(57)【要約】【課題】駆動系を要することなく激しい水流からフロート式の発電装置を保護する。【解決手段】発電装置１の保護機構は、水路２内にフロート式の発電装置１を係留させる固定具５と、この固定具５と発電装置１とを接続する係留部材３と、水路２内の水位上昇に伴い上昇してきた発電装置１を収容して当該装置１への水撃を緩衝させる水撃緩衝部４とを備える。係留部材３としては、例えば、一端が水路２内の天井面２０に接続される一方で他端が発電装置１に接続される索状、鎖状、棒状のいずれかの部材からなる。水撃緩衝部４は底部に開口部を有し、内部に発電装置１の収容空間４０を確保している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路内にフロート式の発電装置を係留させる固定具と、
前記固定具と前記発電装置とを接続する係留部材と、
前記水路内の水位上昇に伴い上昇してきた前記発電装置を収容して当該装置への水撃を緩衝させる水撃緩衝部と
を備えたこと
を特徴とする発電装置の保護機構。
【請求項２】
前記水撃緩衝部は底部に開口部を有し、内部に発電装置の収容空間を確保したことを特徴とする請求項１に記載の発電装置の保護機構。
【請求項３】
前記水撃緩衝部には前記発電装置を前記収容空間に案内する案内溝が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の発電装置の保護機構。
【請求項４】
前記案内溝には前記発電装置を収容空間に保持させる際の支点となる溝端部が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の発電装置の保護機構。
【請求項５】
前記固定具は前記水路内及び前記水路外のいずれかに固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発電装置の保護機構。
【請求項６】
前記固定具は、前記水路内に鉛直に配置され、前記係留部材を昇降可能に係留させることを特徴とする請求項５に記載の発電装置の保護機構。
【請求項７】
前記固定具は前記水路内の天井面に固定されることを特徴とする請求項５に記載の発電装置の保護機構。
【請求項８】
前記固定具及び前記係留部材が前記発電装置に対して少なくとも一つ接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発電装置の保護機構。
【請求項９】
前記係留部材及び前記固定具は前記発電装置に対して一対に具備され、
前記一方の係留部材の一端は前記水路の縁部に配置された一方の固定具に接続され、
前記他方の係留部材の一端は前記縁部と対向する縁部に鉛直に設置された他方の筒状の固定具の内部に収容された錘に接続されたこと
を特徴とする請求項５に記載の発電装置の保護機構。
【請求項１０】
前記係留部材は索状、鎖状、棒状のいずれかの部材からなること
を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の発電装置の保護機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は河川、農業用水路や浄水場、下水処理場、工場排水等の自由水面を有する水路の水流を利用して発電を行うフロート式の発電装置を水撃から保護する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水流を利用した発電システムとしてフロート式の発電装置を用いたものが知られている（特許文献１，２等）。
【０００３】
特許文献１に開示された水力発電機は、発電機に接続された水車に浮力を備えることにより水位の変化や水面の変動の影響を受けることなく、安定した発電が行える。
【０００４】
特許文献２に開示された水力発電装置は、水車と発電機とを格納したフレームを水面に浮かせて、水流上に延伸した腕木の先端から伸びる牽引索によって前記フレームを牽引し、前記水車の回転により発電している。そして、水流が極めて激しくなった場合には、牽引索を巻き取り、腕木を引き上げることで、前記フレームを水流から完全に引き上げできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２４９４号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１７８５６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の水力発電機は水量が増加して水面が高くなった場合には、流速が漸次増加して発電機に大きな力がかかるので、発電機本体とその固定部材を強固なものにする必要がある。固定部材は強固な構造と成すことができるが、発電機本体は稼動部を有するため強固な構造とするには限界があるので水流の衝撃により破損する場合がある。
