(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の流路を内側に備えたケースと、前記流路内に同軸状に配置され、動翼部およびロータマグネットを備えた回転体と、前記ロータマグネットの外周面と対向するステータとを有する軸流発電機において、
前記回転体は、前記動翼部に対して外周側あるいは内周側に、流体圧により発生させる回転トルクが、前記動翼部が発生させる回転トルクと逆方向で当該回転トルクより小さい構造、前記動翼部が発生させる回転トルクと同方向で当該回転トルクより小さい構造、および流体圧による回転トルクを発生させない構造のうちの何れかの構造のバイパス部を備え、
前記回転体に対して入側には、流体圧が低いときに前記バイパス部に向かう流路を閉状態とし、流体圧が上昇したときに前記バイパス部に向かう流路を閉状態から開状態に切り換える弁体を備えた弁機構が構成されていることを特徴とする軸流発電機。
【請求項２】
前記回転体は、前記動翼部より内周側に前記バイパス部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸流発電機。
【請求項３】
前記回転体において、前記動翼部と前記バイパス部は、当該回転体の回転中心軸線に対して同心円状に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸流発電機。
【請求項４】
前記回転体は、前記バイパス部に、前記動翼部と逆方向のトルクを発生させるバイパス翼を備え、
当該バイパス翼により、前記バイパス部は、前記動翼部が発生させる回転トルクと逆方向で当該回転トルクより小さな回転トルクを発生させる構造を構成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項５】
前記回転体は、前記バイパス部に、前記動翼部と同方向のトルクを発生させるバイパス翼を備え、
当該バイパス翼により、前記バイパス部は、前記動翼部が発生させる回転トルクと同方向で当該回転トルクより小さな回転トルクを発生させる構造を構成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項６】
前記回転体は、半径方向に延びた複数枚の羽根を備え、
当該複数枚の羽根の外周側部分により前記動翼部が構成され、
当該複数枚の羽根の内周側部分により前記バイパス部が構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項７】
前記回転体は、回転中心軸線に沿って延びた円筒状軸受部を備え、
前記ケース側には、前記円筒状軸受部内に嵌って当該円筒状軸受部を回転可能に支持する支軸を入側で保持する入側軸保持部と、前記支軸を出側で保持する出側軸保持部とが保持され、
当該入側軸保持部と、前記弁体を軸線方向に移動可能に支持する弁体支持部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項８】
前記入側軸保持部は、前記ケースと別部材で構成され、前記弁体を保持した状態で前記ケース内に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の軸流発電機。
【請求項９】
前記弁体は、同一円周上で軸線方向の同一方向に突出した複数の弁体爪部を備え、
複数の弁体爪部には突出方向の途中位置でプレートの抜けを防止する段部が形成され、
当該プレートには、前記複数の弁体爪部を各々挿入するための複数の挿入用孔部と、該複数の挿入用孔部の各々から周方向の一方側に延びて前記複数の弁体爪部の周方向の少なくとも一部が保持される複数のスリット状孔部と、前記弁体爪部の少なくとも一部が前記スリット状孔部内に保持された後、前記複数の挿入用孔部のうちの少なくとも１つにおいて前記弁体爪部に対して周方向の他方側位置に向けて折り曲げられて前記弁体爪部の周方向の他方側への変位を阻止する抜け止め部とが形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の軸流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケース内の流路に対して同軸状に回転体が配置された軸流発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電装置は様々な用途に用いられている。例えば、蛇口の下方位置に手を差し出したとき、それをセンサが感知すると、蛇口から水を自動的に流すように構成した自動水栓装置において、水道水の流路の途中位置に小型の水力発電装置を設けるとともに、この水力発電装置によって得た電力を蓄え、この電力を自動水栓装置のセンサ回路などに供給することが提案されている。
【０００３】
このような水力発電装置において、水車室に供給される水量が増大すると、回転体（発電用水車）の回転速度が高くなりすぎて、がたつきやノイズが発生する、回転体に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題点がある。また、水力発電装置からの出力電圧が規格上限値を超えてしまうことがある。
【０００４】
そこで、例えば、図１１に示すように、入水口、水路、射出口、水車室、水路、および出水口からなる発電用流路において、水車室にバイパス流路を設け、流体圧が上昇したときには、バイパス弁によって、バイパス流路を閉状態から開状態に切り換えることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
また、近年、自動水栓用発電機については、小型化を目的にパイプ状の軸流発電機が案出されている（例えば、特許文献３、４、５参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２９９３０号公報
【特許文献２】実開平２−６６８７５号公報
【特許文献３】特開２００２−３１００５０号公報
【特許文献４】特開２００４−３３６９８２号公報
【特許文献５】特開２００３−９６８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
