(57)【要約】【課題】非常に簡単に河川底に設置でき、かつ設置場所があまり限定されない河川用発電装置を提供する。【解決手段】発電機２２に動力を伝達する回転軸３と、回転軸３に固定された回転体２と、回転体２の外周に設けられ、流体の流れを受けて回転体２を回転させる羽根７とを備えている。回転体２の下方には、羽根７に流体を導く流体通路１０を形成するように流体通路枠体１１が設けられ、流体通路枠体１１の下板１１ｆの下端には、下面が凹凸形状（突部３１、窪み部３２、・・・突部３３、窪み部３４、・・・）に形成されたコンクリートブロック３０が設けられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機に動力を伝達する回転軸と、この回転軸に固定された回転体と、この回転体の外周に設けられ、流体の流れを受けて前記回転体を回転させる羽根とを備えた河川用発電装置において、前記回転体の下方には、前記羽根に流体を導く流体通路を形成するように流体通路枠体が設けられ、前記流体通路枠体の下板の下端には、下面が凹凸形状に形成されたコンクリートブロックが設けられていることを特徴とする河川用発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川の水流を利用して水力発電を得る河川用発電装置に係り、特に河川底への設置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電装置を河川底又は海底に設置したものとして、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
【０００３】
特許文献１は、河川底又は海底にコアボーリングによって複数個の本体フレーム用穴を設け、この本体フレーム用穴に本体フレームに設けた下端部を注入固定している。特許文献２は、構造体（本体）の底板に長手方向に突設されて、海底の砂地内に喰い込む係留板を設け、構造体の天板の４隅に一端が固定され、他端に係留用の錨が取付けられた錨鎖を設けている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９１７８０号公報
【特許文献２】特開２００７−９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、河川底等にコアボーリングを施し、本体フレームに設けた下端部を注入固定するという、非常に大掛かりな工事を必要とするという問題があった。特許文献２は、構造体（本体）を河川底に固定する場合、河川底が砂地の場合は良いが、岩地の場合には係留板を喰い込ませることができなく、設置場所が限定されるという問題があった。また砂地に喰い込ませたのみでは、水流で徐々に流されるという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、非常に簡単に河川底に設置でき、かつ設置場所があまり限定されない河川用発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、発電機に動力を伝達する回転軸と、この回転軸に固定された回転体と、この回転体の外周に設けられ、流体の流れを受けて前記回転体を回転させる羽根とを備えた河川用発電装置において、前記回転体の下方には、前記羽根に流体を導く流体通路を形成するように流体通路枠体が設けられ、前記流体通路枠体の下板の下端には、下面が凹凸形状に形成されたコンクリートブロックが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本装置を河川の所定位置に配置すると、コンクリートブロックの重量によって本装置は河川底に設置される。またコンクリートブロックの下面は凹凸よりなる角錐形状となっているので、コンクリートブロックの重量と相まって流体の流速によって滑るのが防止され、定位置に設置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の河川用発電装置の一実施の形態を図１乃至図３により説明する。図１及び図２に示すように、装置枠体１内には回転体２が配設されており、回転体２には回転軸３が固定されている。回転軸３は、軸受４を介して支持板５に回転自在に支承されており、支持板５は支持板６に固定されている。この支持板６の固定については後述する。回転体２の外周の羽根取付け面２ａには、水流等の流体受け部７ａとストッパー部７ｂとからなるＬ字形状の羽根７が配設されており、羽根７には支軸８が固定されている。支軸８の両端部は、軸受９に回転自在に支承されており、軸受９は羽根取付け面２ａに固定されている。ここで、羽根７は、流体受け部７ａが水流等を受けるように、即ち流れ方向Ａになるように配設されている。
