(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川や水路等の水の流れのある水流個所を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水受回転部材は、河川や水路等の底に固定されて立設された固定筒の周りに浮力を発生可能で水位の変動に追従可能に設けられた中央回転体の外周に複数配備されるとともに、同水受回転部材は、枠組足場となる梯子枠のような四辺枠状の部分を有する仮設機材を基材とした内枠と、この内枠を取り囲むようにして添接固定された水受板とからなって、中央回転体の外周複数点にストッパを介して回転自在に取り付けられるとともに、水流に対して順方向となる範囲では外径方向に伸びた状態でストッパにより係合支持される一方水流に対して逆方向となる範囲ではストッパから外れて畳まれて回転するようになっていることを特徴とするエネルギー変換装置。
【請求項２】
河川や水路等の水の流れのある水流個所を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水受回転部材は、河川や水路等の底に固定されて立設された固定筒の周りに浮力を発生可能で水位の変動に追従可能に設けられた中央回転体の外周に複数配備されるとともに、同水受回転部材は、枠組足場となる梯子枠のような四辺枠状の部分を有する仮設機材を基材とした受枠と、この受枠の外周側先端に回転自在に取り付けられた水受板とを備えていて、水受板は、水流に対して順方向となる範囲では受枠の回転方向背側に添接した状態となって水流を受けつつ回転する一方水流に対して逆方向となる範囲では水流により開いて水流の流れ方向に板面を向けつつ回転するようになっていることを特徴とするエネルギー変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エネルギー変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、下水処理場の沈澱池には、池上にソーラー発電装置を設置して、同池内の各種装置の電力源とすることを考えているが、同ソーラー発電装置は、雨天や夜間等の条件では動作しなくなることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまではその具体的な対策がなく、装置が停止する危惧があって困っていた。
【０００４】
この発明は前記課題を解決するためになされたもので、太陽光が注がない場合でも装置の駆動が可能なようにし、特にエネルギーの変換効率を高めるようにしたエネルギー変換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明であるエネルギー変換装置は、河川や水路等の水の流れのある水流個所を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水受回転部材は、河川や水路等の底に固定されて立設された固定筒の周りに浮力を発生可能で水位の変動に追従可能に設けられた中央回転体の外周に複数配備されるとともに、同水受回転部材は、枠組足場となる梯子枠のような四辺枠状の部分を有する仮設機材を基材とした内枠と、この内枠を取り囲むようにして添接固定された水受板とからなって、中央回転体の外周複数点にストッパを介して回転自在に取り付けられるとともに、水流に対して順方向となる範囲では外径方向に伸びた状態でストッパにより係合支持される一方水流に対して逆方向となる範囲ではストッパから外れて畳まれて回転するようになっていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、河川や水路等の水の流れのある水流個所を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水受回転部材は、河川や水路等の底に固定されて立設された固定筒の周りに浮力を発生可能で水位の変動に追従可能に設けられた中央回転体の外周に複数配備されるとともに、同水受回転部材は、枠組足場となる梯子枠のような四辺枠状の部分を有する仮設機材を基材とした受枠と、この受枠の外周側先端に回転自在に取り付けられた水受板とを備えていて、水受板は、水流に対して順方向となる範囲では受枠の回転方向背側に添接した状態となって水流を受けつつ回転する一方水流に対して逆方向となる範囲では水流により開いて水流の流れ方向に板面を向けつつ回転するようになっていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施形態を参照してこの発明を詳細に説明する。
【０００８】
図１、図２は、この発明の好適な一実施形態を示すもので、この実施形態は、水流個所である河川（あるいは水路など）の水流エネルギーを回転エネルギーに変えて電力エネルギーとして利用する場合の一例を示すものである。以下の各実施形態において発電されたものは、処理場のモーター等の各種機器を駆動するために利用する他、配管内の冬季凍結を防止するためのヒーター作動用として、また、同様に冬季に凍結のおそれがある道路のヒーター作動用として、さらに、道路の雪溶解用として利用することがある。一方、以下の他の実施形態でも同様に言えることであるが、水流エネルギーは電力消費に利用する他、油圧（油圧モーター駆動も含む）あるいは空圧発生用のためその他に利用することは自由である。
【０００９】
