(57)【要約】【課題】流木等の漂流物から羽根車を保護する。【解決手段】羽根車１１０は、多角柱状または円柱状の中心軸と、中心軸の軸方向に流れる水を受けるとき中心軸を回転させる羽根とを有する。ガード５５０は、水の流れに対して羽根車１１０より上流側に配置されている。ガード５５０では、複数のＵ字状の部材が凸側を上流側に向けて水の流れと略垂直な方向において等間隔に配置されている。排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂは、ガード５５０と羽根車１１０の間に配置されており、円形の外周に多数の突起を有する円盤状の複数の排除盤４０１を有する。各排除盤４０１はガード５５０における隣り合ったＵ字状の部材の間から外周の一部を上流側に突き出しながら回転する。羽根車１１０が回転すると、発電機２００Ａと発電機２００Ｂが発電するとともに、排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂに含まれる各排除盤４０１が回転する。【選択図】図２
2019132173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さの多角柱状または円柱状の中心軸と、当該中心軸の軸方向に流れる水を受けるとき当該中心軸を回転させる羽根と、当該中心軸の一方の端部から当該中心軸と同軸になるように延びる第１の回転軸と、当該中心軸の他方の端部から当該中心軸と同軸となるように延びる第２の回転軸とを有する羽根車と、
前記第１の回転軸を回転自在に保持する第１の支柱と、
前記第２の回転軸を回転自在に保持する第２の支柱と、
水の流れに対して前記羽根車より上流側に配置されており、複数のＵ字状の部材が凸側を上流側に向けて水の流れと略垂直な方向において等間隔に配置されたガードと、
円形の外周に多数の突起を有する円盤状の複数の排除盤と、当該各排除盤の主面の中心部を貫通する第３の回転軸とを有し、当該各排除盤が前記ガードと前記羽根車の間に配置されており、当該第３の回転軸が回転するとき、前記各排除盤が前記ガードにおける隣り合ったＵ字状の部材の間から前記外周の一部を上流側に突き出しながら回転する排除装置と、
前記羽根車と前記ガードと前記排除装置に含まれる全ての排除盤との上に位置し、前記第１の支柱の上端と前記第２の支柱の上端とが底部に固定されており、発電機を内部に格納するケースと、
前記第１の回転軸または前記第２の回転軸の回転を前記ケース内の発電機の回転子と前記第３の回転軸に伝達し、前記発電機に発電させるとともに前記排除装置に含まれる各排除盤を回転させる回転伝達部と、
を備えることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
前記排除装置として、水の流れよって運ばれてくる漂流物を前記Ｕ字状の部材の一方の端部に向けて流す方向に前記各排除盤が回転する第１の排除装置と、当該第１の排除装置と回転の向きが逆であって、当該漂流物を前記Ｕ字状の部材の他方の端部に向けて流す方向に前記各排除盤が回転する第２の排除装置と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】
前記中心軸が多角柱状であり、
前記羽根が、主面が前記中心軸の側面に固定された平板である第１の側部と、当該第１の側部に対して垂直であって前記中心軸の軸方向と所定の角度をなす平板である主部と、当該主部と直角よりも大きな所定の角度をなす平板である第２の側部とを有し、前記第１の側部と当該第２の側部の間隔が水の流れの上流側から下流側に向けて徐々に狭くなる、
ことを特徴とする請求項１または２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、流木等の漂流物に対するガードを有する水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の水力発電装置が特許文献１と特許文献２に開示されている。これらの水力発電装置は、川等に設置され、羽根車が水の流れを受けて回転するとき、発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３２００３０２号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１８８１３１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、川では、上流より流木等の様々な漂流物が流れてくる。これらの漂流物が羽根車に衝突すると、羽根車が破損するおそれがある。
