(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路上に配設する水車装置において、水路の左右側壁上に載置する左右一対の側杆上に、水路を跨ぐ複数の横杆を前記側杆の前後における中間より後部に固定して架台を構成し、該前部の横杆の左右の中間に、左右一対のブラケットにより架設された水平軸をもって管状吊支体における上下方向の中間部を枢着し、該管状吊支体の下部にこれと連通する水車筐体を、その内部の水車軸が前記管状吊支体と直交するように固定するとともに、前記水車筐体の前方向に突出する前記水車軸の上流側を向く前端に、前向傾斜部を上流側に向けた複数の翼を備えた羽根車を装着し、前記管状吊支体の上端部には、前記水車筐体と重量バランスの取れるように重量を調節したバランス重錘を備えたバランスケースを固定し、前記水平軸を中心として前記バランスケースを下流側にし、前記水車筐体をその前部における羽根車の前向傾斜部を上向きに移動可能としたことを特徴とする水車装置。
【請求項２】
前記バランスケースには発電機を配設し、前記管状吊支体内に回転可能に設けた伝動軸の上部を前記発電機に連結し、該伝動軸の下部は、前部は太く後端へかけて次第に細くした前後に長いものとした水車筐体内に水平に架設された水車軸に、傘歯車からなる伝動手段で連係され、前記水車筐体の前方に突出する水車軸の前端に固着された羽根車の回転力により、発電するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の水車装置。
【請求項３】
前記水車が不使用位置に位置している状態で、水車筐体に架設された水車軸の後部は水車筐体に配設された発電機に連結され、該発電機の配電線の先端は、前記管状吊支体の内部を通り、該管状吊支体を支持する水平軸の内部を通って外部へ突出され、前記バランスケースには、前記水車筐体の重量とバランスの取れるバランス重錘が配設され、前記架台における前部の横杆に設けた左右一対のブラケットに支持された水平軸を介して、前記管状吊支体のバランスケースを下流側に水平に傾倒させた時に、該管状吊支体を水平状に固定する固定手段を、前記架台に設けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の水車装置。
【請求項４】
前記バランスケースの下面に、継手部を形成し、前記管状吊支体の上端に前記バランスケースの下面の継手部と係合可能な継手部を形成し、前記管状吊支体にバランスケースを着脱可能として装着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水車装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車を、水路内に浸漬した使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とした水車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水車装置には、水車を、その全部または一部が水路内に浸漬された使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とし、水車の点検、修理の際や、水路の増水時等には、水車を不使用位置まで引き上げるようにしたものがある(例えば特許文献１〜３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４２１９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０１６８４号公報
【特許文献３】特開２０１４−５８９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている発明においては、水車を吊り上げるワイヤの先端に重錘受け台を設け、これに重錘を順次積み重ねたり、重錘受け台に代わる重錘収容容器に重錘としての水を溜めたりして、水車を吊り上げるようにしているので、重錘受け台への重錘の着脱作業が重労働になったり、水の供給手段が必要となったりするとともに、装置全体が大型化する。
【０００５】
特許文献２に記載されている発明においては、水車位置設定機構の回転操作ハンドルを回転させるか、またはモータ駆動により、水車を昇降させるようにしているため、回転操作ハンドルを回転させるものの場合は労力を要し、また、モータ駆動の場合は、構造が複雑になるとともに、電力の供給手段が必要となる。
【０００６】
特許文献３に記載されている発明においては、支持台に一端を枢支した支持アームの他端に、水路の水中に一部を浸漬した水車を枢着し、水路の水位が変動した場合、支持アームが回動することにより、水車自体の浮力により、水車の浸漬深さが一定に維持されるようにしているので、水路の水位が変動しても、水車による発電を安定よく行うことができる。
しかし、特許文献３には、水車を水路の上方における不使用位置まで移動させて、水車の点検、修理等を行うことに関しては、記載も示唆もされていない。