軸流発電機においても、高流量時に回転体が高速となり過ぎるという問題があるが、軸流発電機では、ケース内の中央部に回転体が同軸状に配置されるため、ケース内にバイパス流路を設けることが困難である。このため、軸流発電機では、減圧弁などを設けた構成、あるいはケース外にバイパス流路を設けた構成を採用せざるを得ず、このような構成を採用すると、軸流発電機が大型化してしまう。それ故、従来は、軸流発電機については、圧力や流量のばらつきが少ない個所に限定して使用されている。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、軸流発電機において、高流量時に回転体が高速となり過ぎるのを防止可能な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、液体の流路を内側に備えたケースと、前記流路内に同軸状に配置され、動翼部およびロータマグネットを備えた回転体と、前記ロータマグネットの外周面と対向するステータとを有する軸流発電機において、前記回転体は、前記動翼部に対して外周側あるいは内周側に、流体圧により発生させる回転トルクが、前記動翼部が発生させる回転トルクと逆方向で当該回転トルクより小さい構造、前記動翼部が発生させる回転トルクと同方向で当該回転トルクより小さい構造、および流体圧による回転トルクを発生させない構造のうちの何れかの構造のバイパス部を備え、前記回転体に対して入側には、流体圧が低いときに前記バイパス部に向かう流路を閉状態とし、流体圧が上昇したときに前記バイパス部に向かう流路を閉状態から開状態に切り換える弁体を備えた弁機構が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、流量が低くて流体圧が低い通常時は、流体は回転体の動翼部に供給され、発電が行なわれる。ここで、回転体は、流体圧により発生させる回転トルクが動翼部に比して弱い構造（動翼部が発生させる回転トルクと逆方向で当該回転トルクより小さい構造、または動翼部が発生させる回転トルクと同方向で当該回転トルクより小さい構造）、あるいは流体圧による回転トルクを発生させない構造のバイパス部を備えており、流量が上昇して流体圧が高くなると、弁機構の弁体は、回転体に形成したバイパス部に向かう流路を閉状態から開状態に切り換える。その結果、動翼部に対する流量が低下するので、軸流発電機を大型化しなくても、回転体の回転数を低下させることができる。
【００１０】
本発明において、前記回転体は、前記動翼部より内周側に前記パイパス部を備えていることが好ましい。本発明において、動翼部については外周側にあった方が大きな回転トルクを得ることができるので、発電効率を向上することができる。 
【００１１】
本発明では、前記回転体において、前記動翼部と前記バイパス部は、当該回転体の回転中心軸線に対して同心円状に構成されていることが好ましい。このように構成すると、回転体の回転によって流路の位置や大きさが変化することがない。
【００１２】
本発明において、前記回転体は、前記バイパス部に、前記動翼部と逆方向のトルクを発生させるバイパス翼を備え、当該バイパス翼により、前記バイパス部は、前記動翼部が発生させる回転トルクと逆方向で当該回転トルクより小さな回転トルクを発生させる構造を構成することが好ましい。このように構成すると、流量が増大したとき、バイパス翼によって、回転体にブレーキをかけることができ、回転体の回転数を迅速に下げることができる。
【００１３】
本発明において、前記回転体は、前記バイパス部に、前記動翼部と同方向のトルクを発生させるバイパス翼を備え、当該バイパス翼により、前記バイパス部は、前記動翼部が発生させる回転トルクと同方向で当該回転トルクより小さな回転トルクを発生させる構造を構成することが好ましい。このように構成すると、流量が増大したときには、流体の流れを急激に変化させずに、回転体の回転数を迅速に下げることができる。
【００１４】
本発明において、前記回転体は、半径方向に延びた複数枚の羽根を備え、当該複数枚の羽根の外周側部分により前記動翼部が構成され、当該複数枚の羽根の内周側部分により前記バイパス部が構成されている構成を採用してもよい。このように構成すると、簡素な構成の回転体によって、流量が増大したときに回転体の回転数を下げることができる。
【００１５】
本発明において、前記回転体は、回転中心軸線に沿って延びた円筒状軸受部を備え、前記ケース側には、前記円筒状軸受部内に嵌って当該円筒状軸受部を回転可能に支持する支軸を入側で保持する入側軸保持部と、前記支軸を出側で保持する出側軸保持部とが保持され、当該入側軸保持部と、前記弁体を軸線方向に移動可能に支持する弁体支持部とが一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、１つの部材によって、支軸の保持、および弁体の支持を行なうことができるので、軸線方向のサイズを小型化することができる。
【００１６】
この場合、前記出側軸保持部は、前記ケースと別部材で構成され、前記弁体を保持した状態で前記ケース内に取り付けられることが好ましい。このように構成すると、複雑な取り付けをケース内部で行なう必要がないので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。
【００１７】
本発明において、前記弁体は、同一円周上で軸線方向の同一方向に突出した複数の弁体爪部を備え、複数の弁体爪部には突出方向の途中位置でプレートの抜けを防止する段部が形成され、当該プレートには、前記複数の弁体爪部を各々挿入するための複数の挿入用孔部と、該複数の挿入用孔部の各々から周方向の一方側に延びて前記複数の弁体爪部の周方向の少なくとも一部が保持される複数のスリット状孔部と、前記弁体爪部の少なくとも一部が前記スリット状孔部内に保持された後、前記複数の挿入用孔部のうちの少なくとも１つにおいて前記弁体爪部に対して周方向の他方側位置に向けて折り曲げられて前記弁体爪部の周方向の他方側への変位を阻止する抜け止め部とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、流路内でプレートに回転力が加わっても、弁体爪部が挿入用孔部に変位することがないので、プレートは弁体から脱落することがない。また、プッシュナット等を挿入する構成を採用すると、削れ屑などといった異物が発生するおそれがあるが、本形態によれば、弁体爪部をスリット状孔部内に挿入するまでの間、抜け止め部を軸線方向で立たせておき、弁体爪部をスリット状孔部内に挿入した後、抜け止め部を折り曲げて、スリット状孔部と挿入用孔部との連通部分に出現させればよいので、異物が発生するおそれがない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、流量が低くて流体圧が低い通常時は、流体は回転体の動翼部に供給され、発電が行なわれる。ここで、回転体は、流体圧により発生させる回転トルクが動翼部に比して弱い構造、あるいは流体圧による回転トルクを発生させないバイパス部を備えており、流量が上昇して流体圧が高くなると、弁機構の弁体は、回転体に形成したバイパス部に向かう流路を閉状態から開状態に切り換える。その結果、動翼部に対する流量が低下するので、軸流発電機を大型化しなくても、回転体の回転数を低下させることができる。それ故、回転体の回転速度が高くなりすぎて、がたつきやノイズが発生するという問題、回転体に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題、出力電圧が規格上限値を超えてしまうという問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態として軸流水力発電機を説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る軸流水力発電機の断面図、およびこの軸流水力発電機に設けた弁機構を拡大して示す断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において、本形態の軸流水力発電機１（軸流発電機）は、水道水、井水、雨水などによって発電する装置であり、例えば、水道管の途中位置に介挿されて使用される。本形態において、軸流水力発電機１は、軸線方向に延びて内側を液体が通過可能なケース２を有しており、その内側が流路とされる。
