(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023102236
(43)【公開日】2023-07-24
(54)【発明の名称】潮汐の干満差と浮力、圧力で水位をより高くして、大きな落差を作り、(潮汐、浮力)、水力発電の提供を致します。
(51)【国際特許分類】
F03B 13/26 20060101AFI20230714BHJP
E02B 9/00 20060101ALI20230714BHJP
【FI】
F03B13/26
E02B9/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2022015959
(22)【出願日】2022-01-11
(71)【出願人】
【識別番号】522046966
【氏名又は名称】舩田 三千▲徳▼
(71)【出願人】
【識別番号】522046977
【氏名又は名称】舩田 文恵
(71)【出願人】
【識別番号】522046988
【氏名又は名称】舩田 眞世
(72)【発明者】
【氏名】舩田 雅▲徳▼
【テーマコード(参考)】
3H074
【Fターム(参考)】
3H074AA06
3H074AA12
3H074BB10
3H074BB11
3H074CC11
(57)【要約】 (修正有)
【課題】自然エネルギーの潮汐と空気の圧縮で高低差を大きくして、海洋での水力発電と風圧発電を提供する。
【解決手段】潮汐の干満差圧力で空気を圧縮し、圧力空気が放出することで海水と共に水車を回転させ発電機を動かす。満潮になるとバルブを閉とし、バルブ操作で吸引風圧でタービンを廻し発電機を動かす。特種台船を用いた海水・空気混合圧発電は干潮から満潮に向かう6hrの4hr位を発電に活用出来る。満潮から干潮に向かう6hr中5hr位は風圧発電が可能となる。よって潮汐と圧縮空気圧力で3種の発電ができ莫大なエネルギーを取り出す事が可能となる。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
潮汐の干満差と浮力、圧力で水位をより高くして、大きな落差を作り、(潮汐、浮力)、水力発電の提供を致します。
【請求項2】
潮汐の干満差での空気圧縮で海水、又は池水を混合し、密度を高め、水車、ランナーを回し、発電機を動かす水力発電の提供を致します。
【請求項3】
潮汐の干満差で、高床式構造物内部の空気を圧縮、吸引する力でタービン、ランナーを回し、発電機を動かす風圧発電の提供を致します。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
構造物には、空気が入っており、密閉されています。側面壁は、最低水位よりも2.0~3.0m低く作り、風波の影響を受けないように造ります。また、
等で作り漏水が無いように造ります。干潮時から、最低有効落差2.5mの確
流通ができます、コンクリートの壁に支えられています。海水が上昇をしてき
移動を致します。
しますと、8.0+2.5=10.5m÷2=5.25m(平均)となります。
できます。
わが国の干満差の大きい所でありますと、浮力により、より高い高低差となり、海水での水力発電ができ、産業に役立つのではないかと思い、考えた次第です。
(選択図)
図1、
図5
(発明の名称)潮汐の干満差での空気圧縮で海水、又は池水を混合し、密度を高め、水車、ランナーを回し、発電機を動かす水力発電の提供を致します。
【0002】
海水、空気圧混合、発電
海水、池水と空気を混ぜ合わすことで、密度を高め、潮汐の圧力で水車、ランナーを回し発電の提供を致します。さらに、潮汐の圧力で風圧発電の提供を致
場合は、波浪等の影響を受けず、水位の安定と、ゴミ、流木等の害を受けない利点があり、設備に貝類、藻類等の付着が無く、メンテナンスは容易でありま
船に向かい、圧縮空気が押し出されます。この勢いで、海水を押し出しながら、
の高さにも左右されますが、4hr×2回8hr/日の運転ができます。また、
引されます。ここにKタービン、ランナーを設置し、風圧発電ができます。
5.5hr×2回で、11hr/日の運転ができます。
設備を備え、配管の切替、バルブ操作で海水、空気圧混合発電と風圧発電の併
りますので、周りを防波堤、消波提等の対策が必要となります。
(選択図)
図2、
図3
(発明の名称)潮汐の干満差で、高床式構造物内部の空気を圧縮、吸引する力でタービン、ランナーを回し、発電機を動かす風圧発電の提供を致します。
【0003】
潮汐の干満差で、高床式構造物内部の空気を圧縮、吸引する力でタービン、ランナーを回し、発電機を動かす風圧発電の提供を致します。
