１の用途に特定しない水中開閉装置。
【請求項１４】
請求項１３において、圧力制御を圧力切替え弁の圧力開放により請求項１２の機能を持ち、圧力切替え弁を圧力の制御側に接続し、請求項１３の機能の両方の機能が共存するもので、請求項１の用途に特定しない水中開閉装置。
【請求項１５】
請求項１２において、開閉動作を液体中に特定し、開閉弁を構成する素材および空洞構造で液体の比重と近くする事により、請求項１２の重量のバランスをさせている部分を省略し、開閉部と回転軸のみで構成される開閉弁で、開閉機能側は水圧と水流に反応して動き、給水もしくは排水の流れを一方方向に自然開閉で行えるもので、請求項１の用途に特定しない水中開閉装置。
【請求項１６】
請求項１、請求項２、請求項４の発電を行う為の水源の水位差確保手段において、環境の変化に合わせ段階的に水位差の違う水源を確保し、発電用タンクの給排水において、発電用タンク内の水位に合わせ給排水する水源を切り替える事により、高水位差の水源の節約を行う、水源節約装置。
【請求項１７】
請求項１の発電用タンクを海中に置き海中部を開放にしておき潮位の上下によってのみ発電する潮位差発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給排水するタンクとエアータービンを使用する水力発電であり、潮位差も利用する、水力発電に関するものであります。
【背景技術】
【０００２】
従来の水力発電は水の圧力でタービンを回転させるもので流体摩擦が大きく、低水位差では高速のタービン回転が出来なく、発電効率を上げる事が出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低水位差の水力発電で発電効率を上げる。
【０００４】
発電に関連した装置の動力を発電装置の原理の圧力で動作させる。
【０００５】
水中で動作する装置の耐久性と信頼性を上げ、メンテナンスが必要な装置は水上に配置する様にする。
【０００６】
潮位差を利用して水源の確保を水位差の段階で別け水源の節約をおこなう
【０００７】
潮位差の水源を確保する水門を高信頼性、高耐久性な構造にする。
【０００８】
潮位差発電において発電手法を簡素化し設置の拡張性を広げる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図１に示す、二つの水位差の水源があるところに、タンク上部は高水位水源（５）の水面、タンク下部は低水位水源（６）の水面より低くなるようにタンクを設置します。高水位水源（５）の水中に給水弁（３）を設置し、低水位水源（６）の水中に排水弁（４）を設置します。そして発電用タンク（１）の上部の高水位水源（５）の水面より高い位置に発電用タービン（２）を配置します。この様に設置すると、発電用タンク（１）に完全に給水した場合でも発電用タービン（２）には空気が出入りする事になります。そして、排水は給水弁（３）を閉じ排水弁（４）を開くと発電用タンク（１）内の気圧が下がり発電用タービン（２）が吸気になり回転します。この回転力で発電機を回転させます。次に、排水弁（４）を閉じた状態で給水弁（３）を開くと給水が始まり、発電用タンク（１）内気圧が上昇し発電用タービン（２）が排気になり回転します。本発明はこの工程を繰り返す発電装置であります。タービンの羽の断面積が１ｍ２であれば１ｍ２×水位差ｍの水の重さに等しい圧力がタービンの羽にかかる事になり、水位差が１ｍであれば１トンの圧力がタービンの羽にかかる事になります。また、発電用タンク（１）内の構造でありますが、タンク内は強度補強用の梁が在っても良い訳ですが、あまり多いとタンク内の水を攪拌する事になり、タンク内湿度が上がり発電用タービン（２）の寿命を下げる事になります。また図１では発電用タンク（１）上部に空気層があり、原理理解しやすい様にしてありますが、発電効率を上げるには空気層がない方が良い様です。
【００１０】
図３に示す、満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と、減水で加圧状態の発電用タンク（９）に排気口の間に発電タービン（２）接続して発電すると、それぞれの圧力が加算され２倍の圧力で発電出来る様になります。すなわち高速高圧で高効率の発電が出来、給排水のスピードが速くなる事になります。そして次に給排水を切り替えると、発電タンクの減圧と加圧が入れ替わり逆方向で同様な高効率の発電する事が出来ます。特に低水位差で圧力が不足するような環境の発電では有効な手段となります。
【００１１】
本発明の発電用タンク（１）は動力源としての利用方法があり、発電用タンク（１）と同じ原理で圧力を制御に応用します。図４に示す、制御用加圧タンク（１０）の上部はエアーバルブ（１６）になります。制御用加圧タンク（１０）内を排水しエアーバルブ（１６）と排水弁（４）を閉じます。高水位水源（５）の給水弁（３）を開くと制御用加圧タンク（１０）内の制御用タンク内水位（１２）が上昇しようとするのでエアーバルブ（１６）は加圧され、この状態を保持しておいて制御で必要な時に加圧供給源とします。次に図５に示す、制御用減圧タンク（１１）内を給水しエアーバルブ（１６）と給水弁（３）を閉じます。低水位水源（６）の排水弁（４）を開くと制御用減圧タンク（１１）内の水面が下がろうとするので、エアーバルブ（１６）は減圧されます。この状態を保持しておいて制御で必要な時に減圧供給源とします。この場合、減圧力は水位差の水の重さの分だけマイナスの圧力になり、大気圧が基準となります。これらの圧力源を使い水中の駆動制御を行います。図４に示す、ピストンシリンダー構造の駆動装置シリンダー部（１４）から駆動管（１３）を配管します。この駆動管（１３）を水上で加圧されたエアーバルブ（１６）に接続すると、駆動装置シリンダー部（１４）内の圧力が上がりスライド弁（１５）を動かす事ができます。次に図５に示す、減圧制御ですが、駆動管（１３）と制御用加圧タンク（１０）を接続すると水面維持タンク（１７）の水面を引き、水中の駆動装置を動かす事ができます。その時に水面維持タンク（１７）がなければ、加圧で水面が上がる為にその分の水位差で圧力が減少してしまう事になります。これは加圧制御でも同じなのです。この様な手法で水上から動作圧力を水中に送るのは、水中の装置は形状だけで機能を持つ為に故障がしにくい事であり、水中のメンテナンスを少なくする事であります。
【００１２】
