JP2013117222A5 - - Google Patents

Description

請求項１の発明は、発電機を内蔵した発電ユニットと、水流によって回転可能なプロペラを有する一または複数の水車ユニットとを備え、前記発電ユニットと水車ユニットとを水流に沿って設置し、前記発電ユニットを設置水域に係留するとともに、水車ユニットを回転軸を介して前記発電ユニットに接続し、前記発電ユニットと水車ユニット、および水車ユニット相互を揺動可能に連結し、前記プロペラの回転力を前記発電機に連係した発電装置において、前記発電ユニットと水車ユニットの上部にフロートを設置し、各フロートを水面に設置し、発電ユニットと水車ユニットとを水面の直下に設置し、発電ユニットと水車ユニットを水中に確実かつ安定して設置し、それらを安定して作動させて安定した電力を得られるようにしている。
請求項２の発明は、各フロートを索条を介して連結し、各フロートの動揺を抑制して発電ユニットと水車ユニットを安定して作動させるようにしている。
請求項３の発明は、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットに設置したフロートを索条を介して水中に係留し、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットを水中に安定して係留し、後続の発電ユニットまたは水車ユニットの安定性を向上し得るようにしている。

請求項４の発明は、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットと、最下流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットを、索条を介して設置水域の底部に係留し、発電ユニットと水車ユニットを水流に沿って安定して設置し得るようにしている。
請求項５の発明は、水車ユニットを収容するハウジングの水流との対向面に、通水可能な防護カバ−を着脱可能に取付け、防護カバ−を小形軽量化し、従来の大形大重量の防護カバ−の使用を廃し、これを容易かつ安価に製作し得るとともに、異物を容易に除去し得るようにしている。
請求項６の発明は、発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに、フロートを支持する一対の支持枠を立設し、該支持枠にウェイト板を上下動可能に設け、支持枠によってケーシングまたはハウジングの上方にフロートを安定して支持するとともに、ケーシングまたはハウジングの水深に応じて発電ユニットまたは水車ユニットの重心位置を調整可能にし、それらの安定した姿勢を保持し得るようにしている。

請求項７の発明は、発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに一対の支持枠を立設し、該支持枠の上端部に各一対のフロートを平行に配置し、各フロートを支持枠によって強固かつ安定して支持するようにしている。
請求項８の発明は、一対の支持枠をＶ字形状に立設するとともに、前記各一対のフロートを接続枠で連結し、一対の支持枠と接続枠をトラス構造に構成して、一対のフロートとケーシングまたはハウジングを強固かつ堅牢に連結し、水流に強力に対抗し得るようにしている。
請求項９の発明は、各フロートの後端部に水掻き板を下方に突設し、各フロートを水流に沿って円滑に挙動し得るようにしている。
請求項１０の発明は、発電ユニットのケーシングまたはフロートを合成樹脂製または発泡樹脂製とし、前記発電ユニットのケーシングの表面をＦＲＰ若しくはＦＲＴＰまたはＧＦＲＰで被覆し、ケーシングまたはフロートの軽量化とその強度の強化を図っている。
請求項１１の発明は、フロートを略銃弾形または魚雷形状に形成し、水流による抵抗を低減し安定化を図って、安定した発電動作を実現可能にしている。

請求項１２の発明は、設置水域の水中または底部に揺動リンクの一端部を起倒可能に設け、該揺動リンクの他端部を発電ユニットまたは水車ユニットに回動可能に連結し、該揺動リンクを常時は転倒させて水中に位置付け、所望時に揺動リンクを起立させて上端部を水面上に移動し、前記発電ユニットまたは水車ユニットを水面上に表出可能にし、発電ユニットや水車ユニットの整備点検時、および水車ユニットの防護カバーに付着したゴミを除去する際、発電ユニットと水車ユニットを水面上に表出させて、それらのメンテナンス作業を容易に行なえるようにしている。
請求項１３の発明は、設置水域の水中または底部に平坦な基板を水流に沿って設置し、該基板に揺動リンクの一端部を起倒可能に支持し、該揺動リンクの他端部に発電ユニットまたは水車ユニットを回動可能に連結し、発電ユニットと水車ユニットを揺動リンクのリンク作動によって、水面上に確実に表出可能にしメンテナンス作業を容易に行なえるようにしている。

