(57)【要約】【課題】設置などの作業の効率を向上することができる水車発電装置を提供する。【解決手段】実施形態の水車発電装置において、水車発電部は、水路の内部に設置され、その水路を流れる水により羽根車が回転することによって発電機が駆動する。そして、フレームは、水車発電部を内部に収容して支持し、水路の内部に設置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路の内部に設置され、前記水路を流れる水により羽根車が回転することによって発電機が駆動する水車発電部と、
前記水路の内部に設置され、前記水車発電部を内部に収容して支持するフレームと
を備えることを特徴とする、
水車発電装置。
【請求項２】
前記水路の上方において前記水路を横断して設置される梁部材と、
前記梁部材に支持されており、前記梁部材から下方に延びた支柱と
を備え、
前記支柱が前記フレームを支持していることを特徴とする、
請求項１に記載の水車発電装置。
【請求項３】
前記水車発電部と前記フレームと前記支柱とのそれぞれが複数であって、
前記梁部材は、前記複数の支柱を支持しており、
前記複数の支柱のそれぞれが前記複数のフレームのそれぞれを支持し、
前記複数のフレームのそれぞれが前記複数の水車発電部のそれぞれを内部に収容し支持していることを特徴とする、
請求項２に記載の水車発電装置。
【請求項４】
前記水車発電部は、前記羽根車の回転軸が前記水路を流れる水の流れ方向に沿っていることを特徴とする、
請求項１から３のいずれかに記載の水車発電装置。
【請求項５】
前記フレームに設置される異物除け部
を備え、
前記異物除け部は、前記水路を流れる水が通過する共に、前記水路を流れる水に含まれる異物が前記フレームの内部に侵入することを防止することを特徴とする、
請求項１から４のいずれかに記載の水車発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水車発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用水路などの水路を流れる水によって発電を行う水車発電装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような水車発電装置は、小型であって、大規模な工事を必要とせず、設置が容易である。このため、季節に応じて水量が変化する水路において好適に用いられると共に、地域が停電した時に応急的に発電を行う場合に好適に用いられる。その他、都市部では、下水路などのように生活排水が流れる水路に、上記のような水力発電装置が設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-220314号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の水車発電装置においては、設置などの作業の効率化が更に要求されている。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、設置などの作業の効率を向上することができる水車発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の水車発電装置において、水車発電部は、水路の内部に設置され、その水路を流れる水により羽根車が回転することによって発電機が駆動する。そして、フレームは、水車発電部を内部に収容して支持し、水路の内部に設置される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、設置などの作業の効率を向上することができる水車発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る水車発電装置を示す上面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る水車発電装置において、フレームの一部を示す上面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る水車発電装置について、水路に設置する様子を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る水車発電装置を示す上面図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図９】図９は、第３実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図１０】図１０は、第４実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係る水車発電装置において、網支持部の上面を拡大して示す上面図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図１５】図１５は、第６実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図１６】図１６は、第６実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図１７】図１７は、第７実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図１８】図１８は、第７実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図１９】図１９は、第８実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【図２０】図２０は、第８実施形態に係る水車発電装置を示す正面図である。
