JP2008240581A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単、かつ製作が容易であり、水力を効率的利用することで、水中でも発電できる発電装置を提供する。
【解決手段】 コンベアベルト３３に取り付けられた複数の抵抗板５１は、水流によってコンベアベルト３３の表面３３ａと略９０°の角度を形成する回転位置において、ストッパ等により回転が規制される。これにより、抵抗板５１は流速方向１０の水力を最大限に受け、下流側に向けて移動する。そして、抵抗板５１と一体となってコンベアベルト３３も移動し、ローラ３５,３７が回転する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水力を利用して発電を行う発電装置に関するものである。

水力発電は、環境面で優れており、様々な水力発電装置が提案されている。

しかしながら、水力発電は、効率的に電力を発生することが難しく、装置が大規模化し、設置場所が限れるという問題がある。
また、河川や用水路などの水面付近ではなく、水中に装置を配置しても電力を発生できる機能が求められている。
特開２００１―１３２６０７号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、構成が簡単、かつ製作が容易であり、水力を効率的利用することで、水中でも発電できる発電装置を提供することを目的としている。

上述した従来技術の問題を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の発電装置は、２つのローラ間に張られたコンベアベルトと、前記ローラの回転軸と略同じ方向の回転軸を中心に回転可能に前記コンベアベルトの表面に順に設けられた複数の抵抗板と、前記ローラの回転力を基に発電を行う発電機とを有し、前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面との角度が鋭角になるように回転範囲が規制されており、前記回転軸に略直交して流れる液体によって前記抵抗板に働く流力によって前記コンベアベルトを介して前記ローラが一方向に回転する。

本発明の発電装置では、コンベアベルトの表面に設けられた抵抗板は、前記コンベアベルトの表面との角度が鋭角になるように回転範囲が規制されている。そのため、コンベアベルトの一方の側に位置する抵抗板は、液体の流力によってコンベアベルトの表面に対して略９０°の角度を形成する姿勢になり、流力をコンベアベルトの移動に最大限に作用させる。
一方、コンベアベルトの他方の側に位置する抵抗板は、液体の流力によって、コンベアベルトの表面に略接した姿勢になり、コンベアベルトの移動に琉力は殆ど作用しない。
これにより、コンベアベルトを一方向にのみ移動でき、ローラを一方向にのみ回転できる。

本発明の発電装置において、好ましくは、前記２つのローラを結ぶラインに対して一方の側に位置する前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面に対して略９０°の角度を形成した状態になり、前記ラインに対して他方の側に位置する前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面に略接した状態になる。

本発明によれば、構成が簡単、かつ製作が容易であり、水力を効率的利用することで、水中でも発電できる発電装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係わる水力発電装置２０について説明する。
水力発電装置２０は、簡単かつ製作容易な構成で、水の流速による抵抗板の動きを回転力に変え、その回転力を利用して発電を行うものである。
すなわち、水力発電装置２０は、水の運動エネルギを電気エネルギに変換する装置として、一般的な渓谷や河川および海での利用が可能である。

図１は、本発明の実施形態に係わる水力発電装置２０の外観斜視図である。図２は、図１に示す水力発電装置２０を側面から見た図である。
図１および図２に示すように、水力発電装置２０は、河川等の水流方向１０に沿って、水面付近あるいは水中に配置される。
図１および図２に示すように、水力発電装置２０は、例えば、フレーム３１に固定された軸受けに、円柱状のローラ３５，３７の回転軸が回転可能に装着されている。フレーム３１は、水の抵抗を最小限にするために、比較的細い金属や樹脂等の骨格で構成される。
本実施形態では、ローラ３５，３７の回転軸は、流速方向１０に対して直交するように、水力発電装置２０の姿勢が決められている。水力発電装置２０は、例えば、水面付近、水底等で、所定の位置に固定されている。

本実施形態におけるローラ３５，３７が本発明における２つのローラの一例であり、抵抗板５１が本発明における抵抗板の一例であり、コンベアベルト３３が本発明におけるコンベアベルトの一例であり、発電機６１が本発明における発電機の一例である。

ローラ３５，３７には、コンベアベルト３３が巻き付けられている。後述するように、コンベアベルト３３は抵抗板５１に加わった水力によって一定方向に移動し、その移動に連動してローラ３５，３７が一方向に回転する。
コンベアベルト３３の表面には、その長手方向に一定間隔で複数の抵抗板５１が取り付けられている。
抵抗板５１は、回転軸５３を介して回転可能にコンベアベルト３３の表面に設けられている。
ここで、回転軸５３を中心とした抵抗板５１の回転は、例えば、図３に示すように、コンベアベルト３３の表面３３ａに対して鋭角を形成する回転角度範囲Ａ内になるようにストッパによって規制されている。

