JP2007009830A - 浮体型水力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】双胴型ボートに下かけ式水車を設置した装置で発電する場合、河川工事の行き届いた用水路には不向きである。川幅は変わらないが流量が変わる事に対しては上下追随できるが、川幅に対し水車羽根幅が有効に取れない。又、潮流発電等を防波堤の近くで行うには係留方法と水車の取付方にも難点がある。
【解決手段】用水路を利用する水力発電においての水量の変化に適応し、又、常に浮力を持ち円周上にある半分以上の羽根が水面より空中に出る形態で潮流の波動にも合わせて、水車の回転効率を維持する事が出来る。又、本発明の浮体型水力発電装置を設置する上で、用水路でも防波堤においてもアンカーボルト程度の物に依る係止で簡単に取付けられ、且つ、フレームにヒンジとバランサーを設ける事で浮体が水量に対し十分な浮力で無い場合や、全体重量に対する安定等を補足し、発電休止状態をも得る事が出来る事を特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、浮体型水力発電装置に係わり、特に、河川の水流或いは潮流の持つ運動エネルギーを電力等の動力に変換する小規模発電装置で、水流中に係留した水車自体が浮力を持ち発電する浮体型水力発電装置に関するものである。

古くからの双胴型ボートに下かけ式水車を設置した装置が主として東南アジア地域で知られている。
特開平０７−３０１１７１号公報 特開２００４−３２４５１８号公報

解決しようとする問題点は、双胴型ボートに下かけ式水車を設置した装置で発電する場合、河川工事の行き届いた用水路には不向きである。川幅は変わらないが流量が変わる事に対しては上下追随できるが、川幅に対し水車羽根幅が有効に取れない。又、潮流発電等を防波堤の近くで行うには係留方法と水車の取付方にも難点がある。

本発明は、農業用水等の用水路を利用する水力発電においては、川幅は一定であるが季節により水量の変化が有り、水深が変わる。浅い水深に合わせて水車羽根の高さと発電機特性を決める。水量が多く、水深が変わって深くなっても浮体に浮力が生じ、水車羽根に受ける水流量は一定を保ち、水車の回転も安定して維持される事を特徴とする。

又、この浮体型水力発電装置を使って、潮流発電を行う時は、防波堤より、突き出たフレームにて保持された浮体付き水車羽根に常に浮力を持たせ円周上にある半分以上の羽根が水面より空中に出る形態で潮流の波動に合わせ水流を羽根に効率良く受けて反復回転の場合でも安定した発電効率を維持できる事を特徴とする。

以上説明したように、用水路を利用する水力発電においての水量の変化に適応し、又、常に浮力を持ち円周上にある半分以上の羽根が水面より空中に出る形態で潮流の波動にも合わせて、水車の回転効率を維持する事が出来る。又、本発明の浮体型水力発電装置を設置する上で、用水路でも防波堤においてもアンカーボルト程度の物に依る係止で簡単に取付けられ、且つ、フレームにヒンジとバランサーを設ける事で浮体が水量に対し十分な浮力で無い場合や、全体重量に対する安定等を補足し、発電休止状態をも得る事が出来る。

用水路を利用する水力発電において、夫々の用水路の、最適水量に合わせ水車羽根の高さを決め、また幅も、その用水の最大幅にすることで効率の良い水力発電装置に仕立て、水量の変化に対して浮体の浮力とバランサーに依る補足で効率良く発電する事ができ、目的を街路灯等の発電に集約してまとめれば、河川や用水路、或いは潮流発電等にも使える標準機（一機種）の製作も可能である。

図１は、本発明装置の１実施例の斜視図であって、（１）と（３）〜（１１）は、図２、図３も同様である。また、図１と図２では、浮体（２）の取付方を浮体(A)（１２）・(B)（１３）の形状に換える事を示し、河川等の状況に合わせ対応できる。図１で、水車羽根（１）は円筒状の浮体（２）に適宜の高さと羽根枚数で配置し取り付ける。そして、ゴミ・流木に依る破損を防ぐ側板（３）を設ける。これら、水車羽根(１)・浮体(２)・側板（３)を一体化し回転体とする。

また、発電機１個と錘でも良いが、故障の時を考慮し、生活防水程度を施した発電機(A)(４)・発電機(B)(５)を浮体（２）の中の回転中心の両側にバランス良く配置し、軸（６）に取付け固定する。軸（６）は軸受（７）により支持され、フレーム(８)と接続する。勿論、発電回転力が維持出来れば、従来通りのロープ等に依る係留でも十分である。

図１〜図３で、本発明装置において、フレーム（８）の適宜個所にヒンジ（９）を設け、その先にバランサー（１１）を配し、ヒンジ（９）の一端を固定具（１０）に接続する。固定具（１０）の形状は設置場所に合わせ適宜変更できる。また、バランサー（１１）の取付け位置で前記浮体が水量に対し十分な浮力で無い場合や、全体重量に対する安定等を補足し、過負荷発電が防止できる、そしてバランサー（１１）を最大に利かす事で、発電休止状態を得る。

このように、浮体（２）と水車羽根（１）と発電機(A)(４)・発電機(B)(５)を一体化する事で発電装置が簡素化され規格化しやすくなる。また、図２で、浮体の取付方を浮体(A)（１２）・(B)（１３）の形状にする事で、河川工事のあまり行き届かない河川等の水深の浅い所などでの浮力を得る形になり、又、潮流発電の時の反復する波の高低を有効に活かすために、水車羽根（１）を幅広にする時にも使える等、状況に合わせ対応できる浮体型水力発電装置ができる。

それ等の事から、図３に示す様に河川の最低水位でも、回転位置を保ち、また、水位上昇に合わせ発電体（回転体）が推移しながら水流を羽根に効率良く受けて、矢印で示す様に反復回転でも安定した発電効率を維持し、そして図示の如くバランサー（１１）を最大に利かす事で、発電休止状態を得る事を特徴とする浮体型水力発電装置を示す。

以上の事からも、本発明の浮体型水力発電装置は、前述中に述べた発電可能な場所に係留するだけで人的管理をほとんど必要とせず、最低水量から最大水量まで、又、無発電状態や過負荷発電の危険も無く、制作費の安い、安定した電力供給が行える。勿論、太陽熱発電や風力発電の効率の比ではない。

浮体型水力発電装置の実施方法を示した斜視図である。（実施例１） 浮体型水力発電装置の実施方法を示した斜視図である。（実施例１） 浮体型水力発電装置の実施方法を示した側面図である。（実施例１）

符号の説明

１ 水車羽根
２ 浮体
３ 側板
４ 発電機(A)
５ 発電機(B)
６ 軸
７ 軸受
８ フレーム
９ ヒンジ
１０ 固定具
１１ バランサー
１２ 浮体(A)
１３ 浮体(B)

Claims (2)

1. 水車羽根を浮体外周に配置する。又は、水車羽根の両側に浮体を配置する事で、水車全体が浮力を持ち円周上にある半分以上の羽根が水面より空中に出る形態にし、水流を羽根に効率良く受けて回転することを特徴とする浮体型水力発電装置
2. 請求項１記載の浮体型水力発電装置であって、前記浮体が水量により十分な浮力が得られない場合や、全体重量に対する安定等を補足し、また発電休止状態を得る為に、係留するフレームにヒンジとバランサーを配置する事を特徴とする浮体型水力発電装置

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