(57)【要約】      （修正有）【課題】立地条件に制約を受けず、環境汚染を全面的に回避する流体力発電方法とその発電装置を提供する。【解決手段】流体力発電方法は、流動体を収容する所要大きさの圧力タンクの内部にトルネード流発生手段を設け、該トルネード流発生手段から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ流動体を循環させる循環手段を設け、前記循環手段の一部に発電手段を設けると共に小型ポンプを備えたエジェクター助勢手段を分岐して設け、前記加圧タンク内部を所要圧に加圧することで逆サイフォン原理を利用して流動体を前記トルネード流発生手段の上部に所要の落差をもって流下させ、該流速エネルギーの高い流動体を前記循環手段に流通循環させることにより前記発電手段を駆動して発電させる。【選択図】図１
2005226513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体を収容する所要大きさの圧力タンクの内部にトルネード流発生手段を設け、
該トルネード流発生手段から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ流動体を循環させる循環手段を設け、
前記循環手段の一部に発電手段を設けると共に小型ポンプを備えたエジェクター作用を助勢する少なくともエジェクター助勢手段を分岐して設け、
前記加圧タンク内部を所要圧に加圧することで逆サイフォン原理を利用して前記循環手段を介して流動体を前記トルネード流発生手段の上部に所要の落差をもって流下させると共に前記小型ポンプを駆動することにより流下する流動体に付勢されたエジェクター作用を付与し、
該付勢されたエジェクター作用による流動体の流れによって前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、
該流速エネルギーの高い流動体を前記循環手段に流通循環させることにより前記発電手段を駆動して発電させること
を特徴とする流体力発電方法。
【請求項２】
トルネード流発生手段を備えた一つの圧力タンクに対して発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数個の循環手段を設け、
該各循環手段から付勢されたエジェクター作用による流動体の流れを形成して前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、
該流速エネルギーの高い流動体を前記各循環手段に流通循環させることにより各発電手段を駆動して発電させること
を特徴とする請求項１に記載の流体力発電方法。
【請求項３】
トルネード流発生手段を備えた複数の圧力タンクを並設し、該圧力タンク間を発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた循環手段で下部と上部とを閉ループ状に接続し、
該各循環手段から付勢されたエジェクター作用による流動体の流れを形成して前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を全体的に発生させ、
該流速エネルギーの高い流動体を前記各循環手段に流通させて全体を循環させることにより各発電手段を駆動して発電させること
を特徴とする請求項１または２に記載の流体力発電方法。
【請求項４】
前記循環手段に小型ポンプを備えたトルネード流の発生を助勢するトルネード流発生助勢手段を設け、
前記エジェクター作用をもって流下する流動体に対して周方向に流動体を噴射してトルネード流を発生させること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体力発電方法。
【請求項５】
前記循環手段における加圧タンクの上部での流下落差は、１．５〜５．０ｍであること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流体力発電方法。
【請求項６】
加圧タンクにおける内部の加圧は、２〜５Ｋｇ／ｍ２であること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の流体力発電方法。
【請求項７】
前記トルネード流発生手段は、漏斗部と直管部とからなること
を特徴とする請求項１に記載の流体力発電方法。
【請求項８】
流動体を収容する加圧手段を装備した所要大きさの圧力タンクと、
該圧力タンク内に起立状態で配設したトルネード流発生手段と、
該トルネード流発生手段の下部から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ延設し且つトルネード流発生手段の上部に開口する垂下部を有する流動体の循環手段と、
該循環手段の一部に設けた発電手段、および分岐管を介して設けた小型ポンプを備えたエジェクター助勢手段とを備え、
該エジェクター助勢手段の自由端部を前記循環手段の垂下部内に開口させたこと
を特徴とする流体力発電装置。
【請求項９】
加圧手段とトルネード流発生手段とを備えた一つの圧力タンクと、
発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数の循環手段とからなり、
該複数の循環手段の一端は前記トルネード流発生手段の下部に接続し、他端は前記トルネード流発生手段の上部にトルネード流を発生させる方向に開口する垂下部に形成したこと
を特徴とする請求項８に記載の流体力発電装置。
【請求項１０】
加圧手段とトルネード流発生手段とを備えた複数の圧力タンクと、
発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数の循環手段とからなり、
該複数の循環手段は、前記複数の圧力タンク間を下部と上部とを順次接続して全体を閉ループに形成し、
該前段の循環手段の上端は次段の圧力タンクのトルネード流発生手段の上部に開口する垂下部に形成したこと
を特徴とする請求項８または９に記載の流体力発電装置。
【請求項１１】
トルネード発生手段と循環手段に設けた発電手段との間に、加速・整流手段を設けたこと
を特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の流体力発電装置。
【請求項１２】
前記循環手段に小型ポンプを備えたトルネード流の発生を助勢するトルネード流発生助勢手段を設けたこと
を特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の流体力発電装置。
