JP2009222047A

JP2009222047A - 水流発電用動力装置

Info

Publication number: JP2009222047A
Application number: JP2008106209A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Tooyama; 光廣通山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-01

Abstract

【課題】持ち運びが容易で何時でも河川等の何所でも容易且つ迅速に設置して高出力の動力を得ることの出来る安価な水流発電用動力装置を提供する。
【解決手段】リンク式にしてエンドレスに連結棒３で連結された水受バケットコンベヤー２が他軸により引張られることなくフリーにして駆動ドラム１に係合し、該駆動ドラムの両側に回転軸１Ａ，１Ａを延出して、支柱４，４の上端部に設けられた軸受５、５で軸支してなり、前記支柱４，４を水面に浮上する浮体６，６の上面にベースプレート７，７を介して立て、河川等に杭を打つなどしてロープ８，８で係留する。そして河川等の水面下に沈んだ多数の水受バケット２Ａ，２Ａ，…が矢印イ方向の水流圧を受けて水受バケットコンベヤー２を回動移動させ、駆動ドラム１を矢印ロ方向に回転させて発電機９，９を駆動させるための動力を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、何時でも河川等の何所でも容易且つ迅速に設置して、水流により高出力の動力を得ることのできる水流発電用動力装置に関する。

石油やガスによるエネルギーの供給は有限であると共に、これらのエネルギー利用により大気汚染や地球温暖化が深刻な問題となっており、風力発電や水力発電及び太陽光発電と言ったクリーンなエネルギー利用の発電開発が急務となっている。
風力発電は、無風時にはそのエネルギーが得られず、太陽光発電は、雨天や夜間時にはそのエネルギーが得られないことから、常時安定したエネルギーは得られないと言った欠点を有しているが、河川等の水流によるエネルギーは、常時安定したエネルギーが得られると言った利点や、水があれば人工的に水流をつくりだすことも可能であるなどの利点がある。

本発明は、河川等の水流により水力発電を起こすための動力を得るものであるが、従来水力発電は、外周部にバケットや羽根を放射状に設けた円形水車に、落差のある高所から水を流したりして円形水車を回し、発電を起こすやり方が一般的に知られている。或いは河川等に浮体を浮かべ、該浮体に前記円形水車を設置するなどして水流により円形水車を回し、発電を起こす浮体式の水力発電装置や水力発電システムも開示され、公知されている。（例えば特許文献１、特許文献２参照）

又、架台の両側に駆動スプロケットと誘導（従動）スプロケットを軸設し、これに掛合する連鎖の任意等間隔毎の鎖片をＬ板片となし、該Ｌ板片にバケットを、その上部に形成した支え腕の基部の支軸部で支承した構成とし、架台を田んぼ等の水路の流水面上に設置して、水流の水力を受けたバケット群の移動により前記誘導スプロケットを回動させて駆動スプロケットを駆動し、出力軸から動力を取り出して発電機等を回動せしめるようにした水流利用のチェーン駆動動力取り出し装置も開示され、公知されている。（例えば特許文献３参照）

特開２００７−９８３０号公報特開２００３−２８６９３５号公報特開２０００−２７４３４２号公報

上記円形水車による従来の水力発電、及び特許文献１、特許文献２にて開示された発明による水力発電は、円形水車の回転数が一般的に低速であるために、発電機を駆動させて発電を起こすには増速する必要があり、増速するためには大きな動力（回転力）を必要とすることから、円形水車の大きさをかなり大型化しないと実用に供し得ず、大型化による制作費の高騰や、重量も重くなって持ち運びが困難となるなどの解決すべき問題（課題）がある。

上記特許文献３に開示された発明は、円形水車による動力取り出しの不足を解消するためになされたものであるが、架台の両側に軸設された駆動スプロケットと誘導（従動）スプロケットに連鎖（チェーン）を掛けて、連鎖のリンク鎖辺をＬ板片にし、その上に形成された支え腕の基部支軸でバケットを支承するように構成して農業用水路等に設置するようにしたもので、駆動スプロケットと誘導スプロケットを取付けた二軸により張設したチェーンコンベヤー状のものに、バケットを設けて架台に組付けられたものであるから、装置が大型化し、重量的にも重くなったりして容易且つ迅速に設置するのは困難であり、安価にできないなどの解決すべき問題（課題）がある。

上記課題を解決するため、本発明は、以下に記載するような手段を講じてなる水流発電用動力装置とするものである。即ち、水面に浮上させてロープで係留される二つの浮体の上面に立てた支柱により両端軸が軸支された駆動ドラムを、水流により回転させて発電機を駆動させるにおいて、エンドレスに連結された水受バケットコンベヤーが他軸により引張られることなくフリーにして、駆動ドラム一つに係合して駆動されるように構成されていることを特徴とする水流発電用動力装置である。

