(57)【要約】【課題】発電手段に伝達される流水のエネルギーを維持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、水平方向に略沿って相互に間隔を隔てて並設された浮遊体１０ａ、１０ｂと、浮遊体１０ａ、１０ｂ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の相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅が変更可能となるように、又は浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方とプロペラ５０との距離が変更可能となるように、浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方又はプロペラ５０の少なくとも一部を移動可能に形成した。【選択図】図４
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【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、
水平方向に略沿って相互に間隔を隔てて並設された一対の水路壁と、
前記一対の水路壁の相互間において、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、
前記回転手段にて伝達された前記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前記発電手段と、を備え、
前記一対の水路壁の相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、前記一対の水路壁の相互間の幅が変更可能となるように、又は前記一対の水路壁の少なくとも一方と前記回転手段との距離が変更可能となるように、前記一対の水路壁の少なくとも一方又は前記回転手段の少なくとも一部を移動可能に形成した、
発電システム。
【請求項２】
前記一対の水路壁の少なくとも一方に、前記流水の上流から下流に至る方向に当該水路壁の内部を介して前記流水を通水させる通水路を形成し、
前記通水路に、前記水路壁に対する前記流水の圧力が大きくなる程、当該通水路を通水する前記流水の通水量を多くする水量制御蓋を設けた、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記回転手段を、前記流水の圧力が大きくなる程、前記一対の水路壁に対して前記流水の下流に至る方向に移動可能とした、
請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記一対の水路壁の一方を、前記流水の圧力が大きくなる程、当該一対の水路壁の他方に対して前記流水の下流に至る方向に移動可能とした、
請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システム。
【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、管の内部を流れる流水の速度（又は圧力）の変化に伴って水車の回転数が変化していた。このため、例えば、この流水の速度が遅い場合（又は圧力が小さい場合）には水車の回転数が低減するので、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、発電機の如き発電手段に伝達される流水のエネルギーを維持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、水平方向に略沿って相互に間隔を隔てて並設された一対の水路壁と、前記一対の水路壁の相互間において、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、前記回転手段にて伝達された前記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前記発電手段と、を備え、前記一対の水路壁の相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、前記一対の水路壁の相互間の幅が変更可能となるように、又は前記一対の水路壁の少なくとも一方と前記回転手段との距離が変更可能となるように、前記一対の水路壁の少なくとも一方又は前記回転手段の少なくとも一部を移動可能に形成した。
【０００７】
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、前記一対の水路壁の少なくとも一方に、前記流水の上流から下流に至る方向に当該水路壁の内部を介して前記流水を通水させる通水路を形成し、前記通水路に、前記水路壁に対する前記流水の圧力が大きくなる程、当該通水路を通水する前記流水の通水量を多くする水量制御蓋を設けた。
【０００８】
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、前記回転手段を、前記流水の圧力が大きくなる程、前記一対の水路壁に対して前記流水の下流に至る方向に移動可能とした。
【０００９】
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、前記一対の水路壁の一方を、前記流水の圧力が大きくなる程、当該一対の水路壁の他方に対して前記流水の下流に至る方向に移動可能とした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発電システムによれば、一対の水路壁の相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、一対の水路壁の相互間の幅が変更可能となるように、又は一対の水路壁の少なくとも一方と回転手段との距離が変更可能となるように、一対の水路壁の少なくとも一方又は回転手段の少なくとも一部を移動可能に形成したので、一対の水路壁の相互間を流れる流水の速度又は圧力が変化した場合であっても、一対の水路壁の相互間の幅又は一対の水路壁の少なくとも一方と回転手段との距離を変更することにより、この流水の速度又は圧力の変動を抑えることができる。これにより、例えば、回転手段の回転数を一定にすることができ、発電手段に伝達される流水のエネルギーを維持することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発電システムによれば、水路壁の通水路に、水路壁に対する流水の圧力が大きくなる程、当該通水路を通水する流水の通水量を多くする水量制御蓋を設けたので、一対の水路壁の相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、通水路を通水する流水の通水量を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発電システムによれば、回転手段を、流水の圧力が大きくなる程、一対の水路壁に対して流水の下流に至る方向に移動可能としたので、一対の水路壁の相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、一対の水路壁に対する回転手段の位置を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発電システムによれば、一対の水路壁の一方を、流水の圧力が大きくなる程、当該一対の水路壁の他方に対して流水の下流に至る方向に移動可能としたので、一対の水路壁の相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、一対の水路壁の相対的な位置関係を変更し、一対の水路壁の相互間の間隔を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】発電部を示す側面図である。
