(57)【要約】【課題】喫水線から流入した液体をタンク内に蓄積し、タンク底部より送られ、タンクの上部に溜められた気体の体積を一定の力で送り込む運動より、タンク内に溜められた液体をタンク底部から排出させて水力タービンを回転させる運動量が上回る原理を利用し、発電することができる。【解決手段】浮遊本体２の質量と引力により導入口４から液体Ｗが流入する際に、導入口４より喫水線γが上方にあるときに、液体Ｗを導入口４から導入管６を通して圧力タンク３内に導入して貯水し、口４より喫水線γが下方にあるときに、圧力タンク３内に貯水した液体Ｗをその位置エネルギーを利用して水力タービン９を回転駆動するように構成した。【選択図】　　図１
2004124866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体（Ｗ）に浮遊させる浮遊本体（２）と、
該浮遊本体（２）内において、その喫水線（γ）の高さ位置に設けた圧力タンク（３）と、
前記浮遊本体（２）の外周に、前記喫水線（γ）より下方近傍に開けた導入口（４）と、
該導入口（４）と前記圧力タンク（３）とを連通する途中に閉止弁（５）を有する導入管（６）と、
前記圧力タンク（３）の低部に接続された水圧管（１０）の出口に設けた、発電機（８）の水力タービン（９）と、
該水力タービン（９）の下流側の排出管（１１）に設けた逆止弁（１２）と、を備え、
前記導入口（４）から液体（Ｗ）が流入する際に、前記導入管（６）を通して液体（Ｗ）を前記圧力タンク（３）内に導入して貯水し、前記閉止弁（５）が連係動作する、前記圧力タンク（３）の中へ空気を導入するコンプレッサ（７）を設けた、ことを特徴とする沈水式発電装置。
【請求項２】
前記発電機（８）で出力した電流を充・放電するバッテリー（１５）を系統連系に設けた、ことを特徴とする請求項１の沈水式発電装置。
【請求項３】
前記コンプレッサ（７）の給気、前記閉止弁（５）の開閉、及び前記バッテリー（１５）の充・放電電流を制御する制御装置（１８）を設けた、ことを特徴とする請求項１又は２の沈水式発電装置。
【請求項４】
前記発電機（８）の水力タービン（９）の回転数と発電状況に関する制御装置（１８）による制御内容のデータを遠隔へ送る送信装置（１９）を設けた、ことを特徴とする請求項１又は３の沈水式発電装置。
【請求項５】
前記浮遊本体（２）を、液体（Ｗ）を入れた水槽（２０）内に浮遊させた、ことを特徴とする請求項１の沈水式発電装置。
【請求項６】
前記水槽（２０）内に浮遊させた前記浮遊本体（２）を上下方向に浮沈させる伸縮装置（２１）を該水槽（２０）に設けた、ことを特徴とする請求項５の沈水式発電装置。
【請求項７】
前記浮遊本体（２）内の空気を外部へ排出する空気入気口（２２）を該浮遊本体（２）に設けた、ことを特徴とする請求項５の沈水式発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルに水を入れ逆さまにすると水が流出するが、下から空気をいれた場合更に勢い良く水が流出する原理を利用し、喫水線から流入する液体をタンクに蓄え、弁で閉鎖し、タンク上部に溜めた液体より軽い気体の体積により、底部より排出される液体の重さでタービンを回転させ、発電する沈水式発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水を利用する発電方法としては水力発電が知られている。現在その代表的なものは、川に水をせき止める小さなダムを設け、その取水口から取り入れた水を水槽まで導き、そこから水圧鉄管を介して水の流れ落ちる力を利用して高速・高圧の水で水車を回転し、当該水車と連動する発電機で発電するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の水力発電方法は、水を高速・高圧で落下させるために、取水ダムの設置場所と水車の設置場所に相当の高度差を設けなければならないといった立地条件が制限されるという問題を有していた。