(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水のエネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムであって、
少なくとも一部が水面上に浮遊可能な一対の浮遊体であって、水平方向に沿って相互に間隔を隔てて設けられた一対の浮遊体と、
前記一対の浮遊体同士を接続する接続手段と、
前記一対の浮遊体の相互間において、少なくとも一部が水面よりも下方に設けられた回転手段であって、前記流水のエネルギーによって当該回転手段が回転することにより、当該流水のエネルギーを前記発電手段に伝達するための回転手段とを備え、
前記一対の浮遊体の相互間において、前記回転手段よりも下方に設けられた空間部であって、流水に含まれる異物を通過させるための空間部を形成し、
前記一対の浮遊体のうち少なくとも一方の浮遊体の側部であって、当該一方の浮遊体に対して隣接する浮遊体側の側部の一部を、当該隣接する浮遊体に向けて突出する凸部として形成し、
前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線から当該浮遊体の下流側の端部に至る部分の長さを、前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線から当該浮遊体の上流側の端部に至る部分の長さよりも長くし、
前記少なくとも一方の浮遊体における下流側の端部から、前記回転手段の上流から下流に至る方向における中央位置に至る迄の長さを、当該少なくとも一方の浮遊体における上流側の端部から、当該回転手段の当該中央位置に至る迄の長さよりも長くした、
発電システム。
【請求項２】
前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線が、鉛直方向に対して斜めとなる略斜線状、若しくは上流側又は下流側に向けて略凸状に湾曲する略曲線状になるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成した、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の位置、又は当該凸部における前記頂部線の形状が調整可能となるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成した、
請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記浮遊体の上端から水面に至るまでの高さを所定の高さに保持するための水中翼を備えた、
請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記水中翼の側面のうち上流から下流に向けて流れる流水の抵抗を受ける側面が、前記異物の溜まりを抑制することが可能な略斜面又は略曲面となるように、前記水中翼を形成した、
請求項４に記載の発電システム。
【請求項６】
前記回転手段は、回転軸と、前記回転軸に接続された複数の羽根部とを有する水車であり、
前記複数の羽根部の少なくとも一部における先端部分を、前記回転軸の回転方向とは逆方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる突出部を形成すると共に、当該少なくとも一部における前記先端部分よりも前記回転軸側の部分を、前記回転方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる溝部を形成することで、前記突出部から前記溝部に至る部分の全体の側面形状を略Ｓ字状に形成し、前記溝部に上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となると共に、前記溝部に流入した流水が前記突出部をつたって当該溝部から流出可能となるように、前記複数の羽根部の少なくとも一部を形成した、
請求項１から５のいずれか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流水のエネルギーを利用して発電を行う発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、このような発電装置は、流水を通過させるための管と、管の内部に設けられた水車と、水車と連結された発電機とを備えている。そして、この発電装置は、管の内部を通過する流水によって水車を回転させることにより流水のエネルギーを発電機に伝達し、当該伝達した流水のエネルギーによって発電機を駆動させることにより発電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２４０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述した従来の発電装置においては、管の縦断面形状が閉断面にて形成されているので、流水中に含まれるゴミ等の異物が管の内部に溜まりやすくなることが想定される。このため、例えば、管の内部に溜まった異物によって流水の流れを停滞させるので、水車の回転数が低減することに伴って発電機に伝達される流水のエネルギーも低減するおそれがあった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異物が溜まることを抑制することが可能となる、発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発電システムは、流水のエネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムであって、少なくとも一部が水面上に浮遊可能な一対の浮遊体であって、水平方向に沿って相互に間隔を隔てて設けられた一対の浮遊体と、前記一対の浮遊体同士を接続する接続手段と、前記一対の浮遊体の相互間において、少なくとも一部が水面よりも下方に設けられた回転手段であって、前記流水のエネルギーによって当該回転手段が回転することにより、当該流水のエネルギーを前記発電手段に伝達するための回転手段とを備え、前記一対の浮遊体の相互間において、前記回転手段よりも下方に設けられた空間部であって、流水に含まれる異物を通過させるための空間部を形成し、前記一対の浮遊体のうち少なくとも一方の浮遊体の側部であって、当該一方の浮遊体に対して隣接する浮遊体側の側部の一部を、当該隣接する浮遊体に向けて突出する凸部として形成し、前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線から当該浮遊体の下流側の端部に至る部分の長さを、前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線から当該浮遊体の上流側の端部に至る部分の長さよりも長くし、前記少なくとも一方の浮遊体における下流側の端部から、前記回転手段の上流から下流に至る方向における中央位置に至る迄の長さを、当該少なくとも一方の浮遊体における上流側の端部から、当該回転手段の当該中央位置に至る迄の長さよりも長くしている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発電システムは、請求項１に記載の発電システムにおいて、前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の頂部線が、鉛直方向に対して斜めとなる略斜線状、若しくは上流側又は下流側に向けて略凸状に湾曲する略曲線状になるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成している。
【００１０】
また、請求項３に記載の発電システムは、請求項１又は２に記載の発電システムにおいて、前記少なくとも一方の浮遊体における前記凸部の位置、又は当該凸部における前記頂部線の形状が調整可能となるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成している。
【００１１】
また、請求項４に記載の発電システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システムにおいて、前記浮遊体の上端から水面に至るまでの高さを所定の高さに保持するための水中翼を備えている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発電システムは、請求項４に記載の発電システムにおいて、前記水中翼の側面のうち上流から下流に向けて流れる流水の抵抗を受ける側面が、前記異物の溜まりを抑制することが可能な略斜面又は略曲面となるように、前記水中翼を形成している。
【００１３】