【図２１】図２１は、第９実施形態に係る水車発電装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
［Ａ］構成
図１，図２，図３，図４は、第１実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【００１２】
図１および図２は、側面図であり。図３は、正面図であり、図４は、上面図である。図１においては、図２の一部（水車発電部４のダクト４３部分）について断面を示している。図３では、図１および図２に示した流水の流れ方向Ｗを視線としている。また、各図では、内部構造の一部について輪郭を破線で示している。
【００１３】
本実施形態の水車発電装置１は、図１〜図４に示すように、梁部材２、支柱３、水車発電部４、フレーム５、及び電力引出し部６を備え、流水が流れる水路１０に設置される。
【００１４】
以下より、水車発電装置１を構成する各部について順次説明する。
【００１５】
［Ａ−１］梁部材２について
梁部材２は、図１〜図４に示すように、水路１０の上方において水路１０を横断するように設置されている。梁部材２は、平面形状が矩形状の板状体であって、水平方向に延在しており、長手方向が流れ方向Ｗに対して直交するように設置されている。梁部材２は、長手方向の両端部が、水路１０の側壁１２Ａ，１２Ｂにボルトなどの締結部材（図示省略）を用いて固定されている。
【００１６】
また、梁部材２は、垂直方向に貫通した貫通孔が長手方向の中央部分に形成されている。梁部材２は、その貫通孔に支柱３が挿入されており、支柱３を支持している。
【００１７】
［Ａ−２］支柱３について
支柱３は、図１〜図４に示すように、水路１０の上方において、梁部材２の中央部に設置され、梁部材２に支持されている。支柱３は、円筒形状であって、中心軸が垂直方向に沿っており、梁部材２から下方へ延在している。支柱３は、上端部と下端部とにフランジ３Ｆａ，３Ｆｂが形成されている。
【００１８】
支柱３において上端部に設けられたフランジ３Ｆａは、下面が梁部材２の上面に接しており、ボルトなどの締結部材（図示省略）を用いて梁部２に固定されている。そして、このフランジ３Ｆａの上面に、電力引出し部６が設置されている。電力引出し部６は、配線（図示省略）を介して、水車発電部４に電気的に接続されており、水車発電部４の発電により得た電力を外部へ出力する。
【００１９】
支柱３において下側部に設けられたフランジ３Ｆｂには、フレーム５が設置されており、フレーム５を支持している。支柱３のフランジ３Ｆｂは、ボルトなどの締結部材（図示省略）を用いてフレーム５に固定されている。
【００２０】
［Ａ−３］水車発電部４について
水車発電部４は、図１から図４に示すように、水路１０の内部に設置され、フレーム５に支持されている。
【００２１】
水車発電部４は、ケース４１と羽根車４２（ランナ）とダクト４３とを有する。
【００２２】
水車発電部４のうち、ケース４１は、図１に示すように、上流側の部分の外形が円錐台形状であって、流れ方向Ｗに沿って外径が大きくなっている。そして、ケース４１において下流側の部分は、外形が円筒形状であって、流れ方向Ｗにおいて外径が同じである。また、ケース４１は、内部に収容空間が形成されており、その収容空間に発電機４２１を収容している。
【００２３】
水車発電部４のうち、羽根車４２は、図１に示すように、水路１０においてケース４１の上流側の端部に設けられている。羽根車４２は、回転軸４２Ｒが流水の流れ方向Ｗに沿っており、複数（たとえば、２枚）の羽根（ランナ羽根）が、回転軸４２Ｒの周りに設けられている。羽根車４２は、回転軸４２Ｒがケース４１内に設置された軸受（図示なし）に回転可能に支持されている。羽根車４２は、回転軸４２Ｒが発電機４２１の回転軸４２１Ｒと一軸に並んでおり、互いが直接的に連結されている。羽根車４２は、水路１０を流れる水によって回転軸４２Ｒを中心にして回転する。その結果、羽根車４２の回転軸４２Ｒに連結された発電機４２１の回転軸４２１Ｒが回転し、発電が行われる。つまり、水車発電部４は、軸流水車の回転によって発電を行う。
【００２４】
水車発電部４のうち、ダクト４３は、図１，図２に示すように、流れ方向Ｗに管路が沿っており、ケース４１の周囲において羽根車４２の周りを回転方向に沿って囲っている。ここでは、ダクト４３は、上流側の部分が円筒形状であって、流れ方向Ｗにおいて径が同じである。そして、ダクト４３は、下流側の部分が円錐台形状であって、流れ方向Ｗに沿って径が大きくなるように形成されている。
【００２５】
