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JP7576865B2 - Hydroelectric Power System - Google Patents
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Description

本発明は、水力発電システムに関する。 The present invention relates to a hydroelectric power generation system.

自然エネルギを利用した発電方法の一つに水力発電がある(例えば特許文献1)。水力発電は、水の位置エネルギを電気エネルギに変換する発電方法であって、発電用の水を高所に汲み上げる揚水発電も水力発電の一種である。水力発電で得られる電気エネルギは、二酸化炭素を殆ど排出しない再生可能エネルギとして注目されている。 Hydroelectric power generation is one of the methods of generating electricity using natural energy (see, for example, Patent Document 1). Hydroelectric power generation is a method of generating electricity by converting the potential energy of water into electrical energy, and pumped-storage power generation, in which water is pumped up to high altitudes for generating electricity, is also a type of hydroelectric power generation. Electrical energy obtained through hydroelectric power generation has attracted attention as a renewable energy source that emits almost no carbon dioxide.

特開2004-251259号公報JP 2004-251259 A

しかしながら、水力発電は、豊富な水資源を必要とするため、多くの電力を必要とする都市部や工業地帯から地理的に離れた場所に設置する必要があり、水資源が豊富な山間部等に設置場所が限られてしまう。しかも、水力発電は、発電に必要な多量の水を貯水する必要があるため大規模となってしまう。 However, because hydroelectric power plants require abundant water resources, they must be installed in locations geographically far from urban and industrial areas that require large amounts of electricity, and installation locations are limited to mountainous areas with abundant water resources. Furthermore, hydroelectric power plants are large-scale because they require the storage of the large amount of water needed to generate electricity.

本発明は、このような現状を鑑みてなされたものであり、都市部や工業地帯に設置可能な小型化された水力発電システムを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of this current situation, and aims to provide a compact hydroelectric power generation system that can be installed in urban and industrial areas.

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。 This application includes multiple means for solving at least some of the above problems, examples of which are as follows:

上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る水力発電システムは、第1の給水口と、前記第1の給水口よりも低い高さにある第1の排水口とを備えた第1の配管と、前記第1の排水口から排出された水で発電を行う第1のフランシスタービンと、前記第1のフランシスタービンから排出された水が供給される第2の給水口と、前記第2の給水口よりも低い高さにある第2の排水口とを備え、前記第1の配管よりも管径が大きい第2の配管と、前記第2の排水口から排出された水で発電を行うペルトンタービンとを有する。 In order to solve the above problems, a hydroelectric power generation system according to one aspect of the present invention includes a first pipe having a first water inlet and a first drain outlet at a height lower than the first water inlet, a first Francis turbine that generates power using the water discharged from the first drain outlet, a second pipe having a larger pipe diameter than the first pipe, a second water inlet to which the water discharged from the first Francis turbine is supplied and a second drain outlet at a height lower than the second water inlet, and a Pelton turbine that generates power using the water discharged from the second drain outlet.

前記第2の排水口から排出された水を分岐する複数の分岐配管を更に有し、前記ペルトンタービンは、前記複数の分岐配管の各々から排出された水を受ける複数の同軸の羽根車を有することができる。 The turbine may further include a plurality of branch pipes that branch the water discharged from the second drainage outlet, and the Pelton turbine may include a plurality of coaxial impellers that receive the water discharged from each of the plurality of branch pipes.

前記複数の分岐配管の各々は、分岐前と比べて管径が小さくすることができる。 The diameter of each of the multiple branch pipes can be made smaller than before branching.

前記ペルトンタービンから排出された水を貯めるプールと、前記第1の給水口に接続され、かつ前記第1の給水口よりも高い位置にあるチャンバと、前記プールと前記チャンバとを接続する揚水配管と、前記プールの水を前記揚水配管を介して前記チャンバに汲み上げるポンプとを更に有することができる。 The system may further include a pool for storing water discharged from the Pelton turbine, a chamber connected to the first water inlet and located higher than the first water inlet, a water pumping pipe connecting the pool and the chamber, and a pump for pumping water from the pool to the chamber via the water pumping pipe.

