(57)【要約】【課題】取付及び設置が容易であり、且つコンパクトな水流発電装置を提供すること。【解決手段】本発明は、（Ｂ）水流発電装置の回転力を得て発電する（Ｃ）発電機で発電された電気は（Ｄ）リチウム蓄電器に蓄電する。本発明のエネルギー源である水は回転を発生させ、又水中に含まれている不純物も、凝集剤を用いた遠心分離により、水中より分離・除去し整水のみを再利用し、次のステージへ移送する水流発電装置である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状容器（ケーシング）内に両端をシール付きベアリングで支持されたる主軸（スピンドル）に固着一体化された回転羽根車が位置し、ケーシング内に加圧機構により加圧され注水されたる水流により羽根車（ローター）が回転する事を特徴とする水流回転装置。
【請求項２】
請求項１の回転装置より発生する回転を発電機に伝動し、発電する事を特徴とする水流発電装置。
【請求項３】
水流発電装置の主軸（スピンドル）が中空（パイプ）であり、ケーシング内で回転に作用した水流は渦を巻きながら下方に移行、トルネード室に至るや速度エネルギーが圧力エネルギーに変わり竜巻が発生する。
整水は主軸内を上昇し、ロータリー・ジョイントを経て次なるステージへと流れ込む事を特徴とする水流発電装置。
【請求項４】
請求項１において注水パイプ上に、凝集剤投入装置を有し、水流に添加することにより、汚染水中の不純物を凝集・フロック化され遠心分離によりフロック（汚泥）と整水に分離することを特徴とする水流発電装置。
【請求項５】
請求項１，２において発電されたる電気は、送電し使用するのではなくリチウム蓄電機に一旦蓄電し、蓄電機を使用、必要場所に移設し電気を取り出すことを特徴とする水流発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水流発電装置に関し、更に詳しくは水が流れる場所があれば設置が容易であり、且つコンパクトな水流発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  古来よりエネルギーといえば、石炭・石油・天然ガスとエネルギーの主力となっていたが、近年化石エネルギーの代替として、いわゆるクリーンエネルギーである風力や太陽光エネルギー等が注目されている。
ところが、太陽光の場合は電力変換効率が悪く、又夜間や雨天の場合はエネルギーは得られず有用ではない。【０００３】  そこで去年は、太陽光・風力の天然パワーを合体した装置を発表したが、常時安定エネルギー確保とまでには問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、地球上はもとより我が国においても自然界、社会生活の中で、いたるところに存在する水の流れを活用し、本発明の機械（以後本機と呼ぶ）に水流を引き込み、その流れにより水車（ローター）を回転させ、この回転を発電機に伝動し発電を可能とした、水流発電装置の提供を目的とする。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は前期課題を解決するため、鋭意検討し、社会生活の中で切り離す事の出来ない水の流れに注目、水の流れる場所、部所に本機を接続、水流を注水口より取入、排出口より排出、水を循環さす事により水が本機内で回転する限り、常時水車（ローター）を回転さす事が可能となる事を見出し、本発明を完成するに至った。【０００６】  本発明は水流を供給する為のパイプを本機に接続、その際注水口の位置が重要なるポイントの一つで、ケーシング上部で接線方向に注水する事がポイントにて、ケーシング内部に位置する水車が水流を羽根に受けて回転する水車（ローター）には、中心軸（スピンドル）円周上にあり、中心軸は両端をベアリングにより支持されており，、高速回転にも耐えうるよう工夫されている。
又、中心軸は中空（パイプ）になっている。【０００７】  水車を回転さす目的で使用した水は、渦を巻きながら、ケーシング回転室下方に移動してゆきトルネード室へと達する。速度エネルギーがこの時点で圧力エネルギーへと変化し、竜巻となり、清水は中心軸パイプより上昇し排出口へと達する。又、不純物を凝集した汚水は、遠心分離により分離され、トルネード室下方に位置する分離ジャマ板とケーシング内壁との空間より、汚泥収納室へと落下する。【０００８】  本機の構成は、大別して回転室、トルネード室、汚泥収納室からなり、それぞれが分離されておりフランジによりボルト・ナットにて固結され一体化をなす。