【００１０】
回転体２の下方部には、流体通路１０が形成されるように、羽根７の回転部分を除いて流体通路枠体１１が装置枠体１に固定されている。また流体通路１０の上方には、羽根７の回転を妨げないように回転体２の外周を囲む羽根通路枠体１２の下端が流体通路枠体１１の上板１１ｄ、１１ｅに固定されている。流体通路１０の入口部１０ａに流体が勢い良く流入するように、入口部１０ａより外側に向けて傾斜した上下流体ガイド板１３、１４及び左右流体ガイド板１５、１６が装置枠体１と流体通路枠体１１に固定されている。羽根流体枠体１２の下端外側と装置枠体１の内側には、前記した支持板６が固定されている。
【００１１】
羽根７の流体受け部７ａは、基部の流体受け部７ａ１と、この先端に固定された錘７ａ２とからなっている。錘７ａ２は、流体受け部７ａ１より重い材料であれば特に限定されない。例えば、流体受け部７ａ１がステンレス材よりなる場合は、錘７ａ２としては鉛材を使用する。なお、流体受け部７ａ全体をストッパー部７ｂより重い材料で形成してもよいことは言うまでもない。流体受け部７ａは水流を多く受けるように流体受け部側はＲ形状に窪んだ形状となっている。回転体２の外周は、支軸８の部分２ｂより流体受け部７ａの先端部が当接する部分の外側部分２ｃの外径が大きく円弧状に形成されている。従って、流体受け部７ａが倒れた（折り畳んだ）状態においては、流体受け部７ａの先端は部分２ｃの内側に位置するか、又は部分２ｃより突出する部分が少なくなるので、回転体２が回転する時における水の抵抗を削減することができる。また回転体２のストッパー部７ｂ側は、支軸８を中心としてストッパー部７ｂより若干大きなＲで円弧部２ｄが形成されている。
【００１２】
回転軸３の両端部にはプーリ２０、２０が固定されている。羽根流体枠体１２の流体流入側と上流体ガイド板１３には、発電機固定板２１が固定されており、発電機固定板２１には発電機２２が固定されている。発電機２２の入力軸２２ａ、２２ａにも前記プーリ２０、２０に対応してプーリ２３、２３が固定されており、プーリ２０、２０と２３、２３にはタイミングベルト２４、２４が掛けられている。
【００１３】
流体流体枠体１１の下板１１ｆ及び下流体ガイド板１４の下面にはコンクリートブロック３０が設けられている。コンクリートブロック３０の下面の形状は、横方向（図１の左右方向）が突部３１と窪み部３２が交互に形成された凹凸形状よりなり、縦方向（図２の左右方向）も同様に、突部３３と窪み部３４が交互に形成された凹凸形状よりなっている。そこで、図３に示すように、横方向及び縦方向が角錐形状となっている。
【００１４】
次に作用について説明する。ここで、流体通路１０に位置する羽根７を７１、この羽根７１より後方の羽根７を７２、図２において、羽根７２より左回りで羽根通路枠体１２内の羽根７を順次７３〜７８として説明する。
【００１５】
本装置を河川の所定位置に配置すると、コンクリートブロック３０の重量によって本装置は河川底に設置される。またコンクリートブロック３０の下面は凹凸よりなる角錐形状となっているので、コンクリートブロック３０の重量と相まって流体の流速によって滑るのが防止され、定位置に設置される。本装置が河川底に設置されると、上下流体ガイド板１３、１４、左右流体ガイド板１５、１６によって流速が加速されて流体通路１０の入口部１０ａに流れ込む。この矢印Ａ方向に流れてきた流体を流体通路１０に位置する羽根７（７１）の流体受け部７ａが受け、羽根７１が矢印Ｂ方向に回転させられ、回転体２は矢印Ｃ方向に回転させられる。回転体２が回転させられると、回転軸３の回転は、プーリ２０、２０、タイミングベルト２４、２４、プーリ２３、２３を介して発電機２２の入力軸２２ａ、２２ａに伝達され、発電機２２によって発電される。
