(57)【要約】【課題】設置場所に制限が無く地上及び、地下に埋設した貯水容器に自然水を貯えて、発電を行う発電装置を提供する。【解決手段】貯水容器の液体内に空気層を形成する容器が空気の排出と充填を行う事により、上昇と下降とを繰り返し発生す流体の流れや圧力を利用して発電機を回転させて発電することを特徴とする水力発電装置。【選択図】図１
2012167660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（１６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が液面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、前記貯水容器の最上部には上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向によりプロペラを回転させ、前記二重構造である円筒形の貯水容器の内側から外側容器へ液体を移動する。この前記プロペラの回転により、発電機を回転させ発電するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（１６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が液面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向と水流切替弁（１９）により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は水中で空気層を形成する単体の容器に空気の排出と充填を行う事により上昇と下降とを繰り返し、前記空気層を形成する容器が上昇する際に上昇移動する水流、水圧、水向に対峙した軸方向または、軸と斜流に設けた発電機にて発電をおこなう装置に関する。
【背景技術】
【０００２】従来の発電装置にはフロート体がケージの下部に位置する時、空気充填装置によってフロート体内に空気を充填し、フロート体がケージの上部に位置する時、フロート体の空気を排気させることにより、一対のフロー体を継続的交互に上昇下降させ、フロート体の上昇下降移動によって発電機を回転させるものがある。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０２９２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】しかしながらこの方式では、構造が複雑で故障が多く高コストである。（特許文献１）
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（１６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、（請求項１）前記貯水容器の最上部には、上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向によりプロペラを回転させ前記二重構造である円筒形の貯水容器の外側容器に液体を移動する。この前記プロペラの回転による発電機の回転により発電する。又（請求項２）は、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電するように構成されていることを特徴とする発電装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（１６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、（請求項１）前記貯水容器の最上部には、上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向によりプロペラを回転させ前記二重構造である円筒形の貯水容器の外側容器に液体を移動する。この前記プロペラの回転による発電機の回転により発電する。又（請求項２）は、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の液体の圧力、流速、流向により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電する。
このように地上や地下埋設した前記貯水容器で水力発電が可能となり、簡易的で低コストを実現した発電装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明（請求項１）、発電装置の実施形態を示す正面縦断面図。（ａ）最上部の発電機取り付状況  （ｂ）最上部での空気層を形成する容器内の空気排出状況と衝撃吸収装置の動作説明図。（ｃ）最下部での空気注入状況と衝撃吸収タンクの動作説明図。
【図２】本発明（請求項１）、発電装置の図１のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線断面図。
【図３】本発明（請求項２）、発電装置の実施形態を示す正面縦断面図。（ａ）最上部の発電機取り付状況  （ｂ）最上部での空気層を形成する容器内の空気排出状況と衝撃吸収装置の動作説明図。（ｃ）最下部での空気注入状況と衝撃吸収タンクの動作説明図。
【図４】本発明（請求項２）、発電装置の図２のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線断面Ｄ−Ｄ’線断面図。
【図５】本発明の（空気排出装置）の平面図とア−ア’線断面図。
【図６】本発明の空気供給システムの説明図  （ａ）（空気層を形成する容器）と連結する水位検知器と感電部の動作説明図  （ｂ）（空気注入装置）への給気方法の説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】実施形態を示す図１、図３、図５、図６、を参照して説明すると、中心軸を上下垂直に延びるガイド管（２０）が空気槽を形成する容器（１）の中心部を貫通して組合され、空気層を形成する容器（１）内に空気の排出と充填を繰返す事により、空気層を形成する容器を円滑に上下移動するように構成されている。【０００９】また、ガイド（２０）の下部には空気層を形成する容器（１）が下降停止する際に衝撃を吸収する衝撃吸収タンク（３）により、衝撃が緩和されると同時に空気層を形成する容器（１）へ空気注入装置（８）にて、空気を充填することにより発生する浮力にて上昇する。【００１０】上記空気注入装置（５）の動作方法を図６（ａ）、（ｂ）、を参照して説明すると、ガイド管（２０）の上部に設けた水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）は空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その末端には感電部（１６）を設け、空気層を形成する容器（１）が下降停止する際に、感電部（１６）が水面より離れるよう構成されていて、これにより発生する信号を自動制御（１２）が受けて、圧力調整タンク（９）から配管される空気送気管（１１）に設けた電動弁（１０）を開き空気注入装置へ給気して空気層を形成する容器（１）は、浮力により上昇する。【００１１】また、上昇する空気層を形成する容器（１）は、ガイド管（２０）の上部に設けた空気排出装置（５）にて空気層を形成する容器（１）内の空気を排出する。この仕組みを図６にて、説明するとＬ型突起金具（６）は、固定されず上部方向にはフリ−で移動し、この突起部分がバネ付ゴム蓋（７）の内部に挿入され、ゴム蓋を押し下げて、空気孔より内部の空気が外部に放出され、上昇停止の手前で減速して、ガイド管（２０）の上部に設けた衝撃吸収タンク（３）と衝撃吸収防振継手（４）で衝撃を緩和して停止すると同時に、空気層を形成する容器（１）の内部に水が流入して自重と重力により下降する。【００１２】また貯水容器（２１）の隣には、圧力タンク室（２２）を設け内部には、圧力調整タンク（９）を配置して、所定の空気圧力を保持するための圧力検出器（２５）を設けて圧力を調整するように構成されている。【００１３】また、衝撃吸収防振継手（４）のピストン作用により発生する圧縮空気は、逆流防止弁（２５）を介して圧力調整タンク（９）へ送気補てんする。【００１４】このように、空気層を形成する容器（１）の空気を注入及び放出して、上昇下降を繰り返すことにより貯水容器（２１）の最上部には、（請求項１）上昇水流の同軸方向にプロペラ型水力発電機を設け空気層を形成する容器（１）が上昇する際の流体の圧力、流速、流向により、プロペラ（２−１）を回転させ内部貯水容器（２３）から外部側の貯水容器へ移動する。このプロペラの回転により発電機（２）を回転させ、発電を行う。【００１５】また、（請求項２）は、貯水容器（２１）の最上部に、水車型発電機を１台または２台を設け、空気層を形成する容器（１）が上昇から下降へと移動する際の流体の圧力、流速、流向と水流切替弁（１９）により水車ランナー（１６）を回転させ、更にプーリ（１７）と伝道ベルト（１８）の回転により発電機（２）を回転する。
