(57)【要約】【課題】ランナの回転抵抗を抑えて発電効率を高めると共に水の汚染を防止できる水力発電装置を提供する。【解決手段】底面に高圧水の噴出口２１を備える第１貯水タンク２０、第１貯水タンク内に浮遊した状態で格納されるランナ４０、ランナの外周面に接触し、ランナの回転力を発電機本体６０の回転主軸６１に伝達する複数の伝達部材５０を備える。ランナは、有底円筒形状で底面中央に開口４１ｂを備えるケーシング４１、開口から上方に立設されて噴出口から噴出される高圧水をケーシング内部に導入する導入管４２、導入管の周囲からケーシングの内側面まで放射状にのびる第１導出管４３、第１導出管の先端部に設ける第１噴射ノズル４４を備えており、第１噴射ノズルから噴射する高圧水の反力を利用してランナを回転させる。軸受を備えないので、軸受の摩擦抵抗によりランナの回転効率が落ちるという問題や、潤滑油が装置外部に漏れ出すという問題が生じない。【選択図】図１
2014129806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に高圧水の噴出口を備える第１貯水タンクと、
当該第１貯水タンク内に浮遊した状態で格納されるランナと、
ランナの外周面に接触し、ランナの回転力を発電機本体の回転主軸に伝達する複数の伝達部材を備えており、
前記ランナが、有底円筒形状でその底面中央に開口を備えるケーシングと、当該開口から上方に立設されて前記噴出口から噴出される高圧水をケーシング内部に導入する導入管と、当該導入管の周囲から前記ケーシングの内側面まで放射状にのびる複数の第１導出管と、当該第１導出管の先端部に設ける第１噴射ノズルを備えており、
当該第１噴射ノズルからケーシングの円周方向に噴射する高圧水の反力を利用して前記ランナを回転させることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
前記第１貯水タンクの内面に、前記第１噴射ノズルによる前記高圧水の噴射方向に対向する方向に水を噴射する逆噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記ランナが、前記導入管よりも大径であって当該導入管を内挿した状態で前記開口から上方に立設される外側導入管と、
当該外側導入管の周囲から前記ケーシングの内側面まで放射状にのびる複数の第２導出管と、当該第２導出管の先端部に設ける第２噴射ノズルを備えており、
各第１噴射ノズルと各第２噴射ノズルとがケーシングの内側面近傍で一体化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水力発電装置。
【請求項４】
前記外側導入管の下部にスクリューを備えており、当該スクリューが前記ランナと一体に回転することによって第１貯水タンクの水を外側導入管内に取り込むことを特徴とする請求項３に記載の水力発電装置。
【請求項５】
前記複数の第１導出管同士を連通する第１連通管と、前記複数の第２導出管同士を連通する第２連通管のうち少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の水力発電装置。
【請求項６】
第１導出管、第１噴射ノズル、第２導出管及び第２噴射ノズルを、平面視した場合に上下に重ならないように配置することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の水力発電装置。
【請求項７】
前記第１導出管と第２導出管の少なくとも一方について、径方向外側に向かうにしたがって断面積を小さくすることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の水力発電装置。
【請求項８】
前記第１貯水タンクの内側面と底面のうち少なくとも一方に凹凸を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の水力発電装置。
【請求項９】
前記第１貯水タンクの水位よりも水位が高くなる位置に第２貯水タンクを備えており、第１貯水タンクと第２貯水タンクの水位差を利用して高圧水を発生させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はランナの回転抵抗を抑えて発電効率を高めると共に水の汚染を防止できる水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の機運の高まりから、石油代替エネルギーとして水力、風力、太陽光等の自然エネルギーを利用した発電技術の開発が進められている。中でも水力発電は高効率且つ安定した電力を得られる点で優れている。
水力発電の方式としては衝動型や反動型が知られている。