【００２１】
ケース２は、円筒状の樹脂製の入側パイプ２１と、この入側パイプ２１の端部に対して同軸状に連結された円筒状の樹脂製の出側パイプ２２とを備えており、入側パイプ２１の出側端部（ケース２の軸線方向の略中央部）の内側には静翼構成体３１が保持されている。静翼構成体３１の中心部には、ケース２の中央部において軸線方向に延びた支軸４の入側端部を支持する軸穴３１０ａを備えた入側軸保持部３１０が形成されている。出側パイプ２２の内側において、その中央位置には、複数本の連結板部によって、軸穴２２０ａを備えた円筒状の出側軸保持部２２０が支持されており、出側軸保持部２２０の軸穴２２０ａには支軸４の出側端部が支持されている。
【００２２】
入側パイプ２１と出側パイプ２２との間には円筒状のステータ７が配置されており、ステータ７は、コイルボビン７１に巻回されたコイル７２と、コイルボビン７１の内周面および軸線方向の両端に重ねて配置されたステータコア７３とを備えている。
【００２３】
支軸４には回転体８が回転可能に支持されており、回転体８は、樹脂製の円筒状ロータケース８４を備えている。円筒状ロータケース８４は、その内側に連結板部によって保持された円筒状軸受８２を備えており、この円筒状軸受８２が支軸４に回転可能に嵌っている。円筒状軸受８２の出側端面と、出側軸保持部２２０の入側端面との間にはスラストワッシャ４５が挟まれており、回転体８が回転する際、回転体８は、出側パイプ２２によって出側方向における位置が規制された状態で回転する。
【００２４】
本形態において、円筒状ロータケース８４は、出側において等径で軸線方向に延びるマグネット保持部８４１と、このマグネット保持部８４１の入側端部で半径方向外側に広がるフランジ部８４２と、フランジ部８４２の外周縁から入側に向けて等径で延びるロータ側大径胴部８４３とを備えており、マグネット保持部８４１の外周面には、周方向に多極着磁された円筒状のロータマグネット８１がリング８５により固定されている。従って、回転体８では、ロータマグネット８１が円筒状ロータケース８４と一体に回転可能である。
【００２５】
出側パイプ２２の入側端面は、環状の段部によって、外周側に位置する部分ほど入側に向けて突出している。一方、筒状ロータケース８４の出側端部は、出側パイプ２２の入側端面のうち、最も内側の凹部内に位置しており、筒状ロータケース８４の出側端面は、凹部の底部に対して軸線方向で近接した状態で対向している。この状態で、筒状ロータケース８４の出側端部の外周面の外周側には、出側パイプ２２の凹部の内周側面がラジアル方向で近接した状態で対向している。このようにして、出側パイプ２２の入側端面と回転体８の出側端部とは、屈曲した環状隙間を間に形成した状態で対向している。
【００２６】
（筒状シール部材５の構成）
ステータ７とロータマグネット８１とによって挟まれた環状隙間内には、金属製の筒状シール部材５が配置されている。筒状シール部材５は、ステータ７とロータマグネット８１の間に位置する小径円筒部５１と、この小径円筒部５１の入側端部で半径方向外側に広がるフランジ部５２と、フランジ部５２の外周縁から入側に向けて等径で延びるシール部材側大径胴部５３とを備えている。ステータ７は、小径円筒部５１とフランジ部５２とにより構成された段部を利用して位置決め固定されており、ステータ７の内周面は、小径円筒部５１の外周面によって位置決め固定されている。このため、ステータ７の組み付けを容易、かつ、確実に行うことができる。
【００２７】
筒状シール部材５において、小径円筒部５１の出側端部にはＯリング５７が装着されており、このＯリング５７によって、筒状シール部材５と出側パイプ２２との間の液密が確保されている。また、筒状シール部材５において、シール部材側大径胴部５３の出側端部にはＯリング５６が装着されており、このＯリング５６によって、筒状シール部材５と入側パイプ２１との間の液密が確保されている。
【００２８】
入側パイプ２１の出側部分と静翼構成体３１の外周部分との間には、筒状シール部材５の入側端部が挿入された第１の溝２１３が全周にわたって形成されており、筒状シール部材５の入側端部は第１の溝２１３の奥底に当接している。また、出側パイプ２２の入側端面には、筒状シール部材５の出側端部が挿入された第２の溝２２５が全周にわたって形成されており、筒状シール部材５の出側端部は第２の溝２２５の奥底に当接している。このため、筒状シール部材５は、入側端部が入側パイプ２１に対してラジアル方向の位置が規制された状態で入側パイプ２１に軸線方向で当接し、出側端部が出側パイプ２２に対してラジアル方向の位置が規制された状態で入側パイプ２１に軸線方向で当接している。
【００２９】
この状態で、シール部材側大径胴部５３は、ロータ側大径胴部８４３よりも半径方向外側に位置しており、シール部材側大径胴部５３の内周面は、ロータ側大径胴部８４３の外周面との間に環状微小隙間を構成している。本形態において、ロータ側大径胴部８４３とシール部材側大径胴部５３とによって形成された環状微小隙間の隙間寸法は、回転体８と筒状シール部材５との隙間寸法のうち、最小寸法に設定されている。
【００３０】
（入側パイプ２１と出側パイプ２２との連結構造）
以上説明した構造は、以下に説明するように、ステータ７の外側に配置された筒状締結部材６、およびポッティング樹脂９によって維持されている。まず、入側パイプ２１の出側端部には、外周側に張り出す環状段部２１４が全周にわたって形成されている一方、筒状締結部材６の入側端部には、内周側に向けて屈曲して、環状段部２１４の入側端面に対して周方向の全体にわたって引っ掛かる環状の係合突部６１が形成されている。また、筒状締結部材６の出側端部において、その内側には、ポッティング樹脂９が充填されており、かかるポッティング樹脂９は、ステータ７の外周部分まで充填されている。筒状締結部材６は、磁性体から形成されており、筒状締結部材６は、コイル７２の外周側を覆うコアとしての機能も発揮する。なお、ステータ７にはフレキシブル基板７４を介して端子７５が電気的に接続されており、フレキシブル基板７４および端子７５の根元は、ポッティング樹脂９に埋まった状態にある。
【００３１】
（動翼周辺の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した軸流水力発電機１において、回転体８の出側端部を構成する動翼構成部材８３を出側からみた外観図、および弁機構を出側からみた外観図である。
