水杯型“水力”・“潮力”・発電機とその設置方法。
【課題】川や海の水流を利用した発電。
【解決手段】小型の水杯型の羽根によって発電する。全方位の流れに対応し、微流速、又、前後・左右・上下の流れをも、三次元の半球状の″最小容積のカップ″で、水流を捕える。また、上方に向けて、羽根を、垂直軸水平回転させ、小型の一組の水杯羽根を垂直軸に、沿って、いくらでも、積み重ねる事により、同じ、狭い設置面積上に、小規模から大規模の発電をも、可能とした。
【解決手段】小型の水杯型の羽根によって発電する。全方位の流れに対応し、微流速、又、前後・左右・上下の流れをも、三次元の半球状の″最小容積のカップ″で、水流を捕える。また、上方に向けて、羽根を、垂直軸水平回転させ、小型の一組の水杯羽根を垂直軸に、沿って、いくらでも、積み重ねる事により、同じ、狭い設置面積上に、小規模から大規模の発電をも、可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
現在の水力発電所は、ダムの様な大規模な施設で導水管により、導びいて来た水力で、様々の形の羽根を、水中に、沈めて、発電する、大型の施設で、行なわれており、更に又、その電力を遠隔地に、ある大都市に、供給する為に、電圧を、自由に、変えて、送電できる、遠距離送電用に適した、交流発電方式で、送電しており、送電ロスの大きい、反エコロジー、反エコノミーな、大型の水力発電所と、なっています。
つまり、現状の水力発電は、再生エネルギーに位置しながら、環境に、大きな負担を、かける点からも、省エネの点からも高コスト体質の大型の施設と、なっています。
その為、エコロジー・エコノミー・省エネの再生エネルギーの時代に、なっても、適地が、なく、普及が、進まないのが、現状です。
現状で、更に水力発電を、普及する為に、残されている手段は、更に、電力ロスの大きい揚水発電しかないのが、現状です。
【発明が解決しようとする課題と手段】
今、資源エネルギー庁は、エネルギー自立国家を、目指して、再生エネルギーの全量買い取り制度を、推進しています。
その為、再生エネルギーの水力発電も送電ロスの多い遠距離送電の巨大なシステムの大型水力発電所では、なく、地産地消型エネルギーとして、全国各地、どこにでも設置でき、エコロジー・エコノミー、省エネの低コスト投資の直流発電の小型の、地産地消型の、水力発電所の普及を、図る必要が、あります。
【背景の技術】
日本は、平野が少なく、山が多い為、日本の川は、急峻で、流れが、速く、又、川は、全国各地どこにもあり、又、古くから疎水に、よる川そのものの、″水の流れのエネルギー″を直接利用するインフラとして、水車が、各地に、存在しています。
この水車の羽根に、よる垂直回転を、その羽根を、支えている垂直回転軸に、流水エネルギーを、効率良く、強力に、伝える事が、できれば、川の水力を、直接利用できる、小規模な水力発電所を、作ることが、できます。
この為には、川の流水力の流速を、効率良く、とらえ、垂直回転力に、変換する為に、従来の水を、くみ上げる為の重い水車の羽根ではなく、川の流速を、とらえる為の最小容積で、最大効率を、発揮する、半球状の、軽量且つシンプルな、三次元の水杯（カップ）型の羽根に、変えれば、いいのです。
そして、垂直回転軸から、その羽根を、支える様に、放射状に、取り付けられている、３ないしは、数個の水杯型羽根のアームの長さを、可能な限り、長くすれば、する程、それだけ″テコの原理″、で、水杯型の羽根はより力強く、効率よく垂直回転軸に、川や潮の流速を弱める事なく、水力を伝える事ができる。
そして、その垂直回転軸の端に、地産地消型、送電ロスのない至近距離送電用の直流発電機を、直接接続すれば、川や海を、直接利用する、エコロジー・エコノミー・省エネの低コスト投資の小型の水杯羽根の水力発電所が、全国各地に、地産地消型の再生エネルギー発電所として、普及が、図れる。
この様に、川の流れを、直接利用する場合、川の浮遊物に、よる、水車への障害の問題も、あるので、疎水に、より、川を、迂回させ、疎水に、落差が、あり、川の流速の増す場合に、この小型の水車型の水杯羽根の水力発電施設を、設けるのが、望ましい。
【発明の効果】