【請求項１３】
前記循環手段における垂下部の長さは、１．５〜５．０ｍであること
を特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の流体力発電装置。
【請求項１４】
前記トルネード流発生手段は、漏斗部と直管部とからなること
を特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載の流体力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧タンクから逆サイフォン原理を利用したパイプラインを配設し、全体をクローズ状態にして、水などの流体を高圧タンクからパイプラインを流動循環させ、パイプラインの途中に発電装置を組み込んで発電させる流体力発電方法および流体力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に発電装置といえば、例えば、水力発電装置、風力発電装置、火力発電装置、原子力発電装置およびソーラー（太陽光）発電装置などが知られており、その中で自然のエネルギーを利用するものは、水力発電装置と、風力発電装置とソーラー発電装置である。
風力発電装置は、風が吹いている時にのみ発電が可能であり、ソーラー発電装置は、太陽が出ている昼間にのみ発電が可能であって、両者はあくまでも気象条件に左右されるものであることから補助的な電力供給にしか利用できないのであり、年間を通じて安定した電力の供給には適用できないという問題点を有している。
【０００３】
水力発電装置は、所定の高さから水を落下流動させる流動圧を利用して発電させるものであり、そのために川を堰き止めて所要量の水が貯水できるダムを造り、そのダムから所要量の水を流下させるための流下用配管を３０ｍ以上の高低差をもって配設し、該配管内を流下した流動圧を利用してタービンを駆動して発電させるものであって、電力供給が安定する点では優れている。
【０００４】
ところで、水力発電装置は、相当量の水量のある川があって且つ高低差のある山間部ででなければ発電設備、即ち発電所を構築することができないのであり、発電のための立地条件に制約を受けるものである。
【０００５】
その点では、化石燃料を使用し燃焼させて水蒸気を造り、該水蒸気の噴射によってタービンを駆動させて発電させる火力発電の設備と、プルトニウムなどの核燃料を使用し、同様に水蒸気を発生させてタービンを駆動させる原子力発電の設備は、立地条件に制約を受けない平地でも発電設備が構築できる点で優れている。
【０００６】
また、サイフォンの原理を利用して発電させるものが知られている。この発電においては、可動堰、河口堰、固定堰のような上流から下流へ水流が連続する場所において、サイフォン原理による第１の導水管を上流から下流に配設し、該第１の導水管の一部はより細くなっており、この部部に発電装置が設けられ、細くなっている部分で流速を速めて発電させるというものである。
【特許文献１】特開２００３−３４３４１３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７８５０号公報
【０００７】
しかしながら、サイフォンの原理を利用する発電においても、やはり水量のある川があって、その川に堰を設けることが必要であり、また、その堰を越してサイフォンの原理を利用する導水管を配設することは容易であるが、相当な水量の川の場合には降雨時の増水を考慮して両岸に相当な高さの土手が構築されており、その土手を越すような導水管の配設は、その排水側端部が実質的に川面よりも高い位置に開口するのでサイフォン原理を利用できないのであり、サイフォン原理を利用する導水管の排水側端部は堰よりも低い位置に開口させる必要があるため、発電装置が設置される場所は必然的に堰よりも低い位置の川岸だったり河川敷の中に限定されるが、降雨で増水した時の対策がとれない状況にあって、実質的に実施できないという問題点を有している。
【０００８】
また、火力発電は多量の化石燃料を必要とし、発電がコスト高になるばかりでなく、化石燃料の燃焼によって環境を汚染するという問題点を有している。また、原子力発電は、プルトニウムなどの核燃料を使用することから、放射線の対策など発電設備とその周囲の安全対策に問題があると共に、核燃料の厳重な保管および再生設備も必要であることから、必然的にコスト高になるという問題点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来例の発電方法および発電装置において、解決しようとする課題は、立地条件に制約を受けず、環境汚染を全面的に回避すると共に、気象条件に左右されないで発電の安定性を向上させ、且つ底コストで発電できる流体力発電方法とその発電装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る第１の発明は、流動体を収容する所要大きさの圧力タンクの内部にトルネード流発生手段を設け、該トルネード流発生手段から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ流動体を循環させる循環手段を設け、前記循環手段の一部に発電手段を設けると共に小型ポンプを備えたエジェクター作用を助勢する少なくともエジェクター助勢手段を分岐して設け、前記加圧タンク内部を所要圧に加圧することで逆サイフォン原理を利用して前記循環手段を介して流動体を前記トルネード流発生手段の上部に所要の落差をもって流下させると共に前記小型ポンプを駆動することにより流下する流動体に付勢されたエジェクター作用を付与し、該付勢されたエジェクター作用による流動体の流れによって前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、該流速エネルギーの高い流動体を前記循環手段に流通循環させることにより前記発電手段を駆動して発電させることを最も主要な特徴とする流体力発電方法である。
【００１１】
本発明に係る第２の発明は、流動体を収容する加圧手段を装備した所要大きさの圧力タンクと、該圧力タンク内に起立状態で配設したトルネード流発生手段と、該トルネード流発生手段の下部から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ延設し且つトルネード流発生手段の上部に開口する垂下部を有する流動体の循環手段と、該循環手段の一部に設けた発電手段、および分岐管を介して設けた小型ポンプを備えたエジェクター助勢手段とを備え、該エジェクター助勢手段の自由端部を前記循環手段の垂下部内に開口させ、圧力タンクにおいてトルネード流を発生させて循環手段に流速エネルギーの高い流動体を流通させて発電することを特徴とする流体力発電装置である。
