(57)【要約】      （修正有）【課題】平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供する。【解決手段】ＦＲＰ製の箱４に収納されている４個に分割された鉄塊を磁石の力で吸着させ、分割される前の重量に戻した重量と円柱形の容器の重量とＦＲＰ製の箱４の合計重量で円柱形の容器５を押し下げ、大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーターと、小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープ６と繋がれている円柱形の容器内に設けてあるＦＲＰ製の箱４とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、ＦＲＰ製の箱４の中の鉄の重量と円柱形の容器の重量とＦＲＰ製の箱４の合計重量で第２貯水槽の円柱形の容器を引き下げ、油圧モーターでＦＲＰ製の箱４を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水する。【選択図】図１
0003222854.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１貯水槽（１）と、
第１貯水層（１）から供給される水を蓄える円筒形の第２貯水槽（２）と、
前記第２貯水槽（２）内の水を押し出す揚水機構と、
前記揚水された水を第３貯水槽（５５）内に注入する複数の流出管（３）とを備え、第３貯水槽（５５）に貯水されている水を複数の水圧鉄管（５２）を経由して下方にある複数の水車に落下させて発電させる平地に設けられる水力発電装置において、
前記揚水機構は、第２貯水槽（２）内の円柱形の容器（５）を引き下げて第２貯水槽（２）内の水を、円柱形の容器（５）が第２貯水槽内に入った体積の分だけ揚水し、流出管（３）を経由して第３貯水槽（５５）に注水する機構であり、第２貯水槽内の水を揚水する時は、円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（４）に収納されている4個に分割された鉄塊（７）を、磁石の力で吸着させ、分割される前の重量に戻した重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で前記円柱形の容器（５）を引き下げ、第２貯水槽内の円柱形の容器（５）を引き上げる時は、前記４個に分割された鉄塊（７）を磁石の力で反発させて引き上げる機能を有し、大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーターと、円柱形の容器（５）内の底部に設置されている小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープと繋がれているFRP製の箱（４）とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、円柱形の容器（５）を引き上げるのに要する力が軽減されることを特徴とする平地に設けられる大規模水力発電装置。
【請求項２】
前記揚水機構は、FRP製の箱（４）に収納されている４個に分割された鉄塊（７）を磁石の力で吸着させ、４個に分割された鉄塊（７）の重量を分割される前の重量に戻した重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で円柱形の容器（５）を引き下げ、円柱形の容器（５）の体積が、第２貯水槽（２）内に入った分だけ、第２貯水槽（２）内の水が揚水される特徴を有する請求項１記載の平地に設けられる大規模水力発電装置。
【請求項３】
前記FRP製の箱（４）に収納されている４個に分割された鉄塊（７）は、鉄塊A1、鉄塊A２、鉄塊A３、鉄塊A４に分割され、第２貯水槽内の水を揚水する時、４個に分割された鉄塊（７）が、分割される前の重量に戻される機能は、鉄塊A1の底面から鉄塊A４それぞれの底面の円周の縁に永久磁石S極が設けられ、前記鉄塊A1の底面から鉄塊A３の底面と対面している鉄塊A２の天井部から鉄塊A４の天井部の円周の縁に電磁石が設けられ、鉄塊A４の底面の円周の縁に設けてある永久磁石のS極と対面しているFRP製の箱（４）の底面の部分に電磁石が設けられ、第２貯水槽（２）内の円柱形の容器（５）が引き下げられる時、4個の電磁石がＮ極に切り替えられ、鉄塊A1から鉄塊A４が吸着し、分割される前の重量に戻り、分割される前の鉄の重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で円柱形の容器（５）を引き下げる機能であり、第２貯水槽内の円柱形の容器（５）が引き上げられる時、前記4個の電磁石がS極に切り替えられ、前記４個に分割された鉄塊（７）は反発し、大きい半径の輪に繋がれている油圧モーターで前記円柱形の容器を引き上げ、円柱形の容器（５）を引き下げる時、分割される前の鉄の
重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱（４）の重量との合計重量で円柱形の容器（５）を引き下げ、引き下げに要する力が少なくて済むことを特徴とする請求項１記載の平地に設けられる大規模水力発電装置。