【００１６】
また流体通路１０より羽根通路枠体１２内に完全に入った羽根７（７３、７４、７５、７６、７７）は、流体受け部７ａが回転体２が回転して生じる羽根通路枠体１２の流体圧及び錘７ａ２によって流体受け部７ａが回転体２に当接するように倒される。これにより、羽根７の復動側では流体に対する抵抗は軽減する。羽根７が７７の位置に位置すると、羽根７（７７）は回動できるようになる。即ち、羽根７（７７）は、不安定な状態であるが、錘７ａ２と羽根通路枠体１２の流体圧とのバランスで羽根７（７７）の流体受け部７ａは羽根取付け面２ａより浮き上がる。錘７ａ２によって流体受け部７ａが起立し、羽根７（７８）の状態となる。またストッパー部７ｂ側に円弧部２ｄを形成すると、羽根７（７８）のストッパー部７ｂの背面、即ち円弧部２ｄに流体が侵入しにくく、羽根７（７８）の起立を妨害することが防止される。
【００１７】
このように、羽根７が設けられた回転体２の下方に流体通路１０が形成されるので、流体通路１０より羽根通路枠体１２内に入る羽根７は、流体受け部７ａが倒れるようになる。即ち、羽根７の復動側では抵抗が軽減する。また羽根通路枠体１２内より流体通路１０に入る羽根７は、流体受け部７ａに設けた錘７ａ２の重力により下方に垂れ下がり、羽根７が起立する。
【００１８】
羽根７の復動側では流体受け部７ａが倒れて長さの短いストッパー部７ｂが流体圧を受けるので、流体に対する抵抗は軽減される。ここで、ストッパー部７ｂは流体受け部７ａの起立状態を維持させるストッパーの機能を有すれば良く、長さはできるだけ短い方が良いことは言うまでもない。
【００１９】
なお、上記実施の形態においては、回転体２を８個の羽根７を設けたが、羽根７の数は特に限定されるものではない。
【００２０】
図４は高さ調整用コンクリートブロック４０を示す。河川用発電装置を河川に設置した場合、設置深さが深くてもう少し高い位置に設置したい場合がある。このような場合に高さ調整用コンクリートブロック４０を使用する。高さ調整用コンクリートブロック４０の上面は次のような形状となっている。横方向は、河川用発電装置のコンクリートブロック３０の横方向（図１の左右方向）に合致する形状となっている。即ち、窪み部４１と突部４２とが交互に形成された凹凸形状となっている。縦方向は、河川用発電装置のコンクリートブロック３０縦方向（図２の左右方向）に合致する形状となっている。即ち、コンクリートブロック３０の突部３３の部分が窪み部４３に形成され、コンクリートブロック３０の窪み部３４の部分が突部４４となっており、窪み部４３と突部４４とが交互に形成された凹凸形状よりなっている。これにより、高さ調整用コンクリートブロック４０の上面は角錐形状となっている。
【００２１】
高さ調整用コンクリートブロック４０の下面は次のような形状となっている。横方向及び縦方向は河川用発電装置のコンクリートブロック３０の下面と同じ形状となっている。即ち、横方向は、窪み部４１及び突部４２に対応した部分がそれぞれ突部４５及び窪み部４６となっている。縦方向は、窪み部４３及び突部４４に対応した部分が突部４７及び窪み部４８となっている。これにより、高さ調整用コンクリートブロック４０の下面は角錐形状となっている。
【００２２】
そこで、設置場所によって河川用発電装置の高さを高くしたい場合は、高さ調整用コンクリートブロック４０を所定位置に配置した後、この高さ調整用コンクリートブロック４０の窪み部４１にコンクリートブロック３０の突部３１が合うように河川用発電装置を載置する。高さ調整用コンクリートブロック４０は、該高さ調整用コンクリートブロック４０及び河川用発電装置全体の重量によって河川底に設置される。また高さ調整用コンクリートブロック４０の下面は凹凸よりなる角錐形状となっているので、高さ調整用コンクリートブロック４０及びコンクリートブロック３０の重量と相まって流体の流速によって滑るのが防止され、定位置に設置される。河川用発電装置は、コンクリートブロック３０の突部３１、窪み部３２が高さ調整用コンクリートブロック４０の窪み部４１、突部４２に合致し、またコンクリートブロック３０の重量によって高さ調整用コンクリートブロック４０上に位置ずれすることなく定位置に載置される。