【０００７】
特許文献２の水力発電装置は、水流が極めて激しいときにはフレームを牽引索によって引き上げることにより水流から退避できる。しかしながら、水力発電装置が配置される水路においては、前記牽引索を巻き取る装置の設置スペースを確保できない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、駆動系を要することなく激しい水流からフロート式の発電装置を保護することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の発電装置の保護機構は、水路内にフロート式の発電装置を係留させる固定具と、この固定具と前記発電装置とを接続する係留部材と、前記水路内の水位上昇に伴い上昇してきた前記発電装置を収容して当該装置への水撃を緩衝させる水撃緩衝部とを備える。
【００１０】
本発明によればフロート式の発電装置を水路内の水量増加に伴う水位上昇により水撃緩衝部内に収容できる。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明によれば、駆動系を要することなく激しい水流からフロート式の発電装置を保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】発明の第一の実施形態における発電装置の保護機構の側断面図。
【図２】（ａ）は同実施形態における保護機構の通常の動作例を説明した側断面図、（ｂ）は同保護機構の水位上昇時の動作例を説明した側断面図。
【図３】（ａ）は水撃緩衝部の一態様を示した斜視図、（ｂ）は水撃緩衝部の他の態様を示した斜視図。
【図４】（ａ）は発明の第二の実施形態における発電装置の保護機構の側断面図、（ｂ）は同保護機構の上流側正面図。
【図５】（ａ）は発明の第三の実施形態における通常の動作例を説明した平面図、（ｂ）は同実施形態の水位上昇時の動作例を説明した平面図。
【図６】第三の実施形態における固定具の上端付近の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
［実施形態１］
図１に示した本実施形態の発電装置１の保護機構は、管渠型若しくは暗渠型の水路２内に発電装置１を係留させる固定具５と、この固定具５と発電装置１とを接続する係留部材３と、水路２内の水位上昇に伴い上昇してきた発電装置１を収容してこの装置１への水撃を緩衝させる水撃緩衝部４とを備える。
【００１５】
発電装置１は、図示省略の浮きと発電部とを備え、小規模の流水エネルギーを利用するフロート式の水力発電装置である。同装置１は、大規模な工事が不要であり、また、設置や移動が簡便且つ容易にでき、低コストで設置可能である。
【００１６】
前記浮きは、発電部の水車に付帯させる中空ドラム等の中空体タイプのものや、発電部に繋がれ浮力を有する部材からなるものが挙げられる。
【００１７】
前記発電部は、例えば特許文献１に開示したような、水流から回転力を得て発電機を駆動させて電力を生産する水力発電方式を採用したものが挙げられる。また、同発電部は、流水エネルギーを利用して発電できるものであればよく、水力発電方式に限定することなく、他の発電方式を適用してもよい。例えば特許文献３に開示された流水エネルギーを利用して生じた機械的振動により電気を発生させる圧電素子によって電力を生産する振動発電方式が挙げられる。
【００１８】
発電装置１は、発電装置１本体を自由水面に浮かべ、発電装置１の下方の一部を水中に浸漬させる表面型水力発電であるので、発電部は水の浸入に対する保護の程度として水中型（防水規格、ＪＩＳ ＩＰＸ８）の仕様を満たすものであるとなおよい。一方、発電装置１の水中に浸漬させない部分は、前記水中型を必要でない場合であっても、フロート式発電機の設置環境や発電機の種類と構造などによって、防沫形（ＪＩＳ ＩＰＸ４）、防噴流型（ＪＩＳ ＩＰＸ５）、耐水型（ＪＩＳ ＩＰＸ６）、防浸型（ＪＩＳ ＩＰＸ７）、水中型（ＪＩＳ ＩＰＸ８）のいずれかの保護の仕様を満たせばよい。例えば、浮きが水没の可能性がない場合には、水の浸入に対する保護の程度は防沫形（ＪＩＳ ＩＰＸ４）で十分であるが、水没する可能性があれば水中型（ＪＩＳ ＩＰＸ８）の仕様が採用される。