［Ａ−４］フレーム５について
フレーム５は、図１から図４に示すように、水路１０の底面部１１に設置されている。フレーム５は、支柱３に固定されており、水車発電部４を内部に収容し支持している。
【００２６】
フレーム５は、枠組体であって、棒状の外枠部材５１を複数有し、その複数の外枠部材５１が直方体の各辺に位置するように組立てられている。
【００２７】
具体的には、フレーム５は、水車発電部４よりも上流側には、図１から図４に示すように、４本の外枠部材５１が水車発電部４の周囲において長方形の各辺に位置している。つまり、上枠および下枠として一対の外枠部材５１が間を隔てて並んでいると共に、一対の縦枠として一対の外枠部材５１が間を隔てて並んでいる。ここでは、図３に示すように、４本の外枠部材５１のうち、上枠および下枠として設置された外枠部材５１が、一対の縦枠として設置された外枠部材５１よりも長い。そして、４本の外枠部材５１によって区画された矩形面が、水車発電部４を構成する羽根車４２の回転面に平行である。また、４本の外枠部材５１によって区画された矩形面の中心が、羽根車４２の回転軸４２Ｒの位置に水平方向において一致している。
【００２８】
フレーム５において水車発電部４よりも下流側の部分は、水車発電部４よりも上流側に設けられた部分と同様である。
【００２９】
そして、フレーム５において上流側の部分と下流側の部分との両者は、互いに対面する角部の間が外枠部材５１で連結されている。フレーム５において上流側の部分と下流側の部分との間では、流れ方向Ｗに長手方向が沿うように外枠部材５１が設置されている。そして、流れ方向Ｗに長手方向が沿った外枠部材５１に、上流側の部分及び下流側の部分を構成する外枠部材５１が取付けられている。
【００３０】
図５は、第１実施形態に係る水車発電装置において、フレームの一部を拡大して示す図である。図５は、図４と同様に、上面図であって、フレーム５において上流側の部分を示している。
【００３１】
図５に示すように、フレーム５において上流側の部分と下流側の部分との間にて、流れ方向Ｗに長手方向が沿った外枠部材５１は、上流側の端部が半球状であって、その半球状の端部の中心部分が周辺部分よりも上流側に突き出ている。このため、上流側の端部では、中心部分から周辺部分へ水が流れるので、水圧力を低減することができる。
【００３２】
図１から図４に示すように、フレーム５は、ケース支持部５２とダクト支持部５３との両者が外枠部材５１の内部に設置されており、水車発電部４を内部で支持している。
【００３３】
フレーム５において、ケース支持部５２は、ケース支持棒５２１ａ，５２１ｂと、ケース支持板５２２ａ，５２２ｂとを有し、水車発電部４のケース４１を支持している。
【００３４】
具体的には、ケース４１の上方では、ケース支持板５２２ａがフレーム５の上面に設置されており、そのケース支持板５２２ａの中央部にケース支持棒５２１ａが設置されている。ケース支持棒５２１ａは、垂直方向に沿って延在している。ケース支持棒５２１ａにおいて上端部には、フランジ５２１Ｆが設けられており、そのフランジ５２１Ｆの下面がケース支持板５２２ａの上面に接して支持されている。ケース支持棒５２１ａは、ボルトなどの締結部材（図示省略）を用いてケース支持板５２２ａに固定されている。そして、ケース支持棒５２１ａのフランジ５２１Ｆの上面には、支柱３の下側部に設けられたフランジ３Ｆｂが連結されている。
【００３５】
そして、ケース４１の下方では、ケース支持板５２２ｂがフレーム５の下面に設置されており、そのケース支持板５２２ｂの中央部にケース支持棒５２１ｂが設置されている。ケース支持棒５２１ｂは、垂直方向に沿って延在しており、上端部がケース４１に連結され、下端部がケース支持板５２２ｂに連結されている。
【００３６】
フレーム５において、ダクト支持部５３は、ダクト支持棒５３１ａ、５３１ｂ，５３３ａ，５３３ｂと、ダクト支持板５３２ａ，５３２ｂ，５３４ａ，５３４ｂとを有し、水車発電部４のダクト４３を支持している。
【００３７】
具体的には、ダクト４３の上方では、ダクト支持板５３２ａがフレーム５の上面に設置されており、そのダクト支持板５３２ａに複数のダクト支持棒５３１ａが設置されている。ダクト支持棒５３１ａは、垂直方向に沿って延在しており、上端部がダクト支持板５３２ａに連結され、下端部がダクト４３に連結されている。
【００３８】
そして、ダクト４３の下方では、ダクト支持板５３２ｂがフレーム５の下面に設置されており、そのダクト支持板５３２ｂに複数のダクト支持棒５３１ｂが設置されている。ダクト支持棒５３１ｂは、垂直方向に沿って延在しており、上端部がダクト４３に連結され、下端部がダクト支持板５３２ｂに連結されている。
【００３９】
さらに、ダクト４３の側方では、ダクト支持板５３４ａ，５３４ｂがフレーム５の両側面に設置されており、そのダクト支持板５３４ａ，５３４ｂに複数のダクト支持棒５３３ａ，５３３ｂが設置されている。ダクト支持棒５３３ａ，５３３ｂは、水平方向に沿って延在しており、内側の端部がダクト４３に連結され、外側の端部がダクト支持板５３４ａ，５３４ｂに連結されている。
【００４０】
［Ｂ］設置方法
以下より、上記の水車発電装置１を水路１０に設置する方法について説明する。
