JPH09310329A - 水路式発電施設とその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力供給能力を向上させる。 【解決手段】 予め、河川Ｒと発電所５とを接続する。
これら河川Ｒと発電所５とに分岐部２０を接続するとと
もに、地山Ｇに地下貯水槽１２を設ける。この地下貯水
槽１２を分岐部２０に接続するとともに、前記地下貯水
槽１２と発電所５とを接続する。予め接続した河川と発
電所とに分岐部を接続したため、発電所に水を供給する
ことができ、発電所の作動状態を維持できるから、発電
所の電力供給能力を維持できる。その後、地下貯水槽に
貯留された水を発電所に供給することができるため、こ
の発電所の発電能力を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電施設にかか
り、特に、河川の水を落下させて電力を得る水路式発電
施設とその施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水路式発電施設について、図８を
参照しながら説明する。図８に示すように、符号１は水
路式発電施設であり、この水路式発電施設１では、河川
Ｒに取水堰２が設けられ、この取水された河川の水を導
く配管３が地山Ｇを横断状態に配設されている。この配
管３の端部は、地山Ｇの中腹斜面に設けられた露出水槽
４に接続されている。この露出水槽４の下方の麓に発電
所５が設けられ、これら発電所５と露出水槽４の底部と
が地山Ｇの斜面に設けられた圧力管６を介して接続され
ている。この圧力管６の水を他の河川Ｋに流出させる放
水口７が発電所５に設けられている。

【０００３】このような水路式発電施設１では、河川Ｒ
の水の一部又は全部を取水堰２で配管３に流入させ、こ
の配管３を通して露出水槽４に河川の水を流出させる。
この露出水槽４の水を圧力管６に流し、この圧力管６か
ら流出する水圧で発電所５のタービンを回転させる。こ
のタービンの回転で電力が得られ、タービンの回転に使
用した水を放水口７から他の河川Ｋに排出させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記露出水
槽４は地山Ｇの斜面中腹に設けられているため、ダムで
貯留される水量に比べて貯水量が少なく、河川流量に応
じた電力しか発生することができなかった。このため、
電力の需要が多い場合、例えば、夏の昼間に多くの冷房
装置が稼働した場合、発電所５が十分な電力を供給でき
なかった。そして、前記発電所５では、河川Ｒの水を使
用しているため、この河川Ｒの流量が少ない場合、発電
所５は十分な電力を得ることはできなかった。

【０００５】また、既存の水路式発電施設１にダムを設
ける場合、地表の用地を取得して、自然を破壊しつつ、
ダムを施工しなければならず、また、その施工期間中で
は、発電所５の電力供給が停止される。

【０００６】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、地下貯水槽により発電能力を向上させた水路式発電
施設とその施工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の水路式発
電施設は、河川の水を落下させて電力を得る水路式発電
施設であって、河川の水を貯留する地下貯水槽が地山内
に設けられ、該地下貯水槽には、河川からこの地下貯水
槽に河川水を導くための配管と地下貯水槽内の貯留水を
発電所に導くための配管とが接続され、前記地下貯水槽
および前記配管を介して河川と発電所とが接続されてい
ることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の水路式発電施設は、前記地
下貯水槽に河川水を導くための配管の途中に切り替え可
能な分岐部が設けられ、該分岐部には前記地下貯水槽を
迂回して河川水を前記発電所へ導くための他の配管が接
続されていることを特徴とするものであり、また、請求
項３記載の水路式発電施設は前記地下貯水槽内の土砂を
排出する土砂除去装置が設けられていることを特徴とす
るものである。

【０００９】請求項４記載の施工方法は、請求項２に記
載の水路式発電施設を施工する方法であって、あらかじ
め河川と発電所とを接続する配管を設けて該配管の途中
に前記分岐部を設け、しかる後に、前記地下貯水槽を地
山内に設けて該地下貯水槽を前記分岐部に接続するとと
もに前記発電所に対して接続することを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項１記載の水路式発電施設では、河川
水を地山内に設けた地下貯水槽に導いてそこに貯留し、
電力需要に応じて地下貯水槽から必要量の貯留水を発電
所に供給して発電を行なう。請求項２記載の水路式発電
施設では、河川水を地下貯水槽に導くための配管の途中
に設けた分岐部を必要に応じて切り替え操作することに
より、地下貯水槽への河川水の流入量を調節したり、地
下貯水槽を迂回させて河川水を直接的に発電所に供給す
る。

