JP6792911B2 - 河川水力発電装置 - Google Patents

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本発明は河川水力発電装置に関する。
大陸の河川は勾配が小さく滑らかな曲線であるが、日本の河川は屈曲しているが急勾配である。従って日本の河川の流れは自然エネルギーである水力発電に適している。
従来日本は原子力発電で特定地域に利益を与えてその地域には恩恵を与えていたが、福島原発事故の経験により再考する必要があり、例えば大型河川の水流速に応じる浮力式連結水車型発電装置（特５５５９４１２）が提案されている。
本発明はその電力を地方自治体とその住民及び電力会社の三方に良い全国津々浦々の地方創生が可能な河川水力発電装置を提供することを目的とする。
特許第５５５９４１２号
本発明は、円板型内側回転子により河川の流量ガ少なくても大きな電力を発生可能な河川水力発電装置を提供する。
本発明による河川水力発電装置は、川面より上部で河川の流れにより回転する円板型内側回転子と前記円板型内側回転子を回転可能に支持する外側回転子支承部を備えた水車発電部材と、前記外側回転子支承部を保持する水車保持部材を具備することを特徴とする。
本発明において円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子とは外形に比較して厚みが小さい内側回転子或いは円筒内側回転子を意味する。前記内側回転子或いは円筒内側回転子に連動する磁石又はコイルが配置され電磁誘導により公知の如く発電する。また、前記円板型内側回転子或いは前記円板型円筒内側回転子は通常川面より上部で回転し河川の流れに応じる複数の回転翼を略等間隔の角度で具備する。
請求項１記載の河川水力発電装置は、河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された複数の回転翼により川面より上部で回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を回転可能に支承する外側回転子支承部あって前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を内側で支承する前記外側回転子支承部と前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子が前記外側回転子支承部の内側で回転することにより発電する発電部を備えた水車発電部材と前記水車発電部材の外側回転子支承部を保持する水車保持部材を具備する。
請求項２記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法は、請求項１記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法であって、前記外側回転子支承部を分割部品とし、川底に設置された前記水車保持部材としての水車固定支持設備に外側回転子支承部下部分割部品を固定支持するステップと、前記円板型円筒内側回転子を形状の同じ分割部品とし、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前記外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が河川の橋梁を貫通するべく結合するステップと、前記外側回転子支承部の残りの分割部品を組み立て結合するステップによりなる請求項１記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法である。
請求項３記載の河川水力発電装置は、中央に歯車と前記歯車の前後にそれぞれ内側回転子或いは円筒内側回転子を保有し河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された複数の回転翼により川面より上部で回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と前記歯車の前後の内側回転子或いは円筒内側回転子を回転可能に支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部であって内側回転子或いは円筒内側回転子を内側で支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部を保有すると共に、前記歯車の幅より大きな間隔を有する間隔部材で固定された外側回転子支承部と前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子が前記前外側回転支承部と後外側回転支承部の内側で回転するにより発電する発電部を備えた水車発電部材と、前記水車発電部材の外側回転子支承部を保持する水車保持部材を具備する。
請求項４記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法は、請求項３記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法であって中央に歯車を保有すると共に前記歯車の前後にそれぞれ円筒内側回転子を保有する円板型円筒内側回転子の形状の同じ分割部品と前記歯車の前後の円筒内側回転子を内側回転可能に支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部であって円筒内側回転子を内側で支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部を保有すると共に、前記歯車の幅より大きな間隔を有する間隔部材で固定された外側回転子支承部の分割部品とを備え、固定された外側回転子支承部下部分割部品を川底に設置された前記水車保持部材としての水車固定支持装置に固定支持するステップと、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前記外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が河川の橋梁を貫通するべく結合するステップと、前記外側回転子支承部の残りの分割部品を組み立て結合するステップによりなる請求項３記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法である。