図１及び図２において、１は河川、水路などの水流個所で、図１の矢印のように上方からまた図２では紙面の裏側から手前に向けて水が流れてくる。２はその底面で、その適所を介して本エネルギー変換装置の要部である水車が固定設置されている。
【００１０】
同水車は、垂直軸である固定軸３を備え、同固定軸３は、杭のように底盤に打ち込んでもよいが図のように基礎ブロック４を介して堅固に固定するのがよい。５は安定化のための基部ブラケットである。
【００１１】
固定軸３の回りには、水位に追従可能なように浮力を発生する上下閉止状で中空円筒形をした中央回転体６が固定軸３に対し上下運動自在に設けられている。
この中央回転体６は、それ自体が浮力を発生するのであるが、その浮力は所定に得られないこともあるので、例えば、内部に水を入れてその浮力を事後調節可能にしてもよい。
一方、同中央回転体６それ自体は板状や単なる円筒状のものなどの簡略なものにして浮力体を必要に応じて付加できる構造を採ったり、又は中央回転体６には浮力発生手段は設けられず次に説明する水受回転部材（羽根）７…の側を浮力発生手段あるいは浮力発生手段付のものにすることもできる。これらのことは他の実施形態でも同様に言えることである。
【００１２】
さらに、中央回転体６は固定軸３に対して円滑な上下運動をするのが望ましく、そのため、中央回転体６と固定軸３の間に反発する関係にマグネットを装備したり、両者間にスクリュウなどにより水圧を付加することもある。
【００１３】
前記水受回転部材７…は、水流を受けやすい湾曲形状をしており、直板や半球状など他の形状でもよいことは勿論である。この水受回転部材７…は、放射状配置で基部が中央回転体６外周に固定されている。そして、この水受回転部材７…が図２程度あるいはそれより水没状に水流個所１に没して回転するようになっている。この水受回転部材７…は、図１に仮想線で示すように基部と先端部とでなる先端部が基部に対して後行方向にのみ一定角度のみ回避運動可能にして水流からの抵抗を半減するようにしてもよい。
【００１４】
前記水受回転部材７…が水流に逆らう半周部分での抵抗を少なくするため、同軌道の外周位には上流からの水の流れを水受回転部材７…に当てないような水流ガイド板８が前記固定軸３を利用したり別途固定手段により固定して設けられている。
【００１５】
これらにより発生した回転エネルギーは、中央回転体６上に同回転体６とともに上下運動するように備えた駆動ギア９からこれに噛み合う従動ギア１０に伝達される。１１は横架材で、同横架材１１は、固定軸３と河川側堤（図示省略）との間に架けられており、途中に支柱を追加することは自由である。この横架材１１の上側には伝動ケース１２が設けられ、同ケース１２内には、従動ギア１０に連動するスプロケット１３に掛けられたチェーン１４が循環駆動自在に設けられ、電力に変換したり油圧や空圧などに変換可能に構成されている。
【００１６】
尚、前記ギアによる伝達手段に代えて、スプロケットとチェーン、あるいはプーリーとタイミングベルトの組み合わせ等により直接伝達可能に構成してもよい。また、水受回転部材７…や中央回転体６には、浄水材を付加してもよい。例えば、マグネット、麦飯石、微生物、活性炭、多孔質セラミックス等である。
さらに、水受回転部材７…のそれぞれは夜光塗料を塗布したり、環境改善を促すための標示をしたシール等の標示を付してもよい。
また、図１及び図２に示すように、水車が設置された個所より上流側からの水流を導く第１固定ガイド１６とその流れを高さ変更自在に導く第２可動ガイド１７とを構成して水車の駆動側に上方から当てるようにすれば、水車の回転力が助長される。この場合、水受回転部材７…の上に別途羽根を備えてもよく、この羽根には、図１の駆動側において水流を当てる必要はなく、逆に戻り側その他の位置において当てるようにすることも可能になる。
さらに、底面２には、通り過ぎる底流分を斜め上方に持ち上げて水受回転部材７…の駆動側に当てるように斜面ガイド１８を設けることもできる。
また、前記実施形態及び以下の実施形態では、１基のみの水車を図示してあるが、左右あるいは前後に複数基配列することもできる。
さらに、前記実施形態の場合、固定軸３は駆動側を下側に戻り側を上方にくるように傾斜軸状に設定してもよい。また、垂直と傾斜のいずれにも変更可能にしてもよい。これは以下の実施形態でも同様に言える。
【００１７】
図３の実施形態は、戻り回転の時に水流による抵抗を受けないようにしたもので、基礎ブロック２０を底盤内に埋め込み（あるいは杭を打ち込み）、同ブロック２０に架台２１を立設しておくことで、この架台２１に軸２２を介して基板２３を枢支してある。基板２３は、角度調節材２４と長孔２５…及び止着具２６により角度調節（垂直も含む）できるようにしてある。
【００１８】
基板２３には基筒２７を介して固定軸２８が立設され、同固定軸２８回りに中央回転体２９が上下運動と回転運動自在に設けられている。中央回転体２９には、浮力を調節するために水注入用のプラグ３０が装備されている。中央回転体２９内に水を多く入れれば浮力は小さくなる。
【００１９】
同中央回転体２９の外周には、図の左側である駆動側が水面に没し他方が水上に浮上するようにアーム３１…を介して水受回転部材３２…が放射状に配備されている。水受回転部材３２…は、基部側が細くなっていて戻り回転時に水の抵抗がないようにしてある。また、同水受回転部材３２は平板でその中央に凹み３２ａが形成されて水を確実に捕捉するようになっているが、図１のような湾曲板にしたり全体を半球状にしてもよい。さらに、水受回転部材３２…は調節孔３３…と止着具３４によりアーム３１に対し長さ調節可能になっている。これは水受回転部材３２…が戻り回転時に完全に水面上に浮上するように設定するのに有効である。尚、水受回転部材３２はそれ自体が浮力を発生するように中空体であってもよく、また、同水受回転部材３２に発泡スチロールや中空体等の浮力発生体を付加できるようにしてもよい。３５は駆動ギア、３６は従動ギアである。