【００１９】
また、図示省略されているが、発電装置１は係留部材３の一端が連結される連結部を備える。前記連結部の態様としては、発電装置１の上流側の端部に直接、取付穴を形成したり、フック、アイボルトなどの接続部を有するものでもよく、また、当該接続部に更に可撓性のあるワイヤーロープや繊維ロープ等の索状、剛性のある棒状または鎖状の態様のものを所定長さ接続した上で他端部に取付穴を形成したり、フック、アイボルトなどの接続部を有するものであってもよい。
【００２０】
係留部材３は、水路２内に発電装置１を係留させることに加えて、水路２内の水位変動に応じて発電装置１を水撃緩衝部４の内部に収容するよう誘導させる部材であって、一端は発電装置１が流下方向の所定地点に係留するための基点に接続される一方で他端が発電装置１の連結部に接続される。
【００２１】
図１に示した本実施形態では、係留部材３の一端が水路２内の天井面２０に固定された固定具５に接続される一方で他端が発電装置１の連結部に接続される。発電装置１での発電電力は係留部材３に添わせて配置した電線（図示略）によって取り出せばよい。
【００２２】
固定具５ならびに係留部材３の材質としては、設置環境において長時間経ても劣化等が起こらない耐候性を有し、常に張力を受けることや洪水時などで水量が増大し、水流が激しい場合であっても、破断することがない程度の引張強度をするものが適用される。また、設置環境から耐蝕や電蝕の対策が必要な場合には、金属の表面処理など公知の対策を採ることで対応できる。
【００２３】
例えば、係留部材３は可撓性のあるワイヤーロープや繊維ロープ等の索状、剛性のある棒状または鎖状の態様のものが挙げられる。そして、係留部材３としてワイヤーロープを使用する場合、ソケット止め、クリップ止め、アイスプライス、圧縮止め等の端末処理を行い、発電装置１の連結部が接続穴、フック、アイボルトなどであればフック、クリップ、シャクル等によって係留部材３と発電装置１の連結部との接続が容易となる。
【００２４】
また、固定具５は、ボルト、アンカー、溶接など周知の方法にて固定可能であり、水位変化による係留部材３の動作を制約しなければ、その態様や係留部材３との接続方法は周知のものであってよい。例えば、固定具５が穴あき板またはアイボルトの態様を採り、係留部材３がワイヤーロープであり、その端末処理をソケット止め、クリップ止め、アイスプライス、圧縮止めとするとき、固定具５と係留部材３とをフック、クリップ、シャックル、リングで容易に接続が可能となる。
【００２５】
水撃緩衝部４は、底部に開口部４１を有し、その内部には当該開口部４１の下方から発電装置1を導入して収容する収容空間４０を確保させた箱型の部材からなる。図３（ａ）に例示したように水撃緩衝部４は、側壁部にて外部の激しい水流から内部の収容空間４０を保護しており、その横断面は水流による圧力を逃がし易いと共に漂流物の衝突による衝撃が小さくなっており、水の抵抗を低減させるような流線形を成している。
【００２６】
水撃緩衝部４の構成材料には、設置環境にて長時間にわたり材質の劣化等が起こらない耐候性を有し、洪水時などで水量が増大し激しい水流が衝突しても破損しない周知の金属または樹脂からなる材料が適用される。
【００２７】
また、水撃緩衝部４の上流側の側壁部から底部の開口部４１にかけて、図２（ｂ），図３（ａ）に示したように発電装置１側端部付近の係留部材３の部位を導入して発電装置１を収容空間４０に案内する案内溝４２が形成されている。さらに、図３（ａ）に示したように、案内溝４２は側壁部から底部に向けて幅広となる扇状の切り欠け溝が形成されており、係留部材３が激しい水流によって水平方向に振れても発電装置１を収容空間４０へ導入し易くなっている。
【００２８】
水撃緩衝部４の位置は図１に示したように水路２内の固定具５の固定位置に対して水流方向の同一線上にあり、発電装置１の退避水位の近傍（例えば水路２の天井面２０）にアンカーボルト等によって固定される。
【００２９】
