(57)【要約】【課題】簡単な構造となって製作コストの低減が可能な水車装置を提供する。【解決手段】水車装置１は、傾斜地Ｓに敷設され、上流端口２Ａが傾斜地上方の水源Ｗに位置する可撓性の給水ホース２と、傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車３１が内蔵されるＦＲＰ製のハウジング３とを備える。ハウジング３には上下方向に延びる導水路１８が形成され、導水路１８の下端に給水ホース２の下流端口２Ｂが接続する。導水路１８の上端は給水ホース２の上流端口２Ａよりも低位にあり、導水路１８の上端から水が最上段の水車３１に落下供給される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
傾斜地に敷設され、上流端口が傾斜地上方の水源に位置する可撓性の給水ホースと、
傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車が内蔵されるＦＲＰ製のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには上下方向に延びる導水路が形成され、
前記導水路の下端に前記給水ホースの下流端口が接続し、前記導水路の上端は前記給水ホースの上流端口よりも低位にあり該導水路の上端から水が上段の水車に供給されることを特徴とする水車装置。
【請求項２】
前記ハウジングには各水車の上部に配される漏斗が固定され、
前記導水路の上端から落下した水が前記漏斗を介して水車に供給されることを特徴とする請求項１に記載の水車装置。
【請求項３】
前記水源に定量フローティングスキマーが設けられ、前記給水ホースの上流端口が前記定量フローティングスキマーの水面吸い込み口として構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水車装置。
【請求項４】
前記定量フローティングスキマーのフロートがポリタンクからなることを特徴とする請求項３に記載の水車装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車装置の従来技術として特許文献１、２に記載のものが挙げられる。特許文献１には、傾斜地において水を落下させる水車管とこの水車管の途中に設けられる水車とを配する技術が記載されている。特許文献２には、複数の水車を上下方向に多段に配する技術が記載されている。
【０００３】
水車装置には大別して水車の下部に用水を流して回すいわゆる下掛式と用水を水車の上部から落として回すいわゆる上掛式とがある。特許文献２の水車装置は上掛け式である。上掛け式の方が水の落差を利用するために比較的大きな電力を得られ、特許文献２のように水車を上下方向に多段に配すればより多くの電力を得られるものと期待される。このような多段の水車を有した水車装置は特に山間の集落等において自家発電装置として好適と思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２００５３号公報
【特許文献２】特開平１１−６２８０３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
山間の斜面に水管等の水路系を敷設して水車装置に給水するにあたり、特許文献１の技術は、発電塔の塔本体を要することと中継管を空中に架設する必要があることから水路系の敷設コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本考案は以上のような課題を解決するために創作されたものであり、簡単な構造となって製作コストの低減が可能な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】
【０００７】
前記課題を解決するため、本考案の水車装置は、傾斜地に敷設され、上流端口が傾斜地上方の水源に位置する可撓性の給水ホースと、傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車が内蔵されるＦＲＰ製のハウジングと、を備え、前記ハウジングには上下方向に延びる導水路が形成され、前記導水路の下端に前記給水ホースの下流端口が接続し、前記導水路の上端は前記給水ホースの上流端口よりも低位にあり該導水路の上端から水が上段の水車に供給されることを特徴とする。
【０００８】
導水路の上端は水源に位置した給水ホースの上流端口よりも低位にあることから、給水ホースを介して導水路の下部に流入した水は導水路内を上方向に流れて、導水路の上端から上段の水車に落下供給される。当該水車装置によれば、水源からハウジングまでの給水系に関し、単に給水ホースを傾斜地に設置するだけで済むので敷設作業が極めて容易となる。空中の架設部分も存在しないため現地での組み付け性に優れる。
【０００９】
また、本考案の水車装置は、前記ハウジングには各水車の上部に配される漏斗が固定され、前記導水路の上端から落下した水が前記漏斗を介して水車に供給されることを特徴とする。
【００１０】
当該水車装置によれば、漏斗により水を効率的に集めることができ、水車の回転トルクを上げて大きな電力を得ることができる。
