(57)【要約】【課題】この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、従来例の重力型１軸水車の問題点を解消しようとするものである。【解決手段】水路に設けた段差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に受圧板を差し渡すとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とする受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。【選択図】図１
2011007059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に設けた段差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に受圧板を差し渡すとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とする受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項２】
前記受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項３】
前記受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項４】
前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重力型１軸水車の欠点克服を目指したものであり、基本原理は、水の位置エネルギー（重力エネルギー）を電気エネルギーに変換するようにした受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、河川や水路を流れる流水中に抵抗となるものを挿入することにより、その運動エネルギーを利用して発電するシステムは、様々な形式が考案されてきた。
しかしながら、人工的に落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものはこれまで存在しなかった。
【０００３】
人工的に落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものとしては、図４に示すような重力型１軸下掛水車が存在するが、次のような点を指摘されている。もちろん同様の課題は重力型１軸上掛水車にも存在する。
１）水車２１とそれを取り巻くコンクリート水路のフレーム部２２との隙間が小さく、そこに塵芥が挟まると受圧板（水車の羽）２３が破損してしまうという問題点があり、塵芥に弱かった。
２）水車２１の下部が水没しており、その部分の水の抵抗が回転を抑制し、水流の抜けが悪かった。
３）発電時の水車２１の回転速度が１分間に４〜５回転と非常に遅いため、発電機を回す際には回転数を数百倍に増速する必要があり、その時のエネルギーロスが大きい。
４）落差に対して構造体が大きくモニュメント的な価値は認められるものの、非常に不経済である。ちなみに１例を挙げると、落差２ｍに対して構造体の直径は６ｍもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特にありません。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記従来例の重力型１軸水車の問題点を解消しようとするものであり、下記のような解決手段を採用したものである。
１）回転軸を２軸とすることにより、構造体を格段にコンパクトとすることができ、経済性を大きく改善することができた。
２）受圧板を起伏可能な構造とし、大きな塵芥が挟まった際には、受圧板の角度が変        わり、塵芥を挟んだまま流下できるようにしたので、非常に塵芥に強い。
３）水車の下部では、受圧板の角度が自由であることから水の動きに追従して動き、        回転を阻害する力が生じないため、水流の抜けが非常に良い。
４）回転部の直径が小さいため、回転軸の回転速度が重力型１軸下掛水車の数十倍に達し、      発電機を回す際に大きな増速は必要なく、エネルギーロスが小さい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわちこの発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、水路に設けた段差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に受圧板を差し渡すとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取り付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることをも特徴とするものである。
【０００８】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることをも特徴とするものである。
【０００９】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたとをも特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構によれば、次のような効果を奏することが期待される。
１）基本的な構造形式が、既存の自動除塵機に近いものであるため、過去の技術的蓄積を生かすことができる。
２）同じ機構の主要回転部を左右の側壁天端の上端に対の形で設置し、受圧板は例えば木製等の軽量板を左右の駆動ガイドをつなぐ形で取り付ける。そして、左右の回転の同調は、上流側の回転中心をつなぐ形で回転軸を設けて行う。
以上の構造形態により、水路の幅・水深に関わり無く、主要構造の標準化が可能となり、また、主要回転部の延長も、端パーツと直線パーツの組み合わせで自由に設定できる。
さらに移動パーツも同一形状とできるため、需要への即応性や経済性の点で非常に有利である。
３）受圧板の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することにより対応が可能であり、容易かつ経済的である。
４）流水が急激に増加した際には、水が受圧板からオーバーフローし、反対側で上昇中の受圧板との間隙を落下することになるため、周辺への水の飛散は避けられる。なお、下流側に回転軸は設けないこととすれば、水の落下の阻害要因とはならない。
５）単純な発電機構であり、施工上特殊な技術が少ない。
６）一般人にも解かりやすいし構造・原理を使用しているため、環境教育や温暖化防止に対する普及啓発の場として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】受圧板が起伏する下掛けタイプの無端重力型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】受圧板が起伏する上掛けタイプの無端重力型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図４】従来の重力型１軸水車を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構の１実施例を図面に基いて説明する。