また、請求項６に記載の発電システムは、請求項１から５のいずれか一項に記載の発電システムにおいて、前記回転手段は、回転軸と、前記回転軸に接続された複数の羽根部とを有する水車であり、前記複数の羽根部の少なくとも一部における先端部分を、前記回転軸の回転方向とは逆方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる突出部を形成すると共に、当該少なくとも一部における前記先端部分よりも前記回転軸側の部分を、前記回転方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる溝部を形成することで、前記突出部から前記溝部に至る部分の全体の側面形状を略Ｓ字状に形成し、前記溝部に上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となると共に、前記溝部に流入した流水が前記突出部をつたって当該溝部から流出可能となるように、前記複数の羽根部の少なくとも一部を形成している。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発電システムによれば、一対の浮遊体の相互間、又は当該相互間の下方から水底に至る間において、回転手段よりも下方に設けられた空間部であって、流水に含まれる異物を通過させるための空間部を形成したので、従来の発電装置に比べて、一対の浮遊体の相互間又は当該相互間の下方から水底に至る間に異物が溜まることを抑制することができる。よって、例えば、異物の堆積によって流水の流れが停滞することにより、回転手段の回転数が低減することを抑えることができ、発電手段に伝達される流水のエネルギーロスを低減することが可能となる。
また、回転手段の下方から一対の浮遊体の相互間の下方に至る間において、当該一対の浮遊体の相互間の下方が開放状態となるように、空間部を配置したので、一対の浮遊体の相互間において異物が溜まることを一層抑制することができる。
また、一対の浮遊体のうち少なくとも一方の浮遊体の側部であって、当該一方の浮遊体に対して隣接する浮遊体側の側部の一部を、当該隣接する浮遊体に向けて突出する凸部として形成したので、例えば一対の浮遊体の凸部の相互間において流水の流速を速めることができる。このため、この相互間近傍に回転手段を配置することにより、回転手段の回転数を向上させることができ、発電量を向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載の発電システムによれば、少なくとも一方の浮遊体における凸部の頂部線が、鉛直方向に対して斜めとなる略斜線状、若しくは上流側又は下流側に向けて略凸状に湾曲する略曲線状になるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成したので、水深に応じて流水の速度を変えることができる。これにより、例えば、水面から回転手段の上方に至る間に空間部がある場合に、当該空間部を介して異物を通過させたり、あるいは、回転手段の下方から一対の浮遊体の相互間の下方に至る間に形成された空間部を介して異物を通過させることが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発電システムによれば、少なくとも一方の浮遊体における凸部の位置、又は当該凸部における頂部線の形状が調整可能となるように、当該少なくとも一方の浮遊体を形成したので、状況に応じて発電を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の発電システムによれば、浮遊体の上端から水面に至るまでの高さを所定の高さに保持するための水中翼を備えたので、空間部を維持することが容易となる。
【００２０】
請求項５に記載の発電システムによれば、水中翼の側面のうち上流から下流に向けて流れる流水の抵抗を受ける側面が、異物の溜まりを抑制することが可能な略斜面又は略曲面となるように、水中翼を形成したので、水中翼に異物が絡まりづらくなるので、水中翼の機能を維持することが可能となる。また、例えば、水中翼が一対の浮遊体の相互間に設けられている場合には、当該相互間において異物が溜まることを抑制でき、発電量を一層維持することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載の発電システムによれば、複数の羽根部の少なくとも一部における先端部分を、回転軸の回転方向とは逆方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる突出部を形成すると共に、当該少なくとも一部における先端部分よりも回転軸側の部分を、回転方向に向けて略円弧状に湾曲させることにより側面形状が略円弧状となる溝部を形成することで、突出部から溝部に至る部分の全体の側面形状を略Ｓ字状に形成し、溝部に上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となると共に、溝部に流入した流水が突出部をつたって当該溝部から流出可能となるように、複数の羽根部の少なくとも一部を形成したので、これら複数の羽根部の各々における先端部分の溝部に流水が流入した場合でも、これら複数の羽根部の各々の回動と伴って当該先端部分の突出部をつたってスムーズに水面上に落下させることができる。よって、これら複数の羽根部の各々に異物が絡まりにくくなるので、一対の浮遊体の相互間において異物が堆積することを一層抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１に係る発電システムを示す斜視図である。
【図２】発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】浮遊体を示す斜視図であり、（ａ）は実施の形態１に係る浮遊体を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は実施の形態１に係る浮遊体の変形例を示す図である。
【図４】発電部を示す側面図である。
【図５】水中翼を示す平面図であり、（ａ）は実施の形態１に係る水中翼を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は実施の形態１に係る水中翼の変形例を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】水車を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）における領域Ａの拡大図である。
【図８】実施の形態３に係る発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】プロペラを示す斜視図であり、（ａ）は実施の形態３に係るプロペラを示す図であり、（ｂ）は実施の形態３に係るプロペラの変形例を示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る発電システムの変形例を示す正面図である。
【図１１】実施の形態３に係る発電システムの変形例を示す正面図である。
【図１２】実施の形態１に係るプロペラの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図１３】実施の形態１に係るプロペラの変形例を示す図であり、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図１４】実施の形態２に係る水車の変形例を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）における領域Ｂの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電システムの実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各実施の形態に係る発電システムの設置場所は任意であるが、河川、湖、海、水路等に設置することが考えられる。以下では、発電システムが水路に設置された場合を例として説明を行う。
【００２４】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、回転手段をプロペラとした形態である。
【００２５】
（構成）
まず、実施の形態１に係る発電システムの構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る発電システムを示す斜視図である。図２は、発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３は、後述する浮遊体１０を示す斜視図であり、（ａ）は実施の形態１に係る浮遊体１０を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は実施の形態１に係る浮遊体１０の変形例を示す図である。図４は、後述する発電部６０を示す側面図である。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を発電システムの左右方向、図１のＹ方向を発電システムの前後方向、図１のＺ方向を発電システムの上下方向とする。これら各図に示すように、発電システム１は、浮遊体１０ａ、１０ｂと、接続部２０ａ、２０ｂと、水中翼３０ａ、３０ｂと、係留部材４０ａ、４０ｂと、プロペラ５０と、発電部６０とを備えて構成されている（なお、浮遊体１０ａ、１０ｂは、相互に区別する必要がない場合には「浮遊体１０」と総称する。また、接続部２０ａ、２０ｂは、相互に区別する必要がない場合には「接続部２０」と総称する。また、水中翼３０ａ、３０ｂは、相互に区別する必要がない場合には「水中翼３０」と総称する。また、係留部材４０ａ、４０ｂは、相互に区別する必要がない場合には「係留部材４０」と総称する。）。
【００２６】
（構成−浮遊体）