前記チャンバの内部は、水と、当該水の上方に広がる真空領域とからなることができる。 The interior of the chamber can consist of water and a vacuum region extending above the water.

前記第1の給水口は海面よりも低い位置にあり、前記第1の給水口から前記水として海水が供給されることができる。 The first water supply port is located below sea level, and seawater can be supplied as the water from the first water supply port.

前記第2の排水口から排出された水で発電を行う第2のフランシスタービンと、前記第2のフランシスタービンから排出された水が供給される第3の給水口と、前記第3の給水口よりも低い高さにある第3の排水口とを備え、前記第2の配管よりも管径が大きい第3の配管とを更に有し、前記ペルトンタービンは、前記第3の排水口から排出された水で発電を行うことができる。 The Pelton turbine further includes a second Francis turbine that generates power using the water discharged from the second drainage outlet, a third water inlet to which the water discharged from the second Francis turbine is supplied, and a third drainage outlet at a lower height than the third water inlet and having a larger pipe diameter than the second pipe, and the Pelton turbine can generate power using the water discharged from the third drainage outlet.

前記チャンバは、第1の床の上に設置されており、前記第1のフランシスタービンは、前記第1の床よりも下の階の第2の床に設置されており、前記第1の配管は、第1の床から前記第2の床に向かって延びることができる。 The chamber is installed on a first floor, the first Francis turbine is installed on a second floor below the first floor, and the first piping can extend from the first floor to the second floor.

本発明によれば、都市部や工業地帯に設置可能な小型化された水力発電システムを提供することができる。 The present invention provides a compact hydroelectric power generation system that can be installed in urban and industrial areas.

図1は、本実施形態に係る水力発電システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a hydroelectric power generation system according to this embodiment. 図2は、変形例に係る水力発電システムの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a hydroelectric power generation system according to a modified example.

以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、一実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all drawings for describing an embodiment, the same components are generally given the same reference numerals, and repeated description will be omitted. In the following embodiments, the components (including element steps, etc.) are not necessarily essential, unless otherwise specified or considered to be obviously essential in principle. In addition, when "consists of A," "consists of A," "has A," or "includes A," it goes without saying that other elements are not excluded, except when it is specifically specified that only that element is included. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of components, etc., it includes those that are substantially similar or similar to the shape, etc., except when it is specifically specified or considered to be obviously not essential in principle.

図1は、本実施形態に係る水力発電システムの構成図である。水力発電システム1は、例えば都市部の建物30に構築される発電システムである。建物30は、例えば、床20~23を備えたビルである。 Figure 1 is a configuration diagram of a hydroelectric power generation system according to this embodiment. The hydroelectric power generation system 1 is a power generation system constructed in, for example, a building 30 in an urban area. The building 30 is, for example, a building with floors 20 to 23.

一例として、水力発電システム1は、チャンバ2、配管3~7、揚水配管8、及びプール15を備える。 As an example, the hydroelectric power generation system 1 includes a chamber 2, pipes 3 to 7, a pumping pipe 8, and a pool 15.

チャンバ2は、発電用の水Wを貯めるための槽であって、最上階の床20の上に設置される。この例では、チャンバ2の高さを十分に高くし、床20での水Wの水圧が大気圧よりも大きくなるようにする。これにより、チャンバ2の内部において、水Wの上方に真空領域Vが広がる。 Chamber 2 is a tank for storing water W for power generation, and is installed on the top floor 20. In this example, the height of chamber 2 is set high enough so that the water pressure of water W at floor 20 is greater than atmospheric pressure. This creates a vacuum region V above water W inside chamber 2.