また、特許文献３に記載されているものにおいては、水車を水路の上方の不使用位置まで移動させるには、相当の労力を要するものと推測される。
【０００７】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、水車を、使用位置から架台上まで、軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車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】
【０００８】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１)  水路上に配設する水車装置において、水路の左右側壁上に載置する左右一対の側杆上に、水路を跨ぐ複数の横杆を前記側杆の前後における中間より後部に固定して架台を構成し、該前部の横杆の左右の中間に、左右一対のブラケットにより架設された水平軸をもって管状吊支体における上下方向の中間部を枢着し、該管状吊支体の下部にこれと連通する水車筐体を、その内部の水車軸が前記管状吊支体と直交するように固定するとともに、前記水車筐体の前方向に突出する前記水車軸の上流側を向く前端に、前向傾斜部を上流側に向けた複数の翼を備えた羽根車を装着し、前記管状吊支体の上端部には、前記水車筐体と重量バランスの取れるように重量を調節したバランス重錘を備えたバランスケースを固定し、前記水平軸を中心として前記バランスケースを下流側にし、前記水車筐体をその前部における羽根車の前向傾斜部を上向きに移動可能とする。
【０００９】
このような構成によると、簡単な構造で、水車を、使用位置から架台の上まで軽力で移動させることができ、水車を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。
【００１０】
(２)  上記(１)項において、前記バランスケースには発電機を配設し、前記管状吊支体内に回転可能に設けた伝動軸の上部を前記発電機に連結し、該伝動軸の下部は、前部は太く後端へかけて次第に細くした前後に長いものとした水車筐体内に水平に架設された水車軸に、傘歯車からなる伝動手段で連係され、前記水車筐体の前方に突出する水車軸の前端に固着された羽根車の回転力により、発電するようにした水車装置とする。
【００１１】
このような構成によると、水車の回転力により発電する発電装置がバランス重錘を兼用するので、別にバランス重錘を用意する必要がない。
【００１２】
(３)  上記(１)または(２)項において、前記水車が不使用位置に位置している状態で、水車筐体に架設された水車軸の後部は水車筐体に配設された発電機に連結され、該発電機の配電線の先端は、前記管状吊支体の内部を通り、該管状吊支体を支持する水平軸の内部を通って外部へ突出され、前記バランスケースには、前記水車筐体の重量とバランスの取れるバランス重錘が配設され、前記架台における前部の横杆に設けた左右一対のブラケットに支持された水平軸を介して、前記管状吊支体のバランスケースを下流側に水平に傾倒させた時に、該管状吊支体を水平状に固定する固定手段を、前記架台に設けて固定した水車装置とする。
【００１３】
このような構成によると、水車が不使用位置に位置している状態で、水車を架台に確実に固定しておくことができるので、水車の点検や修理を安全に行うことができる。
【００１４】
(４)  上記(１)項〜上記(３)項において、前記バランスケースの下面に、継手部を形成し、前記管状吊支体の上端に前記バランスケースの下面の継手部と係合可能な継手部を形成し、前記管状吊支体にバランスケースを着脱可能として装着した水車装置とする。
【００１５】
このような構成によると、水車を使用位置、または不使用位置としている状態で、バランス重錘を吊支杆から外しておくことができるので、水車の使用中や、修理作業中に、バランス重錘が作業の妨げとなることがない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、水車を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の水車装置の第１の実施形態を設置してある水路の平面図である。
【図２】一部を破断して示す、図１のII−II線における縦断側面図である。
【図３】本発明の水車装置の第２の実施形態を設けた水路における、図２と同様の縦断側面図である。
【図４】本発明の水車装置の第３の実施形態を設置してある水路の縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の水車装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の水車装置の第１の実施形態を示す。
水路１の左右の側壁１ａ、１ａ上には、水車装置２における架台３が設けられている。なお、図１の下方および図２の左方が、水路１の上流である。