高床式の構造物を海面、及び、干満差の及ぶ所に作ります。構造物内部は空洞として丈夫な支柱で支えられ、側面は干潮時よりも何mも低く密閉した作りとします。また、側壁面を海底に埋め、波浪の影響の無い地下水による干満差圧力で空気の圧縮を致します。上面も丈夫な作りとして、配管、タービン、ランナー、発電機等の設置をします。満ち潮の時は、圧縮、干潮に向かいます時は吸引の圧力で、高床式構造物内部と上部とを配管で結びます。圧縮、吸引の切替も配管のバルブ操作で行います。逃げ道のない(配管)筒内を、圧力のかかった空気が流通を致しますので、風圧発電と致しました。
【発明が解決しようとする課題】
この潮汐浮力発電(水力発電)は潮汐の干満差が6hrごとに4回/日繰り返しますので、時間的な経緯を入れ説明させて頂きます。最初、干潮時に上下移
く波浪等の影響を受けないように側面を作ります。または、側面を地中に埋め地下水と致しますと風波の影響をありません。上部は鉄筋コンクリート作りとし、内部天井は満潮時よりも0.5m~2m位高く作ります。支柱も鉄筋コンクリートで作り堅固な作りとします。側面は鉄筋コンクリート及びコンクリート板としますが、水漏れ、空気漏れがない丈夫な作りとします。上部には空気
0%<位の重りを取り付けます。また、余剰空気で風圧発電を致します。その後、干潮に向かいます時は、配管の切り替えで吸引風圧での発電を行います。
の容器1m分は海面より高くなります。
後1.5hr~2.0hrで移動となりますと300×300×2.5=225.000tですから31t~41t/秒となります。この場合間口を広く水
路を通り150m×0.3m×1.0m=45t/秒となり穏やかな流速とな
+2)=1,417,500m
3-315,000m
3=1,102,500m
3空気が残っています。空気層としては5.4m分残っている事となります。この圧縮空気を風圧発電に用います。5.4-2.0=3.4m分となります。1102,500m
3÷5.4=204,166.6・・×3.4=694,166m
3残っております圧縮空気は、694,166m
3です。7.6×0m×69
~5.5hr、空気の吸引をします。この力を配管を切替え、吸引風圧発電とします。筒内を圧縮空気が流通致しますので、配管内であれば逃げ道がありませんので風圧、水力、落差、0mと位置づけました。係数7.6×高さ0m×m
3/秒と致し、水力発電と同じ計算式としています。450×450×5.0=1,012,500m
3 1,012,500÷5=202,500m
3 202,500m
3÷3,600=56.25m
3
7.6×0×56.25=427.5 427.5×5=
2,137.5kw
5,000÷3,600)=
665.0kw
易水門があり海水が干潮までに満水状態にまで入ります。満水になりますと自
0×2.5+300×300×2.5=450,000t、水深2.5m~7.
0×2.5=150,000t、水深2.5~5.0m(2.5+5.0)÷2=3.75m
450,000tを3hrで水力発電を致しますと
7.6×5.0×(150,000÷3,600)=1,583kw×3hr=4749.9kw×2回=9,499.9kw
150,000tを3hrで水力発電を致しますと
7.6×3.75×(150,000÷3,600)=1,187.4kw×2回=2,374.9kw 9,499.9+2,374.9=11,874.8kw
水力発電として、約≒11,874.8kwとなります。風圧発電として約4,267.5kw×2=8,535.0kwとなります。
併せますと、1日20,409.8kw
このような順路で発電の為のシステムと致します。
【課題を解決するための手段】
処置等の為に陸地を選定致し、機械設備を防御して安定した作業をすることが
きますよう、ショックアブソーバ、鉄版、バネ、ゴム、ローラ、タイヤ、空気、
ヤー、チェーン等でコンクリートブロックを重量物として取り付けていますの
い材質(鉄、パイプ、ガラスファイバー、FRP)等で作ります。水は方円の器に従うとありますが、単位面積あたり、1mの深さで、102.5g/cm
2、3mの深さで307.5g/cm
2でありますので、タワミ等に注意する為に、
時に上昇をして閉となりますから、水漏れは皆無となります。
槽とします。この水槽に、海水が入った状態で海面より0.5m位、浮く作り
プ、ガラス(グラス、ファイバー)FRP、ゴム等で連結配管をします。バルブ、逆止弁等も取り付け、空気の流通が円滑にできる作りとします。また、風
5.5hr風圧発電を致します。また、別の高床式の設備でありますと、満潮に向かう時も干潮に向かいましても、バルブにより、配管の方向転換を致しますと、圧縮、吸引による空気圧力発電が長時間できます。このシステム全体と設備に影響を与えます。波浪を少なくする為に、消波ブロック、防波堤等の設置が必要であります。