請求項５記載の河川水力発電装置は、川面より上部で河川の流れにより回転する円板型円筒内側回転子と前記円板型円筒内側回転子を回転可能に支承する外側回転子支承部であって、前記円板型円筒内側回転子を内側で支承する前記外側回転子支承部を前記水車発電部材が備え、前記円板型円筒内側回転子の円筒内部を河川の橋梁が貫通することを特徴とする請求項１或いは請求項３に記載の河川水力発電装置
、本発明は河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された複数の回転翼を保有する円板型 内側回転子或いは円板型 内側円筒回転子が川面より上部で内側回転するのであるから円板型の大きな電力を発生可能な外形となるので河川の流量ガ少なくても大きな電力を発生可能となる。
本発明によれば、発生した電力を地方自治体とその住民及び水力発電電力会社の三方に良い全国津々浦々の地方創生が可能となる。
本発明の河川水力発電装置は、河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された回転翼により川面より上部で回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を回転可能に支持する外側回転子支承部を備えた水車発電部材と、前記水車発電部材の外側回転子支承部を保持する水車保持部材と、前記水車保持部材を固定する水車固定部材を具備する。
前記水車発電部材の一実施形態は、前記円板型内側回転子が中央に歯車と前記歯車の前後にそれぞれ内側回転子と備えると共に前記外側回転子支承部は前記歯車の前後のそれぞれの内側回転子を回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部と前記歯車の外形より大きな外形位置での間隔部材とを備え、前記歯車の前後のそれぞれの前記内側回転子を回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部が前記間隔部材と共に固定され前記歯車の回転は前記外側回転子支承部に備えられた歯車列を介して発電機の小型歯車に連動される。
前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子の回転は河川の流れ方向に略垂直な実施形態に限定されず、河川の流れ方向に略平行で川面より上部に備えた実施形態も本発明の要旨の範囲である。
前記水車発電部材の外側回転子支承部の底部が直接川底に接触する実施例も可能であるが、前記外側回転子支承部の底部を河川の川底に固定支持する前記水車保持部材としての水車固定支持設備を川底に設置すれば前記外側回転子支承部が確実に固定される。
前記水車保持部材を固定する水車固定部材は河川の両岸の支柱により支持され円板型内側回転子が円板型円筒内側回転子とし、前記円板型円筒内側回転子の円筒内部を橋梁が貫通する実施形態も可能である。
円板型円筒内側回転子の実施形態の製作の工程は、前記外側回転子支承部を分割部品とし川底に設置された前記水車固定支持設備に外側回転子支承部下部分割部品を固定支持するステップと、円板型円筒内側回転子を形状の同じ分割部品とし、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前記外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が橋梁を貫通するべく結合するステップと、前記外側回転子支承部の残りの分割部品を外側回転子支承部の円筒内部が橋梁を貫通するべく組み立て結合するステップによりなる。
前記水車保持部材を固定する水車固定部材は河川の両岸の支柱又は前記橋梁或いは河川の両岸の前記支柱及び前記橋梁により支持される。
河川の両岸より支持する前記支柱が堤防の補強をすることに利用することも可能である。川幅が広い場合、前記水車発電部材を長方形の対辺状に複数個配置され、前記複数個の水車発電部材は複数個の前記水車保持部材により保持され、複数個の前記水車保持部材は前記水車固定部材により固定される。

実施例１は円板型円筒内側回転子の円筒内部を橋梁が貫通する実施例で、円板型円筒内側回転子はその外形より外形が大きい歯車と前記歯車の前後にそれぞれ円筒内側回転子を備え、前記外側回転子支承部は前記歯車の前後の円筒内側回転子をそれぞれ回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部と前記歯車の外形より大きな外形位置での間隔部材を備え、前記歯車の前後のそれぞれ円筒内側回転子を回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部が前記間隔部材と共に固定される。前記歯車の回転は外側回転子支承部に備えられた歯車列を介して発電機の小型歯車に連動される。前記水車発電部材の前外側回転子支承部と後外側回転子支承部は水車保持部材により保持され前記水車保持部材を固定する水車固定部材は河川の両岸の支柱により支持されるとともに前記円板型円筒内側回転子の円筒内部を橋梁が貫通する。
実施例1の製作の工程は、前記前外側回転子支承部と前記後外側回転子支承部を分割部品とし川底に設置された前記水車固定支持設備に前外側回転子支承部下部分割部品と後外側回転子支承部下部分割部品を前記間隔部材と共に固定支持するステップと、円板型円筒内側回転子はその外形より外形が大きい歯車と前記歯車の前後の円筒回転子で例えば6分割の形状の同じ分割部品として構成し、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前外側回転子支承部下部分割部品と後外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が橋梁を貫通するべく結合するステップと、前記前外側回転子支承部と前記後外側回転子支承部の残りの分割部品を組み立て結合するステップとによりなる。