【００１２】
本発明に係る第１の発明の流体力発電方法においては、トルネード流発生手段を備えた一つの圧力タンクに対して発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数個の循環手段を設け、該各循環手段から付勢されたエジェクター作用による流動体の流れを形成して前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、該流速エネルギーの高い流動体を前記各循環手段に流通循環させることにより各発電手段を駆動して発電させること；トルネード流発生手段を備えた複数の圧力タンクを並設し、該圧力タンク間を発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた循環手段で下部と上部とを閉ループ状に接続し、該各循環手段から付勢されたエジェクター作用による流動体の流れを形成して前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を全体的に発生させ、該流速エネルギーの高い流動体を前記各循環手段に流通させて全体を循環させることにより各発電手段を駆動して発電させること；前記循環手段に小型ポンプを備えたトルネード流の発生を助勢するトルネード流発生助勢手段を設け、前記エジェクター作用をもって流下する流動体に対して周方向に流動体を噴射してトルネード流を発生させること；前記循環手段における加圧タンクの上部での流下落差は、１．５〜５．０ｍであること；加圧タンクにおける内部の加圧は、２〜５Ｋｇ／ｍ２であること；および、前記トルネード流発生手段は、漏斗部と直管部とからなること、を付加的な要件として含むものである。
【００１３】
また、本発明に係る第２の発明の流体力発電装置においては、加圧手段とトルネード流発生手段とを備えた一つの圧力タンクと、発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数の循環手段とからなり、該複数の循環手段の一端は前記トルネード流発生手段の下部に接続し、他端は前記トルネード流発生手段の上部にトルネード流を発生させる方向に開口する垂下部に形成したこと；加圧手段とトルネード流発生手段とを備えた複数の圧力タンクと、発電手段とエジェクター助勢手段とを備えた複数の循環手段とからなり、該複数の循環手段は、前記複数の圧力タンク間を下部と上部とを順次接続して全体を閉ループに形成し、該前段の循環手段の上端は次段の圧力タンクのトルネード流発生手段の上部に開口する垂下部に形成したこと；トルネード発生手段と循環手段に設けた発電手段との間に、加速・整流手段を設けたこと；前記循環手段に小型ポンプを備えたトルネード流の発生を助勢するトルネード流発生助勢手段を設けたこと；前記循環手段における垂下部の長さは、１．５〜５．０ｍであること；および、前記トルネード流発生手段は、漏斗部と直管部とからなること、を付加的な要件として含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る流体力発電方法および発電装置においては、水などの流動体を収容した圧力タンクと該圧力タンクの底部から上部に流動体が循環する循環手段を閉ループ状に接続し、圧力タンク内に所要の圧力を加えることで、逆サイフォン原理を利用して流動体が圧力タンクの上部からエジェクター作用をもって流下し、それによってトルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、該流速エネルギーの高い流動体を前記循環手段に流通循環させることにより、循環手段の一部に設けた発電手段を駆動して発電させるものであるため、発電設備の設置場所に制約を受けることなく、所要広さの平坦地であればどこでも設置でき、しかも、川などの流れを必要とせず砂漠であっても、要するに、加圧タンクと循環手段とを充満させる流動体を一度収容すればそれを循環させて発電することができるのであり、火力発電または原子力発電のような環境汚染を完全に解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、流体力発電方法として、流動体を収容する所要大きさの圧力タンクの内部にトルネード流発生手段を設け、該トルネード流発生手段から圧力タンクの底部を通して圧力タンクの上部側へ流動体を循環させる循環手段を設け、前記循環手段の一部に発電手段を設けると共に小型ポンプを備えたエジェクター作用を助勢する少なくともエジェクター助勢手段を分岐して設けて、圧力タンクと循環手段が閉ループに接続され、加圧タンクと循環手段とを充満させる流動体を一度収容すれば外部に流出させることなく、それを循環させて使用でき、流動体が循環しようにおいて自然消失した分については、その消失した分に相当する流動体を補充すれば良いのである
そして、前記加圧タンク内部を所要圧、例えば、２〜５Ｋｇ／ｍ２に加圧することで逆サイフォン原理によって、前記循環手段を介して流動体を前記トルネード流発生手段の上部に所要の落差、例えば、１．５〜５．０ｍ程度をもって流下させると共に前記小型ポンプを駆動することにより流下する流動体に付勢されたエジェクター作用を付与し、該付勢されたエジェクター作用による流動体の流れによって前記トルネード流発生手段で流速エネルギーの高いトルネード流を発生させ、該流速エネルギーの高い流動体を加速・整流手段によって加速させて前記循環手段に流通循環させることにより前記発電手段を駆動して発電させることができるのである。
この場合に、小型ポンプで消費する電力は、発電手段で発電させた電力の１／１０以下の程度であり、例えば、１０基の発電装置を設備したとすれば、その内の１基の発電力を他の１０基の発電装置における小型ポンプの駆動電源として利用すればよいのである。
なお、本発明で言う流動体としては、例えば、水（淡水、海水を含む）、油（粘性のある重油を含む）などである。
【実施例１】
【００１６】