水撃緩衝部４は水路２の材質に応じて周知の方法で固定ができる。例えば、水路２がコンクリート構造物である場合には、セラミックや金属製のアンカーボルトなどにより、また水路２が鉄骨などの溶接や機械加工が可能な構造物である場合には、溶接固定やボルト止めなどにより固定が可能である。
【００３０】
発電装置１は発電機構として可動部（例えば水力発電方式の水車）、振動部（例えば振動発電方式の圧電素子）等を有しており、この部分は水流による力を直接受けるため破損しやすい箇所といえる。そして、洪水時などで水量が増大した場合には、流速も増加するため水撃の力も増すので破損する危険も増加する。
【００３１】
洪水時などで水量が増大し、水流が激しくなり、その水撃から発電装置１が破損することを回避するため、水量増加に伴う水位上昇を利用して発電装置１を退避させる水位レベルが退避水位として設定されている。
【００３２】
退避水位は例えば以下の基準１，２のいずれかに基づき設定される。
【００３３】
（基準１）洪水時などで水量が増大し、水流が激しくなった場合、その水撃から発電装置１が破損することを回避できる水位であって、水撃緩衝部４の取り付けが容易な位置である。例えば、図１に示したように水路２内の天井面２０に水撃緩衝部４が固定される。
【００３４】
（基準２）発電装置１の可動部や振動部等が水撃力によって破損しない許容可能な流速を試験などにより予め求めておく。一方、発電装置１を設置する水路２における水位と流速（流量）との関係を実測しておくか、または、マニング式などにより計算にて求め、前記流速から発電装置１が回避すべき水位の限界を限界水位とする。そして、この限界水位を退避水位として、この水位以下の位置に水撃緩衝部４を固定することで、限界強度を超える水撃から発電装置１を回避できる。
【００３５】
図１を参照しながら係留部材３の長さと固定具５、水撃緩衝部４の設置位置との関係について述べる。係留部材３の長さは発電装置１を水面に浮かせて発電させる必要があるので少なくとも固定具５の位置から「想定される水位変化の最下端レベル」との距離以上であることが必要である。また、係留部材３の長さは固定具５の固定点から水撃緩衝部４内に収容された状態での位置までの距離に等しいことである。
【００３６】
すなわち、以下の条件１，２で表せる。
条件１：Ｌ≧Ａ
条件２：Ｌ＝Ｂ
Ｌ：係留部材３の長さ
Ａ：固定具５の位置から「想定される水位変化の最下端レベル」との距離
Ｂ：固定具５の固定点から「水撃緩衝部４内に収容された状態での位置」までの距離
条件１，２を満たすように係留部材３の長さと水面垂直方向の固定具５の位置と水撃緩衝部４の固定位置が調整される。例えば、図１に示したように水路２の天井面２０の位置に固定具５を固定した場合、水位が距離Ａとすれば、係留部材３の長さと水撃緩衝部４の固定位置は以下のように調整される。
【００３７】
条件１を満たす最小の係留部材３の長さＬは距離Ａの値となる。そして、図から明らかなように水撃緩衝部４の位置は条件１を満たし、さらに条件２を満たすので、係留部材３の長さＬは距離Ｂの値に調整すればよいことになる。
【００３８】
固定具５と水撃緩衝部４の位置について、発電装置１を設置する水路２の壁面や内部に固定具５が固定可能であれば、水撃緩衝部４は固定具５の位置の水流方向の同一線上に固定される。一方、発電装置１を設置する水路の壁面や内部に固定具５が固定できない場合には水路２の外部に固定することが可能である。
【００３９】
本実施形態の保護機構においては上述の係留部材３の長さと固定具５及び水撃緩衝部４の設置位置との関係に基づき発電装置１が収容される位置に水撃緩衝部４が配置される。
【００４０】
図２，図３（ａ）を参照しながら本実施形態の発電装置１の保護動作例について説明する。
【００４１】
図２（ａ）に示したように洪水等で水路２内を流れる水の流量が増加すると発電装置１は水位の上昇に伴い水撃緩衝部４に向かって上昇する。水位が退避水位に達すると、発電装置１は、係留部材３を介して案内溝４２によって水平方向への振れを抑制されつつ開口部４1へと案内され、図２（ｂ）に示したように水撃緩衝部４の収容空間４０の内部に収まる。
【００４２】
そして、発電装置１に対する水撃が水撃緩衝部４の側壁部によって緩衝される。これにより、水流による圧力や漂流物の衝突による発電装置１の破損が防止される。また、水流による係留部材３の水平方向の振れが案内溝４２によって抑制されるので、収容空間４０の内部に発電装置１が保持される。この状態では発電装置１の発電部が受ける水流が弱まるため発電電力が低下する、または、前記発電部が水流を受けなくなる場合には発電を停止することとなる。そして、水路２内の水量が減少すると、水位の低下に伴い発電装置１は下降を開始し、水位が水撃緩衝部４の底部の位置未満に低下すると、発電装置１は水撃緩衝部４の収容空間４０から解放され通常の発電を再開する。
