(57)【要約】【課題】環境に左右されることなく発電を行うことができる発電システムを提供する。【解決手段】上下方向に複数連設され、内部に水を貯留する貯水タンク１０、供給タンク２０と、貯水タンク１０、供給タンク２０をそれぞれ連通し、貯水タンク１０、供給タンク２０間における下方タンクから上方タンクへ水を流入させるための導水管１０２と、供給タンク２０に設けられ、該タンク内の水を下方に放出する放出バルブ２０８と、供給タンク２０に設けられ、貯水タンク１０ｊから導水管１０２ｊを介して供給タンク２０内へ水を流入させる真空ポンプ２０４と、供給タンク２０より下方に設けられ、放出バルブ２０８から放出された水を受け、その運動エネルギーにより発電する水力発電装置３０と、該装置と貯水タンク１０ａとを連通し、水力発電装置３０により発電に用いられた水を該タンクへ流入させる導水管５０６と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に複数連設され、内部に液体を貯留する密閉状の複数の貯留槽と、
隣接する貯留槽をそれぞれ連通し、隣接する貯留槽間における下方の貯留槽から上方の貯留槽へ液体を流入させるための複数の第１導水路と、
最上段の貯留槽に設けられ、該貯留槽内の液体を下方に放出する開閉自在なバルブと、
前記最上段の貯留槽に設けられ、該貯留槽の下方に隣接する貯留槽から前記第１導水路を介して前記最上段の貯留槽内へ液体を流入させるポンプと、
前記最上段の貯留槽より下方に設けられ、前記バルブから放出された液体を受けて、その運動エネルギーにより発電する発電部と、
前記発電部と最下段の貯留槽とを連通し、該発電部により発電に用いられた液体を該貯留槽へ流入させるための第２導水路と、
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記ポンプは真空ポンプであり、前記バルブが閉じられた状態において、前記最上段の貯留槽内を真空にすることにより該貯留槽の下方に隣接する貯留槽内の液体を前記最上段の貯留槽内に流入させ、該貯留槽内に液体が蓄積した状態において大気を開放し、
前記バルブは、大気開放時に開放されて液体を下方へ放出し、
液体が放出された後、前記バルブが閉鎖されて前記ポンプによる該貯留槽内への液体の流入が行われることを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
上方に開口を有し、前記バルブの下方に設けられると共に、前記開口の開口面が少なくとも前記最上段の貯留槽の下方に隣接する貯留槽の内底面より上方に位置し、前記バルブから放出された液体を受けて下方に位置する前記発電部へ導く一時貯留槽を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発電システム。
【請求項４】
前記複数の第１導水路のそれぞれは、互いに隣接する貯留槽における上方の貯留槽の側壁に、一端部が連結するよう配設されており、前記互いに隣接する貯留槽における下方の貯留槽内の液体に他端部が没入し、
前記複数の貯留槽のそれぞれは、前記第１導水路の一端部が連結された箇所より下方に延在して液体が溜まるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記ポンプは、前記複数の貯留槽にそれぞれ設けられ、
前記バルブの液体の放出に先立って、
１つの貯留槽のポンプのみを駆動させて該貯留槽内を液体で満たした後、該貯留槽の上方に隣接する貯留槽のポンプのみを駆動させて該貯留槽内を液体で満たし、これを最下段の貯留槽から最上段の貯留槽にかけて順次行うことにより、前記複数の貯留槽内に液体を貯留することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記発電部により発電した電力の少なくとも一部は前記ポンプへ供給されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記ポンプへ電力を供給する電力供給部を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記電力供給部は太陽光発電装置であることを特徴とする請求項７記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水等の液体を利用して発電を行う発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から原子力発電への不安が高まっており、日本の総発電量に占める原子力発電の発電率は数％にまで落ち込んでいる。