【００３２】
図１（ａ）、（ｂ）に示す回転体８において、円筒状ロータケース８４のロータ側大径胴部８４３の入側端部には、樹脂製の動翼構成部材８３が連結されている。動翼構成部材８３は、図２（ａ）に示すように、中央部の内側円筒部８３０と、内側円筒部８３０の外側を囲む連結用円筒部８３５と、連結用円筒部８３５の外側を囲む外側円筒部８３２とを備えている。ここで、連結用円筒部８３５と外側円筒部８３２とは、複数枚の羽根８３３を備えた動翼部８３４によって連結されている。
【００３３】
本形態において、内側円筒部８３０と連結用円筒部８３５との間はバイパス部８３７になっている。バイパス部８３７には、複数枚のバイパス翼８３６が形成されており、内側円筒部８３０と連結用円筒部８３５とは、バイパス翼８３６によって連結されている。
【００３４】
ここで、動翼部８３４の羽根８３３は、垂直面に対して一方方向に６０°傾いており、流体圧を受けたとき、回転体８に一方方向の大きな回転トルクを発生させる。これに対して、バイパス翼８３６は、動翼部８３４より内周側で垂直面に対して他方方向に６０°傾いており、流体圧を受けたとき、動翼部８３４とは反対に、回転体８に他方方向の回転トルクを発生させる。但し、バイパス翼８３６は、動翼部８３４より内周側に形成されているので、動翼部８３４に比較して、回転体８に小さな回転トルクを印加するだけである。
【００３５】
このように構成した動翼構成部材８３において、内側円筒部８３０では、図１（ａ）、（ｂ）に示す円筒状軸受８２の入側端部がさらに入側に突き出るように挿入された後、内側円筒部８３０の底部で円筒状軸受８２の端部が加締されて、内側円筒部８３０と円筒状軸受８２とが連結されている。また、動翼構成部材８３において、外側円筒部８３２は、出側端部の外周面に段部が形成されている一方、ロータ側大径胴部８４３の入側端部は、その内周面に段部が形成されており、動翼構成部材８３の外側円筒部８３２と、ロータ側大径胴部８４３とは、段部同士が嵌った状態で連結されている。このようにして、動翼構成部材８３は、円筒状ロータケース８４に連結され、円筒状ロータケース８４と一体に回転可能である。また、外側円筒部８３２の出側端部がロータ側大径胴部８４３の入側端部に嵌ることにより、動翼構成部材８３の内側から回転体８の外側への漏水が防止されている。
【００３６】
（静翼構成体３１の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す軸流水力発電機に設けた弁機構の分解斜視図、および弁体とプレートとの固定構造を示す説明図である。
【００３７】
本形態において、図１（ａ）、（ｂ）に示す静翼構成体３１は、図１（ｂ）、図２（ｂ）および図３（ａ）に示すように、最も外周側に入側パイプ２１に対する円筒状の連結部３１１を備えているとともに、その内側には、回転体８の動翼部８３４に向けて流体を導く複数枚の静翼３１２が形成されている。静翼３１２は、動翼部８３４に軸線方向で対向するように形成され、流体を噴流として動翼部８３４の羽根８３３に効率よく衝突させるように垂直面に対して約３０°傾いている。
【００３８】
ここで、静翼構成体３１は、静翼３１２の内周縁と、中央の入側軸保持部３１０との間に肉厚の環状の隔壁部３１５を備えており、この隔壁部３１５には、流体の圧力が上昇したときに、回転体８のバイパス部８３７に向かう流路を閉状態から開状態に切り換える弁体１１を備えた弁機構１０が構成されている。
【００３９】
（弁機構の構成）
本形態において、弁機構１０は、まず、隔壁部３１５において入側軸保持部３１０の周りで周方向に所定の間隔をあけて形成された３つの開口部３１６と、隔壁部３１５に対して出側に円盤部１１１を備えた弁体１１とを備えている。隔壁部３１５に形成された開口部３１６は、回転体８のバイパス部８３７に軸線方向で対向する位置に形成されている。
【００４０】
弁体１１において、円盤部１１１には支軸４が貫通する中央穴１１１ａが形成されているとともに、円盤部１１１の入側端面では、その同一円周上で入側に向けて突出した３本の弁体爪部１１２が形成されている。３本の弁体爪部１１２は、開口部３１６を貫通して先端側が隔壁部３１５より入側まで突出しており、その先端側の途中部分には、円盤状のプレート１２が固定されている。隔壁部３１５に対して入側において、弁体爪部１１２の周りにはコイルバネ１３が装着されており、コイルバネ１３は、３本の弁体爪部１１２の周りで圧縮された状態で両端が各々隔壁部３１５の入側端面とプレート１２の出側端面とに当接し、圧縮した状態が保持されている。このようにして、静翼構成体３１は、弁体１１を軸線方向に移動可能に支持する弁体支持部としても機能し、この静翼構成体３１には入側軸保持部３１０も一体に形成されている。
【００４１】
このように構成した弁機構１０において、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に向けて付勢されており、通常時（流量が低くて流体圧が低い時）、円盤部１１１は、隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。本形態において、円盤部１１１の入側端面には、支軸４が貫通する中央穴１４１、および３本の弁体爪部１１２が各々貫通する３つのスリット１４２が形成された円形のシート１４が固着されており、通常時、弁体１１の円盤部１１１は、シート１４を介して隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。このようなシート１４としては、フッ化ビニリデン系ゴム（ＫＦＭ）、テトラフロオロエチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ）等のフッ素系ゴム製シートを用いることができる。
【００４２】
（プレートの固定構造）
本形態において、弁体爪部１１２の突出方向の途中位置でプレート１２を固定するにあたって、まず、弁体爪部１１２の外周面にはプレート１２に対する抜け防止用の溝部１１２ａ（抜け防止用の段部）が形成されている。
【００４３】
これに対して、プレート１２には、図３（ｂ）に示すように、３本の弁体爪部１１２の先端側を各々挿入するための３つの挿入用孔部１２１と、３つの挿入用孔部１２１の各々から周方向の一方側に延びて３本の弁体爪部１１２の一方側部分が各々内側に保持されるスリット状孔部１２２とが形成されている。ここで、挿入用孔部１２１とスリット状孔部１２２とは、各々の外周縁が連続した円弧を形成している。また、スリット状孔部１２２の幅寸法（半径方向における寸法）は、弁体爪部１１２全体の厚さ寸法（半径方向における寸法）と略同一であるのに対して、挿入用孔部１２１は半径方向に内側に拡張されており、弁体爪部１１２全体の厚さ寸法に対して十分な幅寸法（半径方向における寸法）を備えている。
【００４４】
また、プレート１２には、弁体爪部１１２に固定する前の状態で、３つの挿入用孔部１２１の各々の内縁部から入側に向けて起立するように屈曲した抜け止め部１２３が形成されており、３つの挿入用孔部１２１の各々の外縁部には、抜け止め部１２３の起立位置と対向する位置に切り欠き１２４が形成されている。