請求項１４の発明は、基板に複数の揺動リンクの一端部を等間隔に配置し、各揺動リンクを同長に構成するとともに、隣接する揺動リンクの両端部間距離を同長に構成し、前記発電ユニットと複数の水車ユニットを一時に水中に出没可能にし、一対の揺動リンクと、該リンクの両端部間を接続する一対のリンクとで四節回転連鎖機構を構成し、各揺動リンクの揺動角度を同一に形成し、発電ユニットと複数の水車ユニットを一斉に水中に出没させ、前記メンテナンス作業や発電の再開を迅速に行なえるようにしている。
請求項１５の発明は、上流側の揺動リンクに操作杆を連結し、該操作杆の他端に水面に浮上可能な浮きを設け、前記操作杆の引き上げ操作を介して前記揺動リンクを起倒可能にし、上流側の水面に浮きを浮かべて操作杆の所在を視認可能にするとともに、操作杆の操作の容易化を図り、操作杆の操作による前記リンク機構のリンク作動を実現し得るようにしている。
請求項１６の発明は、発電ユニットと水車ユニットを河川、湖沼、海、瀬若しくは滝、水路に設置し、自然界または人工設備において再生可能なエネルギー源を有効に活用し得るようにしている。

請求項１の発明は、発電ユニットと水車ユニットの上部にフロートを設置し、各フロートを水面に設置し、発電ユニットと水車ユニットとを水面の直下に設置したから、発電ユニットと水車ユニットを水中に確実かつ安定して設置し、それらを安定して作動させて安定した電力を得ることができる。
請求項２の発明は、各フロートを索条を介して連結したから、各フロートの動揺を抑制して発電ユニットと水車ユニットを安定して作動させることができる。
請求項３の発明は、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットのフロートを索条を介して水中に係留したから、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットを水中に安定して係留し、後続の発電ユニットまたは水車ユニットの安定性を向上することができる。

請求項４の発明は、最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットと、最下流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットを、索条を介して設置水域の底部に係留したから、発電ユニットと水車ユニットを水流に沿って安定して設置することができる。
請求項５の発明は、水車ユニットを収容するハウジングの水流との対向面に、通水可能な防護カバーを着脱可能に取付けたから、防護カバーを小形軽量化し、従来の大形大重量の防護カバーの使用を廃し、これを容易かつ安価に製作し得るとともに、異物を容易に除去することができる。
請求項６の発明は、発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに、フロートを支持する一対の支持枠を立設し、該支持枠にウェイト板を上下動可能に設けたから、支持枠によってケーシングまたはハウジングの上方にフロートを安定して支持するとともに、ケーシングまたはハウジングの水深に応じて発電ユニットまたは水車ユニットの重心位置を調整可能にし、それらの安定した姿勢を保持することができる。

請求項７の発明は、発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに一対の支持枠を立設し、該支持枠の上端部に各一対のフロートを平行に配置したから、各フロートを支持枠によって強固かつ安定して支持することができる。
請求項８の発明は、一対の支持枠をＶ字形状に立設するとともに、前記各一対のフロートを接続枠で連結し、一対の支持枠と接続枠をトラス構造に構成したから、一対のフロートとケーシングまたはハウジングを強固かつ堅牢に連結し、水流に強力に対抗させることができる。
請求項９の発明は、各フロートの後端部に水掻き板を下方に突設したから、各フロートを水流に沿って円滑に挙動することができる。
請求項１０の発明は、発電ユニットのケーシングまたはフロートを合成樹脂製または発砲樹脂製とし、前記発電ユニットのケーシングの表面をＦＲＰ若しくはＦＲＴＰまたはＧＦＲＰで被覆したから、ケーシングまたはフロートの軽量化とその強度の強化を図ることができる。
請求項１１の発明は、フロートを略銃弾形または魚雷形状に形成したから、水流による抵抗を低減し安定化を図って、安定した発電動作を実現することができる。