図１に示すように、この実施例における受圧板が起伏する下掛けタイプの無端重力型水力発電機構は、水路１１に設けた段差１２の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸１６で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してある。
【００１３】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１４】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を下掛け式に受けて駆動力に変える。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１５】
図３の受圧板が起伏する上掛けタイプの無端重力型水力発電機構においても、水路１１に設けた段差１２の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸（図示せず）で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してある。
【００１６】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１７】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を上掛け式に受けて駆動力に変える。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１８】
前記した各実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記受圧板１５が、より確実に水流を受け止めることを可能とするよう、駆動ガイド１４の下降側位置において上向きの凹状断面に形成してある。
この凹状断面の円弧状あるいはバケット状の形状やサイズ、深さ等は段差の角度、水流の強さ、その他の環境に応じて適宜決定することができる。
【００１９】
またいずれの実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構も、前記受圧板１５が、駆動ガイド１４に取付け取外し可能に取り付けられている。
したがって、受圧板１５の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することによって対応が可能であり、受圧板１５の損耗への対応が容易かつ経済的である。
【００２０】
各実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、図２に示すように水路１１に設けた段差１２の両側壁の天端の上端に左右一対のリング状回転部１３が取り付けられている。該左右一対のリング状回転部１３の内側に向かって突設したブラケット２１の下向きの延長部２２には、ボルトナット２４等で固定した拡張用の梁２３を介して、受圧板１５が固定されている。
したがって、リング状回転部１３を必須の主要部品とし、拡張用の梁２３を現場に応じた長さにして下向きの延長部２２に取付け、さらに受圧板１５を拡張用の梁２３に固定することにより、現場ごとの条件に応じた長さや横幅に形成することができる。
【００２１】
そしてリング状回転部１３には回転軸（図示せず）が取付けてあり、その上で、図1に示すように上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してあるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、その目的を逸脱しない限りにおいて、同一の目的に応じた種々の用途にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１１  水路
１２  段差
１３，１３  リング状回転部
１４  駆動ガイド
１５  受圧板
１６  回転軸
２１  ブラケット
２２  延長部
２３  拡張用の梁
２４  ボルトナット
【図１】
2011007059.tif 000003
【図２】
2011007059.tif 000004
【図３】
2011007059.tif 000005
【図４】
2011007059.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に設けた落差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に凹状断面の受圧板を差し渡すとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とする受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項２】
前記凹状断面の受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項３】
前記凹状断面の受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【請求項４】
前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重力型１軸水車の欠点克服を目指したものであり、基本原理は、水の位置エネルギー（重力エネルギー）を電気エネルギーに変換するようにした受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、河川や水路を流れる流水中に抵抗となるものを挿入することにより、その運動エネルギーを利用して発電するシステムは、様々な形式が考案されてきた。
しかしながら、人工的に落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものはこれまで存在しなかった。
【０００３】
人工的に落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものとしては、図４に示すような重力型１軸下掛水車が存在するが、次のような点を指摘されている。もちろん同様の課題は重力型１軸上掛水車にも存在する。
１）水車２１とそれを取り巻くコンクリート水路のフレーム部２２との隙間が小さく、そこに塵芥が挟まると受圧板（水車の羽）２３が破損してしまうという問題点があり、塵芥に弱かった。
２）水車２１の下部が水没しており、その部分の水の抵抗が回転を抑制し、水流の抜けが悪かった。
３）発電時の水車２１の回転速度が１分間に４〜５回転と非常に遅いため、発電機を回す際には回転数を数百倍に増速する必要があり、その時のエネルギーロスが大きい。
４）落差に対して構造体が大きくモニュメント的な価値は認められるものの、非常に不経済である。ちなみに１例を挙げると、落差２ｍに対して構造体の直径は６ｍもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特にありません。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記従来例の重力型１軸水車の問題点を解消しようとするものであり、下記のような解決手段を採用したものである。