【００４５】
このような構成のプレート１２を弁体爪部１１２に固定するには、まず、３本の弁体爪部１１２をプレート１２の３つの挿入用孔部１２１に各々、挿入する。ここで、挿入用孔部１２１の外周縁に対する仮想の外接円は、３本の弁体爪部１１２の外周面に対する仮想の外接円よりも小さいので、弁体爪部１１２はわずかに内側に撓み、溝部１１２ａがプレート１２の挿入用孔部１２１の外周縁に嵌った時点で弁体爪部１１２は基の形状の復帰し、挿入用孔部１２１の外周縁が弁体爪部１１２の溝部１１２ａに係合する。
【００４６】
次に、３本の弁体爪部１１２を周方向の一方側に移動させると、３本の弁体爪部１１２の一方側部分が各々、スリット状孔部１２２に嵌る。この状態で、スリット状孔部１２２の外周縁は弁体爪部１１２の溝部１１２ａに係合する。また、弁体爪部１１２は、内側に撓もうしても、スリット状孔部１２２の内周縁に干渉し、弁体爪部１１２は、内側に撓むことができない。従って、プレート１２を軸線方向に引っ張っても、弁体爪部１１２から抜けることがない。
【００４７】
また、本形態では、弁体爪部１１２の一方側部分をスリット状孔部１２２に嵌めた後、それまで起立していた抜け止め部１２３を外周側に向けて倒す。その結果、抜け止め部１２３は、弁体爪部１１２に対して周方向の他方側で、挿入用孔部１２１内で平伏し、先端部が切り欠き１２４内に嵌る。従って、弁体爪部１１２の周方向の他方側への変位が阻止される。それ故、プレート１２を周方向に回そうとしても回らないため、弁体爪部１１２が挿入用孔部１２１に戻ることがないので、プレート１２が弁体爪部１１２から抜けることはない。
【００４８】
（動作）
このように構成した軸流水力発電機１において、流量が少なくて流体圧が低いときには、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に付勢されており、開口部３１６が閉鎖されている。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、全てが入水側パイプに形成された静翼構成体３１の静翼３１２で渦流となって回転体８の動翼部８３４に衝突し、動翼部８３４は、その水圧を受ける。ここで、動翼部８３４は、回転体８に対して一体に形成されているので、回転体８は、支軸４周りに回転する。また、回転体８にはロータマグネット８１が固定されているため、ロータマグネット８１が回転する。その結果、ロータマグネット８１は、筒状シール部材５を通して、その磁力を外側のステータコア７３に誘導する。ステータコア７３は、筒状締結部材６とともに磁気回路を構成しており、ステータコア７３と筒状締結部材６とにより区画形成された空間内にはコイル７２が巻回されている。このため、コイル７２に起電力が生じることになる。
【００４９】
これに対して、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、図１（ｂ）に矢印Ｌ２で示すように、開口部３１６を通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込み、図１（ｂ）に矢印Ｌ１で示すように、他の一部が動翼部８３４に導かれ、動翼部８３４に衝突する。従って、動翼部８３４に衝突する水量が減少する。また、バイパス翼８３６は、回転体８に対して動翼部８３４とは反対側の回転トルクを印加する。従って、回転体８の回転速度が低下し、所定以上に増大することなく、略一定値に維持される。
【００５０】
なお、動翼部８３４を回転させた後の水は、円筒状ロータケース８４の内側に導かれ、ロータマグネット８１が位置する円筒状ロータケース８４の外側に流れない。このため、ロータマグネット８１に接触する水量を少量に抑えることができるので、水が鉄粉を含んでいる場合でも、ロータマグネット８１に付着する鉄粉量が少ない。それ故、長期間にわたって、ロータマグネット８１に吸着された鉄粉に起因する回転体８の回転不良が発生しないので、軸流水力発電機１の信頼性を向上することができる。また、ロータ側大径胴部８４３とシール部材側大径胴部５３とによって形成された環状微小隙間の隙間寸法は、回転体８と筒状シール部材５との隙間寸法のうち、最小寸法に設定されている。このため、鉄粉その他の異物が回転体８と筒状シール部材５との間に入り込んだ場合でも、かかる異物が回転体８と筒状シール部材５との間で詰まることがないので、長期間にわたって、回転体８が安定した状態で回転する。
【００５１】
（本形態の主な効果）
図４は、本形態の軸流水力発電機の流路の構成を模式的に示す説明図である。以上説明したように、本形態の軸流水力発電機１においては、図４に模式的に示すように、入水口、水路、回転体８の動翼部８３４に対する射出口、動翼部８３４、水路、および出水口からなる第１の流路を備えているとともに、回転体８の動翼部８３４に対する射出口および動翼部８３４と並列に、回転体８のバイパス部８３７に対する射出口（開口部３１６）およびバイパス部８３７からなるバイパス流路が構成されている。このため、ケース２内の中央部に回転体８が同軸状に配置された軸流水力発電機１であっても、流量が低いときには、弁機構１０によってバイパス部への水の導入を停止する一方、流量が高くなりすぎたときには、弁機構１０によって、流入した水の一部をバイパス部８３７に導くことができる。このため、ケース２外にバイパス流路を設けるなどといった構成を採用しなくてもよいので、小型で簡素な構成のまま、高流量時に回転体８が高速となり過ぎるのを防止することができる。それ故、回転体８の回転速度が高くなりすぎて、がたつきやノイズが発生するという問題、回転体８に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題、出力電圧が規格上限値を超えてしまうという問題を回避することができる。
【００５２】
また、回転体８は、外周側に動翼部８３４を備え、内周側にパイパス部８３７を備えているため、回転体８に大きな回転トルクを得ることができるので、発電効率が高い。しかも、回転体８において、動翼部８３４とバイパス部８３７は、回転体８の回転中心軸線に対して同心円状に構成されているので、回転体８の回転によって流路の位置や大きさが変化することがない。
【００５３】
さらに、回転体８は、バイパス部８３７に、動翼部８３４と逆方向のトルクを発生するバイパス翼８３６を備えているので、流量が増大したとき、バイパス翼８３６によって、回転体８にブレーキをかけることができ、回転体８の回転数を迅速に下げることができる。
【００５４】
