JPH10115278A - バルブ形水車発電装置およびバルブ形水車発電装置用の支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潮流エネルギーの回収効率を向上したバルブ形
水車発電装置、およびバルブ形水車発電装置の据付け，
引上げの作業を容易化したバルブ形水車発電装置用の支
持装置を提供する。 【解決手段】バルブ形水車発電装置１は、プロペラ形の
可逆水車ランナである水車ランナ３，水車ランナ３で得
られた動力に従う電力を発生する発電機２１などを収容
する水密容器４等でなる発電本体部２と、筒状をなして
発電本体部２を取り巻くようにして配置された外側ケー
シング本体部５１、その両端部に装着されたベルマウス
形のインテーク部５２，５２、外側ケーシング本体部５
１の内面側の水車ランナ３と対向する部位に設置され
て，外側ケーシング本体部５１の内径よりも小さい内径
を持つディスチャージリング５３とでなる外側ケーシン
グ５と、発電本体部２を外側ケーシング５の内側に支持
する偏平な筒状断面を持つ４個の整流板６とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、潮流などを利用
して発電を行うバルブ形水車発電装置に係わり、潮流エ
ネルギーの回収効率の向上を図ったバルブ形水車発電装
置の構造、ならびに、バルブ形水車発電装置の水面下へ
の据え付け作業，および保守・点検等におけるバルブ形
水車発電装置の地上部への引き上げ作業の容易化を図っ
たバルブ形水車発電装置用の支持装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】小水力発電などと呼ばれて小河川の水流
を利用して発電を行おうとする試みが既に行われている
ことは、よく知られているところである。この小河川を
利用する水力発電用の発電装置としては、低落差の水流
のエネルギーを回収するのに適することで、プロペラ形
の水車ランナを採用した水車発電装置が多くの場合に用
いられている。この小河川用の水車発電装置の構造形式
としては、プロペラ形の水車ランナにより駆動される発
電機を水密容器内に収納して水車ランナと一体化した構
成を持つバルブ形水車発電装置が主として用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年になり、潮流によ
る水流を利用して発電を行おうとする検討が開始される
ようになってきている。ところで潮流は、巨視的に見た
場合には、よく知られているように、正方向および逆方
向の２方向の水流の方向を持つ一次元の流れであり、そ
の流速がほぼ正弦波状に変化している水流として捉える
ことができる。そうして、潮流による水流を子細に調べ
ると、その流れは極めて不安定であり、その向きは瞬時
にしかも頻繁に変化をしており、しかも、三次元的に変
化をしている。

【０００４】一般にプロペラ形の水車ランナを持つ水車
を効率よく運転するには、周知のごとく、プロペラ形の
水車ランナの回転面を水流に正対させなければならない
ものである。前述した小河川用のバルブ形水車発電装置
は、河川の上流から下流に向かう１方向の水流に対して
最適となる構造とされているので、この発電装置を前述
のような水流の性質を持つ潮流を利用する潮流発電用と
して使用することは好ましくないのである。

【０００５】また、海水中で使用される装置類において
は、よく知られているように貝等の海洋生物が付着する
ことに対処する必要があるものである。バルブ形水車発
電装置を海水中で使用する場合には、海洋生物が付着す
ることで水車ランナに通流する水量が低減して発電量が
低減したり、バルブ形水車発電装置が鉄材製などである
場合には、海洋生物が付着すると鉄材などが腐食して最
悪の場合には発電装置が使用不能になるという事故を惹
起することが予想される。このために、バルブ形水車発
電装置は、水中から地上部に引き上げる作業と，水面下
への再据え付け作業が容易に行えるようにして設置され
る必要があることになる。

【０００６】この発明は、前述の問題点に鑑みなされた
ものであり、その第一の目的は、潮流エネルギーの回収
効率の向上を図ったバルブ形水車発電装置を提供するこ
とにあり、その第二の目的は、バルブ形水車発電装置の
水面下への据え付け作業，および，保守・点検等におけ
るバルブ形水車発電装置の地上部への引き上げ作業の容
易化を図ったバルブ形水車発電装置用の支持装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の第一
の目的は、 １）プロペラ形の可逆水車ランナにより駆動される発電
機を，水密容器内に収納して前記の水車ランナと一体化
してなる発電本体部と、筒状をなして発電本体部を取り
巻くようにして配置された外側ケーシングと、発電本体
部を外側ケーシングに対して支持すると共に，外側ケー
シング内の発電本体部の周囲を通流する水流を水車ラン
ナの回転中心軸にほぼ平行する方向の流れとなるように
整流する複数の整流板とを備え、潮流を利用する水力発
電に用いられる構成とすること、または、 ２）前記１項に記載の手段において、外側ケーシング
は、水流のバルブ形水車発電装置に関する流出入部位で
あるその両端部のそれぞれに、水流の外側ケーシングの
内側への流入および内側から外部への流出を容易にする
ためのインテーク部を備える構成とすること、さらにま
たは、 ３）前記１項または２項に記載の手段において、発電本
体部は、水車ランナの基部の外径寸法よりも大きな径寸
法の外形を持つ水密容器を持ち、外側ケーシングは、水
密容器を取り巻く部位が水車ランナを取り巻く部位より
も大きな内径寸法を持ち、外側ケーシング内の水流の流
速を，水車ランナの部位と水密容器の周囲の部位とでほ
ぼ同等としてなる構成とすること、により達成される。