【００１１】請求項３記載の水路式発電施設では、地下
貯水槽内の土砂を排出する土砂除去装置が設けられてい
るため、この土砂除去装置を作動させることにより、地
下貯水槽内の空間が広く維持される。

【００１２】請求項４記載の水路式発電施設の施工方法
は、請求項２記載の水路式発電施設を施工するための好
適な方法であって、先行して施工した発電所や既存の発
電所を稼働させつつ地下貯水槽を施工するようにしたも
のである。その手順としては、まず河川と発電所とを配
管により直接的に接続し、その配管の途中に分岐部を設
ける。あるいは既設の水路式発電施設における配管を利
用してその配管の途中に分岐部を設ける。そして、その
配管を通して発電所に河川水に供給して発電所を稼働さ
せつつ、地下貯水槽を設けるとともにその地下貯水槽を
分岐部および発電所に対して接続し、地下貯水槽が完成
したら分岐部を切り替える。これにより、発電所を稼働
させつつ地下貯水槽の施工を行なえ、かつ、分岐部の切
り替え操作のみで完成した地下貯水槽に対して河川水を
導入し得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の水路式発電施設の
一実施例について、図１ないし図２を参照しながら説明
する。ここで、従来例と同一のものについては同一符号
を用い、説明を簡略化する。この水路式発電施設１０で
は、河川Ｒに設けた取水堰２に配管３が接続されてい
る。この配管３には、切り替え可能な分岐部２０が接続
され、この分岐部２０に導水管１１を介して地下貯水槽
１２が接続されている。この地下貯水槽１２は、調整弁
１４を介して発電所５に接続されている。この発電所５
は、前記配管３に接続されている。なお、配管３は、河
川水を地下貯水槽１２に導く導入部分３ａ、地下貯水槽
１２の貯留水を発電所５に供給する導出部分３ｂ、およ
び地下貯水槽１２の迂回路となっている迂回部分３ｃと
に区分されており、上記の分岐部２０は導入部分３ａと
迂回部分３ｃとの間に設けられている。

【００１４】前記導水管１１は、前記分岐部２０に接続
された第一導水管１５と、前記配管３に接続された第二
導水管１６とから構成されている。前記第一導水管１５
では、一端部が分岐部２０に接続され、他端部が地下貯
水槽１２に接続されている。第二導水管１６では、一端
部が地下貯水槽１２に接続され、他端部が前記配管３を
介して調整弁１４に接続されている。

【００１５】前記地下貯水槽１２は、地山Ｇ内に設けら
れ、河川Ｒとほぼ同じ高さ位置に設けられている。この
地下貯水槽１２に接続された調整弁１４は、地山Ｇの中
腹の斜面に設けられ、圧力管６を介して地山Ｇの麓に設
けられた発電所５に接続されている。この発電所５で
は、圧力管６の水を排出する放水口７が設けられてい
る。前記分岐部２０には、図２に示すように、前記配管
３と第一導水管１５とがそれぞれ制水門２１を介して接
続されている。また、地下貯水槽１２の出口である第二
導水管１６にも制水門２１を設ける。

【００１６】一方、前記地下貯水槽１２は、図３ないし
図４に示すように、概略直方体状に形成され、底面に堆
積部２２を設けている。この堆積部２２は、中央部に凹
部２２を設け、この凹部２２の四方に傾斜面２３を該凹
部２２に向かって下方に傾斜して設けている。この凹部
２２には、前記傾斜面２３から流れる土砂を排出する土
砂除去装置２４が設置されている。

【００１７】この土砂除去装置２４は、凹部２２の土砂
を吸引する吸引部２６と、この吸引部２６で吸引された
土砂を外部に搬出する排出パイプ２５とから構成されて
いる。この排出パイプ２５は、地下貯水槽１２の上部に
設けられた通気孔２７に配設されている。また、前記凹
部２２には、この凹部２２に堆積された土砂を直接外部
に排出する排砂路２８が接続されている。

【００１８】このような水路式発電施設１０の施工方法
について説明する。まず発電所５を先行して施工し、こ
の発電所５と河川Ｒとを配管３（導入部分３ａ、迂回部
分３ｃ、導出部分３ｂ）で接続する。この配管３の途中
（導入部分３ａと迂回部分３ｃとの間）に分岐部２０を
設けるとともに、地山Ｇに地下貯水槽１２を設ける。こ
のときに、配管３内に水を流し、発電所４を作動させ
る。そして、地下貯水槽１２を第一導水管１５を介して
分岐部２０に接続するとともに、前記地下貯水槽１２を
第二導水管１６を介して配管３に接続する。このように
することにより、発電所５を稼働させつつ地下貯水槽１
２の施工を行なうことができ、かつ、完成した地下貯水
槽１２に対しては分岐部２０の制水門２１の切り替え操
作のみで河川水を導入し得る。