【請求項４】
大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーターと、小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープと繋がれている円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（４）とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、小さい半径の軸に繋がれている前記４個に分割された鉄塊（７）の重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で第２貯水槽内の円柱形の容器を引き下げ、大きい半径の輪に繋がれている油圧モーターで前記円柱形の容器を引き上げ、第２貯水槽内の円柱形の容器を引き上げるのに要する力が輪軸を設けていない場合に比べて少なくて済むことを特徴とする請求項１記載の平地に設けられる大規模水力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
平地に設けられる大規模水力発電装置に関する。    
【背景技術】
【０００２】
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016-035243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか利用出来ないという欠点があった。
本考案はこの欠点をカバーして大規模発電を可能にする４個に分割された鉄塊（７）を磁石の力で吸着させ、分割される前の重量に戻した重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で円柱形の容器（５）を押し下げ、大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーターと、小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープと繋がれている円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（４）とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、FRP製の箱（４）の中の鉄の重量で円柱形の容器（５）を引き下げ、前記油圧モーターで円柱形の容器（５）を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して、発電する考案である。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０３５２４３ 公報
【考案の概要】
【０００４】
本考案は図２に示す様に第１貯水槽（１）と、第１貯水槽の下方にある第１貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の第２貯水槽（２）と、第２貯水槽から押し出された水が注入される第２貯水槽の上方にある流出管（３）とを備え、円柱形の容器（５）を引き下げて、円柱形の容器（５）の体積が第２貯水槽内に入った体積の分だけ、第２貯水槽内の水を揚水し、大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーターと、小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープと繋がれている円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（４）とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、FRP製の箱（４）の中の鉄の重量と円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量で第２貯水槽の円柱形の容器（５）を引き下げ、前記油圧モーターでFRP製の箱（４）を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して流出管に注入し、流出管を経由して第３貯水槽（５５）に貯水する。
【０００５】
第２貯水槽の揚水が終わったら、第２貯水槽内の円柱形の容器（５）を引き上げて、一部残水が残っている第２貯水槽内に第１貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して注水し、第２貯水槽内への注水が終わったら、第２貯水槽内の円柱形の容器（５）を引き下げて、第２貯水槽内の水を揚水し、揚水が終わったら、貯水槽（１）の水を注水管（４１）を経由して第２貯水槽に注入して再度揚水する循環作動を行うことを特徴とする水力発電装置である。
【０００６】
前記鉄塊は垂直方向に４個の円柱形の鉄塊に分割され、分割された４個の鉄塊（７）はFRP製の箱（４）に収納されている。
それぞれの鉄塊の円柱形の底面の円周縁に設けてある永久磁石と、前記永久磁石と向き合っている円柱形の上部表面の円周縁に電磁石が設けてあり、分割された４個の鉄塊（７）を引き下げる時、永久磁石のＳ極と、切り替えられた電磁石のN極は吸着し、分割された４個の鉄塊（７）の重量は分割する前の重量となり、分割された４個の鉄塊（７）を引き上げる時、永久磁石のＳ極と、切り替えられた電磁石のＳ極は反発する。
