(57)【要約】【課題】本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な水力発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】水流により回転する回転部１と、この回転部１の回転により発電する発電部２とを有する水力発電装置であって、前記回転部１は、前記発電部２の回転軸部３とともに回転する回転体７に複数のハネ体４が軸部５により枢着された構成であり、前記各軸部５は前記各ハネ体４の長さ方向中央から所定の距離位置に設けられ、また、前記ハネ体４の先端部４'の前記回転軸部３側方向への回転を阻止する回転規制部６を有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流により回転する回転部と、この回転部の回転により発電する発電部とを有する水力発電装置であって、前記回転部は、前記発電部の回転軸部とともに回転する回転体に複数のハネ体が軸部により枢着された構成であり、前記各軸部は前記各ハネ体の長さ方向中央から所定の距離位置に設けられ、また、前記ハネ体の先端部の前記回転軸部側方向への回転を阻止する回転規制部を有し、前記回転部を水中に配して前記ハネ体が水流を受けた際、前記回転規制部での前記ハネ体の先端部の回転が阻止されることで、前記ハネ体が水流の抵抗となり前記回転部が回転するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
請求項１記載の水力発電装置において、前記ハネ体の先端部は、前記ハネ体の両端部のうち前記軸部からの距離が長い側であることを特徴とする水力発電装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記回転規制部は、前記回転軸部と前記軸部との間に設けられていることを特徴とする水力発電装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記回転規制部は、前記回転軸部であることを特徴とする水力発電装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記発電部は、防水性を有するボックス内に発電機を設けて構成されていることを特徴とする水力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油や石炭などの化石燃料の代替えエネルギーが注目される中、太陽光発電や風力発電の他にも水力発電が注目されており、例えば特開２００３−２８６９３５号のような水力を電気に変換する水力発電装置（以下、従来例）が種々提案されている。
【０００３】
この従来例は、河川の水流により回転力を得ることにより発電機を駆動して発電する発電装置と、この発電装置を搭載して河川の水面に浮かべる浮体装置と、川岸より浮体装置を牽引する牽引装置とを備えたものであり、この従来例であれば、河川の水位が変わっても発電装置で発電することができる。
【０００４】
即ち、従来例は、水流を受けて発電機を駆動する回転力を得るための回転部は、所謂水車構造であり、その下方部分で水流を受けることで回転する構造であるが、この従来例の回転部は、浮体装置で水面に浮く構造であるから、川岸などに固定された場合と異なり、水位が変わっても常に下方部分が水没する状態が得られ、よって、回転することができ、河川の水位が変わっても発電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例は、前述したように川岸に係留して水上に浮かべるという構造上、例えば風が強くて波が大きい場合に浮体装置が揺動して発電装置が良好に作動しない（回転部が良好に回転しない）など、安定的な発電が望めず、しかも、構造が複雑でコスト高であり、更に、従来例は水上で動くため、景観上好ましくなく、また、騒音が出るなど、周辺環境への問題が危惧される。
【０００７】
また、従来例は、発電機が水に濡れて壊れ易いという問題点もある。
【０００８】
本発明者は、前述した水力発電装置について更なる研究・開発を進め、その結果、極めて商品価値の高い画期的な水力発電装置を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１０】
水流により回転する回転部１と、この回転部１の回転により発電する発電部２とを有する水力発電装置であって、前記回転部１は、前記発電部２の回転軸部３とともに回転する回転体７に複数のハネ体４が軸部５により枢着された構成であり、前記各軸部５は前記各ハネ体４の長さ方向中央から所定の距離位置に設けられ、また、前記ハネ体４の先端部４'の前記回転軸部３側方向への回転を阻止する回転規制部６を有し、前記回転部１を水中に配して前記ハネ体４が水流を受けた際、前記回転規制部６での前記ハネ体４の先端部４'の回転が阻止されることで、前記ハネ体４が水流の抵抗となり前記回転部１が回転するように構成されていることを特徴とする水力発電装置に係るものである。
【００１１】
また、請求項１記載の水力発電装置において、前記ハネ体４の先端部４'は、前記ハネ体４の両端部のうち前記軸部５からの距離が長い側であることを特徴とする水力発電装置に係るものである。
【００１２】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記回転規制部６は、前記回転軸部３と前記軸部５との間に設けられていることを特徴とする水力発電装置に係るものである。