配管3は、床20からその階下の床21に向かって略鉛直下向きに延びると共に、給水口3aとそれよりも低い高さにある排水口3bとを備える。また、チャンバ2は、給水口3aよりも高い位置にあり、床20の近傍において給水口3aに接続される。これにより、チャンバ2の水Wは、その自重によって配管3内を給水口3aから排水口3bに向かって落下する。 The piping 3 extends substantially vertically downward from the floor 20 to the floor 21 below, and is equipped with a water supply port 3a and a drain port 3b at a lower height. The chamber 2 is located higher than the water supply port 3a, and is connected to the water supply port 3a near the floor 20. As a result, the water W in the chamber 2 falls from the water supply port 3a to the drain port 3b due to its own weight inside the piping 3.

排水口3bは、床21の近傍においてフランシスタービン11と接続される。フランシスタービン11は、床21の上に設置された発電用タービンであって、排水口3bから排水された水Wによって発電を行う。 The drain outlet 3b is connected to the Francis turbine 11 near the floor 21. The Francis turbine 11 is a power generating turbine installed on the floor 21, and generates power using the water W drained from the drain outlet 3b.

配管4は、配管3よりも管径が大きい配管であって、床21からその階下の床22に向かって略鉛直下向きに延びると共に、給水口4aとそれよりも低い高さにある排水口4bとを備える。給水口4aは、床21の近傍においてフランシスタービン11に接続される。フランシスタービン11で発電に使用された水Wは、その自重によって配管4内を給水口4aから排水口4bに向かって落下する。 Pipe 4 has a larger diameter than pipe 3, extends substantially vertically downward from floor 21 to floor 22 below, and has a water inlet 4a and a drainage outlet 4b at a lower height. Water inlet 4a is connected to the Francis turbine 11 near floor 21. Water W used to generate electricity in the Francis turbine 11 falls from the water inlet 4a to the drainage outlet 4b due to its own weight inside pipe 4.

排水口4bは、床22の近傍においてフランシスタービン12と接続される。フランシスタービン12は、床22の上に設置された発電用タービンであって、排水口4bから排水された水Wによって発電を行う。 The drain outlet 4b is connected to the Francis turbine 12 near the floor 22. The Francis turbine 12 is a power generating turbine installed on the floor 22, and generates power using the water W drained from the drain outlet 4b.

配管5は、配管4よりも管径が大きい配管であって、床22からその階下の床23に向かって略鉛直下向きに延びると共に、給水口5aとそれよりも低い高さにある排水口5bとを備える。給水口5aは、床22の近傍においてフランシスタービン12に接続される。フランシスタービン12で発電に使用された水Wは、その自重によって配管5内を給水口5aから排水口5bに向かって落下する。 Pipe 5 has a larger diameter than pipe 4, extends substantially vertically downward from floor 22 to the floor 23 below, and has a water inlet 5a and a drainage outlet 5b at a lower height. Water inlet 5a is connected to the Francis turbine 12 near floor 22. Water W used to generate electricity in the Francis turbine 12 falls from the water inlet 5a to the drainage outlet 5b due to its own weight inside pipe 5.

排水口5bは、床23の近傍においてフランシスタービン13と接続される。フランシスタービン13は、床23の上に設置された発電用タービンであって、排水口5bから排水された水Wによって発電を行う。 The drain outlet 5b is connected to the Francis turbine 13 near the floor 23. The Francis turbine 13 is a power generating turbine installed on the floor 23, and generates power using the water W drained from the drain outlet 5b.

配管6は、配管5よりも管径が大きい配管であって、床23から略鉛直下向きに延びると共に、給水口6aとそれよりも低い高さにある排水口6bとを備える。 Pipe 6 has a larger diameter than pipe 5, extends almost vertically downward from floor 23, and has a water supply port 6a and a drain port 6b at a lower height.

給水口6aは、床23の近傍においてフランシスタービン13に接続される。フランシスタービン13で発電に使用された水Wは、その自重によって配管6内を給水口6aから排水口6bに向かって落下する。 The water inlet 6a is connected to the Francis turbine 13 near the floor 23. The water W used to generate electricity in the Francis turbine 13 falls from the water inlet 6a through the pipe 6 toward the water outlet 6b due to its own weight.