本発明に係る流体力発電方法およびその発電装置について、図面を参照して説明すると、図１は、実施例１に係る流体力発電の原理を略示的に示したものであり、発電装置としては、概ね所要大きさの円筒型または角筒型の加圧タンク１と、該加圧タンク１内に配設されたトルネード流発生手段２と、該トルネード流発生手段２に連通させて接続した流動体の循環手段３と、該循環手段３の一部に設けられた発電手段４とから構成され、この循環手段は要するにパイプラインということができ、該循環手段３は加圧タンク１の底部から逆サイフォンの原理を利用して流動体を導出させ加圧タンク１の上部からエジェクター作用をもって吐出させるように、該循環手段３の自由端部側はトルネード流発生手段２に臨む位置に垂下部３ａを設けて開口させて配設してある。
【００１７】
前記トルネード流発生手段２は、直管部５とその上部に形成された漏斗部６とから構成され、該漏斗部６の開き角度は略４５°に設定されている。また、循環手段３は、所要径を有する管体またはパイプであって、該管体またはパイプの途中で且つ発電手段４よりも下流側から、それぞれ小径管で分岐したトルネード流発生助勢手段７とエジェクター助勢手段８とが設けられ、これら両手段にはそれぞれ途中に小型ポンプ９、１０が設けられている。
【００１８】
そして、トルネード流発生助勢手段７は、その自由端部７ａがトルネード流発生手段２の漏斗部６に周方向に沿うように傾斜させて開口させ、エジェクター助勢手段８は、その自由端部８ａ側が、循環手段３の自由端側の垂下部３ａに貫通させてその内部に開口させてある。
【００１９】
加圧タンク１には、流動体を供給するための流体供給管１１が配設され、該流体供給管１１には給液ポンプ１２が設けられている。また、気体を供給するための給気管１４が配設され、該給気管１４にはコンプレッサー１５が設けられている。例えば、加圧タンク１は、直径が１５００〜２５００ｍｍで高さが３０００〜５０００ｍｍの円筒型のものである。また、トルネード流発生手段２の直管部５は直径が略７００〜１０００ｍｍであり、循環手段の管体またはパイプの直径が略６００〜９００ｍｍで、トルネード流発生助勢手段７とエジェクター助勢手段８の直径は略８０ｍｍである。なお、トルネード流発生手段２と循環手段３に設けた発電手段４との間、好ましくは、発電手段４の直前に、ガイドベーンと称する流体の加速と整流を行う加速・整流手段１３を設けてある。
【００２０】
このように構成された発電装置において、まず、ポンプ１２を駆動し流体供給管１１を介して加圧タンク１内に所要量の流動体１７を注入または投入して収納する。なお、この実施例では、流動体として水を使用した例について説明する。この水の注入または投入において、循環手段３と、トルネード流発生助勢手段７と、エジェクター助勢手段８との内部に空気が残らないようにするために、それぞれ小型ポンプ９、１０を駆動して加圧タンク１からトルネード流発生手段２を介して循環手段３に水の流れを起こさせて内部の空気を全面的に排出する。
【００２１】
そして、所要量の水が注入または投入された後に、流体供給管１１の給液ポンプ１２を止めることによって加圧タンク１を密閉状態にし、コンプレッサー１５を駆動して加圧タンク１内に空気を送り込んで加圧状態にする。この加圧は略２〜５Ｋｇ／ｍ２であって、このような加圧をすることによって、要するに加圧タンク１内に沈鐘効果が生じ、該沈鐘効果によって加圧タンク１内の実際の水面から２０〜５０ｍの上位に理論水位が存在していることと同じ理屈になるのである。
【００２２】
そうすると、加圧タンク１内に注入した水は、逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段２を介して循環手段３に流れ、該循環手段３の自由端部側の垂下部３ａの高さが、仮に１．５〜５．０ｍあったとしても、沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるのであるから、循環手段３の自由端部側から垂下部３ａの高低差によって水が必然的に流下することになる。
【００２３】
この垂下部３ａからの水の流下は、一種のエジェクター作用を引き起こすのであり、該エジェクター作用によってトルネード流発生手段２に対して水の流れを付勢することになる。それに加えて、トルネード流発生助勢手段７と、エジェクター助勢手段８とが駆動して水の流れをさらに付勢するのである。
【００２４】
即ち、循環手段３の垂下部３ａから流下する水流に対してエジェクター助勢手段８の自由端部８ａから吐出または噴出する水の流勢が付加されてエジェクター作用が倍増された水流が発生する。そして、トルネード流発生手段２においては、漏斗部６から直管部５に水流が生じることで上部の漏斗部６において必然的にトルネード流が発生するが、これに加えてトルネード流発生助勢手段７の自由端部７ａから吐出または噴出する水が漏斗部６の周方向に向けられているので、トルネード流が更に付勢されて強力なものとなり、前記エジェクター作用とトルネード流との相乗効果によって直管部５から循環手段３に流れる水流が強力な流速エネルギーをもって流れることになるのである。
【００２５】
そして、強力な流速エネルギーをもって流れる水は、直管部５から循環手段３に流入するものであるが、その直前に位置する加速・整流手段１３によって整流加速され、循環手段３の途中に設けられている発電手段４に作用して発電を起こすものであるが、この発電手段４で消費される流速エネルギーは約５０〜６０％であり、残りの流速エネルギーは循環手段３を循環して再度垂下部３ａから付勢されたエジェクター作用をもってトルネード流発生手段２に供給され、該トルネード発生手段２においてもトルネード流が付勢されて強力な流速エネルギーになって循環するのである。
【００２６】
要するに、加圧タンク１と循環手段３はクローズ（閉ループ）の状態にあるが、加圧タンク１には予め所定の圧力が付加され、且つその内部にトルネード流発生手段２が設けられており、循環手段３の自由端部には、加圧タンク１に収納された流体の水位よりも高い位置から落差をもって流下する垂下部が設けられていることから、流体がクローズの中で循環する構成であり、これにトルネード流発生助勢手段７とエジェクター助勢手段８とを付加したことによって水流の流速エネルギーを増幅させているものであって、特に、トルネード流は、周知のように強力な流速エネルギーを持つものであり、この強力な流速エネルギーを利用して発電を起こさせるものである。
【００２７】
従って、加圧タンク１は、クローズの状態で循環する流体の流速エネルギーを大幅に増幅させる機能を有するのであり、加圧手段とエジェクター作用とトルネード流発生手段２とを含めて流体の流速エネルギー増幅装置と言うことができ、さらに加速・整流手段を付加することでその増幅が増大するのである。
【実施例２】
【００２８】