１）回転軸を２軸とすることにより、構造体を格段にコンパクトとすることができ、経済性を大きく改善することができた。
２）受圧板を起伏可能な構造とし、大きな塵芥が挟まった際には、受圧板の角度が変        わり、塵芥を挟んだまま流下できるようにしたので、非常に塵芥に強い。
３）水車の下部では、受圧板の角度が自由であることから水の動きに追従して動き、        回転を阻害する力が生じないため、水流の抜けが非常に良い。
４）回転部の直径が小さいため、回転軸の回転速度が重力型１軸下掛水車の数十倍に達し、      発電機を回す際に大きな増速は必要なく、エネルギーロスが小さい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわちこの発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、水路に設けた落差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に凹状断面の受圧板を差し渡すとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取り付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記凹状断面の受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることをも特徴とするものである。
【０００８】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記凹状断面の受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることをも特徴とするものである。
【０００９】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたとをも特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構によれば、次のような効果を奏することが期待される。
１）基本的な構造形式が、既存の自動除塵機に近いものであるため、過去の技術的蓄積を生かすことができる。
２）同じ機構の主要回転部を左右の側壁天端の上端に対の形で設置し、受圧板は例えば木製等の軽量板を左右の駆動ガイドをつなぐ形で取り付ける。そして、左右の回転の同調は、上流側の回転中心をつなぐ形で回転軸を設けて行う。
以上の構造形態により、水路の幅・水深に関わり無く、主要構造の標準化が可能となり、また、主要回転部の延長も、端パーツと直線パーツの組み合わせで自由に設定できる。
さらに移動パーツも同一形状とできるため、需要への即応性や経済性の点で非常に有利である。
３）受圧板の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することにより対応が可能であり、容易かつ経済的である。
４）流水が急激に増加した際には、水がバケット機能を有する受圧板からオーバーフローし、反対側で上昇中の受圧板との間隙を落下することになるため、周辺への水の飛散は避けられる。なお、下流側に回転軸は設けないこととすれば、水の落下の阻害要因とはならない。
５）単純な発電機構であり、施工上特殊な技術が少ない。
６）一般人にも解かりやすいし構造・原理を使用しているため、環境教育や温暖化防止に対する普及啓発の場として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】受圧板が起伏する下掛けタイプの無端重力型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】受圧板が起伏する上掛けタイプの無端重力型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図４】従来の重力型１軸水車を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構の１実施例を図面に基いて説明する。
図１に示すように、この実施例における受圧板が起伏する下掛けタイプの無端重力型水力発電機構は、水路１１に設けた落差１２の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸１６で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の凹状断面の受圧板１５を差し渡してある。
【００１３】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１４】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を下掛け式に受けて駆動力に変える。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１５】
図３の受圧板が起伏する上掛けタイプの無端重力型水力発電機構においても、水路１１に設けた落差１２の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸（図示せず）で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してある。
【００１６】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１７】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を上掛け式に受けて駆動力に変える。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１８】
前記した各実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、前記受圧板１５が、より確実に水流を受け止めることを可能とするよう、駆動ガイド１４の下降側位置において上向きの凹状断面に形成してある。
この凹状断面の円弧状あるいはバケット状の形状やサイズ、深さ等は落差の角度、水流の強さ、その他の環境に応じて適宜決定することができる。
【００１９】
またいずれの実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構も、前記受圧板１５が、駆動ガイド１４に取付け取外し可能に取り付けられている。
したがって、受圧板１５の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することによって対応が可能であり、受圧板１５の損耗への対応が容易かつ経済的である。
【００２０】
