JP5648824B2

JP5648824B2 - 水力発電装置

Info

Publication number: JP5648824B2
Application number: JP2009273007A
Authority: JP
Inventors: 整男有木
Original assignee: 整男有木
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP2011117313A

Description

本発明は、水力発電装置に関し、とくに農水路などの水路において好適に使用できる水力発電装置に関するものである。

近年、炭酸ガス排出の少ないエネルギー源として、太陽光、風、水力を使用する技術が多数提案されている。例えば、太陽光を利用する太陽電池や、風車を使った風力発電装置、用水路などに設置できる小型の水力発電装置などがある。

とくに、農業用の水路は灌漑を主な用途として利用されるものであって、電気エネルギーに変換させるためのものではなく、従来の発電装置に必要な落差が充分でない場合が多かった。

そこで、豪雨や洪水時の水位変化があっても対応できる小型水力発電設備が提案されている（特許文献１参照。）。また、越流堰または水門のゲート板によって形成される水位の小落差を利用して発電を行なう小落差水力発電装置もある（特許文献２参照。）。

特開２００７−２０５３４２号公報特開２００８−１５１１５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に提案されている水力発電装置は、水車を固定することなく水面に浮かせたままワイヤーなどで保持する構成であるため、水面で回転すると同時に上下左右に揺動するため、発電機への回動伝達部材に弛みが生じ、発電効率が低下する虞れがあった。また、上記特許文献２に記載された小落差水力発電装置は、越流堰の越流側壁面に取り付けて使用される構造であり、落差の少ない水路を利用する技術に関しては何らの示唆ないものであった。また、現時点において水路に筒状の導水路を形成して、この導水路の軸方向に水車を形成させる技術は見られない。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、農水路などの水路において、水路の流れ方向に設置して好適に使用することができる水力発電装置を提供することを目的とする。

水路の水中に沈下され内部に流水を通過可能な筒体と、該筒体内を挿通して移動する連結体と、該連結体の長手方向に所定間隔で取り付けられ流水を受ける複数のカップ状受け具と、前記筒体の両端に設けられ、前記連結体を保持して回転する回転駆動輪とからなり、前記水路を流れる水によって連結体を移動させて回転駆動輪を回転させる軸駆動型水車を構成したことを第一の特徴とする。

また、前記回転駆動輪の軸方向に発電機を備えることを第二の特徴とする。

そして、前記カップ状受け具のカップ外周部には前記筒体の内面に接する摺動部材を備えることを第三の特徴とする。

本発明の水力発電装置によれば、農水路などの水路の流れ方向に筒体を設置して、水路の流水を筒体を通過させることによって水車を駆動させて発電を行なうことができるという優れた効果を有する。

しかも、上記水車を構成する複数のカップ状受け具の外周には、筒体の内面に接する摺動部材を備えており、筒体内を流れる水を確実に受けて回転することができるという優れた効果を有する。

本発明の水力発電装置の概念説明図である。カップ状受け具と連結体を示す斜視図である。

以下、本発明の水力発電装置を実施例に基づいて説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の水力発電装置を示す概念説明図、図２はカップ状受け具と連結体を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明に係る水力発電装置１は、水路２に投入される筒体３と、この筒体の両端に設けられた回転駆動体であるスプロケット４、４と、このスプロケット４に係合する連結部材である無端状体５と、無端状体５に所定間隔で取り付けられる複数のカップ体６とから構成される水車７と、この水車７の回転と連動して回転し発電を行なう発電機（図示せず）とから構成されている。

筒体３は、水路２内の水中に沈下させて使用できる比重を有する素材が選択され、また長手方向の寸法、及び筒の内径は、水路２の幅と深さ及び高低差によって最適なものが選択される。

またスプロケット４は、カップ体６の径と設置間隔を考慮したピッチに突起部８が形成されており、この突起部８に無端状体５の係合孔部９が係合する。

図２はカップ体６と無端状体５を示す斜視図であり、図に示すように、一端側を開放した椀状のカップ体６の底部中央に無端状体５が挿通して連結しており、またカップ体６の縁部に沿ってフリンジ部１０を設けられ、上述した筒体３の内面に接して摺動可能とする。尚、このフリンジ部１０の外径は筒体３の内径と略同等とされ、カップ体６が筒体３内を移動する際に水流の回り込みを防止する。そして、無端状体５には、上記した係合孔部９がスプロケット４の突起部８のピッチに合わせて形成されている。ここでカップ体６及び無端状体５はそれぞれ金属、合成樹脂などが利用可能であり、また無端状体５はチェーンであってもかまわない。

上記の構成による本発明の水力発電装置を、農業用水路に使用する場合は、水路の流れ方向一端側から、筒体を水路内に投入して固定し、同時に筒体の両端側から無端状体を引き出し夫々スプロケットに係合させて回動可能に固定する。この際、水路の深さや高低差を考慮してスプロケットの取り付け位置を変更して流水との接触を軽減させることが望ましい。また、このスプロケットの軸方向に設けられる発電機の取り付け位置は、水路から離間して固定させることが望ましい。尚、本実施例においては、農業用水路の水路に筒体を投入して使用する例で説明を行なったが他の水路であってもよく、また筒体も直管に限らず緩やかなカーブを形成したものでも良く、さらに筒体に流水が直接供給される形態であってもかまわない。

以上本発明による水力発電装置は、農水路などの水路の流れ方向に筒体を設置して、水路の流水を筒体を通過させることによって水車を駆動させて発電を行なうことができる。しかも、上記水車を構成する複数のカップ状受け具の外周には、筒体の内面に接する摺動部材を備えており、筒体内を流れる水を確実に受けて回転することができる。

１水力発電装置
２水路
３筒体
４スプロケット
５無端状体
６カップ体
７水車
８突起部
９係合孔部
１０フリンジ部

Claims

水路の水中に沈下され内部に流水を通過可能な筒体と、該筒体内を挿通して移動する連結体と、該連結体の長手方向に所定間隔で取り付けられ流水を受ける複数のカップ状受け具と、前記筒体の両端に設けられ、前記連結体を保持して回転する回転駆動輪と、該回転駆動輪の軸方向に備えられた発電機とからなり、前記水路を流れる水によって連結体を移動させて回転駆動輪を回転させる軸駆動型水車を構成したことを特徴とする水力発電装置。
前記カップ状受け具の外周部には前記筒体の内面に接する摺動部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。