【図４】浮遊体の変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る浮遊体の変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る浮遊体の変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
〔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、一対の水路壁の少なくとも一方に、流水の上流から下流に至る方向に当該水路壁の内部を介して流水を挿通させる通水路を形成し、通水路に、流水の圧力が大きくなる程、流水における流水の通水量を多くする水量制御蓋を設けた形態である。
【００１７】
（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。）。
【００１８】
（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が組み合わせたもの等を含む概念である。これら浮遊体１０ａ、１０ｂは、特許請求の範囲における「一対の水路壁」に対応する。図１、図２（ａ）、（ｂ）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並設して配置されている。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。
【００１９】
ここで、これら浮遊体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ている。具体的には、図１、図２（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となるように（より具体的には、浮遊体１０ａにおける凸部分の頂部線１９が、Ｚ方向に略沿った直線状になるように）、当該浮遊体１０ａが略三角柱状にて形成されている。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となるように、当該浮遊体１０ｂが略三角柱状にて形成されている。
【００２０】
また、これら浮遊体１０ａ、１０ｂの構成については任意であるが、流水に含まれ異物が溜まることを抑制するために、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、当該相互間の下方が開放状態となる空間部１８が形成されることが好ましい。
【００２１】
また、これら浮遊体１０ａ、１０ｂは、これら一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅が変更可能となるように、又は一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方と回転手段との距離が変更可能となるように、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方又はプロペラ５０の少なくとも一部が移動可能に形成されている。このような機能を達成可能とする浮遊体１０ａ、１０ｂの詳細については後述する。
【００２２】
（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。
【００２３】
（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１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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（図２（ａ）では、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形成されている）、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。
【００２６】
（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４１ａ、４１ｂ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形成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
（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、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間において、当該プロペラ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配置されている。
【００２９】
（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３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。
【００３０】
（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３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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３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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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の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。
【００３９】
（浮遊体の構造の詳細−浮遊体本体）
次に、浮遊体１０の構造の詳細について説明する。図５は、浮遊体１０ａ、１０ｂの変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図であり、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図であり、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。具体的には、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々は、浮遊体本体１１、フレーム部材１２、通水路１３、水量制御蓋１４、及びバネ１５を備えて構成されている。
【００４０】
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。この浮遊体本体１１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。
【００４１】