配管7は、排水口6bに接続されており、排水口6bから排水された水Wを複数に分岐する分岐配管7aを備える。 The pipe 7 is connected to the drain outlet 6b and has branch pipes 7a that branch the water W drained from the drain outlet 6b into multiple parts.

分岐配管7aの下方にはペルトンタービン14が設けられる。ペルトンタービン14は、分岐配管7aから排水された水Wで発電を行うタービンである。この例では、ペルトンタービン14は、複数の羽根車14aと、シャフト14cと、発電機14dとを備える。 A Pelton turbine 14 is provided below the branch pipe 7a. The Pelton turbine 14 is a turbine that generates electricity using the water W drained from the branch pipe 7a. In this example, the Pelton turbine 14 includes multiple impellers 14a, a shaft 14c, and a generator 14d.

各羽根車14aは、シャフト14cに同軸に設けられており、水Wを受けることでシャフト14cを回転駆動する。そして、シャフト14cの回転運動によって発電機14dが発電を行う。 Each impeller 14a is coaxially mounted on a shaft 14c, and rotates the shaft 14c by receiving water W. The generator 14d generates electricity through the rotational motion of the shaft 14c.

この例では、分岐配管7aごとに羽根車14aを設ける。これにより、分岐配管7aから排水された水Wを羽根車14aが効率的に受けることができ、ペルトンタービン14の発電効率を向上させることができる。 In this example, an impeller 14a is provided for each branch pipe 7a. This allows the impeller 14a to efficiently receive the water W drained from the branch pipe 7a, improving the power generation efficiency of the Pelton turbine 14.

また、分岐前と比べて分岐後の分岐配管7aの管径が小さくなるようにすることで、各分岐配管7a内の水圧を高めてもよい。これにより、各分岐配管7aから排水される水Wの流速が増加し、ペルトンタービン14を駆動するのに十分な流速の水Wを得ることができる。 The water pressure in each branch pipe 7a may be increased by making the pipe diameter of the branch pipe 7a smaller after branching than before branching. This increases the flow rate of the water W discharged from each branch pipe 7a, making it possible to obtain water W with a flow rate sufficient to drive the Pelton turbine 14.

プール15は、ペルトンタービン14から排水された水Wを貯める槽であって、例えば建物30の1階や地階に設けられる。 The pool 15 is a tank that stores the water W discharged from the Pelton turbine 14, and is provided, for example, on the first floor or basement of the building 30.

プール15の上方には、プール15の水Wを汲み上げるためのポンプ16が設けられる。ポンプ16で汲み上げられた水Wは、揚水配管8を通って再びチャンバ2に戻り、再び発電に使用される。なお、ポンプ16を駆動する電力としては、例えば、各フランシスタービン11~13やペルトンタービン14の発電電力に加えて又は替えて他の商用の電力、又は予め蓄電した電力を使用してもよい。 A pump 16 is provided above the pool 15 to pump up the water W in the pool 15. The water W pumped up by the pump 16 returns to the chamber 2 through the pumping pipe 8 and is used again to generate electricity. Note that the electricity used to drive the pump 16 may be, for example, other commercial electricity or pre-stored electricity in addition to or instead of the electricity generated by each of the Francis turbines 11-13 and the Pelton turbine 14.

このように水力発電システム1は配管3~5を有するが、これらの配管3~5のうち、水Wの流れを基準にして上流側にある配管が本発明の第1の配管に相当し、下流側にある配管が第2の配管に相当する。例えば、配管3が第1の配管に相当し、それよりも下流側にある配管4、5のいずれかが第2の配管に相当する。また、本発明の第3の配管は、配管5、6のうち、本発明の第2の配管よりも下流側にある配管である。例えば、配管4を第2の配管としたとき、配管5、6のいずれかが第3の配管となる。 As described above, the hydroelectric power generation system 1 has pipes 3 to 5, and of these pipes 3 to 5, the pipe located upstream based on the flow of water W corresponds to the first pipe of the present invention, and the pipe located downstream corresponds to the second pipe. For example, pipe 3 corresponds to the first pipe, and either pipe 4 or 5 located further downstream corresponds to the second pipe. Furthermore, the third pipe of the present invention is, of pipes 5 and 6, the pipe located downstream of the second pipe of the present invention. For example, when pipe 4 is the second pipe, either pipe 5 or 6 becomes the third pipe.