図６に示す様に、給水弁（３）排水弁（４）とエアーバルブ（１６）を閉じた状態の、増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中を繋げ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続すると増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口からは３倍の圧力が取り出せます。これは２基のタンクの水中を繋げる事によって大気圧との縁を切り、水中の繋がったタンク内の水位差の位置エネルギーでのみ加圧するから、この様な装置が可能になります。制御用加圧タンク（１０）は高水位水源（５）の大気圧に押されていますが、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）は大気とは無縁と言う事です。タンク内の水面は増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）の場合、お互いの水面が揃う位置が加減圧修了時水位（２０）になります。すなわち、３基のタンクが同時に加減圧終了になるには、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）が制御用加圧タンク（１０）の倍の容量が必要になります。この装置は、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）を多段に連結しさらに増圧する事も可能です。ただ、この方式はタンク半分の位置で水面が止まる為に、制御用として使えますが、発電を行うには連続性がなく不向きであります。
【００１３】
水中のスライド式の圧力弁駆動において、図７の様に圧力弁の閉鎖時は圧力が一方に掛かっており、摩擦の為に弁を動かす為には大きな力が必要になります。そこで図８の様に、その摩擦力を減らすために別の圧力出入路を作り、弁板面に掛かる圧力通路１（５４）の圧力のベクトルを打ち消す様に反対方向の圧力通路２（５５）と圧力通路３（５６）を設けます。すなわち、図９、図１０の様に、スライド弁（１５）の片面に圧力入力通路（２２）と圧力出力通路（２３）が両方存在する為に、圧力入出力通路の配管はスライド弁（１５）を囲む様な形になります。この手法であれば開閉途中でも圧力のベクトルはバランスしていて、摩擦力を減らしスライド弁（１５）の動きをスムーズにする事が出来ます。図９、図１０に示す様に、閉時にスライド弁（１５）に掛かる圧力がバランスされている事が解かります。また圧力差で駆動部の接触面の隙間に少量の水流が発生し接触面が離れる効果もあり摩擦力が大幅に改善される効果があります。また、圧力制御等により、スライド弁（１５）の自重をも打ち消すようにスライド弁（１５）の下方向にも圧力面を設けるとスライド弁（１５）の無接触の状態を作る事も可能であります。このスライド弁（１５）は大量の水量を流すのには不向きですが高信頼の圧力制御弁としての特徴があります。次に、駆動管の原理を応用し、スライド弁（１５）の移動位置を検出します。図１１の様に、スライド弁（１５）が圧力検出口（２５）を塞ぎ、スライド弁（１５）が移動して検出位置に達した時に圧力検出口（２５）を開放する位置検出用圧力バイパス穴（２４）を配置します。図１２にある様に、あらかじめ検出管の圧力を水深の圧力ではないように設定しておくと、圧力検出口（２５）と位置検出用圧力バイパス穴（２４）が重なった時に、水上の検出管の上部口のセンサーで圧力の変化を検知できます。次は水中での駆動装置を暴走させない為の手法で、図１３の様に、規定位置で駆動装置シリンダー部（１４）の圧力がシリンダー静止用圧力バイパス口（２６）により、外に抜けスライド弁（１５）が静止します。この手法は、加圧時の駆動に利用できます。この機能は駆動装置の誤動作保護機能として有効な手段になります。ただ、この状態で減圧制御動作は出来ず、復帰するには、自重などでスライド弁（１５）が戻る構造か、スライド弁（１５）の反対側に駆動装置シリンダー部（１４）が必要になります。次に、駆動時の衝突の衝撃吸収機能として、衝突直前に圧力密封構造を作る手法で、図１４の場合、減圧駆動でスライド弁（１５）に慣性力があったとしても駆動装置シリンダー部（１４）の端が圧力密閉構造になっている為にスライド弁（１５）と駆動装置シリンダー部（１４）が衝突しない構造になります。水中のメンテナンスは非常に困難な為に、この様な、形状に多くの機能を持つ構造が重要になります。また、コンクリートの様な水の中で耐久性のある素材に機能を持たせて装置として使える長所があります。
【００１４】
水中の圧力弁において、図１５、図１６に示す、扇柱圧力弁（２７）の回転軸の扇柱圧力弁支持部（２８）で圧力を支え扇状の円弧面で圧力を塞ぐ構造です。扇状の埋まっている部分がピストンシリンダーの役割をします。駆動装置シリンダー部（１４）に駆動管（１３）から配管し圧力で扇柱圧力弁（２７）の昇降を行います。この扇柱圧力弁（２７）の長所は回転軸で圧力を支えている為に、圧力から受ける摩擦は回転軸であり、圧力制御は回転の外側の扇部になるので、モーメントの法則で駆動を妨げる摩擦に対し圧力制御が有利になるからであります。次に、この扇柱圧力弁（２７）特徴を生かし密閉度の高い大流量型スライド弁（５２）の開閉補助を行います。図７と同様に、圧力で塞がった大流量型スライド弁（５２）は摩擦で開閉が困難なのですが、図１７の様に、扇柱圧力弁（２７）で一旦、密室を作り、そこに圧力を注入して大流量型スライド弁（５２）の圧力による摩擦をなくします。その事により大流量型スライド弁（５２）の開閉が容易となります。弁の開閉回数の多いこの発電装置では弁の性能が重要になってきます。この方式であれば装置の負担が少なく装置の高寿命化が実現できます。扇柱圧力弁（２７）は密閉度が少し良くない程度で大容量開閉弁の主機能としての役割を果たす事も充分可能です。
【００１５】
潮位差で水源を確保する水門において、図１８の様にシーソーの原理で水門閉水部（２９）が水門重量バランス部（３１）により水門回転部（３０）でバランスされていて、水位差に反応じ開閉する水門になります。図２０、図２１で解る様に水門の水門閉水部（２９）が水圧や水流に反応して、塞き止めたい側の水位が上がると水流で蓋をして、さらに水圧で密閉度を上げる事になります。基本的には水門回転部（３０）の回転軸が水平でも垂直でも動作可能ですが、水位が水門より下がる場合は、自重による摩擦で動作しにくくなる為に回転軸が水平の方が回転軸を水中に配置する環境を作り易くなります。水門の水門閉水部（２９）が蓋をする瞬間に大きな衝撃が発生しますが、図１８、図２２で示す様に、水門閉鎖時衝撃吸収部（３２）と圧力封入ビット（３７）で塞がる瞬間に水を密閉する構造を作り蓋が閉じる瞬間の速度を遅くする事ができます。また、水門重量バランス部（３１）と駆動装置シリンダー部（１４）にピストンシリンダー構造を作ると圧力制御により開閉する事ができます。またシリンダー部に圧力を開放する弁を付けると圧力制御と自然開閉の両方の機能を持つ事ができます。次に、この開閉弁が水中のみの動作環境であるなら、材料の比重を水に近くした場合に、図２３の様に水門重量バランス部（３１）を外しても、水の比重に近いと、水中では漂う様に自重による摩擦もなく、水流に反応する様になります。わずかの比重の差で水門閉水部（２９）と水門回転部（３０）が重いなら、水圧の差がなく水流のない状態で、水門閉水部（２９）と水門回転部（３０）は自重で自然に蓋をする事になります。
【００１６】
潮位差を利用する発電の場合に図２４の様に水門の開閉により、大潮期の満潮時に多段式最高水位水源（３８）を確保し、干潮時に多段式最低水位水源（４１）を確保し水門を閉じ、大潮期でない場合もその潮位差の程度による多段式高水位水源（３９）と多段式最低水位水源（４１）を確保します。そして、多段式タンク内最高水位水面（４２）の給水のみを多段式最高水位水源（３８）にし、多段式タンク内最低水位水面（４５）の排水のみを多段式最低水位水源（４１）にする事により水源の節約を行います。この手法は、潮位差発電にかかわらず、水源確保の高水位差が得難い環境で有効な手法になります。