さらにまた、静翼構成体３１には入側軸保持部３１０が形成されているとともに、静翼構成体３１は、弁体１１を軸線方向に移動可能に支持する弁体支持部としても機能するため、軸線方向の１箇所で支軸４の保持と、弁体１１の保持を行なうことができる。それ故、軸流水力発電機１の軸線方向の寸法を短縮することができる。また、入側軸保持部３１０が構成された静翼構成体３１は、ケース２と別部材で構成されているので、弁体１１を保持した状態で静翼構成体３１をケース２内に取り付けられることができる。それ故、複雑な取り付けをケース２内部で行なう必要がないので、組み立て工程の簡素化を図ることができる。
【００５５】
［バイパス部８３７の変形例］
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した軸流水力発電機に用いた回転体の変形例を示す説明図である。
【００５６】
上記形態においては、バイパス部８３７に、動翼部８３４と逆方向のトルクを発生するバイパス翼８３６を設けたが、図５（ａ）に示すように、回転体８のバイパス部８３７に、動翼部８３４と同方向のトルクを発生するバイパス翼８３８を設けてもよい。ここで、バイパス翼８３８は動翼部８３４の羽根８３３と同一方向に約４５°傾いている。このように構成すると、流量が増大したときには、流体の流れを急激に変化させずに、回転体８の回転数を迅速に下げることができる。
【００５７】
また、図５（ｂ）に示すように、回転体８は、半径方向に延びた複数枚の羽根８３９を備え、複数枚の羽根８３９において静翼３１２と対向する外周側部分を動翼部８３４とし、複数枚の羽根８３９の内周側部分をバイパス部８３７としてもよい。このように構成すると、簡素な構成の回転体８によって、流量が増大したときに回転体８の回転数を下げることができる。
【００５８】
さらに、図示を省略するが、回転体８において、静翼３１２と対向する外周側部分には羽根を備えた動翼部８３４とする一方、その内周側部分（バイパス部８３７）については、羽根を設けない構成を採用してもよい。
【００５９】
［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、およびＯ−Ｏ′断面図である。なお、本形態および後述する実施の形態３〜６の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６０】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態では、入側パイプ２１に静翼３１２および隔壁部３１５が形成されている。隔壁部３１５には、回転体８のバイパス部８３７に対向する位置に複数の開口部３１６が形成され、その中央部分には、入側に向けて突出する筒状突起３１７が形成されている。隔壁部３１５に対して出側には、弁機構１０の弁体１１が配置され、弁体１１は、隔壁部３１５の出側端面にシート１４を介して当接する円盤部１１１と、円盤部１１１の中央から入側に向けて突出した軸部１１４を備えている。本形態において、軸部１１４は筒状突起３１７に挿入されており、軸部１１４の先端側の段部１１４ａにはプッシュナット１２５が止められている。隔壁部３１５に対して入側において、弁体１１の軸部１１４の周りにはコイルバネ１３が装着されており、コイルバネ１３は、軸部１１４の周りで圧縮された状態で両端が各々隔壁部３１５の入側端面とプッシュナット１２５の出側端面とに当接し、圧縮した状態が保持されている。
【００６１】
ここで、弁体１１には、その中央部分に軸孔１１４ｂが形成されており、軸孔１１４ｂの途中位置まで支軸４の入側端部が嵌っている。従って、弁体１１は、支軸４に対する入側軸保持部として機能する。また、軸孔１１４ｂの内径寸法は、支軸４の外径寸法に比してやや大きいため、弁体１１は、支軸４に沿って軸線方向に移動可能である。
【００６２】
このように構成した弁機構１０において、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に向けて付勢されており、通常時（流量が低くて流体圧が低い時）、円盤部１１１は、隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。このため、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、全てが入水側パイプに形成された静翼構成体３１の静翼３１２で渦流となって回転体８の動翼部８３４に導かれる。これに対して、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、開口部３１６を通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込み、他の一部のみが動翼部８３４に導かれる。従って、動翼部８３４に衝突する水量が減少するので、回転体８の回転速度が低下する。
【００６３】
［実施の形態３］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態３に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ａ１−Ａ１断面図、Ａ２−Ａ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【００６４】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態では、入側パイプ２１に静翼３１２および隔壁部３１５が形成され、隔壁部３１５には、回転体８のバイパス部８３７に対向する位置に複数の開口部３１６が形成されている。また、隔壁部３１５には、その中央部分に入側に向けて筒状突起３１７が突出している。隔壁部３１５に対して出側には弁体１１が配置され、弁体１１は、隔壁部３１５の出側端面にシート１４を介して当接する円盤部１１１と、円盤部１１１の中央から入側に向けて突出した軸部１１４を備えている。本形態において、軸部１１４は筒状突起３１７に挿入されており、軸部１１４の先端側の段部１１４ａにはプッシュナット１２５が止められている。隔壁部３１５に対して入側において、弁体１１の軸部１１４の周りにはコイルバネ１３が装着されており、コイルバネ１３は、軸部１１４の周りで圧縮された状態で両端が各々隔壁部３１５の入側端面とプッシュナット１２５の出側端面とに当接し、圧縮した状態が保持されている。ここで、入側パイプ２１の内部には、その段部を利用して円筒状の入側軸受部材３２が圧入などの方法で固定されている。
【００６５】
図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、入側軸受部材３２は、内側円柱部３２１と、入側パイプ２１に連結された円筒状の連結部３２２と、内側円柱部３２１と連結部３２２とを連結する連結板部３２３とを備えており、内側円柱部３２１の中心には支軸４の入側端部を保持する軸穴３２１ａが形成されている。
【００６６】