【００２０】
尚、仮想線で示す３７は側部ステーで、河川や水路の側壁３８に装置を固定するためのものである。この実施形態及びその他の実施形態でも言えることであるが、河川等以外に海岸線等の海洋を対象に同装置を設置することができることは言うまでもない。
尚、図３の実施形態は、例えば、チェーンを循環駆動式にしてその先に水受回転部材を配列した方式のものにも適用がある。
【００２１】
図４の実施形態は、付加的な提案例を示すもので、川突堤４０を造って決壊等を防止するようにした河川（突堤のないものも含む）において、同河川には想定以上の濁流が流れくることもあり、その場合、水位は矢印のように通常水位（仮想線）から実線状態、更にそれ以上になることがある。そうしたことに対処して、コンクリート、金属、樹脂等の丸（楕円を含む）あるいは角筒状（三角を含む多角形）の緊急水送りパイプ４１を緊急時あるいは常備式に装備するのである。
このパイプ４１は、非常に長いものであるが、例えば、河川の曲がった突出状個所や軟弱さのある個所など適所に限定して配備することもできる。
【００２２】
同パイプ４１の上流側開口あるいは途中には、ポンプ４２で河川水を吸い上げ可能にし、同ポンプ４２の能力は、河川の濁流の想定速度の３〜１０倍あるいはそれ以上が得られるようにする。尚、パイプ４１の本数を複数本にする場合は、パイプ内の速度はそれ以下でもよいが河川の流れ速度以上にはする。しかし、濁流の流れて来ない個所にパイプ４１を設置した場合の速度は任意でよい。
【００２３】
パイプ４１の設置例を、実線の突堤４０上、突堤４０の内部あるいは外部、河川の内面上、中、下段、突堤４０の角部、横架部材（屋根型や水平状にしてもよい）４３による河川内、河川敷（図示省略）などにすることができる。尚、ポンプ４２は、前記実施形態あるいは以下の実施形態のような水車方式で強力に駆動することができる。ポンプ４２によらない場合でも、上流（あるいは中途でも可能）の吸い込み口を大きくし、あるいは多岐パイプを集束状にし、多くの水流をこれに持ち込むようにすることができる。この場合、開口から初めてのパイプはすぐに口径を絞るのでなくテーパー状に緩徐に絞ったような形状にすれば開口からの呑み込みが円滑になる。
【００２４】
図５の実施形態は、垂直（あるいは傾斜）状の固定軸４６を底に固定し、同固定軸４６回りに中央回転体４７を上下運動自在に装備するとともに、同中央回転体４７回りにアーム４８を介して水受回転部材４９…を上下揺動可能に装備したものになっている。水受回転部材４９は、半球型になっているが板状や湾曲状など他の形状のものでもよい。前記固定軸４６はウエイトで固定するものやアンカーとワイヤロープで固定する等を含む。このことは他の実施形態でも同様に適用することができる。
【００２５】
そして、中央回転体４７は水位に合わせて浮力で上下する他、水受回転部材４９は、駆動側では水没し戻り側では持ち上げ案内バー５０に添って持ち上がることで水流による損失を無くすようにしている。尚、バー５０も水位に追従する構成にする。同実施形態の場合もチェーン等で循環運動する方式のものに適用される。固定軸等の固定手段なくして中央回転体４７が浮遊体でワイヤロープ等で上流から牽かれて構成されることもある。
【００２６】
図６の実施形態は、固定軸５２を傾斜状にして川底でない土手（または河川敷）５３に直接打設し、同固定軸５２の回りに水受回転部材５３…を装備して駆動側で水没し戻り側で土手上に持ち上がるようにしたものである。５４は駆動ギア、５５は従動ギアで、５６は伝動装置である。５７は水誘導管で、上流からの水流を水車迄導き水受回転部材５３…あるいは仮想線の補助羽根５８…に当てて回転力を付加するためのものである。尚、水受回転部材５３…は、破線で示すように中空体になっていて水位に追従可能になっている。
【００２７】
図７及び図８の実施形態は、川底等に架台ケース６０を固定設置し、同ケース６０から固定筒６１を垂直あるいは傾斜状になるように立設するとともに、固定筒６１に昇降可能に外筒６２を回転可能に装備し、同外筒６２に中央回転体６３を装備してものであり、さらに、中央回転体６３に水受回転部材６４…を装備してなるものである。
【００２８】
この実施形態には、複数の例が同時に例示されている。
１つは、水受回転部材６４…が多数に及ぶような場合を想定して装置のコストを抑えるため同水受回転部材６４を建設現場などで使用される仮設機材の１つで、構成した点である。すなわち、この水受回転部材６４は、枠組足場となる梯子枠の１つでその下部の脚部を切除してその残る大部分を利用した内枠ａと、同内枠ａを取り囲むようにされた添接固定された水受板ｂからなっている。
内枠ａは、中央回転体６３の外周に固定されたアングル材等のストッパ６５…により駆動側では放射状にまた戻り側では流れにやや抵抗するものの排除ガイド６６も手伝って殆ど抵抗がないように後下がり状になるものでなっている。
水受板ｂは、実質的に水流を受けるためのもので、これらは非常に安価に構成される。尚、この水受回転部材６４は中空に形成されてそれ自体が浮力体になっているが、中央回転体６３が浮力体である場合には水が浸入するようになっていてもよい。、水受回転部材６４および／または中央回転体６３が浮力体となる。