【００４１】
図６は、第１実施形態に係る水車発電装置について、水路に設置する様子を模式的に示す図である。
【００４２】
図６に示すように、まず、水車発電装置１において梁部材２と支柱３とを取り外した部分を、クレーン車両７を用いて水路１０の内部に移動する。
【００４３】
そして、図１に示したように、梁部材２と支柱３とを設置して、水車発電装置１の設置を完了させる。
【００４４】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置１は、水路１０の内部に水車発電部４が設置され、水車発電部４では、水路１０を流れる水により羽根車４２が回転することによって発電機４２１が駆動する。そして、水車発電装置１においては、フレーム５が水路１０の内部に設置され、フレーム５が水車発電部４を内部に収容して支持している。
【００４５】
このため、本実施形態においては、図６に示したように、水車発電装置１の設置の際には、水車発電部４とフレーム５との組合せ体を水路１０に設置することができる。したがって、本実施形態では、大規模な土木工事が不要であって、水路１０の内部に作業者が入る必要がないので、設置作業の効率を向上することができる。
【００４６】
この他に、本実施形態において、水車発電装置１のメンテナンスを行う場合には、水車発電部４とフレーム５との組合せ体を水路１０から引き上げることができる。このため、本実施形態では、メンテナンスの作業が容易であって、作業の安全性を向上することができる。
【００４７】
［Ｄ］変形例
本実施形態では、フレーム５が水路１０の底面部１１に載置される場合について説明したが、これに限らない。フレーム５を水路１０の底面部１１から離して設置してもよい。
【００４８】
本実施形態では、フレーム５が直方体形状である場合について説明したが、これに限らない。フレーム５について、直方体以外の多面体形状で構成してもよい。
【００４９】
＜第２実施形態＞
［Ａ］構成
図７は、第２実施形態に係る水車発電装置を示す図である。図７は、図４と同様に、上面図である。
【００５０】
本実施形態では、図７に示すように、水車発電装置は、梁部材２が１本であるが、支柱３、水車発電部４、及びフレーム５のそれぞれが、複数設けられている。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００５１】
梁部材２は、図７に示すように、第１実施形態の場合と同様に、水路１０の上方において水路１０を横断するように設置されている。梁部材２は、長手方向に貫通孔が複数（２つ）並んで形成されている。
【００５２】
支柱３は、図７に示すように、第１実施形態の場合と異なり、複数であって、梁部材２に設けられた複数の貫通孔のそれぞれに挿入されて支持されている。
【００５３】
水車発電部４は、図７に示すように、第１実施形態の場合と異なり、複数であって、複数の支柱３のそれぞれに支持されている。
【００５４】
フレーム５は、図７に示すように、第１実施形態の場合と異なり、複数であって、複数の水車発電部４のそれぞれに固定されている。複数のフレーム５は、フレーム連結部材５４を用いて、互いに連結されている。
【００５５】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置は、水車発電部４とフレーム５と支柱３とのそれぞれが複数である。そして、一つの梁部材２が複数の支柱３を支持しており、複数の支柱３のそれぞれが複数のフレーム５のそれぞれを支持している。また、複数のフレーム５のそれぞれが複数の水車発電部４のそれぞれを内部に収容し支持している。
【００５６】
このように本実施形態では、フレーム５が水車発電部４を内部に収容して支持しているので、水車発電部４とフレーム５との組合せ体を水路１０に複数設置することが容易である。
【００５７】
したがって、本実施形態では、設置作業の効率を向上することができる。その結果、発電効率の向上を容易に実現することができる。
【００５８】
＜第３実施形態＞
［Ａ］構成
図８，図９は、第３実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【００５９】
図８は、図１と同様に、側面図である。また、図９は、図３と同様に、正面図である。
【００６０】
本実施形態では、図８，図９に示すように、異物除け部８が設けられている。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００６１】
異物除け部８は、図８，図９に示すように、フレーム５に設置されている。
【００６２】
具体的には、異物除け部８は、フレーム５において水車発電部４よりも上流側にて垂直方向に沿った前面（入口面）に設置されている。また、異物除け部８は、フレーム５において水車発電部４よりも下流側にて垂直方向に沿った後面（出口面）に設置されている。さらに、異物除け部８は、フレーム５において流れ方向Ｗおよび垂直方向に沿った側面に設置されている。
【００６３】
