JP2009185650A - コンベア式重力水車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトでありながら効率よく発電をし得、マイクロ発電設備として用いられ得るコンベア式重力水車装置を提供すること
【解決手段】コンベア式重力水車装置１は、一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体５０を備えたコンベア機構本体と、該無限軌道体５０の循環方向Ｃに間隔をおいて起伏可能に該無限軌道体に取付けられた水車羽根６０であって、循環経路のうち下向きに移動する下向き経路部分Ｐ１において起き上がった状態Ｓ１を採るものと、無限軌道体の両側に位置する一対の側壁２３，２４であって、各水車羽根６０が下向き経路部分Ｐ１において起き上がった状態Ｓ１にある際に該水車羽根６０と協働して水を収容する容器８０を形成するものとを有する。各水車羽根６０は、側壁２３，２４に対面する側縁及び傾斜壁に当接する先端縁に可撓材部７１，７２，７３を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、重力水車に係り、より詳しくは、コンベア式重力水車装置に係る。

マイクロ発電設備を構成するコンベア式重力水車として、一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体を備えたコンベア機構本体と、該無限軌道体の循環方向に間隔をおいて該無限軌道体に取付けられたバケットであって、循環経路のうち下向きに移動する経路部分において上向きに開口した状態を採るものとを備えたものは、提案されている（特許文献１）。

しかしながら、この提案のコンベア式重力水車は、バケットの容積分しか発電に利用されず、効率的な発電が行われ難いだけでなく、循環経路のうちバケットが上向きに移動する経路部分のために下向きの経路部分と同程度のスペースを確保する必要があり、装置が大きくなるのを避け難い。

なお、特許文献１では、下向きの循環経路部分においてバケットは鉛直方向下向きに移動されるのに対して、鉛直方向下向きの代わりに斜め下向きに該斜め下向きの壁部に沿ってバケットを移動させることは、提案されている（特許文献２）。

しかしながら、この特許文献２もバケットを用いるものであることから、特許文献１の場合と同様な問題がある。

また、コンベア式重力水車装置に係るものではなく、河川の流れ等に沿って配置される発電装置として、起伏可能な羽根を備えたもの自体は、提案されている（特許文献３等）。但し、これらは、羽根を水中に浸漬させた状態で移動させるものである。
特許第３８９１４４５号公報 特開平１−２８０６８３号公報 特開２００３−３０７１７３号公報

本発明は、前記諸点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、コンパクトでありながら効率よく発電をし得、マイクロ発電設備として用いられ得るコンベア式重力水車装置を提供することにある。

本発明のコンベア式重力水車装置は、前記目的を達成すべく、一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体を備えたコンベア機構本体と、該無限軌道体の循環方向に間隔をおいて起伏可能に該無限軌道体に取付けられた水車羽根であって、循環経路のうち下向きに移動する下向き経路部分において起き上がった状態を採るものと、無限軌道体の両側に位置する一対の側壁であって、各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根と協働して水を収容する容器を形成するものとを有する。

本発明のコンベア式重力水車装置では、「一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体の循環方向に間隔をおいて起伏可能に該無限軌道体に取付けられた水車羽根であって、循環経路のうち下向きに移動する下向き経路部分において起き上がった状態を採るものと、無限軌道体の両側に位置する一対の側壁であって、各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根と協働して水を収容する容器を形成するものと」が設けられているので、下向きの循環経路部分において起き上がった状態の各水車羽根と一対の側壁とによって形成される容器に収容された水の下降に対応するエネルギ分が発電エネルギとして活用され得る。一方、本発明のコンベア式重力水車装置では、「一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体の循環方向に間隔をおいて起伏可能に該無限軌道体に取付けられた水車羽根」が、循環経路のうち上向きに移動する上向き経路部分では伏せた状態になるので、戻りの経路のために占有されるスペースが最低限に抑えられ得る。従って、コンベア式重力水車装置の全体をコンパクトにすることが可能になる。

各水車羽根は、典型的には、該水車羽根が起き上がった状態になる下向き経路に位置する際に形成する容器の容積が大きくなるように、下に凸の形状を有する。

なお、所望ならば、「水車羽根が上向きに移動する上向き経路部分」において、水量が多い場合に、該循環経路の上側の壁を形成する頂壁部の上側を余分の水が流れるようにして、水量の変化に対応し得るようになっていてもよい。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、前記水車羽根が、各側壁に対面する側縁に、該側壁に密接する可撓材部を備える。