【００１９】
架台３は、水路１と平行として、左右の側壁１ａ、１ａ上に設けた左右１対の側杆４、４と、左右の側杆４、４間に架設した複数の横杆５、５とからなっている。
【００２０】
前方の横杆５の前面における左右方向のほぼ中央部には、左右１対の支持片６ａ、６ａを有するブラケット６が固着されており、この両支持片６ａ、６ａ間には、上下方向を向く角管状の管状吊支体７における上下方向の中間部が、左右方向を向く水平軸８をもって枢着されている。
【００２１】
図２に示すように、管状吊支体７の下端には、水車９が設けられている。
水車９は、水密の水車筐体１０と、水車筐体１０内において、前後の軸受１１、１２をもって回転自在に枢支され、かつ前端部が、水車筐体１０の前端より前方に水密状態で突出する水車軸１３と、水車筐体１０の前方において、水車軸１３の前端に固着された羽根車１４とを備えている。
【００２２】
管状吊支体７の上端には、バランス重錘を兼ねる発電装置１５が設けられている。
発電装置１５は、管状吊支体７の上端に固着されたバランスケース１６と、このバランスケース１６内に収容された発電機１７とを備えている。
【００２３】
発電機１７は、管状吊支体７に設けた動力伝達手段１８により、水車９に連係され、水車９の回転力により発電するようになっている。
【００２４】
動力伝達手段１８は、管状吊支体７の上下の端部に設けられた軸受１９、２０によって枢支され、上端部が発電機１７のロータ(図示略)に連結された上下方向を向く伝動軸２１と、水車９の水車筐体１０内に突入する伝動軸２１の下端部に固嵌した第１傘歯車２２と、水車９の水車筐体１０内において、水車軸１３の中間部に固嵌され、かつ第１傘歯車２２と噛合する第２傘歯車２３とを備えている。
【００２５】
したがって、水車９が、水路１内の流水１ｂに浸漬され、流水１ｂによって羽根車１４および水車軸１３が回転させられると、その回転力は、第２傘歯車２３、第１傘歯車２２、および伝動軸２１を順次介して、発電機１７に伝達され、その回転力によって発電機１７のロータが回転させられて発電される。
【００２６】
バランス重錘となる発電装置１５全体の質量と、水平軸８から発電装置１５までの距離の積と、水車９全体の質量と水平軸８から水車９までの距離の積とは、ほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。
【００２７】
このように、発電装置１５の質量をバランス重錘として、水車９の質量にバランスさせることにより、水車９を、図１および図２に実線で示すように、水平軸８から垂下する管状吊支体７に吊支されて、水路１の流水１ｂ中に浸漬された使用位置から、図１および図２に２点鎖線で示すように、水路１の流水１ｂの上方における不使用位置まで、およびその逆方向に、軽力で回動させることができる。
【００２８】
水車９を不使用位置とすることにより、水車９の点検、修理を容易に行うことができる。また、水路１の増水時に、水車９を不使用位置に退避させておくことにより、洪水時等における水車９の被害を未然に防止することができる。
水車９を不使用位置としたとき、管状吊支体７は、ほぼ水平をなすようにしてあるが、それに限定されるものではない。また、水車９を不使用位置としたとき、管状吊支体７における水平軸８より水車９方向の部分が、ブラケット６に設けたストッパ(図示略)に当接して、停止させられるようになっている。
【００２９】
水車９を不使用位置において確実に保持するため、管状吊支体７、発電装置１５、または水車９のいずれかを架台３に固定する固定手段２４が設けられている。
ここでは、この固定手段２４は、架台３における前方の横杆５の上面に、不使用位置としたときの管状吊支体７を左右から挟むように立設した左右１対の突軸２５、２５と、一方の突軸２５の上端に設けた雌ねじ孔(図示略)に螺合したフランジボルト２６と、他方の突軸２５の上端に、上下方向を向く有頭ピン２７をもって一端部が枢着され、かつ他端部の側縁に、フランジボルト２６の軸部２６ａに係脱しうる係合溝２８が設けられた係止杆２９とからなるものとしてあるが、その他の構造のものとすることもできる。
【００３０】
水車９および管状吊支体７が、使用位置以外に位置しているときは、係止杆２９は、図１に実線で示す非係合位置に位置させておき、水車９および管状吊支体７を、水面より上方の不使用位置に位置させることにより、管状吊支体７を前方の横杆５の上面に当接させた後、係止杆２９を、非係合位置から、図１に２点鎖線で示すように、係合溝２８がフランジボルト２６の軸部２６ａに係合する係合位置まで、有頭ピン２７を中心としてほぼ１８０°水平に回動させ、その後、フランジボルト２６を締め付けることにより、管状吊支体７を拘束し、水車９を不使用位置に安定して保持することができる。
【００３１】
第１の実施形態においては、管状吊支体７の遊端に、発電装置１５をバランス重錘として設けてあるので、簡単な構造で、水車９を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができ、水車９を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。
