(57)【要約】【課題】河川下流域や潮汐差などの豊富な水量はあるが落差２メートル以下で、発電装置を設置するには取水管や水車の口径が落差以上になり発電するには難しいとされていた。【解決手段】水位が違う水面をサイフォン管と水槽で繋ぎその途中に設置した水車・発電装置で発電する。高水位からサイフォン管やフィルタを通して水槽に流入させ、水槽内にある水車・発電装置を稼動させる。その後、低水位に連絡したサイフォン管を通り排出させる。また、サイフォン管のみで水位が違う水面を繋ぎその途中に設置した水車・発電装置で発電する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位が違う水面をサイフォン管やフィルタと水槽で繋ぎその途中に設置した水車・発電装置で発電する水力発電システム。
【請求項２】
サイフォン管の単数・複数設置や単数・複数の取水口・排水口を持つサイフォン管を設置した請求項１記載の水力発電システム。
【請求項３】
発電水車を水平に設置した請求項１記載の水力発電システム。
【請求項４】
複数のサイフォン管毎に、一定数もしくは全てに連絡した排気弁を設置した請求項１記載の水力発電システム。
【請求項５】
サイフォン管で外部に通じているが他は閉じた空間にコンプレッサーで空気を送り込みサイフォンの原理を停止し、排気弁で排気してサイフォンの原理を稼動させる請求項１記載の水力発電システム。
【請求項６】
高水位側と低水位側が逆転して逆流になった場合にはバイパス路に流水して発電を行う請求項１記載の水力発電システム。
【請求項７】
水位が違う水面を単数・複数の取水口・排水口を持つサイフォン管で繋ぎ、その途中に設置した水車・発電装置で発電する水力発電システム。
【請求項８】
高水位側と低水位側が逆転して逆流になった場合にはバイパス路に流水して発電を行う請求項７記載の水力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は低落差であるが大容量の水源がある河川下流域や潮汐差での超低落差水力発電システムである。
【０００２】
【従来の技術】
堰堤の一部や水路内に垂直に発電水車を据え付け、水位上昇や自然流下によるエネルギーを電気変換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
低落差であるが大容量の水源があるところでの効率的発電および容易な設置方法による超低落差水力発電である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
サイフォン管を複数使用し流入・流出量、水路管径の大小により発電水車通過流速をそれぞれが管理する。また、水車を水平に設置すれば回転速度に制限がある場合でも、大口径水車を容易に選択できる。
【０００５】
【実施例】
図１に示す発電システムは水位が違う水面をサイフォン管２・フィルタ６と水槽１で繋ぎその途中に設置した水車・発電装置３で発電するものである。
【０００６】
高水位８からサイフォン管２とフィルタ６を通して水槽１に流入させ、バルブ７を開けると流入した水が水車・発電装置３を稼動させる。その後、低水位９に連絡したサイフォン管２を通り排出される。そして、バルブ７を閉めると停止する。
【０００７】
この時、サイフォン管２の設置数を増減することで流量・流速をコントロールでき、大流量に対応できる。また、バルブ７の開口を調節しても同様の効果を得ることができる。
【０００８】
水車を水平に設置することで大口径水車でも深く掘ることなく設置できる。
【０００９】
図２に示す発電システムは、高水位８側サイフォン管２全てに連絡した排気弁５から排気すると流入が始まり水槽１を満たし、低水位９側サイフォン管２の排気弁５を作動すれば水槽１内で流入・流出を繰り返し水車・発電装置３が稼動し続ける。
【００１０】
バルブ７を閉めるか排気弁５を開放すれば水槽１内の水位が高水位８・低水位９と同じになるかサイフォンの原理が働かなくなり流入・流出動作は停止する。また、排気弁５をサイフォン管２毎に設置すれば流量を微量調節が可能となる。
【００１１】
低水位９側サイフォン管２は排出口を複数持ち、水槽１内設置場所に制限がある場合に効率的に取水できる。
【００１２】
流入動作については、コンプレッサー・排気弁１０を設置すれば、バルブ７で閉めた空間にコンプレッサーで空気を送り込めば停止でき、排気弁からの排気で流入を開始する。このようにすればサイフォン管２毎に排気弁５を繋ぐ必要はなくなる。
【００１３】
図３に示す発電システムは排気弁５を作動させるとサイフォン管２から流入が始まり水槽１が満たされ、自然落下により流出し、水車・発電装置３を稼動させる。
【００１４】
図４に示す発電システムは排気弁５を作動させると高水位８側サイフォン管２から流入、低水位９側サイフォン管２から流出を始め、水槽１内で流れが起きることにより水車・発電装置３を稼動させる。停止するときは水門４を締めるか、排気弁５を開放する。
【００１５】
図５・図６・図７に示す発電システムは高水位８から低水位９までサイフォン管２で繋がれ、その途中の水車・発電装置３で発電する。それぞれ水車の設置方法が図５は水平、図６・図７は垂直である。図７については排水口のみを複数としている。
【００１６】
バルブ７を開放するとサイフォン管２内に高水位８から低水位９へ水が流入し、水車・発電装置３を稼動させる。サイフォン管２には複数の取水口・排水口があり大量取水・大量排水を可能にすることでより流速を増して効率的な発電を行う。
【００１７】
水車・発電装置３の設置についてはサイフォン管２をＵ字形などにすることにより垂直・水平に設置できる。
【００１８】
図８に示す発電システムは高水位８から低水位９までサイフォン管２で繋がれ、その途中の水車・発電装置３で発電する。また、高水位８と低水位９が逆転して高水位８が低水位となり、低水位９が高水位となった場合はバイパスサイフォン管１１に流して発電する。
【００１９】
バルブ７と開閉弁１３を開け、開閉弁１２を閉めているときはサイフォン管２内の水車・発電装置３を稼動させる。また、バルブ７と開閉弁１２を開け、開閉弁１３を閉めているときはバイパスサイフォン管１１内の水車・発電装置３を稼動させる。全てを停止するにはバルブ７を閉めればよい。また、開閉弁１２・１３を一定方向にのみ流れる逆支弁にしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
低落差・大容量地点での水力発電は取水管や発電水車の口径が落差以上になり効率的発電が難しかったが、サイフォン管利用や発電水車の水平設置することで容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図２】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図３】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図４】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図５】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図６】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図７】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【図８】サイフォン管を利用した発電システム実施例概念図
【符号の説明】
１・・・水槽
２・・・サイフォン管
３・・・水車・発電装置
４・・・水門
５・・・排気弁
６・・・フィルタ
７・・・バルブ
８・・・高水位
９・・・低水位
１０・・コンプレッサー・排気弁
１１・・バイパスサイフォン管
１２・・開閉弁
１３・・開閉弁
【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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