(57)【要約】【課題】水撃ポンプを用いた、より高効率な水力発電装置を提供する。【解決手段】水力発電装置１０は、タービン２６の回転で発電する発電機１２と、水３８が流入する導水管１４と、導水管１４と連通し、タービン２６へ水３８を噴射するノズル１６と、導水管１４と連通し、通気口４４が設けられた排水管１８と、排水管１８に設けられると共に最大開度θが調整可能とされ、導水管１４側から通気口４４側へ向かう水の圧力により通気口４４を閉じ、圧力の低下により通気口４４を開放する排水弁２０と、導水管１４と連通すると共に排水管１８よりノズル１６側に設けられ、空気が封入された圧力タンク２２と、導水管１４における圧力タンク２２と排水管１８の間に設けられ、圧力タンク２２側から排水管１８側への水の逆流を防止する逆止弁２４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの回転で発電する発電機と、
水が流入する導水管と、
前記導水管と連通し、前記タービンへ水を噴射するノズルと、
前記導水管と連通し、通気口が設けられた排水管と、
前記排水管に設けられると共に最大開度が調整可能とされ、前記導水管側から前記通気口側へ向かう水の圧力により前記通気口を閉じ、前記圧力の低下により前記通気口を開放する排水弁と、
前記導水管と連通すると共に前記排水管より前記ノズル側に設けられ、空気が封入された圧力タンクと、
前記導水管における前記圧力タンクと前記排水管の間に設けられ、圧力タンク側から前記排水管側への水の逆流を防止する逆止弁と、
を有する水力発電装置。
【請求項２】
前記排水弁は前記排水管に揺動可能に取り付けられており、自重で前記通気口を開放するものであり、
前記排水管には、前記排水弁を閉止側に押して前記最大開度を設定する調整部材が設けられている請求項１に記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記タービンへ定常流の水を噴射するノズルが併設されている請求項１又は請求項２に記載の水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水撃ポンプを用いた水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水撃ポンプの原理を利用し、圧縮空気に押されて噴出する水力エネルギーを回転水車の羽根で受けて高速回転の運動エネルギーとした、水力発電システムが開示されている（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２００３−１２０５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
再生可能エネルギーの固定買取価格制度、電力先物市場の設置、発送電分離などの政策に加えて、２０１６年より電力の小売りが全面で自由化され、需要・供給側の両者にとってメリットのあるエネルギー市場が生まれつつある。
【０００５】
２０１６年は原油価格が歴史的安値の水準であるが、ＯＰＥＣが減産するのは時間の問題であり、エネルギー資源の８割を輸入に依存するのは、長期的には日本経済にとってマイナス影響しかないと考えられる。加えて、チェルノブイリや福島の原発事故による原子力発電への不安感は世界的に未だ消えておらず、新方式のエネルギー開発が期待されている。
【０００６】
ところで、海外先進国では、小水力発電が高い稼働率を誇る。例えば、日本とドイツで全発電所数に対する小水力発電所数の割合を比較すると、ドイツでは小水力発電所数の割合が９０％を超えているのに対して、日本では２５％弱しかない状況となっている。しかし日本はドイツよりも降水量が多く、急峻な地形が多いことから、小水力発電の普及する可能性は高いことが推察される。
【０００７】
水撃ポンプの原理を利用した水力発電装置が、上記した特許文献１が開示されているが、効率の点で改善の余地があると考えられる。
【０００８】
本発明は、水撃ポンプを用いた、より高効率な水力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る水力発電装置は、タービンの回転で発電する発電機と、水が流入する導水管と、前記導水管と連通し、前記タービンへ水を噴射するノズルと、前記導水管と連通し、通気口が設けられた排水管と、前記排水管に設けられると共に最大開度が調整可能とされ、前記導水管側から前記通気口側へ向かう水の圧力により前記通気口を閉じ、前記圧力の低下により前記通気口を開放する排水弁と、前記導水管と連通すると共に前記排水管より前記ノズル側に設けられ、空気が封入された圧力タンクと、前記導水管における前記圧力タンクと前記排水管の間に設けられ、圧力タンク側から前記排水管側への水の逆流を防止する逆止弁と、を有する。
