(57)【要約】      （修正有）【課題】水かき水車の回転によって生成される機械エネルギーを新たに電気エネルギーに変換することで、水かき水車の継続的回転による電気代の消耗を軽減し、エネルギー源の使用効率を高め、地球環境を保護する目的を達成する水力発電装置を提供する。【解決手段】水力発電装置は、可動し反転する水かき水車の傍らに設置して使用し、水上に浮かばせるための浮体を設け、浮体の内部には回転ユニットと発電モジュールを設ける。回転ユニットと発電モジュールとは連結し合い、回転ユニットは水かき水車の反転時に叩かれ動かされる水流の移動経路上に位置するため、回転ユニットは水流の衝撃を受け、さらに反転によって発電モジュールを駆動して電気エネルギーを生じさせる。【選択図】図２
0003180948.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
可動し反転する水かき水車の傍らに設置して使用し、水上に浮かばせるための浮体を設け、浮体の上部には少なくとも一つの定位部材を設け、内部には回転ユニットと発電モジュールを設け、尚且つ回転ユニットと発電モジュールとは連結し合い、そのうち、回転ユニットは水かき水車の反転時に発生させる水流の移動経路上に位置するため、回転ユニットは水流の衝撃を受け、さらに反転によって発電モジュールを駆動して電気エネルギーを生じさせることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
前記浮体には、水面に接触する少なくとも一つのフロート部を備え、前記フロート部の上方は共同で本体に連結し、本体の上部には下向きに窪んだ溝部を設け、該溝部の下方には回転ユニットを納めるための通路を設け、本体の通路脇にはそれぞれ支持壁を形成す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】
前記支持壁は内壁と外壁で仕切った配列により構成され、尚且つ内壁と外壁との間には別に貫通空間を形成することを特徴とする請求項２に記載の水力発電装置。
【請求項４】
前記浮体の外側底部には少なくとも一つのリングを設け、該リングには水底に固定する固定棒を嵌設し、これによって浮体を水面上の固定位置に保持す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５】
前記固定棒には複数の挿入孔を設け、挿入孔内に挿設する定位部材によって、浮体が移動する最高位置を制限することを特徴とする請求項４に記載の水力発電装置。
【請求項６】
前記回転ユニットには浮体に枢設する枢軸を設け、枢軸上には複数の羽根を備えた回転軸と、側面端で同軸で回転する少なくとも一つの従動歯車とを設け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７】
前記回転軸上の羽根は弧曲片体であることを特徴とする請求項６に記載の水力発電装置。
【請求項８】
前記発電モジュールには発電機を設け、発電機は少なくとも一つの被動ユニットに連結し、被動ユニットは回転ユニットに係合させて取り付け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９】
前記水かき水車は台座を含み、該台座にはモーターによって回転する芯棒を設け、該芯棒の側面端には水かき水車軸輪を設け、該水かき水車軸輪には複数の水かき板を設けることを特徴とする請求項１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、従来の水車に組み合わせて使用する発電装置に関し、特に水かき水車が叩き動かす水流の衝撃を受け止めて、それを電気エネルギーに変換しリサイクルする水力発電装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
公知の水力発電機は水を高い箇所から低い箇所に流動させる水位を用いて水車を動かすもので、水車を運転する機械が変換した電気エネルギーを貯存、リサイクルする。この種の水力発電機は、滝、ダムゲート等の自然に水位差が形成される場所に使用される。電力を使用して水位差による勢い或いは水流の運動エネルギーを形成し、さらに水力発電機の発電方式を用いるため経済効果はない。