【符号の説明】
【００１６】１        空気層を形成する容器
２        発電機
２−１    プロペラ
３        衝撃吸収タンク（ゴム製エアータンク）
４        衝撃吸収防振継手（ピストン式）
５        空気排出装置
６        Ｌ型突起金具
７        バネ付ゴム蓋
８        空気注入装置
９        圧力調整タンク
１０      電動弁
１１      空気送気管
１２      自動制御盤
１３      水位検知器
１４      絶縁皮膜配線
１５      滑車
１６      水車（ランナー）
１７      プーリ
１８      伝道ベルト
１９      水流切替弁
２０      ガイド管
２１      貯水容器（二重管）
２２      圧力タンク室
２３      内部貯水容器
２４      逆流防止弁
２５      圧力検出器
【図１】
2012167660.tif 000003
【図２】
2012167660.tif 000004
【図３】
2012167660.tif 000005
【図４】
2012167660.tif 000006
【図５】
2012167660.tif 000007
【図６】
2012167660.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】上記空気注入装置（５）の動作方法を図６（ａ）、（ｂ）、を参照して説明すると、ガイド管（２０）の上部に設け水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）は空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その末端には感電部（２６）を設け、空気層を形成する容器（１）が下降停止する際に、感電部（２６）が水面より離れるように構成されていて、これにより発生する信号を自動制御盤（１２）が受けて、圧力調整タンク（９）から配管される空気送気管（１１）に設けた電動弁（１０）を開き空気注入装置へ給気して空気層を形成する容器（１）は、浮力により上昇する。
【手続補正２】
【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】
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（２６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が液面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、前記貯水容器の最上部には上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体は、前記上昇水流となり、最上部で前記二重構造である円筒形の貯水容器の外部層へと流れ、この時の液体の上昇圧力と流速とで前記プロペラが回転し発電機を回転させ発電するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（２６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が液面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向と水流切替弁（１９）により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月12日(2011.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（２６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、（請求項１）前記貯水容器の最上部には、上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向によりプロペラを回転させ前記二重構造である円筒形の貯水容器の外側容器に液体を移動する。この前記プロペラの回転による発電機の回転により発電する。又（請求項２）は、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電するように構成されていることを特徴とする発電装置を提供するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】地上や地下に設けた同軸で二重構造である円筒形の貯水容器の液体内に於いて、空気槽を形成する容器で、これを導くための中心軸を上下垂直に延びる管が、前記空気層を形成する容器の中心部に貫通配置され、前記貯水容器の下部には前記空気層を形成する容器が下降停止する際に、前記空気層を形成する容器に空気を充填するための空気注入装置と、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを設け、前記貯水容器の上部には上昇停止する際に、前記空気層を形成する容器内の空気を排出する空気排出装置と同時に、衝撃を吸収する衝撃吸収タンクを備えた発電装置であって、前記空気注入装置は水位検知器（１３）から伸びる絶縁被覆配線（１４）を前記空気層を形成する容器（１）に固定した滑車（１５）と連結して、その端部には感電部（２６）を設け、前記空気層を形成する容器が潜水下降して最下部に位置する時、前記感電部が水面より離れる事により発生する信号により、空気送気管に設けた電動弁の開閉を行い、前記空気注入装置を介して、前記空気層を形成する容器内へ空気を充填するように構成され、前記空気層を形成する容器が浮力上昇すると、前記貯水容器の最上部に至る手前で、前記空気排出装置により、前記空気層を形成する容器内の空気を放出して減速停止し、且つ、前記空気層を形成する容器内に液体を流入させ、自重に重力が加わり潜水下降をして、上下垂直移動を繰返すものであり、（請求項１）前記貯水容器の最上部には、上昇水流の同軸方向に対峙した向きにプロペラ型水力発電機を設け、前記空気層を形成する容器が上昇した際の前記貯水容器内の流体の圧力、流速、流向によりプロペラを回転させ前記二重構造である円筒形の貯水容器の外側容器に液体を移動する。この前記プロペラの回転による発電機の回転により発電する。又（請求項２）は、前記貯水容器の最上部には水車型発電機を１台若しくは２台を設け、前記空気層を形成する容器が上昇から下降へと移動する際の前記貯水容器内の液体の圧力、流速、流向により水車ランナーを回転させ、更にプーリと伝動ベルトにより発電機を回転して発電する。
このように地上や地下埋設した前記貯水容器で水力発電が可能となり、簡易的で低コストを実現した発電装置を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2012167660.tif 000009