浮遊体１０ａ、１０ｂは、当該浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一部を水面上に浮遊させるためのものであり、例えば浮遊する機能を有する部材のみ、及び浮遊する機能を有する部材と浮遊する機能を有しない部材とを組み合わせたもの等を含む概念である。図１、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂは、水平方向に沿って相互に間隔を隔てて配置されている。より具体的には、これら浮遊体１０ａ、１０ｂの並設方向がＸ方向に略沿うように、これら浮遊体１０ａ、１０ｂが配置されている。また、これら浮遊体１０ａ、１０ｂの各々は、浮遊体本体１１と、形状保持バー１２とを備えて構成されている。
【００２７】
浮遊体本体１１は、浮遊体１０の基本構造体であり、例えば空気等の気体が密閉された中空体にて形成されている。具体的には、この浮遊体本体の形状については、例えば浮遊体１０ａ、１０ｂの一部が水面上に浮遊可能な量の空気等の気体を充填できる形状にて形成されている。また、この浮遊体本体１１の材質については、浮遊体本体１１の変形によって衝撃を吸収することが可能となる弾性素材にて形成されることが好ましく、例えばＦＲＰ、カーボン繊維、発泡樹脂、防錆処理された発泡金属、ラフティングボートに用いられる素材（具体的には、クロロスルフォン化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等）、ゴム材等にて形成されている。
【００２８】
形状保持バー１２は、浮遊体本体１１の形状を保持するための形状保持手段であり、例えば樹脂材料、金属材料等にて形成された略棒状体であり、浮遊体本体１１の内部に収容されている。なお、浮遊体１０の詳細については、後述する。
【００２９】
（構成−接続部）
接続部２０ａ、２０ｂは、浮遊体１０ａ、１０ｂ同士を接続する接続手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、接続部２０ａ、２０ｂの各々は、例えば樹脂材料、防錆処理された金属材料等にて形成された略板状体である。また、これら接続部２０ａ、２０ｂの各々は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間をまたぐように配置されている。より具体的には、これら接続部２０ａ、２０ｂの各々は、浮遊体１０ａ、１０ｂにおける上方側の側面と当接する位置に配置されている。また、この接続部２０ａは、この接続部２０ｂよりも上流側に配置されている。そして、これら接続部２０ａ、２０ｂの各々は、浮遊体１０ａ、１０ｂに対して固定具等によって接続されている。
【００３０】
（構成−水中翼）
水中翼３０ａ、３０ｂは、浮遊体１０ａ、１０ｂの上端から水面に至るまでの高さを所定の高さに保持するためのものである。図１、図２（ａ）に示すように、水中翼３０ａ、３０ｂは、例えば樹脂材料等にて形成された中空体（又は中実体）である。また、浮遊体１０の側面上において（図では、浮遊体１０の下流側の端部において）、これら水中翼３０ａ、３０ｂの各々の少なくとも一部が水面よりも下方に位置するように、当該水中翼３０ａ、３０ｂは配置されている。また、これら水中翼３０ａ、３０ｂの各々は、水中翼支持体３１と水中翼本体３２とを備えている。ここで、水中翼３０の形成方法は任意であるが、水中翼支持体３１と水中翼本体３２とが一体成型されてもよく、あるいは別体に形成されてもよい。
【００３１】
水中翼支持体３１は、水中翼本体３２を支持するものである（図２（ａ）では、浮遊体１０の下流側の端部から点線に至る部分を示す）。この水中翼支持体３１は、略棒状体にて形成されており、当該水中翼支持体３１の長手方向がＹ方向に略沿うように配置され、浮遊体１０の下流側の端部に対して固定具等にて固定されている。
【００３２】
水中翼本体３２は、水中翼３０の基本構造体であり、流水の抵抗を受けるものである。この水中翼本体３２は、略翼状に形成されており、水面と略平行となるように配置され、水中翼支持体３１に対して接続されている。なお、水中翼３０ａ、３０ｂの詳細については、後述する。
【００３３】
（構成−係留部材）
係留部材４０ａ、４０ｂは、発電システム１を所定位置に係留するために、支持体４０ａ、４０ｂに発電システム１をつなぎとめるための係留手段である。図１に示すように、係留部材４０ａ、４０ｂは、例えば天然繊維材料若しくは化学繊維材料にて形成されたロープ、防錆処理されたワイヤ、又はこれら材料を組み合わせたもの等にて形成された略棒状体にて形成されている。
【００３４】
また、この係留部材４０ａの固定については、係留部材４０ａの端部の一方が左側の護岸に設けられた支持体４１ａに固定され、係留部材４０ａの端部の他方が浮遊体１０ａに固定されている。また、この係留部材４０ｂの固定については、係留部材４０ｂの端部の一方が右側の護岸に設けられた支持体４１ｂに固定され、係留部材４０ｂの端部の他方が浮遊体１０ｂに固定されている。
【００３５】
なお、この係留部材４０における浮遊体１０の固定位置については任意であるが、浮遊体１０等のばたつきを低減できる固定位置が好ましく、例えば、係留部材４０における浮遊体１０の固定位置と後述するプロペラ５０のシャフト５１におけるＺ方向の位置とが略同一となる位置に、当該係留部材４０が浮遊体１０に固定されてもよい。
【００３６】
（構成−プロペラ）
プロペラ５０は、流水のエネルギーによって当該プロペラ５０が回転することにより、当該流水のエネルギーを発電部６０に伝達するための回転手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、プロペラ５０は、例えば公知のプロペラを用いて構成されている。また、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、このプロペラ５０の少なくとも一部が水面よりも下方に位置し、且つ、プロペラ５０のシャフト５１がＹ方向に略沿うように、当該プロペラ５０は配置されている。
【００３７】
（構成−発電部）
発電部６０は、プロペラ５０のシャフト５１を介してプロペラ５０にて伝達された流水のエネルギーによって駆動されることにより発電を行う発電手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、発電部６０は、水面よりも上方位置に配置されている。また、この発電部６０は、図１に示す筐体６１の内部において、発電機６５と、発電基板（図示省略）とを備えている。
【００３８】
（構成−発電部−筐体）
筐体６１は、発電機６５と、発電基板とを外部から保護する保護手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、筐体６１は、例えば樹脂材料等にて形成された略中空の円柱状体である。また、この筐体６１は、一側面（例えば、上側面等）を開放した略中空の円柱状のベース部６１ａであって、発電機６５と、発電基板とを収容するベース部６１ａと、このベース部６１ａをその開放面側から略覆うカバー部６１ｂとを備えて構成されており、カバー部６１ｂはベース部６１ａに対して嵌合構造や固定具等にて固定されている。
【００３９】
また、この筐体６１には、固定バー６２と、支持部６３と、連通口６４とが設けられている。
【００４０】
固定バー６２は、筐体６１を浮遊体１０に固定するための固定手段である。この固定バー６２は、筐体６１と浮遊体１０との相互間に配置されており、筐体６１及び浮遊体１０に対して固定具等にて固定されている。
【００４１】
支持部６３は、プロペラ５０のシャフト５１を支持すると共に、後述する発電部６０のシャフト６６を収容する支持手段である。この支持部６３は、略長尺状の管状に形成されている。また、この支持部６３の長手方向がＺ方向に略沿うように、この支持部６３が配置されている。また、この支持部６３の上端部が筐体６１と当接するように、この支持部６３が筐体６１に対して固定具等によって固定されている。また、この支持部６３には、開口６３ａが設けられている。開口６３ａは、プロペラ５０のシャフト５１における下流側の端部を支持部６３における下端部の内部に収容するための開口である。なお、この支持部６３によるプロペラ５０のシャフト５１の支持方法については、例えば、図４に示すように、このプロペラ５０のシャフト５１における下流側の端部が開口６３ａを介して当該支持部６３の下端部分の内部に収容されるように、当該プロペラ５０を配置する。そして、このプロペラ５０のシャフト５１を、発電部６０の支持部６３に対して回転可能な固定具（例えばボールベアリング等）等によって支持する方法等が該当する。
【００４２】
連通口６４は、筐体６１と支持部６３とを連通させるための開口である。
【００４３】
（構成−発電部−発電機）
発電機６５は、プロペラ５０によるシャフト５１の回転によって駆動されることにより発電を行うものである。この発電機６５は、例えば、公知の発電機等を用いて構成されており、筐体６１に対して固定具等にて固定されている。
【００４４】
また、この発電機６５には、シャフト６６が設けられている。シャフト６６は、プロペラ５０のシャフト５１から伝達された流水のエネルギーを、発電機６５に伝達するためのものである。このシャフト６６は、略細長状の棒状体であり、筐体６１の連通口６４を介して当該支持部６３の内部に収容されるように配置されている。また、このシャフト６６は、支持部６３に対して回転可能な固定具等（例えばボールベアリング等）によって固定されている。
【００４５】