【００１０】
この水力発電装置では、導水管へ位置エネルギーを持った水が流入し、更に導水管から排水管へ水が流入すると、該排水管の通気口側へ向かう水の圧力によって排水弁が作動し、通気口が急激に閉じられる。これにより、排水管内の水は行き場を失い、排水管内で水撃による圧力波を発生させる。この圧力波は、逆止弁を通過して圧力タンク内に侵入し、圧力タンク内の空気を圧縮する。
【００１１】
ここで、導水管側から通気口側へ向かう水の圧力が低下して、排水管内での圧力が低下していくと、圧力タンク内で圧縮された空気は、元の体積まで膨張して水面を押し下げるが、圧力タンクと排水管との間には逆止弁が存在するので、水は排水管の方へ流れず、加圧されてノズル側へ流れ、ノズルから発電機のタービンに向かって噴射される。これによりタービンが回転することで、発電機での発電が行われる。
【００１２】
また、逆止弁が閉まると、逆止弁より排水管側の水は導水管へ戻り、排水管内の圧力が低下して、排水弁が開き、再び導水管から排水管内へ水が流入して水撃を発生させる。
【００１３】
このように、水撃を繰り返し発生させ、ノズルから高圧で水を噴射してタービンを回転させる。この際、水撃が発生する間隔が短いほど、安定してタービンを回転させることができるため、発電された電気の電圧（出力電圧）が低下する周期的が短くなる。つまり、電圧の脈動が小さくなる。
【００１４】
排水弁の最大開度を大きくすると開閉のストロークが大きくなり、排水弁が閉じたときに発生する水撃が大きくなる。この水力発電装置では、排水弁の最大開度が調整可能とされているので、排水管において水撃が発生する範囲で、排水弁の最大開度を大きくすることで、出力電圧を大きくすることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の水力発電装置において、前記排水弁は前記排水管に揺動可能に取り付けられており、自重で前記通気口を開放するものであり、前記排水管には、前記排水弁を閉止側に押して前記最大開度を設定する調整部材が設けられている。
【００１６】
この水力発電装置では、排水管に揺動可能に取り付けられた排水弁が、自重で通気口を開放する。排水弁の最大開度の調整は、排水管に設けられた調整部材を用いて行うことができる。調整部材は、排水弁を閉止側に押して最大開度を調整する。したがって、簡易な構成で最大開度を設定することができ、排水弁が最大開度よりも大きく開くことを抑制できる。また、最大開度を、排水管において水撃が発生する範囲とすることも容易となる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水力発電装置において、前記タービンへ定常流の水を噴射するノズルが併設されている。
【００１８】
この水力発電装置では、水撃を伴う水が噴射されるノズルと、定常流が噴射されるノズルとを併用することで、発電量を大幅に増加させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る水力発電装置によれば、水撃ポンプを用いた、より高効率な水力発電装置を提供することができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る水力発電装置を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る水力発電装置において、定常流用のノズルが併設された例を示す模式図である。
【図３】水撃ポンプを模式的に示す断面図である。（Ａ）は、導水管から排水管へ水が流入する状態を示す断面図である。（Ｂ）は、排水管内を通気口側へ向かう水の圧力により排水弁が閉じ、水撃による圧力波が発生する状態を段階的に示す、（Ａ）における２Ｂ部拡大断面図である。（Ｃ）は、水撃による圧力波が圧力タンク内に侵入し、圧力タンク内の空気を圧縮している状態を示す断面図である。（Ｄ）は、逆止弁が閉じることで、水が圧力タンクの下流側へ流れる状態を示す断面図である。
