(57)【要約】      （修正有）【課題】河川につながる例えば農業用水路などの取水路を流れる流水を利用して効率よく発電する水力発電装置を提供する。【解決手段】河川１につながる農業用水路などの取水路２の途中に複数の連続する凹段部３ａを備えた階段式水路３が形成され、前記各凹段部３ａに水車４ａが回転可能に配置されると共に、該各水車４ａを連結機構４ｂで連動連結することにより複数連式水車４が形成され、その複数連式水車４に発電機５が接続されており、河川１から取水路２に入って階段式水路３を流れる流水Ｒにより複数連式水車４を回転させ、発電機５を駆動して発電する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
河川につながる取水路の途中に複数の連続する凹段部を備えた階段式水路が形成され、前記各凹段部に水車が回転可能に配置されると共に、該各水車を連結機構で連動連結することにより複数連式水車が形成され、その複数連式水車に発電機が接続されており、河川から取水路に入って階段式水路を流れる流水により複数連式水車を回転させ、発電機を駆動して発電するようにした水力発電装置。
【請求項２】
前記複数連式水車に複数の発電機が接続されてなる請求項１に記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記取水路の入口に開閉ゲートを設けてなる請求項１または２に記載の水力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水力発電装置に関し、特に河川につながる例えば農業用水路などの取水路を流れる流水を利用して効率よく発電することができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電装置の一例として、河川につながる例えば農業用水路の途中に水車を配置し、その農業用水路を流れる流水により水車を回転させ、発電機を駆動して発電するものがある。
【０００３】
上記構成によれば、農作業以外にほとんど使われずに無駄に流出させている流水を利用して発電を行うものであるから、経済的であり、発電の際に二酸化炭素を発生させないから、地球環境に優しいという利点もある。また、太陽発電の場合には、夜間には発電できず、雲や雨天のときは発電量が著しく減退し、なお且つ夜間では昼間の発電量を充電しておくための充電装置を必要とする。これに対し水力発電の場合には昼夜を問わず２４時間連続して発電することができるという利点もある。なお、関連する技術として特許文献１に記載したものがある。
【特許文献１】特開平１０−２９９６３６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構成では、流水の流速が小さくて変動しやすく流量も少ないから、その流水が持つ運動エネルギーで水車を効率よく所定速度で回転させることが困難であり、発電機による発電が不安定になりやすいという欠点がある。
【０００５】
本考案は、上記従来の欠点に鑑み、農業用水路などの取水路を流れる流水を利用して効率よく発電することができるようにした水力発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための構成を実施の形態に対応する図面に基づいて説明すると、請求項１に記載の考案は、河川１につながる取水路２の途中に複数の連続する凹段部３ａを備えた階段式水路３が形成され、前記各凹段部３ａに水車４ａが回転可能に配置されると共に、該各水車４ａを連結機構４ｂで連動連結することにより複数連式水車４が形成され、その複数連式水車４に発電機５が接続されており、河川１から取水路２に入って階段式水路３を流れる流水Ｒにより複数連式水車４を回転させ、発電機５を駆動して発電するようにした構成を採用するものである。
【０００７】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、前記複数連式水車４に複数の発電機５が接続されてなる構成を採用するものである。
【０００８】
請求項３に記載の考案は、請求項１または２に記載の考案において、前記取水路の入口に開閉ゲート６を設けてなる構成を採用するものである。
【考案の効果】
【０００９】
請求項１に記載の考案によれば、取水路２の途中に形成した階段式水路３の段差を利用して流速を高めた流水Ｒで複数の水車４ａを回転させるようになっており、しかも、その複数の水車４ａが連結機構４ｂにより同期回転されるので、流水Ｒが持つ運動エネルギーを効率よく回転エネルギーに変換して、発電機５を安定して発電させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の考案によれば、発電機５を複数設けることにより、発電量を増加させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の考案によれば、運転停止の場合には、開閉ゲート６を閉鎖するだけでよいから、その操作が容易である。