尚、水受回転部材６４は、図８の仮想線のように、更に複数枚であることもある。仮設機材の他のもの（歩み板や建枠・簡易建枠など）を使用してもよいことは勿論である。
【００２９】
他の１つは、図８に示すように、固定筒６１内に軸受で回転自在に支持された第２ジョイント軸６７と、同軸６７内に伸縮自在に下端が差し込まれ上端が外筒６２に連結された第１ジョイント軸６８とを備えるとともに、第２ジョイント軸６７に連結された斜めジョイント軸６９と、同軸６９に連結されてケース６０外に導き出された取り出しジョイント軸７０とを装備している。この構成によれば、水受回転部材６４から中央回転体６３に力が伝達し、外筒６２から第１ジョイント軸６８・第２ジョイント軸６７・斜めジョイント軸６９・取り出しジョイント軸７０と伝達するものである。尚、図８に仮想線で示すように、第２ジョイント軸６７からはベベルギア７１とベベルピニオン７２を介して伝達するようにしてもよい。
前記２つの例は、そのいずれか一方を独立して、又は図例のように双方の組み合わせて実施することができる。
尚、前記実施形態では仮設機材をコスト低減のために使用しているが、通常の枠体を使用してもよいことは勿論である。これは以下の実施形態でも同様に言える。
【００３０】
図９及び図１０は、水流による抵抗を殆ど無くすとともにこの水流を避けるためのガイド板などの必要もないようにした実施形態を示す。この実施形態でも仮設機材を使用してある。７４は固定筒、７５は外筒、７６は中央回転体であり、同中央回転体７６は浮力体であるとともにその外周には溝型材等による固定部材７７…が設けられ、この固定部材７７…を利用して仮設機材である受枠７８が基部で軸止めされるとともにこの受枠７８の先端側には、ヒンジ結合体７９により水受板８０が装備されている。この水受板８０は、図９に示すように、駆動側においては水の力で受枠７８の前面に当てられて同行回転し、戻り回転の時には水流に従うように下流向きに転回して展開した状態になって受枠７８の枠内を水流が難無く通過するようになり、その結果、戻り回転時に水流の力を水受回転部材８１が全く受けないようになっている。尚、水受板８０は、１枚であったが、２枚等複数枚であってもよい。この場合、１枚は仮設機材の先端側の縦筒回りにまた他の１枚は仮設機材の中間の縦筒回りにそれぞれ回転自在に止め付けるようにする。
また、図１１に示すように、仮設機材である受枠７８に更に展開自在に他の枠体８２をヒンジ結合し、同枠体８２の枠内に水受板８３を備えておくこともできる。
【００３１】
図１２及び図１３（図１２のＡ−Ａ線断面図）の実施形態は、水路や河川を対象にしたもので、８４は水面であり、第１回転軸８５と第２回転軸８６とが水面８４上を通るように横架されている。両回転軸８５，８６の軸回りには、直径の小さい第１スプロケット８７と大きい第２スプロケット８８がそれぞれ回転自在に設けられ、これらの間にチェーンである履帯８９が掛けられている。９０はガイドである。尚、チェーン駆動以外にベルト駆動でもよい。
【００３２】
履帯８９の外周には、下回りで水中に没し上回りで水上にくるような水受回転部材９１…が配列されている。この水受回転部材９１…は水路幅一杯に延ばしてもよいが、水が溢れ出ないように図示程度の幅が好ましい。
【００３３】
この装置の支持・伝達は次のようになっている。第１・第２回転軸８５，８６の各両端には伝動ケース９２…が設けられ、同ケース９２内で上下スプロケット９３，９４及びチェーン９５による伝達装置が構成されている。上部のスプロケット９３には第３回転軸９６及び第４回転軸９７が通され、これらが水路脇に設けられた軸受９８…で支持されている。これらの軸受９８…はさらにシリンダ９９…で上下自動調節可能になっている。これは装置の水受回転部材９１…を水面以下に合わせるためである。第３回転軸９６を次への伝達軸としてある。
尚、伝動ケース９２は別途固定する。また、スプロケット８７，８８は中空状にして浮力を発生するものにするとともに軽快な回転を保証するものになっている。
前記第２スプロケット８８は第１スプロケット８７よりも大きく上端が高くなっているので、戻り時の履帯８９は下がり運動で戻り易く駆動が軽快になる。
【００３４】
図１４の実施形態は、前記水受回転部材９１を中空体にして駆動が軽快になされるようにしたものである。プラスチックその他を使用し、その場合、蓄光塗料あるいは蓄光剤入りプラスチックを使用すると瞬光を発するなどすれば美麗な水車を提供できる。この方式は他の実施形態でも同様に適用できる。
【００３５】
図１５の実施形態は、滝の流れを利用したコンベア型水車に関するもので、１０１は上下のホイールで、その間に履帯１０２が掛けられているとともに、その外周にはバケットタイプの水受回転部材１０３…が配列されて滝の落水を受ながら循環運動するようになっている。駆動はチェーン、ベルトその他が適当であり、履帯１０２の駆動側はガイド１０４で受られて案内されるようになっているとともに、同ガイド１０４は、滝から落水を通過するものでなくしかも履帯１０２よりも幅広状で一旦水受回転部材１０３…を外れた水も再び他の履帯１０２にまで戻すように機能するものになっている。尚、１０５は落水による駆動の無駄を防止するための落水ガイド板である。
【００３６】