ここで、プロペラ５０のシャフト５１から発電部６０のシャフト６６への流水のエネルギーを伝達する方法については任意であるが、例えば、プロペラ５０のシャフト５１における下流側の端部に第１のギア（例えば、かさ歯車等。図示省略）を取り付けると共に、発電部６０におけるシャフト６６の下端部に第２のギア（例えば、かさ歯車等。図示省略）を取り付け、プロペラ５０のシャフト５１の回転に伴って発電部６０のシャフト６６が当該発電部６０のシャフト６６におけるＺ方向の中心軸を中心として回転可能となるように、これら第１のギアと第２のギアとを当接させる方法等が該当する（なお、後述する実施の形態２における水車７０のシャフト７２から発電部６０のシャフト６６への流水のエネルギーを伝達する方法、及び後述する実施の形態３におけるプロペラ８０のシャフト８５から発電部６０のシャフト６６への流水のエネルギーを伝達する方法についても同様とする）。
【００４６】
（構成−発電部−発電基板）
発電基板は、発電部６０の各種機能を実現するための電気回路（図示省略）が実装された基板である。この発電基板は、発電機６５近傍位置に配置されており、筐体６１に対して固定具等にて固定されている。また、この発電基板には、出力端子（図示省略）も実装されている。ここで、出力端子は、発電機６５にて発生した電流を外部機器（図示省略）に出力するためのものであり、外部機器と配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。
【００４７】
（浮遊体及び水中翼の詳細について）
次に、実施の形態１に係る浮遊体１０及び水中翼３０の構成、形状等の詳細については、下記に示す工夫が施されている。
【００４８】
（浮遊体及び水中翼の詳細について−浮遊体の構成）
まず、浮遊体１０ａ、１０ｂの構成については、以下の構成が採用されている。具体的には、図１、図２（ｂ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、空間部１３が形成されている。空間部１３は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水に含まれる異物を通過させるためのものである。ここで、「異物」とは、水以外の固体状又は半固体状の物質を意味し、例えば、ゴミ、草木、砂利、水生生物等を含む概念である。また、この空間部１３の配置については、例えば、プロペラ５０の下方から浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方に至る間において、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方が開放状態となるように、当該空間部１３は配置されている。
【００４９】
このような構成により、従来の発電装置に比べて、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において異物が溜まることを抑制することが可能となる。
【００５０】
（浮遊体及び水中翼の詳細について−浮遊体の形状）
また、浮遊体１０ａ、１０ｂの形状については、例えば、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の一部において流水の速度を速めることが可能な形状にて形成されることが望ましい。具体的には、図３（ａ）に示すように、浮遊体１０ａにおける隣接する浮遊体１０ｂ側の側部の一部が、当該隣接する浮遊体１０ｂに向けて突出する略凸状に形成されている。また、これと同様に、浮遊体１０ｂにおける隣接する浮遊体１０ａ側の側部の一部（より具体的には、浮遊体１０ｂにおける浮遊体１０ａの凸部分と対応する部分）が、当該隣接する浮遊体１０ａに向けて突出する略凸状に形成されている。
【００５１】
この場合において、浮遊体１０の形成方法については任意であるが、例えば、浮遊体１０の形状保持バー１２が、略矩形リング状に形成された第１の形状保持バー１２ａと、略コ字状に形成された第２の形状保持バー１２ｂとを有する場合において、まず、第１の形状保持バー１２ａをＹ方向に略沿って配置する。次に、第２の形状保持バー１２ｂが隣接する浮遊体１０に向けて突出するように、第１の形状保持バー１２ａにおける上部バーと第２の形状保持バー１２ｂの上端部とを接続すると共に、第１の形状保持バー１２ａにおける下部バーと第２の形状保持バー１２ｂの下端部とを接続する。続いて、接続した第１の形状保持バー１２ａと第２の形状保持バー１２ｂとを浮遊体本体１１に収容する、といった方法等が該当する。あるいは、これに限られず、これら第１の形状保持バー１２ａと第２の形状保持バー１２ｂとを一体成型したものを、浮遊体本体１１に収容する方法であってもよい。
【００５２】
また、実施の形態１では、図３（ａ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂにおける凸部分の頂部線１４が、当該浮遊体１０の鉛直方向（図３（ａ）ではＺ方向に相当）に略沿った直線状になるように、浮遊体１０ａ、１０ｂは形成されているが、これに限られない。例えば、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、水深に応じて流水の速度が異なるように、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂにおける凸部分の頂部線１４がＺ方向に対して斜めとなる略斜線状になるように、浮遊体１０ａ、１０ｂが形成されてもよい。あるいは、図３（ｄ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂにおける凸部分の頂部線１４が、上流側又は下流側に向けて略凸状に湾曲する略曲線状になるように、浮遊体１０ａ、１０ｂが形成されてもよい。
【００５３】
これらの場合において、浮遊体１０の形成方法については任意であるが、例えば、浮遊体１０における凸部分の頂部線１４が略斜線状に形成される場合には、上記第２の形状保持バー１２ｂにおける当該頂部線１４と対応する部分がＺ方向に対して斜めとなるように、当該第２の形状保持バー１２ｂにおける上端部のＹ方向の位置と当該第２の形状保持バー１２ｂにおける下端部のＹ方向の位置とが異なる位置に、第２の形状保持バー１２ｂを配置する。そして、この第２の形状保持バー１２ｂを第１の形状保持バー１２ａに接続する、といった方法等が該当する。また、浮遊体１０における凸部分の頂部線１４が、略曲線状に形成される場合には、上記第２の形状保持バー１２ｂにおける当該頂部線１４と対応する部分が略曲線状になるように、第２の形状保持バー１２ｂを形成する。そして、この第２の形状保持バー１２ｂを第１の形状保持バー１２ａに接続する、といった方法等が該当する。
【００５４】
また、図３（ａ）〜（ｄ）に示す浮遊体１０は、取り替え可能なものであってもよいが、これに限られず、例えば状況に応じて調整可能なものであってもよい。具体的には、浮遊体１０における凸部分の位置、又は当該凸部分における頂部線１４の形状が調整可能となるように、当該浮遊体１０が形成されてもよい。より具体的には、第２の形状保持バー１２ｂの位置を任意に変えることにより浮遊体１０における凸部分の位置等が調整可能となるように、第２の形状保持バー１２ｂは、着脱自在な接合部１２ｃを介して第１の形状保持バー１２ａに接続されてもよい。あるいは、第２の形状保持バー１２ｂの形状を任意に変えることにより浮遊体１０における凸部分の位置等が調整可能となるように、第２の形状保持バー１２ｂを変形可能な構造（例えば、公知のフレキシブルアーム構造等）を用いて形成されてもよい。
【００５５】
このような浮遊体１０の形状によって、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、浮遊体１０ａの凸部分と浮遊体１０ｂの凸部分との相互間における流路幅が他の部分における流路幅よりも小さくなる。このため、例えば、流路の形状が矩形状であり、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の流量と流路の水位とが一定である場合において、流水の速度＝流量／流路面積（この場合において、流路面積＝流路幅×水深）の関係式より、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、浮遊体１０ａの凸部分と浮遊体１０ｂの凸部分との相互間を通過する流水の速度が、他の部分を通過する流水の速度よりも速くなることは明らかである。よって、この相互間近傍にプロペラ５０を配置することにより、プロペラ５０の回転数を向上させることができる。また、浮遊体１０における凸部分の頂部線１４を略斜線状又は略曲線状に形成することで、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、水深に応じて流水の速度を異ならせることが可能となる。また、浮遊体１０の形状が調整可能となるように、浮遊体１０を形成することで、状況に応じて発電を行うことが可能となる。
【００５６】
（浮遊体及び水中翼の詳細について−水中翼の形状）
図５は、水中翼３０を示す平面図であり、（ａ）は実施の形態１に係る水中翼３０を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は実施の形態１に係る水中翼３０の変形例を示す図である。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、水中翼３０の形状については、例えば、水中翼３０の側面のうち上流から下流に向けて流れる流水の抵抗を受ける側面が、異物の溜まりを抑制することが可能な略斜面又は略曲面となるように、水中翼３０が形成されることが望ましい。