【００１９】このような水路式発電施設１０では、図８
に示したような従来一般の水路式発電施設１の場合と同
様に圧力管６内を落下させる水によりタービンを回転さ
せることで電力を得るものであり、発電所５への供給水
量は調整弁１４の開度を制御することによって調節され
るものである。そして、従来一般の発電施設においては
河川水が配管３により直接的に発電所５に導かれるもの
であるので、発電所５への供給水量は自ずと河川水の流
量に依存するものであるが、本実施例の施設では河川水
を地下貯水槽１２に導いてそこに貯留したうえで、その
地下貯水槽１２の貯留水を発電所５に供給するようにし
ていることから、たとえば電力需要量が少ない冬季や夜
間に余剰水を地下貯水槽１２に貯留していき、その貯留
水を電力需要量が多い夏期や昼間に使用することで、貯
留水がある限りは発電所５への供給水量を河川水の流量
に依存することなく自由に調節することができ、発電所
５へ供給するべき必要水量を常に確保することができる
ものである。

【００２０】しかも、本実施例の水路式発電施設１０で
は、地下貯水槽１２を迂回して河川水を直接的に発電所
５に導くために分岐部２０を設けているので、必要に応
じて制水門２１の開度を適宜調節することにより、地下
貯水槽１２への流入量を調節したり、河川水を地下貯水
槽１２に導入しながらその一部を配管３の迂回部分３ｃ
を通して発電所５へも直接供給するようなことを自由に
行なうことができる。したがって、たとえば発電所５へ
の供給水量が特に多大であるような場合には、地下貯水
槽１２からの貯留水を供給と河川からの直接供給を同時
に行なうようなことも可能である。

【００２１】前記地下貯水槽１２では、内部の土砂が傾
斜面２３を流れて凹部２２に堆積する。ここで、前記土
砂除去装置２４を作動させることにより、地下貯水槽１
２内の土砂が外部に搬出される。このため、地下貯水槽
１２の空間が広く維持され、地下貯水槽１２に土砂が堆
積するのが防止される。

【００２２】このような水路式発電施設１０によれば、
河川Ｒの水を貯留する地下貯水槽１２が地山Ｇ内に設け
られ、この地下貯水槽１２が発電所５に接続されたた
め、地下貯水槽１２の貯留水を使用することで発電所５
に必要な水量が確保でき、電力の需要に応じて発電所５
に十分な水量を与えることができ、河川Ｒの水量に影響
されず、発電所５の発電能力を高く維持できる。

【００２３】この発電所５と前記地下貯水槽１２とは分
岐部２０を介して接続される構成としたため、上述した
ように、必要に応じてこの分岐部２０で河川水の供給経
路を切り替えることにより、地下貯水槽１２に供給する
水量を調節したり、河川水の一部を直接的に発電所に供
給することもできる。

【００２４】このように発電所５に送る水量を調節する
ことにより、所定時間内に発電能力を発揮させることが
できる。このように地山Ｇに地下貯水槽１２を設けるこ
とにより、既存の発電所５の発電能力を向上させること
ができ、ダム建設にかかる自然破壊、用地補償を不要に
でき、取得容易な地下権の使用ができる。

【００２５】また、水量の少ない河川Ｒの水を使用する
発電所５にあっても、この河川Ｒの水を地下貯水槽１２
で貯留し、この貯留水を発電所５に供給することによ
り、所定時間に発電所５の発電能力を向上させることが
できる。さらに、地下貯水槽１２の貯留水を発電所５に
送り、発電所の発電能力を向上させたため、火力発電に
比べ、二酸化炭素の発生するおそれをなくし、地球の環
境を破壊するおそれをなくすことができる。

【００２６】一方、前記水路式発電施設１０の施工方法
によれば、発電所５を先行して施工してその発電所５と
河川Ｒとを配管３により接続するとともにその配管３の
途中に分岐部２０を設けた後、地山Ｇに地下貯水槽１２
を設けてそれを分岐部２０と発電所５に対して接続する
ようにしたため、配管３を通して発電所に河川水を直接
的に供給して発電所５を稼働させつつ地下貯水槽１２の
施工を行なうことができる。また、図８に示したような
地下貯水槽１２を有していない既存の水路式発電施設１
に地下貯水槽１２を設ける場合は、既設の配管３に分岐
部２０を設けることにより上記と同様の手順を採用で
き、したがって発電所５をほとんど停止させることなく
地下貯水槽１２を有する水路式発電施設１０に改修する
ことができる。