異物除け部８は、網であって、網目が、たとえば、ハニカム構造である。異物除け部８は、フレーム５内に設置された水車発電部４に異物が入ることを妨げている。たとえば、水車発電部４よりも上流側に設置された異物除け部８は、水路１０を流れる水が異物除け部８を通過後に水車発電部４に流入する前に、水路１０を流れる水の中に含まれるゴミなどの漂流物を捕捉する。これにより、フレーム５内に設置された水車発電部４に、流水中の漂流物が侵入することを妨げている。この他に、異物除け部８は、水路１０の流水中を泳ぐ魚などの動物が、フレーム５内に設置された水車発電部４に侵入することを妨げている。
【００６４】
異物除け部８として設置された網においては、網目の大きさを任意に選択できる。
【００６５】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置は、異物除け部８がフレーム５に設置されている。異物除け部８は、網を有し、水路１０を流れる水が通過する共に、水路１０を流れる水に含まれる異物がフレーム５の内部に侵入することを妨げる。
【００６６】
このため、本実施形態では、フレーム５の内部に収容された水車発電部４に異物が侵入することを抑制できる。
【００６７】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、発電効率を更に向上することができる。
【００６８】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、フレーム５において流れ方向Ｗおよび水平方向に沿った面であって、水車発電部４の上方および下方に位置する上面および底面には、異物除け部８が設置されていないが、これに限らない。フレーム５の上面および底面に、異物除け部８を設置してもよい。つまり、フレーム５の全体を覆うように、異物除け部８を設置してもよい。
【００６９】
＜第４実施形態＞
［Ａ］構成
図１０，図１１は、第４実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【００７０】
図１０において、（ａ），（ｂ）は、図８と同様に、側面図である。また、図１１において、（ａ），（ｂ）は、図９と同様に、正面図である。
【００７１】
本実施形態では、図１０，図１１に示すように、異物除け部８の設置位置が第３実施形態と異なる（図８，図９参照）。また、異物除け部８は、固定枠８１を備えている。更に、支持部８２が設置されている。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第３実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００７２】
異物除け部８は、図１０，図１１に示すように、フレーム５において水車発電部４よりも上流側において垂直方向に沿った前面に設置される。異物除け部８は、フレーム５の前面のみに設置され、前面以外の面には設けられていない。
【００７３】
固定枠８１は、図１０，図１１に示すように、異物除け部８である網の周囲に設置されている。固定枠８１は、４つの枠部材が長方形の各辺に位置するように組立てられており、異物除け部８である網を固定している。
【００７４】
支持部８２は、図１０，図１１に示すように、フレーム５において水車発電部４よりも上流側において垂直方向に沿った前面に設置されている。支持部８２は、異物除け部８として網を固定している固定枠８１を、フレーム５に対して着脱自在に支持している。
【００７５】
具体的には、支持部８２は、下枠部材８２１と一対の縦枠部材８２２とを有する。支持部８２は、下枠部材８２１の両端に一対の縦枠部材８２２が設置されている。支持部８２は、下枠部材８２１と一対の縦枠部材８２２とが収容空間８Ｓを区画しており、異物除け部８を固定している固定枠８１を、その収容空間８Ｓにおいて上下方向にスライドするように支持している。
【００７６】
図１２は、第４実施形態に係る水車発電装置において、網支持部の上面を拡大して示す上面図である。
【００７７】
図１２に示すように、支持部８２において一対の縦枠部材８２２は、たとえば、上方から見た断面がコの字形状のガイドレールである。支持部８２は、コの字形状の縦枠部材８２２が区画する空間８２２Ｓが互いに対面するように設置されている。支持部８２では、コの字形状の縦枠部材８２２が区画する空間８２２Ｓを含む収容空間８Ｓに、異物除け部８を固定している固定枠８１が挿入され、フレーム５の前面で固定枠８１が支持される（図１０（ａ），図１１（ａ）参照）。そして、異物除け部８を固定している固定枠８１は、収容空間８Ｓの上方から引き抜かれることによって、収容空間８Ｓから取り外される（図１０（ｂ），図１１（ｂ）参照）。
【００７８】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置は、異物除け部８がフレーム５に着脱自在に支持される。
【００７９】
このため、本実施形態では、異物除け部８に異物が多量に付着した場合に、異物除け部８をフレーム５から取り外して、異物を取り除くことが容易にできる。
【００８０】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、発電効率を更に向上することができる。