尚回転室上の同一フランジに発電機が位置し、水車（ローター）の回転をタイミングベルト又はチェーンにて伝達する。【０００９】  このように装置全体が分割可能になっている為、設置場所に見合った組立が出来、又スペースにマッチする工法を選定可能とした水流発電機に存する。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の水流発電装置は、水さえあれば、大型・中型・小型と産業用から家庭用までその設置分野は広範囲に渡り、又一つの大きな特徴が遠心分離と凝集剤の使用で水の浄化機能を有する為、汚染水を活用する事ができ、発電をしながら水中より放射性物質を除去する。又トンネル工事や地下工事等々で発生する土を多量に含んだ汚染水（赤水）の浄化も可能とした。【００１１】  本発明の水流発電装置は、２台・３台と複数の機を並べて使用することが出来、一箇所の水源で数台を稼働すれば水をフル活用出来、発電量も増大、浄化の問題も１台よりは２台、３台と水が流入する台数が多い程、水の浄化は向上する。【００１２】  本発明の水流発電装置より発電された電気は「、本装置の一つであるリチウム蓄電器により蓄電され、一連のシステムと成す。【００１３】  このように本装置において、発電された電気は送電線にて使用場所に送るのではなく、蓄電器より一旦プールをし使用する為管理方法が大幅に向上される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明に係わる水流発電装置の回転発生装置の上面図、側面図（一部断面）である。
【図２】図２は図１の詳細にて、水の流れによる羽根車（ローター）の回転原理と水中への不純物を凝集、分離する原理断面図である。
【図３】図３は図１，２により発生する回転力を電気に変換する為に発電機を連結した上面図、側面図を示す。
【図４】図４は本発明の水流発電機に必要なる一連の機器を連結した平面図、側面図、システム図である。
【発明を実施する為の形態】
【００１５】  以下、必要に応じ図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。又図面中、同一要素には同一記号を付すこととし、重複する説明は省略する。又上下左右等の位置関係は特に断らない限り図面に示す位置関係に基づくものとす。更に図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【第一実施形態】
【００１６】  図１は、本発明に係わる水流発電機の根幹である水流による回転発生機の全体図で上面図、側面図（一部断面図）を示す。
構造は大別して（Ｂ）回転発生器と（Ｂ２）トルネード発生室、その下部に（Ｂ３）汚泥収納室からなり、（Ｂ１）回転発生室には（Ｂ１−ロ）給水口があり、（Ｅ−１）給水パイプが接続されている。
【００１７】  （Ｂ１）回転発生室は、両端を（Ｂ１−ヌ）ベアリングにて支持された（Ｂ１−リ）スピンドル兼排水パイプが位置し、そのスピンドル外周上に（Ｂ１−リ）先端上部は流れ（整水）を次なるステージへ流す為回転にも耐えうる（Ｂ１−ル）ロータリー・ジョイントにと接続されている。
【００１８】  Ｂ１下部には（Ｂ２）トルネード室がフランジ（Ｂ２−ロ）・（Ｂ２−ハ）にてボルト固定されＢ２下部中央には（Ｂ２−ニ）ジャマ板を有し、トルネード発生の一翼をになっており、フロック化された不純物を外へ外へと弾き飛ばす機能を有す。
【第二実施形態】
【００１９】  トルネード室により、分離された汚泥は、機下部に位置する（Ｂ３）汚泥収納室へと落下し収納する。
【００２０】  本回転装置は水流にて回転力を得ることが第一の目的であり特徴であるが、今ひとつの特徴に水中の不純物を遠心分離の法則により分離する事を可能とした。（Ａ−１）給水パイプ上に（Ｇ）凝集剤投入装置を有しており、水量・汚染度合に応じて天然素材の凝集剤を添加することで数秒のスピードにて不純物を補足、フロックする事を可能とした。