また、水車９の回転力により発電する発電装置１５が、バランス重錘として機能するので、別途バランス重錘を用意する必要はない。
【００３２】
さらに、水車９が不使用位置に位置している状態で、管状吊支体７、バランス重錘である発電装置１５、または水車９のいずれかを架台３に固定する固定手段２４を設けてあるので、水車９が不使用位置に位置している状態で、水車９を架台３に確実に固定しておくことができ、水車９の点検や修理を安全に行うことができる。
【００３３】
図３は、本発明の水車装置の第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態におけるのと同一または類似の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する(第３の実施形態においても同様とする)。
第２の実施形態においては、水車９の水車筐体１０内に発電機３０を内蔵し、羽根車１４の水車軸１３を発電機３０に直結して、羽根車１４および水車軸１３の回転により、直接発電機３０のロータ(図示略)を回転させて発電するようにし、発電機３０により発電された電力は、発電機３０から管状吊支体７および水平軸８を通って外部に引き出され、かつ充電装置(図示略)に接続された給電線３１を介して、充電装置に供給されるようにしてある。
【００３４】
管状吊支体７の上端には、相欠き継手部７Ａが形成され、第１の実施形態におけるバランスケース１６の下部に形成された継手部１６Ａが、前記、管状吊支体７の上部の継手部７Ａに係合されて２個のボルト・ナット３３、３３をもって固着することにより着脱可能として装着してある。前記バランスケース１６は発電装置１５に代えて、単なるバランス重錘３２が設けられている。
【００３５】
したがって、水車９を使用位置、または不使用位置としているときは、ボルト・ナット３３、３３を外すことにより、バランス重錘３２と管状吊支体７の上部の継手部７Ａから、バランスケース１６の下部に形成された継手部１６Ａを外しておくことができ、バランス重錘３２が作業の妨げとなることがないようにすることができる。
【００３６】
図４は、本発明の水車装置の第３の実施形態を示す。
第３の実施形態においては、架台３における前後の横杆５、５の中間部間に連結杆３４を架設し、この連結杆３４に設けたブラケット６をもって、管状吊支体７を枢支する水平軸８を水路１と平行をなすように支持し、管状吊支体７を、この水平軸８を中心として、図４に実線で示すように、上下方向を向く使用位置から、図４に２点鎖線で示すように、ほぼ水平をなして左右方向を向く不使用位置まで回動しうるようにしてある。
その他の構成は、第１の実施形態と同一としてある。
【００３７】
このような構成とすると、第１の実施形態においては、水車９を水路１の流水１ｂに逆らうように移動させつつ、管状吊支体７を使用位置から不使用位置まで回動させなければならないのに対して、水車９を水路１の流水１ｂに対して側方に移動するようにして、管状吊支体７を使用位置から不使用位置まで回動させることができるので、流水１ｂによる抵抗を軽減させることができる。
【００３８】
本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、例えば、次のような変形した態様での実施が可能である。
(１)  架台３における側杆４および横杆５上に、管状吊支体７および水車９の回動範囲を切り欠いた、作業用の踏み板(図示略)を設ける。
(２)  固定手段２４として、係止杆２９等に代えて、不使用位置としたときの発電装置１５を、後方の横杆５に係止させる係止手段(図示略)を設ける。
(３)  管状吊支体７の上端に、バランス重錘３２を着脱可能として設ける。
【符号の説明】
【００３９】
１  水路                           
１ａ側壁
１ｂ流水
２  水車装置
３  架台
４  側杆
５  横杆
６  ブラケット
６ａ支持片
７  管状吊支体
７Ａ  継手部
８  水平軸
９  水車
１０  水車筐体
１１、１２  軸受
１３  水車軸
１４  羽根車
１５  発電装置(バランス重錘)
１６  バランスケース
１６Ａ  継手部
１７  発電機
１８  動力伝達手段
１９、２０  軸受
２１  伝動軸
２２  第１傘歯車
２３  第２傘歯車
２４  固定手段
２５  突軸
２６  フランジボルト
２６ａ軸部
２７  有頭ピン
２８  係合溝
２９  係止杆
３０  発電機
３１  給電線
３２  バランス重錘
３３  ボルト・ナット
３４  連結杆
【図１】
0006709090.tif 000002
【図２】
0006709090.tif 000003
【図３】
0006709090.tif 000004
【図４】
0006709090.tif 000005