図２に実施例２に係る発電装置を示してある。図示の発電装置はその原理を側面的に示した略図である。この実施例２においては、前記実施例１の発電装置を複数（２基）連結して発電させるものである。なお、この発電装置において、加圧タンク内に配設したトルネード流発生手段２および流動体を供給するための流体供給管１１と気体を供給するための給気管１４とが配設される点では実施例１と同一であるので、それらの図示と説明は省略し、外部から見える構成部分についてのみ、実施例１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２９】
実施例２に係る発電装置は、２個の加圧タンク１、１ａを所定の間隔をもって近接した状態で設置し、一方の加圧タンク１の底部から取り出された循環手段３は、他方の加圧タンク１ａの上部まで延長させ、その自由端部側は該加圧タンク１ａ内に配設してあるトルネード流発生手段に臨む位置に垂下部３ａとして開口させて配設してある。
【００３０】
そして、循環手段３の途中には発電手段４が設けられると共に、該発電手段４よりも下流側から、それぞれ小径管で分岐したトルネード流発生助勢手段７とエジェクター助勢手段８とが設けら、且つそれぞれに小型ポンプ９、１０が設けられ、加速・整流手段１３を設ける構成も前記実施例１と同一構造である。
【００３１】
また、トルネード流発生助勢手段７は、その自由端部が加圧タンク１ａ内に配設されたトルネード流発生手段の漏斗部に周方向に沿うように傾斜させて開口させる点、およびエジェクター助勢手段８は、その自由端部側が、循環手段３の自由端側の垂下部３ａに貫通させてその内部に開口させてある点においても前記実施例１と同様である。
【００３２】
更に、他方の加圧タンク１ａの底部から取り出された循環手段３Ａは、一方の加圧タンク１の上部まで延長させ、その自由端部側は該加圧タンク１内に配設してあるトルネード流発生手段に臨む位置に垂下部３ｂとして開口させて配設してある。
【００３３】
そして、循環手段３Ａの途中には発電手段４Ａが設けられると共に、該発電手段４Ａよりも下流側から、それぞれ小径管で分岐したトルネード流発生助勢手段７Ａとエジェクター助勢手段８Ａとが設けら、且つそれぞれに小型ポンプ９Ａ、１０Ａが設けられ、加速・整流手段１３Ａを設ける構成、およびトルネード流発生助勢手段７Ａは、その自由端部が加圧タンク１内に配設されたトルネード流発生手段の漏斗部に周方向に沿うように傾斜させて開口させる点、さらにエジェクター助勢手段８Ａは、その自由端部側が、循環手段３Ａの自由端側の垂下部３ｂに貫通させてその内部に開口させてある点においても前記実施例１と略同一構造である。
【００３４】
要するに、この実施例２における発電装置は、２個の加圧タンク１、１ａを並設し、各加圧タンク１、１ａの底部から取り出された循環手段３、３Ａを相互に８の字形または襷がけ状態にクロスさせて連通させるものであり、両加圧タンク１、１ａ間において、同じ流体が循環するように構成したものである。
【００３５】
このように構成された実施例２の発電装置において、前記実施例１と同様に両加圧タンク１、１ａ内にそれぞれ所要量の水を流動体として注入または投入して収納すると共に、加圧タンク１、１ａを密閉状態にし、各加圧タンク１、１ａ内に空気を送り込んでその内部を略２〜５Ｋｇ／ｍ２の加圧状態にする。このような加圧をすることによって、両加圧タンク１、１ａ内に沈鐘効果が生じ、該沈鐘効果によって各加圧タンク１、１ａ内の実際の水面から２０〜５０ｍの上位に理論水位が存在することになる。
【００３６】
このような状態になると、一方の加圧タンク１内に注入した水は、逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段を介して循環手段３に流れ、該循環手段３の自由端部側の垂下部３ａの高さが、仮に他方の加圧タンク１ａの水面よりも上方の１．５〜５．０ｍあったとしても、沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるのであるから、循環手段３の自由端部側から垂下部３ａの高低差によって水が必然的に流下し、他方の加圧タンク１ａ側に流れることになる。
【００３７】
また逆に、他方の加圧タンク１ａ内に注入した水は、逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段を介して循環手段３Ａに流れ、該循環手段３Ａの自由端部側の垂下部３ｂの高さが、一方の加圧タンク１の水面よりも上方の１．５〜５．０ｍあったとしても、沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるのであるから、循環手段３Ａの自由端部側から垂下部３ｂの高低差によって水が必然的に流下し、一方の加圧タンク１側に流れることになる。
【００３８】
そして、これら両垂下部３ａ、３ｂからの水の流下は、それぞれ両加圧タンク１、１ａ内においてエジェクター作用を引き起こすのであり、該エジェクター作用によって各トルネード流発生手段に対して水の流れを付勢することになる。それに加えて、各トルネード流発生助勢手段７、７Ａと、エジェクター助勢手段８、８Ａとが駆動して水の流れをさらに付勢するので、エジェクター作用とトルネード流との相乗効果によって、両加圧タンク１、１ａ間に配設された循環手段３、３Ａに流れる水流が強力な流速エネルギーをもって流れることになるのである。この強力な流速エネルギーをもった水流が生ずる理論は前記実施例１と同じである。
【００３９】
この強力な流速エネルギーをもって流れる水は、循環手段３、３Ａの途中に設けられている発電手段４、４Ａに作用して発電を起こすものであるが、これらの発電手段４、４Ａで消費される流速エネルギーは約５０〜６０％であり、残りの流速エネルギーは循環手段３、３Ａを循環して再度垂下部３ａ、３ｂから付勢されたエジェクター作用をもって両加圧タンク１、１ａ内の各トルネード流発生手段に供給され、該各トルネード発生手段においてもトルネード流が付勢されて強力な流速エネルギーになって両加圧タンク１、１ａ間を循環するのである。
【００４０】
従って、両加圧タンク１、１ａは、相互にクローズ（閉ループ）の状態で循環する流体の流速エネルギーを大幅に増幅させる機能をそれぞれ有するのであり、加圧手段と、エジェクター作用とトルネード流発生手段とを含めて流体の流速エネルギー増幅装置と言うことができるのである。
【実施例３】
【００４１】
