水力発電装置
【課題】簡単で故障しにくい簡易な水力発電装置を提供する。
【解決手段】両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索１と、その連結索１に取り付けた羽根板２と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機３とより構成する。流れに平行に設置した場合に、水流方向へ移動する羽根板２は、上流側が離れた状態で開く。水流と反対方向へ移動する羽根板２は、下流側が接触した状態で閉じる。
【解決手段】両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索１と、その連結索１に取り付けた羽根板２と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機３とより構成する。流れに平行に設置した場合に、水流方向へ移動する羽根板２は、上流側が離れた状態で開く。水流と反対方向へ移動する羽根板２は、下流側が接触した状態で閉じる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中小の河川を利用した簡易な水力発電装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４９９９９号公報。
【特許文献２】特開２００３−２６９３１８号公報。
【特許文献３】特開２０００−１９９４７１号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したような従来開発されている水力発電装置にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 日本の河川は年間数回の台風によって急激な水位上昇があり、上流の山間部で巻き込まれた土砂や倒木、その他の漂流物の流下を避けることができない。
＜２＞ したがって特に河川の流れを横断する方向に設置するタイプでは、土砂や倒木の衝突や、草木が水車にからむことによる破損が予想され、長期間の設置は困難であると思われる。
＜３＞ 落差を利用する構造では、そのために水流を堰き止める水門を構築しなければならず、簡易な発電とは言えない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような従来の装置の課題を解決した本発明の水力発電装置は、両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、その連結索に取り付けた羽根板と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機とより構成し、羽根板は、開閉自在であって、本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、水流方向へ移動する羽根板は、上流側が離れた状態で開き、水流と反対方向へ移動する羽根板は、下流側が接触した状態で閉じるように構成したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の水力発電装置は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 水流の方向と平行に設置する構成であるから、水流を横断するタイプと比較して、流木などが衝突したり、係合したりする可能性が低く、故障を生じにくい。
＜２＞ 水流の方向と平行に設置し、羽根板が水流と平行方向に移動する構成であるから、流木や草などが係合した場合にも流れの方向逆らわず、そのまま流下させてしまうことができ、故障を生じにくい。
＜３＞ 水門やダムを構築する必要がないから、台風などの際には装置全体を吊り上げて地上に退避させることができ、簡単に破損を回避することができる。
＜４＞ 水の落差ではなく、流速で回転力を得る構造であるから、ダム、水門、水路などの土木的構造物を構築する必要がなく、建設コストが安く、設置できる場所を広く選択することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下図面を参照しながら本発明の水力発電装置の実施例を説明する。
【実施例】
【０００８】
＜１＞全体の構成
本発明の水力発電装置は、両端の回転体を介してエンドレス状に連結した連結索１と、その連結索１に取り付けた羽根板２と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機３で構成する。
【０００９】
＜２＞枠体
装置全体は水平の枠体４で支持し、その枠体４の両端には回転体５を、回転自在に設置する。
図３の枠体４は、回転体５の回転軸を上下で支持する水平の板の例を示すが、回転体５の間にトラス構造の枠体４を位置させて構成することもできる。
