水力発電装置
【課題】装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現する。
【解決手段】上下に設けられた一対の上部ギア１５と下部ギア１６間に環状に掛け渡された搬送用チェーン１９と、上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて上部と下部によるダブルの発電機と、上記搬送用チェーンに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器１３と、上記上部の所定位置にある容器１３ａに対して上から水を供給する水供給手段１２と、サイドより水を補給する給水配管１４を備え、上記搬送用チェーンは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア並びに上記下部ギア間で循環移動することにより、上記ギアを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせる。
【解決手段】上下に設けられた一対の上部ギア１５と下部ギア１６間に環状に掛け渡された搬送用チェーン１９と、上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて上部と下部によるダブルの発電機と、上記搬送用チェーンに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器１３と、上記上部の所定位置にある容器１３ａに対して上から水を供給する水供給手段１２と、サイドより水を補給する給水配管１４を備え、上記搬送用チェーンは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア並びに上記下部ギア間で循環移動することにより、上記ギアを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水の落下する運動エネルギーを利用する水力発電装置に関し、特に発電効率をより向上させる上で好適な水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上掛け水車型水力発電システムは、上部より水を落下させて水車を回転させ、回転する水車の駆動力により発電を行う。その為に大きな発電エネルギーを得るには、より大きな直径からなる水車が必要となる。また、木製で、コストが高く、重いために効率が悪く、水道水等を利用した家庭用や小規模の水力発電装置としての実用化を考える上での障壁となっていた。
【０００３】
即ち、小型の水力発電装置とすることで一般家庭においても適用可能な構成を考える際、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に解決する必要があった。
その為には、上掛け水車型水力発電システムからチェーンベルトの回転による発電システムにすることで上部と下部によるダブル発電が可能となり装置全体の小型化と、より大きなエネルギーを得ることが出来るようになる。
従来においては、例えば特許文献１に示すように水の自重圧で得る気泡により浮力を利用したチェーンベルトの回転による発電システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２０１０−２７５９９２
【０００５】
特許文献１の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の２つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の２つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水の落下するエネルギーを装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能な水力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水力発電装置は、上述した課題を解決するために、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機や自転車用リム付きハブダイナモにて発電させる。
【０００９】
上記搬送用チェーンには、その循環移動方向に向かって水を落下させ所定間隔で設けられた複数の容器に、所定位置にある容器に対して上から水を供給して上記上部ギアや自転車用リム付きハブダイナモ並びに上記下部ギアや自転車用リムダイナモ間で循環移動することにより、上記ギアや自転車用ハブダイナモを回転させて上部と下部によるダブル発電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述した構成からなる本発明によれば、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転させることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能となる。
【００１１】
また、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くすことにより、低コストで発電効率の良い自然エネルギー発電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した水力発電装置の自転車用リム付きハブダイナモ並びに自転車用リムダイナモの構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した水力発電装置における上部ギア部分と下部ギア部分の二箇所による発電の構成について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した水力発電装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００１４】
図１は、本発明を適用した水力発電装置１の構成例を示している。この水力発電装置１は、供給管２から供給された水が上部カップ３ａから最下部のカップ３ｂまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置１は、上下に設けられた一対の自転車用ハブダイナモ付きリム５並びに自転車用プーリー付きリムダイナモ６との間に環状に掛け渡された搬送用ベルト８と、上部自転車用ハブダイナモ７ａ下部自転車用プーリー付きリムダイナモ７ｂと、搬送用ベルト８に設けられた複数の容器３とを備えている。
【００１５】
図１で１実施例を示す上部に自転車用ハブダイナモ付きリム５を取り付け、水の落差が１．５ｍ取れるようにして、下部には自転車用プーリー付きリムダイナモ６を取り付けた。上部の自転車用ハブダイナモ付きリム５と下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６の大きさは、１対１／５にした。このことで、上部自転車用ハブダイナモ付きリム５が一回転すると下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６は５回転する。ベルト８は、細いビニールのホースを利用し、水受けのカップ３は、ペットボトル底部を切って作り、８０ｃｃの水が入るようにした。ビニールホースベルト８に水受けカップ３を１５ｃｍ間隔で２６個取り付けた。上部のハブダイナモ７ａには、６ｖで２．５ｗの自転車用のＬＥＤライト１０ａを付け、下部のリムダイナモ７ｂにも６ｖで２．５ｗの自転車用のＬＥＤライト１０ｂを付けた。
【００１６】
水の力が真下にかかる様に、上部の自転車用ハブダイナモ付きリム５から水受けカップ３を付けたビニールホースベルト８が垂直になるようにして、下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６を取り付けた。