【００１３】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記回転規制部６は、前記回転軸部３であることを特徴とする水力発電装置に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記発電部２は、防水性を有するボックス８内に発電機９を設けて構成されていることを特徴とする水力発電装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上述のように構成したから、前述した従来例と異なり、安定的に発電が行われることになり、しかも、簡易構造でコスト安であり、更に、景観を悪くすることなく、騒音も出ず、周辺環境への問題も生じないなど、極めて商品価値の高い画期的な水力発電装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施例の使用状態説明図である。
【図２】本実施例に係る要部の分解斜視図である。
【図３】本実施例に係る要部の説明図である。
【図４】本実施例に係る要部の動作説明図である。
【図５】本実施例に係る要部の動作説明図である。
【図６】本実施例に係る要部の動作説明図である。
【図７】本実施例に係る要部の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００１８】
例えば河川の水中に回転部１を水没状態で配すると、水流を受けて回転部１は回転し、この回転部１の回転により発電部２で発電が行われる。
【００１９】
この回転部１の回転について説明すると、水中で各ハネ体４は水流を受けると、各ハネ体４の両端部のうち軸部５からの距離が長い方の先端部４'が水流の下流側に向かおうとするが、この際、少なくとも１つのハネ体４が水流を受けて先端部４'の回転軸部３側方向への回転が回転規制部６で阻止されることで、このハネ体４が水流の抵抗となり、一方、その他のハネ体４は先端部４'が水流の下流側に向いた状態（水流とほぼ平行の状態）となって水流の抵抗が小さく回転部１の回転の障害とならず、この各ハネ体４における水流の抵抗の差により回転部１は回転する。
【００２０】
この回転部１の回転に伴い、各ハネ体４は前述した水流に対する抵抗が大きい状態と水流に対する抵抗が小さい状態とが順次切り替わることになり、よって、回転部１は連続して回転する（図４，５，６，７参照）。
【００２１】
従って、本発明は、前述した構造を具備することで、回転部１は水中に没した状態で回転させることができるから、例えば渇水時期などを考慮して常に水中に没する位置に配置しておけば常に発電させることができ、しかも、水中は風や波の影響を受けにくいため、この点においても安定的に発電が行われることになる。
【００２２】
また、本発明は、前述した作動が回転部１に対する工夫だけの簡易構造で達成され、コスト安であり、また、回転部１を水中に没した状態とすることができるから、景観を悪くすることなく、騒音も出ないなど、周辺環境への問題も可及的に抑制することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の具体的な一実施例について図面に基づいて説明する。
【００２４】
本実施例は、水流により回転する回転部１と、この回転部１の回転により発電する発電部２とを有する水力発電装置Ｈである。
【００２５】
以下、本実施例に係る構成各部について詳細な説明をする。
【００２６】
回転部１は、図１，２に図示したように後述する発電部２に設けられる回転軸部３の放射方向位置にして互いに等間隔の回転角度位置に複数（４つ）のハネ体４が設けられた構成であり、この各ハネ体４は、回転軸部３の放射方向位置に配され該回転軸部３と軸方向が同一となる軸部５に基端部４”を連設して回転自在に設けられている。
【００２７】
具体的には、発電部２から延設される回転軸部３の先端部に該回転軸部３の回転とともに回転する強化プラスチック製の回転体７を設け、この回転体７の表裏面所定位置（回転方向に等間隔となる複数位置）に設けられる軸部５にハネ体４が設けられている。
【００２８】
本実施例では回転体７を円形板状としたが、回転軸部３から放射方向に軸部５の数だけアーム状の部材が突出する構造（骨組み構造）でも良い。
【００２９】
ハネ体４は、強化プラスチック製であり、細長薄板状の直方体形状に形成されている。
【００３０】
各軸部５は、回転体７に貫通する棒状部材（止着ボルト５ａ）で構成されており、図３に図示したようにこの各軸部５夫々の左右両端部が回転体７の表裏面に突出するように設けられ、この回転体７の表裏面に突出する軸部５の左右端部にハネ体４が回動自在に設けられている。
【００３１】
また、ハネ体４は、軸部５がハネ体４の長さ方向中央から所定の距離位置に設けられることで、ハネ体４の先端部４'は、ハネ体４の両端部のうち軸部５からの距離が長い方の端部にして水流を受けた際の水流の下流側を向く端部である。
【００３２】
従って、回転体７の表裏にハネ体４が設けられ、この回転体７の表裏においてハネ体４は後述のように水流を受けて左右対称に同様に作用することになる。
【００３３】
尚、軸部５は、回転体７の表裏に別の軸状部材を設けて構成しても良く、また、軸部５を回転体７に対して回転自在としてこの軸部５にハネ体４を回転不能状態に固定するようにしても良い。