衝動型としてはペルトン型やターゴインパルス型等が知られており、いずれもランナの羽根に水を衝突させランナを回転させることで発電する方式である。
反動型としてはフランシス型やプロペラ型が知られており、いずれもランナ前後の水の圧力差を利用してランナを回転させることで発電する方式である。
例えば特許文献１には、水の圧力によりランナを回転させ、この回転力を回転軸を介して発電機に伝達して発電するフランシス型の発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５９４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術では以下のような問題がある。
すなわち、衝動型と反動型のいずれの方式も、ランナの回転力をランナの中心を通る回転軸を介して発電機に伝達する構造になっている。
一般的に回転軸はその両端のうちランナと連結していない側の端部を軸受で保持することで回転ぶれを抑制している。
したがって、軸受に生じる摩擦抵抗によりランナの回転効率が落ちるという問題や、軸受の摩耗や焼き付き防止を目的として使用する潤滑油が装置外部に漏れ出して水を汚染するおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、ランナの回転抵抗を抑えて発電効率を高めると共に水の汚染を防止できる水力発電装置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】
本発明の水力発電装置は、底面に高圧水の噴出口を備える第１貯水タンクと、当該第１貯水タンク内に浮遊した状態で格納されるランナと、ランナの外周面に接触し、ランナの回転力を発電機本体の回転主軸に伝達する複数の伝達部材を備えており、前記ランナが、有底円筒形状でその底面中央に開口を備えるケーシングと、当該開口から上方に立設されて前記噴出口から噴出される高圧水をケーシング内部に導入する導入管と、当該導入管の周囲から前記ケーシングの内側面まで放射状にのびる複数の第１導出管と、当該第１導出管の先端部に設ける第１噴射ノズルを備えており、当該第１噴射ノズルからケーシングの円周方向に噴射する高圧水の反力を利用して前記ランナを回転させることを特徴とする。
【０００７】
また、前記第１貯水タンクの内面に、前記第１噴射ノズルによる前記高圧水の噴射方向に対向する方向に水を噴射する逆噴射ノズルを備えることを特徴とする。
また、前記ランナが、前記導入管よりも大径であって当該導入管を内挿した状態で前記開口から上方に立設される外側導入管と、当該外側導入管の周囲から前記ケーシングの内側面まで放射状にのびる複数の第２導出管と、当該第２導出管の先端部に設ける第２噴射ノズルを備えており、各第１噴射ノズルと各第２噴射ノズルとがケーシングの内側面近傍で一体化されていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記外側導入管の下部にスクリューを備えており、当該スクリューが前記ランナと一体に回転することによって第１貯水タンクの水を外側導入管内に取り込むことを特徴とする。
また、前記複数の第１導出管同士を連通する第１連通管と、前記複数の第２導出管同士を連通する第２連通管のうち少なくとも一方を備えることを特徴とする。
また、第１導出管、第１噴射ノズル、第２導出管及び第２噴射ノズルを、平面視した場合に上下に重ならないように配置することを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１導出管と第２導出管の少なくとも一方について、径方向外側に向かうにしたがって断面積を小さくすることを特徴とする。
また、前記第１貯水タンクの内側面と底面のうち少なくとも一方に凹凸を備えることを特徴とする。
また、前記第１貯水タンクの水位よりも水位が高くなる位置に第２貯水タンクを備えており、第１貯水タンクと第２貯水タンクの水位差を利用して高圧水を発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の水力発電装置は、従来型の装置が有しているようなランナの中心軸を保持するための軸受を使用していない。ランナは第１貯水タンク内で浮遊した状態で、第１噴射ノズルから噴射する高圧水の反力を受けて回転する。したがって、軸受の摩擦抵抗によりランナの回転効率が落ちるという問題や、軸受に使用する潤滑油が装置外部に漏れ出すという問題が生じない。つまり、従来の水力発電装置と比較してランナの回転抵抗を抑えて発電効率を高めることができると共に水の汚染を防止できる。
また、ランナは外周面に接触する複数の伝達部材のみによって支えられており、これにより第１貯水タンク内で浮遊しているランナの傾斜を抑制し、ランナの回転時のぶれを防止することができる。
