JPH0942140A

JPH0942140A - 水の重さからエネルギーを取り出す装置

Info

Publication number: JPH0942140A
Application number: JP7225671A
Authority: JP
Inventors: Masao Murakawa; 正夫村川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ダムを利用する水力発電所において、水圧管路
に入る前及び発電を終った水の位置のエネルギーを利用
して発電量を増加する装置を提供する。【解決手段】ダムの取水口７と水圧管路入口１２との間
及び発電終了後の排水口１５の下方の空間に、垂直でエ
ンドレスのバケットコンベア６を設け、複数のバケット
に流水に受けてコンベアのホイールを回転させる。その
回転力で発電機４及び４ａを回転させ、発電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は水力発電所に送り出す
前の水又は、水力発電所で利用済の排水を利用して発電
するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（イ）従来水を利用して発電するものには、水の位置エ
ネルギーをほぼ運動エネルギーのみに変化させた時の衝
撃力で水車を回して発電させるものがある。（ロ）また現在の水力発電を行なう為に、一般的にはダ
ム湖を作り水を溜めるが、その水はそのままサージタン
クを通り、発電所へ水を送る水圧管路１１へ流されてい
る。（ハ）次に水の重さ（位置エネルギー）か、運動エネル
ギー又は、両方を利用してエネルギーを取り出す方法と
して、昔から水車がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらには次のような
欠点があった。上記の（イ）において、そのエネルギー
を大きく取るために落差は１００ｍ前後必要とするた
め、２段目、３段目と同じ水を何度も利用して発電する
には無理が生じる場合が多く、その排水を、夜間そこで
発生した電気を使用して汲み上げるという方法以外、何
か他にエネルギーを取り出そうとするような行為はな
い。（ロ）において、水圧管路１１へ流す前の水からエ
ネルギーを取り出そうとする行為は何もない。故にダム
を作る莫大な費用と、多大な犠牲を払った広大な面積を
持つダム湖。これらは、まだ最大限生かされていない。
（ハ）において、この水車は軸が一個のため円形であ
る。その円形に沿て水を溜める部屋が複数あるが、その
重さによって軸を回転させようとする力が最大なのは、
真横の部屋のみであり、真上又は真下に近ずくにつれ、
その力は小さくなり、溜まっている水の重さを最大限利
用していない。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明は、図１のように
おもり３の重さを利用し発電する装置を考えた。プーリ
ー１，２にベルト５を設け軸を二個にした水車で、これ
をダム湖の水面と水圧管路の取水口１２の間に入れるこ
とにより、又は、現在の水力発電所１０の後ろに設置す
ることにより新たなエネルギーを得ようとするものであ
る。具体的に図２で説明する。まず図２の右側から見る
と、普通の水力発電はダムの水９が直接水圧管路１１に
流れ込み発電所１０に送られる。本発明は、直接流れ込
まないよう壁８，８ａ等で部屋１３を作り、上部に水の
取水口７を設け、中に図１のような２軸の水車を入れ
る。当然容器６はできるだけ多く設ける。又、二軸の水
車を湖のダムの壁１４の外側に設置することも考えられ
る。設置条件は、湖の水面と水圧管路の取水口１２の間
に置くことになるので図３のようになる。次に図２の左
側、発電所１０より排水された水を、図１のような２軸
の水車で受け取れるようにする。

【０００５】

【作用】このようにすると、図２の右側、ダムの水は、
水の取水口７より容器６に溜まる。この時容器６には水
が溜まり始め、同時に容器６ｆの水が排出し始める。こ
こで容器６ａ〜６ｅは常に満水状態にあり、それらの重
さの合計は莫大なものである。その重さによりベルト５
はこの図面の場合、反時計回りに動き発電機４を回し発
電する。例えば、大井川の畑薙第一発電所では。有効落差：最大１０１．^２ｍ常時７６．^９ｍ発電力：最大１３７ＭＷ常時６ＭＷ使用水量：最大１６０ｍ^３／ｓ常時１６．^２ｍ
^３／ｓである。ここで重要なのは使用水量である。この発電所では常時
使用量は１秒間に１６．^２ｍ^３であり、この場合を考え
る。この１６．^２ｍ^３／ｓの流量をまず容器６に流し込
み、同時に容器６ｆでこぼした使用済の水を水圧管路１
１に送れば理論的には発電所１０は今まで通りの発電を
行なうことができる。実際にはダム内の水圧分が減るた
め、有効落差が小さくなり、発電量も若干落ちるが本発
明で得る発電量に比べれば微々たるものである。