【発明の効果】
海水を満潮時海面より高く押し上げることを致しますので、その下にベース
水槽海水も不可欠であります。水力発電に必要な最低高さを確保する事ができ、
の構造物のシステムは必要となります。
発電ができます。また、満潮から干潮に向かいましては、配管の切替を致し、
この場合は、別の風圧発電をなります。
450×450×5=1,012,500m
3
1,012,500÷4hr=253,125m
3
253,125m
3÷3,600=70.3125m
3
7.6×70.3125×4=2,137.5kwとなります。
この場合、4回/日の運転となりますので、2,137.5kw×4=8,550kw/日となります。
水力発電の場合、干満差が仮に5mありますと、
10m 10m÷2=5m平均となります。
75m平均となります。
8,550kw+11,875kw=20,425kw
【発明の効果】
【実施例
】
海中に空気1m
3ありますと、海面上に海水約1m
3持ち上げることが出来ます。
この事から、海水を3m(1×1×3)持ち上げる為には、空気3m
3(1×1×3)の空気があれば海面より3m上昇する事になります。例えば、1m
3の海水を10m上昇させる為には、海水1m
3の入った容器の筒の下に10m
3の空気があれば良い事となります。この場合、海水中には空気1m
3分だけあり、他9m
3と海水1m
3は海面上にあり、海水1m
3は10m上昇したことになります。実
50×450×1=202,500m
3であり、1mの高さで、体積は2.25
・魚の陸上養殖とか、魚市場の使用海水とかに利用することができます。また、河川の近く、湖、沼の近くであれば農業用水の貯水、地下水の汲み上げは可能です。
(選択図)
図6
【産業上の利用可能性】
この考案は、潮汐の干満差と空気の力(浮力)で海水の入った広大な水槽を押し上げ、無動力で水位をより高くして、大きな落差を作り、水力発電を致します。また、潮汐の力で、海水と空気を混同させ、密度を高め、水力発電を致します。さらに、潮汐の干満差で、圧縮空気と吸引した空気を筒(配管)の中を通し、タービン、発電機を動かし、風圧発電を致します。無動力で効率良く、長時間、大容量発電でき社会に貢献できる技術の提供を致します。
私の父、舩田千代松(故人)が[(特開2004-150418(P2004-150418A)]、長年、浮力発電の研究を致しておりました事から、無動力で自然エネルギーの力で社会に役立つことを考えてまいりました。ヨーロッパ、北欧地方では、港湾の入口をダムで塞ぎ、満潮時に溜めた海水を干潮時に放出をして、スクリューを回し発電をするとあり、干満差が大きく潮汐発電が進んでいると理解しております。日本では、干満差の大きい所は、少ないと聞いています。また、港湾の入口を閉ざせる立地条件の良い所が少ない為か、私はまだ潮汐発電を行っているとは聞いていません。
私見ではありますが、ヒラメの陸上養殖をしていました時、海岸線より、10~30m位、離れた内陸の場所に取水の為に井戸8mΦ×3ヶ所掘り、地下海水を飼育水として、3,000t/hr位、ポンプupをしておりました時、外海の干満に合わせ、井戸内水位が変化をしておりました事から、海水が底面、側面からの自然流入で、地下海水として動くことを知っていますので、この発
ないように、底面、側面は水漏れのない、コーティングコンクリート、シート等で作ります。この方法でありますと、最低落差と満潮時の水位が確保できますが、自然条件でありますと、地下海水として大幅に水量が減少をして、落差が低くなりますので、その防止の為にも、この設備は必要であります。且つ、角々は湾曲をしたつくりとして、水圧が集中しないように致します。また、高床式の場合、側面部を干潮時より2.0~3.0m位、低く作りますと、通常風波の影響も無く、自然浄化作用も働くことと思います。もう一つは、側面壁を海底にまで作り、地下水と致します。この場合、波浪の影響は受けません。水力発電には、高低差が重要でありますので、浮力で海水の入った水槽を押し上げ、高低差を大きくするシステムで水力発電をする発案を致しました。