【図４】定常流での出力電圧と、定常流及び水撃を併用した場合の出力電圧を示す線図である。
【図５】（Ａ）は、調整部材により、排水弁の最大開度を比較的小さく設定した状態を示す拡大断面図である。（Ｂ）は、調整部材により、排水弁の最大開度を比較的大きく設定した状態を示す拡大断面図である。
【図６】試験例１において、定常流での出力電圧を示す線図である。
【図７】試験例１において、圧力タンクの容量が５Ｌの水撃ポンプを用いた場合の出力電圧を示す線図である。
【図８】試験例１において、圧力タンクの容量が１０Ｌの水撃ポンプを用いた場合の出力電圧を示す線図である。
【図９】試験例１において、導水管の口径Ｌ１＝８０ｍｍ、口径Ｌ２＝１００とした場合の出力電圧を示す線図である。
【図１０】試験例１において、導水管の口径を１００ｍｍ（Ｌ１＝Ｌ２）とした場合の出力電圧を示す線図である。
【図１１】試験例２において、定常流での出力電圧を示す線図である。
【図１２】試験例２において、最大開度θ＝６８度の場合の出力電圧を示す線図である。
【図１３】試験例２において、最大開度θ＝５５度の場合の出力電圧を示す線図である。
【図１４】試験例２において、ノズルの口径が８ｍｍ、落差が２ｍの場合の出力電圧を示す線図である。
【図１５】試験例２において、ノズルの口径が８ｍｍ、落差が１．５ｍの場合の出力電圧を示す線図である。
【図１６】試験例２において、ノズルの口径が１６ｍｍ、落差が１．５ｍの場合の出力電圧を示す線図である。
【図１７】試験例２において、ノズルの口径が１６ｍｍ、落差が１．０ｍの場合の出力電圧を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施形態に係る水力発電装置１０は、発電機１２と、導水管１４と、ノズル１６と、排水管１８と、排水弁２０と、圧力タンク２２と、逆止弁２４とを有している。このうち、導水管１４と、排水管１８と、排水弁２０と、圧力タンク２２と、逆止弁２４とにより、水撃ポンプ４０が構成されている。
【００２２】
発電機１２は、タービン２６の回転で発電する、例えば三相交流の発電機である。また、発電機１２は、例えば永久磁石同期発電機（ＰＭＧ）である。発電機１２には、後述する試験のため、例えば整流用のブリッジ回路３０及び抵抗器３２が接続される。抵抗器３２の両端の電圧をオシロスコープ３４により読み取ることで、出力電圧を測定できる。
【００２３】
タービン２６は、発電機１２の回転軸２８に取り付けられた、例えば外径１４０ｍｍのターゴ型の水車（衝動水車の一種）である。ターゴ型の水車は、一般に回転速度が速いため、増速機は必要とされない。
【００２４】
導水管１４は、例えば水タンク３６から水３８が流入する管である。水タンク３６は、ノズル１６よりも高い位置に設置される。水タンク３６には、例えば給水管４２を通じて水３８が供給される。導水管１４はノズル１６まで延びており、該ノズル１６と水タンク３６との間の区間に、水撃ポンプ４０が設けられている。
【００２５】
ノズル１６は、導水管１４と連通し、水撃ポンプ４０により加圧された水３８をタービン２６へ噴射する部材である。なお、図２に示されるように、ノズル１６に、タービン２６へ定常流の水３８を噴射するノズル１７が併設されていてもよい。ノズル１７は、導水管１５と連通し、タービン２６へ水３８を噴射する部材である。導水管１５はノズル１７まで直接延びており、導水管１５には水撃ポンプが設けられていない。また、水タンク３６は、ノズル１７よりも高い位置に設置される。よって、ノズル１７からは、水タンク３６とノズル１７との落差による位置エネルギーによって、水撃を伴わない定常流の水３８が噴射されるようになっている。ノズル１６，１７の設置高さは、互いに異なっていてもよく、また互いに等しくてもよい（図示せず）。
【００２６】
図２，図３（Ａ）において、排水管１８は、導水管１４と連通し、通気口４４が設けられた部材である。図示の例では、導水管１４のうち、水平に延びる部分に連通して、鉛直上方に延びている。通気口４４は、例えば排水管１８の上端に形成されている。
【００２７】
排水弁２０は、排水管１８に設けられると共に最大開度θが調整可能とされている。この排水弁２０は、導水管１４側から通気口４４側へ向かう水の圧力により通気口４４を閉じ、該圧力の低下により通気口４４を開放する部材である。具体的には、排水弁２０は、支点２０Ａを中心として排水管１８に揺動可能に取り付けられており、自重で通気口４４を開放するものである。