【０００３】
しかし、ある装置はその使用目的に応じて電力によって水位高低の勢い或いは水流の運動エネルギーを形成しなければならない。例えばビルの抽水ポンプである。またある装置の使用目的は、水位差による勢い及び水流の運動エネルギーを作ることではないが、使用後には確実に水位差による勢い及び水流の運動エネルギーを作る効果を生じさせる。これは、例えば養魚場の水車が挙げられる。これらの装置設計の主な目的がどうであれ、予定外に作り出された水位差による勢い及び水流の運動エネルギーは、水力発電機に応用でき、一部の電力を回収できるなら、エネルギー源の使用効率のアップが必然的に可能となる。
【０００４】
そのうち、養魚場に常設されている水かき水車は、その設計の主な目的は、繰り返す運転によって養魚場の水面を叩いて水しぶきを起こすことにあり、これによって、空気中の酸素を水中に溶け込ませ、養魚場の酸素含有量を維持する。それは電力を用いて水面を叩き水しぶきを上げるため、水底にその他の水流の運動エネルギーを生じさせる効果がある。
【０００５】
よって、この水かき水車を水力発電装置に組み合わせて、水流の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して貯存しその他に利用するか、水かき水車への給電としてフィードバックし、水車の継続的な運転にかかる高価な電気代を軽減し、エネルギー源の利用率を高めることができる。
【０００６】
前述の不足に鑑み、その他装置で作られた水流の運動エネルギーを回収し、電気エネルギーに変換できる水力発電装置の開発が必然とされる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の目的は、水力発電装置の提供にあり、それは、伝統的な水かき水車に組み合わせて使用し、水かき水車が作動しはじき動かす水流によって水力発電装置に衝撃を与え、これにより、水力発電装置は衝撃によって生じる機械エネルギーを新たに電気エネルギーに変換し、水かき水車の給電としてフィードバックするか貯存してその他の用途に用いて、地球環境を保護する目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本考案の水力発電装置は、可動し反転する水かき水車の隣に設置して使用し、水上に浮かばせるための浮体を設ける。前記浮体には、水面に接触する少なくとも一つのフロート部と、フロート部に共に連結する本体を設け、内部には回転ユニットと発電モジュールとを設ける。
【０００９】
そのうち、前記回転ユニットと発電モジュールを連結し合い、尚且つ回転ユニットが、水かき水車の反転時に叩き動かされる水流の移動経路に対応する位置にある時、回転ユニットは水流の衝撃を受け、さらに反転によって発電モジュールを駆動して電気エネルギーを生じさせる。
【００１０】
前記水かき水車の設計の元来の目的は、水しぶきによって空気中の酸素を水中に溶け込ませることにより、水中の酸素含量を増加させることにある。その設置方式は、台座上にモーターによって回転する芯棒を設ける。前記芯棒の側面端には水かき水車軸輪を設け、尚且つ水かき水車軸輪には複数の水かき板を設ける。前記芯棒の回転により水かき水車軸輪が回転すると、水かき板は水中に浸かる動作と水中を離れる動作を繰り返し、水上には継続的に水しぶきが生じ、水中には水流が起きる。本考案の水力発電装置は回転ユニットを水かき水車軸輪に揃えて設置し、水かき水車軸輪からの距離は水流が衝撃を与えられる距離を基準とする。
【００１１】
本考案の好ましい実施例において、前記本体の上部には下向きに窪んだ溝部を設け、該溝部下方には回転ユニットを納めるための通路を設け、本体の通路の両側にはそれぞれ支持壁を形成する。前記支持壁によって、回転ユニットに衝撃を与える水流方向を集中させられ、回転ユニットの反転を減少させるその他の要因を阻止することができる。支持壁は内壁と外壁で仕切った配列により構成され、内壁と外壁の間には貫通空間を形成して、本体の体積によってもたらされる偏流を低下させ、本考案の水力発電装置が風の勢いによって破壊されるのを防ぐ。
【００１２】