前記水受バケットコンベヤーは、水受バケット間に継ぎプレートを介在させて、連結棒により水受バケットと継ぎプレートがリンク式にして且つ分離可能に連結されていて、縁ドレスに連結された水受バケットコンベヤーの長さを変えたり、分離分解が容易にできるようにした。なお、水受バケットコンベヤーを定められた長さにして、水受バケットをより多く設けたい場合は、水受バケット間に継ぎプレートを介在させないで水受バケット同士を連結しても良く、水受バケットを少なく設けたい場合は、水受バケット間に複数の継ぎプレートを介在させても良い。

前記水受バケットと継ぎプレートは、ガイドローラーを介在させて連結棒で連結されるのが、水受バケットコンベヤーがスムーズに回動移動して、発電機を駆動させる駆動ドラムをスムーズに回転させるのに好ましく、水受バケットコンベヤーの水受バケットを水面下に沈下させる位置が調整出来るように調整手段を施すことにより好適な位置での水流圧を得ることが可能となる。駆動ドラムには前記連結棒若しくはガイドローラーに係合する凹歯を駆動ドラムの外周部に凸設して、水受バケットコンベヤーの回動移動により駆動ドラムを回転させるようにしてあるがこれに限定されるものではない。

上記手段にて記載するように、本発明は、駆動ドラムに係合したエンドレスの水受バケットコンベヤーを水面下に沈め、多数の水受バケットで水流圧を受けて水受バケットコンベヤーが回動移動し、駆動ドラムを回転させるから、駆動ドラムにかかる動力は大きくなり、駆動ドラムが小さくても大きな動力を得ることが出来ると共に、駆動ドラムの小型により持ち運びが容易となる効果がある。

水受バケットコンベヤーは、リンク式にして且つ分離可能に連結されるから、分離分解、継ぎ足しが容易で、小型化可能な駆動ドラム一つに係合し、駆動ドラムと誘導ドラム等の他軸とで引張って張設しないから、架台等に組付けて張設する必要はなく、よって安価に製作できると共に、持ち運びが容易にできて組立て設置を迅速に行うのに効果がある。

河川等の水面に浮かべてロープにより係留して使用することにより、装置を設置するための設置台を設ける必要はなく、何時でも河川等の何所でもクリーンなエネルギーによる発電を得るのに効果がある。

本発明を実施するための最良の形態について、以下に記載する実施例にて、実施例を示す図面を参照して詳細に説明する。
なお、図面は、本発明を実施するための一実施例図であり、必ずしもこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例を示す全体斜視図、図２は、回転駆動部の側断面図である。
図示するように、本発明は、駆動ドラム１に、エンドレスに連結棒３，３，…で連結された水受バケットコンベヤー２が他軸で引張られることなくフリーにして係合されており、河川等の水面下に沈んだ多数の水受バケット２Ａ，２Ａ，…が矢印イ方向の水流圧を受けて回動移動し、駆動ドラム１を矢印ロ方向に回転させて発電機９，９を駆動させるための動力を得るように構成されている。

駆動ドラム１の両側には回転軸１Ａ，１Ａが延出し、該回転軸は支柱４，４の上端部の軸受５，５で軸支されて支持されており、支柱４，４は水面に浮上する浮体６，６の上面にベースプレート７，７を介して立設され、ロープ８，８により河川等に杭を打つなどして係留するようにしてある。水受バケットコンベヤー２が回動移動中にずれないようにするためのガイドローラー１１，１１，…を設けてある。

水流による駆動ドラム１の回転数は一般的に低速であるから、増速して発電機を駆動させる必要があり、増速するには大きな動力（回転力）を要するが、水受バケットコンベヤー２の下方部が水面下に沈んで多数の水受バケット２Ａ，２Ａ，…が同時に水流圧を受けるので、駆動ドラム１が小さくても大きな動力（回転力）が得られると共に、水流圧により流れ方向に引張られるから誘導ローラー等の他軸で引張る必要はなく、フリーにできる。

前記水受バケットコンベヤー２の下方部の水受バケット２Ａ，２Ａ，…が水面下に沈む位置は、深く沈むことなく水面ぎりぎりに沈んだ状態で水流圧を受けるのが望ましく、その位置の調整は、本実施例図では図示されていないが、前記支柱４，４の高さを調整できるようにしたり、或いは深く沈む場合は、浮き材を介在させ、連結棒で連結するなどして、水受バケットに浮力がかかるような調整手段を施すことにより行う。

駆動ドラム１は、重量を軽くすべく中空ドラムにしてあり、外周中央部に等間隔に多数の凹歯１Ｂ，１Ｂ，…を凸設して取付けられ、該凹歯に水受バケットコンベヤー２の連結部が係合するようにして装着されている。浮体６は、エアーで膨らますことの出来る空洞体を使用して、持ち運び時はエアーを抜いて畳めるようにするのが望ましいが、容易に持ち運び可能な双胴船等の浮船を使用しても良い。