風圧発電の発想も、私共のヒラメ養殖場には、船の接岸の為に私設の桟橋をコンクリートで低く造っていたことから、夏の夕方、満潮付近には、出願人であります子どもたちが音のする所へ行き、涼しい風が吹いていると言って遊んでおりましたような事からの発想であります。高床式の構造物を作り、側面も干潮時よりも2.0~3.0m低く造りますと通常、風波の影響は無いと考えます。側面を海底に埋めますと、風波の影響は全く無くなり、安定した働きとなります。この風圧発電は、潮汐の干満差が一日約6hrごとに4回あります。干潮時、満潮時の約0.5hr位は海水の動きは止まっておりますが、他の時間は24hr-0.5hr×4=22hr位は、満ち潮、下げ潮として動いておりますので、この高床式構造物下の空気は、圧縮、吸引され、筒(配管)内を通り、タービレを回し発電機を回転させ、風圧発電をいたします。あわせて、22hr/日の運転が可能です。強圧とするには、短縮時間で使うことができます。尚、水力発電と風圧発電を併用しての使用もエネルギー源となります。高床式構造物内部の体積を大きくする事で可能です。システムとして大きな発電力となります。
【図面の簡単な説明】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-15
【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
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(
図1)で説明させて頂きます。干潮時には、▲1▼▲2▼共に海水が入っています。上部の▲7▼ハチマキ、浮力体のみ0.5m位、海面に浮いています。▲3▼の高床式構造物には、空気が入っており、密閉されています。側面壁は、最低水位よりも2.0~3.0m低く作り、風波の影響を受けないように造ります。また、側面壁を海底に埋め、地下水と致しますと波浪の影響は全くありません。▲4▼と▲5▼は内陸地に造った広大な水槽です。底面、側面共に、コンクリート、シート等で作り漏水が無いように造ります。干潮時から、最低有効落差2.5mの確保をして、3.5~4.0hr位で、▲z▼の自然流入口から海水が満潮時まで入る仕組みとしています。満潮になりますと、▲u▼×2、▲x▼の水門を閉とします。▲1▼▲2▼の構造物は、▲1▼に海水、▲2▼は空気が入ることとなりますので、▲6▼の海水の流通ができます、コンクリートの壁に支えられています。海水が上昇をしてきますと▲3▼内、空気は圧縮されてきます。▲1▼▲2▼の連結構造物は水位が上昇をしてきますと、▲7▼のみ海面上にある状態で0.5m位浮上しております。干潮時から、2.5hr~3.0hr経過致しますと▲3▼の圧縮空気が上下移動を致します。▲1▼▲2▼構造物の▲2▼下部容器内に▲V▼管を通り、移動してきます。▲2▼体積よりも▲3▼体積の方が大きく作っていますので、十分な空気量があります。例えば、▲1▼水槽内に3.0mの海水が入っており満潮時となった時、▲1▼水槽内海水を3.0m満潮時水位よりも高くするには、▲1▼の体積と同等<の圧縮空気が▲2▼に入りますと、▲1▼を3.0m押し上げる事となります。▲V▼管は、閉として▲3▼は、風圧発電に切替えます。▲1▼▲2▼構造物の構成は、▲1▼は海面上に3.0m上昇します。▲2▼は海面下に3.0mの圧縮空気が入っていることになります。▲1▼▲2▼構造物が上昇をしますと、▲Y▼▲ア▼が、▲1▼の▲ク▼浮力体を押し下げることとなり、▲Y▼通路を海水が流れ、▲4▼の基礎海水の上に入る事となります。▲V▼管は閉としていますが、▲1▼海水が▲4▼に移動する程、▲2▼は上昇をしてきます。ゆるやかに3hr位で海水移動を致します。
▲1▼の体積と▲4▼の体積が1メートルあたり、同体積で干満差5.0mでありますと、▲1▼水位3.0mですから、高さ8.0mとなり、最低有効落差2.5mとしますと、8.0+2.5=10.5m÷2=5.25m(平均)となります。この海水で▲P▼の水車を回し、▲O▼発電機で発電を致します。また、▲2▼内、空気を▲V▼管バイパスを通り、風圧発電に有効活用を致します。干潮時までには、▲1▼に海水の流入をさせるよう致します。▲3▼の高床式構造物も圧縮、吸引と風圧発電ができます。
わが国の干満差の大きい所でありますと、浮力により、より高い高低差となり、海水での水力発電ができ、産業に役立つのではないかと思い、考えた次第です。
【0002】
海水、池水と空気を混ぜ合わすことで、密度を高め、潮汐の圧力で水車、ランナーを回し発電の提供を致します。さらに、潮汐の圧力で風圧発電の提供を致します。(