【００１０】
＜３＞回転体
枠体４の両端には回転体５を回転自在の状態で位置させる。
両端の回転体５はともに円筒体であり、その周囲にギヤのような歯を突設して、チェーン状の連結索１の係合を可能とする。
ひとつの回転体５の回転軸には発電機３を設置し、回転体５の回転によって発電を行う。
発電機３には発電した電気を陸上に送電する送電線３１を設ける。
【００１１】
＜４＞連結索
連結索１はチェーンのような折り曲げ自在の連結材である。
この連結索１は、平行な２組で構成し、各組の連結索１が回転体５の上下に係合してエンドレス状に移動可能であるように構成する。
【００１２】
＜５＞羽根板
連結索１には多数の羽根板２を取り付ける。
この羽根板２は、金属製、合成樹脂製などの板体である。
この羽根板２を２枚を１組としてその一端の鉛直縁を共通の鉛直軸２１に取り付け、２枚は相互に開閉自在に構成する。
開閉自在とは、閉じれば２枚が重なって１枚の板体を構成し、開けば鉛直軸を中心に２枚が「逆ハ字」状に開扉する状態である。
そのために、各羽根板２は鉛直軸２１に回転、開閉自在に取り付け、かつ開閉角度をストッパーで拘束するよう構成する。
【００１３】
＜６＞発電工程
次に上記の発電装置を使用した発電工程について説明する。
【００１４】
＜７＞河川への水没
装置の枠体４、あるいは回転体５をクレーンなどで吊り下げて、河川内に水没させる。
その際に、本発明の装置は流れに平行に設置する。
すなわちひとつの回転体５が上流側に位置し、他の回転体５が下流側に位置することになる。
この状態を維持しておくと、水流方向、すなわち上流側から下流側へ移動する羽根板２は、鉛直軸２１を中心に、羽根板２の上流側が離れた状態で「逆ハ字」状に開扉する。
一方、水流と反対方向へ移動する羽根板２は、鉛直軸２１を中心に板の下流側が接触した状態で閉じた状態で移動する。
【００１５】
＜８＞発電
羽根板２の移動によって連結索１が両端の回転体５を軸として回転移動する。
その結果、回転体５に取り付けた発電機３が回転して発電を行い、送電線３１を介して陸上に送電することができる。
【００１６】
＜９＞故障の回避
本発明の羽根板２は、上記のように水流と平行に移動するから、開扉する側の羽根板２に流木や草などが係合した場合にも、そのまま抵抗することなく流下させることができる。
一方、上流側へ遡上する側の羽根板２は２枚が閉じているから、流木などが係合しがたく、故障が発生しにくい。
この点は、流れを横断する方向に設置した従来の装置と比較して、故障を発生しにくい原因である。
また台風などの予報があれば、事前に装置を地上に吊り上げておけばよいが、本発明の装置は枠体４に取り付けた全体が水流と平行に設置してあるので、陸上から枠体４などの両端を簡単に吊ることができる。
この点も、流れを横断する方向に設置した従来の装置と比較して作業が簡単である。
【００１７】
＜１０＞片羽根構造（図４）
上記の実施例では、１本の鉛直軸に対して２枚の羽根板２を取り付ける構造であった。
しかし羽根板２を１枚とすることも出来る。
その場合には羽根板２の一端の鉛直縁を１本の鉛直軸２１に取り付け、開閉自在に構成する。
開閉自在とは羽が上流側に向く場合、連結索１よりも外側へ離れる方向に開き、下流側に向く場合には、連結索１に接近して閉じるように構成する。
そのためには、羽根板２の回転を一定範囲で拘束するストッパを鉛直軸２１に取り付けておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水力発電装置の羽根板２の実施例の説明図。
【図２】発電状態の平面からの説明図。
【図３】発電状態の側面からの説明図。
【図４】片羽根板２構造の説明図。
【符号の説明】
【００１９】
１：連結索
２：羽根板
３：発電機
４：枠体
５：回転体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中小の河川を利用した簡易な水力発電装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４９９９９号公報。
【特許文献２】特開２００３−２６９３１８号公報。
【特許文献３】特開２０００−１９９４７１号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したような従来開発されている水力発電装置にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 日本の河川は年間数回の台風によって急激な水位上昇があり、上流の山間部で巻き込まれた土砂や倒木、その他の漂流物の流下を避けることができない。
＜２＞ したがって特に河川の流れを横断する方向に設置するタイプでは、土砂や倒木の衝突や、草木が水車にからむことによる破損が予想され、長期間の設置は困難であると思われる。