【００２８】
図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、排水管１８には、排水弁２０を閉止側に押して最大開度θを設定する調整部材４６が設けられている。調整部材４６は例えばボルトであり、排水管１８の壁部を貫通している。該壁部と調整部材４６との間は、図示しないシール部材により水密性が確保されている。排水管１８の外側には取付け部材４８が設けられており、調整部材４６は該取付け部材４８に螺合している。調整部材４６は、排水管１８の径方向に進退可能とされている。
【００２９】
図２，図３（Ａ）において、圧力タンク２２は、導水管１４と連通すると共に排水管１８よりノズル１６側に設けられている。圧力タンク２２には、空気５０が封入されている。空気５０は、他の圧縮性流体に置き換えることもできる。空気５０と水３８との接触による空気５０の減少を抑制するために、圧力タンク２２内に、空気５０と水３８とを仕切る弾性膜を設けてもよい（図示せず）。
【００３０】
逆止弁２４は、導水管１４における圧力タンク２２と排水管１８の間に設けられ、排水管１８側から圧力タンク２２側への水３８の流れを許容し、圧力タンク２２側から排水管１８側への水３８の逆流を防止する部材である。具体的には、逆止弁２４は、支点２４Ａを中心として揺動可能に取り付けられている。
【００３１】
図３（Ａ）に示されるように、一例として、導水管１４のうち圧力タンク２２が連通する部位の口径をＬ２とし、導水管１４のうち圧力タンク２２が連通する部位の上流側及び下流側の口径をＬ１としたとき、Ｌ１＜Ｌ２とすることも可能である。
【００３２】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。ここでは、ノズル１６，１７が併設された図２の水力発電装置１０の作用について説明する。図１に示される水力発電装置１０では、定常流をタービン２６に供給するための導水管１５及びノズル１７が設けられていないので、その作用は、下記作用から定常流による発電を除いたものとなる。図２に示される水力発電装置１０では、給水管４２を通じて供給される水３８が、水タンク３６に貯えられる。水タンク３６は、ノズル１６，１７よりも高い位置に設置されているので、水タンク３６内の水３８は、ノズル１６，１７に対して位置エネルギーを有している。
【００３３】
導水管１５には、この位置エネルギーを持った水３８が流入し、ノズル１７からタービン２６へ噴射される。導水管１５には水撃ポンプが設けられていないので、ノズル１７から噴射される水３８の流れは、水撃を伴わない定常流となる。
【００３４】
また、本実施形態では、導水管１４へ上記位置エネルギーを持った水３８が流入する。図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、この水３８が更に導水管１４から排水管１８へ水３８が流入すると（矢印Ａ方向）、該排水管１８の通気口４４側へ向かう水３８の圧力によって排水弁２０が作動し、通気口４４が急激に閉じられる。これにより、排水管１８内の水３８は行き場を失い、排水管１８内で水撃による圧力波５２を発生させる。この圧力波５２は、逆止弁２４を通過して圧力タンク２２内に侵入し、圧力タンク２２内の空気を矢印Ｂ方向に圧縮する。
【００３５】
ここで、導水管１４側から通気口４４側へ向かう水３８の圧力が低下して、排水管１８内での圧力が低下すると、圧力タンク２２内で圧縮された空気は、元の体積まで膨張して水面を押し下げるが、圧力タンク２２と排水管１８との間には逆止弁２４が存在するので、水３８は排水管１８の方へ流れず、加圧されてノズル１６側へ流れ、ノズル１６から発電機１２のタービン２６に向かって噴射される（図２）。これによりタービン２６が回転することで、発電機１２での発電が行われる。
【００３６】
また、逆止弁２４が閉まると、逆止弁２４より排水管１８側の水３８は導水管１４へ戻り、排水管１８内の圧力が低下して、排水弁２０が開き、再び導水管１４から排水管１８内へ水３８が流入して水撃を発生させる。
【００３７】
このように、水撃を繰り返し発生させ、ノズル１６から水３８を噴射してタービン２６を回転させる。この際、水撃が発生する間隔が短いほど、安定してタービン２６を回転させることができるため、発電された電気の電圧（出力電圧）が低下する周期的が短くなる。つまり、電圧の脈動が小さくなる。
【００３８】