【０００８】この発明では前述の第二の目的は、 ４）プロペラ形の水車ランナにより駆動される発電機を
水密容器内に収納して前記の水車ランナと一体化してな
る発電本体部と筒状をなして発電本体部を取り巻くよう
にして配置された外側ケーシングとを有して，潮流発電
用などの小容量の水力発電に用いられるバルブ形水車発
電装置を，地上部に保持するための装置であって、吊下
体に吊り下げられた状態のバルブ形水車発電装置を水面
よりも上の部位と水面下の部位との間で垂直方向に移動
させる際にバルブ形水車発電装置を案内すると共に，発
電運転を行うバルブ形水車発電装置を水面下の部位に保
持する垂直支持部と、バルブ形水車発電装置を垂直支持
部の上端部と地上部との間で水平方向に移動させる際
に，吊下体にバルブ形水車発電装置を吊り下げた状態と
した移動体を案内しつつ支持する水平支持部と、バルブ
形水車発電装置を垂直方向および水平方向に移動させる
ための機構であって，バルブ形水車発電装置を移動させ
る方向に沿って水平支持部を移動することが可能な移動
体と，移動体に取り付けられておりバルブ形水車発電装
置を垂直方向への移動が可能なように吊り下げるための
吊下体とを有する移動部とを備えた構成とすること、に
より達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、図１，図２を用いて、この
発明になるバルブ形水車発電装置を説明する。ここで、
図１は、この発明の実施の形態の一例によるバルブ形水
車発電装置を示す一部破断したその側面断面図であり、
図２は、図１におけるＰ矢視図である。図１，図２にお
いて、１は、発電本体部２と、外側ケーシング５と、４
個の整流板６とを備えたバルブ形水車発電装置であり、
後記する水車ランナ３の回転中心線Ｘ−Ｘがほぼ水平と
なるようにして、海水面下に設置されて運転される。発
電本体部２は、プロペラ形のブレード３１を３枚持つ水
車ランナ３と、水車ランナ３で得られた動力を伝達する
水車軸３９と、増速装置３８を介して水車軸３９に接続
され，前記の動力の値に従う値の電力を発生する発電機
２１と、水密容器４とを備えている。

【００１０】バルブ形水車発電装置１では、水車ランナ
３には、前述の潮流による水流１０が持つ性質に対応さ
せて可逆水車ランナが採用されている。水車ランナ３の
基部であるランナボス３２は、鉄材を用いて作製されて
おり、ブレード３１を支持し、ブレード３１と共に回転
するものであり、その外面は水車ランナ３の部位におけ
る水流１０の内部側の流路を形成している。ランナボス
３２は、バルブ形水車発電装置１の水車ランナ３側の端
部からの水流１０の流入に対応し、この部位から流入す
る水流１０の流れ抵抗が低減されるように配慮されてい
る。すなわち、この端部の形状は球形状であり、徐々に
円錐状に広がってブレード３１の付近で円形状となり、
以降は水密容器４の端部に連なっている。

【００１１】水密容器４は、鉄製の板材を用いて作製さ
れており、発電本体部２が持つ前記した内蔵物群を水密
に収納する容器であり、ランナボス３２と共同して、水
流１０のための内側の流路を形成する役目も担ってい
る。図示は省略したが、水密容器４の水車ランナ３側の
端部と，ランナボス３２との間には、水密用の回転シー
ル体が備えられている。増速装置３８は、低落差の水流
で駆動されるために水車ランナ３の回転数が低速である
ので、これを発電機２１の規定の回転数にまで増速する
ために設置されている。発電機２１は、バルブ形水車発
電装置１の場合には、発電機２１と商用電力網との連系
運転の容易性や，それ自身の保守の容易性などから、誘
導発電機を選択することが有利である。