【００８１】
＜第５実施形態＞
［Ａ］構成
図１３，図１４は、第５実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【００８２】
図１３において、（ａ），（ｂ）は、図１０と同様に、側面図である。また、図１４は、図１１と同様に、正面図であって、図１３（ａ）の状態を示している。
【００８３】
本実施形態では、図１３，図１４に示すように、支持部８２ｅが第４実施形態と異なる（図１０，図１１参照）。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第４実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００８４】
支持部８２ｅは、図１３及び図１４に示すように、フレーム５の前面において上枠部分に設けられており、異物除け部８を固定する固定枠８１を支持している。
【００８５】
具体的には、支持部８２ｅは、図１３，図１４に示すように、回転軸８２１ｅと回転軸支持部８２２ｅとレバー８２３ｅとを有する。
【００８６】
支持部８２ｅにおいて、回転軸８２１ｅは、固定枠８１が取付けられている。回転軸支持部８２２ｅは、フレーム５の前面において上枠部分に一対が設置されている。一対の回転軸支持部８２２ｅは、回転軸８２１ｅに固定された固定枠８１の両側部に設けられており、回転軸８２１ｅを回転可能に支持している。レバー８２３ｅは、異物除け部８の面に沿って延在しており、回転軸８２１ｅに一端が固定されている。
【００８７】
本実施形態では、異物除け部８である網がフレーム５の前面を覆った状態のときに（図１３（ａ），図１４参照）、レバー８２３ｅが操作者によって操作された場合、回転軸８２１ｅを中心にして異物除け部８である網が回転してフレーム５の前面から離れる（図１３（ｂ）参照）。
【００８８】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置１は、異物除け部８が網を有すると共に、異物除け部８がフレーム５に可動自在に支持されている。
【００８９】
このため、本実施形態では、異物除け部８に異物が多量に付着した場合に、異物除け部８を動かすことによって、水流により異物を取り除くことが容易にできる。
【００９０】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、発電効率を更に向上することができる。
【００９１】
＜第６実施形態＞
［Ａ］構成
図１５，図１６は、第６実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【００９２】
図１５において、（ａ），（ｂ）は、図１３と同様に、側面図である。また、図１６は、図１４と同様に、正面図であって、図１５（ａ）の状態を示している。
【００９３】
本実施形態では、図１５，図１６に示すように、異物除け部８ｆが第５実施形態と異なる。また、固定枠８１が設けられていない（図１３，図１４参照）。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第５実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００９４】
異物除け部８ｆは、図１５，図１６に示すように、櫛歯状の板状体であって、支持部８２ｅに支持されている。
【００９５】
本実施形態では、第５実施形態の場合と同様に、異物除け部８ｆである櫛歯状の板状体がフレーム５の前面を覆った状態のときに（図１５（ａ），図１６参照）、レバー８２３ｅが操作者によって操作された場合、回転軸８２１ｅを中心にして異物除け部８ｆが回転してフレーム５の前面から離れる（図１５（ｂ）参照）。
【００９６】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置１は、異物除け部８ｆが櫛歯状の板状体を有すると共に、異物除け部８ｆがフレーム５に可動自在に支持されている。
【００９７】
このため、本実施形態では、異物除け部８ｆに異物が多量に付着した場合に、異物除け部８を動かすことによって、水流により異物を取り除くことが容易にできる。
【００９８】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、発電効率を更に向上することができる。
【００９９】
＜第７実施形態＞
［Ａ］構成
図１７，図１８は、第７実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【０１００】
図１７において、（ａ），（ｂ）は、図１０と同様に、側面図である。また、図１８において、（ａ），（ｂ）は、図１１と同様に、正面図である。
【０１０１】
本実施形態では、図１７，図１８に示すように、遮蔽板９が異物除け部８（図１０，図１１参照）に代わって設置されている。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第４実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【０１０２】