また、階段式水路３への流水量の調整を行う場合には、開閉ゲート６の開閉量を調整するだけでよいから、この面での操作も容易に行うことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図６は本考案の実施の一形態である水力発電装置を示すものであって、図１は同概略全体図、図２は同縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４は図３のＢ−Ｂ矢視図、図５は同要部の一部切欠き斜視図、図６は同階段式水路の斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、河川１につながる農業用水路などの取水路２の途中に階段式水路３が形成され、該階段式水路３に複数連（この実施の形態では５連）式水車４が設けられ、その複数連式水車４に発電機５が接続されている。
【００１４】
また、図１に示すように、取水路２の入口に開閉ゲート６を設けてなるため、運転停止の場合には、開閉ゲート６を閉鎖するだけでよいから、その操作が容易である。また、階段式水路３への流水量の調整を行う場合には、開閉ゲート６の開閉量を調整するだけでよいから、この面での操作も容易に行うことができる。
【００１５】
図５及び図６に示すように、前記階段式水路３は、コンクリートを打設することにより形成された階段状ブロック７の上面中央に縦断するように凹設されており、複数の連続する凹段部３ａを有し、該各凹段部３ａの水平面８と垂直面９との間のコーナ部が４５°の傾斜面１０とされて、流水Ｒの流れが円滑になるように設定され、各垂直面９の上端に各凹段部３ａに向けて突出する三角状突起部１１が一体形成されて、流水Ｒが各凹段部３ａの中央に向けて流れるように設定されている。
【００１６】
図１〜図５に示すように、前記複数連式水車４は、階段状ブロック７上の軸受１３に支軸１４を介して回転可能に支持されて各凹段部３ａに配置された水車４ａと、該各水車４ａを連動連結する連結機構４ｂを有し、該連結機構４ｂは、各水車４ａの支軸１４に固定したプーリ１５と、該各プーリ１５に巻回したタイミングベルト１６とを有し、各水車４ａを同期回転させる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、前記発電機５は、複数連式水車４にプーリ１５及びタイミングベルト１６を介して連動連結されている。
【００１８】
具体的寸法の一例を示すと、水車４ａの直径が３ｍであり、その水車４ａにかかる流水Ｒの荷重を１分当たり５０ｋｇとすると、５連式水車４ａでは、全体として１分当たり２５０ｋｇの荷重がかかることになる。
【００１９】
発電手順を説明すると、開閉ゲート６を開放して河川１から取水路２に流水Ｒを取り入れ、その取り入れた流水Ｒを階段式水路３に流し、その流水Ｒにより各水車４ａを回転させ、連結機構４ｂを介して発電機５を駆動して発電する。
【００２０】
上記構成によれば、取水路２の途中に形成した階段式水路３の段差を利用して流速を高めた流水Ｒで複数の水車４ａを回転させるようになっており、しかも、その複数の水車４ａが連結機構４ｂにより同期回転されるので、流水Ｒが持つ運動エネルギーを効率よく回転エネルギーに変換して、発電機５を安定して発電させることができる。
【００２１】
図７は本考案の他の実施の形態である水力発電装置を示す概略全体図であって、複数連式水車４に２つ（または３つ以上）の発電機５を接続しており、これによって、発電量を増加させることができる。上記以外の構成は図１〜図６に示す実施の一形態とほぼ同じであるから、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
上記実施の形態では、連結機構４ｂとしてプーリ１５及びタイミングベルト１６を用いたが、これに限定されるわけではなく、例えばチェン機構や歯車機構を用いてもよい。
【００２３】
また、複数連式水車４として５連の水車４ａを示したが、これに限定されるわけではなく、２〜４連または６連以上の水車４ａからなる複数連式水車４を用いてものよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案の実施の一形態である水力発電装置を示す概略全体図である。
【図２】同縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】同要部の一部切欠き斜視図である。
【図６】同階段式水路の斜視図である。
【図７】本考案の実施の他の形態である水力発電装置を示す概略全体図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        河川
２        取水路
３        階段式水路
３ａ      階段式水路の凹段部
４        複数連式水車
４ａ      水車
４ｂ      連結機構
５        発電機
６        開閉ゲート
【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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