(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量で低コストの組み立て部品を組み立て上掛け用水車で実現する。【解決手段】発電コストを下げる為に、一定の長さに成型した部材及び加工品を作る。その形状は、外形は角度が自由になり、水車の大きさも自由設定が出来るような蛇腹形にする。外形の蛇腹型のパイプ形状には、水受けカップが取り付けられるように、また、溝のあるプーリー型には、プーリーとして使用する他、溝に仕切りを付けて水受けが出来るようにする。外形になる蛇腹型のパイプ形状や溝のあるプーリーからは回転軸に固定する突起物やネジ止め用の穴等を付けて、中心軸と固定する。また、大型化するには、回転軸と外形の間に自転車リム形状の物を取り付け補強する。この様にする事で発電効率を高める小水力発電用上掛け水車の提供をする事が出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小水力発電の発電効率を上げるプラスチック成型品及びアルミ、炭素繊維品等により製造される一定の長さに成型した軽量で低コストの部材を組み立てて作る水車。
【請求項２】
外形は角度が自由になり、水車の大きさも自由設定が出来るような蛇腹形であり一定の長さに成型した部材を連結して行き作り出す水車用部品。
【請求項３】
外形の蛇腹型のパイプ形状には、水受けカップが取り付けられるようになり、溝のあるプーリー型には、プーリーとして使用する他、溝に仕切りを付けて水受けが出来るようにする水車用部品。
【請求項４】
外形になる蛇腹型のパイプ形状や溝のあるプーリーからは回転軸に固定する突起物やネジ止め用の穴等が付いている水車用部品。
【請求項５】
大型化の補強の為、回転軸と外形の間に自転車リム形状の物を取り付ける事を特徴とする水車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、水力発電用上掛け水車等をプラスチック成型や炭素繊維等により製造される軽量で量産可能な組み立て方式による水車に関する。
【背景技術】
【０００２】ＣＯ２削減や福島原発事故により、自然エネルギーを得る方法が研究されている。太陽光発電や風力発電については、実用化が進み更に技術開発が進んでいる。しかし、太陽光発電については、夜間は発電できない、雨の日や曇りの日には、発電能力が落ちる等の自然には逆らえない欠点がある。また、風力発電にしても、風が吹かなければ発電ができない自然に逆らえない欠点がある。加えて、太陽光や風力には、それぞれ大きなエネルギー変動が有り、必ずその制御装置が必要になる欠点がある。そこで、膨大に存在し、身近に有る一番安定した自然エネルギーを得る水力発電が必要になる。水圧を利用した発電には効率の良い水力発電用タービンがいろいろ研究開発されている。しかし、小水力で上掛け発電する木製の水車は、大きさを変えるにも一台ずつの製作であり、製作には時間がかかり、費用もかかるので発電コストを下げる事が困難であった。【０００３】本発明は、小水力発電装置で使用する上掛け水車の発電効率を上げるものである。水車が水の重量を受ける外形に有る力点の位置が作用点となる中心軸より遠方にあるようにして、テコの原理を働かせ、作用点である中心軸に掛る力を大きくして、発電するエネルギーを取り出すものである、その為には、軽量で大きな直径の水車が必要である。この様な水車は、発電効率の上がるテコの原理を使用した力のモーメントパワー発電装置に使用する事で、低コストの小水力発電が可能になる。【０００４】本考案に係る水車は、一定の長さに成型した部材を連結していき水車を作り出す事を特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許出願２００５−２７０９６１
【０００６】特許文献１の開示技術によれば発電効率を上げる上掛け水車として提案がされている。しかし、本提案は回転体に載せた条体のエンドレスが受ける重力により回転軸を回すことを特徴とするエネルギー変換方法であり、あくまで上掛け水車の構造では無い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】平成２３年３月１１日には東日本大震災により、福島原子力発電所が崩壊し、放射能の危険を国民は体験させられました。この出来事があり、原子力発電の危険性は明らかになりました。同時に不足する電力を補う為に火力発電所が再稼働しました。しかし、この火力発電所の再稼働は、地球の環境破壊をするＣＯ２を排出する問題点がある。この事から、自然エネルギーの必要性が高まり、安定した自然エネルギーを得る事についての重要性が高まっている。そこで、安定した自然エネルギーを得る必要性から広範囲での発電が可能な小水力発電装置の開発が求められている。小水力発電装置の開発には、発電効率を上げる軽量で低コストの水車を作る事が必要になる。【０００８】本考案は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、小水力発電の発電効率を上げるプラスチック成型やアルミ、炭素繊維等により製造される軽量で低コストの組み立て方式による水車の提供を目的とする。【０００９】本考案に係る水車は、一定の長さに成型した部材を連結していき水車を作り出す事を特徴とする。