(57)【要約】      （修正有）【課題】省スペースで設置することができ、かつ、水位や流速に応じて移動させることができて、水流エネルギーからトルクを効率的に取り出すことができる水力発電装置のトルク取出機構を提供する。【解決手段】受水装置１には、中央の回転軸部１１から複数の支持アーム１２・１２…を略等角度間隔で放射状に設け、これらの支持アーム１２の先端部を屈曲してそれぞれ支軸１２ａを形成する一方、この支持アーム１２の先端部近傍には棒状のストッパー１３を突成し、かつ、前記支軸１２ａには、受水面１４ａおよびヒンジ部１４ｂが設けられた平板状の可動板１４をそれぞれ支承して、前記支持アーム１２が水流の順方向に回転移動するときは、可動板１４の裏面に前記ストッパー１３が衝止することによって、受水面に受水可能にする一方、支持アーム１２が水流の逆方向に回転移動するときは、可動板１３の板軸方向が水流方向と平行になって受水を退避可能にする。【選択図】図２
0003158487.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水路Ｗ内に設置される水力発電装置において、水流からトルクを取り出すための構造であって、受水装置１が可動式の支持フレーム２に固定され、この支持フレーム２を駆動させることにより当該受水装置１を着水せしめて水中に設置可能であって、
前記受水装置１には、中央の回転軸部11から複数の支持アーム12・12…が略等角度間隔で放射状に設けられており、これらの支持アーム12の先端部が屈曲されてそれぞれ支軸12ａが形成されている一方、この支持アーム12の先端部近傍には棒状のストッパー13が突成されており、かつ、前記支軸12ａには、受水面14ａおよびヒンジ部14ｂが設けられた平板状の可動板14がそれぞれ支承されており、
前記支持アーム12が水流の順方向に回転移動するときは、可動板14の裏面に前記ストッパー13が衝止することによって、受水面13ａに受水可能である一方、
支持アーム12が水流の逆方向に回転移動するときは、可動板13の板軸方向が水流方向と平行になって受水を退避可能であるとともに、
前記受水装置１における回転軸部11の回転トルクをモータ発電機３の回転軸31に伝達可能であることを特徴とする水力発電装置におけるトルク取出構造。
【請求項２】
支持フレーム２の基端部21がヒンジ連結されている一方、支持フレーム２の先端部22に受水装置１が固定されており、この支持フレーム２を傾倒することにより水路Ｗ上に懸架して、前記受水装置１を水中に設置可能であることを特徴とする請求項１記載の水力発電装置におけるトルク取出構造。
【請求項３】
支持フレーム２の傾倒機構23において、巻取りウインチ23ａが設けられていることを特徴とする請求項２記載の水力発電装置におけるトルク取出構造。
【請求項４】
受水装置１を着水した時に、支軸12ａが鉛直方向に配設されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の水力発電装置におけるトルク取出構造。
【請求項５】
モータ発電機３の回転軸31にかさ歯車31ａが配設されている一方、受水装置１の回転軸部11にかさ歯車11ａが配設されており、これらのかさ歯車同士が噛合することによって、略垂直方向にトルク伝達可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の水力発電装置におけるトルク取出構造。
【請求項６】
モータ発電機３の回転軸31と受水装置１の回転軸部11とが、チェーンまたはベルトからなる帯体４により連結されてトルク伝達可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の水力発電装置におけるトルク取出構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電装置の改良、更に詳しくは、省スペースで設置することができ、かつ、水位や流速に応じて移動させることができて、水流エネルギーからトルクを効率的に取り出すことができる水力発電装置のトルク取出機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、発電の手段として、火力発電や原子力発電、水力発電などがあり、中でも、水力発電は燃料を使用しないため、地球温暖化防止などの環境問題解決の上でもクリーンエネルギーとして非常に重要である。
【０００３】
ところで、水力発電は、通常、ダムの放水路や河川などの比較的流量の大きい場所で行われることが多いため、導水管やゲートなどの大規模な施設が必要である。
【０００４】
そこで、最近では、用水路などの小規模な水量の構造物において発電をすることによって、身近な流水エネルギーを有効に利用することができる、所謂「小水力発電・マイクロ水力発電」についての発電設備が開示されている。
【０００５】