フレーム部材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、図１、図２（ａ）に示す浮遊体１０ａ、１０ｂの外形に対応した枠体であって、例えば樹脂材料や金属材料等にて形成された略棒状体を複数組み合わせて構成されている。
【００４２】
通水路１３は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々に形成されたものであって、流水の上流から下流に至る方向に当該浮遊体１０ａ、１０ｂの内部を介して流水を挿通させるものである。この通水路１３は、浮遊体１０ａ、１０ｂの上流側の端面から下流側の端面に至る空間部として形成されている。より具体的には、浮遊体本体１１における上流側の端面と下流側の端面には開口部１３ａ、１３ｂが形成されており、これら開口部１３ａ、１３ｂの相互間には、これら開口部１３ａ、１３ｂを相互に連結する中空の円筒状又は角筒状の連結部１３ｃが形成されている。この連結部１３ｃの側壁は、例えば、浮遊体本体１１と同様の材質で形成されている。このような構造により、流水が、上流側の端面に形成した開口部１３ａを介して通水路１３に流入し、下流側の端面に形成した開口部１３ｂを介して通水路１３から流出することが可能になっている。
【００４３】
水量制御蓋１４は、図１、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々の通水路１３に設けられたものであって、浮遊体１０ａ、１０ｂに対する流水の圧力が大きくなる程、当該通水路１３を通水する流水の通水量を多くするものである。この水量制御蓋１４は、浮遊体本体１１における上流側の端面に形成した開口部１３ａを開閉自在とするものであり、この開口部１３ａに対応する形状の板状体として形成されており、浮遊体本体１１に対して回転軸１４ａを介して回転可能に軸支されている。
【００４４】
バネ１５は、水量制御蓋１４が全閉状態となる方向に、当該水量制御蓋１４を付勢する付勢手段であり、水量制御蓋１４と浮遊体本体１１との相互間に設けられている。
【００４５】
このような構造において、図４（ａ）に示すように、流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）には、バネ１５の付勢力が流水の水圧を上回るため、バネ１５の付勢力によって水量制御蓋１４が全閉状態に維持される。この状態では、流水が通水路１３に流入することが防止されるので、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に向かう流水のうち、ほぼ全量がプロペラ５０に向けて流入する。あるいは、図４（ｂ）に示すように、流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）には、バネ１５の付勢力と流水の水圧が拮抗し、水量制御蓋１４が半開状態に維持される。この状態では、流水が通水路１３に少量だけ流入するので、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に向かう流水のうち、プロペラ５０に向けて流入する流水の割合が図４（ａ）の場合より低減する。あるいは、図４（ｃ）に示すように、流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）には、バネ１５の付勢力を流水の水圧が上回り、水量制御蓋１４が全開状態に維持される。この状態では、流水が通水路１３に多量に流入するので、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間に向かう流水のうち、プロペラ５０に向けて流入する流水の割合が図４（ｂ）の場合より低減する。このように、通水路１３に、浮遊体１０ａ、１０ｂに対する流水の圧力が大きくなる程、当該通水路１３を通水する流水の通水量が多くなり、プロペラ５０に向けて流入する流水の量の安定化を図ることが可能になる。このことから、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力が変化した場合であっても、プロペラ５０の回転数を一定にすることができ、発電機６５に伝達される流水のエネルギーを維持することが可能となる。
【００４６】
（効果）
このように実施の形態１によれば、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力を維持するために、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅が変更可能となるように、又は一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方とプロペラ５０との距離が変更可能となるように、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方又はプロペラ５０の少なくとも一部を移動可能に形成したので、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力が変化した場合であっても、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅又は一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの少なくとも一方と回転手段との距離を変更することにより、この流水の速度又は圧力の変動を抑えることができる。これにより、例えば、プロペラ５０の回転数を一定にすることができ、発電部６０に伝達される流水のエネルギーを維持することが可能となる。
【００４７】
また、浮遊体１０ａ、１０ｂの通水路１３に、浮遊体１０ａ、１０ｂに対する流水の圧力が大きくなる程、当該通水路１３を通水する流水の通水量を多くする水量制御蓋１４を設けたので、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、通水路１３を通水する流水の通水量を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【００４８】
〔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、流水の圧力が大きくなる程、一対の水路壁に対して流水の下流に至る方向に移動可能とした形態である。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。
【００４９】
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電システム１０１の構成について説明する。図５は、実施の形態２に係る浮遊体１０ａ、１０ｂの変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図であり、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図であり、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。具体的には、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々は、浮遊体本体１１及びフレーム部材１２を備えて構成されており、実施の形態１の通水路１３及び水量制御蓋１４は省略されている。
【００５０】