この場合、水車羽根と側壁との間の水漏れが最低限になるように水車羽根と側壁との間を実際上水密にシールすることが可能になる。なお、下向きの循環経路の上端から下端までの高さは、典型的には、１ｍ〜数ｍ程度であり、容器に溜まった水が下向きの循環経路の上端から下端に移動するまでの間（典型的には、数秒以内）に、漏れが実際上なければよいので、厳密なシールは、要しない。なお、高さは、より高くても多少低くてもよい。循環経路の傾斜は、典型的には、例えば、６０度程度〜３０度程度の範囲内の大きさである。但し、６０度よりも大きくてもよく（例えば、７０〜７５度程度であっても、それよりも大きくてもよく）、また、場合によっては、３０度よりも小さくてもよい（例えば、２０〜２５度程度であっても、それよりも小さくてもよい）。なお下向き循環経路の傾斜と上向き無機循環径路の傾斜とは典型的には同じである。但し、所望ならば、多少、異なっていてもよい。

ここで、可撓材は、典型的には、ゴムのような弾性材である。但し、弾性材でなくてもよい。羽根のサイズが数１０ｃｍ程度の大きさである場合、羽根を構成する剛性板状部の側縁と該側縁に対面する側壁との間隔は、例えば、１ｃｍ程度である。その場合、可撓材は、羽根を構成する剛性板状部の各側縁から、典型的には、２ｃｍ程度突出し、１ｃｍ程度は側壁に当接ないし密接せしめられる。但し、間隙の大きさは、１ｃｍ程度よりも小さくても、多少大きくてもよい。また、可撓材が側壁に当接する長さが１ｃｍ程度よりも大きくても、多少小さくてもよい。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根の先端縁を移動可能に支える傾斜壁を更に有し、各水車羽根が、該傾斜壁に当接する先端縁に可撓材部を備える。

この場合、「各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根の先端縁を移動可能に支える傾斜壁」があるので、循環軌道体と水車羽根との間の結合部に過度の負荷をかけることなく、水車羽根の起伏動作を支え得る。但し、負荷に耐え得る場合には、水車羽根が起き上がる際に該水車羽根が無限軌道体に対して回動される角度が該水車羽根の基端部で規制されるようになっていてもよい。

また、本発明のコンベア式重力水車装置では、「各水車羽根が傾斜壁に当接する先端縁に可撓材部を備える」ので、摺動可能なシールが実際上得られる。但し、所望ならば、各水車羽根が傾斜壁に近接する先端縁にローラを備え、該ローラが傾斜壁に沿って転動することにより、水車羽根の下向きの移動に対する抵抗を低減させるようになっていてもよい。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、前記無限軌道体が、無端ベルト又は無端チェーンからなる。

無限軌道体が無端ベルトからなる場合、回転車は、該無端ベルトが張架されるプーリからなる。なお、無端ベルトに所望の張力を付与すべく、張力付与用の別のローラが無端ベルトに押付けられていてもよい。また、無限軌道体が無端ベルトからなる場合、各水車羽根は、その基端部において、蝶番機構を介して、無端ベルトに取付けられる。

一方、無限軌道体が無端チェーンからなる場合、回転車は、該無端チェーンが張架されるスプロケットからなる。その場合、無端チェーンは、駆動の安定性の観点からは、一対の無端チェーンが対応する側壁に近接して設けられることが、好ましく、一対の無端チェーンを該チェーンの循環方向に間隔をおいた位置でつなぐ接続体に蝶番機構が形成されるか取付けられ、該蝶番機構に水車羽根が取付けられる。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、発電機本体が回転車間においてコンベア機構本体内に配置される。ここで、発電機本体は、典型的には、電磁的に発電を行う電気機械からなる。

この場合、無限軌道体により形成されるスペースが発電機本体の収容場所として利用され得るので、装置のコンパクト化が図られ得る。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、発電機本体を水密に囲繞する壁部を備える。電機本体が回転車間においてコンベア機構本体内に配置される場合には、特に、これが、望ましい。但し、所望ならば、発電機本体が、コンベア式重力水車装置の外側に配置されるようになっていてもよい。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、水車羽根が蝶番を介して無限軌道体に取付けられている。