【００１１】
また、本考案の水車装置は、前記水源に定量フローティングスキマーが設けられ、前記給水ホースの上流端口が前記定量フローティングスキマーの水面吸い込み口として構成されていることを特徴とする。
【００１２】
水源に水流定量装置を備えるものとすれば、水流の確保およびロス無く、容易に大きな電力を得ることが可能な採算性の高い水車装置となる。そして水流定量装置を定量フローティングスキマーとし、給水ホースの上流端口を定量フローティングスキマーの水面吸い込み口として構成すれば、簡単な構造となって水車装置の製作コストを低減できる。
【００１３】
また、本考案の水車装置は、前記定量フローティングスキマーのフロートがポリタンクからなることを特徴とする。
【００１４】
定量フローティングスキマーのフロートを汎用性に優れたポリタンクとすることで水車装置の製作コストをより一層低減できる。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、水源からハウジングまでの給水系に関し、単に給水ホースを傾斜地に設置するだけで済むので敷設作業が極めて容易となる。空中の架設部分も存在しないため現地での組み付け性に優れ、山間の集落等において簡単に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案に係る水車装置の構成図（側面図にて示す）である。
【図２】本考案に係る水車装置の構成図（一部を斜視図にて示す）である。
【図３】定量フローティングスキマーの説明図である。
【図４】定量フローティングスキマーの側面詳細図である。
【図５】ハウジング内の水車のレイアウト図である。
【図６】ハウジングの平断面図である。
【図７】水車の一構造例の外観斜視図である。
【図８】水車の一構造例の分解斜視図である。
【図９】水車の第１変形例の正面図である。
【図１０】水車の第１変形例の側面図である。
【図１１】水車の第１変形例の外観斜視図である。
【図１２】水車の第２変形例の分解斜視図である。
【図１３】水車の第３変形例の分解斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
図１、図２に示すように、水車装置１は、傾斜地Ｓに敷設され、上流端口２Ａが傾斜地上方の水源Ｗに位置する可撓性の給水ホース２と、傾斜地下方の平地Ｈに設置され、上下方向に多段の水車３１が内蔵されるＦＲＰ製のハウジング３とを備える。
【００１８】
水源Ｗとしては例えば池や貯水槽などである。これらの水源Ｗに定量フローティングスキマー４を設けることにより、水位変動に拘わらず水車３１への一定水量の供給が可能となり、安定した電力を得られる。図３（ａ）や図４にも示すように、定量フローティングスキマー４の基本構成例は、平板５と、平板５に載置されるフロートとしてのポリタンク６と、給水ホース２とからなる。
【００１９】
平板５は例えば矩形状の樹脂板等である。平板５には複数のポリタンク６が締結バンド７により載置固定される。平板５には給水ホース２を通すための孔が穿設され、この孔に給水ホース２の上流端口２Ａ周りが下方から挿入固定される。上流端口２Ａは、水面吸い込み口として機能するものであり、給水ホース２の端口そのものであってもよいし、図示されるように給水ホース２の端口に取り付けた吸い込みパイプ８の端口であってもよい。ポリタンク６内の水の充填量を調整することで、水面と水面吸い込み口との間隔を容易に調整できる。すなわち給水ホース２への流入水量を容易に調整できる。水面吸い込み口は１つであってもよいし、図示されるように複数であってもよい。
【００２０】
また、水面吸い込み口にキャップ９を被せることで頻繁な流量調整にも容易に対応できる。例えば、水面吸い込み口が複数ある場合、水量を多く確保したいときには全ての水面吸い込み口を開放し、水量をある程度絞りたいときには幾つかの水面吸い込み口のみにキャップ９を被せて閉じ、全く水を供給しないときには全ての水面吸い込み口にキャップ９を被せればよい。なお、平板５の四隅には定量フローティングスキマー４の振止装置として鉛直棒状のバランサー２０が適宜に設けられる。
【００２１】
また、水面吸い込み口へゴミ（落ち葉等）が入るのを防ぐ目的で、図３（ｂ）に示すようにゴミ取り用網１０を設けてもよい。ゴミ取り用網１０は定量フローティングスキマー４を覆うように設けられる。ゴミ取り用網１０も水位変動に対応するようにフロートとしてポリタンク１１が取り付けられる。
【００２２】
水源Ｗが貯水槽である場合、例えば、図３（ｃ）に示すように、水路または河川１２の横に貯水槽を設け、かつ水路または河川１２にゲート１３を設けることで、容易に水量を調整したうえで貯水槽に送ることができる。貯水槽はＦＲＰ製とすることで容易に製作可能である。また、水路または河川１２を利用せずに貯水槽を設ける場合などには、図２に示すように、水車３１で使用した水を揚水ポンプ１４で貯水槽に還流させる構成を採用することができる。さらに、水車３１で使用した水を別の水車装置、例えば図１に示すように下掛式の水車装置４１に利用することもできる。
【００２３】