各実施例の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、図２に示すように水路１１に設けた落差１２の両側壁の天端の上端に左右一対のリング状回転部１３が取り付けられている。該左右一対のリング状回転部１３の内側に向かって突設したブラケット２１の下向きの延長部２２には、ボルトナット２４等で固定した拡張用の梁２３を介して、受圧板１５が固定されている。
したがって、リング状回転部１３を必須の主要部品とし、拡張用の梁２３を現場に応じた長さにして下向きの延長部２２に取付け、さらに受圧板１５を拡張用の梁２３に固定することにより、現場ごとの条件に応じた長さや横幅に形成することができる。
【００２１】
そしてリング状回転部１３には回転軸（図示せず）が取付けてあり、その上で、図1に示すように上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してあるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明の受圧板が起伏する無端重力型水力発電機構は、その目的を逸脱しない限りにおいて、同一の目的に応じた種々の用途にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１１  水路
１２  落差
１３，１３  リング状回転部
１４  駆動ガイド
１５  受圧板
１６  回転軸
２１  ブラケット
２２  延長部
２３  拡張用の梁
２４  ボルトナット
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に設けた高落差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に凹状断面の受圧板を差し渡して、該受圧板の底面と前記水路の両側壁との間で擬似的なバケットを形成するとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とする受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構。
【請求項２】
前記凹状断面の受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構。
【請求項３】
前記凹状断面の受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構。
【請求項４】
前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重力（高落差）型１軸水車の欠点克服を目指したものであり、基本原理は、水の位置エネルギー（重力エネルギー）を電気エネルギーに変換するようにした受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、河川や水路を流れる流水中に抵抗となるものを挿入することにより、その運動エネルギーを利用して発電するシステムは、様々な形式が考案されてきた。
しかしながら、人工的に高落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものはこれまで存在しなかった。
なお、低落差を利用するものとしては、実用新案登録第３１１４５６３号公報（特許文献１参照）や実公昭０５−１４２５３号公報（特許文献２参照）等に記載のものが知られている。
【０００３】
人工的に高落差を形成し、その落差間の位置エネルギーを利用する形式のものとしては、図４に示すような重力型１軸下掛水車が存在するが、次のような点を指摘されている。もちろん同様の課題は重力型１軸上掛水車にも存在する。
１）水車２１とそれを取り巻くコンクリート水路のフレーム部２２との隙間が小さく、そこに塵芥が挟まると受圧板（水車の羽）２３が破損してしまうという問題点があり、塵芥に弱かった。
２）水車２１の下部が水没しており、その部分の水の抵抗が回転を抑制し、水流の抜けが悪かった。
３）発電時の水車２１の回転速度が１分間に４〜５回転と非常に遅いため、発電機を回す際には回転数を数百倍に増速する必要があり、その時のエネルギーロスが大きい。
４）落差に対して構造体が大きくモニュメント的な価値は認められるものの、非常に不経済である。ちなみに１例を挙げると、落差２ｍに対して構造体の直径は６ｍもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１１４５６３号公報
【特許文献２】実公昭０５−１４２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、前記従来例の重力型１軸水車の問題点を解消しようとするものであり、下記のような解決手段を採用したものである。
１）回転軸を２軸とすることにより、構造体を格段にコンパクトとすることができ、経済性を大きく改善することができた。
２）受圧板を起伏可能な構造とし、大きな塵芥が挟まった際には、受圧板の角度が変わり、塵芥を挟んだまま流下できるようにしたので、非常に塵芥に強い。
３）水車の下部では、受圧板の角度が自由であることから水の動きに追従して動き、回転を阻害する力が生じないため、水流の抜けが非常に良い。
４）回転部の直径が小さいため、回転軸の回転速度が重力型１軸下掛水車の数十倍に達し、発電機を回す際に大きな増速は必要なく、エネルギーロスが小さい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわちこの発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、水路に設けた高落差の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部を設置した上、上下２軸のリング状回転部の間にエンドレスの駆動ガイドを張設し、該左右の駆動ガイド間に凹状断面の受圧板を差し渡して、該受圧板の底面と前記水路の両側壁との間で擬似的なバケットを形成するとともに、駆動ガイドの下降側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイドの上昇側においては駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板の幅方向の一端を取付け、該受圧板が駆動ガイドの下降側において駆動ガイドの長さ方向にほぼ直交する角度に起立して水路の水流を受けて駆動力に変え、駆動ガイドの上昇側においては該受圧板が駆動ガイドの長さ方向にほぼ沿った角度に倒れるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、前記凹状断面の受圧板が、水流を受け止めることを可能とするよう駆動ガイドの下降側位置において上向きの凹状断面に形成されていることをも特徴とするものである。
【０００８】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、前記凹状断面の受圧板が、駆動ガイドに取付け取外し可能に取り付けられていることをも特徴とするものである。
【０００９】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、前記駆動ガイドが、受圧板単位に分割されており、該駆動ガイド片を所定の長さに連結して駆動ガイドを構成するようにしたとをも特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構によれば、次のような効果を奏することが期待される。