更に、図３に実施例３に係る発電装置を示してある。なお、図示の発電装置はその原理を平面的に示した略図である。この実施例３においては、前記実施例１の発電装置を更に多く、例えば、４基連結して発電させる例を示したものである。なお、この発電装置において、加圧タンク内に流動体を供給するための流体供給管１１と気体を供給するための給気管１４とが配設される点では実施例１と同一であるので、それらの図示と説明は省略すると共に、実施例１および２と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４２】
実施例３に係る発電装置は、４個の加圧タンク１、１ａ、１ｂ、１ｃを所定の間隔をもって近接した状態で設置し、一つの加圧タンク１の底部から取り出された循環手段３は、隣接する他の一つの加圧タンク１ａの上部まで延長させ、その自由端部側は該加圧タンク１ａ内に配設してあるトルネード流発生手段に臨む位置に垂下部３ａとして開口させて配設してある。
【００４３】
また、他の一つの加圧タンク１ａの底部から取り出された循環手段３Ａは、更に隣接する他の一つの加圧タンク１ｂの上部まで延長させ、その自由端部側は該加圧タンク１ｂ内に配設してあるトルネード流発生手段に臨む位置に垂下部３ｂとして開口させて配設し、順次同様に加圧タンク１ｂから取り出された循環手段３Ｂは、次の加圧タンク１ｃの上部に垂下部３ｃとして開口配設し、該加圧タンク１ｃから取り出された循環手段３Ｃは、最初の加圧タンク１の上部に垂下部３ｄとして開口配設するのである。要するに、隣接状態に複数個加圧タンクを並設した場合に、順次循環手段で連接し、全体がループ状に繋がれば良いのである。
【００４４】
そして、各循環手段３〜３Ｃの途中にはそれぞれ発電手段４〜４Ｃが設けられると共に、該各発電手段４〜４Ｃよりも下流側から、それぞれ小径管で分岐したトルネード流発生助勢手段とエジェクター助勢手段とが設けらると共に、それぞれに小型ポンプが設けられる構成は前記実施例１、２と同一構造であり、これらについて説明が重複するので、それらの図示と説明を省略する。
【００４５】
要するに、この実施例３における発電装置は、４個の加圧タンク１〜１ｃを隣接状態で並設し、各加圧タンク１〜１ｃの底部から取り出された循環手段３〜３Ｃを次の加圧タンクの上部に順次接続して全体をクローズ（閉ループ状）させて連通させるものであり、複数の加圧タンク１〜１ｃ間において、同じ流体が循環するように構成したものである。なお、加圧タンクが４個に限らず、３個でもまた５個以上でも同じようにして接続することができるのはいうまでもないことである。
【００４６】
このように構成された実施例３の発電装置において、前記実施例１、２と同様に各加圧タンク１〜１ｃ内にそれぞれ所要量の水を流動体として注入または投入して収納すると共に、各加圧タンク１〜１ｃを密閉状態にし、各加圧タンク１〜１ｃ内にそれぞれ空気を送り込んでその内部を略２〜５Ｋｇ／ｍ２の加圧状態にする。このような加圧をすることによって、各加圧タンク１〜１ｃ内に沈鐘効果が生じ、該沈鐘効果によって各加圧タンク１〜１ｃ内の実際の水面から２０〜５０ｍの上位に理論水位が存在することになる。
【００４７】
このような状態になると、一つの加圧タンク１内に注入した水は、逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段を介して循環手段３に流れ、該循環手段３の自由端部側の垂下部３ａの高さが、仮に他の一つの加圧タンク１ａの水面よりも上方の１．５〜５．０ｍあったとしても、沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるのであるから、循環手段３の自由端部側から垂下部３ａの高低差によって水が必然的に流下し、他の一つの加圧タンク１ａ側に流れることになる。
【００４８】
このように隣接する加圧タンク１ａ内に注入した水は、やはり逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段を介して循環手段３Ａから次の加圧タンク１ｂに流れ、順次加圧タンク１ｂの循環手段３Ｂから次の加圧タンク１ｃに流れ、そして該加圧タンク１ｃの循環手段３Ｃからの水が最初の加圧タンク１側に流れることになるのである。これらの水の流れは、ほぼ同時に行われるのであり、しかも、各加圧タンク１〜１ｃは、それぞれ沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるのであるから、各循環手段３〜３Ｃの自由端部側から垂下部３ａ〜３ｄの高低差によって水が必然的に次の加圧タンク内に流下する事になるのである。
【００４９】
そして、これら各垂下部３ａ〜３ｄからの水の流下は、それぞれ各加圧タンク１〜１ｃ内においてエジェクター作用を引き起こすのであり、該エジェクター作用によって各トルネード流発生手段に対して水の流れを付勢することになる。それに加えて、各トルネード流発生助勢手段と、エジェクター助勢手段とが駆動して水の流れをさらに付勢するので、エジェクター作用とトルネード流との相乗効果によって、隣接した各加圧タンク１〜１ｃ間に配設された各循環手段３〜３Ｃに流れる水流が強力な流速エネルギーをもって流れることになり、各循環手段３〜３Ｃの途中に設けられた発電手段４〜４Ｃに作用して発電を起こすのである。なお、この強力な流速エネルギーをもった水流が生ずる理論、および各発電手段４〜４Ｃで消費される流速エネルギーも前記実施例１で説明したものと実質的に同じである。
【実施例４】
【００５０】
次に、図４に実施例４に係る発電装置を示してある。図示の発電装置はその原理を平面的に示した略図である。この実施例２は、一つの加圧タンクを使用して複数の発電手段を駆動して発電させるものであって発電効率を高めたものである。
【００５１】
即ち、発電装置としては、概ね、所要大きさの角筒型の加圧タンク２１と、該加圧タンク２１内に配設されたトルネード流発生手段２２と、該トルネード流発生手段２２に連通させて接続した複数本、例えば４本の流動体の循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと、これら各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄのそれぞれに設けられた発電手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄとから構成され、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄは加圧タンク２１の底部から逆サイフォンの原理を利用して流動体を導出させ、加圧タンク２１の上部からエジェクター作用をもって吐出させるように、該各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの自由端部側はトルネード流発生手段２２に臨む位置に垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄを設け且つ中心からそれぞれ同じ方向にずらせて開口させて配設してある。