図１６及び図１７の実施形態は、前記実施形態にみられるような履帯１０７のタイトナ機構に関するもので、固定軸１０８回りにベルクランク型のアーム１０９を支持し、同アーム１０９の一端にバランサ１１０を備える一方、アーム１０９の下部他端に、履帯１０７に接触して回転するアイドラ１１１が設けられている。このアイドラ１１１は、幅間中央帯に履帯１０７を復帰させながら導く案内溝１１２が形成されるとともに両側にフランジ１１３が突設されている。このフランジ１１３には互いに対向するように軸方向に向くブラシ１１４が植設され、履帯１０７に付着するものを除去するようになっている。尚、バランサ１１０に代え弾性材を使用してもよい。また、履帯１０７のローラーがアイドラ１１１に当たるようにしてもよい。
【００３７】
図１８の実施形態は、コンクリート製あるいは金属製等の溝型材を人工水路１１６とし、同水路１１６に河川や他の水路から水を導いて勾配のある水路に沿って水を流すようにするとともに、この水路１１６内でコンベアタイプ（１軸タイプでも可）の水車を駆動自在にしたものである。１１７はブラケット１１８上の軸受で、両軸受１１７間に装架した回転軸１１９回りにスプロケット１２０を備え、同スプロケット１２０にチェーンである履帯１２１を掛装するとともに、履帯１２１の外回りに水路１１６内で水流に従動する水受回転部材１２２を設けたものである。この水受回転部材１２２は仮想線のように充分広い板にしてもよく、また、浮力体にしてもよい。
【００３８】
図１９の実施形態は、架台１２５に、斜め軸状の円筒状ハウジング１２６を固定し、同ハウジング１２６内に備えたスクリュウ１２７を水ホッパー１２８から流入する水により回転駆動させるようにしてある。例えば、滝やその他の山水などを注ぐようにするのに利用される。尚、スクリュウ１２７は上下端部を軸受１２９で支持されているが、その他に同スクリュウ１２７を軽快に回転させるため、スクリュウ１２７外周部及びその相手側であるハウジング１２６内周部に互いに反発し合う関係でマグネット（図示省略）を配列してある。１３０は排水口である。
【００３９】
図２０の実施形態は、河川底が窪み状になっていたり傾斜状になっている個所を対象にして装置を設置したものである。その川底にはコンクリート、金属、プラスチック等により一体型で凹み状をなす装置ハウジング１３２が川底面に上面が沿った形で埋め込み固定されている。同ハンジング１３２の上面開口には、水面側からみて４点配置をなす通孔１３３…と左右の通孔１３３間を継ぐ横孔１３４を残して上蓋１３５で閉止状とされている。通孔１３３…内にはそれぞれスプロケット等のホイール１３６…が回転軸１３７…で支持されてセットされ、上下１対の横孔１３４内にはそれぞれ回転軸１３７が設けられている。上下のホイール１３６間に掛けられた履帯１３８は、上蓋１３５上を通って横孔１３４を通る抜けることでハウジング１３２内に入り、同ハウジング１３２ではその底部のアイドルホイール１３９を経由して他方の横孔１３４を通り抜けることで再び上蓋１３５上に巡回する。
【００４０】
履帯１３７は左右２本など平行に掛けられており、これらの間に水受回転部材１４０…が平行に複数本装架されている。同水受回転部材１４０…は回転自在であるが、上回りにきた時は水流を受けるようにストッパ１４１…で垂直状態になり、下回りにきた時は自動的に倒れて抵抗がなくなるように構成されている。１４２はシール、１４３は水抜き手段である。動力は回転軸１３７の１つから取り出すようにする。
【００４１】
図２１〜図２５に示す実施形態は、河川１５０の上流側とそれより下流側とにそれぞれ図２１、図２２に示すような除塵装置１５１を設備したものである。河川１５０は上流側において、図２１に示すようなボート乗り場１５２を備え、下流側において橋梁１５３を備えている。
【００４２】
これらの除塵装置１５１は、図２１と図２２のものとは殆ど共通のものであるので、図２２のものに基づいて説明する。図２２の上側が上流で下側が下流であり、通常は上流側から水が流れてくるが、満潮時には下流側から上流方向に緩徐な流れが押し寄せる状況にある。
【００４３】
河川１５０の両岸側には、支持架台１５４，１５４が対向状に固設され、そのうち右側の架台１５４は岸面からすこし離れて配置されている。各架台１５４には縦軸状の回転軸１５５が設けられ、そのうち右側の回転軸１５５は駆動軸として駆動源１５６で回転されるようになっている。左の回転軸１５５は固定軸であってもよい。
【００４４】
各回転軸１５５の外周には、図２３に示すように、四角な中空型のスプロケット１５７が水密状にあるいは発泡樹脂内蔵型として水面１５８に浮きながら回転するように装備されている。１５９はストッパで、回転軸１５５回りに取り付けられている。前記スプロケット１５７は角部１６０が面取状あるいは丸凹み状に形成されている。そして、両スプロケット１５７，１５７間には、ゴム板をヒンジ１６１…で連結した履帯１６２が縦軸回りに循環運動するように掛け渡されている。同履帯１６２は、ヒンジ無しの例えば、タイミングベルトのようなものでもよい。
【００４５】
履帯１６２は、ゴムの他に樹脂その他の材質でもよく、また、中空状のものでもよい。同履帯１６２は、その上下端に設けられたリップ１６３がスプロケット１５７に掛かるようになっている。履帯１６２…のうち所定間隔を置くものには、その外回り側に浮力体である掻寄体１６４…が取り付けられている。各掻寄体１６４は、樹脂や金属等により中空体とされ、内部には微生物が図２５の仮想線矢印のようにいれられるようにしてもよい。同掻寄体１６４は、図２５に示すように、平頭のボルトとナットによる止着具１６５により履帯１６２側に取り付けられている。この場合に水密状にする必要があるが、前記のように発泡樹脂を内蔵してもよい。図２６〜図２８に示すように止着具１６５のボルト頭形状は種々に形成できる。
【００４６】