本発明の目的は、流木等の漂流物から羽根車を保護することができる水力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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の水力発電装置は、
所定の長さの多角柱状または円柱状の中心軸と、当該中心軸の軸方向に流れる水を受けるとき当該中心軸を回転させる羽根と、当該中心軸の一方の端部から当該中心軸と同軸になるように延びる第１の回転軸と、当該中心軸の他方の端部から当該中心軸と同軸となるように延びる第２の回転軸とを有する羽根車と、
前記第１の回転軸を回転自在に保持する第１の支柱と、
前記第２の回転軸を回転自在に保持する第２の支柱と、
水の流れに対して前記羽根車より上流側に配置されており、複数のＵ字状の部材が凸側を上流側に向けて水の流れと略垂直な方向において等間隔に配置されたガードと、
円形の外周に多数の突起を有する円盤状の複数の排除盤と、当該各排除盤の主面の中心部を貫通する第３の回転軸とを有し、当該各排除盤が前記ガードと前記羽根車の間に配置されており、当該第３の回転軸が回転するとき、前記各排除盤が前記ガードにおける隣り合ったＵ字状の部材の間から前記外周の一部を上流側に突き出しながら回転する排除装置と、
前記羽根車と前記ガードと前記排除装置に含まれる全ての排除盤との上に位置し、前記第１の支柱の上端と前記第２の支柱の上端とが底部に固定されており、発電機を内部に格納するケースと、
前記第１の回転軸または前記第２の回転軸の回転を前記ケース内の発電機の回転子と前記第３の回転軸に伝達し、前記発電機に発電させるとともに前記排除装置に含まれる各排除盤を回転させる回転伝達部と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、本発明の水力発電装置は、
前記排除装置として、水の流れよって運ばれてくる漂流物を前記Ｕ字状の部材の一方の端部に向けて流す方向に前記各排除盤が回転する第１の排除装置と、当該第１の排除装置と回転の向きが逆であって、当該漂流物を前記Ｕ字状の部材の他方の端部に向けて流す方向に前記各排除盤が回転する第２の排除装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、本発明の水力発電装置は、
前記中心軸が多角柱状であり、
前記羽根が、主面が前記中心軸の側面に固定された平板である第１の側部と、当該第１の側部に対して垂直であって前記中心軸の軸方向と所定の角度をなす平板である主部と、当該主部と直角よりも大きな所定の角度をなす平板である第２の側部とを有し、前記第１の側部と当該第２の側部の間隔が水の流れの上流側から下流側に向けて徐々に狭くなる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流木等の漂流物から羽根車を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水力発電装置の構造の一例を示す一部破断正面図である。
【図２】図１の水力発電装置の構造の一例を示す一部破断平面図である。
【図３】図１の水力発電装置の構造の一例を示す一部破断側面図である。
【図４】発電装置と排除装置とケースの構造の一例を示す一部破断側面図である。
【図５】架台とガードの構造の一例を示す斜視図である。
【図６】排除装置に含まれる排除盤の構造の一例を示す斜視図である。
【図７】垂直回転軸の上端のスプロケットから排除装置への動力伝達の一例を示す図である。
【図８】羽根車の構造の一例を示す図である。図８（Ａ）は、羽根車の左側面図である。図８（Ｂ）は、羽根車の正面図である。
【図９】羽根車の中心軸と１枚の羽根（５枚の羽根は省略）を示す斜視図である。
【図１０】羽根の構造の一例を示す図である。図１０（Ａ）は、羽根の平面図である。図１０（Ｂ）は、羽根の左側面図である。図１０（Ｃ）は、羽根の正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る水力発電装置の構造の一例を示す断面図である。