【００２７】さらに、前記地下貯水槽１２内の土砂を排
出する土砂除去装置２４が設けられているため、この土
砂除去装置２４を作動させることにより、地下貯水槽１
２内の空間が広く維持される。このため、土砂で地下貯
水槽１２内の空間が狭くなるのを防止でき、地下貯水槽
１２内に充分な水量を貯留でき、発電所５の電力供給能
力を向上できる。なお、上記実施例では、地下貯水槽１
２に河川水を導入する配管３の途中に分岐部２０を設け
て地下貯水槽１２を迂回する経路を確保したが、そのよ
うな分岐部および迂回路は必ずしも設けることはなく、
たとえば図６に示すようにそれらを省略してしまうこと
も可能である。また、図６に示しているように地下貯水
槽１２に河川水を導入する配管３の途中に沈砂池４０を
必要に応じて設けても良い。さらに、図７に示すよう
に、河川Ｒに沿って複数の水路式発電施設を順次設ける
ことが考えられるが、その場合には少なくとも最上流の
発電施設に地下貯水槽１２を設けることにより、その貯
留水を全ての発電所５に対して供給することができるこ
とになり、したがって全ての発電所５の発電能力を向上
させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水路式発
電施設によれば、以下の効果を奏することができる。請
求項１記載の水路式発電施設によれば、河川の水を貯留
する地下貯水槽が地山内に設けられ、この地下貯水槽お
よび配管を介して河川と発電所とが接続されたため、地
下貯水槽の貯留水を発電所に供給することで発電所に必
要な水量が確保でき、電力の需要に応じて発電所に十分
な水量を与えることができ、河川Ｒの水量に影響され
ず、発電所の発電能力を高く維持できる。

【００２９】また、水量の少ない河川の水を使用する発
電所にあっても、この河川の水を地下貯水槽で貯留し、
この貯留水を発電所に供給することにより発電能力を向
上させることができる。

【００３０】勿論、地山に地下貯水槽を設けるので、ダ
ム建設にかかる自然破壊、用地補償を不要にでき、取得
容易な地下権の使用ができるとともに、火力発電所のよ
うに二酸化炭素の発生するおそれがなく、地球の環境を
破壊するおそれをなくすことができる。

【００３１】請求項２記載の水路式発電施設によれば、
地下貯水槽を迂回して河川水を直接的に発電所に導くた
めに分岐部を設けているので、必要に応じて地下貯水槽
への流入量を調節したり、河川水を地下貯水槽に導入し
ながらその一部を配管を通して発電所へも直接供給する
ようなことを自由に行なうことができる。

【００３２】請求項３記載の水路式発電施設によれば、
上記の効果を奏することに加えて、前記地下貯水槽内の
土砂を排出する土砂除去装置が設けられているため、こ
の土砂除去装置を作動させることにより、地下貯水槽内
の空間が広く維持される。このため、土砂で地下貯水槽
内の空間が狭くなるのを防止でき、地下貯水槽内に充分
な水を貯留でき、発電所の電力供給能力を向上できる。

【００３３】請求項４記載の水路式発電施設の施工方法
によれば、まず河川と発電所とを配管により直接的に接
続してその配管の途中に分岐部を設けた後、その配管を
通して発電所に河川水に供給して発電所を稼働させつつ
地下貯水槽を設けてその地下貯水槽を分岐部および発電
所に対して接続するようにしたので、発電所を稼働させ
つつ地下貯水槽の施工を行なうことができる。また、同
様の手順により、地下貯水槽を有していない既存の水路
式発電施設に対しても既存の発電所をほとんど停止させ
ることなく地下貯水槽を有する水路式発電施設に改修す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水路式発電施設の一実施例を示す断
面図である。

【図２】 図１の地下貯水槽を示す平面図である。

【図３】 図２の側面図である。

【図４】 図３の土砂除去装置を示す平面図である。

【図５】 図３の正面図である。

【図６】 本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図７】 本発明のさらに他の実施例を示す平面図であ
る。