従来、水力発電等で水流からトルクを取り出す際には、水車が用いられているが、水車の回転軸は、水平方向に配設されていることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この場合、不可避的に設置スペースが多く必要になってしまうという問題があった。また、恒常的設備として設置しているため、悪天候や放水などによる急激な水位や流速の増加によって、水車が破損してしまうおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−４１３５０号公報（第２−３頁、図１）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案は、従来の水力発電装置に上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、省スペースで設置することができ、かつ、水位や流速に応じて移動させることができて、水流エネルギーからトルクを効率的に取り出すことができる水力発電装置のトルク取出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１０】
即ち、本考案は、水路Ｗ内に設置される水力発電装置において、水流からトルクを取り出すための構造であって、受水装置１を可動式の支持フレーム２に固定し、この支持フレーム２を駆動させることにより当該受水装置１を着水せしめて水中に設置可能であって、前記受水装置１には、中央の回転軸部11から複数の支持アーム12・12…を略等角度間隔で放射状に設け、これらの支持アーム12の先端部を屈曲してそれぞれ支軸12ａを形成する一方、この支持アーム12の先端部近傍には棒状のストッパー13を突成して、かつ、前記支軸12ａには、受水面14ａおよびヒンジ部14ｂが設けられた平板状の可動板14をそれぞれ支承して、前記支持アーム12が水流の順方向に回転移動するときは、可動板14の裏面に前記ストッパー13が衝止することによって、受水面13ａに受水可能にする一方、
支持アーム12が水流の逆方向に回転移動するときは、可動板13の板軸方向が水流方向と平行になって受水を退避可能にするとともに、
前記受水装置１における回転軸部11の回転トルクをモータ発電機３の回転軸31に伝達可能にするという技術的手段を採用したことにより、水力発電装置におけるトルク取出構造を完成させた。
【００１１】
また、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、支持フレーム２の基端部21をヒンジ連結する一方、支持フレーム２の先端部22に受水装置１を固定し、この支持フレーム２を傾倒することにより水路Ｗ上に懸架して、前記受水装置１を水中に設置可能にするという技術的手段を採用した。
【００１２】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、支持フレーム２の傾倒機構23において、巻取りウインチ23ａを設けるという技術的手段を採用した。
【００１３】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、受水装置１を着水した時に、支軸12ａが鉛直方向に配設されるようにするという技術的手段を採用した。
【００１４】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、モータ発電機３の回転軸31にかさ歯車31ａを配設する一方、受水装置１の回転軸部11にかさ歯車11ａを配設して、これらのかさ歯車同士が噛合することによって、略垂直方向にトルク伝達可能にするという技術的手段を採用した。
【００１５】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、モータ発電機３の回転軸31と受水装置１の回転軸部11とを、チェーンまたはベルトからなる帯体４により連結してトルク伝達可能にするという技術的手段を採用した。
【考案の効果】
【００１６】
本考案にあっては、受水装置に中央の回転軸部から複数の支持アームを略等角度間隔で放射状に設け、これらの支持アームの先端部を屈曲してそれぞれ支軸を形成する一方、この支持アームの先端部近傍に棒状のストッパーを突成して、かつ、前記支軸には、受水面およびヒンジ部を設けた平板状の可動板をそれぞれ支承したことによって、前記支持アームを水流の順方向に回転移動するときは、可動板の裏面に前記ストッパーが衝止することによって、受水面に受水可能にする一方、支持アームが水流の逆方向に回転移動するときは、可動板の板軸方向が水流方向と平行になって受水を退避可能にするとともに、前記受水装置における回転軸部の回転トルクをモータ発電機の回転軸に伝達することができる。
【００１７】
したがって、本考案のトルク取出構造によれば、受水装置全体が水中に入って、省スペースで設置することができ、かつ、水位や流速に応じて移動させることができて、水流エネルギーからトルクを効率的に取り出すことができて、河川や小川、下水道、排水溝、農業用水路などの様々な水路に簡単に導入することができることから、実用的利用価値は頗る高いものがあると云える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の実施形態の受水装置を表わす上面図である。
【図２】本考案の実施形態のトルク取出構造を表わす全体側面図である。
【図３】本考案の実施形態のトルク取出構造を表わす部分側面図である。
【図４】本考案の実施形態のトルク取出構造の変形例を表わす部分側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
本考案を実施するための形態を、具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると、次のとおりである。
【００２０】
本考案の実施形態を図１から図４に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは受水装置であり、この受水装置１は、用水路などの水中に配置して、流水エネルギーを得るための装置である（図１参照）。