また、プロペラ５０と発電部６０の相互間には、プロペラ制御機構７０が設けられている。このプロペラ制御機構７０は、ガイド部７１と、バネ７２を備えて構成されている。ガイド部７１は、上流から下流に至る方向に沿ってプロペラ５０がスライド可能となるように、プロペラ５０を支持するためのもので、金属製の筐体の内部に、プロペラ５０のシャフト５１を支持するベアリング（図示省略）をスライド可能として構成されている。バネ７２は、プロペラ５０のシャフト５１を上流に向けて付勢するものであり、具体的にはガイド部７１のベアリングを介してシャフト５１を上流に向けて付勢するものであって、ガイド部７１の内部に設けられている。
【００５１】
このような構造において、図５（ａ）に示すように、流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）には、バネ７２の付勢力が流水の水圧を上回るため、バネ７２の付勢力によってプロペラ５０が最上流側の位置に維持される。この状態では、プロペラ５０が一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間における幅狭部に位置する。あるいは、図５（ｂ）に示すように、流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）には、バネ７２の付勢力と流水の水圧が拮抗し、プロペラ５０が最上流側と最下流側の相互間の位置に維持される。この状態では、プロペラ５０が一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間における幅狭部よりもやや下流側のやや広幅部分に位置する。あるいは、図５（ｃ）に示すように、流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）には、バネ７２の付勢力を流水の水圧が上回り、バネ７２の付勢力によってプロペラ５０が最下流側の位置に維持される。この状態では、プロペラ５０が一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間における幅狭部よりも下流側の広幅部分に位置する。このように、浮遊体１０ａ、１０ｂに対する流水の圧力が大きくなる程、プロペラ５０が一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間における幅広部分に移動するので、プロペラ５０に流入する流水の量の安定化を図ることが可能になる。このことから、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力が変化した場合であっても、プロペラ５０の回転数を一定にすることができ、発電機６５に伝達される流水のエネルギーを維持することが可能となる。
【００５２】
（効果）
このように実施の形態２によれば、プロペラ５０を、流水の圧力が大きくなる程、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂに対して流水の下流に至る方向に移動可能としたので、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂに対するプロペラ５０の位置を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【００５３】
〔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、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの一方を、流水の圧力が大きくなる程、当該一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの他方に対して流水の下流に至る方向に移動可能とした形態である。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。
【００５４】
（構成）
まず、実施の形態３に係る発電システム２０１の構成について説明する。図６は、実施の形態３に係る浮遊体１０ａ、１０ｂの変形状況を示す平面図であり、（ａ）は流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）を示す図であり、（ｂ）は流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）を示す図であり、（ｃ）は流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）を示す図である。具体的には、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々は、浮遊体本体１１及びフレーム部材１２を備えて構成されており、実施の形態１の通水路１３及び水量制御蓋１４は省略されている。
【００５５】
これら一対の浮遊体１０ａ、１０ｂのうち、一方の浮遊体（本実施の形態においては、浮遊体１０ｂ）は、係留部材４０ｂによって右側の護岸に設けられた支持体４１ｂ（図６においては図示省略）に固定されている。また、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂのうち、いずれか他方の浮遊体（本実施の形態においては、浮遊体１０ａ）は、係留部材４０ａによって左側の護岸に設けられた支持体４１ａ（図６においては図示省略）に固定されているが、この係留部材４０ａにはバネ４０ｃが設けられている。このバネ４０ｃは、浮遊体１０ａを、支持体４１ａに向けて付勢する付勢手段である。
【００５６】
また、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂに対して接続部２０ａ、２０ｂの各々は、実施の形態１とは異なり、鉛直方向に沿った回転軸８０を介して回転可能に接続されている。また、これら接続部２０ａ、２０ｂの各々は、実施の形態１よりもやや長尺状に形成されており、浮遊体１０ａとの接続部２０ａにはその長手方向に沿った長穴８１が形成されていて、この長穴８１に回転軸８０がスライド可能に収容されている。また、浮遊体１０ａと接続部２０ａ、２０ｂとの相互間には、バネ８２が設けられている。このバネ８２は、接続部２０ａ、２０ｂを、Ｘ方向に平行な方向に向けて付勢する付勢手段である。
【００５７】
このような構造において、図６（ａ）に示すように、流水の速度が通常時よりも遅い場合（又は流水の圧力が通常時よりも小さい場合）には、バネ４０ｃやバネ８２の付勢力が流水の水圧を上回るため、バネ８２の付勢力によって接続部２０ａ、２０ｂがＸ方向に平行な方向に維持される。この状態では、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂがＹ方向の同一位置に維持し、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅が最も狭い状態になる。あるいは、図６（ｂ）に示すように、流水の速度が通常時の速さである場合（又は流水の圧力が通常時の大きさである場合）には、バネ４０ｃやバネ８２の付勢力と流水の水圧が拮抗し、接続部２０ａ、２０ｂがＸ方向に平行な方向からやや傾いた方向になる。この状態では、浮遊体１０ａが浮遊体１０ｂよりも下流側に位置し、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅がやや広い状態になる。あるいは、図６（ｃ）に示すように、流水の速度が通常時よりも速い場合（又は流水の圧力が通常時よりも大きい場合）には、バネ４０ｃやバネ８２の付勢力を流水の水圧が上回り、接続部２０ａ、２０ｂがＸ方向に平行な方向からさらに傾いた方向になる。この状態では、浮遊体１０ａが浮遊体１０ｂよりもさらに下流側に位置し、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の幅が最も広い状態になる。このように、浮遊体１０ａ、１０ｂに対する流水の圧力が大きくなる程、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の間隔が広くなるので、プロペラ５０に流入する流水の量の安定化を図ることが可能になる。このことから、浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の速度又は圧力が変化した場合であっても、プロペラ５０の回転数を一定にすることができ、発電機６５に伝達される流水のエネルギーを維持することが可能となる。