【図１２】水位検知装置の内部構造の一例を示す図である。図１２（Ａ）は、水位検知装置の断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】水位検知装置が水位の上昇を検知する例を示す図である。図１３（Ａ）は、初期状態を示す図である。図１３（Ｂ）は、水位が上昇し、一方のセンサーが要素を検知し、他方のセンサーが要素を検知しなくなった状態を示す図である。図１３（Ｃ）は、モータジャッキが伸びてフレームが上昇し、両方のセンサーが再度要素を検知した状態を示す図である。
【図１４】水位検知装置が水位の下降を検知する例を示す図である。図１４（Ａ）は、初期状態を示す図である。図１４（Ｂ）は、水位が下降し、一方のセンサーが要素を検知し、他方のセンサーが要素を検知しなくなった状態を示す図である。図１４（Ｃ）は、モータジャッキが縮んでフレームが下降し、両方のセンサーが再度要素を検知した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る水力発電装置について詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００１１】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係る水力発電装置１の構造の一例を示す。図１は一部破断正面図であり、図２は一部破断平面図であり、図３は一部破断側面図である。図４は、発電装置１００と排除装置４００とケース４５０の構造の一例を示す。図５は、架台５００とガード５５０の構造の一例を示す。
水力発電装置１は、発電装置１００と、排除装置４００と、ケース４５０と、架台５００と、ガード５５０とを有する。なお、本実施形態では、水力発電装置１が、２台の発電装置２００（発電装置２００Ａと発電装置２００Ｂ）および２台の排除装置４００（排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂ）とを有する例を示す。
ケース４５０は、上面が開放された籠状の直方体であって、四角形の底面とその底面から上方に立設する四つの側面とで構成される。図４に示すように、発電装置１００と排除装置４００は、ケース４５０に取り付けられる。発電装置１００と排除装置４００の構成部分のうち、水に濡れるのが望ましくない部分はケース４５０の内部に配置される。
【００１２】
図５に示すように、架台５００は、直方体状のフレーム５１０と、脚となる４本のジャッキ５２０とで構成される。ケース４５０は、フレーム５１０の上に設置される。
フレーム５１０の上面５１１、底面５１２、左側面５１３、および右側面５１４は、方形状の断面を有する部材が連結されて構成されており、頑丈な構造を有する。フレーム５１０の前面と背面は空いている。平板の軸受板５３０が底面５１２の前面側（川の上流側）に固定されている。軸受板５３０には、排除装置４００の下端が取り付けられる。４つのジャッキ５２０がフレーム５１０の４隅に取り付けられている。
フレーム５１０は、図２と図３に矢印で示すように、水が前面から背面に向けて流れるように川底６００等に設置される。ジャッキ５２０の接地部５２２は川底６００等に接する。フレーム５１０は、上部に設けられた手動ハンドル５２１を操作することにより、水平及び水位に対する高さを調整することができる。接地部５２２は、鍔（つば）と杭（くい）とを併用したタイプであるが、鍔のみのタイプ、杭のみのタイプであってもよい。
【００１３】
図５に示すように、ガード５５０は、複数のＵ字状の部材５５１と複数の棒状の部材５５２とで構成される。ガード５５０は、フレーム５１０の内部において軸受板５３０の上に取り付けられる。従って、ガード５５０は、水の流れに対して羽根車１１０より上流側に配置される。
複数のＵ字状の部材５５１は、凸側を上流側に向けてフレーム５１０の底面５１２と垂直な方向（水の流れと略垂直な方向）において等間隔に配置される。棒状の部材５５２はＵ字状の部材５５１を縦に連結する。各Ｕ字状の部材５５１の両端はフレーム５１０の左側面５１３と右側面５１４において縦向きの部材に固定され、一部の棒状の部材５５２の下端は軸受板５３０に固定される。
【００１４】
