特開 2023-169075 水車型発電システム

(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】P2023169075

(43)【公開日】2023-11-29

(54)【発明の名称】水車型発電システム

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/12 20060101AFI20231121BHJP

   E02B 9/08 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

F03B13/12

E02B9/08

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022089935

(22)【出願日】2022-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】522219308

【氏名又は名称】嶋崎 秀利

(72)【発明者】

【氏名】嶋崎 秀利

【テーマコード（参考）】

3H074

【Ｆターム（参考）】

3H074AA08

3H074AA12

3H074BB10

3H074BB11

3H074CC02

3H074CC11

(57)【要約】

【課題】水の重量エネルギーと水による浮力エネルギーを活用し、いくつかのアイデアを 加え、さらに蓄電・配電システムの構築により安定的電力を確保する「水車型発 電システム」を出願した。
風力、太陽光、ともに発電時の弱点があり、これを補完するシステムとしたい。 当システムの設置場所は、湖や港湾付近にて考えたが、小電力と水が確保できれ ばどこでも可能である。
【解決手段】適正水面高、水車断面形状などいくつもの確認事項もあり、重要な発電力が 期待どおり得られるか確認するため、仮設プールを設置し、実証実験するしかな い。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流水力に頼らない水車型発電システム。
ドーナツ状の車輪は５分割し、内部に注水する。車輪の一部は水中にあり、水の重さや浮力と回転推進力に「請求項３、４」を使用し、水車の回転力から発電し、小電力を大電力に変換する。

【請求項2】

「請求項１」に併せて蓄電ネットワークにより安定的電力を確保する。

【請求項3】

回転推進力にスクリュー（プロペラ）を使用する。
動力は水中モーターとし、パワーは１０馬力程度とする。

【請求項4】

車輪をブロック化（３、５、７にブロック化）し、ブロック毎に１対の急速吸水・排水弁を設け、吸水・排水により車輪全体の重量バランスを崩し、また水放出時の反作用力により回転力アップに繋げる。本申請は５ブロックで申請した。
排水にはプロペラシャフトと多孔管、水中モーター及び急速開閉弁を使用する。

【請求項5】

回転車輪の先端部の形状は鋭角的（できる限り板状）にし、車輪回転時の水抵抗及び車輪回転時の左右のブレの低減を図る。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、実証実験をしていません。アイデア的発想に基づいた案件です。

【0002】

港湾付近においては台風等を考え、中空ケーソンの中に設置するのが良い。
津波・高潮対策事業などとの合併施工も考えられる。ただ、メンテナンスの問題がある。

【0003】

１車輪当たり内抱水も含め、想定５ｔ～６ｔで考えたが、吸水・排水弁で軽量化の調整はできる。
１セット３車輪を基本としたが、理想的数は未定。

【0004】

車輪の設置水深は重力と浮力の相関関係があり、暫定水深で作図。
最低水位でも１ブロックが水浸されている状態が必要と思われる。

【0005】

海洋においては、干満差があり、設置海域の事前調査が必要。

【0006】

回転推進スクリューは直径２０ｃｍ程度のプロペラ、水中モーター１０馬力で考えた。

【0007】

急速吸水・排水部分は１００％の吸水・排水はできない。（回転速度の関係）５ブロック化された一部の排水があると重量バランスが崩れ回転力に繋がる。
また、急速吸水・排水弁を１ブロック当たり１対設置する。

【0008】

水抵抗を少なくするため、また、車輪回転時に左右ブレを少なくするため車輪横断面の先端はできる限り鋭角的形状とする。図面上は暫定図であり、先端に幅２５ｃｍ程度の板状の水面切裂き刃を付けたい。

【0009】

車輪シャフト上部は重さによる回転速度増加が期待され、下部は浮力発生と同時に、水抵抗により回転速度低下が予想される。

【0010】

逆回転防止装置が必要となる。

【0011】

発生電力は一旦蓄電装置にストックし、配電する。システム自体の運用電力は外部より購入し、差引電力がプラスになることが絶対条件となる。
非常時等は蓄電力により、自家発電力で運用できる形態とする。
メンテナンス時等に停止の必要があるため。

【0012】

車輪シャフトパイプ内に、モーター可動のための配線が必要となり、車輪と一緒に回転するが末端部においてネジレ防止装置が必要となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

脱炭素化社会の実現、地球を痛め、食い尽くさない世界へ。

【課題を解決するための手段】

【0014】

電力発生源に炭素由来の原料を使用しない自然エネルギーを活用。

【発明の効果】

【0015】

炭素系原材料の使用減、安定的電力価格、関連雇用の増加など。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】 側面図、ほぼ全体のイメージを表す。

【図2】 １車輪の外形立面

【図3】 同上の内部（断面）

【図4】 ５ブロックに分割した、１つのブロックの断面図

【図5】 スクリュー配置附近の車輪、切込みイメージ

【図6】 車輪センター部の接合及び電気ケーブルの配線イメージ

【図7】 電力流れ図

図１～図４ 車輪先端部に幅２５ｃｍ程度の水切り刃を表示していない。

【発明を実施するための形態】

【0017】

仮設プール等にて実証実験をし、適正水位、車輪の大きさ、断面形状等様々なデータを得る必要がある。高度な技術力を持った研究機関、団体、会社等に委託するしかない。

【符号の説明】

【0018】

１．推進スクリュープロペラ（水中モーター、１０馬力、直径２０ｃｍ程度）
２．排水回転スクリュー（急速排水及び回転力調整のため、直径２０ｃｍ程度）
３．多孔管（ブロック内の水を排水管に誘導するため、直径２０ｃｍ程度）
４．急速開閉弁（瞬時に開閉できる弁：電磁弁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】