また、ランナの周囲に配置される複数の伝達部材の各々がランナの回転力を発電機本体の回転主軸に伝達する構造になっており、ひとつのランナに対して発電機本体を複数設けることができるため発電量を増加することができる。
【００１１】
また、逆噴射ノズルが第１噴射ノズルによる高圧水の噴射方向に対向する方向に水を噴射することにすれば、第１貯水タンク内の水が回転してしまう現象を抑制できる。
また、ケーシングの内側面近傍で第１噴射ノズルと一体化される第２噴射ノズルを設けることで、第１噴射ノズルのみから高圧水を噴射する場合と比較して、ランナの外部に噴射する水の量（重量）を増加させることができるため、ランナが受ける反力が大きくなり、結果的にランナの回転力（力のモーメント）を高めることができる。
更に、外側導入管の下部にスクリューを設けることで、より大量の水を第２噴射ノズルに供給でき、ランナの外部に噴射する水の量を増加させることができる。
【００１２】
また、第１連通管を用いることで、第１連通管を通ってきた高圧水の水圧を一旦第１連通管内で均一化した上で各第１噴射ノズルから噴出することができる。これにより各第１噴射ノズルからランナに対して作用する反力が均一化させ、ランナの回転ブレを抑制することができる。また、重量物となる第１連通管をランナの回転中心から径方向に離れた位置に配置することになるので、ランナの回転ブレを抑制することができる。このような効果は第２連通管を用いる場合にも得られる。
また、第１導出管、第１噴射ノズル、第２導出管及び第２噴射ノズルを、平面視した場合に上下に重ならないように配置することにすれば、ランナの重量バランスを均一化することができ、ランナの回転ブレを抑制できる。
【００１３】
また、第１導出管の断面積を径方向外側に向かうにしたがって小さくすることで、ベンチュリ効果により第２噴射ノズル近傍の水が第１噴射ノズル側に吸引されることになる。これによりランナの外部に噴射する水の量（重量）を増加させることができ、ランナの回転力を高めることができる。
また、第１貯水タンクに凹凸を設けることによっても、第１貯水タンク内の水が回転してしまう現象を抑制できる。
また、第２貯水タンクを用いて第１貯水タンクとの水位差を利用して高圧水を発生させることにすれば、例えばコンプレッサー等の電気的駆動装置を用いて高圧水を発生させる場合と比較して電気代が不要になると共に装置構成の簡略化や製造コスト及び運転コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１貯水タンク、ランナ、伝達部材及び発電機本体を示す要部斜視図
【図２】水力発電装置の縦断面図（ａ）、ランナを取り外した状態の水力発電装置の平面図（ｂ）
【図３】ランナを取り外した状態の水力発電装置の要部斜視図
【図４】ランナを取り外した状態のパイプライン等の配置を示す要部斜視透視図
【図５】ランナを取り外した状態の水力発電装置の全体斜視図
【図６】ランナの縦断面図
【図７】ランナの要部縦断面図であって、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルがケーシングの内側面近傍で一体化されている箇所を示す図
【図８】ランナを取り付けた状態の水力発電装置の要部斜視透視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の水力発電装置の実施の形態について説明する。
図１及び図２に示すように、水力発電装置１０は第１貯水タンク２０、第２貯水タンク３０、ランナ４０、伝達部材５０及び発電機本体６０等から概略構成される。
【００１６】
図３及び図４に示すように、第１貯水タンク２０は有底の円筒形状であり、その内部に水Ｗを貯留するために設けられる。
第１貯水タンク２０はその底面の中央に噴出口２１を備えており、第２貯水タンク３０から送出される高圧水が噴出口２１から上方に吹き出すようになっている。なお、第１貯水タンク２０内の水を適宜排出口２２から排出することで水位を一定に保つようになっている。
また、第１貯水タンク２０の内側面と底面に逆噴射ノズル２３を備えており、後述する第１噴射ノズル４４による高圧水の噴射方向に対向する方向に水を噴射するようになっている。また、第１貯水タンク２０の内側面と底面に凹凸２４を備えている。逆噴射ノズル２３と凹凸２４の作用効果は後述する。
【００１７】
図２及び図５に示すように、第２貯水タンク３０は、第１貯水タンク２０の水位よりも水位が高くなる位置に配置されている。第１貯水タンク２０の噴出口２１と第２貯水タンク３０とはパイプライン３１で連結されており、第１貯水タンク２０と第２貯水タンク３０の水位差を利用して発生させた高圧水をパイプライン３１を介して噴出口２１に送るようになっている。