世界は、ＣＯ２削限の為、原油を中心とするエネルギーから、再生エネルギーの時代に、移ろうと、しており、又、人口の増加から、食料増産の為に、原油から水争奪戦の時代に、なっています。
食も、含めて、エネルギーの安全保障の観点からも、この貴重な水を、再利用する為の、田んぼに、水を導入する為の疎水整備は、今、時代の焦眉と、なっています。
川や、疎水を、使った、この小規模の水車型の水杯羽根発電は、環境に、負担を、かけない、エコロジーで低投資コストのエコノミー、で、更に、送電ロスのない省エネの地域自立型の、エネルギーの地産地消を、実現する小型水力発電機で、す。
食料も、含め、ほとんどのエネルギーを、輸入に、頼っている我が国に、とって、エネルギーの安全保障の観点からも、適地の少ない、再生エネルギーの中でも、生活文化を、守りつつ設置できる、この小型の水杯型″水力″・″潮力″発電機は昼夜発電するが、きまぐれな風力発電機よりは、効率的に、過疎地域でも、年中、絶える事のない、安定した″水力・潮力″を、利用する事は、環境に、負担を、かけることなく、地産地消の地域自立型の再生エネルギーの普及が、図れる。
事実、２０１１年４月から、兵庫県は、淡路島を、再生エネルギーと、食料エネルギーとの自立の島と、する為に、国に、規制緩和の総合特区申請を、しているのです。
【図１】
【図２】
【技術の分野】
現在の水力発電所は、ダムの様な大規模な施設で導水管により、導びいて来た水力で、様々の形の羽根を、水中に、沈めて、発電する、大型の施設で、行なわれており、更に又、その電力を遠隔地に、ある大都市に、供給する為に、電圧を、自由に、変えて、送電できる、遠距離送電用に適した、交流発電方式で、送電しており、送電ロスの大きい、反エコロジー、反エコノミーな、大型の水力発電所と、なっています。
つまり、現状の水力発電は、再生エネルギーに位置しながら、環境に、大きな負担を、かける点からも、省エネの点からも高コスト体質の大型の施設と、なっています。
その為、エコロジー・エコノミー・省エネの再生エネルギーの時代に、なっても、適地が、なく、普及が、進まないのが、現状です。
現状で、更に水力発電を、普及する為に、残されている手段は、更に、電力ロスの大きい揚水発電しかないのが、現状です。
【発明が解決しようとする課題と手段】
今、資源エネルギー庁は、エネルギー自立国家を、目指して、再生エネルギーの全量買い取り制度を、推進しています。
その為、再生エネルギーの水力発電も送電ロスの多い遠距離送電の巨大なシステムの大型水力発電所では、なく、地産地消型エネルギーとして、全国各地、どこにでも設置でき、エコロジー・エコノミー、省エネの低コスト投資の直流発電の小型の、地産地消型の、水力発電所の普及を、図る必要が、あります。
【背景の技術】
日本は、平野が少なく、山が多い為、日本の川は、急峻で、流れが、速く、又、川は、全国各地どこにもあり、又、古くから疎水に、よる川そのものの、″水の流れのエネルギー″を直接利用するインフラとして、水車が、各地に、存在しています。
この水車の羽根に、よる垂直回転を、その羽根を、支えている垂直回転軸に、流水エネルギーを、効率良く、強力に、伝える事が、できれば、川の水力を、直接利用できる、小規模な水力発電所を、作ることが、できます。
この為には、川の流水力の流速を、効率良く、とらえ、垂直回転力に、変換する為に、従来の水を、くみ上げる為の重い水車の羽根ではなく、川の流速を、とらえる為の最小容積で、最大効率を、発揮する、半球状の、軽量且つシンプルな、三次元の水杯（カップ）型の羽根に、変えれば、いいのです。
そして、垂直回転軸から、その羽根を、支える様に、放射状に、取り付けられている、３ないしは、数個の水杯型羽根のアームの長さを、可能な限り、長くすれば、する程、それだけ″テコの原理″、で、水杯型の羽根はより力強く、効率よく垂直回転軸に、川や潮の流速を弱める事なく、水力を伝える事ができる。
そして、その垂直回転軸の端に、地産地消型、送電ロスのない至近距離送電用の直流発電機を、直接接続すれば、川や海を、直接利用する、エコロジー・エコノミー・省エネの低コスト投資の小型の水杯羽根の水力発電所が、全国各地に、地産地消型の再生エネルギー発電所として、普及が、図れる。