図2)で説明させて頂きます。0は海に浮かぶ特種台船であります。▲I▼は高床式の密閉をされた構造物です。▲B▼の底側より海水が流入するものと、▲B▼側面も▲L▼地中に埋め、地下海水が流入するものと二通りあります。地下海水の場合は、波浪等の影響を受けず、水位の安定と、ゴミ、流木等の害を受けない利点があり、設備に貝類、藻類等の付着が無く、メンテナンスは容易であります。▲A▼潮位が上昇をしてきますと、▲B▼の水位も上昇をします。上昇する事で、▲C▼の空気を圧縮することとなります。▲J▼の高さ分、圧縮を致しますと、▲D▼から▲H▼台船に向かい、圧縮空気が押し出されます。この勢いで、海水を押し出しながら、▲E▼水車を回転させます。この回転力をF発電機に伝え、電力を起こします。Jの高さにも左右されますが、4hr×2回8hr/日の運転ができます。また、干潮に向かいましては、▲B▼が低下をしてきますと、▲G▼より空気が▲C▼に向かい吸引されます。ここにKタービン、ランナーを設置し、風圧発電ができます。
5.5hr×2回で、11hr/日の運転ができます。
風圧発電等の場合は、▲I▼の構造物と上部にタービン、ランナー、発電機、変電設備を備え、配管の切替、バルブ操作で海水、空気圧混合発電と風圧発電の併用ができます。▲I▼、▲H▼の設備も波浪には、弱くあり、且つ、海上での電気でありますので、周りを防波堤、消波提等の対策が必要となります。
【0003】
潮汐の干満差で、高床式構造物内部の空気を圧縮、吸引する力でタービン、ランナーを回し、発電機を動かす風圧発電の提供を致します。
高床式の構造物を海面、及び、干満差の及ぶ所に作ります。構造物内部は空洞として丈夫な支柱で支えられ、側面は于潮時よりも何mも低く密閉した作りとします。また、側壁面を海底に埋め、波浪の影響の無い地下水による干満差圧力で空気の圧縮を致します。上面も丈夫な作りとして、配管、タービン、ランナー、発電機等の設置をします。満ち潮の時は、圧縮、干潮に向かいます時は吸引の圧力で、高床式構造物内部と上部とを配管で結びます。圧縮、吸引の切替も配管のバルブ操作で行います。逃げ道のない(配管)筒内を、圧力のかかった空気が流通を致しますので、風圧発電と致しました。
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この潮汐浮力発電(水力発電)は潮汐の干満差が6hrごとに4回/日繰り返しますので、時間的な経緯を入れ説明させて頂きます。最初、干潮時に上下移動を致します。▲1▼上部▲2▼下部の連結構造物は▲1▼の水槽に海水が満水入っており、上部▲7▼鉢巻浮力体の分0.5m位海面に浮いています。自然流入口、簡易水門は閉となっています。▲3▼の高床式構造物は年間最大干潮時よりも2~3m位低く波浪等の影響を受けないように側面を作ります。または、側面を地中に埋め地下水と致しますと風波の影響をありません。上部は鉄筋コンクリート作りとし、内部天井は満潮時よりも0.5m~2m位高く作ります。支柱も鉄筋コンクリートで作り堅固な作りとします。側面は鉄筋コンクリート及びコンクリート板としますが、水漏れ、空気漏れがない丈夫な作りとします。上部には空気口・空気弁・風圧発電装置等、側面は▲2▼と連結をして空気の流通を致します。筒・配管▲V▼(FRP・エスロンパイプ・ガラスファイバー・鉄・ゴム等)を取り付け、バルブ・フートバルブ等で空気流量の調節を致します。この▲3▼の高床式構造物は、潮汐の力で空気を圧縮して▲2▼下部に空気を送り込み▲1▼▲2▼を上昇させ▲1▼水槽を海面より高く押し上げ▲4▼水槽内の基礎海水上に樋を通って▲1▼海水を移す為のエネルギー源です。この流れを円滑にする為には▲6▼と連携をし▲9▼には5.0%<位の重りを取り付けます。また、余剰空気で風圧発電を致します。その後、干潮に向かいます時は、配管の切り替えで吸引風圧での発電を行います。▲4▼▲5▼の水槽には満潮前2.5hr~3hr位より▲4▼▲5▼▲Z▼の自然流入口から海水が流入を致しています。満潮になりますと水門▲U▼を閉として貯水をします。▲X▼も閉とします。この基礎となります海水の上に▲1▼の海水を移す事となります。仮定ではありますが干満差5.0m、水槽の大きさ▲1▼▲2▼の上下構造物は、一辺の長さ300mの正方形、▲5▼の水槽は一辺200m、300mの長方形と致します。▲1▼は300×300×2.5m海水が入っていると致しますと、干潮時から2.5hr~3.0hrで2.5m潮位が上がりますと、▲1▼▲2▼の構造物は、干潮時より2.5m上昇致します。▲3▼の構造物は海底に固定しており潮位のみ2.5m上昇して、中の空気は圧縮されておりますが、▲1▼▲2▼が更に潮位が上がって上昇しますと▲3▼の圧縮空気が▲V▼に移動流入をして来ます。▲2▼に空気量が3.5m分移動致しますと▲1▼▲2▼は海面より3.5m上昇する事となります。この3.5m空気の構成は▲1▼の水槽2.5mと▲2▼の容器1mで3.5mでありますが▲2▼の容器1m分は海面より高くなります。