本実施形態では、定常流が噴射されるノズル１７と、水撃を伴う水３８が噴射されるノズル１６とを併用することで、図４に示されるように、発電量を例えば１．５倍程度と大幅に増加させることができる。なお、図４における「定常流」は、口径が４０ｍｍのノズルと８０ｍｍのノズルを併用した２ノズルタイプの結果であり、「定常流＋水撃」は、口径が４０ｍｍの定常流のノズル１７と、口径が８０ｍｍの水撃ポンプ４０を伴うノズル１６とを併用した２ノズルタイプの結果である。
【００３９】
図５（Ａ），（Ｂ）において、排水弁２０の最大開度θを大きくすると開閉のストロークが大きくなり、排水弁２０が閉じたときに発生する水撃が大きくなる。この水力発電装置では、排水弁２０の最大開度θが調整可能とされているので、排水管１８において水撃が発生する範囲で、排水弁２０の最大開度θを大きくすることで、出力電圧を大きくすることができる。
【００４０】
本実施形態では、排水管１８に揺動可能に取り付けられた排水弁２０が、自重で通気口４４を開放する。排水弁２０の最大開度θの調整は、排水管１８に設けられた調整部材４６を用いて行うことができる。調整部材４６は、排水弁２０を閉止側に押して最大開度θを調整する。具体的には、図５（Ｂ）に示されるように、排水管１８内への調整部材４６の突出量を少なくすると、排水弁２０の最大開度θを小さくすることができる。逆に、図５（Ａ）に示されるように、排水管１８内への調整部材４６の突出量を多くすると、排水弁２０の最大開度θを大きくすることができる。
【００４１】
したがって、簡易な構成で最大開度θを設定することができ、排水弁２０が最大開度θよりも大きく開くことを抑制できる。また、最大開度θを、排水管１８において水撃が発生する範囲とすることも容易となる。
【００４２】
本実施形態に係る水力発電装置１０のマーケットは、地方郊外の一般家庭やビニールハウス、植物工場等の農業、酪農での利用が想定され、化石燃料の輸入による地方経済の資本流出を防ぎ、潤沢なエネルギーにより、産業および雇用創出が期待できる。
【００４３】
［試験例］
次に試験例について説明する。
試験例１では、次の事項について試験を行った。
（１）図３（Ａ）における口径Ｌ１，Ｌ２の違いが出力電圧に及ぼす影響
（２）圧力タンク２２の容量が出力電圧に及ぼす影響
【００４４】
また、試験例２では、次の事項について試験を行った。
（１）図５における排水弁２０の最大開度θの違いが出力電圧に及ぼす影響
（２）図２における水タンク３６からノズル１６までの落差の違いが出力電圧に及ぼす影響
【００４５】
（試験例１）
図２において、発電機１２には、ブリッジ回路３０及び抵抗器３２が接続されており、抵抗器３２の両端の電圧をオシロスコープ３４により読み取ることで、出力電圧を測定した。
【００４６】
図６は、導水管の口径を８０ｍｍ（Ｌ１＝Ｌ２）として、水撃ポンプを用いずノズルからの定常流のみにより発電を行った場合の出力電圧を示している。図中の抵抗値は、図２における抵抗器３２の抵抗値である。定常流の場合には、それぞれ脈動のない出力電圧が得られることがわかる。
【００４７】
図７は、図２における水撃ポンプ４０を用い、圧力タンクの容量を５Ｌとした場合の出力電圧を示している。図８は、同様に圧力タンクの容量を１２Ｌの場合を示している。定常流は併用していない。図７では、圧力タンクが比較的小容量の場合、約３０Ｖの脈動を起こしている。これに対し、図８では、圧力タンクが比較的大容量であり、図７と比較して、出力電圧を低下させることなく脈動が平滑化されていることがわかる。このことから、出力電圧の脈動は、圧力タンクの容量に依存するといえる。なお、図６の定常流と比較すると、図７，図８の何れも、出力電圧が増加している。
【００４８】
図９は、口径Ｌ１＝８０ｍｍ、口径Ｌ２＝１００とし、圧力タンクの容量を１２Ｌとした場合の出力電圧を示している。図９を図８と比較すると、図９の場合には、口径Ｌ２が２０ｍｍ拡大されているが、出力電圧は同等となっている。よって、口径Ｌ２を大きくすることの優位性はなく、出力電圧は口径Ｌ２には依存しないことがわかる。
【００４９】
図１０は、導水管の口径１００ｍｍ（Ｌ１＝Ｌ２）とし、圧力タンクの容量を１２Ｌとした場合の出力電圧を示している。図１０を図９と比較すると、出力電圧の脈動が大きくなっている。これは、口径Ｌ２だけでなく、口径Ｌ１も２０ｍｍ拡大されている状態で、圧力タンクの容量が不足し、平滑化ができていないためと考えられる。よって、出力電圧の平滑化については、圧力タンクの容量に依存することがわかる。