図４に示すように、発電装置１００は、羽根車１１０と、発電機２００とを有する。羽根車１１０は、ケース４５０の下方で支柱３１０と支柱３３０によって回転自在に支持される。発電機２００はケース４５０の中に設置される。
図６に示すように、排除装置４００は複数の排除盤４０１を有する。排除盤４０１は、円盤状である。排除盤４０１における円形の外周には、歯車のように多数の突起が等間隔に配置されている。複数の排除盤４０１における主面の中心部を回転軸４０２が貫通している。排除盤４０１は回転軸４０２とともに回転する。
なお、回転軸４０２は、本発明における第３の回転軸の例である。
【００１５】
図３に示すように、羽根車１１０と排除盤４０１とガード５５０とは、フレーム５１０の内部に格納される。排除盤４０１は、ガード５５０と羽根車１１０の間に配置される。図２に示すように、排除盤４０１の外周の一部は、ガード５５０のＵ字状の部材５５１の間から川の上流側に突き出している。
ジャッキ５２０の高さを調整して、羽根車１１０と排除盤４０１とガード５５０とを水面６０１の下、すなわち水中に位置させると、羽根車１１０は水の流れを受けて回転する。この回転が発電機２００と排除装置４００とに伝えられて発電機２００が発電するとともに排除盤４０１が回転する。
【００１６】
ケース４５０の底部は、フレーム５１０の上面５１１を構成する方形状の部材と適宜な位置でボルトとナット等を用いて連結される。
図２に示すように、支柱３１０は、内部が空洞で楕円形の断面を有するパイプである。支柱３１０は、楕円形であるため、円形の支柱よりも水の流れの乱れが少ない。図４に示すように、支柱３１０は、上端に正方形のフランジ３１１、下端に羽根車上流側保持部３１２を有する。羽根車保持部３１２の側面には円形の穴３１３が開いており、その穴３１３に対向してキャップ３１４が取り付けられている。羽根車上流側保持部３１２の内部の空洞には軸受３１５が配置されている。軸受３１５は、羽根車１１０の上流回転軸１１３を回転自在に保持する。
支柱３１０のフランジ３１１と正方形の固定板３１６は、ケース４５０の前面側でケース４５０の底面を挟んでボルトとナット等を用いて固定される。これにより、支柱３１０はケース４５０に取り付けられる。
【００１７】
図４に示すように、支柱３３０は、内部が空洞の円筒であり、上端にフランジ３３１、下端にフランジ３３２を有する。羽根車下流側保持部３３３はフランジ３３２にボルトとナット等を用いて固定されている。フランジ３３１の中央には軸受３３８が配置されており、フランジ３３２の中央には軸受３３９が配置されている。
羽根車下流側保持部３３３の側面には円形の穴３３４が開いており、穴３３４に対向して円形の板３３５が取り付けられている。羽根車下流側保持部３３３の内部には中間に空隙を有する軸受３３６が配置されている。軸受３３６は、羽根車１１０の下流回転軸１１５を回転自在に保持する。軸受３３６の中間の空隙において下流回転軸１１５にギア３３７が取り付けられている。羽根車１１０が回転するとき、ギア３３７が回転する。
なお、支柱３１０と支柱３３０は本発明における第１の支柱と第２の支柱の例であり、上流回転軸１１３と下流回転軸１１５は本発明における第１の回転軸と第２の回転軸の例である。
【００１８】
図４に示すように、支柱３５０がケース４５０の内部に設置されている。支柱３５０は、内部が空洞の円筒であり、下端にフランジ３５１を有する。支柱３５０の側面中央には円形の穴３５２が開いている。側面中央の穴３５２には軸受３５４が取り付けられている。支柱３５０の底部と上部にはそれぞれ軸受３５３と軸受３５５が取り付けられている。
支柱３３０のフランジ３３１と支柱３５０のフランジ３５１とは、ケース４５０の底面を挟んでボルトとナット等を用いて固定される。これにより、支柱３３０と支柱３５０はケース４５０に取り付けられる。
支柱３３０と支柱３５０の内部の空洞には垂直回転軸３４０が配置される。ケース４５０の底部には、垂直回転軸３４０が通る穴が開いている。垂直回転軸３４０は、支柱３３０の上端の軸受３３８と下端の軸受３３９、および支柱３５０の底部の軸受３５３と上部の軸受３５５で回転自在に保持されている。垂直回転軸３４０には、支柱３５０内の空洞の底面近傍にギア３４１が固定されており、その下端にギア３４２が固定されている。下端のギア３４２は、羽根車下流側保持部３３３の内部で、下流回転軸１１５に固定されたギア３３７と噛み合っている。羽根車１１０が回転すると、その回転はギア３３７とギア３４２によって垂直回転軸３４０に伝えられる。