海面上に上昇しますのは▲1▼の水槽内海水2.5m、▲2▼容器1.0m分合わせて3.5mとなります。海面下は▲2▼の容器内2.5m分の空気となります。正確には▲1▼水槽上部鉢巻等の別重量が掛かっていますので、その分▲2▼下部容器に空気を入れ増す事となります。▲1▼~▲4▼へ▲Y▼を通って海水の移動をします。満潮前後1.5hr~2.0hrで移動となりますと300×300×2.5=225.000tですから31t~41t/秒となります。この場合間口を広く水門50m×3=150或いは150m×1=150とすれば水門上部より▲Y▼通路を通り150m×0.3m×1.0m=45t/秒となり穏やかな流速となります。その後▲3▼~▲2▼は閉としておりますが▲3▼は450m×450m×7(5+2)=1,417,500m3-315,000m3=1,102,500m3空気が残っています。空気層としては5.4m分残っている事となります。この圧縮空気を風圧発電に用います。5.4-2.0=3.4m分となります。1102,500m3÷5.4=204,166.6・・×3.4=694,166m3残っております圧縮空気は、694,166m3です。7.6×0m×694,166m3÷3,600=1465.0kw次に▲3▼が干潮に向かい、5.0~5.5hr、空気の吸引をします。この力を配管を切替え、吸引風圧発電とします。筒内を圧縮空気が流通致しますので、配管内であれば逃げ道がありませんので風圧、水力、落差、0mと位置づけました。係数7.6×高さ0m×m3/秒と致し、水力発電と同じ計算式としています。450×450×5.0=1,012,500m3 1,012,500÷5=202,500m3 202,500m3÷3,600=56.25m3
7.6×0×56.25=427.5 427.5×5=2,137.5kw
一方、▲1▼の移動を終えますと、▲2▼の空気300×300×3.5m=315,000m3を▲V▼管のバイパス配管で風圧発電と致します。7.6×0m×(315,000÷3,600)=665.0kw
▲2▼の空気が抜けますと▲1▼も低下をして参ります。▲1▼には海水の自然流入口、簡易水門があり海水が干潮までに満水状態にまで入ります。満水になりますと自然流入口、簡易水門は閉とします。▲4▼の水槽の海水の水力発電は300×300×2.5+300×300×2.5=450,000t、水深2.5m~7.5m、(2.5+7.5)÷2=平均5.0m▲5▼の水槽の海水量は300×200×2.5=150,000t、水深2.5~5.0m(2.5+5.0)÷2=3.75m
450,000tを3hrで水力発電を致しますと
7.6×5.0×(150,000÷3,600)=1,583kw×3hr=4749.9kw×2回=9,499.9kw
150,000tを3hrで水力発電を致しますと
7.6×3.75×(150,000÷3,600)=1,187.4kw×2回=2,374.9kw 9,499.9+2,374.9=11,874.8kw
水力発電として、約≒11,874.8kwとなります。風圧発電として約4,267.5kw×2=8,535.0kwとなります。
併せますと、1日20,409.8kw
このような順路で発電の為のシステムと致します。
【課題を解決するための手段】
【0005】
海は、波浪もあり、電気関係は塩害に弱い為に、▲4▼▲5▼は工事、メンテナンス処置等の為に陸地を選定致し、機械設備を防御して安定した作業をすることが望まれます。▲1▼▲2▼の上下連結構造物は、不安定である為、▲6▼を海水の流通のできる、鉄筋コンクリートを支柱と組み合わせ、固定をして▲1▼▲2▼の上下移動を円滑にする。▲1▼~▲4▼に海水の移動をする為▲Y▼が壁面シートを押し下げますので、この部分は間隔を取り、▲Y▼×3ヶ分、支柱と致します。また、支障なく移動できますよう、ショックアブソーバ、鉄版、バネ、ゴム、ローラ、タイヤ、空気、発ぽう剤等を活用し、補助致します。▲1▼▲2▼の上下構造物を押し上げる為には、▲1▼の水槽も堅固で軽い丈夫な骨組みと、軽いFRP、ガラスファイバー、シート等で作り、水漏れの無いようにします。▲2▼下部容器は、骨組みも軽くて丈夫なパイプ等で▲1▼上部水槽と連結をして、側面は、FRP、ガラス、シート等で、空気漏れの無い作りとして、▲3▼から圧縮空気を受け入れます。▲1▼▲2▼は、不安定でありますので、重量負担を▲8▼▲9▼、底部側に5%<の負担の掛かる重量物を取り付け、安定を計ります。上昇、数値を確保できますと、▲9▼側底部より、ワイヤー、チェーン等でコンクリートブロックを重量物として取り付けていますので、▲2▼内、空気圧力が高まり安定致します。また、▲8▼▲9▼、底部骨材は軽くて固い材質(鉄、パイプ、ガラスファイバー、FRP)等で作ります。水は方円の器に従うとありますが、単位面積あたり、1mの深さで、102.5g/cm