１．５ｍの高さから水道水をカップ３ａに入れ押し下げていくとゆっくり動き始め、やがて早く回転するようになり上部ＬＥＤライト１０ａと下部ＬＥＤライト１０ｂが点灯した。
【００１７】
この装置は、上部と下部のプーリーの大きさが同じでも良いが、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に配管９して水の供給が出来るようにすると良い、また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。
【００１８】
図２は、本発明を適用した水力発電装置１１の構成例を示している。この水力発電装置１１は、供給管１２から供給された水が上部カップ１３ａから最下部のカップ１３ｂまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置１１は、上下に設けられた一対の上部ギア１５と下部ギア１６間に環状に掛け渡された搬送用チェーン１９と、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機と、上記搬送用チェーン１９に、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数のカップ１３を備え、上記搬送用チェーン１９は、上部ギア１５と下部ギア１６の大きさが同じため、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に水の供給配管１４して水の供給が出来るようにすると良い。また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア１５並びに上記下部ギア１６間で循環移動することにより、上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする。
【符号の説明】
【００１９】
１ 水力発電装置
２ 供給管
３ カップ
３ａ 上部水受けカップ
３ｂ 最下部水受けカップ
４ 装置支え台
５ 自転車用ハブダイナモ付きリム
６ 自転車用プーリー付きリムダイナモ
７ａ 上部ハブダイナモ
７ｂ 下部リムダイナモ
８ ベルト
９ 水給水配管
１０ａ 上部ＬＥＤライト
１０ｂ 下部ＬＥＤライト
１１ ２図の水力発電装置
１２ 供給管
１３ カップ
１３ａ 上部水受けカップ
１３ｂ 最下部水受けカップ
１４ 水給水配管
１５ 上部ギア
１６ 下部ギア
１７ 上部発電機
１８ 下部発電機
１９ 搬送用チェーン
【技術分野】
【０００１】
水の落下する運動エネルギーを利用する水力発電装置に関し、特に発電効率をより向上させる上で好適な水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上掛け水車型水力発電システムは、上部より水を落下させて水車を回転させ、回転する水車の駆動力により発電を行う。その為に大きな発電エネルギーを得るには、より大きな直径からなる水車が必要となる。また、木製で、コストが高く、重いために効率が悪く、水道水等を利用した家庭用や小規模の水力発電装置としての実用化を考える上での障壁となっていた。
【０００３】
即ち、小型の水力発電装置とすることで一般家庭においても適用可能な構成を考える際、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に解決する必要があった。
その為には、上掛け水車型水力発電システムからチェーンベルトの回転による発電システムにすることで上部と下部によるダブル発電が可能となり装置全体の小型化と、より大きなエネルギーを得ることが出来るようになる。
従来においては、例えば特許文献１に示すように水の自重圧で得る気泡により浮力を利用したチェーンベルトの回転による発電システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２０１０−２７５９９２
【０００５】
特許文献１の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の２つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の２つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水の落下するエネルギーを装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能な水力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水力発電装置は、上述した課題を解決するために、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機や自転車用リム付きハブダイナモにて発電させる。
【０００９】
上記搬送用チェーンには、その循環移動方向に向かって水を落下させ所定間隔で設けられた複数の容器に、所定位置にある容器に対して上から水を供給して上記上部ギアや自転車用リム付きハブダイナモ並びに上記下部ギアや自転車用リムダイナモ間で循環移動することにより、上記ギアや自転車用ハブダイナモを回転させて上部と下部によるダブル発電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述した構成からなる本発明によれば、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転させることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能となる。
【００１１】
また、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くすことにより、低コストで発電効率の良い自然エネルギー発電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した水力発電装置の自転車用リム付きハブダイナモ並びに自転車用リムダイナモの構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した水力発電装置における上部ギア部分と下部ギア部分の二箇所による発電の構成について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した水力発電装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００１４】
図１は、本発明を適用した水力発電装置１の構成例を示している。この水力発電装置１は、供給管２から供給された水が上部カップ３ａから最下部のカップ３ｂまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置１は、上下に設けられた一対の自転車用ハブダイナモ付きリム５並びに自転車用プーリー付きリムダイナモ６との間に環状に掛け渡された搬送用ベルト８と、上部自転車用ハブダイナモ７ａ下部自転車用プーリー付きリムダイナモ７ｂと、搬送用ベルト８に設けられた複数の容器３とを備えている。
【００１５】
図１で１実施例を示す上部に自転車用ハブダイナモ付きリム５を取り付け、水の落差が１．５ｍ取れるようにして、下部には自転車用プーリー付きリムダイナモ６を取り付けた。上部の自転車用ハブダイナモ付きリム５と下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６の大きさは、１対１／５にした。このことで、上部自転車用ハブダイナモ付きリム５が一回転すると下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６は５回転する。ベルト８は、細いビニールのホースを利用し、水受けのカップ３は、ペットボトル底部を切って作り、８０ｃｃの水が入るようにした。ビニールホースベルト８に水受けカップ３を１５ｃｍ間隔で２６個取り付けた。上部のハブダイナモ７ａには、６ｖで２．５ｗの自転車用のＬＥＤライト１０ａを付け、下部のリムダイナモ７ｂにも６ｖで２．５ｗの自転車用のＬＥＤライト１０ｂを付けた。