【００１７】
本発明上記の内容を連動して行うには、当然の事ながら人による制御は無理があります。給排水弁、給排気弁、タービン、その他の駆動制御やセンサー情報などを総合的に管理する電子制御装置が必要になります。
【００１８】
図２５における様な潮位差発電において、上記発明の様に多くの装置を使うのではなく、発電用タンクを海中に置き海中部を開放にし、潮位の上下によってのみ発電するもので、発電効率は悪く大潮期にしか大きな電力を得られませんが、海岸施設の追加機能であれば実用性が出て来ます。
【００１９】
二つの水位差の水源があるところに、タンク上部は高い水位の水面、タンク下部は低い水位の水面より低くなるように発電用タンク（１）を設置します。高水位水源（５）の水中に給水弁（３）を設置し、低水位水源（６）の水中に排水弁（４）を設置します。そして発電用タンク（１）の上部に発電用タービン（２）を配置します。
【００２０】
満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と減水で加圧状態の発電用タンク（９）の排気口の間に発電用タービン（２）を配置します。
【００２１】
制御用加圧タンク
発明の実施の形態００１９と同様構造で、制御用加圧タンク（１０）と制御用減圧タンク（１１）の上部は発電用タービン（２）からエアーバルブ（１６）に変わります。ピストンシリンダー構造のスライド弁（１５）の駆動装置シリンダー部（１４）内から駆動管（１３）を配管します。この駆動管（１３）を水上で加減圧されたエアーバルブ（１６）に接続します。駆動管（１３）の水面の位置に水面維持タンク（１７）を付けます。
【００２２】
増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中をつなげ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続し、増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口を圧力計に接続します。
【００２３】
スライド弁（１５）の圧力通路１（５４）に対し逆方向の圧力通路２（５５）、圧力通路３（５６）をスライド弁（１５）のスライド方向に対し直角の両方向に１／２の断面積で均等に配置する。すなわち、スライド弁（１５）の片面に圧力入力通路（２２）と圧力出力通路（２３）が両方存在する為に、圧力入出力通路の配管はスライド弁（１５）を囲む様な形になります。次に位置検出装置には、スライド弁（１５）の規定位置に圧力検出口（２５）と位置検出用圧力バイパス穴（２４）が重なるように配置。スライド弁（１５）の駆動源には、発明の実施の形態００２１の手法で制御します。次にスライド弁（１５）の暴走防止構造には、規定位置で駆動装置シリンダー部（１４）の圧力が抜ける様にシリンダー静止用圧力バイパス口（２６）を配置します。次に、スライド弁（１５）の衝突防止構造には、規定位置より駆動装置シリンダー部（１４）とスライド弁（１５）に圧力の抜け道がない様な形状を構成する。
【００２４】
扇柱圧力弁開閉部（２７）の円弧面で水流を塞ぎ、扇柱圧力弁支持部（２８）の回転軸で回転し水圧を支えます。扇状の埋まっている部分をピストンシリンダー構造にします。大流量型スライド弁（５２）の開閉潤滑装置には、大流量型スライド弁（５２）の低圧側の空間を塞ぐ様に扇柱圧力弁開閉部（２７）を配置し、その空間に発明の実施の形態００２３の圧力路を配管する。
【００２５】
シーソーの原理で水門閉水部（２９）と水門重量バランス部（３１）が水門回転部（３０）で重量バランスされています。水門重量バランス部（３１）と駆動装置シリンダー部（１４）でピストンシリンダー構造を形成します。駆動装置シリンダー部（１４）に駆動管（１３）を配管する。また、水門閉水部（２９）と水門回転部（３０）を海水もしくは水の比重と近い素材や構造で構成し、水門重量バランス部（３１）を省略する。
【００２６】
多段式水源発電用タンク（５３）の多段式最高水位水源（３８）は最高水位水源用給水弁（４６）で給水する。多段式高水位水源（３９）は高水位水源用給水弁（４７）で給水する。多段式低水位水源（４０）は低水位水源用排水弁（４８）で排水する。多段式最低水位水源（４１）は最低水位水源用排水弁（４９）で排水する様に配置。
【００２７】
発電用タンク（１）を海中に置き海中部を開放にします。
【発明の効果】
【００２８】
新しい発電方法で自然エネルギー利用の範囲を増やす事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】発電用タンクを用いた排水時発電図
【図２】発電用タンクを用いた給水時発電図
【図３】発電用タンクを２連にした水力発電装置図
【図４】加圧の水中駆動制御図
【図５】減圧の水中駆動制御図
【図６】タンクを３連にした増圧装置図
【図７】スライド弁が圧力で開かない状態の図
【図８】スライド弁の水流の見取図
【図９】スライド弁開放時の水流と圧力図
【図１０】スライド弁閉鎖時の水流と圧力図
【図１１】スライド弁の駆動制御装置図
【図１２】水中制御の位置センサー図
【図１３】水中制御のリミッター図
【図１４】水中制御の衝突防止図
【図１５】扇柱圧力弁の見取図
【図１６】扇柱圧力弁の動作図
【図１７】スライド弁の開閉補助をする扇柱圧力弁の動作図
【図１８】重量バランス構造の水門の見取図
【図１９】重量バランス構造の水門の動作図
【図２０】重量バランス構造の水門の開門動作図
【図２１】重量バランス構造の水門の閉門動作図
【図２２】重量バランス構造の水門の閉門時の衝撃吸収の動作図
【図２３】重量バランス構造を省略した開閉弁の見取図
【図２４】多段水位式水源の発電用タンクの水位図
【図２５】満潮、干潮の水位変化のみで発電する装置図
【符号の説明】
【００３０】
１、発電用タンク
２、発電用タービン
３、給水弁
４、排水弁
５、高水位水源
６、低水位水源
７、発電用タンク内水位
８、満水で減圧状態の発電用タンク
９、減水で加圧状態の発電用タンク
１０、制御用加圧タンク
１１、制御用減圧タンク
１２、制御用タンク内水位
１３、駆動管
１４、駆動装置シリンダー部
１５、スライド弁
１６、エアーバルブ
１７、水面維持タンク
１８、増圧制御用減圧タンク
１９、増圧制御用加圧タンク
２０、加減圧修了時水位
２１、タンク間水路制御バルブ
２２、圧力入力通路
２３、圧力出力通路
２４、位置検出用圧力バイパス穴
２５、圧力検出口
２６、シリンダー静止用圧力バイパス口
２７、扇柱圧力弁開閉部
２８、扇柱圧力弁支持部
２９、水門閉水部
３０、水門回転部
３１、水門重量バランス部
３２、水門閉鎖時衝撃吸収部
３３、圧力制御及び圧力開放部
３４、増水位側水源
３５、減水位側水源
３６、水門閉水部並側板
３７、圧力封入ビット
３８、多段式最高水位水源
３９、多段式高水位水源
４０、多段式低水位水源
４１、多段式最低水位水源
４２、多段式タンク内最高水位水面
４３、多段式タンク内高水位水面
４４、多段式タンク内低水位水面
４５、多段式タンク内最低水位水面