【図８】 従来の水路式発電施設を示す断面図である。

【符号の説明】

３（３ａ，３ｂ，３ｃ） 配管 ５ 発電所 １０ 水路式発電施設 １２ 地下貯水槽 ２０ 分岐部 ２４ 土砂除去装置 Ｇ 地山 Ｒ 河川

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 水路式発電施設とその施工方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電施設にかか
り、特に、河川の水を落下させて電力を得る水路式発電
施設とその施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水路式発電施設について、図８を
参照しながら説明する。図８に示すように、符号１は水
路式発電施設であり、この水路式発電施設１では、河川
Ｒに取水堰２が設けられ、この取水された河川の水を導
く配管３が地山Ｇを横断状態に配設されている。この配
管３の端部は、地山Ｇの中腹斜面に設けられた露出水槽
４に接続されている。この露出水槽４の下方の麓に発電
所５が設けられ、これら発電所５と露出水槽４の底部と
が地山Ｇの斜面に設けられた圧力管６を介して接続され
ている。この圧力管６の水を他の河川Ｋに流出させる放
水口７が発電所５に設けられている。

【０００３】このような水路式発電施設１では、河川Ｒ
の水の一部又は全部を取水堰２で配管３に流入させ、こ
の配管３を通して露出水槽４に河川の水を流出させる。
この露出水槽４の水を圧力管６に流し、この圧力管６か
ら流出する水圧で発電所５のタービンを回転させる。こ
のタービンの回転で電力が得られ、タービンの回転に使
用した水を放水口７から他の河川Ｋに排出させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記露出水
槽４は地山Ｇの斜面中腹に設けられているため、ダムで
貯留される水量に比べて貯水量が少なく、河川流量に応
じた電力しか発生することができなかった。このため、
電力の需要が多い場合、例えば、夏の昼間に多くの冷房
装置が稼働した場合、発電所５が十分な電力を供給でき
なかった。そして、前記発電所５では、河川Ｒの水を使
用しているため、この河川Ｒの流量が少ない場合、発電
所５は十分な電力を得ることはできなかった。

【０００５】また、既存の水路式発電施設１にダムを設
ける場合、地表の用地を取得して、自然を破壊しつつ、
ダムを施工しなければならず、また、その施工期間中で
は、発電所５の電力供給が停止される。

【０００６】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、地下貯水槽により発電能力を向上させた水路式発電
施設とその施工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の水路式発
電施設は、河川の水を落下させて電力を得る水路式発電
施設であって、河川の水を貯留する地下貯水槽が地山内
に設けられ、該地下貯水槽には、河川からこの地下貯水
槽に河川水を導くための上流送水配管と地下貯水槽内の
貯留水を発電所に導くための下流送水配管とが接続さ
れ、前記地下貯水槽および前記上流送水配管並びに下流
送水配管を介して河川と発電所とが接続されていること
を特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の水路式発電施設は、請求項
１記載の水路式発電施設であって、前記地下貯水槽内の
土砂を排出する土砂除去装置が設けられていることを特
徴とするものである。

【０００９】請求項３記載の水路式発電施設の施工方法
は、請求項１記載の水路式発電施設を施工する方法であ
って、河川と発電所とを接続するための上流送水配管及
び下流送水配管を地山内に設け、これら配管の間に連結
部及び地下貯水槽を前記地山内に設けて該地下貯水槽を
前記連結部に接続するとともに、下流送水配管にも接続
して前記発電所に対して接続することを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項１記載の水路式発電施設では、河川
の水を落下させて電力を得る水路式発電施設であって、
河川の水を発電所へ向けて送水する送水配管の途中にそ
の水を貯留する地下貯水槽が地山内に設けられ、この地
下貯水槽が送水配管を介して発電所に接続されているた
め、発電所に必要な水量が常に確保されるし、地下貯水
槽の長さ分だけ発電所への送水配管の工事費が節約でき
る。

【００１１】請求項２記載の水路式発電施設は、請求項
１記載の作用を有するとともに、前記地下貯水槽内の堆
積土砂を排出する土砂除去装置が設けられているため、
この土砂除去装置を作動させることにより、地下貯水槽
内の空間が貯水空間として広く維持されるので効率よく
貯水できる。