図３，図４は、水受バケットコンベヤー２の要部の図面である。図示するように水受バケットコンベヤー２は、水受バケット２Ａ，２Ａ，…間に継ぎプレート２Ｂ，２Ｂ，…を介在させて、連結棒３，３，…によりリンク式にしてエンドレスに連結されており、連結棒３，３，…を抜くことにより水受バケット２Ａ，２Ａ，…と継ぎプレート２Ｂ，２Ｂ，…が分離出来るようにしてある。連結棒３，３，…は、ストッパー（スナップリング）１０，１０，…を外すことにより容易に抜くことが出来る。水受バケット２Ａと継ぎプレート２Ｂを分離することにより持ち運びが便利であると共に、水受バケットコンベヤー２の長さの変更が容易となる。

又、前記水受バケットコンベヤー２が、駆動ドラム１に係合してスムーズに回動移動するためには、連結部の中央部と左右両端部にガイドローラ３Ａとガイドローラ３Ｂ，３Ｂを介在させて連結棒３で連結されるのが望ましいが、これに限定されるものではない。

図５，図６は、水受バケット２Ａと継ぎプレート２Ｂの外観図を示すものである。
水受バケット２Ａに形成された中央部の嵌込み幅Ｗと両端部の嵌込み幅Ｗ１，Ｗ１に、継ぎプレート２Ｂに形成された中央部の嵌込み幅ｗと両端部の嵌込み幅ｗ１，ｗ１を嵌め込んで水受バケット２Ａと継ぎプレート２Ｂの嵌込み部に穿設された通し穴２ａ，２ａ，…に、連結棒３を挿入することにより水受バケット２Ａと継ぎプレート２Ｂはリンク式に連結される。

水受バケット２Ａの反対側背面には前記嵌込み幅Ｗ，Ｗ１，Ｗ１の手法と同じ幅のブラケットを設けるなどして同様に連結して行けばエンドレスな水受バケット２となる。水受ブラケット２Ａ，継ぎプレート２Ｂは、軽くて強度のある金属板や合成樹脂板で製作するのがの望ましいが、限定されるものではない。

図７は、連結棒の外観図である。挿入して連結した後に抜けないようにストッパー（スナップリング）を嵌め込むための溝３ａ，３ａを設けてあり、一般的には耐食性、耐摩耗性の金属製の丸棒又は丸パイプを使用するのが望ましいが、限定されるものではない。

図８は、ガイドローラーの外観図で、図８の（ａ）はガイドローラー３Ａ、（ｂ）はガイドローラー３Ｂの外観図である。連結された前記水受バケット２Ａと継ぎプレート２Ｂの中央部には、図８の（ａ）に示す凹部３ｂを有する段付きのガイドローラー３Ａと、両端部には（ｂ）に示すガイドローラー３Ｂとを介在させて前記図３及び図４に示すように連結する。ガイドローラー３Ａとガイドローラー３Ｂには、前記連結棒３を挿入するための通し穴３ｃが穿設してある。ガイドローラー３Ａとガイドローラー３Ｂは、耐食性、耐摩耗性の金属または合成樹脂等で製作されるのが望ましいが、限定されるものではない。

前記ガイドローラー３Ａの凹部３ｂは、図１、図２に示すように駆動ドラム１の外周中央部に多数凸設した凹歯１Ｂ，１Ｂ，…の略Ｕ字状の開口部に係合するようにし、ガイドローラー３Ａを介在させない場合は、連結棒の外形部が前記凹歯１Ｂ，１Ｂ，…の略Ｕ字状の開口部に係合するようにする。そして水受バケットコンベヤー２の回動移動により駆動ドラム１を回転させる。

本発明の実施例を示す全体斜視図である。回転駆動部の断側面図である。水受バケットコンベヤーの要部平面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。水受バケットの斜視図である。継ぎプレートの斜視図である。連結棒の斜視図である。ガイドローラーの斜視図である。

符号の説明

１駆動ドラム
１Ａ回転軸
１Ｂ凹歯
２水受バケットコンベヤー
２Ａ水受バケット
２Ｂ継ぎプレート
３連結棒
３Ａ，３Ｂ，１１ガイドローラー
４支柱
５軸受
６浮体
７ベースプレート
８ロープ
９発電機
１０ストッパー（スナップリング）

Claims

水面に浮上させてロープで係留される二つの浮体の上面に立てた支柱により両端軸が軸支された駆動ドラムを、水流により回転させて発電機を駆動させるにおいて、エンドレスに連結棒で連結された水受バケットコンベヤーが、他軸により引張られることなくフリーにして、駆動ドラム一つに係合して駆動されるように構成されていることを特徴とする水流発電用動力装置。
水受バケットコンベヤーは、水受バケット間に継ぎプレートを介在させて、連結棒により水受バケットと継ぎプレートがリンク式にして且つ分離可能に連結されていることを特徴とする請求項１記載の水流発電用動力装置。
水受バケットと継ぎプレートは、ガイドローラーを介在させてリンク式に連結棒で連結されていることを特徴とする請求項２記載の水流発電用動力装置。
水受バケットコンベヤーの水受バケットを水面下に沈下させる位置が調整出来るように調整手段が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の水流発電用動力装置。
駆動ドラムの外周部に、連結棒若しくはガイドローラーと係合する凹歯を凸設して、該凹歯に水受バケットコンベヤーの連結部が係合されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の水流発電用動力装置。