４６、最高水位水源用給水弁
４７、高水位水源用給水弁
４８、低水位水源用排水弁
４９、最低水位水源用排水弁
５０、満潮時水位
５１、干潮時水位
５２、大流量型スライド弁
５３、多段式水源発電用タンク
５４、圧力通路１
５５、圧力通路２
５６、圧力通路３
【図１】
2008190539.tif 000003
【図２】
2008190539.tif 000004
【図３】
2008190539.tif 000005
【図４】
2008190539.tif 000006
【図５】
2008190539.tif 000007
【図６】
2008190539.tif 000008
【図７】
2008190539.tif 000009
【図８】
2008190539.tif 000010
【図９】
2008190539.tif 000011
【図１０】
2008190539.tif 000012
【図１１】
2008190539.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008190539.tif 000015
【図１４】
2008190539.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2008190539.tif 000018
【図１７】
2008190539.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008190539.tif 000021
【図２０】
2008190539.tif 000022
【図２１】
2008190539.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、
密閉タンクと高水位水源との間に設けた給水弁であって、密閉タンク内水位と高水位水源の水面より低位置で開閉される給水弁と、
密閉タンクと低水位水源との間に設けた排水弁であって、密閉タンク内水位と低水位水源の水面より低位置で開閉される排水弁と、
圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、
排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、
給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、
密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする、圧力発生装置。
【請求項２】
前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクでなり、両密閉タンクを連通し気路となる密閉タンク連絡路にタービンを設け、
初めのステップで、一方の密閉タンクの排水弁の閉栓と、もう一方の密閉タンクの給水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの給水弁の開栓と後者密閉タンクの排水弁の開栓をし、
次のステップで、前者の密閉タンクの給水弁の閉栓と、後者の密閉タンクの排水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの排水弁の開栓と後者密閉タンクの給水弁の開栓をし、
上記２種のステップを交互に繰り返しタービンを駆動させる請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項３】
前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でなり、両密閉タンクの底同士を連通した、流路開閉弁が配置される水中連絡路があり、密閉タンクの内外を連絡する密閉タンク内外連絡路が両密閉タンクにあるもので、
給水弁と排水弁が全て閉栓され、一方が減水の密閉タンクと、もう一方が増水の密閉タンクで、水中連絡路の弁の開放により、
一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は負の圧力になる請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項４】
請求項３の第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でペアータンクを複数形成し、一のペアタンクの正の圧力の密閉タンク内外連絡路と他の一のペアタンクの負の圧力の密閉タンク内外連絡路を結合し、直列にペアータンクの連結を増やすことにより増圧し、直列接続の両端の密閉タンク内外連絡路を圧力の発生口とする請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項５】
請求項１記載の密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、この駆動装置と密閉タンクとを連通する密閉タンク内外連絡路の水面位置に体積増大部でなる圧力低下防止用のタンクを設けることにより、
この密閉タンク内外連絡路である配管内の水面の上下動を抑制可能とした請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項６】
請求項５記載の駆動装置を有し、そのピストン部が、圧力検出口の配管の先端を、ピストン部の移動方向の並行面が塞ぐ形状であり、圧力検出口の配管は水上の圧力センサーに配管され、
前記の圧力検出口を塞いでいたピストン部の移動方向の並行面の移動先の検出位置で、塞いでいた面に圧力の抜け道の形状を設けるものであり、
上記の検出位置での圧力検出口の圧力の変化を水上で検知し、ピストン部の位置検出が可能な請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項７】
請求項５記載の駆動装置を有し、そのピストン部が、ピストン部の移動先の停止位置で、ピストン部と駆動装置のシリンダー部に隙間が出来る形状により、圧力がシリンダー内外を連絡し、ピストン部を停止させることのできる請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項８】
請求項５記載の駆動装置を有し、ピストン部を停止させる位置で、ピストン部の移動方向の空間にピストン部とシリンダー部との間で圧力密閉構造を設け、ピストン部とシリンダー部の衝突の衝撃を吸収することのできる請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項９】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部と、水門閉水部とをシーソー構造で重量バランスをもたせる重量バランス部を有し、重量バランスすることで水流に可動であり、一方方向に閉門され、
上記の水位変動環境である潮位を、河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、
一方方向の水流に自動開門し、逆方向の水流に自動閉門することのできる請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項１０】