【００５２】
前記トルネード流発生手段２２は、前記実施例１と略同様に直管部２５とその上部に形成された漏斗部２６とから構成され、該漏斗部２６の開き角度は略４５°に設定されており、前記実施例１と異なる点は、トルネード流発生手段２２としての大きさ、即ち、径を約２倍にしたことである。また、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄは、所要径を有する管体またはパイプであって、該管体またはパイプの途中で且つ発電手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄよりも下流側に小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄを介在させ、これら各小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄから、それぞれ小径管で分岐したエジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄが設けられ、各エジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄにはそれぞれ小型ポンプ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄが設けられている。
【００５３】
そして、エジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄは、前記実施例１と同様にその各自由端部側が、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの自由端側の垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄに貫通させてその内部に開口させてある。このように構成することで、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄがエジェクター作用を付勢すると共にトルネード流も付勢するのであり、実施例１のようなトルネード流発生助勢手段７を省略することができ、その分構成が簡単になると共にトルネード流を付勢するための動力、即ち、小型ポンプ９も不要になるのである。
なお、加圧タンク２１には、前記実施例１と同様に流動体を供給するための流体供給管１１と気体を供給するための給気管１４とが配設される点では同一であるので、それらの図示と説明は省略する。
【００５４】
このように構成された実施例４の発電装置において、前記実施例１と同様に加圧タンク２１内に所要量の水を注入または投入して収納する。この水の注入または投入において、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと、小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄと、エジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄとの内部に空気が残らないようにするために、それぞれ小型ポンプ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄを駆動して加圧タンク２１からトルネード流発生手段２２を介して各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄにそれぞれ水の流れを起こさせて内部の空気を全面的に排出する。
【００５５】
そして、所要量の水が注入または投入された後に加圧タンク２１を密閉状態にし、前記実施例１と同様に加圧タンク２１内に空気を送り込んで加圧状態にする。この加圧は略２〜５Ｋｇ／ｍ２であって、加圧タンク２１内に沈鐘効果を生じさせ、該沈鐘効果によって加圧タンク２１内の実際の水面から２０〜５０ｍの上位に理論水位が存在していることと同じ理屈にするのである。
【００５６】
加圧タンク２１内に注入した水は、逆サイフォン原理によって、トルネード流発生手段２２を介して各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに流れ、該各循環手段３３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄにおける自由端部側の各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄの高さがそれぞれ１．５〜５．０ｍあっても、沈鐘効果による理論水位が２０〜５０ｍ上位にあるので、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄの高低差によって、該各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄから水が必然的に流下することになる。
【００５７】
これら各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄからの水の流下と、各エジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄの各自由端部から吐出または噴出する水の流勢が付加されてエジェクター作用が倍増された水流が発生し、該エジェクター作用によってトルネード流発生手段２２に対して水の流れを付勢すると共に、その各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄからの付勢された水の流れがトルネード流発生手段２２における漏斗部２６の中心部に対して、それぞれ所要の角度をもって放射方向から吐出または噴出するので、必然的に強力なトルネード流が発生し、それによって直管部２５から各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに流れる水流が強力な流速エネルギーをもって流れることになるのである。
【００５８】
