JPH09287122A - 循環揚水装置と工法 - Google Patents

循環揚水装置と工法

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JPH09287122A
JPH09287122A JP8132535A JP13253596A JPH09287122A JP H09287122 A JPH09287122 A JP H09287122A JP 8132535 A JP8132535 A JP 8132535A JP 13253596 A JP13253596 A JP 13253596A JP H09287122 A JPH09287122 A JP H09287122A
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JP
Japan
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water
pumping
pipe
water tank
intake
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Pending
Application number
JP8132535A
Other languages
English (en)
Inventor
Machi Ninagawa
眞智 蜷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IEDA MASAJI
Original Assignee
IEDA MASAJI
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Publication date
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 水力発電においては、新規ダム建設のコスト
や用地問題が付随する。産業界においてもすべて加圧ポ
ンプによる揚水でありこの揚水は、電力消費によって賄
われておりこのコストを年間合計すれば莫大な消費量に
なる。 【解決手段】 静止水・海水・たまり水・河川水・プー
ル水・タンク水を自然界に存在する水エネルギーを利用
し容易でかつ安全性の高い発電装置として位置エネルギ
ーによる揚水プラント設置工法としてパイプの勾配角度
・形状変更(円形)・揚水角度・取水口・放出口の貯水
漕でのバランスを考えることにより小規模な発電から大
規模発電まで個々の目的に順応した敷地面積で水力発電
のプランの実施を可能にしました。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、貯水漕から水を放出口に放出
し高所に揚水する自然界に存在するエネルギーの活用方
法である。問題点は、取水口から放水口の落差+揚水の
高さである。この問題点の解決方法は、体気圧と位置エ
ネルギーのバランスを考え摩擦損失をいかに抑えるかで
ある。また、粘性の高いほど流体摩擦は、大きいことを
考慮し配管形状の変更と一定の変化を施しこの摩擦損失
のマイナスエネルギーを減少させるかである。この摩擦
損失マイナスエネルギー量と同等の若しくは、それ以上
のプラスエネルギーをどの様に加えるかである。
【0002】 貯水漕内の水がある一点の水面レベルと
同位に水頭が上がろうとするエネルギーが本存在しその
一点の水面レベルに高所より有効落差を利用し一定量の
位置エネルギーを加算するのが良い。
【0003】 その位置エネルギーを受けた貯水漕に貯
水された水を一揆に放出し配管に勾配角度22゜を設け
揚水上昇角度105゜に至るまでに一定の回転を加え勾
配度水量と揚水角度水量の比を 9.5:1に設定をし
回転部分の摩擦損失による位置エネルギーが格差をつけ
る事が可能になる。また、貯水漕内に存在する水量によ
る圧カエネルギーも加算される。
【0004】 貯水漕内の水が放出口に放出されるとき
必ず北半球の場合には、右回転となり放出口から放出さ
れます。この時点で回転を補助し一定に保つのには、そ
の水に適した補助的存在の形状を付加する事が必要であ
ると共に回転時にエアーの吸引を防ぐのが良い効果が得
られます。
【0005】 上部貯水漕より落差をもって下部貯水漕
に設置された放出口に放出されその位置に設置されたレ
ジューサは、口径より9゜〜13゜の縮小により貯水漕
内の補助水とたまり水と共に放出される。
【0006】 貯水漕の放出口の中心より22゜の勾配
角度と回転部分を経由し105゜の揚水角度の配管中心
までが直線にして18m30cmとし揚水取水口迄12
m70cmが適している。
【0007】 放出口から取水口迄の総落差7m75c
mが適しており基準面としての距離は、勾配落差距離を
16m70cm揚水上昇距離の8m50cmとしその総
和25m20cmが最も適しておりこれを基準とする。
【0008】 揚水取水口の形状は、上部貯水漕よりの
補助水を受けるため揚水配管の口径より50%大の配管
を使用し揚水取水口を内部に収納し2重配管パイプとし