【００２１】
また、符号２で指示するものは支持フレームであり、この支持フレーム２は、金属等で作製された強固な棒状の長手部材である。
【００２２】
また、符号３で指示するものはモータ発電機であり、このモータ発電機３は、回転軸31を回転せしめることによりケーシング内に収容されたコイルを回転させて発電することができる。本実施形態では、コイルにより発生した誘導電流を電線32を通じて前記ケーシングの外部に送電することができる。
【００２３】
しかして、本考案は、水路Ｗ内に設置される水力発電装置において、水流からトルクを取り出すための構造であって、構成するにあっては、まず、受水装置１を可動式の支持フレーム２に固定する。
【００２４】
そして、この支持フレーム２を駆動させることにより受水装置１を着水せしめて水中に設置することができる。
【００２５】
本実施形態では、支持フレーム２の基端部21をヒンジ連結する一方、支持フレーム２の先端部22に受水装置１を固定して、この支持フレーム２を傾倒することにより水路Ｗ上に懸架して、前記受水装置１を水中に設置することができる。
【００２６】
この際、図２に示すように、支持フレーム２の傾倒機構23において、巻取りウインチ23ａを設けることができる。この傾倒機構23は、パイプを立設してその内部にワイヤーを挿通するとともに、このワイヤーを支持フレーム２の先端部22に連結して、前記巻取りウインチ23ａの操作することによって当該支持フレーム２を傾倒または起立させることができる。なお、この巻取りウインチ31ａは手動・自動を問わない。また、この支持フレーム２は水平方向にも回転させることができ、水上に引き上げた受水装置１を岸側に退避させてメンテナンス等を行うことができる。
【００２７】
そして、前記受水装置１には、中央の回転軸部11から複数の支持アーム12・12…を略等角度間隔で放射状に設け、これらの支持アーム12の先端部を屈曲してそれぞれ支軸12ａを形成する。
【００２８】
本実施形態では、これらの支持アーム12としてアルミニウム製パイプを採用するとともに、略４５°間隔で８本形成する。また、受水装置１を着水した時に、支軸12ａが鉛直方向になるように配設する。
【００２９】
また、この支持アーム12の先端部近傍には棒状のストッパー13を突成する。本実施形態では、支持アーム12から垂直方向に溶接一体化する。
【００３０】
そして、前記支軸12ａには、受水面14ａおよびヒンジ部14ｂが設けられた平板状の可動板14をそれぞれ支承する。本実施形態では、ヒンジ部14ｂを筒状に形成して、このヒンジ部14ｂに支軸12ａを挿通せしめる。
【００３１】
以上のように構成したことにより、前記支持アーム12が水流の順方向に回転移動するときは、可動板14の裏面に前記ストッパー13が衝止することによって、受水面13ａに受水することができる（図１参照）。
【００３２】
また、支持アーム12が水流の逆方向に回転移動するときは、可動板13の板軸方向が水流方向と平行になって受水を退避することができ、水流の抵抗を減少せしめて上流側に戻すことができる（図１参照）。
【００３３】
このようにして、支持アーム12は、回転軸部11を中心として次々と回転を繰り返し、受水装置１における回転軸部11の回転トルクをモータ発電機３の回転軸31に伝達することができ、水力発電を行うことができるのである。
【００３４】
本実施形態では、モータ発電機３の回転軸31にかさ歯車31ａを配設する一方、受水装置１の回転軸部11にかさ歯車11ａを配設して、これらのかさ歯車同士を噛合することによって、略垂直方向にトルク伝達可能にすることができる（図３参照）。
【００３５】
このように構成することによって、ロス無く直接的にトルク伝達させることができ、かつ、省スペース化することができる。また、モータ発電機３には、適宜、雨よけ用のカバーを配置することができる。
【００３６】
なお、図４に示すように、モータ発電機３の回転軸31と受水装置１の回転軸部11とを、チェーンまたはベルト（本実施形態ではベルト）からなる帯体４により連結してトルク伝達することもできる。
【００３７】
本考案は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「実用新案登録請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、受水装置１の支持アーム12の本数を増減したり、可動板14の形状を変形することもでき、これら何れのものも本考案の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３８】
１    受水装置
11    回転軸部
11ａ  かさ歯車
12    支持アーム
12ａ  支軸
13    ストッパー
14    可動板
14ａ  受水面
14ｂ  ヒンジ部
２    支持フレーム
21    基端部
22    先端部
23    傾倒機構
23ａ  巻取りウインチ
３    モータ発電機
31    回転軸
31ａ  かさ歯車
32    電線
４    帯体
Ｗ    水路
【図１】
0003158487.tif 000003
【図２】
0003158487.tif 000004
【図３】
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【図４】
0003158487.tif 000006