請求項１２の発明は、設置水域の水中または底部に揺動リンクの一端部を起倒可能に設け、該揺動リンクの他端部を発電ユニットまたは水車ユニットに回動可能に連結し、該揺動リンクを常時は転倒させて水中に位置付け、所望時に揺動リンクを起立させて上端部を水面上に移動し、前記発電ユニットまたは水車ユニットを水面上に表出可能にしたから、発電ユニットや水車ユニットの整備点検時、および水車ユニットの防護カバーに付着したゴミを除去する際、発電ユニットと水車ユニットを水面上に表出させて、それらのメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
請求項１３の発明は、設置水域の水中または底部に平坦な基板を水流に沿って設置し、該基板に揺動リンクの一端部を起倒可能に支持し、該揺動リンクの他端部に発電ユニットまたは水車ユニットを回動可能に連結したから、発電ユニットと水車ユニットを揺動リンクのリンク作動によって水面上に確実に表出させ、メンテナンス作業を容易に行なうことができる。

請求項１４の発明は、基板に複数の揺動リンクの一端部を等間隔に配置し、各揺動リンクを同長に構成するとともに、隣接する揺動リンクの両端部間距離を同長に構成し、前記発電ユニットと複数の水車ユニットを一時に水中に出没可能にしたから、一対の揺動リンクと、該リンクの両端部間を接続する一対のリンクとで四節回転連鎖機構を構成し、各揺動リンクの揺動角度を同一に形成して、発電ユニットと複数の水車ユニットを一斉に水中に出没させ、前記メンテナンス作業や発電の再開を迅速に行なうことができる。
請求項１５の発明は、上流側の揺動リンクに操作杆を連結し、該操作杆の他端に水面に浮上可能な浮きを設け、前記操作杆の引き上げ操作を介して前記揺動リンクを起倒可能にしたから、上流側の水面に浮きを浮かべて操作杆の所在を視認可能にするとともに、操作杆の操作の容易化を図り、操作杆の操作による前記リンク機構のリンク作動を実現させることができる。
請求項１６の発明は、発電ユニットと水車ユニットを河川、湖沼、海、瀬若しくは滝、水路に設置したから、自然界または人工設備において再生可能なエネルギー源を有効に活用することができる。

本発明の第１の応用形態を示す平面図で、発電装置を農業または工業用水等の水路に設置した状況を示している。 前記第１の応用形態の要部を分解して示す拡大図である。 図１７のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。 （ａ）は図１７のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、（ｂ）は略Ｚ字状に屈曲した索条または鋼板によって発電ユニットと水車ユニットを水路に設置した状況を示している。 本発明の第６の実施形態を示す正面図である。 本発明の第７の実施形態を示す正面図で、発電ユニットと水車ユニットを水中に出没可能にしている。

本発明の第２の応用形態を示す正面図である。 本発明の第３の応用形態を示す正面図である。 本発明の第４の応用形態を示す正面図で、発電ユニットと水車ユニットの各フロートを取外し、これらを設置水域の底部に設置可能にしている。 図２５の応用形態に適用した水車ユニットと支持脚による設置状況を示している。 図２５の応用形態に適用した水車ユニットを上流側から見た正面図である 図２５の応用形態に適用した水車ユニットを下流側から見た正面図である

本発明の第８の実施形態を示す斜視図で、発電ユニットと水車ユニットトを海流または潮流を利用した設置状況を示している。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの使用状況を示す斜視図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの使用状況を別の方向から見た斜視図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの正面図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの平面図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの側面図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの背面図である。 前記第８の実施形態に適用した水車ユニットの底面図である。

図１３乃至図３６は本発明の他の実施形態と応用形態を示し、前述の構成と対応する部分に同一の符合を用いている。
このうち、図１３は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態では発電ユニット３のケーシング６の上部周面に支持枠７，７を延設し、該支持枠７，７に所定の重量を有するウェイト板５４を上下動可能に設け、発電ユニット３の重心位置を調整可能にしている
また、水車ユニット４のハウジング１６上部周面に一対の支持枠５５，５５を立設し、該支持枠５５，５５に所定の重量を有するウェイト板５６を上下動可能に設け、水車ユニット４の重心位置を調整可能にしている。

図１７乃至図２０は本発明の第１の応用形態を示し、この応用形態は本発明を河川１に設置する代わりに、一定の水流を有する農業または工業用水等の水路５７に設置している
すなわち、１または複数の発電ユニット３と水車ユニット４とを、前記回転軸１３，１５と軸継手１４、中継軸４７とバネ４８、クラッチ５３を用いて、これらを前述のように揺動かつ近接離反動自在に連結している。