【０００７】
輪軸を利用し、分割された４個の鉄塊（７）を引き上げるために要する力は、輪軸を利用しない場合の５分の１に軽減される。
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供することを課題とする。
【０００９】
FRP製の箱（４）に収納されている４個に分割された鉄塊（７）を磁石の力で吸着させ、分割される前の重量に戻した重量と円柱形の容器の重量とFRP製の箱（４）の合計重量で円柱形の容器（５）を押し下げ、大きい半径の輪から伸びている炭素繊維ロープに繋がれている油圧モーター（５）と、小さい半径の軸から伸びている炭素繊維ロープと繋がれている円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（４）とで構成される輪軸を設け、輪軸を利用して、FRP製の箱（４）の中の鉄の重量と円柱形の容器の重量とFRP製の箱（４）の合計重量で第２貯水槽の円柱形の容器を引き下げ、前記油圧モーターでFRP製の箱（４）を引き上げる作動を繰り返して、大量の水を継続して揚水して課題を解決する。
【００１０】
考案の電気について、
本考案の最大の特徴は油圧装置以外の操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で発生する人件費と油圧装置以外の操業コストは、下記のイ、の直接投入される電力と、ロ、の電力で作動する装置の部分で構成されている。
【００１１】
直接投入される電力は下記の通りである。
ィ、  8機の注水管（４１）内に設けてある８機の電動弁座Ａと、第３貯水槽（５５）の底部に設けてある６４機の電動弁座Ｂを開閉させる電力と、分割された４個の鉄塊（７）に設けてある電磁石の電気。
【００１２】
電力で作動する装置は下記の通りである。
ロ、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気。
【００１３】
これらの電力は本考案の出願人である村山が特許権を持っているDCモーター（ブラシレスDCモーターを含む）を利用する特許第４３６２５４５号で生成される電気が使用される。
テスト作動を行い、前記必要とする電力量と必要とする時期を事前に把握し、必要とする時期の直前に特許第４３６２５４５号の発電機の回転数と極数を変換して供給する体制が構築されている。
従って、本考案において発生する人件費以外のコストは油圧モーター１機の操業費だけである。
【００１４】
特許第４３６２５４５号について説明する。
特許第４３６２５４５号の電源は、太陽光発電によって生成された電気を蓄えてある蓄電池から供給される電流を４２Vに降圧した電流が使用される。
【００１５】
特許第４３６２５４５号は太陽光発電によって生成された電気を蓄えてある蓄電池で発電する発電装置であって、ハイブリッド型励磁回路を利用して回転軸１の回転数（最速、０．０２秒間で１回転）を一定にすることによって、発電する発電装置であって、CO2を出さない発電装置である。
【００１６】
現実に供給している電力量（１１）と、使用申し込みの新規需要量（１２）を合計したものを現実に発生する全需要量（１３）として捕らえ、そのランク区分（１４）を求め、ランク区分（１４）が従来のランク区分より１ランク増加している場合、M=1以上の整数として、発電機の回転速度を落とし、現在の極数２Mより多い２（M ＋１）の極数の発電機出力に変更して、供給が確実に出来ていることを確認後、新規需要を許可し、従来のランク区分より１ランク減少している場合、発電機の回転速度を上げ、現在の極数２Mより少ない２（M −１）の極数の発電機出力に変更することによって需要に必要な電力量だけを供給する発電装置である。
【００１７】
特許第４３６２５４５号は操業に必要な機能は電気で賄える構成なので、特許第４３６２５４５号の人件費を除く操業コストは太陽光発電によって生成された電気を蓄えてある蓄電池を充電するコストだけとなる。
【考案の効果】
【００１８】
本考案の効果は本考案の特徴である平地に設営可能な大規模水力発電装置の活用にある。
現在、霞ヶ浦、諏訪湖、琵琶湖等の湖水の水際及び荒川、木曾川、淀川の下流域には大規模水力発電装置は設営されていない。
前記湖、川は東京、山梨、名古屋、大阪の電気の一大消費地の近くにあり、かつ大規模水力発電に利用可能な貴重な水エネルギーを豊富に持っている。
これら湖、川が存在する都道府県が国に申請して貴重な水の使用権を得て本考案の大規模水力発電装置を設営した場合の経済的効果は計り知れないものになり、当該都道府県の地域活性化の強力な起爆剤になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は門型の鉄柱（５０３）の下方にある鉄製の梁（５０４）に吊り下げられている輪軸を構成しているFRP製の箱（４）が収納されている円柱形の容器(5)と、第１貯水槽（１）と第２貯水槽（２）の概念図。
【図２】は第１貯水槽（１）と第２貯水槽（２）の側面図。