前記水門の重量バランス部の可動領域にシリンダー部を設け、
このシリンダー部に圧力を連通して、圧力による水門の開閉を可能とする第一機能と、
上記シリンダー部の圧力を開放し、水流に可動の水門の自動開閉を可能とする第二の機能の、２種の機能を持つ、請求項９記載の圧力発生装置。
【請求項１１】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水中の水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部とを有し、構成材料や構造で水門の比重を海水もしくは水に近似させることで水流に可動であり、
一方方向に閉門される構造であり、
上記の水位変動環境である潮位を河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、
一方方向の水流に自動開門し、逆方向水流に自動閉門することのできる、水流可動水門装置を有する請求項１記載の圧力発生装置。
【請求項１２】
請求項１記載の密閉タンクが、高水位水源と接する水中の給水弁と低水位水源と接する水中の排水弁を有する密閉タンクと、密閉タンク内外を連絡する気路となる密閉タンク内外連絡路からなり、
密閉タンク内が減水位の時に排水弁を閉じ給水弁を開き密閉タンク内外連絡路を加圧する、圧力発生方法と、
密閉タンク内が増水位の時に給水弁を閉じ排水弁を開き密閉タンク内外連絡路を減圧する、圧力発生方法と、
上記の圧力発生方法の、加圧させるステップと減圧させるステップを繰り返して実行する圧力発生方法とがあり、
密閉タンク内外連絡路を入出力とする圧力発生方法。
【請求項１３】
請求項２記載の、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクを備えるものとし、両密閉タンクを連通した気路となる密閉タンク内外連絡路に双方向の圧力で機能するタービンが設けてあり、
第１密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、且つ、第２密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップと、
前記第１密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、且つ、前記第２密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップがあり、
上記２種のステップを交互に繰り返して実行するタービン駆動方法を含む請求項１２記載の圧力発生方法。
【請求項１４】
請求項３または請求項４記載の密閉タンクの、高水位水源と接する水中の給水弁と、低水位水源と接する水中の排水弁を有する２基の密閉タンクの、底同士を連通する水中連絡路には流路開閉弁が配置され、それぞれの密閉タンク内外を連絡する密閉タンク内外連絡路は圧力の発生口となり、
水中連絡路の流路開閉弁が閉じた状態で、一方の密閉タンクの排水と、他方の密閉タンクの給水が完了した後に、
給水弁と排水弁が全て閉栓され、密閉タンク内外連絡路の圧力発生を止めている、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路には負の圧力を発生させる、第一の圧力差発生方法と、
前記の底同士を連通した２基の密閉タンクをペアータンクとし、正と負の圧力の通気路が結合した直列のペアータンクの連結を増やすことにより増圧し、水中の全流路開閉弁が閉じた状態で、直列方向に対しペアータンクの前後一方の密閉タンクの給水と、他方の密閉タンクの排水が完了した後に、全給水弁と全排水弁を閉栓し、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、両端の密閉タンク内外連絡路に増圧された圧力を発生させる、第二の圧力差発生方法とがあり、
上記の第一の圧力差発生方法もしくは第二の圧力差発生方法を実行する請求項１２記載の圧力発生方法。
【請求項１５】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けて水源を作る手法であり、
大潮期の満潮時に最高水位水源へ流入し、大潮期の干潮時に最低水位水源から流出し、この最高水位水源と最低水位水源とを水源にする第一の水源製造方法と、
大潮期以外の満潮時に高水位水源へ流入し、大潮期以外の干潮時に低水位水源から流出し、この高水位水源と低水位水源とを水源にする第二の水源製造方法と、
前記の第一の水源製造方法と第二の水源製造方法を合わせ、水源の高さによる段階の水源を設けて、これを本発明の水源にする第三の水源製造方法と、
上記の水位変動環境である潮位を河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、
上記３種のいずれかの水源製造方法を実行する請求項１２記載の圧力発生方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給排水するタンクを利用する圧力発生装置とそれを用いた圧力発生方法に関するものであり、潮位などから作った水源により、圧力発生装置や水力発電を行う発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水力発電は水の力でタービンを回転させるもので流体摩擦が大きく、低水位
差では高速のタービン回転が困難で発電効率を上げることができなかった。
【特許文献１】特開２００１−１３２６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は次のとおりである。
(1)低水位差の水力発電の発電効率を上げる。
(2)発電に関連した装置の動力を密閉タンクの圧力で動作させる。
(3)水中で動作する装置の耐久性と信頼性を上げ、メンテナンスが必要な装置は水上に配
置する。
(4) 水門の構造を高信頼性、高耐久性にする。
(5) 潮位などを利用して水源を確保する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため本発明は以下のように構成される。
低水位水源と高水位水源との間に置かれた密閉タンクと、密閉タンクと高水位水源との間に設けた給水弁であって、密閉タンク内水位と高水位水源の水面より低位置で開閉される給水弁と、密閉タンクと低水位水源との間に設けた排水弁であって、密閉タンク内水位と低水位水源の水面より低位置で開閉される排水弁と、圧力の気路となる密閉タンク内外連絡路とを備え、密閉タンクの給排水で圧力を生じさせる圧力発生装置であって、排水弁の閉栓と給水弁の開栓により給水可能で、密閉タンクの給水により密閉タンク内外連絡路が加圧され、給水弁の閉栓と排水弁の開栓により排水可能で、密閉タンクの排水により密閉タンク内外連絡路が減圧される、密閉タンク内外連絡路を圧力の入出力とする、圧力発生装置である。
【０００５】