図２１は本発明の第６の実施形態を示し、この実施形態は発電ユニット３のフロート８の前部を索条６０に接続し、該索条６０の他端を前記係留部材１２に接続するとともに、前記フロート８と隣接する水車ユニット４のフロート１８を索条６１で接続し、また隣接する水車ユニット４，４のフロート１８，１８同士をワイヤー等の索条６２で接続している。
したがって、発電装置２は、索条１０と回転軸１３，１５によって、ケーシング６と各水車ユニット４のハウジング１６が安定して牽引され、また索条６０と索条６１，６２によって、フロート８，１８が安定して牽引され、使用時の安定性が増大する。

図２２は本発明の第７の実施形態を示し、この実施形態は発電装置２の設置水域の底部に所定幅の平坦部を上下流方向に沿って設けている。実施形態では、前記平坦部として平板状の基板であるコンクリート６３を川底に敷設し、該コンクリート６３上に複数の軸支部６４を上下流方向に沿って等間隔に設置している。
また、各ハウジング１６の底部と、該底部と同高位置で、ケーシング６から突設したステー６５の下端部とに軸支部６６を設け、その隣接する軸支部６６，６６間距離を、軸支部６４，６４間距離と同長に形成している。

図２３は本発明の第２の応用形態の更に他の応用形態を示し、この応用形態は発電ユニット３に連係する複数の水車ユニット４のうち、下流側の水車ユニット４の形状寸法を上流側の水車ユニット４よりも次第に大形化し、その重量増と抵抗増を図って設置水域の幅方向への移動抑制し、それらの直進性と安定性を促して、発電装置２の安定した作動状態を得られるようにしている。
前記応用形態では、隣接する一対の水車ユニット４のうち、下流側の水車ユニット４の各構成部の形状寸法を、上流側の水車ユニット４に比べて約１．２〜１．４倍に形成し、水車ユニット４の体積と重量を前記倍率以上に増加させている。

図２４は本発明の第３の応用形態を示し、この応用形態は発電ユニット３と水車ユニット４間、および隣接する水車ユニット４，４間毎に短小の回転軸１３，１５を配置し、これらを軸継手１４で連結する代わりに、複数の水車ユニット４を２〜４個毎に複数群に区画し、これら各群の水車ユニット４に単一の回転軸１５を配置し、相隣接する群の回転軸１５，１５を軸継手１４で連結し、複数の回転軸１３，１５や軸継手１４による屈曲を抑制し、各群の水車ユニット４の安定性を向上して、発電装置２の安定した作動状態を得るようにしている。

図２５乃至図２８は本発明の第４の応用形態を示し、この応用形態は発電ユニット３と水車ユニット４のフロート８，１８を取外し、各水車ユニット４のハウジング１６の上端部を索条６２で接続し、先頭のハウジング１６とケーシング６をワイヤー等の索条７０で接続している。
一方、各水車ユニット４のハウジング１６の同高位置の両側にロータリー軸７１，７１を突設し、該ロータリー軸７１は独自に回動可能な内外二つの軸部を同軸上に配置し、該軸部に一対の支持脚７２，７３の上端部を連結している。

このように、この応用形態は発電ユニット３と水車ユニット４のフロート８，１８を省略することによって、部品点数を低減し発電装置２を安価に製作し得る。
そして、発電装置２の設置前は、水車ユニット４の各ストッパ７５〜７７を取外し、ロータリー軸７１を中心に支持脚７２，７３を折畳んでコンパクト化され、その取扱いや保管が至便になる。
次に、発電装置２を河川に設置する場合は、ロータリ−軸７１を中心に支持脚７２，７３を拡開し、適宜開脚した支持脚７２，７３間にストッパ７５を掛け渡し、前記角度を保持してハウジング１６の高さを調整し、また左右の支持脚７２，７３間にストッパ７６，７７を掛け渡し、支持脚７２，７３を強固に支持する。