2、3mの深さで307.5g/cm
2でありますので、タワミ等に注意する為に、鉄橋等の骨組み作りとして安定した構造物とします。▲1▼~▲4▼へ海水を移動の場合、(
図5)で説明させて頂きます。固定されている▲Y▼に▲1▼の▲イ▼が上昇してきますので、▲Y▼の重さで、▲ア▼が▲イ▼を押し下げることとなります。▲ア▼の高さを高くしておりますので、▲ク▼の上部より、▲Y▼に海水が流れ出ることとなります。▲ウ▼は▲エ▼と▲オ▼を連結して、シートを固定とスライドをします。▲イ▼がスライドをして下れば▲カ▼チャックも開放され、開いてきます。開いたチャックを留め置く為▲ウ▼は必要です。▲キ▼は▲Y▼の重さで下降します。▲イ▼が上昇するときは、▲Y▼は固定でありますので、▲1▼本体が下降をしますと海水が中に入ってきます。▲ク▼が浮力体ですから、▲イ▼がスライドして上昇して、扉を閉とします。この時、▲キ▼チャック、浮力体も同時に上昇をして閉となりますから、水漏れは皆無となります。
上下連結をした容器で、▲1▼の水槽に海水が▲11▼流入口及び▲10▼簡易水門より入る水槽とします。この水槽に、海水が入った状態で海面より0.5m位、浮く作りとして堅固に作ります。下の▲2▼容器は、上部海水の入った▲1▼水槽を海面より高く持ち上げる為の空気層となります。▲3▼構造物と▲2▼容器もVPエスロン、パイプ、ガラス(グラス、ファイバー)FRP、ゴム等で連結配管をします。バルブ、逆止弁等も取り付け、空気の流通が円滑にできる作りとします。また、風圧発電もできるよう、▲V▼にバイパス配管を取り付け、▲3▼上部にタービン、発電機を設置して、▲1▼の海水移動が終えました後、▲2▼空気層を風圧発電とする事ができます。▲1▼水槽を押し上げた後▲3▼に残りました余剰空気で、風圧発電も致します。▲3▼内部に取り入れる吸引空気を活用して、下げ潮となりましても、5~5.5hr風圧発電を致します。また、別の高床式の設備でありますと、満潮に向かう時も干潮に向かいましても、バルブにより、配管の方向転換を致しますと、圧縮、吸引による空気圧力発電が長時間できます。このシステム全体と設備に影響を与えます。波浪を少なくする為に、消波ブロック、防波堤等の設置が必要であります。
【発明の効果】
【0006】
海水を満潮時海面より高く押し上げることを致しますので、その下にベース海水と合わせ、水位をより高くすることができます。▲4▼▲5▼に自然流入させる、水槽海水も不可欠であります。水力発電に必要な最低高さを確保する事ができ、また▲2▼の構造物内部の空気の力で海水を高く押し上げますので、▲1▼▲2▼▲3▼▲4▼▲5▼▲6▼の構造物のシステムは必要となります。
▲3▼構造物の風圧発電もできます。▲2▼の浮力に使いました残りの余剰空気で風圧発電ができます。また、満潮から干潮に向かいましては、配管の切替を致し、5.0~5.5hrの筒内風圧発電ができます。▲1▼~▲4▼に海水の移動を致しますと、▲2▼の空気をV配管のバイパスを通って、風圧発電をすることができます。
この場合は、別の風圧発電をなります。
▲3▼単独での風圧発電を仮に致しますと、
450×450×5=1,012,500m
3
1,012,500÷4hr=253,125m
3
253,125m
3÷3,600=70.3125m
3
7.6×70.3125×4=2,137.5kwとなります。
この場合、4回/日の運転となりますので、2,137.5kw×4=8,550kw/日となります。
水力発電の場合、干満差が仮に5mありますと、
▲4▼に▲Z▼から自然流入で300×300×2.5m=225,000t
▲5▼に▲Z▼から300×200×2.5=150,000t
▲1▼~▲4▼へ300×300×2.5=225,000tとなりますと、
▲4▼=450,000t、高さ5m+2.5m、最低高さ2.5m+7.5m=10m 10m÷2=5m平均となります。
▲5▼は単独計算として、高さ2.5m+5.0m=7,5m 7.5m÷2=3.75m平均となります。
11,875kw
8,550kw+11,875kw=20,425kw
【発明の効果】
【実施例0007】
