JP2012077738A

JP2012077738A - 水力始動サイホン式設備

Info

Publication number: JP2012077738A
Application number: JP2010237970A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakafunatsu; 弘志中舩津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】従来の大型のサイホン方式では、垂直に水を高く上げようとする時にサイホンを始動させるために何らかのポンプが必要となる。本発明は、水タンクに水を注入するだけでサイホンが持続する、水力始動サイホン式水車発電設備を提供する。
【解決手段】水を入れるタワーの下に取水弁を設け、この弁をタワー内の水が少なくなると解放するようにしておくこと。水を入れるタワーの中に、３Ａ・３Ｂサイホン管を３Ｃサイホン管内で切ることで水の落下を防止する。同じく、４Ｃ、４Ｂ、４Ａタンクも水の落下を防止する。又、４水タンクは空気の滞留場所にもなり、空気の滞留センサーをそれぞれ取付けて９Ａ、９Ｂ、９Ｄのタンクに溜まった空気を一個所づつ９Ａ、９Ｂ、９Ｄの開閉弁を締めて、６空気抜き弁をあけて５注水弁から水を入れる。満タンになると５，６弁を締めて９弁を開放すればサイホンは持続する。このように、サイホンの力を最大に引き出す設備です。
【選択図】図１

Description

地球温暖化がすすんでいる中、クリーンエネルギーの開発が急がれる。それに応えられる水力始動サイホン式設備を提供する。この設備は取水口と排水口の両方を水面下におき、排水口側に水車を設置し水車のはね部分を水面から出して、その上に排水弁をつけて発電する水力始動サイホン式設備です。

水力クリーンエネルギーは、大規模では河川にダムを造り落差のとれる場所までズイドウを造り、水車発電をしている。又下流の環境のために放流している水がある。

中小規模水力発電は、水の水位差（落差）を利用するものであるが、利用方法には河川からの水路式、貯水池式、調整池式と方法はあるが、水力発電は水位（落差）をとれる場所が少ないことが課題である。

特開平５−１４８８２６号公報（Ａ）段落番号０００６特開平５−１５７０３８号公報（Ａ）段落番号００１８

従来の大規模発電では、ダムの下流の環境のために放流しなくてはならない水がある、又ズイドウを造る費用が大変大きいこと。

中小規模発電は、取水側の水位と排水側の水位（落差）のとれる場所まで、取水施設を造り水圧管を利用して発電をする方法。用水路を設けて水圧管を利用している。洪水時の浸水範囲に該当しないかなどの条件は、水力設備の配置に影響する。上記のように中小規模発電は、設置場所が限定されること。

海水の場合、干満の潮位を利用した発電方法もあるようですが、効率面に課題がある。

ダムの堰堤の内側に、１水を入れるタワーとタワーの中にサイホン管３Ａ・３Ｂ・３Ｃを設ける。上部に４Ｂ・４Ｃのタンクを設け、２Ｂサイホン管で堰堤の外側に出して、サイホン管２Ａと水タンク４Ａを設置してダムの堰堤の下に水車のはね部分を水面からだして、その上に７排水弁を設置して発電をすれば、放流する水が有効に使える。

大中小規模の発電の場合図３，４で示すように、取水側の水位と排水側の水位が小さくても大きくても対応が可能です。理由はタワーの中に水を満タンにしておいて７排水弁を開放すると、タワー内の水の重量でサイホン管をとうし水位の低い方に流れる水の特徴を利用しているため、水量、取水側、排水側との配管の大小タワーを高く、又は低くすることで設置場所に適合する事ができる。

海水の干満を利用する場合、図５，６で示すように海に堰堤を並べて２個所造り、それぞれ水門を設置して満潮時に水門を締めて堰堤の中と外の潮位（落差）が６０ｃｍぐらいになるとサイホンを始動させる。干潮時には満潮時の反対となる。水門を開放するときは、堰堤の内と外との水位が同じになったときに開放する。２個所の堰堤は干満を使い分けること。又、堰堤内の水量はたとえば干満の潮位が１８０ｃｍの場合、堰堤の内測の水を発電に使用する場合、４０ｃｍつまり外側と内側の水位（落差）を大きくしておく。干潮時に使用する堰堤の水位（落差）が６０ｃｍになるのを補うため、この様に２個所の堰堤をセットで使えば２４時間発電が可能になる。