また、配管やフランシスタービンの個数も特に限定されない。この例では3段の配管3~5に3個のフランシスタービン11~13を設けたが、任意段数の配管に任意個数のフランシスタービンを設けてもよい。更に、この例では分岐配管7の本数が4本であるが、分岐配管7の本数は2本以上の任意の本数とし得る。 The number of pipes and Francis turbines is not particularly limited. In this example, three Francis turbines 11-13 are provided in three stages of pipes 3-5, but any number of Francis turbines may be provided in any number of stages of pipes. Furthermore, in this example, the number of branch pipes 7 is four, but the number of branch pipes 7 can be any number greater than or equal to two.

以上説明した水力発電システム1によれば、フランシスタービン11~13とペルトンタービン14の各々が水Wの落下エネルギを電気エネルギに変換することで水力発電が可能となる。 According to the hydroelectric power generation system 1 described above, each of the Francis turbines 11-13 and the Pelton turbine 14 converts the falling energy of the water W into electrical energy, making it possible to generate hydroelectric power.

また、この水力発電システム1では、各フランシスタービン11~13とペルトンタービン14に供給する水の流路を各配管3~7で確保する。そのため、各配管3~7、フランシスタービン11~13、及びペルトンタービン14の各々をビル等の建物に収容することで、都市部や工業地帯に設置可能な小型化された水力発電システム1を構築することができる。 In addition, in this hydroelectric power generation system 1, the pipes 3 to 7 ensure the flow paths of water supplied to each of the Francis turbines 11 to 13 and the Pelton turbine 14. Therefore, by housing each of the pipes 3 to 7, the Francis turbines 11 to 13, and the Pelton turbine 14 in a building or other structure, it is possible to construct a compact hydroelectric power generation system 1 that can be installed in urban areas or industrial areas.

しかも、各フランシスタービン11~13を設置する床21~23として既存の建物30の床を流用し、各配管3~5を階上の床から階下の床に向けて延ばすことで、既存の建物30を有効活用しながら水力発電システム1を構築することができる。 Furthermore, by reusing the floors of the existing building 30 as floors 21-23 on which the Francis turbines 11-13 are installed and extending the pipes 3-5 from the upper floors to the lower floors, the hydroelectric power generation system 1 can be constructed while making effective use of the existing building 30.

更に、本実施形態では、配管4の管径を配管3の管径よりも大きくしたため、フランシスタービン11から排出された水Wが配管4内で受ける圧力が急激に低下する。そのため、フランシスタービン11から水Wが排出され易くなり、フランシスタービン11の発電効率が向上する。更に、配管4を落下する水Wの流速が増すため、後段のフランシスタービン12の発電効率が増す。同様の理由により、配管5の管径を配管4の管径よりも大きくしたため、フランシスタービン12とフランシスタービン13の各々の発電効率が向上する。また、配管6の管径を配管5の管径よりも大きくしたことで、フランシスタービン13の発電効率が向上する。 Furthermore, in this embodiment, the pipe diameter of pipe 4 is made larger than the pipe diameter of pipe 3, so the pressure that the water W discharged from the Francis turbine 11 receives in pipe 4 drops sharply. This makes it easier for the water W to be discharged from the Francis turbine 11, improving the power generation efficiency of the Francis turbine 11. Furthermore, the flow rate of the water W falling through pipe 4 increases, so the power generation efficiency of the Francis turbine 12 in the subsequent stage increases. For the same reason, the pipe diameter of pipe 5 is made larger than the pipe diameter of pipe 4, so the power generation efficiency of each of the Francis turbines 12 and 13 improves. Furthermore, the pipe diameter of pipe 6 is made larger than the pipe diameter of pipe 5, so the power generation efficiency of the Francis turbine 13 improves.