このような原子力発電への依存が困難となっている現状において、原子力発電に代わる発電方法として、化石燃料を用いた火力発電や太陽光を用いた太陽光発電、水の流れを利用した水力発電が注目されている。火力発電は、石炭、石油、天然ガス等の枯渇性エネルギーが用いられるため、これら資源の枯渇、高騰の問題がある他、大気にＣＯ２が大量に放出されることによる地球温暖化等の環境汚染の問題がある。また、太陽光発電は、再生可能エネルギーである太陽光を用いるため、これらの問題が生じないものの、エネルギー変換効率が一般的に２０％程度であるため、大きな電源として望めないという問題がある。
【０００３】
一方、水力発電は、再生可能エネルギーである水を高所から低所へと流動（落下）させて水車等を回転させることで運動エネルギーを電気エネルギーに変換するものであるため、環境への影響は低く、その変換効率は一般的に８０％以上である。
【０００４】
関連する技術として、貯水域からの放水を、該貯水域よりも低い位置に配置された水力発電ユニットの定置部まで導き、水力発電ユニット自体を定置部よりも高い位置と定置部との間で昇降させる水力発電施設が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１５５９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の水力発電施設を含め、一般的に水力発電は、山間部にコンクリートを打設して河川を堰き止めることでダムを建設し、貯水域を設ける必要がある。したがって貯水域に水を貯める必要があるため、雨量の減少や長年使用することによる貯水池の土砂の蓄積等、環境の変化により、その発電能力が左右されてしまう問題があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、環境に左右されることなく発電を行うことができる発電システム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】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、上下方向に複数連設され、内部に液体を貯留する密閉状の複数の貯留槽と、隣接する貯留槽をそれぞれ連通し、隣接する貯留槽間における下方の貯留槽から上方の貯留槽へ液体を流入させるための複数の第１導水路と、最上段の貯留槽に設けられ、該貯留槽内の液体を下方に放出する開閉自在なバルブと、前記最上段の貯留槽に設けられ、該貯留槽の下方に隣接する貯留槽から前記第１導水路を介して前記最上段の貯留槽内へ液体を流入させるポンプと、前記最上段の貯留槽より下方に設けられ、前記バルブから放出された液体を受けて、その運動エネルギーにより発電する発電部と、前記発電部と最下段の貯留槽とを連通し、該発電部により発電に用いられた液体を該貯留槽へ流入させるための第２導水路と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境に左右されることなく発電を行うことができる。本発明のその他の効果については、以下の発明を実施するための形態の項でも説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る発電システムの概要を説明するための図である。
【図２】発電システムの構造を示す模式図である。
【図３】水力発電装置の側面断面図である。
【図４】水力発電装置の平面断面図である。
【図５】初期状態にある発電システムの模式図である。
【図６】供給タンク内に水が流入した状態を示す図である。