スプロケット１５７は、図２９に示すように、丸筒状であったり、図３０に示すように、六角等の多角形であってもよい。スプロケット１５７の外周部には、図２９に示すように、履帯１６２の内周面の突起１６６…が係合してくる係合凹部１６７…を形成してもよい。また、履帯１６２は、樹脂チェーンであってもよい。
【００４７】
図２２の右岸側には、実線矢印Ｘのように上流からの浮遊物を掻き寄せて収集するとともに、仮想線矢印Ｙのように下流からの浮遊物を掻き寄せて収集して溜める蓄溜部１６８が設けられている。この蓄溜部１６８は、図３１に示すように、通常はバネなどにより蓄溜部１６８の入口を閉止しているが掻寄体１６４の蹴り作用により開けられて掻寄物を取り入れるようにするシャッター１６９，１６９が設けられている。このシャッター１６９は、図３１の仮想線のように２段階に設けられていてもよい。尚、蓄溜部１６８内に収集されたものは、図示しないコンベアで掻き揚げられたりポンプアップされるなどの手段により取り除かれる。
【００４８】
図２２及び図２１において、満潮による逆流以外の通常時は、駆動源１５６により両スプロケット１５７，１５７が回転され、矢印Ｘ方向に履帯１６２が循環駆動される。スプロケット１５７は、図２３及び図３１に示すように回転駆動されながら履帯１６２の各ゴム板を各辺に平行に当たるように添接し・繰り出すような動作をさせる。この場合、ヒンジ１６１…には多少の遊びを設けてあるとスプロケット１５７の外周への添接・繰り出しが円滑になる。
【００４９】
掻寄体１６４…は図３１のように流れ来る浮遊物を掻き寄せてきてシャッター１６９を蹴って一時的にこれを開くことにより蓄溜部１６８内に取り入れる。満潮による逆流時には、履帯１６２は図２１及び図２２の矢印Ｙ方向である逆方向に循環駆動される。これにより、逆流による浮遊物は掻寄体１６４…で掻き寄せられて下流側のシャッター１６９を蹴り開くことで蓄溜部１６８内に取り入れられる。
尚、履帯１６２に対する張力付勢手段を構成することもある。また、履帯１６２内のスペース内には、通水性のある容器を配し、その中に微生物を入れておいて水浄化を図るようにしてもよい。勿論履帯１６２とこの容器との間はローラーなどで円滑に接触するようにしてもよい。
【００５０】
図３２、図３３は他の実施形態を示す。同実施形態は、循環駆動する側を水面上に配したものであり、１７１は支持架台、１７２はスプロケットで、これらは水面１７３上に配されて履帯１７４を水面１７３上で縦軸回りに循環駆動する。履帯１７４は、樹脂あるいは金属等のチェーンやリンク、またはゴムや樹脂等のベルト（一連のベルト状のものや前記のようにヒンジで連結したもの）でなっており、その複数個所からは吊り具１７５…を介して掻寄体１７６…が吊り下げられている。
【００５１】
掻寄体１７６は端部以外ではその向きを変えることはない。また、同掻寄体１７６は、樹脂板が相当であるが、金属板を使用する場合には循環運動の軽量化のため中空体にすることもある。また、同掻寄体１７６…には微生物容器を付すこともある。さらに、同掻寄体１７６は網状材や多孔板などを使用することもある。この場合、循環してくる位置に超音波発生装置を対向させて目詰まりを取り除くようにしてもよい。
【００５２】
掻寄体１７６は、図３２のように上からみて４片の羽根を有し、この羽根は、矢印Ｘ方向及びＹ方向のいずれの駆動時にも浮遊物を逃がすことなく掻寄機能を発揮する。尚、掻寄体１７６が循環する左側外周軌道には浮遊物が下流あるいは上流に抜け出ないようにする閉止ガイド１７７が設けられている。１７８は蓄溜部、１７９はシャッターである。
【００５３】
図３４は河川幅間の水面上にガイドレール１８１を横架し、同ガイドレール１８１に走行体１８２を跨がせてワイヤロープ１８３あるいは自走用駆動手段により進退自在にした実施形態を示す。１８４はガイドローラーであり、こうした走行体１８２には、吊り具１８５を介して幅方向に同行自在な掻寄体１８６が装備されている。この場合の掻寄体１８６は、上からみてＶ形あるいはＵ形などのように浮遊物をふところに持って掻き寄せるようになっており、このようにすると、通常流れ時にも逆流時にも図の右上方向を掻寄方向とするので、蓄溜部（図示省略）は１か所で済み、除去も簡略化する。尚、掻寄体１８６は図示のようにメッシュ状あるいは多孔状にすれば掻寄物が安定に掻き寄せられるとともに抵抗も少なくなる。この場合、目詰まりがあるので、進退の一端に超音波による目詰まり防止手段を配す。
【００５４】
図３５は、ガイドレール１８８が前記のように固定的なものでなく水面に従って上下運動するようにしその上を走行体１８９が駆動手段１９０あるいはワイヤロープなどにより進退するようにしたものである。即ち、１９１は支持架台、１９２は回転軸、１９３は昇降フロートであり、左右１対の昇降フロート１９３，１９３間にガイドレール１８８が横架されている。ガイドレール１８８自体はフロート体であるが、昇降フロート１９３および／またはガイドレール１８８が昇降自在であればよい。また、ガイドレール１８８の例えば、底部にフロートを備えたものにしてもよい。
【００５５】
駆動手段１９０は、減速機付モーターでなり、その出力軸に備えたローラーがガイドレール１８８上を転動することで進退するようになっているが、ガイドレール１８８上などに多数のピンを列設し、これに噛み合うように出力軸側が構成されていてもよい。また、ワイヤロープにより進退するようにしてもよい。
【００５６】
１９５は掻寄体で、この掻寄体１９５は図の左側のみでもよいが、前記のように満潮による逆流に備えて左右１対のものになっている。そして、これらの１対の掻寄体１９５，１９５は水による抵抗で常に一方のみが水中に一部没し掻寄機能を発揮する。尚、ガイドレールはワイヤロープであってもよく、この場合、ワイヤロープは複数本でもよい。