【００４３】
以上のように本実施形態の発電装置１の保護機構によれば、昇降装置等の駆動系を備えることなく水量増加に伴う水位上昇により発電装置１を退避位置に退避できる。特に、外部電力が不要であるので配線工事が必要でないので、イニシャルコストを抑えることができる。また、前記駆動系を備えていないので、保全性及び信頼性が高まると共に、ランニングコストを抑えることができる。さらに、保護機構が簡素であるので設置スペースを広く確保する必要なく水路２内に設置できる。特に、一時的に満水になるような水路２内でも効果がある。
【００４４】
尚、本実施形態では、水撃緩衝部４が水路２の天井面２０に固定されているが、水流の圧力が大きく、水位が水路２の天井面付近に至る前に発電装置１の破損を回避する必要がある場合には、条件２に基づき退避水位を定め、水撃緩衝部４を天井面２０よりも下方の位置に設定することで対応可能となる。
【００４５】
水撃緩衝部４の他の態様としては、図３（ｂ）に例示した水撃緩衝部８が挙げられる。水撃緩衝部８の側壁部には切り欠け溝の形成はなく、案内溝８２は、上流側溝端部８３から底部に向けて幅広となるよう扇状に形成されている。そして、係留部材３にロープやチェーン等の屈曲が可能となる材質を採用すると発電装置１を水撃緩衝部８に収容する際、案内溝８２の上流側溝端部８３は係留部材３を屈曲させる支点として作用して発電装置１を収容空間８０の内部へ案内する。そして、発電装置１は水撃緩衝部８によって隔離されるので、水位上昇によって水撃緩衝部８が水没しても収容空間８０の内部は水没せずに水流の流入を阻止可能な空間が形成される。したがって、図３（ａ）の態様と比べて、より激しい水流への対応が可能となる。
【００４６】
（実施形態２）
図４に示した本実施形態の発電装置１の保護機構は、発電装置１が接続された係留部材３と、開渠型の水路６内の水位に応じて係留部材３を昇降可能に係留させる固定具７と、前記水位の上昇に伴い上昇してきた発電装置１を収容空間４０の内部に収容し、この装置１への水撃を緩衝させる水撃緩衝部４を備える。以下、水撃緩衝部４を備えた実施形態について説明するが、水撃緩衝部８も同様に適用できる。
【００４７】
本実施形態の固定具７は図４（ａ）に示したように水路６内にて鉛直に配置され、その下端は水路６の底部６０の固定点６１にてボルト、アンカーボルト等の周知の固定具によって固定される。また、固定具７の上方部は図４（ｂ）に示したように発電装置１の退避位置にて水路６の幅方向に水平配置された長板状の固定部材９によって支持されている。固定部材９の両端は水路６の内壁面にボルト、溶接、アンカーボルト等の周知の固定法によって固定される。
【００４８】
固定具７の態様はワイヤーロープや繊維ロープ等の索状、剛性のある棒状または鎖状の態様のものが挙げられる。固定具７の材質は実施形態1の固定具５と同様ものが適用される。
【００４９】
係留部材３は、水路６内に発電装置１を係留させることに加えて、水路６内の水位変動に応じて発電装置１を水撃緩衝部４の内部に収容するよう誘導させる部材であって、一端は発電装置１が流下方向の所定地点に係留するため固定具７に穴あき板やアイボルト等によって昇降可能にて接続される一方で、他端は発電装置１の図示略の連結部に接続される。前記連結部の態様は、実施形態１に記載の連結部と同様である。
【００５０】
係留部材３の態様は、可撓性のあるワイヤーロープや繊維ロープ等の索状、剛性のある棒状または鎖状の態様のものが挙げられる。例えば、ワイヤーロープを使用する場合には、ソケット止め、クリップ止め、アイスプライス、圧縮止め等の端末処理を行うと、発電装置１、固定具７とフック、クリップ、シャクル等の部材によって接続が容易となる。当該部材の材質は、係留部材３、固定具７と同様の材料で構成してもよく、その形態も特に限定しない。尚、発電装置１での発電電力は係留部材３と固定具７に添わせて配置した電線（図示略）にて取出し可能である。
【００５１】
本実施形態においては、発電装置１の退避位置を図４に示した退避水位（ＷＬ）の位置とし、これ以下の位置に水撃緩衝部４を固定することで限界強度を越える水撃を回避できる。