【図７】最下段の貯水タンクに水が流入している状態を示す図である。
【図８】最下段の貯水タンクの上方に隣接する貯水タンクに水が流入している状態を示す図である。
【図９】貯水タンクおよび供給タンクが水で満たされた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態に係る発電システムについて図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
（概要）
先ず、本実施の形態に係る発電システムの理解を容易にするため、発電システムの概要を簡単に説明する。図１に示されるように、発電システム１は、内部が水等の液体で満たされ、上下方向に亘って連設された複数の貯水タンク１０ａ〜１０ｊ（以後、これらを区別しない場合は、貯水タンク１０と称する）及び供給タンク２０と、供給タンク２０の下方に設けられ、水の流動（落下）する運動エネルギーにより発電を行う水力発電装置３０とを備えて構成されている。
【００１３】
複数の貯水タンク１０及び供給タンク２０のそれぞれは、内部を水が流動可能な導水管により連結されており、同様に供給タンク２０と水力発電装置３０とが導水管で連結され、水力発電装置３０と貯水タンク１０ａとが導水管で連結されている。このように発電システム１は、貯水タンク１０、供給タンク２０、及び水力発電装置３０がそれぞれ導水管を介して略環状に連結されており、図１の矢印Ａで示されるように水が環状に循環できるようになっている。この循環は、供給タンク２０内の水が鉛直方向下方に落下し、それにより鉛直方向下方に位置する水が鉛直方向上方に押し上げられることにより実現され得る。即ち、本実施の形態に係る発電システム１は、このような構成をなすことにより、供給タンク２０から水力発電装置３０へ水を落下させて水力発電装置３０を稼働させ、水力発電装置３０から排出された水を、貯水タンク１０を介して供給タンク２０へ再び流入させることで、継続的な発電を実現している。
【００１４】
このような水力発電装置３０による発電を鑑みると、水力発電装置３０へ落下させる水の距離、即ち供給タンク２０と水力発電装置３０との間の落差は、水の落下により発電に十分な運動エネルギーが得られる長さ、換言すれば大きな高低差を有することが好ましく、３０ｍ程度の落差とすることがより好ましい。これを踏まえて本実施の形態においては、地表から貯水タンク１０ｊまで５０ｍの高さを有するように発電システム１が立設されている。具体的には、後述する各タンクへの水の流入を考慮し、上下方向に５ｍ置きに貯水タンク１０および供給タンク２０が配設されている。なお、これらの寸法は好適な寸法であり、これに限定されるものではなく、水力発電装置３０による発電が可能な落差とすることができる寸法であればよい。例えば、貯水タンク１０を１０個未満（即ち地表から貯水タンク１０ｊまでの高さが５０ｍ未満）、または、それ以上に設けるようにしてもよく、各貯水タンク１０同士または貯水タンクと供給タンク２０との間の距離を５ｍ未満または５ｍ以下の間隔で設けるようにしてもよい。以下、図２を用いて発電システム１の各構成の詳細を説明する。
【００１５】
（貯水タンク１０）
図２に示されるように、各貯水タンク１０は、上下四方を壁で囲われた密閉状の構造物であり、その天井近傍の側壁上部に導水管１０２ａ〜１０２ｊ（以後、これらを区別しない場合は、導水管１０２と称する），後述する貯水タンク５０と連通する導水管５０６の何れかの一端部が連結されている。したがって、貯水タンク１０は、当該側壁上部より下方に延在して水を溜めることができるようになっている。また、貯水タンク１０は、上方に隣接する貯水タンクに連通する（貯水タンク１０ｊでは供給タンク２０に連通する）導水管１０２の他端部がタンク内に挿通した状態で配設されており、この他端部の開口面はタンク内が水で満たされた状態で当該水に没入するよう配設されることが好ましい。
【００１６】