【００３４】
符号５ｂは止着ナット、11はガラス製のビーズ（座金体）である。
【００３５】
また、本実施例は、回転軸部３と軸部５との間には、ハネ体４の先端部４'の回転軸部３側方向（内方向）への回転を阻止する回転規制部６が設けられている。
【００３６】
本実施例では、この回転規制部６は回転軸部３に設けた径大部３ａの周面で構成されている。
【００３７】
従って、回転部１を水中に配してハネ体４が水流を受けた際、ハネ体４の先端部４'の回転軸部３側方向への回転が回転規制部６で阻止されることで、このハネ体４が水流の抵抗となり回転部１を回転させることに機能する。尚、この回転規制部６は回転軸部３でなくても良く、例えば回転体７に突起を設けて回転規制部６としても良い。
【００３８】
また、軸部５の外側位置には、ハネ体４の先端部４'の軸部５よりも外側部位における回転が規制される外側回転規制部12が設けられている。
【００３９】
この外側回転規制部12は回転体７の表裏面所定位置に突起を設けて構成されている。
【００４０】
従って、この外側回転規制部12によりハネ体４が必要以上に回転してしまうのを防止し、常に回転部１を回転させるために必要な各ハネ体４の状態が確実に得られることになる。
【００４１】
また、回転軸部３は、その中央部位を軸受部13で回動自在に軸受されており、左右の端部夫々が軸受部13から外部に突出する状態に設けられている。尚、この軸受部13には図示省略のベアリングが設けられている。
【００４２】
また、この回転軸部３の一端部には前述したように回転部１が設けられ、他端部には発電部２が設けられている。
【００４３】
この発電部２は、図１に図示したように回動軸部３の端部に複数の発電機９（タービン）を連設したものであり、回動軸部３に大径ギア14を設け、この大径ギア14と係合する小径ギア15を発電機９に設けたものである。尚、大径ギア14の径は回転体７の径と同一である。
【００４４】
従って、回転軸部３が回転することで各発電機９は発電する。
【００４５】
また、発電部２は、各発電機９が防水性を有するボックス８内に設けられ、この発電部２は地下に埋設されている。
【００４６】
従って、この発電部２を実際に川岸などに設置した状態において景観を悪くすることなく、騒音も出ないなど、周辺環境への問題も可及的に抑制することができる。
【００４７】
符号16はボックス８内の空気や湿気を排気する排気筒である。
【００４８】
以上の構成から成る本実施例に係る水力発電装置は、発電部２を川岸の地下に埋設状態とし、回転部１を河川の水中に没した状態とする。この水力発電装置の近傍にして地上には変電所が設置され、この変電所から水力発電装置で発生した電気は送電線で送電される。
【００４９】
本実施例は上述のように構成したから、例えば河川の水中に回転部１を水没状態で配すると、水中で各ハネ体４は水流を受けて、各ハネ体４の先端部４'が水流の下流側に向かおうとするが、この際、少なくとも１つのハネ体４が水流を受けて先端部４'の回転軸部３側方向への回転が回転規制部６で阻止されることで、この回転規制部６で回転が阻止されたハネ体４が水流の抵抗となり、一方、その他のハネ体４は先端部４'が水流の下流側に向いた状態（水流とほぼ平行の状態）となって水流の抵抗が小さく回転部１の回転の障害とならず、この各ハネ体４における水流の抵抗の差により回転部１は回転する。
【００５０】
この回転部１の回転に伴い、各ハネ体４は前述した水流に対する抵抗が大きい状態と水流に対する抵抗が小さい状態とが順次切り替わることになり、よって、回転部１は連続して回転する。
【００５１】
具体的には、本実施例に係る回転部１は水中において図４，５，６，７の作動を行い、即ち、スタート時には図４，５に図示したように回転規制部６で回転が阻止されたハネ体４だけでなく、外側回転規制部12で回転が阻止されたハネ体４においても水流の抵抗となり、回転部１は回転し、その後は、図６，７に図示したように回転規制部６で回転が阻止されたハネ体４における水流に対する抵抗によって回転部１は連続的に回転することになる。
【００５２】
この回転部１の回転により回転軸部３が回転し、この回転軸部３の回転により発電部２（発電機９）が作動して発電する。
【００５３】
よって、本実施例によれば、前述した構造を具備することで、回転部１は水中に没した状態で回転させることができるから、例えば渇水時期などを考慮して常に水中に没する位置に配置しておけば常に発電させることができ、しかも、水中は風や波の影響を受けにくいため、この点においても安定的に発電が行われることになる。
【００５４】
また、本実施例は、前述した作動が回転部１に対する工夫だけの簡易構造で達成され、コスト安であり、また、回転部１を水中に没した状態とすることができるから、景観を悪くすることなく、騒音も出ないなど、周辺環境への問題も可及的に抑制することができる。
【００５５】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【００５６】
１  回転部
２  発電部
３  回転軸部
４  ハネ体
４'  先端部
５  軸部
６  回転規制部
７  回転体
８  ボックス
９  発電機
【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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