この場合、水車羽根の起伏動作が容易に実現され得る。ここで、蝶番は、典型的には、機械的な構造体からなるけれども、場合によっては、可撓性の帯状接続部であってもよい。

本発明のコンベア式重力水車装置では、好ましくは、コンベア機構本体の傾斜角度及び前記傾斜壁との間隔が変更可能である。

この場合、コンベア式重力水車装置が設置場所に応じて、最低限の変更を加えるか又は実際上変更なしに、配置され得る。

なお、コンベア式重力水車装置は、典型的には、一台からなるけれども、所望ならば、複数台のコンベア式重力水車装置が、実際上直列に接続されて、全体として、落差の大きい場所で大きな発電を行い得るようにしてもよい。

本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。

マイクロ発電設備を形成する本発明の好ましい一実施例のコンベア式重力水車装置１は、図３の（ａ）〜（ｄ）に示したように、錆止め処理された鋼の如き金属製のフレームないし枠体２０を備える。なお、使用状態（実際の使用のための設置ないし据付状態）においては、コンベア式重力水車装置１は、図３の（ｂ）において矢印Ｚの指す向きが鉛直方向上向きになるように配置される。なお、この枠体２０は、典型的には、図３の（ｄ）や図１の斜視図に示したように、コンクリート製の外枠１０に嵌込まれて、マイクロ発電設備５として所望の設置場所に据え付けられる。外枠１０は、図１からわかるように、横断面がＵ字状の溝体１１からなり、該Ｕ字状溝体１１は、例えば、コンベア式重力水車装置１が嵌め込まれる中央の長い本体部分をなす傾斜溝部１２と、該傾斜溝部１２の上端につながった上側水平溝部１３と、該傾斜溝部１２の下端につながった下側傾斜溝部１４とを有する。ここで、上側水平溝部１３は、コンベア式重力水車装置１への水の導入路になり、下側傾斜溝部１４は、コンベア式重力水車装置１から出た水の排出路になる。

金属製枠体２０は、おおまかには、横断面がＵ字状の溝体２１からなる。より詳しくは、枠体２０は、溝２１の「Ｕ」の底をなす底壁部２２と、「Ｕ」の一対の側部をなす側壁部２３，２４とを有する。側壁部２３及び２４は、夫々、二重の壁部２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂになっていて内部室２５及び２６を有する。また、枠体２０は、「Ｕ」の側壁２３，２４の上下方向の中間部よりも上にズレた壁部部分２７，２８に室３０を形成する上下及び両端の壁部３１，３２及び３３，３４を有する。

コンベア式重力水車装置１は、一対の回転車としてのプーリ４１，４２と、該プーリ４１，４２間に張架されてＣ方向に循環する無限軌道体としての無端ベルト５０とを有する。

プーリ４１は、側室２５，２６に収容された軸受４１ａ，４１ｂにより、その回転軸４１ｃで回転自在に支持され、プーリ４２は、側室２５，２６に収容された軸受４２ａ，４２ｂにより、その回転軸４２ｃで回転自在に支持されている。室２５内において軸４１ｃの一端で軸受４１ａの外側には、Ｖベルト用プーリ４３ａが装着されている。

プーリ４１，４２の中間において、中央の水密な室３０内には、発電機本体４５が配置されている。発電機本体４５は、ステータ巻線４５ａとロータ磁石４５ｂとを備え、更に、内側のステータ巻線４５ａと一体的な軸４５ｃと外側のロータ４５ｂと一体的な軸４５ｄとを備える。軸４５ｄは軸受４５ｅで支持され、軸４５ｃは軸受４５ｆで支持されている。室２５内において軸４５ｄの一端で軸受４５ｅの外側には、Ｖベルト用プーリ４３ｂが装着されている。室２５内でＶベルト用プーリ４３ａ，４３ｂの間には、Ｖベルト４３が張架されている。尚、室３０の壁部３１等は、ベルト５０の撓みを抑制する。

なお、Ｖベルト４３は、他のプーリの介在なくプーリ４３ａ，４３ｂ間に掛け渡されていてもよいけれども、発電機本体４５による発電を効果的に行うためには、典型的には、プーリ４３ｂの回転速度を極力上げるように増速回転させるべく、Ｖベルト用プーリ４３ａとＶベルト用プーリ４３ｂとの径の比を大きくすることが望ましいので、図２に示したように、中間にローラ４４が配置され、径が大きく異なり距離が余り離れていないプーリ４３ａ，４３ｂ間に張架されるＶベルト４３に対して所望の張力を確保する。