【００５７】
具体的には、図５（ａ）に示すように、水中翼３０のＸ方向の長さが下流に行くにしたがって長くなるように、水中翼３０が形成されている。より具体的には、水中翼３０が浮遊体１０に設けられている場合において、水中翼本体３２における流水の抵抗を受ける側面３３（なお、図５（ａ）に示す水中翼本体３２におけるＹ方向に略沿う側面は、流水の抵抗が当該側面３３と比べて小さいため、当該側面３３に含まれないものとする）が、当該側面３３における水中翼支持体３１側の端部とは反対側の端部が当該側面３３における水中翼支持体３１側の端部よりも下流側に位置する略斜面となるように、水中翼３０が形成されている。あるいは、これに限られず、例えば、図５（ｂ）に示すように、水中翼３０が浮遊体１０に設けられている場合において、この流水の抵抗を受ける側面３３が、当該側面３３における水中翼支持体３１側の端部とは反対側の端部が当該側面３３における水中翼支持体３１側の端部よりも下流側に位置する略曲面となるように、水中翼３０が形成されてもよい。なお、水中翼３０の設置については、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、水中翼３０が浮遊体１０に設けられることに限られず、例えば、図５（ｃ）に示すように、水中翼３０が接続部２０に設けられてもよい（より具体的には、水中翼支持体３１が接続部２０に接続されるように、水中翼３０が接続部２０に設けられている）。
【００５８】
このような形状により、水中翼３０の水中翼本体３２に異物が絡まりづらくなるので、水中翼３０の機能を維持することが可能となる。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、水中翼３０が浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に設けられている場合には、当該相互間において異物が溜まることを抑制することが可能となる。
【００５９】
（発電システムの機能について）
このように構成された発電システム１の機能について説明する。この発電システム１の機能としては、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において流水が通過することで、発電を行う発電機能と、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において異物が溜まることを防止する異物堆積抑制機能との２つの機能に区分けされる。
【００６０】
（発電システムの機能−発電機能）
まず、発電システム１の発電機能について説明する。図１、図２（ａ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に上流から流れてきた流水が流入すると、浮遊体１０ａの凸部分と浮遊体１０ａの凸部分との相互間において流水の流速が速められる。そして、この流水がプロペラ５０に衝突すると、プロペラ５０にて伝達された流水のエネルギーによってプロペラ５０が回転することにより、当該流水のエネルギーがプロペラ５０のシャフト５１及び発電部６０のシャフト６６を介して発電部６０の発電機６５に伝達される。これにより、この発電機６５に伝達された流水のエネルギーによって当該発電機６５が駆動されることにより、発電を行うことが可能となる。なお、この発電システム１によって得られた電流は、例えば、発電部６０の発電基板を介して水路周辺に設置されている照明等に供給することが可能になる。
【００６１】
（発電システムの機能−異物堆積抑制機能）
次に、発電システム１の異物堆積抑制機能について説明する。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に上流から流れてきた流水が流入すると、この流入した流水の少なくとも一部は、プロペラ５０の下方から浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方に至る間に形成された空間部１３を介して浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間から流出される。これにより、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に異物が溜まることを抑制することができ、例えば、異物の堆積によって流水の流れが停滞することにより、プロペラ５０の回転数が低減することを抑えることが可能となる。
【００６２】
（効果）
このように実施の形態１によれば、プロペラ５０の下方から浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方に至る間において、当該浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方が開放状態となるように、空間部１３を形成したので、従来の発電装置に比べて、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に異物が溜まることを抑制することができる。よって、例えば、異物の堆積によって流水の流れが停滞することにより、プロペラ５０の回転数が低減することを抑えることができ、発電部６０に伝達される流水のエネルギーロスを低減することが可能となる。
【００６３】
また、浮遊体１０ａにおける隣接する浮遊体１０ｂ側の側部の一部を、当該隣接する浮遊体１０ｂに向けて突出する略凸状に形成し、浮遊体１０ｂにおける隣接する浮遊体１０ａ側の側部の一部を、当該隣接する浮遊体１０ａに向けて突出する略凸状に形成したので、浮遊体１０ａの凸部分と浮遊体１０ａの凸部分との相互間において流水の流速を速めることができる。よって、この相互間近傍にプロペラ５０を配置することにより、プロペラ５０の回転数を向上させることができ、発電量を向上させることが可能となる。
【００６４】
また、浮遊体１０における凸部分の頂部線１４が、Ｚ方向に対して斜めとなる略斜線状、若しくは上流側又は下流側に向けて略凸状に湾曲する略曲線状になるように、当該浮遊体１０ａ、１０ｂを形成したので、水深に応じて流水の速度を変えることができる。これにより、例えば、水面からプロペラ５０の上方に至る間に空間部がある場合に、当該空間部を介して異物を通過させたり、あるいは、プロペラ５０の下方から浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方に至る間に形成された空間部１３を介して異物を通過させることが可能となる。
【００６５】
また、浮遊体１０における凸部分の位置、又は当該凸部分における頂部線１４の形状が調整可能となるように、浮遊体１０ａ、１０ｄを形成したので、状況に応じて発電を行うことが可能となる。
【００６６】
また、浮遊体１０の上端から水面に至るまでの高さを所定の高さに保持するための水中翼３０を備えたので、空間部１３を維持することが容易となる。
【００６７】
また、水中翼３０の側面のうち上流から下流に向けて流れる流水の抵抗を受ける側面が、異物の溜まりを抑制することが可能な略斜面又は略曲面となるように、水中翼３０を形成したので、水中翼３０に異物が絡まりづらくなるので、水中翼３０の機能を維持することが可能となる。また、水中翼３０が浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に設けられている場合には、当該相互間において異物が溜まることを抑制でき、発電量を一層維持することが可能となる。
【００６８】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、回転手段を水車とした形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００６９】
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電システムの構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態２に係る発電システム１０１は、実施の形態１に係る発電システム１の構成要素と同一の構成要素に対して、プロペラ５０に代えて水車７０として構成されている。また、発電部６０における支持部６３の配置については、例えば、図６（ａ）に示すように、この支持部６３が浮遊体１０ａ側に向けて張り出すように、当該支持部６３が配置されている。また、浮遊体１０の構成については、下記に示す工夫が施されている。
【００７０】
（構成−浮遊体の構成について）
浮遊体１０ａ、１０ｂの構成については、下記の構成が採用されている。具体的には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々は、浮遊体本体１１と、水路壁部１５とを備えて構成されている。
【００７１】
浮遊体本体１１は、例えば浮遊体本体１１の少なくとも一部が水面上に浮遊可能となる材質（具体的には、樹脂材料等）にて形成された略柱状の中空体である（図６（ａ）、（ｂ）では略三角柱の中空体。あるいは、これに限られず、略錘状の中空体、略球状の中空体、略柱状の中実体等であってもよい）。
【００７２】