【００２３】
ところで、河川底の傾斜が大きい所に河川用発電装置を設置した場合、あまり大きな傾斜場所に設置すると、河川用発電装置が転倒し易くなるので、避ける必要がある。傾斜があまり大きくないが、転倒のおそれがある場合には、高さ調整用コンクリートブロック４０又はコンクリートブロック３０の縦方向の高さを、流体の流れ側（前方）を後方より低くすると転倒しにくくなる。
【００２４】
また本実施の形態においては、図１及び図２に示すように、下流体ガイド板１４の前端には装置固定板５０が前方に突出して固定され、また下板１１ｆの後端の下方端面にも後方に突出して装置固定板５１が固定されている。装置固定板５０、５１の左右には、河川底５２に打ち込む又は螺合するボルト５３が挿入されるようになっている。
【００２５】
そこで、突部３１、３３が河川底５２に喰い込む場合は、前記したようにコンクリートブロック３０の下面は前記した凹凸形状のみでよい。しかし、突部３１、３３が河川底５２に喰い込まない場合又は突部３１、３３が河川底５２に食い込むが、安全をきす場合は、装置固定板５０、５１にボルト５３を挿入して河川底５２に打ち込むか、又は河川底５２にねじ込むことにより、本装置は河川底５２に確実に固定される。これにより、更なる本装置の滑り防止の安全性が図れる。
【００２６】
なお、発電装置としては、本実施の形態に示すものに限定されない。要は、流体路枠体１１の下板１１ｆの下方に、特別な部品等が配置されない発電装置であれな適用できる。例えば、特許文献２及び特開２００７−１７７７９７号公報タイプの発電装置でもよい。
【００２７】
また上記実施の形態においては、本装置のみを河川底５２に設置、又は本装置と１個の高さ調整用コンクリートブロック４０を設けた場合について説明したが、高さ調整用コンクリートブロック４０は２個以上設けてよいことは言うまでもない。このように、高さ調整用コンクリートブロック４０を設けた場合には、高さ調整用コンクリートブロック４０上に本装置を載置又は高さ調整用コンクリートブロック４０を単に積み重ねるのみではなく、本装置と高さ調整用コンクリートブロック４０の前方及び後方の両側面に横板を固定するのが好ましい。これにより、本装置及び高さ調整用コンクリートブロック４０の滑り及び横ずれがより確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の河川用発電装置の一実施の形態を示し、左半分は正面図、右半分は図２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】コンクリートブロック部分を示し、（ａ）は図１の下方部分図、（ｂ）は図２の下方部分図、（ｃ）は底面図である。
【図４】高さ調整用コンクリートブロックを示し、（ａ）は横方向の正面図、（ｂ）は縦方向の上面部分図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は縦方向の下面部分図、（ｅ）は下面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    装置枠体
２    回転体
２ａ    羽根取付け面
３    回転軸
７、７１〜７８    羽根
７ａ、７ａ１    流体受け部
７ａ２    錘
７ｂ    ストッパー部
１０    流体通路
１０ａ    入口部
１１    流体通路枠体
１１ｆ    下板
１２    羽根通路枠体
２２    発電機
３０    コンクリートブロック
３１、３３    突部
３２、３４    窪み部
４０    高さ調整用コンクリートブロック
４１、４３、４６、４８    窪み部
４２、４４、４５、４７    突部
【図１】
2011089504.tif 000003
【図２】
2011089504.tif 000004
【図３】
2011089504.tif 000005
【図４】
2011089504.tif 000006