大型ダムでは、下流の環境のために放流している水をダムの堰堤に本発明を設置することで、水の無駄がなくなる。又、取水側と排水側の落差が大きいので大きな発電が可能です。又、設置費用も節約することができる。

大中小規模水力発電の場合、取水側の水位と排水側の水位が大中小と使い分けができることで、水力発電の設置場所が多くなり、工事費も節約できて水の無駄がなくなる。

干満を利用する場合、海に堰堤を２ヶ所造り水門を設置して、満潮時に水門を締めて堰堤の中と外の潮位が６０ｃｍぐらいになるとサイホンを始動させる。干潮時には満潮時の反対となる。水力始動サイホン式設備を設置することで、２４時間安定した水力発電が可能になる。

本発明を海で利用する場合、図５排水側の水位が上下するため船を排水側に浮かべて、本発明を船にに設置すること。

水力始動サイホン式設備の実験の概要図である水力始動サイホン式設備の水を入れるタワーの部分の断面図である水力始動サイホン式設備の大型ダムの設置図水力始動サイホン式設備の中小規模の堰堤を造り設置した図水力始動サイホン式設備の海に堰堤を造り干満を利用する設置図水力始動サイホン式設備の海に堰堤を造り干満を利用する平面図

以下、本発明の実施の形態を説明する。
イ．図１で説明します。はじめに各弁を開放する。一番目に１水を入れるタワーの下にある取水口８の取水弁を締める。タワー内の水が少なくなると外の水がタワー内に入る仕組みにしておく。２番目に７排水弁をしめる。３番目に水を入れるタワーの上部か、又は水タンク上部の注水弁５Ａから水を注水する。図面にはないが、ポンプとホースを使って注水する。水を入れるタワーが満タンになると９Ｃ・９Ｄ弁を締めて、４番目に水タンク５Ａの注水口から水を注水する。４Ａ・４Ｂのタンクが満タンになると、両注水弁と空気抜き弁を締める。５番目に５Ｂの注水口から水を注水する。満タンになると注水弁と空気抜き弁を締める。６番目に９Ｃ・９Ｄ弁をあける。７番目に８取水弁を開放して７排水弁を開放すると、図２の矢印の様に水が流れてサイホンが始動する。
ロ．図１の上部、水タンク３ヶ所の役割。サイホン内の水の落下を防止する。水の中の気体、及び空気の溜まり場、タワー内の３Ｃサイホン管も水の落下を防止する。３Ｂ・３Ａサイホン管は、２Ａサイホン管よりも大きくしている。９Ａ・９Ｂ・９Ｄは、上部タンクの上部に溜まった空気を抜くときに締め、６弁空気抜きを緩めて５弁から注水する。注水が済むと５・６弁を締める。そして、９弁Ａ・Ｂ・Ｄを開放するとサイホンは持続する。一ヶ所ずつ注水をして弁を締める。
ハ．１水を入れるタワー３ｍｍ×内１５ｃｍ
サイホン管２Ａ内４ｃｍ
４水タンク１ｍｍ×内１５ｃｍ
サイホン管３Ａ・Ｂ内６ｃｍ
サイホン管３Ｃ内１０ｃｍ
上部水位、下部水位の落差８０ｃｍ
毎分排水量７０〜８０ｌ

１水を入れるタワー
２サイホン管
３サイホン管
４水タンク
５注水弁
６空気ぬき
７排水弁
８取水口
９開閉弁
１０上部水位
１１下部水位

Claims

水を入れるタワーの下に水圧で開放する弁を設け、排水弁を放出にすることでタワー内の水がサイホン管を通して放出され、自発的にサイホンが始動する。又タワー内のサイホン管より放出側２Ａサイホン管を小さくすることを特徴とした、水力始動サイホン式設備です。
タワー上部に３ケのタンクを取付けることで、タワー内のサイホン管の水の落下をとめる動きと、サイホン管内の水に混入する気体の滞留場所になり。又、８開閉弁を締めて空気ぬき弁をあけて注水弁から水を注入して両弁を締めて、８開閉弁をあけると、サイホンは持続する。水タンクに水又は、空気量をはかるセンサーを取り付けることを特術とした水力始動サイホン式設備です。
水量、取水側の水位、排水側の水位の差によって、この方法はサイホン管、水を入れるタワー、水タンクを大きくしたり小さくしたり、又高くしたり低くしたりすることで、大中小規模の水力発電に対応することができることを特術とした水力始動サイホン式設備です。