また、前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクでなり、両密閉タンクを連通し気路となる密閉タンク連絡路にタービンを設け、初めのステップで、一方の密閉タンクの排水弁の閉栓と、もう一方の密閉タンクの給水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの給水弁の開栓と後者密閉タンクの排水弁の開栓をし、
次のステップで、前者の密閉タンクの給水弁の閉栓と、後者の密閉タンクの排水弁の閉栓の状態において、前者密閉タンクの排水弁の開栓と後者密閉タンクの給水弁の開栓をし、上記２種のステップを交互に繰り返しタービンを駆動させる圧力発生装置である。
【０００６】
また、前記密閉タンクが、第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でなり、両密閉タンクの底同士を連通した、流路開閉弁が配置される水中連絡路があり、密閉タンクの内外を連絡する密閉タンク内外連絡路が両密閉タンクにあるもので、給水弁と排水弁が全て閉栓され、一方が減水の密閉タンクと、もう一方が増水の密閉タンクで、水中連絡路の弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は負の圧力になる圧力発生装置である。
【０００７】
そして、前記の第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基でペアータンクを複数形成し、一のペアタンクの正の圧力の密閉タンク内外連絡路と他の一のペアタンクの負の圧力の密閉タンク内外連絡路を結合し、直列にペアータンクの連結を増やすことにより増圧し、直列接続の両端の密閉タンク内外連絡路を圧力の発生口とする圧力発生装置である。
【０００８】
前記密閉タンク内外連絡路の気圧で駆動するピストンシリンダー構造の駆動装置を水中に有し、この駆動装置と密閉タンクとを連通する密閉タンク内外連絡路の水面位置に体積増大部でなる圧力低下防止用のタンクを設けることにより、この密閉タンク内外連絡路である配管内の水面の上下動を抑制可能とした圧力発生装置である。
【０００９】
前記駆動装置を有し、そのピストン部が、圧力検出口の配管の先端を、ピストン部の移動方向の並行面が塞ぐ形状であり、圧力検出口の配管は水上の圧力センサーに配管され、前記の圧力検出口を塞いでいたピストン部の移動方向の並行面の移動先の検出位置で、塞いでいた面に圧力の抜け道の形状を設けるものであり、上記の検出位置での圧力検出口の圧力の変化を水上で検知し、ピストン部の位置検出が可能な圧力発生装置である。
【００１０】
前記駆動装置を有し、そのピストン部が、ピストン部の移動先の停止位置で、ピストン部と駆動装置のシリンダー部に隙間が出来る形状により、圧力がシリンダー内外を連絡し、ピストン部を停止させることのできる圧力発生装置である。
【００１１】
前記駆動装置を有し、ピストン部を停止させる位置で、ピストン部の移動方向の空間にピストン部とシリンダー部との間で圧力密閉構造を設け、ピストン部とシリンダー部の衝突の衝撃を吸収することのできる圧力発生装置である。
【００１２】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部と、水門閉水部とをシーソー構造で重量バランスをもたせる重量バランス部を有し、重量バランスすることで水流に可動であり、一方方向に閉門され、上記の水位変動環境である潮位を、河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、一方方向の水流に自動開門し、逆方向の水流に自動閉門することのできる圧力発生装置である。
【００１３】
前記水門の重量バランス部の可動領域にシリンダー部を設け、このシリンダー部に圧力を連通して、圧力による水門の開閉を可能とする第一機能と、上記シリンダー部の圧力を開放し、水流に可動の水門の自動開閉を可能とする第二の機能の、２種の機能を持つ、圧力発生装置である。
【００１４】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水中の水門を設けるもので、高水位水源は満潮から水を流入し、低水位水源は干潮へ水を流出し、潮位と水源との境界を仕切る水門閉水部と、水門閉水部の回動中心となる水門回転部とを有し、構成材料や構造で水門の比重を海水もしくは水に近似させることで水流に可動であり、一方方向に閉門される構造であり、上記の水位変動環境である潮位を河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、一方方向の水流に自動開門し、逆方向水流に自動閉門することのできる、水流可動水門装置を有する圧力発生装置である。
【００１５】
そしてまた、前記密閉タンクが、高水位水源と接する水中の給水弁と低水位水源と接する水中の排水弁を有する密閉タンクと、密閉タンク内外を連絡する気路となる密閉タンク内外連絡路からなり、密閉タンク内が減水位の時に排水弁を閉じ給水弁を開き密閉タンク内外連絡路を加圧する、圧力発生方法と、密閉タンク内が増水位の時に給水弁を閉じ排水弁を開き密閉タンク内外連絡路を減圧する、圧力発生方法と、上記の圧力発生方法の、加圧させるステップと減圧させるステップを繰り返して実行する圧力発生方法とがあり、密閉タンク内外連絡路を入出力とする圧力発生方法である。
【００１６】
前記第１密閉タンクと第２密閉タンクの２基の密閉タンクを備えるものとし、両密閉タンクを連通した気路となる密閉タンク内外連絡路に双方向の圧力で機能するタービンが設けてあり、第１密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、且つ、第２密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップと、前記第１密閉タンクの排水弁を閉栓し給水弁を開栓して給水し、且つ、前記第２密閉タンクの給水弁を閉栓し排水弁を開栓して排水し、密閉タンク内外連絡路に圧力差を発生させるステップがあり、上記２種のステップを交互に繰り返して実行するタービン駆動方法を含む圧力発生方法である。
【００１７】
前記密閉タンクの、高水位水源と接する水中の給水弁と、低水位水源と接する水中の排水弁を有する２基の密閉タンクの、底同士を連通する水中連絡路には流路開閉弁が配置され、それぞれの密閉タンク内外を連絡する密閉タンク内外連絡路は圧力の発生口となり、水中連絡路の流路開閉弁が閉じた状態で、一方の密閉タンクの排水と、他方の密閉タンクの給水が完了した後に、給水弁と排水弁が全て閉栓され、密閉タンク内外連絡路の圧力発生を止めている、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路は正の圧力、もう一方の密閉タンクの密閉タンク内外連絡路には負の圧力を発生させる、第一の圧力差発生方法と、前記の底同士を連通した２基の密閉タンクをペアータンクとし、正と負の圧力の通気路が結合した直列のペアータンクの連結を増やすことにより増圧し、水中の全流路開閉弁が閉じた状態で、直列方向に対しペアータンクの前後一方の密閉タンクの給水と、他方の密閉タンクの排水が完了した後に、全給水弁と全排水弁を閉栓し、水中連絡路の流路開閉弁の開放により、両端の密閉タンク内外連絡路に増圧された圧力を発生させる、第二の圧力差発生方法とがあり、上記の第一の圧力差発生方法もしくは第二の圧力差発生方法を実行する圧力発生方法である。