水路壁部１５は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に水路を形成するための壁部である。水路壁部１５は、例えば樹脂材料、防錆処理された金属材料等に形成された略中実体（又は略中空体）である。この水路壁部１５は、浮遊体本体１１よりも下方であって、この水路壁部１５の少なくとも一部が水面よりも下方に位置するように配置されている。
【００７３】
（構成−水車）
図７は、水車７０を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）における領域Ａの拡大図である。図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、水車７０は、流水のエネルギーによって当該水車７０が回転することにより、当該流水のエネルギーを発電部６０に伝達するための回転手段である。この水車７０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、当該水車７０の一部が水面よりも下方に位置するように配置されている。また、この水車７０は、回転軸７１と、シャフト７２と、複数の羽根部７３とを備えて構成されている。
【００７４】
回転軸７１は、水車７０が回動する際の軸となるものである。この回転軸７１は、例えば樹脂材料、防錆処理された金属材料等に形成された略円柱状体である。また、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、この回転軸７１における軸方向の端面が浮遊体１０ａ、１０ｂの水路壁部１５と対向する位置に、当該回転軸７１は配置されている。そして、この回転軸７１は、浮遊体１０ａ、１０ｂの浮遊体本体１１に対して回転ピン７１ａを介して回動可能な固定具等によって固定されている。
【００７５】
シャフト７２は、複数の羽根部７３から回転軸７１を介して伝達された流水のエネルギーを、発電部６０のシャフト６６に伝達するためのものである。このシャフト７２は、略細長状の棒状体であり、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、当該シャフト７２の長手方向がＹ方向に略沿うように配置されている（後述する実施の形態３のプロペラ８０のシャフト８５の配置についても同様とする）。より具体的には、当該相互間の浮遊体１０ａ側において、このシャフト７２における下流側の端部が発電部６０における支持部６３の開口６３ａを介して当該支持部６３の浮遊体１０ａ側の端部の内部に収容されるように、当該シャフト７２は配置されている。また、このシャフト７２は、発電部６０の支持部６３に対して回転可能な固定具等によって固定されている。ここで、回転軸７１からシャフト７２への流水のエネルギーを伝達する方法については任意であるが、例えば、回転軸７１の回転ピン７１ａに第３のギア（例えば、かさ歯車等。図示省略）を取り付けると共に、シャフト７２における上流側の端部に第４のギア（例えば、かさ歯車等。図示省略）を取り付け、この回転ピン７１ａの回転に伴ってシャフト７２におけるＹ方向の中心軸を中心として回転可能となるように、これら第３のギアと第４のギアとを当接させる方法等が該当する。
【００７６】
複数の羽根部７３は、流水のエネルギーを回転軸７１に伝達するためのものである。これら複数の羽根部７３の各々は、例えば樹脂材料、金属材料等に形成された略湾曲状の板状体である。また、これら複数の羽根部７３は、回転軸７１の曲面部に対して立設して配置されており、回転軸７１に対して溶接や固定具等によって固定されている。
【００７７】
ここで、複数の羽根部７３の各々の構成については任意であるが、例えば、異物の溜まりを抑制することが可能な構成が採用されることが望ましい。具体的には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の羽根部７３の各々の先端部分の側面形状が、当該先端部分における回転軸７１側の部分を凹状に湾曲させて溝部７３ａを形成すると共に、当該先端部分における回転軸７１側とは反対側の部分を凸状に湾曲させて突出部７３ｂを形成することで、略Ｓ字状に形成され、そしてさらに、この溝部７３ａに上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となるように、複数の羽根部７３の各々は形成されている。
【００７８】
このような構成により、複数の羽根部７３の各々における先端部分の溝部７３ａに流水が流入した場合でも、複数の羽根部７３の各々の回動と伴って当該先端部分の突出部７３ｂをつたってスムーズに水面上に落下させることができ、当該複数の羽根部７３の各々に異物が絡まりにくくすることが可能となる。
【００７９】
（発電システムの機能）
このように構成された発電システム１０１の機能について説明する。なお、発電システム１０１の発電機能及び異物堆積抑制機能については、上述した実施の形態１と異なる部分についてのみ、その機能を説明する。
【００８０】
（発電システムの機能−発電機能）
まず、発電システム１０１の発電機能について説明する。図６（ａ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に上流から流れてきた流水が流入し、当該流入した流水が水車７０の複数の羽根部７３の一部に衝突すると、当該複数の羽根部７３の一部にて伝達された流水のエネルギーによって水車７０の回転軸７１が回転する。これにより、回転軸７１に伝達された流水のエネルギーを水車７０のシャフト７２及び発電部６０のシャフト６６を介して発電部６０の発電機６５に伝達される。
【００８１】
（発電システムの機能−異物堆積抑制機能）
次に、発電システム１０１の異物堆積抑制機能について説明する。図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に上流から流れてきた流水が流入し、当該流入した流水が水車７０の複数の羽根部７３の一部に衝突すると、この流水は当該複数の羽根部７３の一部における先端部分の溝部７３ａに流入する。そして、水車７０の回転軸７１の回動に伴ってこの複数の羽根部７３の一部が上流から下流に至る方向に向けて回動すると、この溝部７３ａに流入した流水は、上記先端部分の突出部７３ｂをつたって水面上にスムーズに落下する。これにより、複数の羽根部７３に異物が絡まりにくくなるので、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において異物が堆積することを一層抑制することが可能となる。
【００８２】
（効果）
このように実施の形態２によれば、複数の羽根部７３の少なくとも一部における先端部分の側面形状を、当該先端部分における回転軸７１側の部分を凹状に湾曲させて溝部７３ａを形成すると共に、当該先端部分における回転軸７１側とは反対側の部分を凸状に湾曲させて突出部７３ｂを形成することで、略Ｓ字状に形成し、溝部７３ａに上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となるように、複数の羽根部７３の少なくとも一部を形成したので、これら複数の羽根部７３の各々における先端部分の溝部７３ａに流水が流入した場合でも、これら複数の羽根部７３の各々の回動と伴って当該先端部分の突出部７３ｂをつたってスムーズに水面上に落下させることができる。よって、これら複数の羽根部７３の各々に異物が絡まりにくくなるので、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において異物が堆積することを一層抑制することが可能となる。
【００８３】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、回転手段を実施の形態１とは異なるプロペラとした形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００８４】
（構成）
まず、実施の形態３に係る発電システムの構成について説明する。図８は、実施の形態３に係る発電システムを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態３に係る発電システム２０１は、実施の形態２に係る発電システム１０１の構成要素と同一の構成要素に対して、水車７０に代えてプロペラ８０として構成されている。また、発電部６０における支持部６３の配置については、例えば、図８（ａ）に示すように、この支持部６３の長手方向がＺ方向に略沿うように、この支持部６３が配置されている。
【００８５】
（構成−プロペラ）
図９は、プロペラ８０を示す斜視図であり、（ａ）は実施の形態３に係るプロペラ８０を示す図であり、（ｂ）は実施の形態３に係るプロペラの変形例を示す図である。図８（ａ）（ｂ）、図９（ａ）に示すように、プロペラ８０は、例えば樹脂材料（具体的には、硬質の樹脂材料）等にて形成されており、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、当該プロペラ８０の少なくとも一部が水面よりも下方に位置するように配置されている。また、このプロペラ８０は、円筒部８１と、複数のプロペラ本体８２と、回転軸８３ａ、８３ｂと、固定部８４と、シャフト８５とを備えて構成されている。
【００８６】
円筒部８１は、複数のプロペラ本体８２及び回転軸８３ａ、８３ｂを支持するための支持手段である。この円筒部８１は、略長尺状の円筒状体にて形成されている。また、この円筒部８１の長手方向がＹ方向に略沿うように、当該円筒部８１は配置されている。
【００８７】