無端ベルト５０には、その循環方向Ｃに沿って等間隔に、水車羽根６０が起伏可能に取付けられている。無端ベルト５０の外側表面５０ａに取付けられた水車羽根６０は、該無端ベルト５０のＣ方向循環に応じて、Ｃ１方向の下向き経路部分（従って、該下向き経路部分のある下向き通路）Ｐ１に沿って下り、Ｃ２方向の上向き経路部分（従って、該上向き経路部分のある上向き通路）Ｐ２に沿って上がる。

無端ベルト５０の外側表面５０ａには、該無端ベルト５０の循環方向Ｃに沿って等間隔に蝶番取付部５１が形成されている。蝶番取付部５１は、図４の（ａ）からわかるように、横断面がＶ字状のゴム材からなり、「Ｖ」の一辺５１ａで無端ベルト５０の表面５０ａに固着され、該表面５０ａから立ち上がった「Ｖ」の他辺５１ｂに蝶番本体５３に対する取付部５２が形成されている。この例では、取付部５２は、止め具５２ａ及びその取付穴５２ｂからなる。

各水車羽根６０の基端側の蝶番取付部６１と無端ベルト５０の各蝶番取付部５１との間には、蝶番本体５３が配置されて、無端ベルト５０と各水車羽根６０とを夫々の蝶番取付部５１，６１で連結する。蝶番本体５３は、図４の（ａ）からわかるように、軸５４の周りで相対回動可能な二つの部分５５，５６からなり、一方の部分５５で無端ベルト５０の取付部５２に固定され、他方の部分５６には水車羽根６０の基端側の蝶番取付部６１が固定される。

この状態で、各水車羽根６０は、該水車羽根６０を連結する蝶番本体５３の軸５４のまわりで、Ｄ１，Ｄ２方向に回動可能である。なお、蝶番本体５３において、その形状や構造上、水車羽根６０のＤ１，Ｄ２方向の回動角度が規定されるようになっていてもよい。この例の場合、水車羽根６０のＤ１，Ｄ２方向の回動角度は、蝶番本体５３によって規定されるのではなく、後述のように、水車羽根６０が、他の部材に当たることにより、そのＤ１，Ｄ２方向の回動角度が規制される。

水車羽根６０は、取付け・動作状態を示した図４の（ａ）〜（ｃ）に加えて水車羽根６０自体の部品説明図である図５の（ａ）〜（ｄ）からわかるように、基端部６２と先端部６３とを結ぶ横断面が「し」の字状に湾曲した剛性の水車羽根本体部６４を有する。水車羽根本体部６４は、該羽根本体６４に対して水が流れる方向に関して、上流側の面６５が凹面状であり、下流側の面６６が凸面状である。水車羽根本体部６４は、基端部６２を含む平板状部分６７と、該平板状部分６７の先端側において湾曲して延びた先端湾曲部分６８とを含む。水車羽根６０は、更に、剛性の水車羽根本体部６４の両側縁６９，７０の上流側面６５には、可撓材７１，７２が固着され、剛性の水車羽根本体部６４の先端部ないし先端縁６３の下流側面６６には可撓材７３が固着されている。可撓材７１，７２，７３は、例えば、合成ゴム等からなり、水車羽根本体部６４がアクリルの如き樹脂からなる場合、アルミニウムの如き金属層を介してゴム材７１，７２，７３が固着される。但し、数年程度の使用に耐える程度に耐久性が高く、適度の可撓性及びシール性能を備え得る限り、合成樹脂その他の材料であってもよい。

より詳しくは、図４の（ｃ）に示したように、水車羽根６０の本体部６４の幅Ｗ１は、枠体２０の側壁部２３，２４間の間隔Ｗよりも小さく、水車羽根本体部６４の側縁６９，７０の夫々と枠体２０の隣接側壁部２３，２４間の間隙Ｇ大きさがΔ（＝（Ｗ−Ｗ１）／２）であるとして、可撓材７１，７２の側縁６９，７０からの突出長は２Δ（例えば、図５の（ｃ））程度である。すなわち、各水車羽根６０の可撓材７１，７２は、図４の（ｃ）に示したように、湾曲した状態で枠体２０の隣接する側壁部２３，２４に当接し、間隙Ｇからの水の漏れを実際上無視し得る程度に抑制する。