遮蔽板９は、図１７，図１８に示すように、フレーム５において水車発電部４よりも上流側において垂直方向に沿った前面に設置される。遮蔽板９は、支持部８２に着脱自在に支持されている。ここでは、遮蔽板９は、矩形形状の板状体であって、異物除け部８を固定する固定枠８１（図１０，図１１参照）と外形が同一であり、支持部８２の収容空間８Ｓにおいて上下方向にスライドするように支持されている。
【０１０３】
遮蔽板９は、フレーム５の前面に設置された場合には、水路１０を流れる水を遮断し、フレーム５内に設置された水車発電部４に、水路１０を流れる水が入ることを妨げる。これにより、水車発電部４においては、羽根車４２が回転せずに、発電機４２１が駆動しないので、発電が行われない。
【０１０４】
一方で、フレーム５の前面から遮蔽板９が取り除かれた場合には、フレーム５内に設置された水車発電部４に、水路１０を流れる水が供給される。このため、水車発電部４においては、羽根車４２が回転して、発電機４２１が駆動するので、発電が行われる。
【０１０５】
本実施形態においては、図１７（ｂ）に示すように、遮蔽板支持棒９１を備えている。遮蔽板支持棒９１は、遮蔽板９の背面において中央部分に設けられた孔に差し込まれ、その差し込まれた状態でフレーム５の上面に支持される。このように遮蔽板支持棒９１を設置した場合には、フレーム５の前面において上側部分が遮蔽板９で遮蔽され、下側部分のみから、水路１０を流れる水が水車発電部４に供給される。
【０１０６】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置は、遮蔽板９がフレーム５に着脱自在に支持されている。遮蔽板９は、フレーム５において水車発電部４よりも上流側の位置に取り付けられることによって、水路１０を流れる水を遮蔽する。
【０１０７】
このため、本実施形態では、水路１０を流れる水の量が多く、流速が著しく速い場合や、流速が著しく速くなると予測される場合には、遮蔽板９を用いて水路１０を流れる水を遮蔽することによって、水車発電部４が過負荷運転状態になることを防止できる。したがって、本実施形態は、装置の破損を効果的に防止することができる。
【０１０８】
また、水車発電装置の設置作業やメンテナンス作業を行う際に、遮蔽板９を取り付けることによって、安全に作業を行うことができる。したがって、本実施形態は、作業の効率を向上することができる。
【０１０９】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、遮蔽板９がフレーム５において水車発電部４よりも上流側の位置に取り付けられた場合について示したが、これに限らない。フレーム５において水車発電部４よりも下流側の位置に遮蔽板９を取り付けて、水路１０を流れる水を遮蔽してもよい。
【０１１０】
＜第８実施形態＞
［Ａ］構成
図１９，図２０は、第８実施形態に係る水車発電装置を示す図である。
【０１１１】
図１９において、（ａ），（ｂ）は、図１７と同様に、側面図である。また、図２０において、（ａ），（ｂ）は、図１８と同様に、正面図である。
【０１１２】
本実施形態では、図１９，図２０に示すように、遮蔽板９ｈの形状が第７実施形態の場合（図１７，図１８参照）と異なる。また、固定枠８１を備える。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第７実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【０１１３】
遮蔽板９ｈは、図１９，図２０に示すように、フレーム５において水車発電部４よりも上流側において垂直方向に沿った前面において、支持部８２に着脱自在に支持される。ここでは、遮蔽板９ｈは、球冠状の曲面であって、外周部分が中央部分よりも水車発電部４の側に位置している。
【０１１４】
遮蔽板９ｈは、フレーム５の前面に設置された場合に、羽根車４２の回転面を、流れ方向Ｗを視線としたときに覆うように形成されている。そして、フレーム５の前面のうち羽根車４２の回転面以外の部分には、遮蔽板９ｈが設けられておらず、開口している。
【０１１５】
固定枠８１は、図１９，図２０に示すように、第４実施形態の場合と同様に設けられている。つまり、固定枠８１は、４つの枠部材が長方形の各辺に位置するように組立てられている。そして、固定枠８１は、図２０に示すように、遮蔽板固定棒９２によって、遮蔽板９ｈが内部に固定されている。
【０１１６】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の水車発電装置は、水路１０を流れる水の流れ方向Ｗにおいて遮蔽板９ｈが水車発電部４を覆い、水の流れを遮蔽する。一方で、水車発電部４の外側部分であって遮蔽板９ｈの周辺には開口が設けられており、水の流れが遮蔽されずに、水が流れる。
【０１１７】
このため、本実施形態では、水路１０を流れる水の量が多く、流速が著しく速い場合や、流速が著しく速くなると予測される場合には、遮蔽板９ｈを用いて、水車発電部４の羽根車４２に水が流入することを抑制できるので、水車発電部４が過負荷運転状態になることを防止できる。また、遮蔽板９ｈの周辺には開口が設けられており、この部分を水が流れるので、水車発電装置の全体にかかる水圧力を低減することができる。