羽根車上流側保持部３１２の内部の軸受３１５と羽根車下流側保持部３３３の内部の軸受３３６には水の浸入を防止するシールが装着されている。
【００１９】
図４に示すように、支柱３５０の側面中央の軸受３５４は水平回転軸２１１を回転自在に保持する。水平回転軸２１１には、支柱３５０の空洞内において一端にギア２１２が固定されており、他端にギア２１０が固定されている。ギア２１２は、支柱３５０内の空洞に配置された垂直回転軸３４０のギア３４１と噛み合っている。垂直回転軸３４０が回転すると、その回転がギア３４１とギア２１２によって水平回転軸２１１に伝えられ、ギア２１０が回転する。
図２に示すように、ケース４５０には発電機２００Ａと発電機２００Ｂとが取り付けられている。発電機２００Ａと発電機２００Ｂの回転子の端部にはそれぞれギア２０１Ａとギア２０１Ｂが取り付けられている。ギア２０１Ａとギア２０１Ｂは、ギア２１０と噛みあっている。このため、水平回転軸２１１が回転すると、発電機２００Ａと発電機２００Ｂの回転子が回転する。
【００２０】
図７は、垂直回転軸３４０の上端のスプロケット３５６とスプロケット３５７から排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂへの動力伝達の一例を示す。
垂直回転軸３４０の上端は、支柱３５０から外部に突き出している。垂直回転軸３４０の上端には、スプロケット３５６とスプロケット３５７が固定されている。
図２に示すように、排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂは、前面（川の上流）から見てそれぞれ左側と右側に配置されている。
排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂは同一の構造である。以下では、排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂの構成要素に同一の符号を付け、排除装置４００として排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂの構造を説明する。排除装置４００は支柱４０４を有する。支柱４０４は、内部が空洞の円筒であり、下端がケース４５０の底部に固定されている。支柱４０４の下端と上端にはそれぞれ軸受４０５と軸受４０６が取り付けられている。また、フレーム５１０の底面５１２に設置された軸受板５３０には、軸受４０３が取り付けられている。回転軸４０２は、軸受４０５と軸受４０６と軸受４０３で回転自在に保持されている。回転軸４０２の先端は支柱４０４の上部から突き出している。回転軸４０２の先端には、スプロケット４０７が固定されている。
【００２１】
支柱３５０の左側には支柱４１０が配置されている。支柱４１０は、内部が空洞の円筒であり、下端がケース４５０の底部に固定されている。支柱４１０の下端と上端にはそれぞれ軸受４１１と軸受４１２が取り付けられている。軸受４１１と軸受４１２は回転軸４１３を回転自在に保持する。回転軸４１３の先端は支柱４１０の上部から突き出している。回転軸４１０の先端には、スプロケット４１４とスプロケット４１５が固定されている。このため、スプロケット４１４とスプロケット４１５は同時に回転する。スプロケット４１４には、チェーン４１６を介してスプロケット３５６の回転力が伝達される。これにより、羽根車１１０が回転するとき、スプロケット４１４とスプロケット４１５は例えば右周りに回転する。スプロケット４１５の回転力は、チェーン４１７を介して排除装置４００Ａのスプロケット４０７に伝達される。これにより、排除装置４００Ａのスプロケット４０７は右周りに回転する。このとき、排除装置４００Ａの排除盤４０１も右回りに回転する。例えば流木のような漂流物が上流から流れてきて排除装置４００Ａの各排除盤４０１に衝突すると、その漂流物はガード５５０に含まれる各Ｕ字状の部材５５１の左側の端部に向けて流れる。
【００２２】