海中に空気1m3ありますと、海面上に海水約1m3持ち上げることが出来ます。この事から、海水を3m(1×1×3)持ち上げる為には、空気3m3(1×1×3)の空気があれば海面より3m上昇する事になります。例えば、1m3の海水を10m上昇させる為には、海水1m3の入った容器の筒の下に10m3の空気があれば良い事となります。この場合、海水中には空気1m3分だけあり、他9m3と海水1m3は海面上にあり、海水1m3は10m上昇したことになります。実際に、このようなことを行うと致しますと、▲1▼に海水が1mの高さ分入っており、▲2▼の水深(高さ)が10m以上あるものと致しますと、▲2▼の1辺、長さ300m正方形で300×300×1に90,000m3です。▲3▼の1辺、長さ450×450×1=202,500m3であり、1mの高さで、体積は2.25倍あります。干満差が5.5mありますと、この事から▲3▼の空気が満潮となり、5.0m圧縮され▲2▼に移動を致しますと▲1▼の水槽は、11.25m上昇することとなります。構成と致しましては、▲2▼は海中に1m、海面上に10.25m、その上に、▲1▼海水の入った水槽1mがあることとなります。で、ありますから海面より11.25m、海水が上昇したことになります。このことから▲3▼の面積は広く必要であります。▲1▼▲2▼は軽くて丈夫な作りが必要であります。また、▲6▼の海水の流通するコンクリート壁も丈夫な作りが必要となります。
・魚の陸上養殖とか、魚市場の使用海水とかに利用することができます。また、河川の近く、湖、沼の近くであれば農業用水の貯水、地下水の汲み上げは可能です。
この考案は、潮汐の干満差と空気の力(浮力)で海水の入った広大な水槽を押し上げ、無動力で水位をより高くして、大きな落差を作り、水力発電を致します。また、潮汐の力で、海水と空気を混同させ、密度を高め、水力発電を致します。さらに、潮汐の干満差で、圧縮空気と吸引した空気を筒(配管)の中を通し、タービン、発電機を動かし、風圧発電を致します。無動力で効率良く、長時間、大容量発電でき社会に貢献できる技術の提供を致します。
私の父、舩田千代松(故人)が[(特開2004-150418(P2004-150418A)]、長年、浮力発電の研究を致しておりました事から、無動力で自然エネルギーの力で社会に役立つことを考えてまいりました。ヨーロッパ、北欧地方では、港湾の入口をダムで塞ぎ、満潮時に溜めた海水を干潮時に放出をして、スクリューを回し発電をするとあり、干満差が大きく潮汐発電が進んでいると理解しております。日本では、干満差の大きい所は、少ないと聞いています。また、港湾の入口を閉ざせる立地条件の良い所が少ない為か、私はまだ潮汐発電を行っているとは聞いていません。
私見ではありますが、ヒラメの陸上養殖をしていました時、海岸線より、10~30m位、離れた内陸の場所に取水の為に井戸8mΦ×3ヶ所掘り、地下海水を飼育水として、3,000t/hr位、ポンプupをしておりました時、外海の干満に合わせ、井戸内水位が変化をしておりました事から、海水が底面、側面からの自然流入で、地下海水として動くことを知っていますので、この発電の発想にも▲4▼▲5▼内陸水槽、及び、高床式水槽と致しましても、水位差が起きないように、底面、側面は水漏れのない、コーティングコンクリート、シート等で作ります。この方法でありますと、最低落差と満潮時の水位が確保できますが、自然条件でありますと、地下海水として大幅に水量が減少をして、落差が低くなりますので、その防止の為にも、この設備は必要であります。且つ、角々は湾曲をしたつくりとして、水圧が集中しないように致します。また、高床式の場合、側面部を干潮時より2.0~3.0m位、低く作りますと、通常風波の影響も無く、自然浄化作用も働くことと思います。もう一つは、側面壁を海底にまで作り、地下水と致します。この場合、波浪の影響は受けません。水力発電には、高低差が重要でありますので、浮力で海水の入った水槽を押し上げ、高低差を大きくするシステムで水力発電をする発案を致しました。
風圧発電の発想も、私共のヒラメ養殖場には、船の接岸の為に私設の桟橋をコンクリートで低く造っていたことから、夏の夕方、満潮付近には、出願人であります子どもたちが音のする所へ行き、涼しい風が吹いていると言って遊んでおりましたような事からの発想であります。高床式の構造物を作り、側面も干潮時よりも2.0~3.0m低く造りますと通常、風波の影響は無いと考えます。側面を海底に埋めますと、風波の影響は全く無くなり、安定した働きとなります。この風圧発電は、潮汐の干満差が一日約6hrごとに4回あります。干潮時、満潮時の約0.5hr位は海水の動きは止まっておりますが、他の時間は24hr-0.5hr×4=22hr位は、満ち潮、下げ潮として動いておりますので、この高床式構造物下の空気は、圧縮、吸引され、筒(配管)内を通り、タービレを回し発電機を回転させ、風圧発電をいたします。あわせて、22hr/日の運転が可能です。強圧とするには、短縮時間で使うことができます。尚、水力発電と風圧発電を併用しての使用もエネルギー源となります。高床式構造物内部の体積を大きくする事で可能です。システムとして大きな発電力となります。