以上の如く構成されたコンベア式重力水車装置１では、典型的には、その金属製の枠体２０が据え付け場所に形成されたコンクリート製の外枠１０内に据え付けられることにより設置される。コンベア式水車装置１の枠体２０は、例えば、１ｍ程度の幅Ｗで、高さが１ｍ程度である。

外枠１０の上側水平溝部１３には、流水Ｆが引き込まれる。この流水Ｆは、典型的には、川の流水や湧水等から取水口を介して分岐された水路を介して流れるものである。

水平溝部１３に流入した流水Ｆは、コンベア式重力水車装置１のＣ１方向の下向き循環経路部分Ｐ１を通って、外枠１０の下側水平溝部１４に流れ落ちる。

図２に示したように、コンベア式重力水車装置１の無端ベルト５０及び該無端ベルト５０の循環方向Ｃに沿って等間隔に取付けられた水車羽根６０は、上向きＣ２の循環経路部分Ｐ２から下向きＣ１の循環経路部分Ｐ１に移る上端領域Ａにおいて、基端側の蝶番５３のまわりでＤ１方向に回動されて、伏臥状態Ｓ２から起立状態Ｓ１に移行し、下向きＣ１の循環経路部分Ｐ１では起立状態Ｓ１を保ったまま、下向き経路部分Ｐ１に沿ってＣ１方向に移動される。水車羽根６０は、また、下向きＣ１の循環経路部分Ｐ１から上向きＣ２の循環経路部分Ｐ２に移る下端領域Ｂにおいて、基端側の蝶番５３のまわりでＤ２方向に回動されて、起立状態Ｓ１から伏臥状態Ｓ２に移行し、上向きＣ２の循環経路部分Ｐ２では隣接する水車羽根６０，６０が部分的に重なる伏臥状態Ｓ２を保ったまま、上向き経路部分Ｐ２に沿ってＣ２方向に移動される。

すなわち、水車羽根６０が、無端ベルト５０の循環経路Ｃのうち下向きにＣ１方向に移動する下向き経路部分Ｐ１にある場合、水車羽根６０は、蝶番５３の軸５４のまわりでＤ１方向に回動されて無端ベルト５０に対して立ち上がった起立状態Ｓ１になる。水車羽根６０は、この起立状態Ｓ１では、図４の（ａ）からわかるように、その本体部６４の先端部６３の外側表面６６に固着された可撓材７３が経路部分Ｐ１の底壁２２に接して、経路部分Ｐ１の底壁２２と水車羽根６０との間の水漏れを最低限に抑える。なお、経路部分Ｐ１の底壁２２と水車羽根６０の可撓材７３との間に残る水が、水車羽根６０と底壁２２との間に、適度のシールと摺動性を与え得る。

また、水車羽根６０が下向き経路部分Ｐ１にあって先端部６３のところにある可撓材７３を介して底壁２２に支えられた起立状態Ｓ１にある場合、図４の（ｂ）及び（ｃ）に示したように、水車羽根６０は、その両側縁にある可撓材７１，７２で経路部分Ｐ１の側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂに摺接される。すなわち、水車羽根６０の本体６４の側縁６９，７０と隣接側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂとの間隙Ｇの二倍程度の突出長Δだけ突出した可撓材７１，７２は、図４の（ｂ）及び（ｃ）に示したように、突出端部が折り曲げられた状態で隣接側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂに密接して、経路部分Ｐ１の隣接側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂと水車羽根６０との間の水漏れを最低限に抑える。この場合も、経路部分Ｐ１の隣接側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂと水車羽根６０の可撓材７１，７２との間に残る水が、水車羽根６０と隣接側壁２３，２４の壁部２３ｂ，２４ｂとの間に、適度のシールと摺動性を与え得る。