実施例２は橋梁の下で河川の流れにより回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と前記円板型内側回転子或いは前記円板型円筒内側回転子を回転可能に支持する外側回転子支承部を備えた水車発電部材を備えた実施例で川面より上部で河川の流れにより回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子はその外形より外形が大きい歯車と前記歯車の前後にそれぞれ内側回転子を備え、前記外側回転子支承部は前記歯車の前後の内側回転子をそれぞれ回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部と前記歯車の外形より大きな外形位置での間隔部材を備え円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を回転可能に支持する前外側回転子支承部と後外側回転子支承部が前記間隔部材と共に固定される。前記歯車の回転は外側回転子支承部に備えられた歯車列を介して発電機の小型歯車に連動される。前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を回転可能に支持する外側回転子支承部を保持する水車保持部材と、前記水車保持部材を固定する水車固定部材は河川の両岸の支柱又は前記橋梁或いは河川の両岸の前記支柱及び前記橋梁により支持される。

Claims (5)

  1. 河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された複数の回転翼により川面より上部で回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と
    前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を回転可能に支承する外側回転子支承部であって、前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子を内側で支承する前記外側回転子支承部と
    前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子が前記外側回転子支承部の内側で回転することにより発電する発電部を備えた水車発電部材と
    前記水車発電部材の外側回転子支承部を保持する水車保持部材を具備する河川水力発電装置。
  2. 請求項１記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法であって、前記外側回転子支承部を分割部品とし、
    川底に設置された前記水車保持部材としての水車固定支持設備に外側回転子支承部下部分割部品を固定支持するステップと、
    前記円板型円筒内側回転子を形状の同じ分割部品とし、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前記外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が河川の橋梁を貫通するべく結合するステップと、
    前記外側回転子支承部の残りの分割部品を組み立て結合するステップ
    によりなる請求項１記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法。
  3. 中央に歯車と前記歯車の前後にそれぞれ内側回転子或いは円筒内側回転子を保有し河川の流れを受ける略等間隔の角度の固定された複数の回転翼により川面より上部で回転する円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子と
    前記歯車の前後の内側回転子或いは円筒内側回転子を回転可能に支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部であって内側回転子或いは円筒内側回転子を内側で支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部を保有すると共に、前記歯車の幅より大きな間隔を有する間隔部材で固定された外側回転子支承部と
    前記円板型内側回転子或いは円板型円筒内側回転子が前記前外側回転支承部と後外側回転支承部の内側で回転するにより発電する発電部を備えた水車発電部材と、
    前記水車発電部材の外側回転子支承部を保持する水車保持部材
    を具備する河川水力発電装置。
  4. 請求項３記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法であって中央に歯車を保有すると共に前記歯車の前後にそれぞれ円筒内側回転子を保有する円板型円筒内側回転子の形状の同じ分割部品と
    前記歯車の前後の円筒内側回転子を回転可能に支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部であって前後の円筒内側回転子を内側で支承する前外側回転支承部と後外側回転支承部を保有すると共に、前記歯車の幅より大きな間隔を有する間隔部材で固定された外側回転子支承部の分割部品とを備え、
    固定された外側回転子支承部下部分割部品を川底に設置された前記水車保持部材としての水車固定支持装置に固定支持するステップと、同じ形状の前記円板型円筒内側回転子分割部品を前記外側回転子支承部下部分割部品の上に組み立て前記円板型円筒内側回転子の円筒内部が河川の橋梁を貫通するべく結合するステップと、前記外側回転子支承部の残りの分割部品を組み立て結合するステップによりなる請求項３記載の河川水力発電装置を設置するための設置方法。
  5. 川面より上部で河川の流れにより回転する円板型円筒内側回転子と
    前記円板型円筒内側回転子を回転可能に支承する外側回転子支承部であって、前記円板型円筒内側回転子を内側で支承する前記外側回転子支承部を
    前記水車発電部材が備え、
    前記円板型円筒内側回転子の円筒内部を河川の橋梁が貫通することを特徴とする請求項１或いは請求項３に記載の河川水力発電装置。
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