尚、こうした除塵装置は、下水・上水処理設備内の流入水路内にも設置することができる。
【００５７】
図３６以下の例は付加的な提案例を示すものである。図３６は橋梁２００上を渡る人がその側に立ち上がり状に設置された観覧用水槽２０１内の魚類２０２…を極く近くで観ることができるようにした例を示す。
同観覧用水槽２０１は、塩ビやアクリル樹脂、ポリカなどの透明な丸パイプの長いものでなり、直径は１ｍ前後のやや太いものとされている。この観覧用水槽２０１は、下端にラッパ状の吸い込み口２０３を備えるとともに上端には閉止蓋２０４を備えて配管２０５が接続されている。配管２０５には真空ポンプ（図示省略）が接続れて同ポンプは橋梁２００の見えない個所に設置されている。
尚、前記観覧用水槽２０１は橋梁２００上に見える部分のみを透明なものにしてもよい。また、同水槽２０１は上部のみを太い径にし下部は魚類の通る程度の細いものにしてもよい。
【００５８】
観覧用水槽２０１の周位２か所には縦向きにガイド２０６が突設され、橋梁２００側からの支持架台２０７に設けられたガイドレール２０８にこれらガイド２０６が抱き持たれるようにして昇降自在に支持されている。その駆動は、図示しない駆動源とそれに連結されたワイヤロープ（あるいはチェーン）２０９及びシーブ２１０でなされる。
【００５９】
この観覧用水槽２０１は非使用時にその上部が橋梁２００よりも低くされる。そして、例えば、暗くなると自動（ソーラー電源を使用してもよい）であるいは手動でこの観覧用水槽２０１が上昇される。それとともに真空ポンプが運転されそれにより河川内の魚類２０２…が河川水とともに吸い上げられその状態を保持される。この観覧用水槽２０１にはライト２１１により照明を当てて浮き上がらせてもよい。
【００６０】
尚、同観覧用水槽２０１は、河川内にあるように同水槽２０１外周に設置した浮力発生手段により浮上するようにしてもよい。この場合、同浮力発生手段は、例えば、中空体で内部にエアーを導入・導出するようにしてもよい。これに前記の昇降手段を組み合わせてもよい。
【００６１】
また、前記では真空ポンプ方式によっていたが、図３７に示すように魚類を吸い上げるために使用されている吸い上げポンプ２１２を装備してもよい。
さらに、図３８に示すように、観覧用水槽２０１の上端に直交状の六面体でなる上部水槽２１４を付して連結台２１５により橋梁などに固定化するようにしてもよい。同上部水槽２１４は、角形に限らず丸パイプでもよく、また複数本でもよい。
【００６２】
図３９は、水質管理用パイプ２１７を複数本立設し、これらの下端を水深の違う状態にするとともに真空ポンプなどにより河川水を吸い上げるようにしてある。これにより、水深の違う個所のそれぞれの水質状況がすぐに判るものである。尚、この場合も上端の監視部分以外は細いパイプでもよく、透明である必要もない。
【００６３】
図４０は、全体を透明な樹脂パイプとせずに、全体を金属製の水槽本体２１９とし、その必要な一部のみに樹脂やガラスなどによる通覧部２２０…としたものであって、そのうち同例では水槽本体２１９を四角なパイプ状としたものである。２２１はエアー抜きパイプである。この例の場合、水槽本体２１９は固定式にしてもよい。図４１は水槽本体２２３を三角柱状にしたものであり、その他の幾何学形状を採用する予定もある。
【００６４】
図４２の例は、観覧用水槽２２５を立設し同水槽２２５に真空ポンプ２２６を接続して河川水と魚類２２７…を汲み揚げるようにしたものにおいて、その中の魚類２２７…に餌をやるようにしたものである。
同水槽２２５の中途には第１バルブ２２８が、水槽２２５とポンプ２２６間には第２バルブ２２９がそれぞれ設けられるとともに、餌供給ホッパー２３０と水槽２２５間にも第３、第４バルブ２３１，２３２が設けられている。そして、水槽２２５の上部からは水平に長く水平観覧用水槽２３３が連通状で橋梁２３４に平行に接続されステー２３５で受担されている。同ステー２３５は昇降式にしてもよい。
【００６５】
水平観覧用水槽２３３の先端には第５バルブ２３６が設けられるとともにその先端開口から流れ出る水が落ちるところに対応して微生物槽２３７を併設した受水槽２３８が設置されている。
【００６６】
まず、第４、第５バルブ２３２，２３６が閉止され他はかいふおされた状態で真空ポンプ２２６が駆動され、これにより、観覧用水槽２２５及び水平観覧用水槽２３３内には河川水とともに魚類２３９…が吸い上げられる。この状態で必要に応じて餌供給ホッパー２３０から餌が投入されたのち、第４バルブ２３２が閉止した状態で第３バルブ２３１を開いて餌を入れる。そののち、第３バルブ２３１を閉じて第４バルブ２３２を開くことで観覧用水槽２２５内に餌が落ちてゆく。これにより、魚類２３９は観覧用水槽２２５の上部に集まり餌を食べるようになる。真空ポンプ２２６を止めて水を保持した状態で第１バルブ２２８を開くと、そこから餌が流下し餌が分散して鯉などが集まってくる。
【００６７】
そして、第５バルブ２３６を開くことで図示のように鯉のジャンプが観られるようになる。このジャンプは水を伴うのでエアーの混入につながり水浄化が図れる。尚、観覧用水槽２２５の下端内周あるいは外周位には微生物槽２４０を配すこともある。
【００６８】
図４３の例は、観覧用水槽２４２の回りに取付具２４３をセットし、その下端の水中に網あるいは多孔状の微生物槽２４４を取り付けてその内部に微生物を矢印Ｚのように入れておくようにして水浄化を図るようにしたものであり、この場合、エアーパイプ２４５及びエアー噴出パイプ２４６を通じてエアーを噴出するようにしてもよい。