【００１８】
水源と潮位の間に一方方向に水が流れる水門を設けて水源を作る手法であり、大潮期の満潮時に最高水位水源へ流入し、大潮期の干潮時に最低水位水源から流出し、この最高水位水源と最低水位水源とを水源にする第一の水源製造方法と、大潮期以外の満潮時に高水位水源へ流入し、大潮期以外の干潮時に低水位水源から流出し、この高水位水源と低水位水源とを水源にする第二の水源製造方法と、前記の第一の水源製造方法と第二の水源製造方法を合わせ、水源の高さによる段階の水源を設けて、これを本発明の水源にする第三の水源製造方法と、上記の水位変動環境である潮位を河川の水位変動環境に置き換えたものでもあり、上記３種のいずれかの水源製造方法を実行する圧力発生方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧力発生装置及び圧力発生方法により、新しい発電方法で自然エネルギーの利用をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１、２は、二つの水位差の水源があるところに、タンク底部は低水位水源（６）の水面より低くなるようにタンクが設置される。
高水位水源（５）の水中に給水弁（３）を設置し、低水位水源（６）の水中に排水弁（４）が設置される。
発電用タンク（１）の上部の高水位水源（５）の水面より高い位置に発電用タービン（２）が配置される。
上記の設置にて、発電用タンク（１）に完全に給水した場合でも発電用タービン（２）には空気のみが出入りすることになる。
給水弁（３）を閉じ排水弁（４）を開くと発電用タンク（１）内の気圧が下がり、吸気になり、発電用タービン（２）が回転する。この回転力で発電機を回転させるものである。
排水弁（４）を閉じた状態で給水弁（３）を開くと給水が始まり、発電用タンク（１）内気圧が上昇し、排気になり、発電用タービン（２）が回転する。
本発明はこの工程を繰り返す発電装置である。
【００２１】
発電用タンク（１）は動力源としての制御用加圧タンク（１０）とすることができる。すなわち、発電用タンク（１）と同じ原理でタンクで生じた圧力を制御に応用する駆動装置とすることができる。図３、４は、制御用加圧タンク（１０）と制御用減圧タンク（１１）を示し、その上部はエアーバルブ（１６）である。ピストンシリンダー構造のスライド弁（１５）の駆動装置のシリンダー部（１４）内から、駆動管（１３）は水上で加減圧されたエアーバルブ（１６）に接続される。駆動管（１３）の水面の位置には水面維持タンク（１７）が設置されている。
図３は、制御用加圧タンク（１０）内を排水し、エアーバルブ（１６）と排水弁（４）を閉じ、高水位水源（５）の給水弁（３）を開くと、制御用加圧タンク（１０）内のタンク内水位（１２）が上昇するので、エアーバルブ（１６）は加圧され、この状態を保持しておき、加圧の供給源とする。
図４は、制御用減圧タンク（１１）内に給水し、エアーバルブ（１６）と給水弁（３）を閉じ、低水位水源（６）の排水弁（４）を開くと、制御用減圧タンク（１１）内の水面が下降するので、エアーバルブ（１６）は減圧される。この状態を保持しておき、減圧の供給源とする。
この圧力は大気圧が基準となる。
【００２２】
図５は、満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と減水で加圧状態の発電用タンク（９）の排気口の間に発電用タービン（２）を配置したものである。
満水で減圧状態の発電用タンク（８）の吸気口と、減水で加圧状態の発電用タンク（９）に排気口の間に発電タービン（２）接続して発電すると、それぞれの圧力差が加算され倍の圧力で発電できるようになる。
次に、それぞれの発電タンクの給水と排水を切り替えると、発電タンクの減圧と加圧が入れ替わり、逆方向で同様な高圧の発電をすることができる。特に低水位差で圧力が不足するような環境の発電では有効な手段となる。
【００２３】
図６は、増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中をつなげ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続し、増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口を圧力計に接続したものである。
給水弁（３）排水弁（４）を閉じた状態の、増圧制御用減圧タンク（１８）の水中と増圧制御用加圧タンク（１９）の水中をつなげ、制御用加圧タンク（１０）の排気口を増圧制御用減圧タンク（１８）の吸気口に接続すると増圧制御用加圧タンク（１９）の排気口からはより大きな圧力が取り出せる。
これは２基のタンクの水中をつなげることによって大気圧との縁を切り、水中のつながったタンク内の水位差の位置エネルギーでのみで加圧するものである。制御用加圧タンク（１０）は高水位水源（５）の大気圧に押されているが、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）は圧力差を発生させるものである。
タンク内の水面は増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）は、おたがいの水面が揃う位置が加減圧修了時水位（２０）になる。
この装置は、増圧制御用減圧タンク（１８）と増圧制御用加圧タンク（１９）を多段に連結しさらに増圧することも可能である。
【００２４】
図３は、加圧制御の状態であり、ピストンシリンダー構造のシリンダー部（１４）から駆動管（１３）を配管する。この駆動管（１３）を水上で加圧されたエアーバルブ（１６）に接続すると、シリンダー部（１４）内の圧力でスライド弁（１５）を動かすことができる。駆動管（１３）の水面の位置に水面維持タンク（１７）が設けられている。
図４は、減圧制御の状態であり、駆動管（１３）は水面維持タンク（１７）の水面を引き上げ、水中の装置を動かすことができる。
ここに水面維持タンク（１７）がなければ、水面が大きく上がるためにその分の水位差で圧力が減少することになる。これは加圧制御でも同じである。
上記の、水上から動作圧力を水中に送るのは、水中の装置は形状だけで機能を持つために、故障がしにくいことであり、水中のメンテナンスを少なくするものである。
【００２５】
図７、８は、スライド弁（１５）の移動位置を検出するものである。
スライド弁（１５）が圧力検出口（２５）を塞ぎ、スライド弁（１５）が移動した検出位置で、圧力を開放する位置検出用の圧力のバイパス穴（２４）が重なる構造である。
あらかじめ検出管の圧力を水深の圧力ではないように設定しておき、圧力検出口（２５）と位置検出用の圧力のバイパス穴（２４）が重なった位置で、水上のセンサーが圧力の変化を検知するものである。
【００２６】
図９は、水中でのスライド弁（１５）を暴走させないための手法である。
スライド弁（１５）が規定位置に移動すると、シリンダー部（１４）の圧力がシリンダー停止用の圧力バイパス口（２６）により外に抜け、スライド弁（１５）が停止する。
この機能は誤動作保護機能として有効な手段となる。
【００２７】