更に、かかる立地条件を満たすための設置場所は自然環境を破壊する結果を招くことが多々あった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、液体（Ｗ）に浮遊させる浮遊本体（２）と、該浮遊本体（２）内において、その喫水線（γ）の高さ位置に設けた圧力タンク（３）と、前記浮遊本体（２）の外周に、前記喫水線（γ）より下方近傍に開けた導入口（４）と、該導入口（４）と前記圧力タンク（３）とを連通する途中に閉止弁（５）を有する導入管（６）と、前記圧力タンク（３）の低部に接続された水圧管（１０）の出口に設けた、発電機（８）の水力タービン（９）と、該水力タービン（９）の下流側の排出管（１１）に設けた逆止弁（１２）と、を備え、前記導入口（４）から液体（Ｗ）が流入する際に、前記導入管（６）を通して液体（Ｗ）を前記圧力タンク（３）内に導入して貯水し、前記閉止弁（５）が連係動作する、前記圧力タンク（３）の中へ空気を導入するコンプレッサ（７）を設けた、ことを特徴とする沈水式発電装置が提供される。
【０００５】
前記圧力タンク（３）に、前記閉止弁（５）と連係動作するコンプレッサ（７）が設けられている。前記発電機（８）で出力した電流を充・放電するバッテリー（１５）を系統連系に設ける、ことができる。前記コンプレッサ（７）の給気、前記閉止弁（５）の開閉、及び前記バッテリー（１５）の充・放電電流を制御する制御装置（１８）を設ける、ことが好ましい。前記発電機（８）の水力タービン（９）の回転数と発電状況に関する制御装置（１８）による制御内容のデータを遠隔へ送る送信装置（１９）を設ける、ことができる。
【０００６】
浮遊本体（２）を、液体（Ｗ）を入れた水槽（２０）内に浮遊させるように構成したので、装置全体をコンパクトにすることができる。例えば、浮遊本体（２）を上下方向に浮沈させる伸縮装置（２１）を設けることにより、導入口（４）から液体（Ｗ）が流入するときは勿論のこと、液体（Ｗ）が流出するときにも水力タービン（９）を回転駆動させて発電機（８）で発電することができる。
この場合、導入口（４）から液体（Ｗ）が流入、蓄積され、満水時に閉止弁（５）が閉じる。この閉止弁（５）は電動又は浮力を利用して弁を開閉する浮き等を使用するものとする。導入管（６）は液体（Ｗ）を圧力タンク（３）内へ導き、コンプレッサ（７）は、液体（Ｗ）より軽い空気を圧力タンク（３）の上部に蓄積させ、その圧力によって液体（Ｗ）を排出管（１１）より流出させる。空気入気口（２２）は浮遊本体（２）の外部からの空気をコンプレッサ（７）に送る構成とすることが好ましい。又、浮遊本体（２）と圧力タンク（３）との間に存在する空気の圧力は低い方が好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の沈水式発電装置の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１は沈水式発電装置の第一の実施の形態を示す断面図である。
第一の実施の形態の沈水式発電装置１は、海水、河川水又は湖水等の液体（Ｗ）に浮遊させる船舶のような浮遊本体２と、この浮遊本体２内において、その喫水線γの高さ位置に圧力タンク３を設けたものである。浮遊本体２の外周に、喫水線γより下方近傍に開けた導入口４と、この導入口４と圧力タンク３とを連通すると共に、途中に閉止弁５を有する導入管６とを設けた。この導入口４と圧力タンク３とを喫水線γより下方近傍になるように配置したのは、圧力タンク３内に液体ｗを効率良く貯水するためである。圧力タンク３に設けた閉止弁５は、コンプレッサ７と連係動作するようになっている。この閉止弁５はコンプレッサ７を作動させた場合圧力タンク３内の空気及び液体Ｗが導入管６から流出することを防止するものである。圧力３内の空気はコンプレッサ７によって加圧され、これにより圧力タンク３内の液体Ｗが下部に押し下げられ、水圧管１０、排出管１１を通して排出される。コンプレッサ７によりタンクを空気で加圧した場合、液体に比べ気体の方が遥かに少ない運動量で済むため、より高い加圧が可能となる。特に圧力タンク３の底部は注射器のように一点に圧力を高める構成となっているため、さらに圧力を高め、水力タービン９の発電能力を高めることが可能となる。
【０００８】
又、コンプレッサ７はエアチャンバー１３内に液体Ｗが流入し、エアチャンバー内の空気部分が減少した場合、給気管１４を通してエアチャンバー内に空気を送り、エアチャンバー内の空気量を一定に保つ。
【０００９】