【図３】は第１貯水槽と第２貯水槽に連結されている注水管（４１）、電動弁座Ａ（４２）、第１貯水槽から第２貯水槽へのみ流れる逆止弁２（４３）、吸出管（４４）、第２貯水槽（２）の概念図。
【図４】はFRP製の箱（４）の中に収納されている分割された４個の円柱形の鉄塊の概念図。
【図５】は第３貯水槽（５５）と対面している位置にある第２貯水槽（２）の半円周縁に設けてある流出管（３）の概念図。
【図６】は、油圧モーター（５）の回転軸を延長した軸に設けてある巻き取り機L 1（５００）の概念図。
【図７】は水圧鉄管（５２）の上部にある第３貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座Ｂ（５３）の俯瞰図。
【図８】は頂上部が円環状になっている第３貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
本考案の発電機は５０HZ、４極の電機で１６機設けてあり、第１貯水槽に蓄えてある水は自治体所有の上水を購入するとし、計算された数字が小数点３桁以上の場合には、小数点３桁目を四捨五入した数字を使って、本考案に関する詳細を図１から図８を使って説明する。
【００２１】
以下本発明に関する請求項以外の項目と請求項１について述べる。
【００２２】
用語の説明
イ）炭素繊維ロープ、
炭素繊維とエポキシ樹脂で構成したCFRPで直径約7μmの炭素繊維を撚り合わせたより線状のロープで、特徴は軽量で引っ張り強度が強いことにある。
本考案では前記ロープを複数本撚り合わせたロープが輪軸の部分に使用され、円柱型の容器を引き上げるのに充分な引っ張り強度を有している。
（以降炭素繊維ロープをロープと呼称する。）
ロ）炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器、
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
【００２３】
第１貯水槽
図２は第２貯水槽と第１貯水槽の側面図であるが、第２貯水槽（２）の側面は第１貯水槽を構成している水路に囲まれている。  
第１貯水槽（１）は周囲を地上２ｍの高さと深さ地下１３ｍの塀で囲まれた長方形で、前記水路は第２貯水槽の周囲に巡らされており、この水路から前記第２貯水槽（２）へ、注水管（４１）と電動弁座Ａ（４２）、第１貯水槽（１）から第２貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）と、ラッパ状の形状の吸出管（４４）を経由して注水される。  
【００２４】
第１貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．１５ｍより地下１２．３９ｍにあり、ラッパ状の形状の吸出管（４４）は地下１１ｍより地下１２．５４ｍの位置で第２貯水槽（２）へ接続され、第２貯水槽（２）への注水は第１貯水槽（１）との水圧で遅滞なく行われる。
第２貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションで観察される。
尚、水圧鉄管内を経由してフランシス水車に落下した後の水は水管Ｅ（６１）を経由して第１貯水槽へ注水される。
【００２５】
ラッパ状の吸出管
注水管（４１）を通過した水は吸出管（４４）に入った時、図３に示す様にラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になることで注入速度が速まる。
【００２６】
注水は水位が地下１１ｍに達したら終了する。
第２貯水槽（２）内への注入は、前回の残水である第２貯水槽（２）の底面の鉄床Ｂ（９）の０．５ｍ上の水面に注入することで始まる。
【００２７】
注水管（４１）は外径１．２４ｍ、内径１．２ｍで、注水管（４１）内には電動弁座Ａ（４2）が設けられ、第２貯水槽（２）と連結されている部分には出口が広がっているラッパ状の吸出管（４４）が設置され、前記吸出管（４４）が第２貯水槽（２）と連結されている部分は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍであり、電動弁座Ａ（４2）とラッパ状の吸出管（４４）の間には第１貯水槽（１）から第２貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）が設置されている。
【００２８】
第２貯水槽及び  請求項２、３記載の揚水機構
第２貯水槽（２）は、外径３５ｍ、内径３４．９ｍ、垂直方向の長さ７６．３ｍの円筒形である。
第２貯水槽（２）の底面は地下１８．３ｍの位置にあり、前記底面から７．３ｍ上の地下１１ｍまでに第１貯水層（１）から注水された水が内蔵されている。
揚水される水は地下１７．８ｍから地下１１ｍの間にある水で、水量は３．１４（３４．９×３４．９）６．８×１／４＝６５０１．７４トン約６５００トンである。
第２貯水槽（２）の水面の上部は分割された４個の鉄塊（７）を収納している内径３４．５ｍ、高さ高さ０．５５ｍのFRP製の箱（４）が設置されている円柱形の容器（５）の底面と接している。
第２貯水槽（２）の内径から４ｃｍ離れているとともに円柱形の容器（５）の外径から１０ｍｍ離れた位置に合成繊維で作られているネットが設けてあり、前記ネットは第２貯水槽（２）の内径に設けてある複数のフックに結わえてある紐に連結されている。