従って、経路部分Ｐ１においては、各水車羽根６０は、枠体２０の側壁２３，２４及び底壁２２と協働して、実際上水密な容器８０を形成し、該容器８０に、流水Ｆの流量及び水車羽根６０のＣ１方向循環速度に応じた量Ｖの水Ｆが上端領域Ａで流れ込み該水Ｆが溜まった状態で、水車羽根６０と共にＣ１方向に運ばれる。すなわち、量Ｖの水Ｆが下向き循環経路Ｐ１に沿って該経路Ｐ１の高さＨ分だけ流下するに伴って該流下水を容器８０で受ける無端ベルト５０がＣ方向循環に循環され、この無端ベルト５０のＣ方向循環に応じて、プーリ４１，４３ａ，４３ｂを介して、発電機本体４５が回転駆動されて、発電が行われる。

ここで、容器８０は、関連領域の全体がそのまま用いられ、その代わりに該両域内に収容されるようなバケツを配置する場合と比較してはるかに大きい容積が形成され得、しかもその重量（材料）が最低限ですむから、効果的な発電が行われ得る。

なお、水車羽根６０と隣接壁部２３，２４，２２との間の水漏れが実際上無視し得る程度である場合又は多少の水漏れを許容する場合には、可撓材７１，７２，７３のうちの可撓材７１，７２若しくは可撓材７３、又は全ての可撓材７１，７２，７３がなくてもよい。

一方、水車羽根６０が下向き循環経路Ｐ１の下端の領域Ｂに達した後上向きに移動する循環経路Ｐ２に入ると、図２からわかるように、水車羽根６０がＤ２方向に回動されて伏せた状態Ｓ２を採る。この伏臥状態Ｓ２では、図２からわかるように、水車羽根６０が折り重なった状態になる。水車羽根６０にはバケットと異なり側壁がないから、板が重ねられるように折り重ねられるので、循環経路Ｐ２の高さは、水車羽根６０が起立状態Ｓ１にある循環経路Ｐ１と比較して低くされ得、装置１の小型化が図られ得る。

また、この装置１は上下方向に循環するコンベア式重力水車装置であるにもかかわらず、バケツは不要で、単に、羽根だけでよいので、無駄な重量が最低限に抑えられ得る。

以上においては、無端ベルト５０が用いられる例について説明したけれども、無限軌道体としては無端ベルト５０の代わりに、無端チェーンであってもよい。チェーンは、典型的には、一対設けられる。一対の無端チェーンを用いる場合には、該無端チェーンをつなぐ横方向の桟に蝶番５３を取付けても、該無端チェーンをつなぐ横方向の桟自体を蝶番５３で形成してもよい。

なお、コンベア式重力水車装置１は、単独で用いられる代わりに、複数台が実際上直列にないしタンデム式につなげられて用いられてもよい。例えば、図６に示したように、山間地の傾斜を利用してもよい。即ち、このマイクロ発電設備２では、図１から図５に示したのと同様な複数台のコンベア式重力水車装置１ａ，１ｂ，１ｃが直列に接続された外枠１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより直列につながれて、発電が行われる。傾斜のある山間地としては、スキー場等であってもよい。図６において、Ｆ１は元からある河川である。このように直列に接続することにより、単体としては比較的短いコンベア式重力水車装置１を落差（高低差）の大きい地域でも容易に利用し得る。

なお、このコンベア式重力水車装置１は、傾斜の異なるところにもそのまま用いられ得る。すなわち、図７の（ａ）に示したように、傾斜の大きいところに用いられても、図７の（ｂ）に示したように、傾斜の小さいところに用いられてもよい。但し、所望ならば、水車羽根６０の湾曲形状や蝶番５３の形状等を傾斜に最適なように変更しておいてもよい。