複数のプロペラ本体８２は、流水のエネルギーを回動軸８３ａ、８３ｂに伝達するためのものである。これら複数のプロペラ本体８２は、略ねじれた形状の板状体（より具体的には長方形状の板状体）にて形成されている。また、これら複数のプロペラ本体８２の各々の長手方向がＹ方向に略沿うように、当該複数のプロペラ本体８２の各々は円筒部８１の内周面に対して立設して配置されている。そして、これら複数のプロペラ本体８２は、円筒部８１に対して溶接等によって固定されている。なお、これら複数のプロペラ本体８２の配置については、図９（ａ）に示すような配置に限られず、例えば、図９（ｂ）に示すように、複数のプロペラ本体８２の各々の一部が円筒部８１の内周面側に埋め込まれるように、当該複数のプロペラ本体８２の各々は円筒部８１の外周面に対して立設して配置されてもよい。
【００８８】
回転軸８３ａ、８３ｂは、プロペラ８０が回動する際の軸となるものである。この回転軸８３ａ、８３ｂの各々は、略コ字状の棒状体を２体交差させることで（具体的には、回転軸８３ａ、８３ｂの各々におけるコ字状の縦棒部分を交差させる）、正面形状が略十字状になるように形成されている。また、回転軸８３ａにおける十字状の部分が円筒部８１の上流側の端面と対向し、且つ当該部分が上流側に向けて張り出すように、当該回転軸８３ａは配置されている。また、回転軸８３ｂにおける十字状の部分が円筒部８１の下流側の端面と対向し、当該部分が下流側に向けて張り出すように、当該回転軸８３ｂは配置されている。そして、これら回転軸８３ａ、８３ｂは、円筒部８１に対して溶接等にて固定されている。
【００８９】
固定部８４は、プロペラを接続部２０ａ（又は接続部２０ｂ）に固定するための固定手段である。この固定部８４は、略コ字状の棒状体にて形成されている。また、この固定部８４におけるコ字状の縦棒部分がＹ方向に略沿い、且つ、当該固定部８４におけるコ字状の横棒部分が水底に向けて突出するように、当該固定部８４が配置されている。ここで、この固定部８４の接続については、例えば、固定部８４におけるコ字状の縦棒部分が、接続部２０ａに対して固定具等にて接続されている。また、この固定部８４におけるコ字状の上流側の横棒部分が、回転軸８３ａにおける十字状の部分の交差部分に対して回転可能な固定具（例えばボールベアリング）等にて接続されている。また、この固定部８４におけるコ字状の下流側の横棒部分が、回転軸８３ｂにおける十字状の部分の交差部分に対して回転可能な固定具（例えばボールベアリング）等にて接続されている。
【００９０】
シャフト８５は、複数のプロペラ本体８２から回転軸８３ａ、８３ｂを介して伝達された流水のエネルギーを、発電部６０のシャフト６６に伝達するためのものである。ここで、このシャフト８５の接続については、例えば、シャフト８５における上流側の端部が、回転軸８３ｂに対して固定具等によって接続されている。また、シャフト８５における下流側の端部が、発電部６０の支持部６３に対して回転可能な固定具等によって接続されている。
【００９１】
（発電システムの機能）
このように構成された発電システム２０１の機能について説明する。なお、発電システム２０１の発電機能については、上述した実施の形態２と異なる部分についてのみ、その機能を説明する。また、発電システム２０１の異物堆積抑制機能については、説明を省略する。
【００９２】
（発電システムの機能−発電機能）
まず、発電システム２０１の発電機能について説明する。図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に上流から流れてきた流水が流入し、当該流入した流水がプロペラ８０の円筒部８１の内部に流入することでプロペラ８０における複数のプロペラ本体８２の少なくとも一部に衝突すると、当該複数のプロペラ本体８２の少なくとも一部にて伝達された流水のエネルギーによってプロペラ８０の回転軸８３ａ、８３ｂが回転する。そして、これら回転軸８３ａ、８３ｂの回転によって、当該回転軸８３ａ、８３ｂに伝達された流水のエネルギーをプロペラ８０のシャフト８５及び発電部６０のシャフト６６を介して発電部６０の発電機６５に伝達される。
【００９３】
（効果）
このように実施の形態３によれば、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、プロペラ８０よりも下方に空間部１３を形成したので、実施の形態１、２と同様に、従来の発電装置に比べて、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に異物が溜まることを抑制することが可能となる。
【００９４】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００９５】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、一対の浮遊体１０の相互間において空間部１３が形成しづらい場合であっても、空間部１３の形成を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
【００９６】
（各実施の形態の組み合わせ）
上記実施の形態１〜３に示した構成については、同一の実施の形態の構成を複数組み合わせたり、あるいは異なる実施の形態の構成を相互に組み合わせたりすることができる。例えば、図１０、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態３に係る発電システム２０１のプロペラ８０を複数組み合わせてもよい（なお、図１０、図１１（ａ）、（ｂ）については発電部６０及びプロペラ８０の図示省略）。具体的には、図１０に示すように、このプロペラ８０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、浮遊体１０ａ、１０ｂの並設方向に沿って複数並設されてもよい（なお、図１０に示すように、各プロペラ８０は水路壁部１５に隔離されてもよい）。あるいは、図１１（ａ）に示すように、このプロペラ８０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、浮遊体１０ａ、１０ｂの並設方向に沿って複数並設されると共に、Ｚ方向に沿って複数並設されてもよい。あるいは、図１１（ｂ）に示すように、このプロペラ８０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間においてハニカム状に複数設けられてもよい。ここで、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、各プロペラ８０は、誘導ケース９０の内部に収容されている。誘導ケース９０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水を、収容されたプロペラ８０へ効果的に誘導するためのガイド手段である。この誘導ケース９０は、内縁形状が円筒部８１の外縁形状と略同一であり、且つ外縁形状が円筒部８１の外縁形状よりも大きい略長尺状の円筒状体にて形成されており、当該誘導ケース９０の長手方向がＹ方向に略沿うように配置されている。そしてさらに、この誘導ケース９０における上流側の端面の形状については、例えば、当該端面における外縁が当該端面における内縁よりも上流側に突出するように、当該端面が傾斜状にて形成されている。このような構成により、発電量を一層向上させることが可能となる。また、例えば、実施の形態１に係る発電システム１のプロペラ５０、実施の形態２に係る発電システム１０１の水車７０、又は実施の形態３に係る発電システム２０１のプロペラ８０は、浮遊体１０ａ、１０ｂの並設方向、若しくはＺ方向に沿って並設されてもよく、あるいはハニカム状に設けられてもよい。なお、上述した具体例において、誘導ケース９０の設置については、当該設置を行ってもよく、又は当該設置を省略してもよい。
【００９７】
（各実施の形態の相互関係）
上記実施の形態１〜３に示した特徴は、相互に入れ替えたり、一方の特徴を他方に追加してもよい。例えば、実施の形態１における浮遊体１０の形状（具体的には、浮遊体１０における隣接する浮遊体１０側の側部の一部が、当該隣接する浮遊体１０に向けて突出する略凸状に形成したり、又は、変形例で説明した形状であって、浮遊体１０ａ、１０ｂにおける凸部分の頂部線１４が略斜線状又は略曲線状に形成すること）を、実施の形態２、３における浮遊体１０の水路壁部１５の形状に採用してもよい。
【００９８】
（浮遊体の形状について）
上記実施の形態１では、浮遊体１０ａ、１０ｂの形状について、浮遊体１０における隣接する浮遊体１０側の側部の一部が略凸状になるように、浮遊体１０ａ、１０ｂが形成されていると説明したが、浮遊体１０における隣接する浮遊体１０側の側部の一部が略平坦状になるように、浮遊体１０ａ、１０ｂが形成されてもよい。あるいは、浮遊体１０ａにおける隣接する浮遊体１０ｂ側の側部の一部のみが略平坦状になるように、浮遊体１０ａが形成されてもよい。
【００９９】
（接続部の個数について）
上記実施の形態１〜３では、発電システムは、接続部２０は２体備えていると説明したが、例えば単体であってもよく、あるいは３体以上であってもよい。
【０１００】
（水中翼及び係留部材について）
上記実施の形態１〜３では、発電システムは、水中翼３０と係留部材４０とを備えていると説明したが、例えば、水中翼３０と係留部材４０とを省略してもよい。
【０１０１】
（発電部について）