しかも、各フランシスタービン11~13とペルトンタービン14の発電に使用された水Wをプール15に貯め、その水Wをポンプ16がチャンバ2に汲み上げることにより、水Wを再び発電に使用することができる。そのため、水資源に乏しい都市部等であっても、水力発電システム1が発電を行うことができる。 In addition, the water W used to generate electricity in each of the Francis turbines 11-13 and the Pelton turbine 14 is stored in the pool 15, and the water W can be pumped up to the chamber 2 by the pump 16, allowing the water W to be used again for generating electricity. Therefore, the hydroelectric power generation system 1 can generate electricity even in urban areas where water resources are scarce.

また、チャンバ2に真空領域Vが形成されるため、チャンバ2内の水Wの水面に大気圧が作用しない。そのため、チャンバ2から配管3に供給される水Wの量が大気圧の影響を受け難くなり、天気の変化による大気圧変動で発電量が変動するのを抑制することができる。 In addition, because a vacuum region V is formed in the chamber 2, atmospheric pressure does not act on the surface of the water W in the chamber 2. As a result, the amount of water W supplied from the chamber 2 to the pipe 3 is less affected by atmospheric pressure, and fluctuations in the amount of power generation caused by changes in atmospheric pressure due to changes in weather can be suppressed.

なお、寒冷地に水力発電システム1を構築する場合は、建物30の外壁として断熱材を使用するのが好ましい。また、各配管3~7の周囲に断熱材を巻いてもよい。これにより、水Wが凍結して各フランシスタービン11~13とペルトンタービン14が発電できなくなる事態を回避できる。 When constructing the hydroelectric power generation system 1 in a cold region, it is preferable to use insulating material for the exterior walls of the building 30. Also, insulating material may be wrapped around each of the pipes 3 to 7. This makes it possible to prevent the water W from freezing, preventing each of the Francis turbines 11 to 13 and the Pelton turbine 14 from generating electricity.

<変形例>
図2は、変形例に係る水力発電システム1の構成図である。この変形例では、図1におけるチャンバ2と揚水配管8とを省く。そして、水力発電システム1の全体を海に沈め、配管3の給水口3aが海面Sよりも低くなるようにする。これにより、発電用の水Wとして海水を給水口3aから取り込むことができる。そして、各フランシスタービン11~13とペルトンタービン14の各々が海水で発電するようになり、海水を有効活用することができる。なお、発電で使用した海水はプール15に溜められた後、ポンプ16の排水口16aから海中に放出される。
<Modification>
Fig. 2 is a configuration diagram of a hydroelectric power generation system 1 according to a modified example. In this modified example, the chamber 2 and the pumping pipe 8 in Fig. 1 are omitted. The entire hydroelectric power generation system 1 is submerged in the sea, and the water inlet 3a of the pipe 3 is set lower than the sea level S. This makes it possible to take in seawater from the water inlet 3a as the water W for power generation. Then, each of the Francis turbines 11 to 13 and the Pelton turbine 14 generates power using seawater, making it possible to make effective use of seawater. The seawater used for power generation is stored in a pool 15 and then discharged into the sea from a drainage port 16a of a pump 16.

1…水力発電システム、2…チャンバ、3~7…配管、3a、4a、5a、6a…給水口、3b、4b、5b、6b…排水口、7a…分岐配管、8…揚水配管、11~13…フランシスタービン、14…ペルトンタービン、14a…羽根車、14c…シャフト、14d…発電機、15…プール、16…ポンプ、16a…排水口、20~23…床、30…建物 1...Hydroelectric power generation system, 2...Chamber, 3-7...Pipes, 3a, 4a, 5a, 6a...Water inlet, 3b, 4b, 5b, 6b...Drain, 7a...Branch pipe, 8...Pumping pipe, 11-13...Francis turbine, 14...Pelton turbine, 14a...Impeller, 14c...Shaft, 14d...Generator, 15...Pool, 16...Pump, 16a...Drain, 20-23...Floor, 30...Building