【００１６】
水の力が真下にかかる様に、上部の自転車用ハブダイナモ付きリム５から水受けカップ３を付けたビニールホースベルト８が垂直になるようにして、下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ６を取り付けた。
１．５ｍの高さから水道水をカップ３ａに入れ押し下げていくとゆっくり動き始め、やがて早く回転するようになり上部ＬＥＤライト１０ａと下部ＬＥＤライト１０ｂが点灯した。
【００１７】
この装置は、上部と下部のプーリーの大きさが同じでも良いが、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に配管９して水の供給が出来るようにすると良い、また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。
【００１８】
図２は、本発明を適用した水力発電装置１１の構成例を示している。この水力発電装置１１は、供給管１２から供給された水が上部カップ１３ａから最下部のカップ１３ｂまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置１１は、上下に設けられた一対の上部ギア１５と下部ギア１６間に環状に掛け渡された搬送用チェーン１９と、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機と、上記搬送用チェーン１９に、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数のカップ１３を備え、上記搬送用チェーン１９は、上部ギア１５と下部ギア１６の大きさが同じため、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に水の供給配管１４して水の供給が出来るようにすると良い。また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア１５並びに上記下部ギア１６間で循環移動することにより、上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする。
【符号の説明】
【００１９】
１ 水力発電装置
２ 供給管
３ カップ
３ａ 上部水受けカップ
３ｂ 最下部水受けカップ
４ 装置支え台
５ 自転車用ハブダイナモ付きリム
６ 自転車用プーリー付きリムダイナモ
７ａ 上部ハブダイナモ
７ｂ 下部リムダイナモ
８ ベルト
９ 水給水配管
１０ａ 上部ＬＥＤライト
１０ｂ 下部ＬＥＤライト
１１ ２図の水力発電装置
１２ 供給管
１３ カップ
１３ａ 上部水受けカップ
１３ｂ 最下部水受けカップ
１４ 水給水配管
１５ 上部ギア
１６ 下部ギア
１７ 上部発電機
１８ 下部発電機
１９ 搬送用チェーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に設けられた一対の上部と下部の大きさを変えることができるハブダイナモ付き自転車用リム並びに下部プーリー付きの自転車用リムダイナモとの間に環状に掛け渡された搬送用ベルトで回転させ、上部自転車用ハブダイナモと下部プーリー付き自転車用リムダイナモで発電させ、搬送用ベルトに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器と、上記上部の所定位置にある容器に対して上から水を供給する水供給手段と、サイドより水を補給する給水配管を備え、上記搬送用ベルトは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記ハブダイナモ付き自転車用リム並びに下部プーリー付きの自転車用リムダイナモ間で循環移動することにより、自転車用リム並びに下部プーリーを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンと、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて上部と下部によるダブルの発電機と、上記搬送用チェーンに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器と、上記上部の所定位置にある容器に対して上から水を供給する水供給手段と、サイドより水を補給する給水配管を備え、
上記搬送用チェーンは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア並びに上記下部ギア間で循環移動することにより、上記ギアを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする水力発電装置。
【請求項３】
上部から水を供給する水供給手段と不足する水の補給をサイドよりする構造を特徴とする請求項１又は２記載の水力発電装置。
【請求項１】
上下に設けられた一対の上部と下部の大きさを変えることができるハブダイナモ付き自転車用リム並びに下部プーリー付きの自転車用リムダイナモとの間に環状に掛け渡された搬送用ベルトで回転させ、上部自転車用ハブダイナモと下部プーリー付き自転車用リムダイナモで発電させ、搬送用ベルトに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器と、上記上部の所定位置にある容器に対して上から水を供給する水供給手段と、サイドより水を補給する給水配管を備え、上記搬送用ベルトは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記ハブダイナモ付き自転車用リム並びに下部プーリー付きの自転車用リムダイナモ間で循環移動することにより、自転車用リム並びに下部プーリーを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンと、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて上部と下部によるダブルの発電機と、上記搬送用チェーンに、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数の容器と、上記上部の所定位置にある容器に対して上から水を供給する水供給手段と、サイドより水を補給する給水配管を備え、
上記搬送用チェーンは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア並びに上記下部ギア間で循環移動することにより、上記ギアを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする水力発電装置。
【請求項３】
上部から水を供給する水供給手段と不足する水の補給をサイドよりする構造を特徴とする請求項１又は２記載の水力発電装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２２９６８６（Ｐ２０１２−２２９６８６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０８１２（Ｐ２０１１−１１０８１２）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（５９３０４４０６７）有限会社 ヤマ吉 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（５９３０４４０６７）有限会社 ヤマ吉 (3)
【Ｆターム（参考）】
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