また、各貯水タンク１０は、その天井近傍の上述した側壁上部と対向する側壁上部に、タンク内を真空状態にするための真空ポンプ１０４ａ〜１０４ｊ（以後、これらを区別しない場合は、真空ポンプ１０４と称する）が設けられており、この真空ポンプ１０４を稼働させてタンク内の空気を吸引することにより、導水管１０２を介して下方に隣接する貯水タンクから自己のタンク内に水を引き込むことを可能としている。真空ポンプ１０４は図示しないＣＰＵやメモリ等のハードウェアを備える制御装置により制御可能となっており、適宜タンク内を真空状態または大気開放状態とすることができる。また、真空ポンプ１０４は、例えば適宜バルブを備えること等により、タンク内を密閉状態とすることができる。
【００１７】
（供給タンク２０）
供給タンク２０は、貯水タンク１０と同様に、上下四方を壁で囲われた密閉状の構造物であり、その容量は貯水タンク１０と同一とすることが好ましい。供給タンク２０の天井近傍の側壁上部には、導水管１０２ｊの一端部が連結されており、したがって、供給タンク２０は、当該側壁上部より下方に延在して水を溜めることができるようになっている。また、供給タンク２０は、その天井近傍の上述した側壁上部と対向する側壁上部に、タンク内を真空状態にするための真空ポンプ２０４が設けられており、この真空ポンプ２０４を稼働させてタンク内の空気を吸引することにより、導水管１０２ｊを介して下方に隣接する貯水タンク１０ｊから自己のタンク内に水を引き込むことを可能としている。真空ポンプ２０４は上述した真空ポンプ１０４と同一のものであるため、ここでの説明は割愛する。
【００１８】
また、供給タンク２０の底部には、一端部が後述する受水タンク４０上まで延在する導水管２０６の他端部が連結されており、導水管２０６の前記一端部には、供給タンク２０内の水を放出するための放出バルブ２０８が設けられている。この放出バルブ２０８は、上述した制御装置により開閉制御することで、供給タンク２０内の水を受水タンク４０に放出可能としている。
【００１９】
（受水タンク４０）
受水タンク４０は、供給タンク２０の下方、具体的には放出バルブ２０８と水力発電装置３０との間に配設された、上方に開放された開口を有する箱状の構造物であり、供給タンク２０から放出された水を受け、底部に設けられ下方に延在して水力発電装置３０に連結する導水管４０２を通じて、水を水力発電装置３０へ流出するものである。本実施の形態においては、前記開口の開口面が少なくとも貯水タンク１０ｊの内底面１０６ｊより上方に位置するよう形成することが好ましい。このように形成することにより、各貯水タンク１０、受水タンク４０、貯水タンク５０の各種タンクが水で満たされた状態において、貯水タンク１０ｊ内の水の液面と、受水タンク４０の液面とを同一平面にすることができる。したがって、導水管１０２ｊの他端部が貯水タンク１０ｊの水面に没入する適切な水量を受水タンク４０内に蓄積すれば、供給タンク２０の真空ポンプ２０４により貯水タンク１０ｊ内の水を引き上げることが可能となる。
【００２０】
（水力発電装置３０）
水力発電装置３０は、導水管４０２から流入する水、換言すれば上方から下方に落下する水を受けて発電し、当該水を後述する下方の貯水タンク５０へ流出する発電用水車であり、ペルトン水車やフランシス水車等を用いることができる。なお、水力発電装置３０は、液体の流動により発電できるものであれば何を用いてもよい。
【００２１】
具体的には、図３及び図４に示されるように、水力発電装置３０は、導水管４０２と連結された旋回部３０２と、旋回部３０２の略中央に設けられた回転可能な羽根車（タービン）３０４と、羽根車３０４の中心に上方へ突出するよう設けられ羽根車３０４と共に回転可能なシャフト３０６と、シャフト３０６に接続されシャフト３０６の回転（機械的エネルギー）を電気的エネルギーに変換する発電機３０８とを有している。
【００２２】