また、前記浮体の外側底部にはさらに少なくとも一つのリングを設け、該リングには水底に固定する固定棒を嵌設し、これによって浮体を水面上の固定位置に保持する。また、本考案のもう一つの好ましい実施例において、前記固定棒には複数の挿入孔を増設し、尚且つ挿入孔に挿設する少なくとも一つの定位部材を設けることにより、浮体が移動する最高位置を制限することで本考案の水力発電装置の半分を水中に浸からせ、並びに、前記回転ユニットには、水かき水車が水面下で叩き動かして生じた水流を受け止めさせる。
【００１３】
また、前記回転ユニットには浮体に枢設する枢軸を設け、枢軸上には複数の羽根を備えた回転軸と、側面端で回転軸と同軸で回転する少なくとも一つの従動歯車とを設け、羽根には弧曲片体を設けるため、回転軸は水流をさらに簡単に受けて反転する。
【００１４】
前記発電モジュールには発電機を設け、発電機は少なくとも一つの被動ユニットに連結し、被動ユニットは回転ユニットに係合させて取り付け、回転ユニットが反転し、尚且つ従動歯車も同時に回転を始めると、被動ユニットは発電機を駆動し、回転ユニットの反転による機械エネルギーを回収し電気エネルギーに変換する。
【考案の効果】
【００１５】
本考案の水力発電装置の特徴は、電気エネルギーによって回転して生成される水かき水車の機械エネルギーを回収し、新たに電気エネルギーに変換し、さらに水かき水車への給電としてフィードバックするか、その他の用途のために貯存することにより、水かき水車の継続的な回転によって消耗される電気代を軽減するとともに、エネルギー源の使用効率を高め、さらに地球の環境保護効果を達成することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の水力発電装置の立体図である。
【図２】本考案の水力発電装置に水かき水車を係合させた実施例図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】水かき水車が回転し水流によって本考案の水力発電装置に衝撃を与えている動作を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本考案の構造、使用、その特徴をさらに明確にご理解戴くため、図面を組み合わせた好ましい実施例を挙げて次の如く詳細説明する。
【００１８】
図１に示す本考案の水力発電装置の第一実施例に示すとおり、本考案の水力発電装置には浮体１００を設ける。前記浮体１００には、水面２００に接触する少なくとも一つのフロート部１１０と、前記フロート部１１０上方に共に連結する本体１２０を設け、内部には回転ユニット１３０と発電モジュール１４０を設ける。
【００１９】
前記本体１２０の上部には下向きに窪む溝部１２１を設け、該溝部１２１下方には前記回転ユニット１３０を納めるための通路１２２を設け、前記本体１２０の通路１２２の両側にはそれぞれ支持壁１２３を形成する。前記支持壁１２３はそれぞれ、内壁１２４と外壁１２５との間に貫通空間１２６を設けて構成され、並びに、底部には前記フロート部１１０を連結する。前記外壁１２５の外側の底部にはそれぞれリング１５０を設け、該リング１５０には水底に固定する固定棒３００を嵌設し、これによって浮体１００を水面２００上の固定位置に保持する。また、前記固定棒３００には複数の挿入孔３１０を設け、挿入孔３１０に挿設する少なくとも一つの定位部材３２０によって、浮体１００を水中に半分浸からせる高さに制限し、並びに、前記回転ユニット１３０を同様に水中に半分浸からせる。
【００２０】
そのうち、回転ユニット１３０には前記内壁１２４に枢設した枢軸１３１を設け、枢軸１３１上には複数の羽根１３３を備えた回転軸１３２と、側面端で回転軸１３２と同軸で回転する少なくとも一つの従動歯車１３４とを設け、回転軸１３２が回転すると、従動歯車１３４も回転軸１３２に従って同時回転する。本考案の実施例の図面では、回転軸１３２はただ一方側に従動歯車１３４を設けているが、これは便宜的に示したものであり、その数量には制限を加えない。
【００２１】