放出口に放出することにより上部位置エネルギーと揚水
取水口より放出される残存エネルギーを持つ。
【0009】 本発明の使用配管は、100mmから3
00mmが最も適しており回転部分から揚水取水口まで
を100%とし補助水と放出口の口径を150%として
施工する。
【0010】 貯水漕内の水量と取水口の水量は、補助
水の調節により全体貯水漕の水量を調節するためバルブ
を設ける。
【0011】
【発明の属する技術分野】
水力学を主体とする技術分野 電気・建設・建築・土本の技術分野
【0012】
【従来の技術】 ポンプによる揚水・ダム建設・
河川流
【0013】
【発明が解決しようとする課題】自然環境の回復と水力
エネルギーの見直しと農業地域・高原・砂漠に必要な水
の供給
【0014】
【課題が解決するための手段】動力を要せずに静止水・
タンク水・海水・プール水・河川・池・湖の水を自然循
環による水力発電における有利的活用方法として本発明
を利用し揚水を行うことにより小規模の敷地で循環し揚
水する事により水資源のサイクル利用ができる。また、
高所用用水路の設置により高原地帯の農村や水を必要と
する地域への送水が可能となりその結果、井戸水の吸い
上げ必要性が減少し地球資源である地下水の保全ができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】動力を要せずに静止水・タンク水
・海水・プール水・河川・池・湖の水を自然循環による
水力発電における有利的活用方法
【0016】
【 実施例 】 高層建築物内に発電設備とし設置する
ことにより建築物全体の電気を賄う。
【0017】
【 実施例 】 工場内にプラントを設置することによ
り送電線の無駄を省き過剰電力消費の解消
【0018】
【 実施例 】 原子力・火力発電所の内の需要箇所に
設置
【0019】
【 実施例 】 水力発電用ダムにおける自然水放流を
循環式に変更
【0020】
【 実施例 】 産業工業界の工場・施設に設置し電力
消費の削減
【0021】
【 実施例 】 工場・施設に設置し冷却水の循環装置
とし使用
【0022】
【 実施例 】 高所農業用水路とし設置
【0023】
【 実施例 】 災害時用の高所タンクに揚水し飲料水
と水力発電の確保が可能となる。
【0024】
【 実施例 】 水道局の貯水タンクに揚水することが
無動力の実現により高所化が可能となる。
【0025】
【 実施例 】 諸島に設置し海水を利用し電力の供給
と水資源の確保
【0026】
【発明の効果】 自然界に存在するエネルギーを利用す
ることによりこれまで加圧ポンプによる揚水が必要でな
くなり電力エネルギーの消費の減少と新たなる発電方式
が可能となり電力を大量消費する施設や産業が個々に発
電プラントを有する事ができその他の一般消費者に還元
することが可能になる。また、送電線の過剰浪費を無く
すと共に災害時における産業界ラインの確保及びライフ
ラインを確保し水不足に対応しこれまでに必要とされた
大規模な発電プラントの設置や危険性を有するエネルギ
ー資源の確保を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【 図 1 】側面図A内の水は、8・10を経由した
上部B・Cの位置エネルギーを受けさらに補助水を加え
Aに設けられたHのレジューサに放出され1揚水パイプ
を一定勾配角度Gに設置しIからPに達した水をFにて
JよりBに放出される。この揚水高を2m40cmに設
定しBに放出すると同時にCのNから7を経由しまたD
のNから11を経由し水が放出される。このときBに設
置されたHを直撃しBに対する補助水を確保する。さら
に2揚水パイプも同様に勾配角度GにてIの回転でPに
進みFに達した時点でJよりCに放出する。この揚水高
を2m40cmに設定しCに放出すると同時にDのNか
ら11を経由しまた、EのNから9を経由し水が放出さ
れる。このときCに設置されたHを直撃しCに対する補
助水を確保する。繰り返し3揚水パイブも同様に勾配角
度GにてIの回転でPに進みFに達した時点でJよりD
に放出させ同時にEのNから5を経由し水が放出され
る。この揚水高を2m40cmに設定しDに放出するこ
の時Dに設置されたHを直撃しDに対する補助水を確保
する。繰り返し4揚水パイプも同様に勾配角度GにてI
の回転でPに進みFに達した時点で一揆に上昇させJよ
りEに放出させる。この揚水高を2m40cmに設定し
Eに放出する。また、このEは、発電容量や各種プラン
トに必要な貯水タンクの役目を負い循環揚水装置の連結
部分といえる。プラントを並列に行い希望水量を確保す
ることができる。水量は、全てバルブを使用し調節する
ものとする。上記記載内容を現した側面図である。
【図 2 】 平面図 貯水漕とパイプの配列を示す。 第1段階揚水とパイプ 第2段階揚水パイプ 第3段階揚水パイプ 第4段階揚水パイプ A 下位貯水漕 B 中間貯水漕 C 中間貯水漕 D 中間貯水漕 上記記載内容を現した平面図である。