＜３＞ 落差を利用する構造では、そのために水流を堰き止める水門を構築しなければならず、簡易な発電とは言えない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような従来の装置の課題を解決した本発明の水力発電装置は、両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、その連結索に取り付けた羽根板と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機とより構成し、羽根板は、開閉自在であって、本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、水流方向へ移動する羽根板は、上流側が離れた状態で開き、水流と反対方向へ移動する羽根板は、下流側が接触した状態で閉じるように構成したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の水力発電装置は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 水流の方向と平行に設置する構成であるから、水流を横断するタイプと比較して、流木などが衝突したり、係合したりする可能性が低く、故障を生じにくい。
＜２＞ 水流の方向と平行に設置し、羽根板が水流と平行方向に移動する構成であるから、流木や草などが係合した場合にも流れの方向逆らわず、そのまま流下させてしまうことができ、故障を生じにくい。
＜３＞ 水門やダムを構築する必要がないから、台風などの際には装置全体を吊り上げて地上に退避させることができ、簡単に破損を回避することができる。
＜４＞ 水の落差ではなく、流速で回転力を得る構造であるから、ダム、水門、水路などの土木的構造物を構築する必要がなく、建設コストが安く、設置できる場所を広く選択することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下図面を参照しながら本発明の水力発電装置の実施例を説明する。
【実施例】
【０００８】
＜１＞全体の構成
本発明の水力発電装置は、両端の回転体を介してエンドレス状に連結した連結索１と、その連結索１に取り付けた羽根板２と、回転を取り出す軸の回転を伝える発電機３で構成する。
【０００９】
＜２＞枠体
装置全体は水平の枠体４で支持し、その枠体４の両端には回転体５を、回転自在に設置する。
図３の枠体４は、回転体５の回転軸を上下で支持する水平の板の例を示すが、回転体５の間にトラス構造の枠体４を位置させて構成することもできる。
【００１０】
＜３＞回転体
枠体４の両端には回転体５を回転自在の状態で位置させる。
両端の回転体５はともに円筒体であり、その周囲にギヤのような歯を突設して、チェーン状の連結索１の係合を可能とする。
ひとつの回転体５の回転軸には発電機３を設置し、回転体５の回転によって発電を行う。
発電機３には発電した電気を陸上に送電する送電線３１を設ける。
【００１１】
＜４＞連結索
連結索１はチェーンのような折り曲げ自在の連結材である。
この連結索１は、平行な２組で構成し、各組の連結索１が回転体５の上下に係合してエンドレス状に移動可能であるように構成する。
【００１２】
＜５＞羽根板
連結索１には多数の羽根板２を取り付ける。
この羽根板２は、金属製、合成樹脂製などの板体である。
この羽根板２を２枚を１組としてその一端の鉛直縁を共通の鉛直軸２１に取り付け、２枚は相互に開閉自在に構成する。
開閉自在とは、閉じれば２枚が重なって１枚の板体を構成し、開けば鉛直軸を中心に２枚が「逆ハ字」状に開扉する状態である。
そのために、各羽根板２は鉛直軸２１に回転、開閉自在に取り付け、かつ開閉角度をストッパーで拘束するよう構成する。
【００１３】
＜６＞発電工程
次に上記の発電装置を使用した発電工程について説明する。
【００１４】
＜７＞河川への水没
装置の枠体４、あるいは回転体５をクレーンなどで吊り下げて、河川内に水没させる。
その際に、本発明の装置は流れに平行に設置する。
すなわちひとつの回転体５が上流側に位置し、他の回転体５が下流側に位置することになる。
この状態を維持しておくと、水流方向、すなわち上流側から下流側へ移動する羽根板２は、鉛直軸２１を中心に、羽根板２の上流側が離れた状態で「逆ハ字」状に開扉する。
一方、水流と反対方向へ移動する羽根板２は、鉛直軸２１を中心に板の下流側が接触した状態で閉じた状態で移動する。
【００１５】
＜８＞発電
羽根板２の移動によって連結索１が両端の回転体５を軸として回転移動する。
その結果、回転体５に取り付けた発電機３が回転して発電を行い、送電線３１を介して陸上に送電することができる。
【００１６】
＜９＞故障の回避
本発明の羽根板２は、上記のように水流と平行に移動するから、開扉する側の羽根板２に流木や草などが係合した場合にも、そのまま抵抗することなく流下させることができる。