水力発電装置３０の発電方法を簡単に説明すると、先ず、導水管４０２から流入する水が旋回部３０２へ流入し、螺旋を描くように旋回して羽根車３０４へ到達する。この水の流動により羽根車３０４が回転すると共にシャフト３０６が回転する。このシャフト３０６の回転を発電機３０８が電気エネルギーに変換することにより発電することができる。羽根車３０４を回転させた水は、羽根車３０４の各羽間に設けられ且つ後述する貯水タンク５０に連通する導水管５０２に繋がる孔を通って導水管５０２へ流入することができる。水力発電装置３０により発電した電力は変圧器等を介して外部装置に送られる一方、一部が前述した真空ポンプ１０４，２０４へ供給されており、即ち水力発電装置３０は真空ポンプ１０４，２０４の電源の一端を担っている。例えば、水力発電装置３０の送電線が、真空ポンプ１０４，２０４が有する図示しないバッテリに接続され、送電された電力によりバッテリを充電可能としている。なお、真空ポンプ１０４，２０４には、例えば太陽光を用いて発電するソーラーパネル等の電力供給装置を、各ポンプのバッテリに接続して充電するようにしてもよい。
【００２３】
（貯水タンク５０）
図２に示されるように、貯水タンク５０は、水力発電装置３０の下方に配置され、導水管５０２と連結されて水力発電装置３０から流出された水を蓄えるものである。この貯水タンク５０には、その天井壁に上述した導水管５０２の一端が連結されており、この導水管５０２を介して水力発電装置３０から発電に用いられた水が流入される。また、この貯水タンク５０には、その天井壁に図示しない注水装置に連結可能であり開閉自在な注水バルブ５０４が設けられており、この注水バルブ５０４により、外部から水を注水可能であると共に、注水バルブ５０４を開閉することによりタンク内を密閉または開放状態とすることができる。この注水バルブ５０４は、前述した制御装置により制御できるようにすることが好ましい。貯水タンク５０の底部には、貯水タンク１０ａと連通して貯水タンク５０内の水を貯水タンク１０ａ内へ流出する導水管５０６が配設されている。
【００２４】
上述した各種タンクおよび導水管等は、鉄やコンクリート等、これらに類する材料で構成されることが好ましいが、水が内部に充填され、上述した各種装置が設けられたとしても自壊することなくその重量に十分に耐えうる材料であれば何が用いられてもよい。
【００２５】
（発電方法）
次に、上述した各構成を備えた本実施の形態に係る発電システム１による発電方法について、図５および図６を用いてその詳細を説明する。
【００２６】
図５に示されるように、貯水タンク１０、受水タンク４０、貯水タンク５０に水が満たされた初期状態とする。このとき、真空ポンプ１０４ｊは開放状態、当該真空ポンプ１０４ｊ以外の各真空ポンプ１０４、放出バルブ２０８は閉鎖状態となっており、貯水タンク１０ｊ，受水タンク４０以外の各タンク内が密閉状態にされて供給タンク２０以外の各種タンクの系が繋がった状態となっている。また、この状態において、貯水タンク１０ｊ、導水管１０２ｉ、および受水タンク４０の水面は同一平面となっている。この初期状態への移行方法については後述する。
【００２７】
初期状態において、先ず、真空ポンプ２０４を駆動させて貯水タンク１０ｊ内の水を供給タンク２０内に引き込む。このとき、貯水タンク１０ｊ内は大気開放状態となっているため、この引き込みにより、図６に示されるように供給タンク２０内が水で満たされると共に、導水管１０２ｊの他端部が露出するまで、貯水タンク１０ｊ内の水面が下降することとなる。
【００２８】
当該導水管１０２ｊの他端部が露出するまで水を引き込んだ後、真空ポンプ１０４ｊを閉鎖状態、真空ポンプ２０４を大気開放状態にし、放出バルブ２０８を開放することにより、供給タンク２０内の水を受水タンク４０へ放出する。なお、上述した真空ポンプ１０４，２０４の駆動のタイミングは、例えば時間に応じて制御するようにしてもよく、貯水タンク１０ｊ内の水面の位置や、両タンク内の水の重量等を検出するセンサを設け、これに連動して制御装置が制御するようにしてもよい。
【００２９】