そして、強力な流速エネルギーをもって流れる水は、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの途中に設けられている各発電手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄに作用して発電を起こすものであるが、これらの発電手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄで消費される流速エネルギーは約５０〜６０％であり、残りの流速エネルギーはそれぞれ各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを循環して再度各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄから付勢されたエジェクター作用をもってトルネード流発生手段２２に供給され、該トルネード発生手段２２において強力なトルネード流を発生させて強力な流速エネルギーにして上記と同様に循環させるのである。
【００５９】
特に、この実施例４においては、各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄの途中に小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄを設けてあり、これら小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄは、循環経路における水流の一種の緩衝領域として作用するものであるが、このような緩衝領域が設けられていることによって、トルネード流発生手段２２から小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄに至る各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを流れる水がスムーズ流れることで流速エネルギーは付勢されるので、その途中に配設した発電手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの駆動が強力になされて予定した発電ができるのである。
【００６０】
そして、緩衝領域である各小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄからトルネード流発生手段２２に至る各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄにおいては、各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄから高低差による流下と、各エジェクター助勢手段２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄによる吸引によって、各垂下部２３ａ、２３ｂ．２３ｃ、２３ｄから付勢された水が吐出または噴出するので、各小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ内は減圧される傾向にあって、前記したトルネード流発生手段２２から小径タンク２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄに至る各循環手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを流れる水の流速エネルギーがより一層付勢されることになり発電効率を高めることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る流体力発電方法は、加圧タンクと循環手段とを閉ループの状態で接続し、その閉ループの中で加圧タンクの上部に開口する循環手段に高低差をもった垂下部を形成しておくことで、加圧タンクの内部圧を上げることで収容されている流動体がその垂下部からエジェクター作用をもって吐出または流下するようになるのであり、しかも、エジェクター助勢手段を設けて付勢されたエジェクター流を形成すると共に、加圧タンク内にトルネード流発生手段が設けられており、付勢されたエジェクター流によって流速エネルギーの高いトルネード流を生じさせて循環手段の内部を循環する水流に勢いを付与して発電手段を駆動し発電させるものであるため、発電装置として設置する場所は、山間の川または海岸などの制約を受けることなく、所要広さの平坦地があればどこでも設置して発電させることができるのであり、しかも、自然環境を汚染しないのであるから、電力を必要とするどのような場所でも広く利用することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る流体力発電方法において、実施例１に係る発電の原理を略示的に示した説明図である。
【図２】同発電方法において適用できる実施例２に係る発電装置を略示的に示した側面図である。
【図３】同発電方法において適用できる実施例３に係る発電装置を略示的に示した平面図である。
【図４】同発電方法において適用できる実施例４に係る発電装置を略示的に示した平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、２１  加圧タンク
２、２２  トルネード流発生手段
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ  循環手段
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ  垂下部
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ  発電手段
５、２５  直管部；  ６、２６  漏斗部
７、７Ａ  トルネード流発生助勢手段
８、８Ａ、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ  エジェクター助勢手段  
９、９Ａ、１０、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ  小型ポンプ  
１１  流体供給管；  １２  ポンプ；  １３  加速・整流手段；  
１４  給気管；  １５  コンプレッサー。
【図１】
2005226513.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005226513.tif 000005
【図４】
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