このように構成した弁機構１０においても、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に向けて付勢されており、通常時（流量が低くて流体圧が低い時）、円盤部１１１は、隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。このため、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、全てが入水側パイプに形成された静翼構成体３１の静翼３１２で渦流となって回転体８の動翼部８３４に導かれる。これに対して、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、開口部３１６を通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込み、他の一部のみが動翼部８３４に導かれる。従って、動翼部８３４に衝突する水量が減少する。
【００６７】
［実施の形態４］
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態４に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｂ１−Ｂ１断面図、Ｂ２−Ｂ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【００６８】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態では、入側パイプ２１は、連結板部２１５によって連結された円筒部２１６を備えており、円筒部２１６の入側端部には隔壁部３１５が形成されている。隔壁部３１５には、回転体８のバイパス部８３７に対向する位置に複数の開口部３１６が形成され、隔壁部３１５の中央部分には、入側に向けて筒状突起３１７が突出している。また、隔壁部３１５に対して出側には弁体１１が配置され、弁体１１は、隔壁部３１５の出側端面にシート１４を介して当接する円盤部１１１と、円盤部１１１の中央から入側に向けて突出した軸部１１４を備えている。本形態において、軸部１１４は筒状突起３１７に挿入されており、軸部１１４の先端側の段部１１４ａにはプッシュナット１２５が止められている。隔壁部３１５に対して入側において、弁体１１の軸部１１４の周りにはコイルバネ１３が装着されており、コイルバネ１３は、軸部１１４の周りで圧縮された状態で両端が各々隔壁部３１５の入側端面とプッシュナット１２５の出側端面とに当接し、圧縮した状態が保持されている。ここで、入側パイプ２１の内部には、その段部を利用して円筒状の入側軸受部材３３が固定されている。
【００６９】
図８（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、入側軸受部材３３は、内側円柱部３３１と、入側パイプ２１に連結された円環状の連結部３３２と、内側円柱部３３１と連結部３３２とを連結する連結板部３３３とを備えており、内側円柱部３３１の中心には支軸４の入側端部を保持する軸穴３３１ａが形成されている。また、円環状の連結部３３２の幅方向（半径方向）の中央部分には静翼３１２が形成されている。ここで、入側軸受部材３３では、連結板部３３３により挟まれた開口部３３３ａは、回転体８のバイパス部８３７および隔壁部３１５の開口部３１６に対向し、静翼３１２は、回転体８の動翼部８３４、および連結板部２１５により挟まれた開口部２１５ａに対向している。
【００７０】
このように構成した弁機構１０においても、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に向けて付勢されており、通常時（流量が低くて流体圧が低い時）、円盤部１１１は、隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。このため、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、連結板部２１５により挟まれた開口部２１５ａを通って静翼３１２に到達し、そこで渦流となって回転体８の動翼部８３４に導かれる。これに対して、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、開口部３１６、および連結板部３３３により挟まれた開口部３３３ａを通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込み、他の一部のみが動翼部８３４に導かれる。
【００７１】
［実施の形態５］
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態５に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｄ１−Ｄ１断面図、Ｄ２−Ｄ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【００７２】
図９（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、本形態では、入側パイプ２１には、円環状の張り出し部２１７と、この張り出し部２１７に対して連結板部２１９を介して連結された内側円柱部２１８とを備えており、内側円柱部２１８の中心には支軸４の入側端部を保持する軸穴２１８ａが形成されている。また、円環状の張り出し部２１７の幅方向の中央部分には静翼３１２が形成されている。
【００７３】
また、図９（ａ）に示すように、張り出し部２１７に対して入側には隔壁部材１５が連結されている。ここで、張り出し部２１７と隔壁部材１５とは、双方において軸線方向に延びた円筒部２１７ａ、１５９の段部が互いに嵌り合った状態に形成されている。
【００７４】
隔壁部材１５において、その中心には入側に向けて突出した筒状突起１５７が形成され、その周りの隔壁部３１５には複数の開口部３１６が形成されている。また、隔壁部３１５に対して出側には弁体１１が配置され、弁体１１は、隔壁部３１５の出側端面にシート１４を介して当接する円盤部１１１と、円盤部１１１の中央から入側に向けて突出した軸部１１４を備えている。軸部１１４は、筒状突起１５７から先端側が突出し、この軸部１１４の段部１１４ａにはプッシュナット１２５が止められている。隔壁部３１５に対して入側において、弁体１１の軸部１１４の周りにはコイルバネ１３が装着されており、コイルバネ１３は、軸部１１４の周りで圧縮された状態で両端が各々隔壁部３１５の入側端面とプッシュナット１２５の出側端面とに当接し、圧縮した状態が保持されている。
【００７５】
ここで、連結板部２１９により挟まれた開口部２１９ａは、回転体８のバイパス部８３７および隔壁部３１５の開口部３１６に対向している。静翼３１２は、回転体８の動翼部８３４に対向しているとともに、入側パイプ２１の内周面と隔壁部材１５の外周面との間に形成された環状流路１５ａに対向している。
【００７６】