前記ネットは第２貯水槽（２）内を上下に移動する円柱形の容器（５）が第２貯水槽（２）内の内径と直接接触するのを防ぐ役割を果たす。
【００２９】
円柱形の容器
第２貯水槽（２）内の水を揚水するために、第２貯水槽（２）内に第２貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（５）が設営され、円柱形の容器（５）内の底部に接着してあるとともに４個に分割された鉄塊が収納してあるFRP製の箱（４）が円柱形の容器（５）の底面に設けてある。
【００３０】
円柱形の容器（５）は炭素繊維強化プラスチック製で高さ６７ｍ、外径は３４．８ｍ、円柱形の容器（５）の内径は円柱形の容器（５）の底面から底面の６．８ｍ高い位置までの内径は３４．７５ｍ、前記底面の６．８ｍ高い位置
から地上５６ｍまでの内径は３４．７８ｍであり、上部は解放され、比重は１，６５で、円柱形の容器（５）の重量は
３．１４（３４．８×３４．８−３４．７５×３４．７５）６．８×１／４×１．６５＋３．１４（３４．８×３４．８−３４．７８×３４．７８）６０．２×１／４×１×１．６５＋３．１４（３４．７５×３４．７５）０．０２５×１／４×１×１．６５＝１７８．１３トンであり、
円柱形の容器（５）の底面に接着してあるとともに４個に分割された鉄塊が収納してあるFRP製の箱は高さ０．５５m、外径３４．６２ｍ、内径３４．６ｍ、壁の厚さ０．０１ｍで上部は解放され、比重は１，５であり、重量は
３．１４（３４．６２×３４．６２−３４．６×３４．６）０．５５×１／４×１．５＋３．１４（３４．６×３４．６）０．０１×１／４×１×１．５＝１４．９９トンであり、円柱形の容器（５）とFRP製の箱との合計重量は１７８．１３トン＋１４．９９トン＝１９３．１２トンである。
図４に示す様に４個の鉄塊は上から順に鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４に分割され、鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４とFRP製の箱（４）の内壁との間には鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４の円周の縁の１０ｍｍ外側を通っているFRP製の箱（４）の天井と底面とにつながれているネットが設けてある。
【００３１】
図４に示す前記円柱形の鉄塊A1の底面の円周の縁に永久磁石のS極が設けられ、前記鉄塊A1の底面と対面している円柱形の鉄塊A２の天井部の円周の縁に電磁石が設けられ、同様に鉄塊A２から鉄塊A３の底面の円周の縁に永久磁石のS極が設けられ、前記鉄塊A２から鉄塊A３の永久磁石のS極と対面している鉄塊A３から鉄塊A４の天井部の円周の縁に電磁石が設けられ、鉄塊A４の底面の円周の縁に永久磁石のS極が設けられ、前記鉄塊A４の底面の円周の縁の永久磁石のS極と対面しているFRP製の箱（４）の底面の部分に電磁石が設けられている。
【００３２】
前記電磁石に繋がれている電線は、図４に示すFRP製の箱（４）の底面と平行している鉄塊A２、A３、A４の上面と、FRP製の箱（４）の底面の部分に設けられているとともにFRP製の箱（４）を貫通しているパイプ内に収納され、前記パイプは特許第４３６２５４５号で生成される電気の分配電器に連結され、前記電磁石は特許第４３６２５４５号で生成された電気で作動する。
【００３３】
円柱形の容器（５）を引き下げる時、前記電磁石の全部の磁極をＮ極に切り替え、鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４それぞれを吸着させて４個に分割された鉄塊の重量を分割前の鉄塊と同量の重量を持つ鉄塊とし、その重量で円柱形の容器（５）を引き下げる。
【００３４】
円柱形の容器（５）を引き上げる時、前記電磁石の全部の磁極をＳ極に切り替え、鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４それぞれを反発させる。
磁石の反発力は永久磁石のS極と電磁石のS極との間隔の二乗に比例するため、永久磁石のS極と電磁石のS極との間隔が狭まれば両者の間隔の二乗に比例して反発力が大きくなるので鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４は吸着せず、鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４の左右へのブレは鉄塊A1, 鉄塊A2・・・鉄塊A４の円周の縁の１０ｍｍ外側を通っているFRP製の箱（４）の天井と底面とにつながれているネットで制御される。
【００３５】
４個に分割された鉄塊は、直径３４ｍ、高さ０．１２５ｍの円筒形の鉄塊４個で構成され、内径３４．５ｍ、高さ０．５５ｍのFRP製の箱（４）に収納され、FRP製の箱（４）は最上位の時、上面は、地下０．４５ｍ、下面は地下１ｍの位置に、最下位の時、上面は地下７．２５ｍ、下面は地下７.８ｍの位置にあり、上下方向に６．８ｍ昇降する。
上記４個に分割された鉄塊の合計重量は鉄の比重を７．２として  
３．１４(３４×３４×０．５×７．２ ×１／４＝３２６６．８６トンである。
【００３６】