【００１２】請求項３記載の水路式発電施設の施工方法
は、請求項１の水路式発電施設を施工するための好適な
方法であって、河川と発電所とを接続する送水配管や地
下貯水槽を配管経路内の地山内に施工するようにしたも
のである。送水配管部と地下貯水槽を同時進行的に又は
それらのいずれか一方を先行して掘削し、後で送水配管
を地下貯水槽に接続して配管することで、水路式発電施
設を施工する。あるいは既設の水路式発電施設における
送水配管を利用してその送水配管の途中に連結部を設け
る。そして、その既存の送水配管を通して発電所に向け
て河川水を供給して発電所を稼働させつつ、地下貯水槽
を設けるとともにその地下貯水槽を前記連結部および発
電所に対して接続し、地下貯水槽が完成したら連結部の
方に水が流れるように切り替える。これにより、発電所
を稼働させつつ地下貯水槽の施工を行なえ、かつ、連結
部の切り替え操作のみで完成した地下貯水槽に対して河
川水を導入し得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の水路式発電施設の
一実施例について、図１ないし図２を参照しながら説明
する。ここで、従来例と同一のものについては同一符号
を用い、説明を簡略化する。この水路式発電施設１０で
は、河川Ｒに設けた取水堰２に配管３のうちの上流送水
配管３ａが接続されている。この上流送水配管３ａには
制水門２１を備えた連結部２０が設けられており、この
連結部２０に第一送水管１５を接続することにより河川
Ｒと地下貯水槽が接続される。

【００１４】また、地下貯水槽１２の下流には、第二送
水管１６が取り付けられ、この第二送水管は制水門２１
を介して下流送水配管３ｂに接続され、調整弁１４に接
続されている。

【００１５】前記地下貯水槽１２は、地山Ｇ内に設けら
れ、河川Ｒとほぼ同じ高さ位置に設けられている。この
地下貯水槽１２に接続された調整弁１４は、地山Ｇの中
腹の斜面に設けられ、圧力管６を介して地山Ｇの麓に設
けられた発電所５に接続されている。この発電所５で
は、圧力管６の水を排出する放水口７が設けられてい
る。また、地下貯水槽１２の出口である第二送水管１６
にも制水門２１を設ける。

【００１６】一方、前記地下貯水槽１２は、図３ないし
図４に示すように、概略直方体状に形成され、底面に堆
積部２２を設けている。この堆積部２２は、中央部に凹
部２２を設け、この凹部２２の四方に傾斜面２３を該凹
部２２に向かって下方に傾斜して設けている。この凹部
２２には、前記傾斜面２３から流れる土砂を排出する土
砂除去装置２４が設置されている。

【００１７】この土砂除去装置２４は、凹部２２の土砂
を吸引する吸引部２６と、この吸引部２６で吸引された
土砂を外部に搬出する排出パイプ２５とから構成されて
いる。この排出パイプ２５は、地下貯水槽１２の上部に
設けられた通気孔２７に配設されている。また、前記凹
部２２には、この凹部２２に堆積された土砂を直接外部
に排出する排砂路２８が接続されている。

【００１８】このような水路式発電施設１０の施工方法
について説明する。先ず発電所５を先行して施工し、こ
の発電所５と河川Ｒとを接続するための配管３（上流送
水配管３ａ，下流送水配管３ｂ）及び地下貯水槽１２を
設ける。この配管３のうちの上流送水配管３ａの一端は
取水堰２より上流の河川Ｒに繋ぎ、他端は取水量を加減
できる制水門２１を備えた連結部２０を介して地下貯水
槽から延びている第一送水管１５に繋ぐ。これにより、
取水堰２より上流の河川Ｒと地下貯水槽１２とは接続さ
れる。また、地下貯水槽１２の出口に第二送水管１６を
設け、制水門２１を介して配管３のうちの下流送水配管
３ｂに接続し、その他端に調整弁１４を設けて圧力管６
を介して発電設備と接続する。これにより、取水堰２の
上流にある河川Ｒの水は発電設備５に送られ発電でき
る。

【００１９】このような水路式発電施設１０では、図８
に示したような従来一般の水路式発電施設１の場合と同
様に圧力管６内を落下させる水によりタービンを回転さ
せることで電力を得るものであり、発電所５への供給水
量は調整弁１４の開度を制御することによって調節され
るものである。そして、従来一般の発電施設においては
河川水が配管３により直接的に発電所５に導かれるもの
であるので、発電所５への供給水量は自ずと河川水の流
量に依存するものであるが、本実施例の施設では河川水
を地下貯水槽１２に導いてそこに貯留したうえで、その
地下貯水槽１２の貯留水を発電所５に向けて直接供給す
るようにしていることから、たとえば電力需要量が少な
い冬季や夜間に余剰水を配管３の途中に設けた地下貯水
槽１２に貯留していき、その貯留水を電力需要量が多い
夏期や昼間に使用することで、貯留水がある限りは発電
所５への供給水量を河川水の流量に依存することなく自
由に調節することができ、発電所５へ供給するべき必要
水量を常に確保することができるものである。