このように構成した弁機構１０においても、弁体１１はコイルバネ１３によって入側に向けて付勢されており、通常時（流量が低くて流体圧が低い時）、円盤部１１１は、隔壁部３１５の開口部３１６を塞いだ状態にある。このため、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、環状流路１５ａを通って静翼３１２に到達し、そこで渦流となって回転体８の動翼部８３４に導かれる。これに対して、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、開口部３１６、および連結板部２１９により挟まれた開口部２１９ａを通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込み、他の一部のみが動翼部８３４に導かれる。
【００７７】
［実施の形態５の変形例］
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態５の変形例に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｅ１−Ｅ１断面図、Ｅ２−Ｅ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【００７８】
図１０（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、本形態では、図９を参照して説明した実施の形態９と同様、入側パイプ２１には、円環状の張り出し部２１７と、この張り出し部２１７に対して連結板部２１９を介して連結された内側円柱部２１８とを備えており、内側円柱部２１８の中心には支軸４の入側端部を保持する軸穴２１８ａが形成されている。また、円環状の張り出し部２１７の幅方向の中央部分には静翼３１２が形成されている。
【００７９】
また、図１０（ａ）に示すように、本形態では、図９を参照して説明した実施の形態９と同様、張り出し部２１７に対して入側には隔壁部材１５が連結されており、かかる隔壁部材１５に対して弁機構１０が構成されている。また、本形態でも、静翼３１２は、回転体８の動翼部８３４に対向しているとともに、入側パイプ２１の内周面と隔壁部材１５の外周面との間に形成された環状流路１５ａに対向している。
【００８０】
ここで、連結板部２１９は、回転体８の動翼部８３４が発生させる回転トルクと反対のトルクを発生する方向に捩れた羽根状に形成されている。
【００８１】
その他の構成は、実施の形態５と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
【００８２】
このように構成した弁機構１０において、流量が増大して弁体１１に対する流体圧がコイルバネ１３の付勢力により高くなると、弁体１１が出側に変位し、開口部３１６が開放される。従って、入側パイプ２１の入側開口から入った水の一部は、開口部３１６、および連結板部２１９により挟まれた開口部２１９ａを通って回転体８のバイパス部８３７に流れ込む。その際、連結板部２１９は、回転体８の動翼部８３４が発生させる回転トルクと反対のトルクを発生する方向に捩れた羽根状に形成されているので、回転体８にブレーキを印加することができる。
【００８３】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、出側パイプ２２の出側開口が入側パイプ２１の入側開口に比して小さい構造になっていたが、例えば、出側パイプ２２の出側開口のサイズと入側パイプ２１の入側開口のサイズが同等である構成を採用してもよく、さらには、出側パイプ２２の出側部分の外径寸法を入側パイプ２１の入側部分の内径寸法と同等にして、出側パイプ２２の出側部分を別の軸流水力発電機１の入側パイプ２１に嵌合させて、複数の軸流水力発電機１を直列に接続してもよい。このように構成すると、少ない水量で発電効率を向上することができる。また、配水管などの途中位置に軸流水力発電機１を容易に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る軸流水力発電機の断面図、およびこの軸流水力発電機に設けた弁機構を拡大して示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した軸流水力発電機において、回転体の出側端部を構成する動翼構成部材を出側からみた外観図、および弁機構を出側からみた外観図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す軸流水力発電機に設けた弁機構の分解斜視図、および弁体とプレートとの固定構造を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した水力発電装置の流路の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した軸流水力発電機に用いた回転体の変形例を示す説明図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、およびＯ−Ｏ′断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態３に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ａ１−Ａ１断面図、Ａ２−Ａ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態４に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｂ１−Ｂ１断面図、Ｂ２−Ｂ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態５に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｄ１−Ｄ１断面図、Ｄ２−Ｄ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明の実施の形態５の変形例に係る軸流水力発電機に構成した弁機構周辺の断面図、Ｅ１−Ｅ１断面図、Ｅ２−Ｅ２断面図、および入側軸受部材の斜視図である。
【図１１】従来の水力発電装置の流路の構成を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  軸流水力発電装置
２  ケース
４  支軸
７  ステータ
８  回転体
１０  弁機構
１１  弁体
８３４  動翼部
８３７  バイパス部
【図１】
0005069526.tif 000002
【図２】
0005069526.tif 000003
【図３】
0005069526.tif 000004
【図４】
0005069526.tif 000005
【図５】
0005069526.tif 000006
【図６】
0005069526.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
0005069526.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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