【０００６】

【実施例】図１のように軸を二個にした水車を発明し
た。そこで得られるエネルギーの大きさは容器６の数で
決まる。おなじ容量で効果を大きくするには、当然容器
６の深さを浅くし、多くの数の容器を設ける。１秒間に
容器６ａが６ｂの位置に来ると設定し、容器６ａ〜６ｅ
間の距離を、１０ｍとする。そして容器６の深さを１ｍ
とすると、容器は６ａ〜６ｊと１０個連なることにな
る。重さに換算すると合計で約１６０ｔ。この重さ
（力）で２軸の水車を回すことができる。そのエネルギ
ーで発電機４を回すことができる。例えばこの容器の深
さを５０ｃｍとすれば、２０個の容器を設けることがで
き、実に倍の３２０ｔの重さで２軸の水車を回すことが
できる。一つのダムで現在の発電量の数倍のエネルギー
を得ることも可能である。さらに図２の左側で、現在の
水力発電所１０から排水される水が出てくるところに注
目し、同じ考え方でこの排水をも利用する。ここでまず
図２の右側の、ダム内の水を取水口７から取る。という
ところを、発電所１０から排出された水を取る。という
ことに置き換える。つまり水力発電所１０より排出され
た水を図１の二軸の水車の容器６に溜め、その重さを利
用し、回転エネルギーとして得る。その力で発電機４ａ
を動かし電気を発生させる。そして最後には、そこで使
用済の水を川に流すようにする。この水量も同じく考え
ると、１６．^２ｍ／ｓであるから、全く同じ効果が得ら
れ、ここでも１６０ｔ以上の重さを利用でき発電機４ａ
を回すことができる。ここでベルト５と説明したが、実
際には何百トンもの重さに耐えなければならない。従っ
て図４、ベルト５が内にくい込まないよう図５のように
ローラー１６のような摩擦を少なくしたもので押さえて
やることも必要となる。図６では、レール１９を設け、
車輪１８，１８ａで挟み込むようにし重さを支える部分
と力を伝える部分を別々にすることも考えられる。又レ
ール１７と車輪１８ｂ，１８ｃを外側に設けてやればよ
り安定して支えられる。これらの時、車輪の数を複数に
すればより以上に安定する。これらはダムのある所で利
用するばかりではなく、普通の川の流れを利用すること
も可能である。今まで、プーリー、ベルト、ローラーと
説明してきたが、チェーン、ギヤ等の力を伝えるもの、
摩擦の少ないものであればよい。部屋１３内の二軸の水
車はダム湖内に限らず、ダム湖の水面から水圧管路の取
水口１２の間に設置すればよいので図３のように当然ダ
ム湖の外側の、その間に設置することも考えられ水中に
それらを設置するよりも技術的にも容易である。

【０００７】

【発明の効果】毎年電気使用量が増えている。反面、石
油資源の枯渇が心配され、約３割もの電力を賄っている
原子力発電も放射能廃棄物の処分で色々と問題が発生し
世界的にも縮少傾向にある。そんな中、本発明は無公害
であり、莫大な費用を費やして出来上がったダムという
設備をさらに生かすことができ、全体としてのコストも
下げることができる。現在の水力発電を行なうためにダ
ム湖があり莫大な水が溜めてある。そこからエネルギー
を取り出す方法は、一部を水圧管路１１を通して運動エ
ネルギーとして、それを水車に衝突させ電気エネルギー
として得る方法がある。他には、発電所で使用済みの水
を夜間電力を利用して汲み上げダム湖に再び戻す方法が
ある。それ以外の方法としては、そこには隠されたエネ
ルギーがあるのだが、今までそれを見い出すことができ
ず又は、その取り出す方法が考えられず、現在使用され
ていない。本発明はそれ以外の方法でダム湖の水を利用
しエネルギーを得るものである。もちろん現在の水力発
電はそのまま生かすことに大きな意義がある。湖の水の
重さ、つまり位置エネルギーがあるが、そのままではエ
ネルギーとして取り出せない。それを利用して連続して
エネルギーを取り出すには、新しい水を追加し、かつ同
量の水を排水する必要がある。本発明の、その排水、と
いう部分は現在の水力発電所１０の入水部分、つまり水
圧管路の取水口１２へと接続させ、それを満たし、新し
い水を追加するという部分は水の取水口７であり、その
条件をいづれも満たし水車を回してエネルギーを得てい
るのである。現在の水力発電に使用する以前にその水を
一度利用する。つまり同じ水を二度使用することで、と
りあえず現在の二倍のエネルギーが得られる。ここで現
在の水力発電所を上記の常時使用水量で考える。１６．
^２ｍ／ｓであれば、それが持つ位置エネルギー以上の力
を得ることは不可能である。ところが本発明はその水を
複数の容器６に溜めておき、それも使用することができ
より何倍にも、何十倍にものエネルギーとして取り出す
ことが可能である。又、本発明の条件である、新しい水
を追加し、かつ同量の水を排水する、を満たして大きな
エネルギーを得る考え方は、現在の水力発電所１０の入
水部分だけではなく、水力発電所１０から出される排水
部分にも及ぶ。図２の左倒部分で水力発電所１０より排
水される水を、新しい水を追加するというところにたと
え、同量の水を排水するというところは、川の中にまさ
しく排水する、ということになり、ここに二軸の水車を
置くと、ここでもエネルギーを得ることができる。又、
現在の水力発電所では、同じ川で数個のダム又は発電所
が設置されているが、落差が１００ｍ前後も必要とな
り、現在の数は限界に近い数である。本発明はその数十
分の一の距離で同等以上のエネルギーを得ることができ
る。ここで前述の容器６の深さ１ｍを容量を変えないで
半分にするだけで、実に倍の３２０ｔもの重さが利用で
きる。一つのダムで全体として現在の発電量の数倍のエ
ネルギーを得ることも可能である。さらに、さまざまな
技術的問題、使用場所の限界、又は、上記の説明では、
プーリー間の距離を１０ｍとして考えたが、それ以上と
する。これらをクリアーすればさらに数倍のエネルギー
が引き出せる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案で使用する二軸の水車の正面図である。

【図２】本考案の一部を断面図とした正面図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本考案の一部欠点を表す正面図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す正面図である。

【図６】本考案の他の実施例を示す正面図である。

【符号の説明】

１プーリー２プーリー３おもり４
発電機５ベルト６容器７取水口８壁
９ダムの水１０発電所１１水圧管路１２水圧管路の取
水口１３部屋１４ダムの壁１５水力発電所の排水口１６
ローラー１７レール１８車輪１９レール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダム湖の水面と水圧管路の取水口１２の間
に水車を設置し、上部に取水口７を設け又は、現在の水
力発電所の排水口１５と川の間に水車を設置し、エネル
ギーを取り出す装置。