【００２０】しかも、本実施例の水路式発電施設１０で
は、発電に必要な水量は、地下貯水槽の下流にある制水
門２１及び調整弁１４の開度を制御することによって調
整される。この発電所５では、最終的に前記調整弁１４
で制御された水量が圧力管６内を落下し、この水がター
ビンを回転させる。このタービンが回転することによ
り、発電所５で電力が得られる。

【００２１】前記地下貯水槽１２では、内部の土砂が傾
斜面２３を流れて凹部２２に堆積する。請求項２の発明
では、前記土砂除去装置２４を作動させることにより、
地下貯水槽１２内の土砂が外部に搬出される。このた
め、地下貯水槽１２の貯水空間が広く維持され、地下貯
水槽１２に土砂が堆積して貯水容量が低減するのが防止
される。

【００２２】このような水路式発電施設１０によれば、
河川Ｒの水を貯留する地下貯水槽１２が地山Ｇ内に設け
られ、この地下貯水槽１２が発電所５に配管３を介して
直接接続されているため、発電所５に必要な水量が送水
配管経路の途中の地山内に常時確保でき、電力の需要に
応じて発電所５に十分な水量を与えることができると共
に余分な水量を貯水することができるので、河川Ｒの水
量に影響されず、発電所５の発電能力を高く維持でき
る。

【００２３】この発電所５と前記地下貯水槽１２とは制
水門２１を備えた連結部２０を介して接続される構成と
したため、上述したように、必要に応じてこの連結部２
０で河川水の供給を切り替えることにより、地下貯水槽
１２に供給する水量を調節することができる。

【００２４】このように発電所５に送る水量を調節する
ことにより、所定時間内に発電能力を発揮させることが
できる。このように河川Ｒから発電所５に通ずる送水経
路途中の地山Ｇ内に地下貯水槽１２を設けることによ
り、既存の発電所５の発電能力を渇水期でさえも向上さ
せることができ、ダム建設にかかる自然破壊、用地補償
を不要にでき、取得容易な地下権の使用ができる。

【００２５】また、水量の少ない河川Ｒの水を使用する
発電所５にあっても、この河川Ｒの水を河川Ｒから発電
所５に通ずる送水経路途中の地山Ｇ内に設けた地下貯水
槽１２で貯留し、河川Ｒの上流から流水量が不足した場
合に、この貯留水を発電所５に供給することにより、所
定時間に発電所５の発電能力を向上させることができ
る。さらに、地下貯水槽１２の貯留水を発電所５に送
り、水力によって発電能力を向上させるようにしたた
め、不足電力を火力発電に比べ、二酸化炭素の発生する
おそれを少なくし、地球の環境を破壊するおそれを少な
くすることができる。

【００２６】一方、請求項３の発明における水路式発電
施設１０の施工方法によれば、発電所と河川Ｒとの間に
ある送水経路の地山Ｇ内に上流送水配管３ａ、下流送水
配管３ｂ及び地下貯水槽１２を建設するようにしている
ので、掘削工事を効率よく施行できるため、短い期間で
発電施設を完成できる。また、図８に示すような地下貯
水槽１２を有していない既存の水路式発電施設１に地下
貯水槽１２を設ける場合には、既設の配管３に連結部２
０などを設けることにより、上記と同じ手順を採用して
発電所５を殆ど停止させることなく、地下貯水槽１２を
有する水路式発電施設１０に改修することができる。

【００２７】さらに、請求項２の発明では、前記地下貯
水槽１２内の土砂を排出する土砂除去装置２４が地下貯
水槽１２内に設けられているため、この土砂除去装置２
４を作動させることにより、土砂の堆積を防ぐので地下
貯水槽１２内の空間が広く維持される。このため、土砂
で地下貯水槽１２内の有効貯水空間が狭くなるのを防止
でき、地下貯水槽１２内に充分な水量を効率よく貯留で
き、発電所５の電力供給能力を向上できる。なお、上記
実施例では、地下貯水槽１２に河川水を導入する上流送
水配管３ａに制水門２１を有する連結部２０を設けた
が、それらは必ずしも設ける必要はなく、たとえば図６
に示すようにそれらを省略してしまうことも可能であ
る。また、図６に示しているように地下貯水槽１２に河
川水を導入する配管３の途中に沈砂池４０を必要に応じ
て設けるようにしても良い。さらに、図７に示すよう
に、河川Ｒに沿って複数の水路式発電施設を順次設ける
ことが考えられるが、その場合には少なくとも最上流の
発電施設に地下貯水槽１２を設けることにより、その貯
留水を全ての発電所５に対して順次下流へ供給して利用
することができることになり、したがって全ての発電所
５の発電能力を向上させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の水路式発
電施設によれば、以下の効果を奏することができる。請
求項１記載の水路式発電施設によれば、河川の水を貯留
する地下貯水槽が河川から発電所に通ずる送水経路の地
山内に設けられ、この地下貯水槽および送水配管を介し
て河川と発電所とが接続されたため、送水配管延長を大
幅に削減することができると共に、地下貯水槽の貯留水
を発電所に供給することで発電所に必要な水量が確保で
き、電力の需要に応じて発電所に十分な水量を与えるこ
とができ、河川Ｒの水量に影響されず、発電所の発電能
力を高く維持できる。