【００１０】外形は角度が自由になり、水車の大きさも自由に設定が出来るように蛇腹形である事を特徴とする。【００１１】外形は蛇腹型のパイプ形状や溝のあるプーリー型であることを特徴とする。【００１２】外形の蛇腹型のパイプ形状には、水受けカップが取り付けられるようになり、溝のあるプーリー型には、プーリーとして使用する他、溝に仕切りを付けて水受けが出来るようにする事を特徴とする。【００１３】外形になる蛇腹型のパイプ形状や溝のあるプーリーからは回転軸に固定する突起物やネジ止め用の穴等が付いている事を特徴とする。【００１４】大型化の補強の為、回転軸と外形の間に自転車リム形状の物を取り付ける事を特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】本発明に係る水車は、上述した問題点を解決する為に、プラスチックや炭素繊維等を使用して成型し、組み立てると水車になる様に部品を作る。【００１６】生産される成型部品はコンパクトになるので、手軽に搬送が出来る。また、組み立て式なので、手軽に組み立てる事が出来る。したがって、発電する現地で組み立て発電用水車にする。
【発明の効果】
【００１７】上述した構成からなる本発明によれば、水車の生産能力が向上し、手軽に組み立て出来る等、上掛け水車による小水力発電が広範囲な場所で可能になる。【００１８】水車を大きくする事は、水車が水の重量を受ける力点が中心軸より遠方にあるようになり、テコの原理で力のモーメントが働き中心軸に大きな力を出す事が可能になる。【００１９】テコの原理で力のモーメントが働く実験、直径８ｃｍ半径４ｃｍの自転車ハブモーター外周部、水の重量を受ける力点に約１３５ｇの重りを付けた所ハブモーターが動き始めた。そして、次に直径６２ｃｍ半径３１ｃｍの自転車用リム付ハブモーター外周部、水の重量を受ける力点に約２０ｇの重りを付けた所リム付ハブモーターが動き始めた。この事で約６分の１の重量で同じハブモーターを回す事が確認出来た。【００２０】プラスチック等により製造されるので生産性が向上して量産が可能である。【００２１】蛇腹付きの成型部品に成っているので使用状況によって大きさを変える事が可能になる。【００２２】成型部品に成っているので搬送が便利でコストを下げる事が可能である。【００２３】プラスチック等により製造されるので生産性が向上して量産が可能になり、搬送コストや組み立て費用が下がり、発電用水車のコストが下がるので発電コストを下げる事が可能になる。【００２４】大型で軽量の水車なので、発電効率を上げるテコの原理を使用した小水力発電が出来る様に成り、発電コストを下げる事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用した組み立て後の水車の構成例を示す図である。
【発明を実施する為の形態】
【００２６】以下、本発明を適用した水車について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】図１は、本発明を適用した小水力発電用上掛け水車の構成例を示している。１は、水車を組み立てた全体図を示している。２は、蛇腹の外形に水を受ける水受けカップの取りつけを示している。３は、蛇腹にプラスチック成型された部品を円形に組み立てを示している。４は、中心軸と蛇腹のプラスチック成型部品とを固定する部品フォークを示している。５は、回転軸と外形の間に自転車リム形状の物を取り付け水車の補強を示している。６は、作用点となる中心軸で、この中心軸の回転から最大のエネルギーを取り出す事が可能となる。
【００２８】図２は、小水力発電用上掛け水車の成型部品を示している。７は、外形のプラスチック成型部品を示している。８は、連結組み立て用の雄部分を示している。９は、連結組み立て用の雌部分を示している。１０は、中心軸となる回転軸と外形とをフォークで固定する為の突起物を示している。
【００２９】図１で１実施例を示します。直径２ｍの水車を作る為、フォークとして１ｍで９ｍｍのアルミパイプ、キャスター用タイヤ、２７インチ自転車リム、配線用蛇腹のパイプ、カップホルダー、中心軸用８ｍｍステンレス棒等を用意して製作した。
【００３０】８ｍｍの中心軸にフォークが固定できるようにキャスター用タイヤを加工して固定した。
【００３１】自転車用リムに９ｍｍの穴をあけてフォークが付きぬけるように加工した。
【００３２】外形は蛇腹なのでフォークの取り付けや円形状の加工が自由に出来た。
【００３３】水受けカップには、カップホルダーの底の部分を水が漏らないように加工して取り付けた。
【００３４】出来上がった水車に毎秒５ｃｃの水を落下させた所回転した。
【００３５】この様に、軽くて、大きな直径の水車は、材料費も掛らず、少しの水でも大きな力を出す事が出来た。
【符号の説明】
【００３６】１組み立てた水車
２水受けカップ
３蛇腹型の外形
４フォーク
５補強用リム
６中心軸
７外形の成型部品
８連結用雄部
９連結用雌部
１０回転軸に固定する突起物
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月30日(2012.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【図１】本発明に適用した組み立て後の水車の構成例を示す図である。
【図２】水車を構成する組み立て前のプラスチック成型を示す図である。