図１０は、スライド弁（１５）の駆動時の衝突の衝撃吸収機能であり、衝突直前に圧力密封構造を作るものである。
減圧駆動でスライド弁（１５）に慣性力があったとしても、シリンダー部（１４）の端が圧力密閉構造になっているため、スライド弁（１５）とシリンダー部（１４）が衝突しにくい構造になる。
【００２８】
水中のメンテナンスが困難なために、上記装置のように形状が機能を持つ構造が重要である。上記装置はコンクリートの様な水の中で耐久性のある素材に機能を持たせて、装置として使える長所がある。
【００２９】
図１１，１２は、給水弁（３）排水弁（４）の用途の水中の圧力差環境を開閉する弁であり、扇柱圧力弁（２７）の回転軸の扇柱圧力弁支持部（２８）で圧力を支え、扇状の円弧面で圧力を塞ぐ構造であり、扇状の埋まっている部分がピストンシリンダーの役割をするものである。
シリンダー部（１４）に駆動管（１３）を配管し、圧力で扇柱圧力弁（２７）の昇降を行うものである。
扇柱圧力弁（２７）の長所は、回転軸で圧力を支えているために、圧力から受ける摩擦は回転軸であり、圧力制御は回転の外側の扇部になるので、モーメントの法則により、駆動を妨げる摩擦に対し、圧力制御が有利になるものである。
【００３０】
図１３〜１７は、潮位差で水源を確保する水門で、シーソーの構造で水門閉水部（２９）が水門重量バランス部（３１）により、水門回転部（３０）でバランスされていて、水位差に反応し、一方向に開門し逆方向に閉門する水門である。
水門の水門閉水部（２９）が水流に反応し、塞き止める側の水位が上がると水流で蓋をし、さらに水圧で密閉度を上げるものである。
【００３１】
上記の水門の重量バランス部（３１）とシリンダー部（１４）でピストンシリンダー構造を形成し、シリンダー部（１４）に駆動管（１３）を配管する。
シリンダー部（１４）への圧力制御により水門を開閉するものである。またシリンダー部の圧力を開放する弁を付けると、水門の圧力制御と水流に反応する開閉との、両方の機能を持つことになる。
【００３２】
図１３、１７、１８は、水門の水門閉水部（２９）が蓋をする瞬間に衝撃が発生するが、水門の閉鎖時の衝撃吸収部（３２）と圧力封入ビット（３７）で塞がる直前に、水を密閉する構造を作り、水門の水門閉水部（２９）が閉じる速度を遅くするものである。
【００３３】
図１８は、上記の潮位差で水源を確保する水門が水中の動作環境にあるもので、
水門閉水部（２９）と水門回転部（３０）を海水もしくは水の比重と近い素材や構造で構成し、水門重量バランス部（３１）を省略する。
材料の比重を水に近くすると、水中で漂い、自重による摩擦も少なく、水流に反応できるものである。
わずかの比重の差で水門閉水部（２９）が重いなら、水流のない状態で、水門閉水部（２９）は自重でゆっくりと蓋をすることになる。
【００３４】
上記の水位差に反応し開閉する水門を用いる、潮位差による水源確保は、
大潮期の満潮時に多段式最高水位水源（３８）を確保し、
干潮時に多段式最低水位水源（４１）を確保し、
大潮期でない場合でも潮位差の程度により、
潮位差から中程度の水位差の水源を確保するものである。
潮位にかかわらず、水源確保の高水位差が得難い環境で有効な手法である。
【００３５】
図１９の上記の多段式の水源に対応する密閉タンクは、
多段式水源発電用タンク（５５）の
多段式最高水位水源（３８）は最高水位水源用給水弁（４６）で給水するものであり、
多段式高水位水源（３９）は高水位水源用給水弁（４７）で給水するものであり、
多段式低水位水源（４０）は低水位水源用排水弁（４８）で排水するものであり、
多段式最低水位水源（４１）は最低水位水源用排水弁（４９）で排水するものであり、
それぞれの水源に対し、給水弁もしくは排水弁が設けられたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】排水時の発電用装置の模式図。
【図２】給水時の発電用装置の模式図。
【図３】加圧状態の制御用タンクと駆動装置の模式図。
【図４】減圧状態の制御用タンクと駆動装置の模式図。
【図５】発電用タンクを２連にした発電用装置の模式図。
【図６】増圧装置の模式図。
【図７】バイパス穴が閉じた状態の移動位置検出装置の模式図。
【図８】バイパス穴が開いた状態の移動位置検出装置の模式図。
【図９】暴走防止装置の模式図。
【図１０】衝撃吸収装置の模式図。
【図１１】扇柱圧力弁の斜視図。
【図１２】扇柱圧力弁の動作説明図。
【図１３】水門の斜視図。
【図１４】水門の動作説明図。
【図１５】水門の開門動作説明図。
【図１６】水門の閉門動作説明図。
【図１７】水門閉門時の衝撃吸収動作説明図。
【図１８】重量バランス部のない水門の斜視図。
【図１９】多段式水源と多段式水源発電用タンクの模式図。
【符号の説明】
【００３７】
１  発電用タンク
２  発電用タービン
３  給水弁
４  排水弁
５  高水位水源
６  低水位水源
７  発電用タンク内水位
８  発電用タンク（満水で減圧状態）
９  発電用タンク（減水で加圧状態）
１０  制御用加圧タンク（減水で加圧状態）
１１  制御用減圧タンク（満水で減圧状態）
１２  タンク内水位
１３  駆動管
１４  シリンダー部
１５  スライド弁
１６  エアーバルブ
１７  水面維持タンク
１８  増圧制御用減圧タンク（満水で減圧状態）
１９  増圧制御用加圧タンク（減水で加圧状態）
２０  加減圧修了時水位
２１  タンク間水路弁
２４  位置検出用圧力バイパス穴
２５  圧力検出口
２６  シリンダー静止用圧力バイパス口
２７  扇柱圧力弁
２８  支持部
２９  水門閉水部
３０  水門回転部
３１  水門重量バランス部
３２  衝撃吸収部
３３  圧力制御及び圧力開放用配管
３４  増水位側水源
３５  減水位側水源
３６  水門閉水部側板
３７  圧力封入ビット
３８  多段式最高水位水源
３９  多段式高水位水源
４０  多段式低水位水源
４１  多段式最低水位水源
４２  タンク内最高水位水面
４３  タンク内高水位水面
４４  タンク内低水位水面
４５  タンク内最低水位水面
４６  最高水位水源用給水弁
４７  高水位水源用給水弁
４８  低水位水源用排水弁
４９  最低水位水源用排水弁
５５  多段式水源発電用タンク
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008190539.tif 000037
【図１１】
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【図１２】
2008190539.tif 000039
【図１３】
2008190539.tif 000040
【図１４】
2008190539.tif 000041
【図１５】
2008190539.tif 000042
【図１６】
2008190539.tif 000043
【図１７】
2008190539.tif 000044
【図１８】
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【図１９】
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