【００２９】また、水量の少ない河川の水を使用する発
電所にあっても、この河川の水を地下貯水槽で貯留し、
この貯留水を発電所に直接供給することにより発電能力
を向上させることができる上に、河川の上流からの流水
がまったく途絶えるような場合でも、貯留水を使用して
発電をすることができる。

【００３０】勿論、地山内に地下貯水槽を設けるので、
ダム建設にかかる自然破壊、用地補償を不要にでき、取
得容易な地下権の使用ができるとともに、火力発電所の
ように二酸化炭素の発生するおそれがなく、地球の環境
を破壊するおそれをなくすことができる。

【００３１】請求項２記載の水路式発電施設によれば、
上記の効果を奏することに加えて、前記地下貯水槽内の
土砂を排出する土砂除去装置が設けられているため、こ
の土砂除去装置を作動させることにより、地下貯水槽内
の空間が広く維持される。このため、土砂で地下貯水槽
内の有効貯水空間が狭くなるのを防止でき、地下貯水槽
内に充分な水を効率よく貯留でき、発電所の電力供給能
力を向上できる。

【００３２】請求項３記載の水路式発電施設の施工方法
によれば、河川と発電所とを接続するための上流送水配
管及び下流送水配管を地山内に設け、これら配管の間に
連結部及び地下貯水槽を前記地山内に設けて該地下貯水
槽を前記連結部に接続するとともに下流送水配管を接続
して前記発電所に対して接続するようにしたので、効率
よく短期間で施工できる。また、同様の手順により、地
下貯水槽を有していない既存の水路式発電施設に対して
も既存の発電所をほとんど停止させることなく地下貯水
槽を有する水路式発電施設に改修することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水路式発電施設の一実施例を示す断
面図である。

【図２】 図１の地下貯水槽を示す平面図である。

【図３】 図２の側面図である。

【図４】 図３の土砂除去装置を示す平面図である。

【図５】 図３の正面図である。

【図６】 本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図７】 本発明のさらに他の実施例を示す平面図であ
る。

【図８】 従来の水路式発電施設を示す断面図である。

【符号の説明】 ３ 配管 ３ａ 上流送水配管 ３ｂ 下流送水配管 ５ 発電所 １０ 水路式発電施設 １２ 地下貯水槽 １５ 第一送水管 １６ 第二送水管 ２０ 連結部 ２１ 制水門 ２４ 土砂除去装置 Ｇ 地山 Ｒ 河川

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川の水を落下させて電力を得る水路式
   発電施設であって、河川の水を貯留する地下貯水槽が地
   山内に設けられ、該地下貯水槽には、河川からこの地下
   貯水槽に河川水を導くための配管と地下貯水槽内の貯留
   水を発電所に導くための配管とが接続され、前記地下貯
   水槽および前記配管を介して河川と発電所とが接続され
   ていることを特徴とする水路式発電施設。
2. 【請求項２】 請求項１記載の水路式発電施設であっ
   て、前記地下貯水槽に河川水を導くための配管の途中に
   切り替え可能な分岐部が設けられ、該分岐部には前記地
   下貯水槽を迂回して河川水を前記発電所へ導くための他
   の配管が接続されていることを特徴とする水路式発電施
   設。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の水路式発電施
   設であって、前記地下貯水槽内の土砂を排出する土砂除
   去装置が設けられていることを特徴とする水路式発電施
   設。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の水路式発電施設を施工
   する方法であって、あらかじめ河川と発電所とを接続す
   る配管を設けて該配管の途中に前記分岐部を設け、しか
   る後に、前記地下貯水槽を地山内に設けて該地下貯水槽
   を前記分岐部に接続するとともに前記発電所に対して接
   続することを特徴とする水路式発電施設の施工方法。