この現象を引き起こすのも本機が有する渦巻き発生の理論にて成り立つ。
【第三実施形態】
【００２１】  図２は、本発明に係わる水流発電の回転装置に関する水の流れを主に、そのメカニズムを示す。
（Ｅ−イ）給水パイプより、Ｂ１−ロにより加圧され（Ｂ１−ヘ）ケーシング内に注水された水は、（Ｂ１−チ）回転羽根（ローター）に突き当たり、（Ｂ１−ヌ）ベアリングに両端を支持された（Ｂ１−リ）スピンドルが（Ｂ１−チ）回転羽根の羽根に受けた水流の力で回転が発生する。水流はケーシング内筒に弾き飛ばされ、水流は回転しながら下方に移動していく。渦巻きとなった水は徐々に下方に位置する。
（Ｂ２）トルネード発生室に至り、（Ｅ−イ）給水パイプより添加されたる凝集剤のパワーにて不純物はフロック化され、（Ｂ２−ニ）ジャマ板（円板）とケーシング内壁との間隙を通り下方に落下する。
一方水流は速度エネルギーにより（Ｂ２）トルネード室に達し、圧力エネルギーに変わり整水は竜巻となり、（Ｂ１−リ）スピンドル兼排水パイプ内に巻上がり上昇し、上部に接続されている（Ｂ１−ル）ロータリー・ジョイントを通過し、次なるセクションへと流れ込む。
【第四実施形態】
【００２２】  図３は、本発明に係わる水流発電の（Ｂ）回転装置の回転力を（Ｃ）発電機に伝動する形態を平面図・側面図で示す。
（Ｂ）回転装置の（Ｂ１−リ）スピンドルの上端部に（Ｃ２−イ）タイミング・プーリが取り付けられ（チェーン駆動の場合はスプロケット）、（Ｃ）発電機のスピンドルにもタイミング・プーリーが位置し、これをタイミング・ベルトにより伝動を可能とした。
又発電効率を鑑み、（Ｂ）（Ｃ）双方のプーリー系は変換する事も有る。
【第五実施形態】
【００２３】  図４は、本発明に係わる水流発電装置がより効率的に稼働さすためのシステム図（上面図・側面図）を示す。
（Ａ）水タンクより（Ｅ−イ）給水パイプにて（Ｂ）回転装置に流入、Ｂの回転力にてＣが発電、発電された電気は（Ｃ−ハ）ケーブルにて（Ｄ）リチウム蓄電機に移送され蓄電される。
本図においては、Ｂ・Ｃ−１、Ｂ・Ｃ−２、Ｂ・Ｃ−３と３台の発電装置と連動し、（Ｄ）蓄電機に送り、プールする実施例を示す。
又、水流はＡよりＥ−イ、Ｂ・Ｃ−１、Ｂ・Ｃ−２、Ｂ・Ｃ−３と発電・浄化を行いながら最終は（Ｅ）浄化済タンクへと流入する。当然ながら本装置の台数が多い程発電も増加し浄化も進行し純水に近くなる。
【００２４】  発電装置、Ｂ・Ｃ−１、Ｂ・Ｃ−２、Ｂ・Ｃの最下部に位置する（Ｆ）スクリュー・コンベアは本装置をシステム化・自動化した場合、回転装置Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３より凝集剤の効果と遠心分離により、水中の不純物は汚泥となり、（Ｂ３）汚泥収納室より自動排出され（Ｆ）スクリュー・コンベアにて処理場へ移送する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明に係わる水流発電装置Ｂ・Ｃは水が存在するところに設置可能で、水を流れにするのみで、水流を電力に変換する事ができる。
大型の工業用・産業用から小型の家庭用まで活用分野は多岐に渡る。
【符号の説明】
【００２６】Ａ：供給用水タンク（汚染水・赤水等も含む）
Ｂ：水流回転発生器
Ｂ１：回転発生室
Ｂ２：トルネード発生室
Ｂ３：汚泥収納室
Ｂ・Ｃ１：水流発電機
Ｂ・Ｃ２：水流発電機
Ｂ・Ｃ３：水流発電機
Ｃ：発電機
Ｄ：リチウム蓄電機
Ｅ：浄水済タンク
Ｆ：スクリュー・コンベア
Ｇ：凝集剤供給機
Ａ−イ：水供給パイプ
Ｂ１−ロ：注水口
Ｂ１−ハ：加圧機構
Ｂ１−ニ：上部フランジ
Ｂ１−ホ：サブフランジ
Ｂ１−ヘ：ケーシング
Ｂ１−ト：下部フランジ
Ｂ１−チ：回転羽根（ローター）
Ｂ１−リ：スピンドル・兼・排水パイプ
Ｂ１−ヌ：ベアリング
Ｂ１−ル：ロータリー・ジョイント
Ｂ１−オ：排水及び給水パイプ
Ｂ２−イ：ケーシング
Ｂ２−ロ：上部フランジ
Ｂ２−ハ：下部フランジ
Ｂ２−ニ：ジャマ板
Ｃ２−イ：タイミング・プーリー
Ｃ２−ロ：タイミング・ベルト
Ｅ−イ：水供給パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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