揚水を繰り返し行うために円柱形の容器（５）を引き下げたり、引き上げる作動を繰り返す必要がある。
円柱形の容器（５）を引き下げて揚水する時は、FRP製の箱（４）内の鉄の重量と段落００３０記載の円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量３４６０トンの自重による下降する力を利用して下降させ、下降する速度は油圧モーターを一定の速度で時計回りに回転させて速度調整し、第２貯水槽の揚水が終わると、油圧モーターの方向切換弁を切り替えて油圧モーターの回転方向を反時計周りに切り替えて段落００３０に記載の円柱形の容器（５）とFRP製の箱との合計重量１９３．１２トンと磁石の力で反発している４個に分割された鉄塊との合計重量が輪軸の効果で５分の一に軽減されている重量を引き上げ可能な油圧モーターを設け、前記油圧モーターと輪軸の効果で円柱形の容器（５）を引き上げる。
【００３７】
輪軸について
図１は輪軸が取付けてある鉄製の梁（５０４）の概念図であるが輪軸について説明する。
【００３８】
図１の鉄製の梁（５０４）は油圧モーターの回転軸を延長した軸に設けてある巻き取り機L 1（５００）と繋がれている半径の大きい輪と、半径の小さい軸とで構成されている輪軸を吊り下げるのに充分な強度を有している。
【００３９】
図６は油圧モーターの回転軸を延長した軸に設けてある巻き取り機L 1（５００）の概念図であり、図１は、鉄製の門型建造物の下方にあって地表面と水平方向に伸ばされている鉄製の梁（５０４）に吊り下げてある輪軸の概念図である。
【００４０】
輪軸の構成は、円形の第２貯水槽の中心部の上方であるとともに高さが第２貯水槽の外径の天井部の上の位置まで伸ばされ、地上面と水平に伸ばされている鉄柱（５０３）の下方の位置にあって地上面と水平に伸ばされている鉄製の梁（５０４）に小さい半径の軸が設けられ、前記小さい半径の軸から吊り下げられているロープの先端に設けてあるフックには下方にあるFRP製の箱（４）まで伸ばしてある炭素繊維ロープ（６）が連結されており、第２貯水槽の外径の外側であるとともに前記鉄製の梁（５０４）に設けてある大きい半径の輪が設けられ、この輪には下方にある油圧モーターの回転軸を延長した軸に設けてある巻き取り機L 1（５００）と繋がれているロープが巻かれている。
小さい半径の軸の半径と大きい半径の輪の半径の比は１対５である。
【００４１】
第２貯水槽内の水を揚水する時、分割された４個の鉄塊は磁石の力で吸着し、分割される前の重量になり、FRP製の箱（４）内の鉄の重量３２６６．８６トンと段落００３０記載の円柱形の容器（５）の重量とFRP製の箱の重量との合計重量１９３．１２トンとの合計重量３４５９．９８トン約３４６０トンになっている。
前記３４６０トンの重量だけで第２貯水槽内の円柱形の容器（５）は引き下げられる状態になっている。
前記油圧モーターを時計周りに回転させると、前記３４６０トンの重量で、円柱形の容器（５）は下降するが、下降速度は前記油圧モーターの回転速度で調整される。
この時、油圧モーターはFRP製の箱（４）の下降速度を調整するブレーキの役割を担い、電力の使用量も少なく、下降に要する時間も短時間になる。
円柱形の容器（５）が６．８ｍ下降すると第２貯水槽内の揚水は終了し、巻き取り機L 1（５００）に巻かれていたロープは解き放たれ、大きい半径の輪にロープが巻かれ、小さい半径の軸に巻かれていたロープは６．８ｍ解き放たれる。
【００４２】
第２貯水槽内の揚水が終了し、前記油圧モーターを反時計周りに回転させて、円柱形の容器（５）の引き上げが行われる時、分割された４個の鉄塊は磁石の力で反発し、小さい半径の軸の半径と、大きい半径の輪の半径との比が１対５の輪軸の力を利用する前記油圧モーターを回転させられる状態になっている。
前記油圧モーターを反時計周りに回転させ、第２貯水槽内の円柱形の容器（５）の引き上げが行われ、円柱形の容器（５）が６．８ｍ上昇すると第２貯水槽内の円柱形の容器（５）の引き上げは終了し、大きい半径の輪に巻かれていたロープが解き放たれ、巻き取り機L 1（５００）に巻かれ、小さい半径の軸に６．８ｍのロープが巻かれ、引き上げが終了すると第２貯水槽内への第１貯水槽（１）からの注水が行われる。
【００４３】
小さい半径の軸の半径と、大きい半径の輪の半径との比は１対５なので、輪軸を利用する本考案は、輪軸を利用していない場合に比べて円柱形の容器（５）の引き上げに要する力を５分の１に軽減しており、人件費以外の操業コストを大幅に削減する。
【００４４】
第３貯水槽
図８は頂上部が円環状になっている第３貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図８において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第３貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に水圧鉄管（５２）が１６本設定されており、水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍのフランシス水車があり、水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の水車に連結されている。