上記実施の形態１〜３では、発電部６０は、回転手段や浮遊体１０ａ、１０ｂの近傍位置に設けられていると説明したが、例えば、回転手段や浮遊体１０ａ、１０ｂから離れた位置（例えば陸上等）に設けられてもよい。このように発電部６０を離れた位置に設ける場合には、例えば、発電システムには、回転手段にて生成された回転エネルギーを、離れた位置の発電部６０に伝達するエネルギー伝達手段を設ければよい。このようなエネルギー伝達手段は、任意に構成することができるが、例えば、回転手段と連結されて回転する駆動シャフトを採用することができる。
【０１０２】
（回転手段の配置について）
上記実施の形態１〜３では、回転手段は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に設けられていると説明したが、例えば浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方から水底に至る間において設けられてもよい。この場合において、空間部１３は、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の下方から水底に至る間において、回転手段よりも下方に設けられる。
【０１０３】
（プロペラの構成について）
上記実施の形態１では、プロペラ５０は、公知のプロペラを用いて構成されていると説明したが、これに限られない。例えば、プロペラ５０の羽根部とその周囲構造体との間に異物が挟まったり、羽根部の表面に異物が付着したりすることを、抑制することが可能となる構成が採用されてもよい。
【０１０４】
具体的には、図１２（ａ）に示す構造を採用してもよい。プロペラ５０が上述した誘導ケース９０に収容されている場合において、このプロペラ５０のシャフト５１には開口部５２が設けられている。開口部５２は、プロペラ５０の羽根部の一部を出し入れするための開口である。また、このプロペラ５０の羽根部におけるシャフト５１側の端部には、伸縮部材５３とストッパ５４とが設けられている。伸縮部材５３は、羽根部をシャフト５１から離れる方向（以下、外側方向）に付勢する付勢手段であり、弾性を有する防錆処理されたバネ材料（例えばコイルスプリング等）にて形成されており（後述する伸縮部材５５についても同様とする）、シャフトの中心軸から羽根部に至る方向に沿って配置されている。ストッパ５４は、プロペラ５０の羽根部の移動を制限するものであり、開口部５２よりも大きな面積を有し、シャフトの内部において羽根部の基部に固定されている。このような構成により、通常時には、シャフトが回転すると、プロペラ５０の羽根部は、伸縮部材５３の付勢力を受けると共に回転による遠心力を受けることで外側方向に移動するが、ストッパ５４が開口部５２の内面に接することでそれ以上の移動が規制されるため、このようにストッパ５４が開口部５２の内面に接した位置で回転を継続する。一方、図１２（ｂ）に示すように、プロペラ５０の羽根部と誘導ケース９０との間に異物が挟まった場合、プロペラ５０の羽根部は、この異物によってシャフトに近づく方向（以下、内側方向）に向けて押圧されることで、伸縮部材５３の付勢力及び遠心力に抗して内側方向に移動する（図１２（ｂ）では、移動前のものを実線で示し、移動後のものを想像線で示す）。このように内側方向に移動した状態においては、羽根部と誘導ケース９０との間のスペースが拡張されるため、このスペースを異物が通過することが可能となり、異物を下流に向けて流すことができる。そして、異物を流した後、プロペラ５０の羽根部は、伸縮部材５３の付勢力と回転による遠心力によって、通常時の状態に自動的に復帰する。なお、伸縮部材５３は、内側方向への付勢力を生じさせるものであってもよく、若しくは伸縮部材５３を省略してもよい。
【０１０５】
あるいは、図１３（ａ）に示す構造を採用してもよい。この構造において、プロペラ５０の羽根部はその基部においてシャフト５１に対して回動可能に接続されている。このプロペラ５０とシャフト５１の間には、伸縮部材５５が設けられている。この伸縮部材５５は、羽根部が、シャフト５１に対して直交している状態においては当該シャフト５１を付勢しないが、羽根部の先端部が下流側に近づくように傾斜した状態においては、当該先端部を上流側に向かう方向に付勢する付勢手段である。このような構成により、通常時には、プロペラ５０の羽根部は、回転による遠心力を受けることで、シャフト５１に対して直交している状態となる。一方、図１３（ｂ）に示すように、プロペラ５０の羽根部の先端部に異物が付着等した場合、プロペラ５０の羽根部は、水流によって異物が受ける圧力によって、伸縮部材５５の付勢力に抗して、その先端部が下流側に近づく方向に向けて押圧されることで傾斜した状態になり、この状態においては、異物が下流側に向けて流れやすくなるため、異物を下流に向けて流すことができる。そして、異物を流した後、プロペラ５０の羽根部は、伸縮部材５３の付勢力と回転による遠心力によって、通常時の状態に自動的に復帰する。なお、この構造は、図１２に示したように、プロペラ５０を誘導ケース９０に収容した構造に対しても同様に適用することができる。また、伸縮部材５３を省略してもよい。
【０１０６】
（複数の羽根部の構成について）
上記実施の形態２では、複数の羽根部７３の構成について、複数の羽根部７３の各々の先端部分の側面形状を略Ｓ字状に形成し、溝部７３ａに上流から下流に向けて流れる流水が流入可能となるように形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、流水の抵抗を受けやすくするために、この先端部分の側面形状を略フック状に形成し、当該先端部分が上流から下流に向けて流れる流水を受け止めやすくなるように、複数の羽根部７３の各々が形成されてもよい。この場合において、この先端部分の厚さについては、例えば、当該先端部分の強度を高めるために、複数の羽根部７３の各々の先端部分以外の部分の厚さよりも厚く設定されてもよい。
【０１０７】
また、上記実施の形態２では、複数の羽根部７３のすべての構成について、上述した構成が適用されると説明したが、例えば、複数の羽根部７３の一部の構成のみに適用されてもよい。
【０１０８】
（複数のプロペラ本体の構成について）
上記実施の形態３では、複数のプロペラ本体８２は硬質の樹脂材料にて形成されていると説明したが、軟質の樹脂材料にて形成されることも可能である。例えば、複数のプロペラ本体８２に異物が堆積することを抑制するために、当該複数のプロペラ本体８２の少なくとも一部が変形可能に形成されてもよい。具体的には、複数のプロペラ本体８２の少なくとも一部に所定以上の力が加えられた場合において、当該少なくとも一部が異物を通過させるために変形可能となるように、当該少なくとも一部が可撓性材料（例えば可撓性に富んだ樹脂材料等）にて形成される（なお、上記実施の形態１に係るプロペラ５０の羽根部や、上記実施の形態２に係る水車７０における複数の羽根部７３の構成についても同様である）。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１０１、２０１  発電システム
１０、１０ａ、１０ｂ  浮遊体
１１  浮遊体本体
１２  形状保持バー
１２ａ  第１の形状保持バー
１２ｂ  第２の形状保持バー
１２ｃ  接合部
１３  空間部
１４  頂部線
１５  水路壁部
２０、２０ａ、２０ｂ  接続部
３０、３０ａ、３０ｂ  水中翼
３１  水中翼支持体
３２  水中翼本体
３３  流水の抵抗を受ける側面
４０、４０ａ、４０ｂ  係留部材
４１ａ、４１ｂ  支持体
５０、８０  プロペラ
５１、６６、７２、８５  シャフト
５２  開口部
５３、５５  伸縮部材
５４  ストッパ
６０  発電部
６１  筐体
６１ａ  ベース部
６１ｂ  カバー部
６２  固定バー
６３  支持部
６３ａ  開口
６４  連通口
６５  発電機
７０  水車
７１、８３ａ、８３ｂ  回転軸
７１ａ  回転ピン
７３  羽根部
７３ａ  溝部
７３ｂ  突出部
８１  円筒部
８２  プロペラ本体
８４  固定部
９０  誘導ケース
【要約】
【課題】異物が溜まることを抑制することが可能となる、発電システムを提供すること。
【解決手段】発電システム１は、水面上に浮遊可能な浮遊体１０ａ、１０ｂであって、水平方向に沿って相互に間隔を隔てて設けられた浮遊体１０ａ、１０ｂと、浮遊体１０ａ、１０ｂ同士を接続する接続部２０ａ、２０ｂと、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、水面よりも下方に設けられたプロペラ５０であって、流水のエネルギーによって当該プロペラ５０が回転することにより、当該流水のエネルギーを発電部６０に伝達するためのプロペラ５０と、プロペラ５０にて伝達された流水のエネルギーによって駆動されることにより発電を行う発電部６０とを備え、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、プロペラ５０よりも下方に設けられた空間部１３であって、流水に含まれる異物を通過させるための空間部１３を形成している。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005458426.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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