前記発電モジュール１４０には発電機１４１と少なくとも一つの被動ユニット１４２を設け、本考案を実施例の図面では、発電機１４１は前記本体１２０の上部に設け、被動ユニット１４２を溝部１２１と通路１２２内に設けるが、これは便宜的に示し説明するために用いたもので、発電モジュール１４０と本体１２０の相対位置には制限を設けない。被動ユニット１４２には相互に噛合する複数の入力歯車１４３を設け、そのうちの一つである入力歯車１４３を発電機１４１に接続し、もう一つの入力歯車１４３を従動歯車１３４に嵌着することで、従動歯車１３４が回転すると入力歯車１４３も連動して回転し、並びに、複数の入力歯車１４３によって入力歯車１４３の回転方向と回転速度を変化させ、さらに発電機１４１の電流方向と電流の大きさを変化させる。
【００２２】
図２から図４の本考案の実施例に示すとおり、本考案の水力発電装置はさらに可動し反転する水かき水車４００の隣に設置して使用することも可能である。前記水かき水車４００には台座４１０を設け、台座４１０は水面２００上に配置し、モーターによって回転する芯棒４２０を設ける。前記芯棒４２０の両側端には半分が水面２００下に浸かる水かき水車軸輪４３０を設け、水かき水車軸輪４３０には複数の水かき板４３１を設ける。水かき水車４００が起動されると、芯棒４２０はモーターの動きを受けて水かき水車軸輪４３０を回転させ、水かき板４３１は水中に浸かる動作と水中を離れる動作を繰り返し、水底では強大な水流２１０を起こす。本考案の水力発電装置は回転軸１３２を水流２１０の移動経路に対応させて設置するため、前記水流２１０は前記回転軸１３２の複数の羽根１３３に衝撃を与えて、回転軸１３２を回転させる。前記羽根１３３には弧曲片体２１１を設けるため、羽根１３３は水流２１０の衝撃を受け易くして回転させ、前記回転軸１３２と同軸で回転する従動歯車１３４はそれに従って回転し、続いて、前記従動歯車１３４に嵌着した入力歯車１４３を従動する。前記入力歯車１４３の回転後に生じる機械エネルギーによって発電機１４１は駆動され、前記発電機１４１を回転後、機械エネルギーから生じた電気エネルギーは貯存され、その他の用途に用いるか、水かき水車４００への給電としてフィードバックできる。本実施例の図面に示したとおり、二つの水力発電装置を一つの水かき水車４００に係合させて共同設置することも可能であり、これによって、本考案の水力発電装置のエネルギー源の最も好ましい回収効果を発揮する。
【００２３】
前記貫通空間１２６は、台風踏襲の際の暴風雨時に、浮体１００の体積が生じさせる過大な風阻止力によって、本考案の水力発電装置が破壊され固定棒３００も間接的に破壊されるのを防ぐために用いられる。
【００２４】
また、水かき水車４００の設計の元来の意義は、水かき板４３１で水面２００を叩いて空気中の酸素を水中に溶け込ませることにより、水中の酸素含量を増加させることにある。また、本考案の水力発電装置は、水かき水車４００で水しぶきを上げさせるのと同時に、水中に強大な水流２１０を発生させて発電機１４１を駆動し、水かき水車４００の動作時に生じた機械エネルギーを回収し、新たに電気エネルギーに変換して貯存し、その他の用途に用いるか、電力を水かき水車４００に水かき水車４００への給電としてフィードバックする。これにより、エネルギー源を繰り返し使用し、エネルギーの使用効率を高めることができる。
【００２５】
上述の実施例は単に便宜的に本考案を説明するために用いたものであるので、これによって制限されないものとする。よって、本考案の精髄から逸脱せず、本技術分野の熟達者が本考案の実用新案登録請求の範囲及び説明に基づいて行う各種の簡易な変化や修飾は全て次の実用新案登録請求の範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２６】
１００  浮体
１１０  フロート部
１２０  本体
１２１  溝部
１２２  通路
１２３  支持壁
１２４  内壁
１２５  外壁
１２６  貫通空間
１３０  回転ユニット
１３１  枢軸
１３２  回転軸
１３３  羽根
１３４  従動歯車
１４０  発電モジュール
１４１  発電機
１４２  被動ユニット
１４３  入力歯車
１５０  リング
２００  水面
２１０  水流
３００  固定棒
３１０  挿入孔
３２０  定位部材
４００  水かき水車
４１０  台座
４２０  芯棒
４３０  水かき水車軸輪
４３１  水かき板
【図１】
0003180948.tif 000003
【図２】
0003180948.tif 000004
【図３】
0003180948.tif 000005
【図４】
0003180948.tif 000006