この様に、川の流れを、直接利用する場合、川の浮遊物に、よる、水車への障害の問題も、あるので、疎水に、より、川を、迂回させ、疎水に、落差が、あり、川の流速の増す場合に、この小型の水車型の水杯羽根の水力発電施設を、設けるのが、望ましい。
【発明の効果】
世界は、ＣＯ２削限の為、原油を中心とするエネルギーから、再生エネルギーの時代に、移ろうと、しており、又、人口の増加から、食料増産の為に、原油から水争奪戦の時代に、なっています。
食も、含めて、エネルギーの安全保障の観点からも、この貴重な水を、再利用する為の、田んぼに、水を導入する為の疎水整備は、今、時代の焦眉と、なっています。
川や、疎水を、使った、この小規模の水車型の水杯羽根発電は、環境に、負担を、かけない、エコロジーで低投資コストのエコノミー、で、更に、送電ロスのない省エネの地域自立型の、エネルギーの地産地消を、実現する小型水力発電機で、す。
食料も、含め、ほとんどのエネルギーを、輸入に、頼っている我が国に、とって、エネルギーの安全保障の観点からも、適地の少ない、再生エネルギーの中でも、生活文化を、守りつつ設置できる、この小型の水杯型″水力″・″潮力″発電機は昼夜発電するが、きまぐれな風力発電機よりは、効率的に、過疎地域でも、年中、絶える事のない、安定した″水力・潮力″を、利用する事は、環境に、負担を、かけることなく、地産地消の地域自立型の再生エネルギーの普及が、図れる。
事実、２０１１年４月から、兵庫県は、淡路島を、再生エネルギーと、食料エネルギーとの自立の島と、する為に、国に、規制緩和の総合特区申請を、しているのです。
【図１】
【図２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
▲１▼一定方向の″流れ″にしか、対応できない、水平軸垂直回転するプロペラ型の羽根とは、異なり、垂直軸水平回転する風杯型の羽根は″変り易い″″水力″・″潮力″の″流れ″を、前後・左右・上下という″全方位の流れ″をも、捕え、その上、羽根やシャフトの破損原因である、羽根を、方向転換させる為の装置も、不要となる、シンプルな低コストの構造である。
▲２▼″流れ″を受けとる風杯羽根の面積以上の何倍もの力を、風杯を、支えている″アームの長さ″に、比例して、「テコの原理」に、依り、回転力を、生み出す、垂直軸水平回転する風杯型風力発電機は、鉄の１／４の重量で、１０倍の強度を持つ「炭素繊維」で作られれば、錆びることもなく、そっくり、そのまま「水杯型″水力″・″潮力″発電機」と、なるのである。
▲３▼発電力を、大きくする場合、一組だけの羽根を巨大化させるしかない、水平軸垂直回転するプロペラ型の羽根とは、異なり、垂直軸水平回転する水杯型の羽根は、垂直軸上に、沿って、小型・低コストの一組の水杯型羽根の数を、いくらでも、上に重ねる様に、増設していけば、結果的に、同じ狭い設地面積上に、集積した形の巨大な羽根が、出現し、小規模から大規模の発電迄をも、可能とする究極の低コスト発電機である。
▲４▼上記▲１▼・▲２▼・▲３▼に依り、「水杯型″水力″・″潮力″発電機」は、″狭い場所″に″密接設置″が、可能となり、設置場所を選ばない″安定電源″として、低コストの再成エネルギー発電の普及が図れるのである。
以上、▲１▼・▲２▼・▲３▼・▲４▼の理由でもって、「出願審査中」の特願Ｎｏ．２０１０−２５０２６７の「風杯型風力発電機」をそっくり、そのまま、同じ物を、転用・使用した「水杯型″水力″・″潮力″発電機」を、「特許請求項目１．」とする。
【請求項２】
″請求項１″の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」を、″水力・潮力の流れ″に、沿って、水杯羽根の半分だけを、沈め水平軸垂直回転させ、発電させる。
水車型の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の設置方法。
【請求項３】