給水ホース２としては蛇腹状ホースを好適に使用できる。給水ホース２は図１に示すように傾斜地Ｓに沿って敷設され、その下流端口２Ｂはハウジング３の下部（具体的には後記するように導水路１８の下端）に接続する。給水ホース２はほぼ全長にわたり傾斜地Ｓおよび平地Ｈに単に設置されるのみであることから、敷設作業は極めて容易である。仮に給水ホース２の下流端口２Ｂを傾斜地Ｓの途中からハウジング３の上部に接続すると、給水ホース２が空中に架設されることとなり、架設作業に時間がかかることや、強風対策等を講じた堅固な架設構造を要することとなるが、本考案によれば空中架設を要さないため現地での組み付け性に優れた水車装置１となる。
【００２４】
図５に示すようにハウジング３の内部には、水を水車３１の上部から落として回すいわゆる上掛式として水車３１が配されている。図６に示すようにハウジング３は平面視して十字形を呈しており、４つの延設部１５の各内部に水車３１が図５に示すように上下方向に多段に配されている。ハウジング３には各水車３１の上部に配される漏斗１６が固定される。後記する導水路１８の上端から落下した水は漏斗１６により集水されたうえで漏斗口１７から水車３１に供給される。水車３１から落下した水はその下方に位置する漏斗１６により集水され、順次、下段の水車３１に落下供給される。漏斗１６もＦＲＰにより容易に製作可能である。
【００２５】
ハウジング３には上下方向に延びる導水路１８が形成されている。導水路１８は、図６に示すように各延設部１５の先端壁に平面視矩形閉断面の空間として一体に形成されるものである。導水路１８の下端には前記したように給水ホース２の下流端口２Ｂが接続する。導水路１８の上端は給水ホース２の上流端口２Ａよりも低位にある。導水路１８の上端にはハウジング３の内部に向けて開口する上端開口部１９が形成されている。
【００２６】
以上により、導水路１８の上端は水源Ｗに位置した給水ホース２の上流端口２Ａよりも低位にあることから、給水ホース２を介して導水路１８の下部に流入した水は導水路１８内を上方向に流れて、上端開口部１９から最上段の水車３１に落下供給される。
【００２７】
なお、上下方向に多段に配された各水車３１の回転力をそれぞれ独立して取り出して各発電機で発電させてもよいが、図５に示すように、各水車３１の回転軸３２（または回転軸３２に取り付けたスプロケット、プーリ等）にチェーンやベルト等の環状無端条体３３を掛け回し、１つの回転軸３２から回転力を取り出して１つの発電機で発電させる構成にしてもよい。
【００２８】
以上、本考案の水車装置１の好適例を説明した。水車３１自体の構造例としては、図７、８に示すように、輪板３４の両側面に水受けバケット３５をボルト、ナット等により固定した構造のものが挙げられる。輪板３４および水受けバケット３５はＦＲＰ製が好適であり、ガラスマットを含む樹脂の他、炭素繊維を含んだ樹脂でも製作可能である。
【００２９】
図９ないし図１１は水車の構造の第１変形例の説明図である。水車４１も、輪板４２の両側面に水受けバケット４３をボルト、ナット等により固定した構造である。水受けバケット４３は、図１０に示すように側面視して扁平三角形のチリ取り状をなした形状からなり、図１１から判るように輪板４２の径外方向に臨む側が水の吐き出し口として開口している。
【００３０】
図１２は水車の構造の第２変形例の説明図である。水車５１は、それぞれ縁部に複数の水受けバケット半片５３が形成された輪板５２同士を重ね合わせた構造からなり、水受けバケット半片５３同士の縁部同士が付き合わさって１つの水受けバケットを構成する。水受けバケット半片５３同士の縁部の合わせ目はたとえばＦＲＰの吹き付け塗装等により塞がれる。
【００３１】
図１３は水車の構造の第３変形例の説明図である。水車６１は、内側面において外縁から軸心に向けて延設する凸条部６３が円周方向に複数形成された一対の輪板６２と、両側に取付フランジ６５が一体に成形され、この取付フランジ６５が前記凸条部６３に取り付けられることにより輪板６２間に固定される水受けバケット６４とを備えた構造である。輪板６２の外側面には断面矩形の凹溝が形成され、前記凸条部６３はこの凹溝の外郭をなす部分である。水受けバケット６４は、取付フランジ６５が凸条部６３の一側面にあてがわれてボルト６６およびナット６７により締結固定される。
【００３２】
以上に示した水車３１、４１、５１、６１は、いずれも輪板、水受けバケットをＦＲＰにより容易に製作可能であり、製作コストの低減が可能となる。
【００３３】
また、給水ホース２や導水路１８の途中にエア抜き弁を適宜に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１      水車装置
２      給水ホース
２Ａ    上流端口
２Ｂ    下流端口
３      ハウジング
４      定量フローティングスキマー
６      ポリタンク（フロート）
１６      漏斗
１８      導水路
３１      水車
Ｓ      傾斜地
Ｈ      平地
【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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