【００６９】
図４４の例は、前記バルブを観覧用水槽２４８の下端に備えた蓋２４９により簡易に行うようにしたものであり、同蓋２４９の開閉を観覧用水槽２４８外周に配した支持具２５０に上下運動自在にした伝達リンク２５１とシリンダなどの駆動手段２５２により行うようにしたものである。
【００７０】
図４５の例は、観覧用水槽２５４内に溜まるゴミを上方から取るとともに魚類（鯉など）に餌を与えることのできる装置を示している。同観覧用水槽２５４は中途に第１バルブ２５５を備えるとともに第２バルブ２５６を介して真空ポンプ２５７が接続されている。そして、観覧用水槽２５４の上端には第３バルブ２５８が設けられている。
【００７１】
第１バルブ２５５及び第２バルブ２５６を開いて第３バルブ２５８を閉じた状態で真空ポンプ２５７を作動することで観覧用水槽２５４内の水面上にゴミが集まる。これらのゴミは、ポンプ２５７を止めて第３バルブ２５８を開くことで取り除かれる。その際、同時に餌を与えることができるし、鯉に触れることもできる。
【００７２】
尚、仮想線で示す２５９は内面ブラシで、観覧用水槽２５４の内面の付着物を除去することができるもので、外周ブラシを使ってもよい。
【００７３】
また、観覧用水槽２５４の下側近傍水面には引き潮時にゴミが溜まるようになる。これを取り除くため、図４６〜４８の例を提案する。２６０はゴミ収集体、２６１はコンベア、２６２はゴミ収集容器であり、コンベア２６１は、全体が網状材で作製され、その外周には粗大ゴミ除去材２６３を入口に配した垢バケット２６４…が配備されている。粗大ゴミは除去されて中・小のゴミのがコンベア２６１で掻き揚げられるとともに垢などはバケット２６４…で掻き揚げられ、観覧用水槽２５４周位のゴミ・垢などはこの装置で除去される。尚、図４９に示すように、多孔状のゴムベルトに一体の垢バケット２６６でコンベアを構成してもよい。
【００７４】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので、太陽光が注がない場合でも装置の駆動が可能なようにし、特にエネルギーの変換効率を高めるようにしたエネルギー変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のエネルギー変換装置の一実施形態を示す平面図。
【図２】図１の下流側からも正面図。
【図３】他の実施形態を示す縦断面図。
【図４】付加的な提案例を示す横断面図。
【図５】他の実施形態を示す装置縦断面図。
【図６】他の実施形態を示す装置縦断面図。
【図７】他の実施形態を示す装置平面図。
【図８】図７の縦断面図。
【図９】他の実施形態を示す装置平面図。
【図１０】図９の縦断面図。
【図１１】他の実施形態を示す平面図。
【図１２】他の実施形態を示す平面図。
【図１３】図１１のＡ−Ａ線断面図。
【図１４】水受回転部材を浮力体にした実施形態を示す正面図。
【図１５】滝用エネルギー変換装置の実施形態を示す側面図。
【図１６】履帯のタイトナ機構についての実施形態を示す断面図。
【図１７】図１６の縦断面図。
【図１８】他の実施形態を示す横断面図。
【図１９】他の実施形態を示す側面図。
【図２０】他の実施形態を示す断面図。
【図２１】他の実施形態である掻寄装置の一例を示す斜視図。
【図２２】同様の掻寄装置を下流側に設置した例を示す斜視図。
【図２３】図２２の要部拡大平面図。
【図２４】図２３の正面図。
【図２５】図２３の掻寄体取付構造の一例を示す断面図。
【図２６】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。
【図２７】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。
【図２８】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。
【図２９】他のスプロケット構造を示す平面図。
【図３０】他のスプロケット構造を示す平面図。
【図３１】図２２の右側要部拡大平面図。
【図３２】他の駆動例を示す平面図。
【図３３】図３２の正面図。
【図３４】他の駆動例を示す斜視図。
【図３５】他の駆動例を示す斜視図。
【図３６】観覧用水槽による付加例を示す斜視図。
【図３７】吸い上げポンプを装備した例を示す正面図。
【図３８】観覧用水槽の上端に他の水槽を付加した例を示す斜視図。
【図３９】水質管理方式を示す正面図。
【図４０】他の観覧用水槽を示す斜視図。
【図４１】他の観覧用水槽を示す斜視図。
【図４２】魚類への給餌方式を示す説明図。
【図４３】観覧用水槽に微生物槽を付加した例を示す斜視図。
【図４４】簡易バルブ方式を示す断面図。
【図４５】観覧用水槽内のゴミ取り方式を示す正面図。
【図４６】観覧用水槽近傍のゴミを取る方式を示す平面図。
【図４７】図４６の正面図。
【図４８】図４６のコンベアを示す斜視図。
【図４９】他のコンベア例を示す斜視図。
【符号の説明】
７，３２，４９，６４，８１，９１，１０３，１２２，１４０…水受回転部材。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0004691764.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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