一方、上流側へ遡上する側の羽根板２は２枚が閉じているから、流木などが係合しがたく、故障が発生しにくい。
この点は、流れを横断する方向に設置した従来の装置と比較して、故障を発生しにくい原因である。
また台風などの予報があれば、事前に装置を地上に吊り上げておけばよいが、本発明の装置は枠体４に取り付けた全体が水流と平行に設置してあるので、陸上から枠体４などの両端を簡単に吊ることができる。
この点も、流れを横断する方向に設置した従来の装置と比較して作業が簡単である。
【００１７】
＜１０＞片羽根構造（図４）
上記の実施例では、１本の鉛直軸に対して２枚の羽根板２を取り付ける構造であった。
しかし羽根板２を１枚とすることも出来る。
その場合には羽根板２の一端の鉛直縁を１本の鉛直軸２１に取り付け、開閉自在に構成する。
開閉自在とは羽が上流側に向く場合、連結索１よりも外側へ離れる方向に開き、下流側に向く場合には、連結索１に接近して閉じるように構成する。
そのためには、羽根板２の回転を一定範囲で拘束するストッパを鉛直軸２１に取り付けておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水力発電装置の羽根板２の実施例の説明図。
【図２】発電状態の平面からの説明図。
【図３】発電状態の側面からの説明図。
【図４】片羽根板２構造の説明図。
【符号の説明】
【００１９】
１：連結索
２：羽根板
３：発電機
４：枠体
５：回転体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、
その連結索に取り付けた鉛直軸を介して取り付けた１枚の羽根板と、
回転筒から回転を取り出して回転する発電機とより構成し、
羽根板は、鉛直軸から離れる方向へ開閉自在であって、
本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、
水流方向へ移動する羽根板は、その上流側が連結索から離れた状態で開き、
水流と反対方向へ移動する羽根板は、その下流側が連結索へ接近した状態で閉じるように構成した、
水力発電装置。
【請求項２】
両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、
その連結索に取り付けた鉛直軸を介して取り付けた２枚の羽根板と、
回転筒から回転を取り出して回転する発電機とより構成し、
２枚の羽根板は、開閉自在であって、
本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、
水流方向へ移動する羽根板は、その上流側が離れた状態で開き、
水流と反対方向へ移動する羽根板は、その下流側が接触した状態で閉じるように構成した、
水力発電装置。
【請求項１】
両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、
その連結索に取り付けた鉛直軸を介して取り付けた１枚の羽根板と、
回転筒から回転を取り出して回転する発電機とより構成し、
羽根板は、鉛直軸から離れる方向へ開閉自在であって、
本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、
水流方向へ移動する羽根板は、その上流側が連結索から離れた状態で開き、
水流と反対方向へ移動する羽根板は、その下流側が連結索へ接近した状態で閉じるように構成した、
水力発電装置。
【請求項２】
両端の回転筒を介してエンドレス状に連結した連結索と、
その連結索に取り付けた鉛直軸を介して取り付けた２枚の羽根板と、
回転筒から回転を取り出して回転する発電機とより構成し、
２枚の羽根板は、開閉自在であって、
本発明の装置を流れに平行に設置した場合に、
水流方向へ移動する羽根板は、その上流側が離れた状態で開き、
水流と反対方向へ移動する羽根板は、その下流側が接触した状態で閉じるように構成した、
水力発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１９３７６（Ｐ２０１３−１９３７６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４７５５（Ｐ２０１１−１５４７５５）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００１１２８８６）フリー工業株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００１１２８８６）フリー工業株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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