放出された水は、受水タンク４０に流入する。ここで、受水タンク４０に水が流入してその水嵩が増すことに応じて、系の繋がった導水管１０２ｉの水面が上昇し、大気開放状態にある貯水タンク１０ｊ内に水が流入することとなる。すなわち、この水の流動に応じて、受水タンク４０内の水が導水管４０２を介して水力発電装置３０に流入（落下）することにより、水力発電装置３０の羽根車３０４が回転し、発電を行うことができる。発電に用いられ水力発電装置から排出された水は、導水管５０２を介して貯水タンク５０に流入し、貯水タンク５０内の水が押し出されて各貯水タンク１０内の水が上方へ流動することとなり、貯水タンク１０ｊ内に水が流入することとなる。これが供給タンク２０内の水が全て放出されるまで継続すると、図５に示されるような貯水タンク１０、受水タンク４０、貯水タンク５０に水が満たされた元の状態となることができる。したがって、再度貯水タンク１０ｊ内の水を供給タンク２０内に引き上げ、これを放出することにより、断続的に水力発電装置３０による発電を行うことができる。
【００３０】
本実施の形態に係る発電システム１によれば、貯水タンク１０ｊおよび受水タンク４０のみが大気に開放された状態であり、他の各種タンクは密閉状態となっている系内で水を流動させ、内部の水が循環するよう構成することにより、山間部に建設されるダム等の発電施設と比較して、雨量や土砂の蓄積等、環境の変化に左右されることなく、且つ、発電の資源である水を損なうことなく断続的に発電を行うことができるという極めて有用な効果を奏する。また、発電システム１は、用地を限定する必要はなく、設置面積さえ確保できればよいため、用地の確保が容易である。例えば、発電システム１を川辺や湖の近辺に設置することができ、この場合には、貯水タンク５０内に容易に水を供給できる。なお、放出バルブ２０８からの水の放出や真空ポンプ１０４，２０４の駆動に伴う騒音といった環境に対する影響を考慮し、発電システム１を地下に設けるようにすることが好ましい。
【００３１】
なお、発電システム１により発電を行うには、発電システム１の各種タンク内を水で満たして前述した初期状態とする必要がある。各種タンクを水で満たす手法は適宜であるが、本実施の形態においては、貯水タンク１０の何れか１つのポンプのみを駆動させて当該貯水タンク内を水で満たした後、この貯水タンクの上方に隣接する貯水タンクのポンプのみを駆動させて当該タンク内を水で満たし、この動作を貯水タンク１０ａから供給タンク２０にかけて順次行うことにより実現している。以下に、本実施の形態に係る発電システム１の初期状態への移行を図７〜図９を用いて詳細に説明する。これらの図に示される太矢印は水の流動を示しており、細矢印は空気の流動を示している。
【００３２】
（初期状態への移行方法）
先ず、注水バルブ５０４を介して貯水タンク５０内に水を注水し、真空ポンプ１０４，２０４および放出バルブ２０８を閉鎖状態とする。その後、図７に示されるように、貯水タンク１０ａの真空ポンプ１０４ａを駆動させて、貯水タンク１０ａ内に貯水タンク５０内の水を流入させる。貯水タンク１０ａが水で満たされた後、図８に示されるように、貯水タンク１０ａの真空ポンプ１０４ａの駆動を停止させて大気開放状態とし、貯水タンク１０ａの上方に隣接する貯水タンク１０ｂの真空ポンプ１０４ｂを駆動させ、導水管１０２ａを介して貯水タンク１０ａ内の水を貯水タンク１０ｂ内に流入させる。その結果、貯水タンク１０ａ内の水面は、導水管１０２ａの貯水タンク１０ａ内に挿通された他端部の開口面が露出する程度まで下降する。この状態で、水の流動がなくなるまで空気が引かれ続けることにより、導水管１０２ａ内の水が全て貯水タンク１０ｂ内に流入し、貯水タンク１０ｂ内が水で満たされた状態となる。そのため、真空ポンプ１０２ｂの駆動を停止し大気開放状態としても、貯水タンク１０ｂ内の水が下方の大気開放状態にある貯水タンク１０ａ内に逆流することはない。
【００３３】
次に、真空ポンプ１０４ｃを駆動させ、導水管１０２ｂを介して貯水タンク１０ｂ内の水を貯水タンク１０ｂ内に流入させる。その結果、貯水タンク１０ｂ内の水面は、導水管１０２ｂの貯水タンク１０ｂ内に挿通された他端部の開口面が露出する程度まで下降する。この状態で、水の流動がなくなるまで空気が引かれ続けることにより、導水管１０２ｂ内の水が全て貯水タンク１０ｃ内に流入し、貯水タンク１０ｃ内が水で満たされた状態となる。そのため、真空ポンプ１０２ｂの駆動を停止し大気開放状態としても、貯水タンク１０ｃ内の水が下方の大気開放状態にある貯水タンク１０ｂ内に逆流することはない。
【００３４】