【 図 3 】 展開図 貯水漕の各種加工位置を示す。 K 上部貯水漕での取水口の位置を示す。 N 取付位置は、側面高の下部より10m以上の高さ。 Q 中心に勾配角度を2゜ R 下部・中間貯水漕での取水口の位置と形状を示す。 S 上部貯水漕での取水口の位置と形状を示す。 H 放出口レジューサの位置を示す。 ▲10▼▲11▼▲12▼▲13▼▲15▼排水・補
助水パイプ位置を示す。 送水パイプの位置を示す。 上記記載内容を現した展開図である。
【 図 4】 断面拡大図 各貯水漕の放出口 使用箇所 H・▲10▼▲11▼▲12▼▲13▼▲
15▼ Q 中心に勾配角度を2゜ V 口径外に105゜の右廻り羽4枚 W 羽は、半径と同じ長さ口径で0cm傾斜角2゜ T 揚水パイプからの口径に50%を乗じた口径を外部
口径として取付し、補助水・排水パイプよりバルブをも
うけ揚水パイプと結合し放出口に放出する。レジューサ
の傾斜角度9゜を示す。上記記載内容を現した断面の拡
大図。
【 図 5】 断面拡大図 補助水・排水パイプよりレジューサ・バルブを設け揚水
パイプと結合し放出口に放出する2重配管断面の拡大
図。 ▲10▼▲11▼ 補助水・排水パイプ Z レジューサ・バルブ X 補助水・排水の取水口 Y 揚水パイプの取水口
【符号の説明】
1. 第1段階揚水パイプ 2. 第2段階揚水パイプ 3. 第3段階揚水パイプ 4. 第4段階揚水パイプ 5 補助水・排水パイプ 6. 補助水・排水パイプ 7. 補助水・排水パイプ 8. 補助水・排水パイプ 9. 上部貯水漕排水・補助水パイプ 10.▲10▼ 中間貯水漕排水・補助水パイプ 11.▲11▼ 中間貯水漕排水・補助水パイプ 12.▲12▼ 上部貯水漕よりの発電設備への送水パ
イプ若しくは、諸プラントへの送水パイプ 13.▲13▼ 発電設備若しくは、諸プラントの排水
パイプ及び排水・補助水パイプ 14.▲14▼ 補助水パイプ 15.▲15▼ 排水パイプ 16.A 下位貯水漕 17.B 中間貯水漕 18.C 中間貯水漕 19.D 中間貯水漕 20.E 上部貯水漕 21.F 上昇角度 105゜ 22.G 勾配角度 22゜ 23.H 放出口レジューサ 24.I 円形 直径2m 基本半径1m 25.J 取水口・補助水口 26.K 上部取水口・補助水口 27.L 下部取水口・補助水口 28.M 発電設備・諸プラント 29.N 貯水漕の放出・補助水口 30,O 各貯水漕の放出水口 31.P 円形 直径1.5m 基本半径0.75m 32.Q 傾斜角度2゜ 33.R 下部・中間貯水漕での取水口の位置と形状を
示す。 34.S 上部貯水漕での取水口の位置と形状を示す。 35.T 揚水パイプ口径に50%を乗じた放出口 36.V 円の中心に対し口径外に105゜の右廻り羽
4枚 37.W 半径と同じ長さ口径で0cm傾斜角2゜の羽
形状 39.Z レジューサ・バルブ 40.X 補助水・排水の取水口 41.Y 揚水パイプの取水口

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貯水漕内の水は、貯水漕内の水量による
    水重量と上部貯水漕の位置エネルギーを受けさらに取水
    口に設けられたパイプに補水された水による位置エネル
    ギーが一揆にレジューサに放出するプラント工法
  2. 【請求項2】 揚水取水口の形状は、上部貯水漕よりの
    補助水を受けるため揚水配管の口径より最大50%大の
    配管を使用し揚水取水口を内部に収納し2重配管パイプ
    とし放出口に放出することにより上部位置エネルギーと
    揚水取水口より放出される残存エネルギーを持ち取水口
    と放出口の貯水漕をはさんだ垂直空間連動型配管の工
    法。
  3. 【請求項3】 貯水漕から放出された水をパイプに一定
    の回転力を加えると共に勾配降下角度(22゜)を用い
    ることにより最大限のエネルギーに達した時点で最も抵
    抗の少ない角度(105゜)にて水を上部貯水漕に揚水
    するプラント工法
  4. 【請求項4】 この貯水漕プラント工法とパイププラン
    トを複合し繰り返し設置することにより必要となる位置
    まで揚水するプラント設置方法
  5. 【請求項5】 必要水量に応じて直列若しくは、並列に
    配置をし貯水漕を設け増設使用する方法
  6. 【請求項6】 貯水漕に設けられた取水口より回転を加
    えさらに一定の上昇角度を設け揚水する位置は、その貯
    水漕を支点とし360゜どの位置にでも設置できるプラ
    ント工法
  7. 【請求項7】 貯水漕の放出口の中心より22゜の勾配
    角度と回転部分を経由し105゜の揚水角度の配管中心
    までが直線にして18m41cmとし揚水取水口迄13
    m24cmが適している配管の工法
  8. 【請求項8】 放出口から取水口迄の総落差7m75c
    mが適しており基準面としての距離は、勾配落差距離を
    16m70cm揚水上昇距離の8m50cmとしその総
    和25m20cmが最も適しておりこれを基準とするプ
    ラント工法。
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