一方、支柱３５０の右側には支柱４２０と支柱４３０が配置されている。支柱４２０と支柱４３０は、内部が空洞の円筒であり、下端がケース４５０の底部に固定されている。支柱４２０の下端と上端にはそれぞれ軸受４２１と軸受４２２が取り付けられている。軸受４２１と軸受４２２は回転軸４２３を回転自在に保持する。回転軸４２３の先端は支柱４２０の上部から突き出している。回転軸４２０の先端には、ギア４２４とスプロケット４２５が固定されている。このため、ギア４２４とスプロケット４２５は同時に回転する。支柱４３０の下端と上端にはそれぞれ軸受４３１と軸受４３２が取り付けられている。軸受４３１と軸受４３２は回転軸４３３を回転自在に保持する。回転軸４３３の先端は支柱４３０の上部から突き出している。回転軸４３０の先端には、ギア４３４とスプロケット４３５が固定されている。このため、ギア４３４とスプロケット４３５は同時に回転する。
【００２３】
スプロケット４２５には、チェーン４２６を介してスプロケット３５７の回転力が伝達される。これにより、羽根車１１０が回転するとき、スプロケット４２５は例えば右周りに回転する。ギア４２４とギア４３４は噛み合っており、このとき、ギア４３４は左周りに回転する。スプロケット４３５の回転力は、チェーン４３６を介して排除装置４００Ｂのスプロケット４０７に伝達される。これにより、排除装置４００Ｂのスプロケット４０７は左周りに回転する。このとき、排除装置４００Ｂの排除盤４０１も左回りに回転する。例えば流木のような漂流物が上流から流れてきて排除装置４００Ｂの各排除盤４０１に衝突すると、その漂流物はガード５５０に含まれる各Ｕ字状の部材５５１の右側の端部に向けて流れる。
排除装置４００Ａの各排除盤４０１と排除装置４００Ｂの各排除盤４０１とは逆向きに回転する。川の上流より流木等の漂流物が流れてきて排除装置４００Ａと排除装置４００Ｂの排除盤４０１に当たると、それは流れの向きを左または右に変えられてガード５５０に沿って下流に流れる。これにより、羽根車１１０が漂流物から保護される。
【００２４】
なお、上述したギア３３７と、ギア３４２と、垂直回転軸３４０と、ギア３４１と、ギア２１２と、水平回転軸２１１と、ギア２１０と、ギア２０１Ａと、ギア２０１Ｂと、スプロケット３５６と、チェーン４１６と、スプロケット４１４と、スプロケット４１５と、チェーン４１７と、排除装置４００Ａのスプロケット４０７と、スプロケット３５７と、チェーン４２６と、スプロケット４２５と、ギア４２４と、ギア４３４と、スプロケット４３５と、チェーン４３６と、排除装置４００Ｂのスプロケット４０７とは回転伝達部を構成する。回転伝達部は、羽根車１１０の下流回転軸１１５の回転を発電機２００Ａの回転子と発電機２００Ｂの回転子および排除装置４００Ａの回転軸４０２と排除装置４００Ｂの回転軸４０２に伝達し、発電機２００Ａと発電機２００Ｂに発電させるとともに、排除装置４００Ａに含まれる各排除盤４０１と排除装置４００Ｂに含まれる各排除盤４０１を回転させる。
【００２５】
図８は、羽根車１１０の構造の一例を示す。図８（Ａ）は羽根車１１０の左側面図であり、図８（Ｂ）は羽根車１１０の正面図である。図９は、羽根車１１０の中心軸１１１と１枚の羽根１１６（５枚の羽根は省略）を示す。
羽根車１１０は、所定の長さの六角柱状の中心軸１１１と、６枚の羽根１１６とを有する。
中心軸１１１は、一方の端部に六角形の上流側板１１２を有し、他方の端部に六角形の下流側板１１４を有する。上流側板１１２から中心軸１１１と同軸になるように上流回転軸１１３が延びる（すなわち、中心軸１１１と上流回転軸１１３とは同軸である。）。同様に、下流側板１１４から中心軸１１１と同軸になるように下流回転軸１１５が延びる（すなわち、中心軸１１１と下流回転軸１１５は同軸である。）。
羽根車１１０は、中心軸１１１が水の流れの方向を向くように水平に配置される。
【００２６】
図１０は、羽根１１６の構造の一例を示す。図１０（Ａ）は、羽根１１６の平面図である。図１０（Ｂ）は、羽根１１６の左側面図である。図１０（Ｃ）は、羽根１１６の正面図である。
個々の羽根１１６は、主部１１６１と、右側部１１６２と、左側部１１６３を有する。
右側部１１６２は、長方形の平板である。右側部１１６２は、その主面が中心軸１１１の１つの側面に固定されている。
主部１１６１は、平板である。図１０（Ｂ）に示すように、主部１１６１は右側部１１６２に対して垂直である。ただし、この角度は必ずしも直角でなくてもよい。図１０（Ａ）に示すように、主部１１６１は、中心軸１１１の軸方向に流れる水を受けるとき中心軸１１１を回転させるように、中心軸１１１の軸方向と所定の角度（例えば、２０°〜２５°）をなす。