【００４５】
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第３貯水槽（５５）が設けてある。
第３貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられている。
第３貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
【００４６】
水圧鉄管（５２）が連結されている第３貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径１ｍの電動弁座Ｂ（５３）が4機設置されている。
図７は、第３貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座Ｂ（５３）の俯瞰図であるが、第３貯水槽（５５）内の水は４箇所の電動弁座Ｂから水圧鉄管の断面積全体に注入され、フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
【００４７】
発電量について
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
水圧鉄管は外径２５１ｃｍ、内径２４７ｃｍで、第３貯水槽（５５）の底部には１６本の水圧鉄管が連結され、それぞれの水圧鉄管の外径の間隔は５．５ｍ離れた位置に設けてあり、水圧鉄管の直下にフランシス水車が１６機設けられ、１６機の発電機に連結されている。
１６本の水圧鉄管、１６機のフランシス水車、１６機の発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
【００４８】
水圧鉄管内の水の落下速度について
水圧鉄管の最上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにあるフランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの最上部の圧力と地上５ｍにあるフランシス水車の中心部の圧力は等しく、最上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、最上部と地上５ｍの位置の間に  H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH  の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
９H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると  ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
【００４９】
フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第３貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Bから水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
フランシス水車の中心部の流量をフランシス水車の中心部の断面積の５０％とみなすと、その流量は  ２４．２６×２．４７×２．４７×３．１４×０．５×１/４＝５８．０９３ｍ3  約５８．０９ｍ3である。
発電機出力は  発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
【００５０】
水圧鉄管上部からフランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失５ｍ、有効落差２５ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２５×５８．０９×０．９×０．９８＝１２５６５．４８KW  約１２５００KWであり、１６台では１２５００KW×１６＝２０００００KWである。
【符号の説明】
【００５１】
１＝第1貯水槽 
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第２貯水槽 
３＝流出管 
４＝FRP製の箱
５＝円柱形の容器 
６＝鉄製の梁（５０４）に設けてある半径の小さい軸とFRP製の箱（６）を繋いでいる炭素繊維ロープ
７＝分割された４個の鉄塊 
９＝鉄床Ｂ 
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４３＝注水管に設けてある逆止弁２ 
４４＝ラッパ状の吸出管 
５２＝水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座B
５４＝円筒形の建造物 
５５＝第３貯水槽 
６１＝水圧鉄管を落下した水を第1貯水槽 （１）へ補充する排水管Ｅ
５００＝巻き取り機L 1
５０３＝門型鉄柱
５０４＝門型鉄柱（５０３）の下方にある鉄製の梁
【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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