″請求項１″の水上と水中との上・下で、使用可能な、「水杯型″水力″・″潮力″発電機」自体を、船の″イカリ″の様なものに、係留させた、浮体構造物の水上と水中とに″真逆に設置″し、上・下それぞれ垂直軸水平回転させ、″水力・潮力″と″風力″とを、同時に発電させる、ハイブリット型の浮体構造物への設置方法。
【請求項４】
″請求項１″の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の本体そのものを、「漁礁」などと、一体化して、川や海の底に、沈めて垂直軸水平回転させ発電させる、着床型の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の設置方法。
【請求項１】
▲１▼一定方向の″流れ″にしか、対応できない、水平軸垂直回転するプロペラ型の羽根とは、異なり、垂直軸水平回転する風杯型の羽根は″変り易い″″水力″・″潮力″の″流れ″を、前後・左右・上下という″全方位の流れ″をも、捕え、その上、羽根やシャフトの破損原因である、羽根を、方向転換させる為の装置も、不要となる、シンプルな低コストの構造である。
▲２▼″流れ″を受けとる風杯羽根の面積以上の何倍もの力を、風杯を、支えている″アームの長さ″に、比例して、「テコの原理」に、依り、回転力を、生み出す、垂直軸水平回転する風杯型風力発電機は、鉄の１／４の重量で、１０倍の強度を持つ「炭素繊維」で作られれば、錆びることもなく、そっくり、そのまま「水杯型″水力″・″潮力″発電機」と、なるのである。
▲３▼発電力を、大きくする場合、一組だけの羽根を巨大化させるしかない、水平軸垂直回転するプロペラ型の羽根とは、異なり、垂直軸水平回転する水杯型の羽根は、垂直軸上に、沿って、小型・低コストの一組の水杯型羽根の数を、いくらでも、上に重ねる様に、増設していけば、結果的に、同じ狭い設地面積上に、集積した形の巨大な羽根が、出現し、小規模から大規模の発電迄をも、可能とする究極の低コスト発電機である。
▲４▼上記▲１▼・▲２▼・▲３▼に依り、「水杯型″水力″・″潮力″発電機」は、″狭い場所″に″密接設置″が、可能となり、設置場所を選ばない″安定電源″として、低コストの再成エネルギー発電の普及が図れるのである。
以上、▲１▼・▲２▼・▲３▼・▲４▼の理由でもって、「出願審査中」の特願Ｎｏ．２０１０−２５０２６７の「風杯型風力発電機」をそっくり、そのまま、同じ物を、転用・使用した「水杯型″水力″・″潮力″発電機」を、「特許請求項目１．」とする。
【請求項２】
″請求項１″の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」を、″水力・潮力の流れ″に、沿って、水杯羽根の半分だけを、沈め水平軸垂直回転させ、発電させる。
水車型の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の設置方法。
【請求項３】
″請求項１″の水上と水中との上・下で、使用可能な、「水杯型″水力″・″潮力″発電機」自体を、船の″イカリ″の様なものに、係留させた、浮体構造物の水上と水中とに″真逆に設置″し、上・下それぞれ垂直軸水平回転させ、″水力・潮力″と″風力″とを、同時に発電させる、ハイブリット型の浮体構造物への設置方法。
【請求項４】
″請求項１″の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の本体そのものを、「漁礁」などと、一体化して、川や海の底に、沈めて垂直軸水平回転させ発電させる、着床型の「水杯型″水力″・″潮力″発電機」の設置方法。
【公開番号】特開２０１２−１０７６１４（Ｐ２０１２−１０７６１４Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３９１６（Ｐ２０１１−２４３９１６）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５１００５９３０９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５１００５９３０９）
【Ｆターム（参考）】
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