(57)【要約】【課題】吸水管と排水管は除いて、既存の水路の外に非常に簡単に設置することを可能にした水力発電装置およびその設置方法を提供する。【解決手段】本実施形態における水力発電装置１は水槽２とタービン３と脚４と発電機７とを備える。水槽２は、水路上流の水を吸水し、前記水槽２に導く吸水管５と前期水槽２の水を吸水口５aより下流に流出させるための排水管６とを備える。タービン３は、水槽２の内部に配置されたほぼ鉛直方向の回転軸を中心に水槽２内で発生した渦のエネルギーによりタービン３を回転させ、シャフト９を介して発電機７を回転させる。脚４は、少なくとも装置本体を支える。吸水管５と水槽２（発電機７とタービン３を含む。）と排水管６は、吸水口５aと排水口６aを除いて密閉状態を保持している。【選択図】図１
2016098743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路１０の水を吸水し水槽２に流入させるための吸水管５と、前記水槽２と、前記水槽２に流入した水を排出するための排水管６と、前記水槽２の内部に配置されたタービン３と、発電機７と、を吸水口５aと排水口６aを除いて密閉を保持した状態で備えること、を特徴とする水力発電装置。
【請求項２】
前記水槽２の上面か下面、あるいは側面の壁に呼び水給水口８及び呼び水給水口ふた８aを備えた請求項１記載の水力発電装置。
【請求項３】
水路から水を吸水し水路２に流入させるための吸水管５と、前記吸水口５aより下から排出させる排出管６とを備えた水槽２と、前記水槽２の内部に配置されたほぼ鉛直方向の回転軸を中心に前記水槽２内で発生した渦により発電機７を回転させるタービン３と前記発電機７と、を吸水口５aと排水口６aを除いて密閉を保持した状態に、準備する工程と、を備えることを特徴とする水力発電装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路の外に発電装置の主要な部分を設置可能にした水力発電装置およびその設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球規模の課題である地球温暖化が言われはじめて久しい。特にここ数年、世界各地でその影響と考えられる自然災害が数多く発生している。そういう中で再生可能エネルギーを効率よく利用するための技術開発は急務となっている。再生可能エネルギー利用は、この課題を解決すべく、世界中で技術開発及び設置が進められている。
【０００３】
再生可能エネルギーの一つに水力発電がある。特許文献１には小水力発電装置に関する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された技術は、水路に設置された水槽内に流入させた水で渦を発生させ、その渦のエネルギーをタービンで取り出し発電するものである。さらに既存の水路に簡易に取り付けることができる水力発電装置および、その設置方法を提供するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５６８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された水力発電装置は、既存の水路に簡易に取り付けることができる水力発電装置および、その設置方法を提供するものである。このため、大雨の場合、この水力発電装置が水路の水流を妨げるもととなる可能性や流されてきた物体とぶつかり破損する可能性がある。また、設置に際して、水路の形状などを考慮し、設置場所も限定せざるを得ない。さらに、水路に水力発電装置を固定する作業も大きな費用を要してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮し、既存の水路の外に非常に簡単に設置できる水力発電装置および設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る水力発電装置１は、上述した課題を解決するために水路１０から導かれた水を上方から流入させる吸水口５aと前記吸水口５aに導かれた水を前記吸水口５aより下方から流出させる排水口６aとを備えた水槽２と前記水槽２の内部に配置されたほぼ鉛直方向の回転軸を中心に前記水槽２内で発生した渦により回転させるタービン３と発電機７とを、吸水口５aと排水口６a以外は密閉性を保持した状態で、備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る水力発電装置および、その設置方法においては、水路の外に非常に簡単に設置することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す概略的な全体図
【図２】本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す本体主要部の概略図
【図３】本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す横断面図
【図４】本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る水力発電装置およびその設置方法の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す概略的な全体図
【００１３】
図２は、本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す本体主要部の概略図
【００１４】
図３は、本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す横断面図
【００１５】
図４は、本発明に係る水力発電装置の一実施形態を示す縦断面図
【００１６】