【００５０】
試験例１についてまとめると、次のことがわかった。
・出力電圧は、導水管のうち圧力タンクと連通する部位の口径には依存しない。
・出力電圧の平滑化は、タンク容量に比例する。
・圧力タンクの容量は、口径Ｌ１に合わせて調整される。圧力タンクの口径と導水管の口径が同じの場合、圧力タンクの長さが一定であれば、圧力タンクの容量は、導水管の口径に比例する。
【００５１】
（試験例２）
図１１は、落差を２ｍ、導水管の口径を８０ｍｍ、ノズルの口径を１６ｍｍとして、水撃ポンプを用いずノズルからの定常流のみにより発電を行った場合の出力電圧を示している。定常流の場合には、それぞれ脈動のない出力電圧が得られることがわかる。
【００５２】
図１２は最大開度θ＝６８度の場合の出力電圧を示している。図１３は最大開度θ＝５５度の場合の出力電圧を示している。図１２，図１３を比較すると、最大開度θが大きい方が、出力電圧が高くなることがわかる。
【００５３】
図１４は、落差が２ｍの場合の出力電圧を示している。図１５は、落差が１．５ｍの場合の出力電圧を示している。排水弁の最大開度θは、６８度、５５度、４０度の３通りである。図１４，図１５の何れも、導水管の口径は８０ｍｍ、ノズルの口径は８ｍｍ、抵抗は１００Ωである。図１４，図１５より、この例では、排水弁の最大開度θの大小にかかわらず、出力電圧の脈動が少なく、比較的弱い水撃が発生していることがわかる。これは、ノズルの口径が小さいため、流量が不足しているためと考えられる。
【００５４】
これに対し、図１６，図１７は、ノズルの口径を１６ｍｍに拡大した場合を示している。図１６は、落差が１．５ｍの場合の出力電圧を示している。図１７は、落差が１．０ｍの場合の出力電圧を示している。他の条件は、図１４，図１５の例と同様である。図１６，図１７では、出力電圧に脈動があるので、比較的強い水撃が発生しており、何れの最大開度θでも、定常流の場合より出力電圧が増加している。これは、ノズルの口径が１６ｍｍに拡大されているので、落差が小さくても流量が十分となっているためと考えられる。また、最大開度θが大きい程、出力電圧が増加していることから、最大開度θは大きい方が好ましい。よって、水撃が発生する範囲で、排水弁の最大開度θを大きくすることで、出力電圧を増加させることができる。
【００５５】
試験例２についてまとめると、次のことがわかった。
・落差が小さくても、流量が十分であれば水撃が発生する。
・水撃が十分に発生しない場合には、排水弁の最大開度θを調整する。
・排水弁の最大開度θが大きい方が、出力電圧が高くなる。
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。例えば、水撃ポンプ４０を伴うノズル１６を複数併設してもよい。
【００５６】
また、排水弁２０は、通気口４４を閉止できるものであればよいので、フロート状の部材のように揺動しないものであってもよい。また、排水弁２０の最大開度θの調整が調整部材４６により行われるものとしたが、最大開度θの調整手段は調整部材４６に限られず、アクチュエータ等（図示せず）の調整手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０    水力発電装置
１２    発電機
１４    導水管
１６    ノズル
１８    排水管
２０    排水弁
２２    圧力タンク
２４    逆止弁
２６    タービン
４４    通気口
４６    調整部材
【図１】
2017166395.tif 000003
【図２】
2017166395.tif 000004
【図３】
2017166395.tif 000005
【図４】
2017166395.tif 000006
【図５】
2017166395.tif 000007
【図６】
2017166395.tif 000008
【図７】
2017166395.tif 000009
【図８】
2017166395.tif 000010
【図９】
2017166395.tif 000011
【図１０】
2017166395.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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