【００５８】
（効果）
このように実施の形態３によれば、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの一方を、流水の圧力が大きくなる程、当該一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの他方に対して流水の下流に至る方向に移動可能としたので、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間を流れる流水の圧力が変化した場合であっても、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相対的な位置関係を変更し、一対の浮遊体１０ａ、１０ｂの相互間の間隔を変更することにより、この流水の圧力の変動を抑えることができる。
【００５９】
〔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。
【００６０】
（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、一対の水路壁の少なくとも一方が変形可能に形成しづらい場合であっても、当該水路壁の形成を、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。
【００６１】
（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、相互に組み合わせてもよい。例えば、実施の形態１に係る浮遊体１０ａ、１０ｂの構成に加えて、実施の形態２に係るプロペラ制御機構７０や、実施の形態３に係る回転軸８０の構成を採用してもよい。
【００６２】
（水路壁について）
上記実施の形態１〜３では、水路壁は、浮遊体１０であると説明したが、これに限られない。例えば、水面上に浮遊しないものであって、樹脂材料等にて形成された水路壁であってもよい。
【００６３】
（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、又は３体以上であってもよい。あるいは、例えば浮遊体１０ａが水路の左側壁部に固定されており、浮遊体１０ｂが水路の右側壁部に固定されている場合には、接続部２０を省略してもよい。
【００６４】
（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。
【００６５】
（回転手段について）
上記実施の形態１〜３では、回転手段は、プロペラ５０であると説明したが、これに限られず、例えば、回転軸と、この回転軸に接続された複数の羽根部とを有する水車（いわゆる開放周流形水車）であってもよい。
【００６６】
（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。
【００６７】
（浮遊体について）
また、上記実施の形態１〜３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、例えば、浮遊体１０ａにおける隣接する浮遊体１０ｂ側の側部の一部が略平坦状になるように、浮遊体１０ａが形成されてもよい。
【００６８】
（通水路について）
また、上記実施の形態１では、通水路１３を、浮遊体１０ａ、１０ｂの各々に１本のみ設けているが、複数本設けてもよい。また、通水路１３を、浮遊体１０ａ、１０ｂの上流側の端面から下流側の端面に至る空間部として形成される以外にも、例えば、浮遊体１０ａ、１０ｂの上流側の端面から下流側の側面に至る空間部や、浮遊体１０ａ、１０ｂの上流側の側面から下流側の端面に至る空間部等として形成してもよい。
【００６９】
（水量制御蓋について）
また、上記実施の形態１では、水量制御蓋１４を、浮遊体本体１１における上流側の端面に形成した開口部１３ａを開閉自在とするものとして形成し、通水路１３の上流端部を開閉するものとして構成しているが、通水路１３の中央部や下流側端部を開閉するものとして構成しもよい。
【００７０】
（プロペラ制御機構について）
また、上記実施の形態２では、プロペラ制御機構７０を、プロペラ５０の全体をスライド可能なものとして構成しているが、少なくとも、プロペラ５０のスクリュー部を浮遊体１０ａ、１０ｂに対して移動可能とするものであればよく、例えば、プロペラ５０のシャフト５１を、相互に同心状かつスライド可能に配置された内管と外管から構成し、これら内管又は外管の一方の上流側の端部にプロペラ５０の羽根部を設け、これら内管又は外管の他方の下流側の端部を発電機６５に接続し、これら内管又は外管の一方を他方に対して上流に至る方向にバネで付勢するようにしてもよい。あるいは、上記実施の形態２のような構造において、プロペラ５０に加えて発電機６５についても、プロペラ５０と一体に上流から下流に至る方向にスライドするようにしてもよい。
【００７１】
（浮遊体１０ａ、１０ｂの相対移動構造について）
また、上記実施の形態３では、係留部材４０ａのみにバネ４０ｃを設けたが、係留部材４０ｂにも、浮遊体１０ｂを支持体４１ｂに向けて付勢するバネを設けてもよい。この場合において、係留部材４０ａのバネ４０ｃと係留部材４０ｂのバネとに相互に異なる付勢力を持たせることで、浮遊体１０ａ、１０ｂを水圧に応じて相対的に移動するようにしてもよい。また、浮遊体１０ａと接続部２０ａ、２０ｂとの相互間に設けたバネ８２は、省略してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１、１０１、２０１  発電システム
１０、１０ａ、１０ｂ  浮遊体
１１  浮遊体本体
１２  フレーム部材
１３  通水路
１３ａ、１３ｂ  開口部
１３ｃ  連結部
１４  水量制御蓋
１４ａ、８０  回転軸
１５、４０ｃ、７２、８２  バネ
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
４０、４０ａ、４０ｂ  係留部材
４１ａ、４１ｂ  支持体
５０  プロペラ
５１、６６  シャフト
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  プロペラ制御機構
７１  ガイド部
８１  長穴
【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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