実施例として図１のように、水力発電装置１は、種々の水路１０の外の場所に設置することができる。水路１０は、河川などの一定の水路を有するものであって、地形により形成されたものや、用水路、排水路、放水路などの人工的に造られた構造物である。あるいは、水流がなくてもたまっている水で、下方へ流してもよい形状の場所でもよい。
【００１７】
水槽２は、図３に示すように横断面の内周の形状がほぼ円状を有する容器である。水槽２は、水槽流水口２aと水槽流出口２b以外は完全に密閉された状態である。水槽２の内面の形状は、ほぼ円筒形であるが、大気圧の影響が大きく作用し水槽の破損が考えられる場合、水槽２の外面の形状は、ほぼ球形状にしたほうが、水槽２の強度は増す。このように、大気圧の影響を無視できない場合、その状況に応じて外面の形状や材質は変わる。
【００１８】
水槽２は、設置の手間や増水時に流れてきた物との衝突による破損などを考えると水路の外がよいが、もちろん設置の手間や流水の影響を考える必要がなければ、水路内に設置してもよい。
【００１９】
水槽２は、図２に示すように、呼び水給水口８を有する。前記呼び水給水口８は、発電を始める際、まず吸水口５aと排水口６aに栓をし、この呼び水給水口８より、水を入れ、吸水管５、水槽２、排水管６を水で満たす。その後、呼び水給水口８もふたをし、完全に密閉状態にする。最後に、吸水口栓５bと排水口栓６bの栓をとる。この作業をするにあたり、排水口６aは吸水口５aより低い位置でなければならない。
【００２０】
水槽２からの水の流出は、流出口２bからおこなわれ、排水管６に流れ出る。流出口２bは、タービン３のシャフト９（回転軸）の下方（真下）に設けられる。
【００２１】
吸水管５は、1本でも２本でも、さらに３本以上でもよい。ただし、複数の場合、吸水管５は、渦のエネルギーが増すように吸水管５から水槽２へ流入する水流の向きを考え、水槽２に取り付けられる。
【００２２】
吸水口５aは、排水口６aより上流に設置される。吸水口５aは、必ず水面下に設置しなければならない。吸水口５aから大きなゴミが入らないように網などのフィルターをつける。吸水口５aは、流水に流されないようにくいで止めておくこともできる。あるいは、流されないように鎖などを使い、引き止める方法もある。排水口６aの設置についても同様に固定してもよい。また、水が吸水口５aにスムーズに入れるように吸水口５aを広げてラッパ状にする方法もある。
【００２３】
タービン３は、水槽２の内部に設置される。タービン３は、シャフト９とブレード１１とを有する。タービン３は、水槽２内で発生した渦の運動エネルギーをブレード１１で受け、ほぼ鉛直方向を回転軸とするシャフト９を中心に回転する。シャフト９の回転は、発電機を回転させる。その際、後述のようにして水力発電装置１を電力需要に合わせて運用することが可能である。つまり、シャフト９と発電機７を直結せず、その間に遊星ギアを接続したり、電磁クラッチを設けたりなどすることである。
【００２４】
水槽２の内部の上部中央に発電機７を設けているが前記発電機７の部分は水に濡れないように密閉した空間に設置する。あるいは、発電機７の部分のみ、水槽２の外部の上部に設けてもよい。ただし、水槽２は、水槽流入口２aと水槽流出口２bを除いて必ず密閉状態を保持しておかなければならない。
【００２５】
水槽流出口２bに、水の通過する断面積を変化させることができる器具（たとえば、水道の蛇口のようなもの）などを設置して、水流量を変化させ、発電量を調節することもできる。
【００２６】
脚４は、水槽２をほぼ水平に設置する。水槽２が振動するなど不安定な場合は、留め金などを用いてその場にしっかり固定してもよい。
【００２７】
なお、水槽２の大きさや水槽流入口２a及び水槽流出口２bの大きさは、水路１０を流れる水量、流速などの水路１０の状況に応じて最適な状態になるよう設計する。それに応じて、吸水管５と排水管６のサイズも決められる。なお、水槽２の寸法や水槽２への流入量および流水量（吸水口５aおよび排水口６a、吸水管５と排水管６の内径）は、水力発電装置の設置場所の地形や水量、流速、発電量などの条件に応じて最適な状態になるように設計する。
【００２８】
水力発電装置１を最も適当と考えられる場所に運んで設置し、吸水管５を上流に、排水管６を下流に設置し、呼び水給水口８から水を満杯になるまで入れ、呼び水給水口ふた８aをすれば発電準備は完了である。あとは、吸水口栓５bを取り、さらに、排水口栓６bを取れば発電はスタートする。このように、水力発電装置１は従来の発電装置に比べ水力発電を非常に簡単に実現できるようにしたものである。また、取りはずす際には、呼び水吸水口ふた８aを取りはずせば、発電はストップし、すぐに片づけることができる。備え付けの大きなものから、バッグに入れて運べるくらい小さなものまで用途に応じて様々なサイズのものが考えられる。
【００２９】
本発明を実施するための形態をいくつか書いたが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な実施するための形態が考えられるがその中のいくつかの例を書いたものである。ここに書いた実施例以外にも様々なものが考えられるが本発明の要旨を逸脱しない範囲で、これらは本発明の特許請求の範囲と均等の範囲と考える。
【符号の説明】
【００３０】
１    水力発電装置
２    水槽
２a   水槽流入口
２b   水槽流出口
３    タービン
４    脚
５    吸水管
５a   吸水口
５b   吸水口栓
６    排水管
６a   排水口
６b   排水口栓
７    発電機
８    呼び水給水口
８a   呼び水給水口ふた
９    シャフト
１０    水路
１１    ブレード
【図１】
2016098743.tif 000003
【図２】
2016098743.tif 000004
【図３】
2016098743.tif 000005
【図４】
2016098743.tif 000006