(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川の堰堤から分岐する水路と、
前記水路を流下する水により回転する水車と、
前記水車の回転が伝えられて発電する発電機と、を有し、
前記水路は、
分岐位置から少し勾配をかけて略水平に延びた後に垂直に近い角度で曲げ下ろされた底と、
前記底の幅方向の一方の端に一体化され略鉛直に拡がり前記河川の上流側に位置する山側の壁と、
前記底の幅方向の他方の端に一体化され略鉛直に拡がり前記河川の下流側に位置する谷側の壁と、
前記谷側の壁に連続し前記水路に沿って前記下流側に延びた嵩上と、を備え、
前記山側の壁は、その上端の高さが前記堰堤の天端と略等しく、
前記谷側の壁は、その上端の高さが前記山側の壁よりも低く、
前記嵩上は、その上端の高さが前記谷側の壁の上端の高さに略等しく前記河川を流れる水が乗り越え可能に形成されており、
前記水車は、
その回転軸が、前記山側の壁および前記谷側の壁に支えられて前記底における垂直に近い角度で曲げ下ろされた部分よりも前記堰堤側に配されている
ことを特徴とする河川の堰堤での水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、山間部の至る処に設置されている、河川の堰堤から絶え間なく水が流れ落ちている、その水のエネルギーを利用して発電する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気エネルギーを得るため原子力を始め、太陽光、風力、ソーラー発電には、それぞれ自然の環境を損ない、緑が過剰に失われるなど、幾つかの課題が生じている。特に原子力による発電は、未だ世界の技術を投じても解決出来ない幾つかの課題が残されている。また化石燃料による発電は、二酸化炭素の排出が地球温暖化の一因として深刻化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０７６４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−４３１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、自然が持つ美しい緑豊かな環境を損なうことなく、我が国の豊富な無限のエネルギー、水流を利用して、安定した出力の高い電気エネルギーを提供することで、二酸化炭素の排出を削減し、地球温暖化防止のー端を担う事である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る水力発電装置は、河川の堰堤から分岐する水路と、水路を流下する水により回転する水車と、水車の回転が伝えられて発電する発電機と、を有する。
水路は、分岐位置から少し勾配をかけて略水平に延びた後に垂直に近い角度で曲げ下ろされた底と、底の幅方向の一方の端に一体化され略鉛直に拡がり河川の上流側に位置する山側の壁と、底の幅方向の他方の端に一体化され略鉛直に拡がり河川の下流側に位置する谷側の壁と、谷側の壁に連続し水路に沿って下流側に延びた嵩上と、を備える。
山側の壁は、その上端の高さが堰堤の天端と略等しく、谷側の壁は、その上端の高さが山側の壁よりも低く、嵩上は、その上端の高さが谷側の壁の上端の高さに略等しく河川を流れる水が乗り越え可能に形成されている。
水車は、その回転軸が、山側の壁および谷側の壁に支えられて底における垂直に近い角度で曲げ下ろされた部分よりも堰堤側に配されている。
水車は、「水路を流下する水により回転」するので、当然に水路の水が落ちかかる位置に設置される。
なお、本発明における「天端（てんば）」は、土木関連分野における通常の「天端」の意と同様に、堰堤における最も高い部分（図２〜４における符号２３）をいうものである。
【０００６】
水車を回転させる水路の側壁は、谷側より山側の水路の側壁を高くし、洪水の時でも水が山側の水路の側壁を越流しない。水車は、谷側及び山側の二枚の壁に支えられる。
【０００７】
本発明に係る水力発電装置は、堰堤の「水路を除く」部分を嵩上げする事で、水路には常に安定した水量が流れる。発電機を回転させる為の水車は、常に安定した回転を維持し、また洪水の時には、水路、嵩上げ部分の区別なく下流に流れ、濁流に混じって流れる、さまざまな流物にも左右される事なく水車は常に安定した回転を維持する。
【０００８】