【００５２】
水撃緩衝部４は激しい水流が衝突しても落下しないように固定部材９にボルト、アンカー、溶接等にて強固に固定される。固定部材９の材質は、水撃緩衝部４を強固に固定できるものであれば、係留部材３、固定具７と同様の材料で構成してもよい。
【００５３】
図４を参照しながら本実施形態の発電装置１の保護動作例について説明する。
【００５４】
洪水等で水路６内を流れる水の流量が増加によって水位が上昇すると発電装置1は、固定具７に係留された状態で固定具７に沿って水撃緩衝部４の下方から上昇する。そして、水位が退避水位（ＷＬ）に達すると、発電装置１は、係留部材３を介して案内溝４２によって案内されて水撃緩衝部４の収容空間４０の内部に収まる。
【００５５】
この状態では発電装置１の発電部が受ける水流が弱まるため発電電力が低下する、または、前記発電部が水流を受けなくなる場合には発電を停止することとなる。
【００５６】
そして、水路６内の水量が減少すると、水位低下に伴い発電装置１は固定具７に沿って降下を開始し、水位が水撃緩衝部４の底部の位置未満に低下すると、発電装置１は水撃緩衝部４の収容空間４０から解放され通常の発電を再開する。
【００５７】
以上のように本実施形態の発電装置１の保護機構によれば、水位の昇降に伴い発電装置１が鉛直方向に昇降するので、実施形態１の効果に加えて、同実施形態よりも狭いスペースで保護機構の設置が可能となる。
【００５８】
尚、本実施形態では固定具７が一つである場合について説明したが固定具７を二つ以上並べて設置し当該固定具７の数にあわせ遊貫させる孔を形成した固定部材（図示略）を、係留部材３を介して、発電装置１に接続すれば、発電装置１の水平方向への振れを抑制させる効果を高めることができる。
【００５９】
（実施形態３）
図５（ａ）（ｂ）に示した発電装置１の保護機構は、発電装置１に具備される一対の係留部材３ａ，３ｂ並びに固定具１０ａ，１０ｂと、水路６内の水位上昇に伴いこの水路６の縁部へと移動後、上昇してきた発電装置１を収容空間４０の内部に収容し水撃を緩衝させる水撃緩衝部４を備える。
【００６０】
係留部材３ａ，３ｂは索状若しくは鎖状の部材からなる。係留部材３ａの一端は水路６の縁部に鉛直に設置された支柱状の固定具１０ａに接続される一方で他端が発電装置１の連結部に接続される。また、係留部材３ｂの一端は固定具１０ａが設置された縁部と対向する水路６の縁部に鉛直に設置された筒状の固定具１０ｂの内部に収容された錘１１に接続され、固定具１０ｂの上端から係留部材３ｂの引き出しが可能となっている。そして、当該係留部材３ｂの他端は発電装置１の連結部に接続される。
【００６１】
係留部材３ａ、３ｂが接続される発電装置１の連結部は、係留部材３ａ，３ｂの共有とすることにより、他の実施形態（実施形態１，２）と同様に扱える。例えば、発電装置１の上流側の端部に形成した単一の取付穴を連結部とし、係留部材３a、３ｂを当該取付穴に接続する場合、案内溝４２の切り欠け溝を幅広に形成して当該溝において係留部材３ａ，３ｂが自由に移動できるようにすると、実施形態１，２と同様に発電装置１を水撃緩衝部４の収容空間４０に収容または当該空間から開放が可能となる。
【００６２】
また、図６に示したように、固定具１０ｂの上端縁には係留部材３ｂの引き出し、引き戻しの際に支点として機能する滑車１２が具備されている。錘１１の質量は、発電装置1が水路６内の所定の水位並びに位置において、水流から発電装置１が受ける力とバランスがとれるよう予め調整しておく。所定の水位未満では、（係留部材３ｂ側の張力）＜（錘１１の質量）となるので、発電装置１の位置を維持しつつ発電を継続する場合、係留部材３ｂが固定具１０ｂ内に引き戻されないようにする必要がある。そのために、例えば通常の水位では発電装置１が水路６の中央の位置で留まるように錘１１を支持する図示省略のストッパが固定具１０ｂ内に設けられる。
【００６３】
水撃緩衝部４は固定具１０ａから下流側の水路６の内壁面における発電装置１の退避位置に固定されている。固定具１０ａと水撃緩衝部４との距離は実施形態１の説明で述べた距離Ｂの値に調整すればよい。水撃緩衝部４は、前述の図３（ａ）に例示された態様を成し、開口部４１が水路６の底部に向くよう水路６の内壁面に固定され、発電装置１は開口部４１の下方から水位上昇により水撃緩衝部４の収容空間４０に収容される。
【００６４】