Claims (5)

第1の給水口と、前記第1の給水口よりも低い高さにある第1の排水口とを備えた第1の配管と、
前記第1の排水口から排出された水で発電を行う第1のフランシスタービンと、
前記第1のフランシスタービンから排出された水が供給される第2の給水口と、前記第2の給水口よりも低い高さにある第2の排水口とを備え、前記第1の配管よりも管径が大きい第2の配管と、
前記第2の排水口から排出された水で発電を行うペルトンタービンと、
前記ペルトンタービンから排出された水を貯めるプールと、
前記第1の給水口に接続され、かつ前記第1の給水口よりも高い位置にあるチャンバと、
前記プールと前記チャンバとを接続する揚水配管と、
前記プールの水を前記揚水配管を介して前記チャンバに汲み上げるポンプと、を有し、
前記チャンバの内部は、水と、当該水の上方に広がる真空領域とからなる、
水力発電システム。
a first pipe having a first water inlet and a first drain outlet at a lower height than the first water inlet;
a first Francis turbine that generates power using the water discharged from the first outlet;
a second pipe having a diameter larger than that of the first pipe, the second pipe including a second water inlet to which water discharged from the first Francis turbine is supplied and a second water outlet located at a height lower than that of the second water inlet;
a Pelton turbine that generates electricity using the water discharged from the second outlet;
a pool for storing water discharged from the Pelton turbine;
a chamber connected to the first water inlet and located higher than the first water inlet;
A water pumping pipe connecting the pool and the chamber;
a pump for pumping the water from the pool through the pumping pipe to the chamber;
The interior of the chamber is composed of water and a vacuum region extending above the water.
Hydroelectric power system.
請求項1に記載の水力発電システムであって、
前記第2の排水口から排出された水を分岐する複数の分岐配管を更に有し、
前記ペルトンタービンは、前記複数の分岐配管の各々から排出された水を受ける複数の同軸の羽根車を有する、
水力発電システム。
2. The hydroelectric power generation system according to claim 1,
The water discharged from the second drain outlet is further branched into a plurality of branch pipes,
The Pelton turbine has a plurality of coaxial impellers that receive water discharged from each of the plurality of branch pipes.
Hydroelectric power system.
請求項2に記載の水力発電システムであって、
前記複数の分岐配管の各々は、分岐前と比べて管径が小さい、
水力発電システム。
3. The hydroelectric power generation system according to claim 2,
Each of the plurality of branch pipes has a smaller pipe diameter than that before branching.
Hydroelectric power system.
請求項1に記載の水力発電システムであって、
前記第2の排水口から排出された水で発電を行う第2のフランシスタービンと、
前記第2のフランシスタービンから排出された水が供給される第3の給水口と、前記第3の給水口よりも低い高さにある第3の排水口とを備え、前記第2の配管よりも管径が大きい第3の配管とを更に有し、
前記ペルトンタービンは、前記第3の排水口から排出された水で発電を行う、
水力発電システム。
2. The hydroelectric power generation system according to claim 1,
a second Francis turbine that generates power using the water discharged from the second outlet; and
a third water inlet to which water discharged from the second Francis turbine is supplied, and a third drain outlet located at a height lower than the third water inlet, and a third pipe having a diameter larger than that of the second pipe;
The Pelton turbine generates electricity using the water discharged from the third outlet.
Hydroelectric power system.
請求項に記載の水力発電システムであって、
前記チャンバは、第1の床の上に設置されており、
前記第1のフランシスタービンは、前記第1の床よりも下の階の第2の床に設置されており、
前記第1の配管は、前記第1の床から前記第2の床に向かって延びる、
水力発電システム。
2. The hydroelectric power generation system according to claim 1 ,
the chamber is disposed above a first floor;
the first Francis turbine is installed on a second floor below the first floor;
The first pipe extends from the first bed to the second bed.
Hydroelectric power system.
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