圧力タンク３の低部には、発電機８の水力タービン９を回転駆動する水圧管１０を接続してある。水力タービン９は、水の位置エネルギーを機械的エネルギーに変換する装置であり、図示するような羽根構造に限らず、翼構造の何れでもよい。水力タービン９の下流側の排出管１１の途中には逆止弁１２を設けてある。この逆止弁１２は、浮遊している浮遊本体２では、排出管１１の先端から海水等の液体Ｗが入り、逆流することを回避するためである。なお、ここで液体Ｗは海水に限らず、川、沼、湖、ダム等における淡水の他、オイル、水銀等の液状体も含むものである。
【００１０】
以上のように、本発明は大きなタンクが満水状態にあり、そこから噴射される強力な水圧は大体低部に開けられた孔から逆流しないまま放水されることとなる。そこで、本発明は注水浮力を伴ない喫水線から入水したエネルギーを蓄え効率良く放出し発電もしくは動力として活用したプラントのように作用する。
【００１１】
図２は本発明の制御系統を示す構成ブロック図である。
本発明の発電機８で発電した電流は、系統連系に設けたバッテリー１５を充・放電する。この充電した電力は、前述したコンプレッサ７の給気するための駆動電源、閉止弁５を開閉するサーボモータ１６の駆動電源として利用するようになっている。これらのコンプレッサ７の給気、閉止弁５のサーボモータ１６の駆動、及びバッテリー１５の充・放電電流について電力測定装置１７を介して制御装置１８により制御する。
【００１２】
更に、この系統連系には発電機８の水力タービン９の回転数と発電状況に関する制御装置１８による制御内容のデータを遠隔へ送る送信装置１９を設けたので、逐次発電状況を認識することができる。
【００１３】
図３は沈水式発電装置の第二の実施の形態を示す断面図である。
第二の実施の形態では、第一の実施の形態のような、浮遊本体２を海水、河川水又は湖水等の液体Ｗに船舶のように浮遊させるものとは異なり、略円筒形状の浮遊本体２を、液体Ｗを入れた水槽２０内に浮遊させるようになっている。この第二の実施の形態では、装置全体をコンパクトにすることができる。浮遊本体２を上下方向に浮沈させるパンタグラフ形状の伸縮装置２１を設けることにより、導入口４から液体Ｗが流入するときは勿論のこと、液体Ｗが流出するときにも水力タービン９を回転駆動させて発電機８で発電することができる。浮遊本体２内の空気を内部へ送る空気入気口２２を浮遊本体２に設けた。
【００１４】
なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、浮遊本体２が、浮遊本体２の質量と引力により圧力タンク３内に貯水する構成であれば、図示した第一と第二の形態に限定されず、その他種々の形状にすることができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の沈水式発電装置は、浮遊本体が浮遊本体の質量と引力によりする際に、導入内筒の上端開口部より喫水線が下方になると、水を導入口から導入内筒を通して圧力タンク内に導入して貯水し、この圧力タンク内に貯水した水をその位置エネルギーを利用して水力タービンを回転駆動させて容易に発電することができる。
【００１６】
また、浮遊本体を水槽内に浮遊させて装置全体をコンパクトにすることができ、容易に水力タービンを回転駆動させて発電機で発電することができる、等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の沈水式発電装置の第一の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の制御系統を示す構成ブロック図である。
【図３】沈水式発電装置の第二の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　沈水式発電装置
２　浮遊本体
３　圧力タンク
４　導入口
５　閉止弁
６　導入管
７　コンプレッサ
８　発電機
９　水力タービン
１０　水圧管
１１　排出管
１２　逆止弁
１３　エアチャンバー
１５　バッテリー
１８　制御装置
１９　送信装置
２０　水槽
２１　伸縮装置
２２　空気入気口
Ｗ　液体
γ　喫水線
【図１】
2004124866.tif 000003
【図２】
2004124866.tif 000004
【図３】
2004124866.tif 000005