【００１８】
図６〜図８に示すように、ランナ４０は第１貯水タンク２０内に浮遊した状態で格納される。
ランナ４０はケーシング４１、導入管４２、第１導出管４３、第１噴射ノズル４４を備えており、本実施の形態では更に外側導入管４５、第２導出管４６及び第２噴射ノズル４７を備えている。
ケーシング４１は第１貯水タンク２０よりも小径の有底円筒形状である。
ケーシング４１の底面４１ａは水平面内における断面の径が下方に向かうにしたがって小さくなるようにテーパーしており、その中央の最下端部に開口４１ｂを備えている。ケーシング４１がこのような形状を備えていることで、ランナ４０は第１貯水タンク２０内で浮遊した状態で独楽のように安定して回転することができる。
ケーシング４１の上部には径方向外側に突出する縁部４１ｃを備えており、この縁部４１ｃに複数（本実施の形態では４つ）の伝達部材５０が接触することで、第１貯水タンク２０内で浮遊しているランナ４０の傾斜を抑制し、ランナ４０の回転時のぶれを防止する構造になっている。
【００１９】
導入管４２は、ケーシング４１の開口４１ｂから上方に立設される筒状部材であり、その上端部を蓋４２ａで封止することで水密性を確保している。導入管４２は噴出口２１から噴出される高圧水をケーシング４１内部に導入し、次に述べる第１導出管４３に送出するために設けられる。また、噴出口２１から噴出される高圧水をできるだけ多く導入管４２内に導入できるように、上部を僅かに縮径させた筒状部材４２ｃを噴出口２１に設けている。
筒状部材４２ｃを噴出口２１に固定してもよいし、あるいは噴出口２１から高圧水を噴出している間は高圧水からの圧力を受けて上方に移動し、噴出口２１から高圧水を噴出していない間は下方に移動するような構造にしてもよい。
【００２０】
第１導出管４３は導入管４２上部の周囲からケーシング４１の内側面近傍までのびる部材であり、その先端部に第１噴射ノズル４４（図７及び図８参照）を備える。そして、複数（本実施の形態では４本）の第１導出管４３が、平面視した場合に径方向に等角度間隔（本実施の形態では９０度間隔）で放射状に配置される。また、第１導出管４３は径方向外側に向かって下方に傾斜している。
詳しい説明は後述するが、導入管４２内を通った高圧水を第１導出管４３を介して第１噴射ノズル４４から第１貯水タンク２０内に噴射することでランナ４０に反力が作用し、この反力を利用してランナ４０を回転させる仕組みになっている。
【００２１】
各第１導出管４３同士はリング状の第１連通管４３ａによって連結されており、第１連通管４３ａの内部は各第１導出管４３を通ってきた高圧水で満たされている。
第１連通管４３ａを設けることによって、各第１導出管４３を通ってきた高圧水の水圧を一旦第１連通管４３ａ内で均一化した上で各第１噴射ノズル４４から噴出することができる。したがって、各第１噴射ノズル４４からランナ４０に対して作用する反力を均一化させ、ランナ４０の回転ブレを抑制することができる。また、重量物となる第１連通管４３ａをランナ４０の回転中心から径方向に離れた位置に配置することができ、ランナ４０の回転ブレを抑制することができる。
【００２２】
外側導入管４５は導入管４２よりも大径の筒状部材であり、導入管４２を内挿した状態でケーシング４１の開口４１ｂから上方に立設されている。外側導入管４５の上端部は蓋４５ａで封止されており水密性が確保されている。
【００２３】
第２導出管４６は外側導入管４５の周囲からケーシング４１の内側面近傍までのびる部材であり、その先端部に第２噴射ノズル４７を備える。複数（本実施の形態では４本）の第２噴射ノズル４７が平面した場合に径方向に等角度間隔（本実施の形態では９０度間隔）で放射状に配置される。また、第２導出管４６は径方向外側に向かって下方に傾斜している。
【００２４】
各第２導出管４６同士はリング状の第２連通管４６ａによって連結されており、第２連通管４６ａの内部は各第２導出管４６を通ってきた水で満たされている。
第２連通管４６ａを設けることによって、上記第１連通管４３ａと同様に、各第２導出管４６を通ってきた水の水圧を一旦第２連通管４６ａ内で均一化した上で各第２噴射ノズル４７から噴出することができる。したがって、各第２噴射ノズル４７からランナ４０に対して作用する反力を均一化させ、ランナ４０の回転ブレを抑制することができる。また、重量物となる第２連通管４６ａをランナ４０の回転中心から径方向に離れた位置に配置することができ、ランナ４０の回転ブレを抑制することができる。
【００２５】
図７に示すように、各第１噴射ノズル４４と各第２噴射ノズル４７はケーシング４１の内側面近傍で一体化されている。