図５を参照しながら本実施形態の発電装置１の保護動作例について説明する。
【００６５】
水路６内の水位が通常水位の場合、錘１１の質量と水流から発電装置１が受ける力とが等しくなり、発電装置１は水路６幅の略中央の水面上に留まった状態となっている。また、水位が通常水位未満の場合、水流から発電装置１が受ける力の方が錘１１よりも小さいが、固定具１０ｂ内の錘１１を支持するストッパにて移動が制約されているため発電装置１は通常水位の場合と同一位置に留まる。
【００６６】
そして、水路６の水量が増加すると、水流から発電装置１が受ける力が大きくなるため錘１１の質量とのバランスが崩れ係留部材３ｂにより錘１１が引っ張られるので、固定具１０ｂから係留部材３ｂが引き出される。係留部材３ａはその長さが固定であるので、発電装置１は固定具１０ａを中心として係留部材３ａの長さを半径とする円弧の軌跡を辿りながら下流に流される。そして、引き出された係留部材３ｂの長さが最大となる位置で発電装置１が水撃緩衝部４の垂直下方位置にて待機する。
【００６７】
さらに、水路６の水量の増加にともない水位が上昇し、退避水位に達した時点で発電装置１は水撃緩衝部４の収容空間４０の内部に収まる。このとき、発電装置１に対する水撃が水撃緩衝部４の側壁部によって緩衝され、水流による圧力や漂流物の衝突による発電装置１の破損が回避される。この状態では発電装置１の発電部が受ける水流が弱まるため発電電力が低下する。さらに、前記発電部が水流を受けなくなった場合、発電を停止する。
【００６８】
その後、水路６内の水量が減少し、水位が退避水位未満に低下すると、発電装置１は水撃緩衝部４の収容空間４０から水路６内へ解放されると同時に発電装置１は通常の発電を再開する。そして、水路６内が通常水位になると係留部材３ｂにかかる張力が低下するので、固定具１０ｂ内の錘１１が下方に移動して係留部材３ｂが固定具１０ｂの内部に引き戻される。そして、錘１１を支持するストッパにて移動が制約され、発電装置１は水路６幅の略中央の水面上に留まった状態となる。
【００６９】
水撃緩衝部４を備えた実施形態について説明したが、他の態様としては、図３（ｂ）の水撃緩衝部８も同様に適用できる。
【００７０】
本実施形態では、固定具１０ｂの上端縁に滑車１２を具備するとしたが、係留部材３ｂの引き出し、引き戻しの際に支点として機能すれば滑車に限定されない。
【００７１】
また、発電装置１は水路６内の漂流物と衝突すると限界水位の水撃力に相当する以上の衝撃を受け破損する可能性がある。水路６内の水面流速は水路の中央部が最大となる一方で水路側壁部へ向かって漸減する。そのため、水路６の中央部に漂流物が集まりやすく、かつ、漂流物と衝突した場合、その衝撃力により発電装置１は大きな損傷を受ける。本実施形態では、水路６の水量が増加した場合、上述のように、発電装置１は水路６側壁面の近傍に誘導されるので、漂流物との衝突などによる発電装置1の損傷を回避できる。
【００７２】
以上のように、本実施形態によれば、通常水位以上では水流から発電装置１が受ける力によって発電装置１を予め水路６の側壁部へと移動し待機させておくことができる。そのため、漂流物との衝突などによる発電装置1の損傷を回避することが可能となる。さらに、漂流物との衝突により発電装置１が受ける衝撃を係留部材３ｂの引き出し、引き戻し動作により吸収または緩和する効果もある。
【００７３】
また、本実施形態は、水路６内に固定するものは水撃緩衝部４のみであり、駆動系を必要としないので、他の実施形態の効果と同様に、保全性及び信頼性が高まる。また、イニシャルコスト並びにランニングコストを抑えることができる。特に、水位の上昇率が低い河川等の幅広の水路に適用できる。
【００７４】
尚、本発明は以上説明した実施形態１〜３の態様に何ら限定することなく、当業者によって適宜変更して実施が可能であり、この変更された態様も発明の技術範囲に属する。
【符号の説明】
【００７５】
１…発電装置
２，６…水路
３，３ａ，３ｂ…係留部材
４，８…水撃緩衝部
２０…天井面
５，１０ａ，１０ｂ…固定具
１１…錘
１２…滑車
４０，８０…収容空間
４１，８１…開口部
４２，８２…案内溝
８３…上流側溝端部（溝端部）
【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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