ローラ３５の回転軸は、伝達ローラ４１の回転軸と一体的に回転する。
伝達ローラ４１と伝達ローラ４２とには伝達ベルト４３が巻き付けられている。
伝達ローラ４２の回転は、増速機４５およびカップリング４７を介して発電機６１に伝達される。

水力発電装置２０では、図１および図２の下側（川底側）に位置する抵抗板５１は、水流によってコンベアベルト３３の表面３３ａと略９０°の角度を形成する回転位置において、ストッパ等により回転が規制された状態になっている。すなわち、抵抗板５１が流速方向１０の水力を最大限に受ける姿勢になっている。この状態で、水力が抵抗板５１を流速方向１０の向きに押圧し、抵抗板５１が下流側に向けて移動する。そして、抵抗板５１と一体となってコンベアベルト３３も移動する。
また、コンベアベルト３３の上記移動に連動して一対のローラ３５，３７が回転する。

一方、図１および図２の上側（川底と反対側）に位置する抵抗板５１は、流速方向１０の向きの水力によって、コンベアベルト３３の表面３３ａと略接した状態になっている。すなわち、流速方向１０の向きの水力を殆ど受けない姿勢になっている。

水力発電装置２０では、上述したローラ３５の回転が伝達ローラ４１の回転として伝達され、伝達ベルト４３を介して伝達ローラ４１に連動して伝達ローラ４２が回転する。
そして、伝達ローラ４２の回転が、増速機４５およびカップリング４７を介して発電機６１に伝達される。
発電機６１は、回転に応じて電力を発生する。

なお、抵抗板５１の大きさ枚数等は、水量や必要な電力を考慮して適宜決定される。

従来の水車は水が落ちる重力を利用する方法で水力を利用してきたが、水力発電装置２０では、流れる水の力を効率的に利用するべく、ベルト構造に抵抗板を使用し、流れる水が抵抗板を動かすことによって自然的に発生する力が、増速機と発電機を稼動させるものであり、水上と水中の全てにおいて使用できるものである。
また、水力発電装置２０は、構成が簡単かつ製作が容易であり、水の流速による抵抗板の動きを回転力に変え、より容易に発電機に集中させることが可能である。
また、水力発電装置２０は、上述したように、抵抗板５１の回転角度を規制することで、抵抗板５１の抵抗力をローラ３５，３７を一定方向に回転させる向きで最大限に発揮させ、逆の向きで最少にすることができ、水力を効率的に回転力に変換できる。

また、水力発電装置２０は、水面付近だけなく、川底等の水中でも利用でき、利用可能な範囲が広い。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
上述した実施形態では、川底等に水力発電装置２０を配置する場合を例示したが、用水路内等に水力発電装置２０を配置してもよい。

また、上述した実施形態では、コンベアベルト３３の長手方向の各位置に単数の抵抗板５１を設ける場合を例示したが、複数の抵抗板５１を設けてもよい。
また、河川や用水路内における水力発電装置２０の配置は、少なくとも図１および図２において下側に位置する抵抗板５１が水が流れる経路に位置していれば特に限定されてない。すなわち、図１および図２において上側に位置する抵抗板５１は、水上あるいは水中の何れにあってもよい。

また、上述した実施形態では、本発明における液体として水を例示したが、水以外の液体中に水力発電装置２０を配置してもよい。

本発明は、水力によって発電するシステムに適用可能である。

図１は、本発明の実施形態に係わる水力発電装置の外観斜視図である。 図２は、図１に示す水力発電装置を側面から見た図である。 図３は、図１に示す抵抗板の回転状態を説明するための図である。

符号の説明

３１…フレーム
３３…コンベアベルト
３５，３７…ローラ
４１，４２…伝達ローラ
４３…伝達ベルト
４５…増速機
５１…抵抗板
６１…発電機

Claims (2)

1. ２つのローラ間に張られたコンベアベルトと、
   前記ローラの回転軸と略同じ方向の回転軸を中心に回転可能に前記コンベアベルトの表面に順に設けられた複数の抵抗板と、
   前記ローラの回転力を基に発電を行う発電機と
   を有し、
   前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面との角度が鋭角になるように回転範囲が規制されており、
   前記回転軸に略直交して流れる液体によって前記抵抗板に働く流力によって前記コンベアベルトを介して前記ローラが一方向に回転する
   発電装置。
2. 前記２つのローラを結ぶラインに対して一方の側に位置する前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面に対して略９０°の角度を形成した状態になり、
   前記ラインに対して他方の側に位置する前記抵抗板は、前記コンベアベルトの表面に略接した状態になる
   請求項１に記載の発電装置。