その後も、この注水バルブ５０４を介した貯水タンク５０内への注水から真空ポンプ１０４での空気の吸引による水の引き上げを繰り返すことにより、水が下方へ逆流することなく、供給タンク２０、貯水タンク１０ｊ、貯水タンク１０ｉ、・・・と各貯水タンク１０を上から順次水で満たすことができ、図９に示されるように貯水タンク１０および供給タンク２０を水で満たすことができる。なお、下方の貯水タンク１０から水を引き込むために、順次上方のタンクが水で満たされるに合わせて、その真空ポンプを閉鎖状態とする必要がある。例えば、供給タンク２０内が水で満たされた場合は、真空ポンプ２０４を閉鎖状態とし、次いで貯水タンク１０ｊが水で満たされた場合は、真空ポンプ１０４ｊを更に閉鎖状態とする。その後、全ての真空ポンプが閉鎖された状態で、注水バルブ５０４から水を注入することで貯水タンク５０内を水で満たすことができる。なお、説明上、図２、図５〜図９においては、導水管１０２の他端部の開口面と貯水タンク１０の内底面とが大きく離間しているが、下方の貯水タンク１０内の水を上方の貯水タンク１０内にできうる限り（好適には全て）流入できるように、これらを近接させることが好ましい。
【００３５】
受水タンク４０については、上述した状態において別途図示しない汲み上げポンプ等の注水装置により水を汲み上げて受水タンク４０内に水を注入させることで貯水タンク１０ｊの水面まで水を貯めればよい。この時、真空ポンプ１０４ｊを大気開放状態とすることにより、その水圧により導水管１０２ｊ内の水の水面が押し上げられ、受水タンク４０の水面と同一平面となる。なお、導水管４０２，５０２または水力発電装置３０に一時的に水を堰き止めるバルブ等を設け、供給タンク２０の水を複数回放出することで受水タンク４０および導水管４０２内に水を貯めて、その後に当該バルブを開放するようにしてもよい。
【００３６】
本実施の形態においては、水を用いた発電を例に挙げているが、これに限定されるものではなく、高低差を利用して落下し、水力発電装置３０により発電可能な液体であれば何を用いてもよい。また、貯水タンク１０が水で満たされた状態を初期状態としたが、これに限定されるものではなく、内部に挿通された導水管１０２の後端部開口が水面下に没入した状態であればよい。また、図５〜９では、貯水タンク１０、供給タンク２０が水で満たされた状態として、真空ポンプ１０４，２０４に通じる通路に空間、即ち空気があることが示されているが、当該空間を設けずにタンク内全ての空間が水で満たされるようにしてもよい。この時、タンク内の水の逆流を防ぐために、各種導水管に逆止弁を設けることが好ましい。例えば、逆止弁は貯水タンク１０ａと導水管５０６との連結部分に設けられる。なお、この逆止弁は、上述した要所に空気が存在する発電システム１に設けるようにしてもよい。
【００３７】
本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。
【００３８】
なお、特許請求の範囲に記載の発電システムは、例えば上述の実施の形態における発電システム１に対応し、貯留槽は例えば貯留タンク１０，供給タンク２０に対応する。第１導水路は例えば導水管１０２に対応し、第２導水路は例えば貯水タンク５０、導水管５０２，５０６に対応する。バルブは例えば放出バルブ２０８に対応し、ポンプは例えば真空ポンプ１０４，２０４に対応する。発電部は例えば水力発電装置３０に対応し、一時貯留槽は例えば受水タンク４０に対応する。
【符号の説明】
【００３９】
１  発電システム
１０，１０ａ〜１０ｊ  貯留タンク
１０２，１０２ａ〜１０２ｊ  導水管
１０４，１０４ａ〜１０４ｊ  真空ポンプ
２０  供給タンク
２０４  真空ポンプ
２０８  放出バルブ
３０  水力発電装置
４０  受水タンク
５０  貯水タンク
５０２，５０６  導水管
【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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【図９】
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