図１０（Ｃ）に示すように、主部１１６１において、上流側の辺１１６１Ａと右側部１１６２に接する辺１１６１Ｂのなす角度、および下流側の辺１１６１Ｃと右側部１１６２に接する辺１１６１Ｂのなす角度は、直角である。そして、下流側の辺１１６１Ｃと左側部１１６３に接する辺１１６１Ｄのなす角度は、例えば９４°〜９７°である。従って、上流側の辺１１６１Ａは下流側の辺１１６１Ｃよりも長い。すなわち、右側部１１６２と左側部１１６３の間隔は、水の流れの上流側から下流側に向けて徐々に狭くなる。
また、左側部１１６３は、長方形の平板である。図１０（Ｂ）に示すように、左側部１１６３は、主部１１６１と直角よりも大きい所定の角度（例えば、１３０°〜１４０°）をなす。
【００２７】
図９に示す矢印の向き（中心軸１１１の長手方向）に水が流れると、その水は個々の羽根１１６において主部１１６１と左側部１１６３にぶつかって方向を変え、羽根１１６の長手方向に沿って流れる。このため、羽根車１１０は、図９中に矢印で示すように左回転する。
【００２８】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る水力発電装置２の構造の一例を示す。
水力発電装置２は、発電装置１００と、排除装置４００と、ケース４５０と、架台５０１と、ガード５５０とを有する。発電装置１００と、排除装置４００と、ケース４５０と、ガード５５０とは第１の実施形態に係る水力発電装置１のものと同一である。
架台５０１は、フレーム５１０と、脚となる４本のモータジャッキ５６０とで構成される。フレーム５１０は第１の実施形態に係る水力発電装置１のものと同一である。架台５０１は、第１の実施形態に係る水力発電装置１の架台５００と異なり、フレーム５１０の４隅に減速機モータ５６１の付いたモータジャッキ５６０を有する。また、フレーム５１０の左側面５１３または右側面５１４に、水位検知装置５７０が取り付けられている。水位検知装置５７０は水位の上昇または下降を検知する。
ケース４５０の底部にはコントローラ５６５が設置されている。コントローラ５６５はバッテリー５６６と制御盤５６７とで構成される。２つの発電機２００で発電された電力の一部はコントローラ５６５に供給され、バッテリー５６６に蓄えられる。水位検知装置５７０が水位の上昇または下降を検知すると、コントローラ５６５は、減速機モータ５６１を制御し、モータジャッキ５６０を伸ばし、または縮めて、発電装置１００とフレーム５１０とを上昇または下降させる。
コントローラ５６５は、ケース４５０が常に水面より上に位置するように制御する。
【００２９】
水位検知装置５７０は、図１２に示すように、中空のセンサー取付パイプ５７１の外周面上にセンサー５７２とセンサー５７３とが所定の間隔を空けて配置されている。センサー取付パイプ５７１の穴の中にはガイド５７６があり、水面６０１に応じてガイド５７６に沿ってフロート５７７が上下する。フロート５７７には、要素５７４と要素５７５とが取り付けられている。センサー５７２またはセンサー５７３は、要素５７４または要素５７５と略同じ高さになるとそれらを検知して検知信号を出力し、その検知信号をコントローラ５６５に送る。例えば、センサー５７２とセンサー５７３はリードスイッチで構成し、要素５７４と要素５７５は磁石で構成することができる。
【００３０】
図１３は、水位検知装置５７０が水位の上昇を検知する例を示す。図１３（Ａ）に示す初期状態では、センサー５７２とセンサー５７３はそれぞれ要素５７４と要素５７５を検知し、検知信号を出力している。水位が上昇すると、センサー５７２とセンサー５７３は両方とも要素５７４と要素５７５を検知しなくなる。更に水位が上昇し、図１３（Ｂ）に示すように、センサー５７３が要素５７４を検知して検知信号を出力し、センサー５７２が何も検知せず、検知信号を出力しない状態になると、コントローラ５６５はモータジャッキ５６０が伸びるように減速機モータ５６１を制御する。このとき、発電装置１００とフレーム５１０は上昇する。図１３（Ｃ）に示すように、センサー５７２とセンサー５７３が再び要素５７４と要素５７５を検知すると、コントローラ５６５は減速機モータ５６１を止め、モータジャッキ５６０を停止させる。