図２９乃至図３６は本発明の第８の実施形態を示し、この実施形態は本発明を潮流ないし海水の流れを利用した発電に適用したもので、発電ユニット３のケ−シング６を発泡樹脂によって略銃弾形または魚雷形に成形し、その表面を繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）若しくは熱可塑性プラスティック（ＦＲＴＰ）を用い、またはガラス繊維で強化したガラス繊維強化エポキシ樹脂（ＧＦＲＰ）によって被覆し、軽量かつ堅牢に構成している
前記ケ−シング６の上部周面の中間位置に一対の支持枠７を略Ｖ字形状に突設し、該支持枠７，７の上端部にフロート８，８の前部を取付けている。
このように一対の支持枠７とフロート８，８と後述の接続枠とは、逆三角形のトラス構造に組み付けられ、これらが堅牢かつ安定して連結されているから、海流による種々の変位と応力に堪えられる。この状況は図２９のようである。

Claims (16)

1. 発電機を内蔵した発電ユニットと、水流によって回転可能なプロペラを有する一または複数の水車ユニットとを備え、前記発電ユニットと水車ユニットとを水流に沿って設置し、前記発電ユニットを設置水域に係留するとともに、水車ユニットを回転軸を介して前記発電ユニットに接続し、前記発電ユニットと水車ユニット、および水車ユニット相互を揺動可能に連結し、前記プロペラの回転力を前記発電機に連係した発電装置において、前記発電ユニットと水車ユニットの上部にフロートを設置し、各フロートを水面に設置し、発電ユニットと水車ユニットとを水面の直下に設置したことを特徴とする発電装置。
2. 各フロートを索条を介して連結した請求項１記載の発電装置。
3. 最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットに設置したフロートを索条を介して水中に係留した請求項２記載の発電装置。
4. 最上流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットと、最下流側に配置した発電ユニットまたは水車ユニットを、索条を介して設置水域の底部に係留した請求項１記載の発電装置。
5. 前記水車ユニットを収容するハウジングの水流との対向面に、通水可能な防護カバーを着脱可能に取付けた請求項１記載の発電装置。
6. 発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに、フロートを支持する一対の支持枠を立設し、該支持枠にウェイト板を上下動可能に設けた請求項１記載の発電装置。
7. 前記発電ユニットのケーシングと水車ユニットのハウジングに一対の支持枠を立設し、該支持枠の上端部に各一対のフロートを平行に配置した請求項６記載の発電装置。
8. 前記一対の支持枠をＶ字形状に立設するとともに、前記各一対のフロートを接続枠で連結し、一対の支持枠と接続枠をトラス構造に構成した請求項７記載の発電装置。
9. 前記各フロートの後端部に水掻き板を下方に突設した請求項８記載の発電装置。
10. 前記発電ユニットのケーシングまたはフロートを合成樹脂製または発砲樹脂製とし、前記発電ユニットのケーシングの表面をＦＲＰ若しくはＦＲＴＰまたはＧＦＲＰで被覆した請求項１記載の発電装置。
11. 前記フロートを略銃弾形または魚雷形状に形成した請求項１記載の発電装置。
12. 設置水域の水中または底部に揺動リンクの一端部を起倒可能に設け、該揺動リンクの他
    端部を発電ユニットまたは水車ユニットに回動可能に連結し、該揺動リンクを常時は転倒させて水中に位置付け、所望時に揺動リンクを起立させて上端部を水面上に移動し、前記発電ユニットまたは水車ユニットを水面上に表出可能にした請求項１記載の発電装置。
13. 設置水域の水中または底部に平坦な基板を水流に沿って設置し、該基板に揺動リンクの一端部を起倒可能に支持し、該揺動リンクの他端部に発電ユニットまたは水車ユニットを回動可能に連結した請求項１２記載の発電装置。
14. 前記基板に複数の揺動リンクの一端部を等間隔に配置し、各揺動リンクを同長に構成するとともに、隣接する揺動リンクの両端部間距離を同長に構成し、前記発電ユニットと複数の水車ユニットを一時に水中に出没可能にした請求項１３記載の発電装置。
15. 上流側の揺動リンクに操作杆を連結し、該操作杆の他端に水面に浮上可能な浮きを設け、前記操作杆の引き上げ操作を介して前記揺動リンクを起倒可能にした請求項１２記載の発電装置。
16. 前記発電ユニットと水車ユニットを河川、湖沼、海、瀬若しくは滝、水路に設置した請求項１記載の発電装置。