本発明の好ましい一実施例のコンベア式重力水車装置を外枠に組込んだマイクロ発電設備の斜視説明図。 図１のマイクロ発電設備の断面説明図。 図１及び図２のマイクロ発電設備のコンベア式重力水車装置の詳細な構造を示したもので、（ａ）は（ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面説明図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面説明図、（ｃ）は（ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線断面説明図、（ｄ）は（ｂ）のＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ線断面説明図。 図１及び図３の図１及び図２のマイクロ発電設備のコンベア式重力水車装置の水車羽根が下向き循環経路にある場合における該水車羽根の状態を示したもので、（ａ）は図２の該当領域を拡大して示したもので（ｂ）のＩＶＡ−ＩＶＡ線断面説明図、（ｂ）は（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面説明図（蝶番部分の詳細は除く）、（ｃ）は（ｂ）のＩＶＣ−ＩＶＣ線断面説明図。 図１のマイクロ発電設備のコンベア式重力水車装置に用いられる水車羽根を部品として示したもので、（ａ）は（ｂ）のＶＡ−ＶＡ線断面説明図、（ｂ）は（ａ）をＶＢ方向に見た正面説明図、（ｃ）は（ｂ）のＶＣ−ＶＣ線断面説明図、（ｄ）は（ｂ）のＶＤ方向の端面説明図。 図１のマイクロ発電設備を山の斜面に複数台直列につないだ状態のマイクロ発電設備の説明図。 コンベア式重力水車装置を異なる傾斜状態で利用することを示したもので、（ａ）は傾斜の大きい場合についての図２と同様な断面説明図、（ｂ）傾斜の小さい場合についての（ａ）と同様な断面説明図。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ コンベア式重力水車装置
５ マイクロ発電設備
１０ 外枠
１１ Ｕ字状溝体
１２ 傾斜溝部
１３ 上側水平溝部
１４ 下側水平溝部
２０ 金属製枠体
２１ 溝体
２２ 底壁部
２３，２４ 側壁部
２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ 壁部
２５，２６ 内部室（側室）
２７，２８ 壁部部分
３０ 室
３１，３２ 上下の壁部
３３，３４ 両端の壁部
４１，４２ プーリ
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ 軸受
４１ｃ，４２ｃ 回転軸
４３ Ｖベルト
４３ａ，４３ｂ プーリ
４５ 発電機本体
４５ａ ステータ巻線
４５ｂ ロータ磁石
４５ｃ，４５ｄ 軸
４５ｅ，４５ｆ 軸受
５０ 無端ベルト
５０ａ 外側表面
５１ 蝶番取付部
５１ａ 一辺
５１ｂ 他辺
５２ 取付け部
５３ 蝶番本体
５４ 軸
５５，５６ 可動部分
６０ 水車羽根
６１ 蝶番取付部
６２ 基端部
６３ 先端部
６４ 水車羽根本体部
６５ 上流側面（凹面）
６６ 下流側面（凸面）
６７ 平板状部分
６８ 湾曲部分
６９，７０ 側縁
７１，７２，７３ 可撓材
８０ 容器
Ａ 上部領域
Ｂ 下部領域
Ｃ 循環方向
Ｃ１ 下向き循環方向部分
Ｃ２ 上向き循環方向部分
Ｄ１，Ｄ２ 回動方向
Ｆ 流水
Ｆ１ 河川
Ｇ 間隙
Ｐ１ 下向き経路部分
Ｐ２ 上向き経路部分
Ｓ１ 起立状態
Ｓ２ 伏臥状態
Ｗ，Ｗ１ 幅
Δ 間隙の大きさ

Claims (8)

1. 一対の回転車間に張架されて循環する無限軌道体を備えたコンベア機構本体と、
   該無限軌道体の循環方向に間隔をおいて起伏可能に該無限軌道体に取付けられた水車羽根であって、循環経路のうち下向きに移動する下向き経路部分において起き上がった状態を採るものと、
   無限軌道体の両側に位置する一対の側壁であって、各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根と協働して水を収容する容器を形成するものと
   を有するコンベア式重力水車装置。
2. 前記水車羽根が、各側壁に対面する側縁に、該側壁に密接する可撓材部を備える請求項１に記載のコンベア式重力水車装置。
3. 各水車羽根が下向き経路部分において起き上がった状態にある際に該水車羽根の先端縁を移動可能に支える傾斜壁を更に有し、各水車羽根が、該傾斜壁に当接する先端縁に可撓材部を備える請求項１又は２に記載のコンベア式重力水車装置。
4. 前記無限軌道体が、無端ベルト又は無端チェーンからなる請求項１から３までのいずれか一つの項に記載のコンベア式重力水車装置。
5. 発電機本体が回転車間においてコンベア機構本体内に配置されている請求項１から４までのいずれか一つの項に記載のコンベア式重力水車装置。
6. 発電機本体を水密に囲繞する壁部を備える請求項５に記載のコンベア式重力水車装置。
7. 水車羽根が蝶番を介して無限軌道体に取付けられている請求項１から６までのいずれか一つの項に記載のコンベア式重力水車装置。
8. コンベア機構本体の傾斜角度及び前記傾斜壁との間隔が変更可能である請求項１から７までのいずれか一つの項に記載のコンベア式重力水車装置。

Images