第１貯水タンク２０内の水は矢印で示すようにケーシング４１の開口４１ｂから外側導入管４５の内部を通って第２導出管４６に至り、第２導出管４６の回転（ランナ４０の回転）により生ずる遠心力を受けて第２噴射ノズル４７に至る。
第２噴射ノズル４７は第１噴射ノズル４４とケーシング４１の内側面近傍で一体化されているため、第２噴射ノズル４７から噴射される水は第１噴射ノズル４４から噴射される高圧水と一体となってランナ４０の外部に噴射される。
【００２６】
ここで、第１導出管４３の形状を、径方向外側に向かうにしたがって断面積が小さくなるようにテーパーさせた円錐台形状にするのが好ましい。断面を円形にすることで高圧水が第１導出管４３内を通過する際の圧力損失を抑えることができる。また、回転中心から離れるにつれて小径にすることでベンチュリ効果により第１噴射ノズル４４近傍において高圧水の速度が増加する一方で、水圧が低下し、これに第２噴射ノズル４７近傍の水が吸引されることになる。これによりランナ４０の外部に噴射する水の量（重量）を増加させ、ランナ４０に作用する反力が大きくし、結果的にランナ４０の回転力を高めることができるからである。
更に、外側導入管４５の下部にスクリュー４５ｂ（図６及び図７参照）を設けるのが好ましい。当該スクリュー４５ｂはランナ４０と一体に回転するので、スクリュー４５ｂを利用して第１貯水タンク２０の水を外側導入管４５内に積極的に取り込むことが可能となり、第２噴射ノズル４７から噴射する水の量を増加させることができる。
【００２７】
また、第１導出管４３、第１噴射ノズル４４、第２導出管４６及び第２噴射ノズル４７を、平面視した場合に上下に重ならないように配置することが好ましい。これにより、ランナ４０の重量バランスを均一化することができ、ランナ４０の回転ブレを抑制できる。
図６及び図７に示すように、ランナ４０の内部はそのほぼ半分以上の高さまで水Ｗで満たされており、これによってランナ４０の重心位置が下がり、ランナ４０が安定して回転するようになっている。
ランナ４０内部の水位と第１貯水タンク２０の水位とを比較した場合、ランナ４０内部の水位の方が低くなるように調節するのが好ましい。ランナ４０内部の水位を低くすることで、第１貯水タンク２０の水Ｗからランナ４０の内部に向けて作用する水圧を利用してランナ４０の回転時のぶれを抑えることができるためである。
また、ランナ４０内部の水位は、外側導入管４５の上端部の蓋４５ａの位置と同じかあるいは蓋４５ａの位置よりも高くするのが好ましい。このようにすることで外側導入管４５内を常に水で満たし、空気が入らないようにできるからである。空気が入ってしまうと第２噴射ノズル４７から噴射する水に空気が混入してしまい、ランナ４０に作用する反力にばらつきが出るおそれがある。
【００２８】
次に、本発明の水力発電装置１０の動作について説明する。
使用者がバルブ（図示略）を開いて第２貯水タンク３０から高圧水を流すと、高圧水は矢印で示すように噴出口２１から導入管４２内を上方に移動していき、各第１導出管４３へと分岐して流れていく。
【００２９】
そして第１連通管４３ａ内が高圧水で満たされると、各第１導出管４３の先端部に設けた各第１噴射ノズル４４からケーシング４１の円周方向（例えば図１に示す反時計回り方向）に高圧水が噴出される。
ランナ４０は第１噴射ノズル４４から噴出される高圧水の反力を受けて、高圧水の噴出方向と反対の方向（例えば図１に示す時計回り方向）に回転を開始する。
【００３０】
ランナ４０の回転にともない、外側導入管４５の下部に設けたスクリュー４５ｂも回転し、第１貯水タンク２０内の水が外側導入管４５内に汲み上げられる。この水は外部導入管４２内を上方に移動していき、各第２導出管４６へと分岐して流れていく。
そして、第２連通管４６ａ内が水で満たされた後、水は各第２導出管４６の先端部に設けた各第２噴射ノズル４７近傍に至る。そして、上述したベンチュリ効果により第２噴射ノズル４７近傍の水は第１噴射ノズル４４側に吸引され、第１噴射ノズル４４の高圧水と一体となってランナ４０の外部に噴射されることでランナ４０の回転力が次第に増加していく。
【００３１】
第１貯水タンク２０の内側面と底面に設けた逆噴射ノズル２３は、第１噴射ノズル４４による高圧水の噴射方向に対向する方向（例えば図１に示す時計回り方向に）に水を噴射する。これは第１噴射ノズル４４から噴射される高圧水の圧力を受けた第１貯水タンク２０内の水が、高圧水の噴射方向と同じ方向（例えば図１に示す反時計回り方向）に回転してしまい、ランナ４０が回転しないという事態を防止するためである。すなわち、逆噴射ノズル２３によって高圧水の噴射方向に対向する方向に水を噴射することで、第１噴射ノズル４４からの高圧水の噴射方向と同じ方向に回転しようとする水の動きを止めて、ランナ４０自体を確実に回転させることができる。なお、逆噴射ノズル２３への水の供給は、第２貯水タンク３０と逆噴射ノズル２３をパイプライン３２で繋ぐことで行うことにすればよい。