【００３１】
図１４は、水位検知装置５７０が水位の下降を検知する例を示す。図１４（Ａ）に示す初期状態では、センサー５７２とセンサー５７３はそれぞれ要素５７４と要素５７５を検知し、検知信号を出力している。水位が下降すると、センサー５７２とセンサー５７３は両方とも要素５７４と要素５７５を検知しなくなる。更に水位が下降し、図１４（Ｂ）に示すように、センサー５７２が要素５７５を検知して検知信号を出力し、センサー５７３が何も検知せず、検知信号を出力しない状態になると、コントローラ５６５はモータジャッキ５６０が縮むように減速機モータ５６１を制御する。このとき、発電装置１００とフレーム５１０は下降する。図１４（Ｃ）に示すように、センサー５７２とセンサー５７３が再び要素５７４と要素５７５を検知すると、コントローラ５６５は減速機モータ５６１を止め、モータジャッキ５６０を停止させる。
【００３２】
なお、上述した実施形態では、中心軸１１１が六角柱状である例を示したが、中心軸１１１は八角柱状等他の多角柱状であってもよいし、円柱状であってもよい。
また、上述した実施形態では、羽根１１６の右側部１１６２と左側部１１６３は長方形である例を示したが、これに限らず、台形等他の形状であってもよい。
また、上述した実施形態では、回転伝達部の一部である垂直回転軸３４０が下流側の支柱３３０内に配置された例を示したが、垂直回転軸３４０を上流側の支柱３１０内に配置し、回転伝達部は上流回転軸１１３の回転を発電機２００の回転子と排除装置４００のスプロケット４０７に伝達する構成とすることもできる。
また、ケース４５０は、上面に蓋を有していてもよい。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、流木等の漂流物から羽根車を保護することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１，２…水力発電装置、１００…発電装置、１１０…羽根車、１１１…中心軸、１１２…上流側板、１１３…上流回転軸、１１４…下流側板、１１５…下流回転軸、１１６…羽根、１１６１…主部、１１６２…右側部、１１６３…左側部、２００，２００Ａ，２００Ｂ…発電機、２０１Ａ，２０１Ｂ…ギア、２１０…ギア、２１１…水平回転軸、２１２…ギア、３１０…支柱、３１１…フランジ、３１２…羽根車上流側保持部、３１３…穴、３１４…キャップ、３１５…軸受、３１６…固定板、３３０…支柱、３３１，３３２…フランジ、３３３…羽根車下流側保持部、３３４…穴、３３５…円形の板、３３６…軸受、３３７…ギア、３３８，３３９…軸受、３４０…垂直回転軸、３４１，３４２…ギア、３５０…支柱、３５１…フランジ、３５２…穴、３５３，３５４，３５５…軸受、３５６，３５７…スプロケット、４００，４００Ａ，４００Ｂ…排除装置、４０１…排除盤、４０２…回転軸、４０３…軸受、４０４…支柱、４０５，４０６…軸受、４０７…スプロケット、４１０…支柱、４１１，４１２…軸受、４１３…回転軸、４１４，４１５…スプロケット、４１６，４１７…チェーン、４２０…支柱、４２１，４２２…軸受、４２３…回転軸、４２４…ギア、４２５…スプロケット、４２６…チェーン、４３０…支柱、４３１，４３２…軸受、４３３…回転軸、４３４…ギア、４３５…スプロケット、４３６…チェーン、４５０…ケース、５００，５０１…架台、５１０…フレーム、５２０…ジャッキ、５２１…手動ハンドル、５２２…接地部、５３０…軸受板、５５０…ガード、５５１…Ｕ字状の部材、５５２…棒状の部材、５６０…モータジャッキ、５６１…減速機モータ、５６５…コントローラ、５６６…バッテリー、５６７…制御盤、５７０…水位検知装置、５７１…センサー取付パイプ、５７２，５７３…センサー、５７４、５７５…要素、５７６…ガイド、５７７…フロート、６００…川底、６０１…水面
【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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【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】
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