１）基本的な構造形式が、既存の自動除塵機に近いものであるため、過去の技術的蓄積を生かすことができる。
２）同じ機構の主要回転部を左右の側壁天端の上端に対の形で設置し、受圧板は例えば木製等の軽量板を左右の駆動ガイドをつなぐ形で取り付ける。そして、左右の回転の同調は、上流側の回転中心をつなぐ形で回転軸を設けて行う。
以上の構造形態により、水路の幅・水深に関わり無く、主要構造の標準化が可能となり、また、主要回転部の延長も、端パーツと直線パーツの組み合わせで自由に設定できる。
さらに移動パーツも同一形状とできるため、需要への即応性や経済性の点で非常に有利である。
３）受圧板の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することにより対応が可能であり、容易かつ経済的である。
４）流水が急激に増加した際には、水がバケット機能を有する受圧板からオーバーフローし、反対側で上昇中の受圧板との間隙を落下することになるため、周辺への水の飛散は避けられる。なお、下流側に回転軸は設けないこととすれば、水の落下の阻害要因とはならない。
５）単純な発電機構であり、施工上特殊な技術が少ない。
６）一般人にも解かりやすいし構造・原理を使用しているため、環境教育や温暖化防止に対する普及啓発の場として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】受圧板が起伏する下掛けタイプの無端高落差型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】受圧板が起伏する上掛けタイプの無端高落差型水力発電機構の実施例を示す側面図である。
【図４】従来の重力型１軸水車を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構の１実施例を図面に基いて説明する。
図１及び図２に示すように、この実施例における受圧板が起伏する下掛けタイプの無端高落差型水力発電機構は、水路１１に設けた高落差１２の両側壁１７−１，１７−２の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸１６で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の凹状断面の受圧板１５を差し渡してある。
【００１３】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１４】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を下掛け式に受けて駆動力に変える。すなわち、該受圧板１５の底面と前記水路の両側壁１７−１，１７−２との間で擬似的なバケットを形成するのである。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１５】
図３の受圧板が起伏する上掛けタイプの無端高落差型水力発電機構においても、水路１１に設けた高落差１２の両側壁の天端の上端および下端に２軸にて左右一対のリング状回転部１３，１３を設置したものである。そして少なくとも天端の上端側（上側）のリング状回転部１３間は回転軸（図示せず）で連結してあり、回転の同期が取れるようになっている。
その上で、上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してある。
【００１６】
前記受圧板１５は、駆動ガイド１４の下降側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に規制され、また駆動ガイド１４の上昇側においては駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度になるよう前記受圧板１５の幅方向の一端を取り付けてある。
このような前記受圧板１５の角度の規制は、駆動ガイド１４あるいは受圧板１５に規制片（ストッパ類：図示せず）を設けることによって行うことができる。
【００１７】
以上のように構成することにより、前記受圧板１５が駆動ガイド１４の下降側において駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ直交する角度に起立し、水路１１の水流を上掛け式に受けて駆動力に変える。
また、駆動ガイド１４の上昇側においては該受圧板１５が駆動ガイド１４の長さ方向にほぼ沿った角度に無理なく倒れるようになっている。
【００１８】
前記した各実施例の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、前記受圧板１５が、より確実に水流を受け止めることを可能とするよう、駆動ガイド１４の下降側位置において上向きの凹状断面に形成してある。
この凹状断面の円弧状あるいはバケット状の形状やサイズ、深さ等は落差の角度、水流の強さ、その他の環境に応じて適宜決定することができる。
【００１９】
またいずれの実施例の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構も、前記受圧板１５が、駆動ガイド１４に取付け取外し可能に取り付けられている。
したがって、受圧板１５の損耗に対しては、軽量素材を逐次交換することによって対応が可能であり、受圧板１５の損耗への対応が容易かつ経済的である。
【００２０】
各実施例の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、図２に示すように水路１１に設けた高落差１２の両側壁の天端の上端に左右一対のリング状回転部１３が取り付けられている。該左右一対のリング状回転部１３の内側に向かって突設したブラケット２１の下向きの延長部２２には、ボルトナット２４等で固定した拡張用の梁２３を介して、受圧板１５が固定されている。
したがって、リング状回転部１３を必須の主要部品とし、拡張用の梁２３を現場に応じた長さにして下向きの延長部２２に取付け、さらに受圧板１５を拡張用の梁２３に固定することにより、現場ごとの条件に応じた長さや横幅に形成することができる。
【００２１】
そしてリング状回転部１３には回転軸（図示せず）が取付けてあり、その上で、図1に示すように上下２軸のリング状回転部１３，１３の間にエンドレスの駆動ガイド１４を張り渡し、該左右の駆動ガイド１４間には複数の受圧板１５を差し渡してあるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明の受圧板が起伏する無端高落差型水力発電機構は、その目的を逸脱しない限りにおいて、同一の目的に応じた種々の用途にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１１  水路
１２  高落差
１３，１３  リング状回転部
１４  駆動ガイド
１５  受圧板
１６  回転軸
１７−１，１７−２  側壁
２１  ブラケット
２２  延長部
２３  拡張用の梁
２４  ボルトナット