同様に、第１貯水タンク２０の内側面と底面に凹凸２４を設けることで、この凹凸２４を障壁として機能させ、第１貯水タンク２０内の水の回転を防いでいる。
【００３２】
ランナ４０上部の縁部４１ｃには水平面内で回転可能となるように軸支された伝達部材５０が複数接触している。ランナ４０が回転することで各伝達部材５０も回転し、各伝達部材５０の回転が発電機本体６０の回転主軸６１に伝達されることで発電する仕組みになっている。
このように、本発明の水力発電装置１０では、ランナ４０の中心軸を保持する軸受を使用せず、ランナ４０は第１貯水タンク２０内で浮遊した状態で回転するので、軸受の摩擦抵抗によりランナ４０の回転効率が落ちるという問題や、軸受の摩耗や焼き付き防止を目的として使用している潤滑油が装置外部に漏れ出すという問題が生じない。したがって、従来の水力発電装置と比較して、ランナ４０の回転抵抗を抑えて発電効率を高めることができると共に水の汚染を防止できる。
【００３３】
なお、上記実施の形態においては逆噴射ノズル２３を設けるものとしたが、逆噴射ノズル２３を設けずに第１貯水タンク２０の内側面と底面のうち少なくとも一方に凹凸２４を設けるだけで第１貯水タンク２０内の水の回転を抑制することにしてもよい。また、ランナ４０の寸法、形状及び重量、第１噴射ノズル４４から噴射する高圧水の水圧（水勢）、第１貯水タンク２０の形状等によっては、これら逆噴射ノズル２３や凹凸２４を設ける必要がない場合も有り得る。例えば第１貯水タンク２０を立方体形状にして、第１噴射ノズル４４から噴射された水が第１貯水タンク２０の内面にほぼ垂直に当たるようにすれば第１貯水タンク２０内の水の回転を防止できる可能性がある。
【００３４】
また、外側導入管４５、第２導出管４６及び第２噴射ノズル４７についても必須の構成要件ではなく、第１噴射ノズル４４のみから十分な水勢を確保できる場合にはこれらを備えない装置構成にしてもよい。
また、ランナ４０を回転ぶれが生じないように回転させることができればよく、第１連通管４３ａと第２連通管４６ａのうちいずれか一方のみを備える構成にしたり、あるいは両者を備えない構成にしてもよい。
【００３５】
また、第１導出管４３、第１噴射ノズル４４、第２導出管４６及び第２噴射ノズル４７を、平面視した場合に上下に重ならないように配置することにしたが、これ以外にも、例えば第１導出管４３と第２導出管４６を平面視した場合に上下に重ねるように配置することでランナ４０の重心バランスをとるようにしてもよい。
また、第１導出管４３と第２導出管４６の断面形状も上述したものに限定されるものではない。
【００３６】
また、第２貯水タンク３０の種類としては、小型の水力発電装置１０の場合には、工場等からの排水や、工場や病院等の建物の屋根に降った雨水を貯留できる程度の大きさでよい。また、大型の水力発電装置１０の場合には、下水処理場からの排水や、水力発電に利用された水を再利用することにして、この再利用水をある程度貯留できる程度の大きさが必要になる。また、超大型の水力発電装置１０であって例えば直径数十メートル超のランナ４０を用いる場合、ダムからの水を直接引き込める程度の大きさの第２貯水タンク３０を使用する必要がある。
また、第２貯水タンク３０を備えずに、第１貯水タンク２０よりも高い位置にある水の流路内に直接パイプライン３１を敷設し、水位差を利用して高圧水を第１貯水タンク２０内に導く構造にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ランナの回転抵抗を抑えて発電効率を高めると共に水の汚染を防止できる水力発電装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００３８】
Ｗ      水
１０    水力発電装置
２０    第１貯水タンク
２１    噴出口
２２    排出口
２３    逆噴射ノズル
２４    凹凸
３０    第２貯水タンク
４０    ランナ
４１    ケーシング
４１ｂ  開口
４２    導入管
４３    第１導出管
４３ａ  第１連通管
４４    第１噴射ノズル
４５    外側導入管
４５ｂ  スクリュー
４６    第２導出管
４６ａ  第２連通管
４７    第２噴射ノズル
５０    伝達部材
６０    発電機本体
６１    回転主軸
【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】
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