【０１１８】
また、本実施形態では、遮蔽板９は、中心部分が周辺部分よりも上流側に位置するように突き出ており、水路１０を流れる水が中心部分から周辺部分へ向かって流れる。このため、遮蔽板９ｈにかかる水圧力を低減することができる。
【０１１９】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、装置の破損を効果的に防止することができる。
【０１２０】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、遮蔽板９ｈは、球冠状の曲面であるが、これに限らない。遮蔽板９ｈは、多面形状であってもよい。
【０１２１】
＜第９実施形態＞
［Ａ］構成
図２１は、第９実施形態に係る水車発電装置を示す図である。図２１は、図１７と同様に、側面図である。
【０１２２】
本実施形態では、図２１に示すように、流速測定器３１１、遮蔽板移動部３１２、および、制御部３１３を有する。本実施形態は、上記の点、および、関連する点を除き、第７実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【０１２３】
流速測定器３１１は、図２１に示すように、水路１０を流れる水の流速を測定する。流速測定器３１１は、実測した流速データＳ３１１Ｊを制御部３１３へ出力する。
【０１２４】
遮蔽板移動部３１２は、図２１に示すように、水路１０の上方に設置されている。遮蔽板移動部３１２は、たとえば、モータを含み、制御部３１３から出力された制御信号Ｓ３１３に基づいて、そのモータが駆動して、遮蔽板９を垂直方向に移動させる。
【０１２５】
制御部３１３は、図２１に示すように、流速測定器３１１により測定された流速データＳ３１１Jが入力される。そして、制御部３１３は、流速データＳ３１１Jに基づいて、制御信号Ｓ３１３を遮蔽板移動部３１２へ出力し、遮蔽板移動部３１２の動作を制御する。制御部３１３は、流速測定器３１１により実測された流速が予め定めた値を超えた場合には、遮蔽板移動部３１２に遮蔽板９を垂直方向の下方に移動させて、水の流れを遮蔽させる。一方で、制御部３１３は、流速測定器３１１により実測された流速が予め定めた値以下の場合には、遮蔽板移動部３１２に遮蔽板９を垂直方向の上方に移動させて、水の流れを遮蔽させずに、水を流す。
【０１２６】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態においては、遮蔽板９を移動する遮蔽板移動部３１２と、その遮蔽板移動部３１２の動作を制御する制御部３１３とが設けられている。本実施形態では、流速データに応じて、制御部３１３が遮蔽板移動部３１２の動作を自動的に制御する。
【０１２７】
したがって、本実施形態は、上記の実施形態と同様に、設置作業の効率を向上可能であると共に、装置の破損を効果的に防止することができる。
【０１２８】
［Ｃ］変形例
本実施形態では、制御部３１３は、流速測定器３１１により実測された流速データＳ３１１Jに基いて、遮蔽板移動部３１２の動作を制御する場合について示したが、これに限らない。たとえば、外部から得た天候の情報に応じて流速を予測した後に、その流速予測データに基いて、制御部３１３が遮蔽板移動部３１２の動作を制御してもよい。
【０１２９】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３０】
１…水車発電装置、２…梁部材、３…支柱、４…水車発電部、５…フレーム、６…電力引出し部、７…クレーン車両、８，８ｆ…異物除け部、９，９ｈ…遮蔽板、１０…水路、４１…ケース、４２…羽根車、４３…ダクト、５１…外枠部材、５２…ケース支持部、５３…ダクト支持部、５４…フレーム連結部材、８１…固定枠、８２，８２ｅ…支持部、９１…遮蔽板支持棒、９２…遮蔽板固定棒、３１１…流速測定器、３１２…遮蔽板移動部、３１３…制御部、４２１…発電機
【図１】
2014034937.tif 000003
【図２】
2014034937.tif 000004
【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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【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】
2014034937.tif 000016
【図１５】
2014034937.tif 000017
【図１６】
2014034937.tif 000018
【図１７】
2014034937.tif 000019
【図１８】
2014034937.tif 000020
【図１９】
2014034937.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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