その水路の落ちる水のエネルギーを吸収して回転する水車の羽根は、洪水の時に、小石の混じった濁流でも、流れ落ちる自然の水の音以外は出ない素材が用いられる。
【０００９】
その水車の回転を発電に必要な回転力に調整する為、水車は加速滑車に接続され、発電に必要な回転力に調整された発電機が発電する。
【００１０】
水路には水門を設け、その水路の水門を閉めると、水流は嵩上げ部分を越え滝壷に流れ落ちる。
【発明の効果】
【００１１】
山間部の至る所に設けられている堰堤から流れ落ちる水のエネルギーを電気エネルギーに変換する事で、電気を使用している山間部のさまざまな施設に遠隔地から電気を送る必要が無くなる。逆に山間部の施設で使用して余った電気を町に送り、町で電気を使用する事で、過剰に失われつつ有る自然環境及び地球温暖化防止の一端を担う事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の水力発電装置の平面図
【図２】Ａ〜Ａ面から見た断面図
【図３】Ｂ〜Ｂ面から見た断面図
【図４】Ｃ〜Ｃ面から見た断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の堰堤から流れ落ちる水のエネルギーを利用して発電する装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の水力発電装置の平面図である。図２は図１をＡ〜Ａ面から見た断面図である。図３は図１をＢ〜Ｂ面から見た断面図である。図４は図１をＣ〜Ｃ面から見た断面図である。
図３、４に示すように、堰堤１の天端２の端に水路３を支える谷側の壁４、高くした山側の壁５の二ヶ所に、高さの異なった壁４，５を地面から立ち上げ、その天端２「図３、４」に示すように水路３を下流に向け少し勾配をかけ設置、その水路３は途中で垂直に近い角度６で曲げ下ろし、その水路３の水流７が落ちかかる位置に、発電機８を回転させる為の回転軸１０に滑車９を付けた水車１１を設置している。
【００１５】
その水車１１の安定した回転を維持する水量を水路３に流す為、堰堤１の天端２「水路３を除く」部分を嵩上げ（嵩上１２）する事で、水路３には常に安定した水量が流れ、その水路３の水車１１は常に安定した回転を維持し回転する。
【００１６】
また、洪水の時には、水は水路３、嵩上げ部分（嵩上１２）の区別なく下流に流れる為、水車１１は常に安定した回転を維持する。
【００１７】
その水路３の水車１１に落ちかかる水流７のエネルギーを吸収して回転する水車１１の羽根１４は、洪水の時に、小石の混じった濁流でも、流れ落ちる自然の水流の音以外は出ない素材を水車１１の羽根１４に用い、その水車１１の回転軸１０には発電機８を回転させる為の接続用の滑車９が付いている。
【００１８】
その水車１１の回転を発電に必要な回転力に調整する為、加速滑車１５に接続し、調整された回転力で発電機８に接続し発電する。
【００１９】
水路には水門を設け、その水路の水門を閉めると、水流７は嵩上げ部分（嵩上１２）を越え滝壷１３に流れ落ちる。
【符号の説明】
【００２０】
１  堰堤
２  堰堤の天端
３  水路
４  谷側の壁
５  山側の壁
６  垂直な角度
７  水流
８  発電機
９  接続用滑車
１０  水車の回転軸
１１  水車
１２  嵩上
１３  滝壺
１４  水車の羽
１５  加速滑車
１６  伝導ベルト
１７  水路の端部
１８  水車の軸受け
１９  加速滑車軸受け
２０  溜まった土砂
２１  開口部
２２  堰堤の斜面
２３  堰堤の最天端
【要約】
【課題】  河川に設置されている堰堤から流れ落ちる水を電気エネルギーに変える事である。
【解決手段】  
河川の堰堤の天端の端から下流に向け少し勾配を付けた水路を設置、その水路は途中で垂直に近い角度で曲げ下ろし、その水路の水が落ちかかる位置に、水車の回転軸に発電機に接続する為の滑車を付けた水車を設置、その水路に安定した水量を流す為に「水路を除く」を嵩上げする事で水路には常に安定した水量が流れ、水車は常に安定した回転を維持する、更に発電に必要な回転を得る為、変速滑車に接続、調整された回転力で発電機に接続し発電する。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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