【００１２】外側ケーシング５は、外側ケーシング本体
部５１と、インテーク部５２，５２と、ディスチャージ
リング５３とを備え（これ等はいずれも鉄製の板材を用
いて作製されている）ており、水流１０のための外側の
流路を形成する役目を主として果している。外側ケーシ
ング本体部５１は、円筒状をなして発電本体部２の外側
を取り巻いて配置されており、水流１０に関しては、潮
流による水流を極力一次元的な流れとしてバルブ形水車
発電装置１の水流１０の流路内に通流させるようにする
役目を果している。

【００１３】インテーク部５２，５２は、いわゆるベル
マウス形に形成されており、前述した潮流による水流が
持つ性質から、水流１０が正方向および逆方向の２方向
の水流の方向を持つ一次元の流れにならざるを得ないの
で、外側ケーシング本体部５１の両端部のそれぞれに装
着されている。そうして、水流１０の流入側に位置され
るインテーク部５２は、潮流による水流を極力多量にバ
ルブ形水車発電装置１に取り入れるようにして、水流１
０の流量を増大させる働きを行っている。また、水流１
０の流出側に位置されるインテーク部５２は、周知のデ
ィフューザ効果を果たす働きを行っている。

【００１４】ディスチャージリング５３は、外側ケーシ
ング本体部５１の内径よりも小さい内径を持っており、
図１中に示したＡ−Ａ部とＢ−Ｂ部における水流１０の
流路の断面積をほぼ同等にするために設置されたもので
ある。Ａ−Ａ部における水流１０の流路の断面積は、外
側ケーシング本体部５１の内側の断面積と対比すると水
密容器４の存在のために減少するので、ディスチャージ
リング５３を、水車ランナ３が配置されている付近の外
側ケーシング本体部５１の内面側に設置しているのであ
る。これにより、バルブ形水車発電装置１の外側ケーシ
ング本体部５１の内側部における，水流１０の流れに沿
う方向の流速の分布はほぼ一様になる。この部位の水流
１０の流速が一様ではないとすると、周知のように、水
流１０が持つエネルギーの一部が失われることになる
が、ディスチャージリング５３を持つバルブ形水車発電
装置１では、このエネルギー損失を低減することがてき
ているのである。

【００１５】各整流板６は、発電本体部２を外側ケーシ
ング５の内側に支持すると共に、外側ケーシング５と協
同することで、水流１０が回転中心線Ｘ−Ｘにほぼ平行
する方向の流れとなるように整流する役目を担ってい
る。整流板６は、鉄製の板材を用いて偏平な筒状に形成
されており、図２中に示すように、幅の狭い側面を水流
１０に対向させて設置されている。また、整流板６のこ
の幅の狭い側面の水流１０に関する端部は、この部位か
ら流入する水流１０の流れ抵抗が低減されるようにする
ために、例えば、円弧状とされている。

【００１６】ところで、外側ケーシング５が設置されて
いても、前述した潮流による水流が持つ三次元的な流れ
の性質は、バルブ形水車発電装置１の外部の水流よりも
その度合は軽減されているとは言えまだ残存をしてい
る。整流板６を設置することにより、水流１０の三次元
的な流れが十分に規制されるので、水流１０は、正方向
および逆方向の２方向の流れの方向を持つ一次元の流れ
にされる。これにより、潮流による水流１０は、水車ラ
ンナ３の回転面Ｙ−Ｙに正対されることになる。

【００１７】図１，図２に示すこの発明の実施の形態の
一例によるバルブ形水車発電装置１では前述の構成とし
たので、発電本体部２を取り巻いて、外側ケーシング５
と４個の整流板６とが配置されていることになる。これ
等によって、潮流による本来の水流が三次元的な流れで
あり、その流れの向きが瞬時に変化する流れであったと
しても、水車ランナ３に通流する水流１０は一次元の流
れに規制される。この結果、水流１０は水車ランナ３の
回転面Ｙ−Ｙに正対されて通流することになり、水車ラ
ンナ３は、水流１０が持つエネルギーを高い効率で回収
することができることになる。

【００１８】また、潮流エネルギーを利用する上から
は、水流１０が正方向および逆方向の２方向の水流の方
向を持つ一次元の流れにならざるを得ないのであるが、
バルブ形水車発電装置１では、水車ランナ３が可逆水車
ランナであることで、正逆両方向の水流１０のそれぞれ
から高効率でエネルギー回収を行うことができているの
である。さらに、外側ケーシング５がその両端部のそれ
ぞれにインテーク部５２，５２を装着していることは、
正逆両方向共に水流１０の流量が増大されることであ
り、バルブ形水車発電装置１の出力を増大させる上で極
めて有効である。

【００１９】ところで、プロペラ形の水車と水密容器内
に収納された発電機とを一体化してなる発電機部（例え
ば、発電本体部２のことである）に円筒状をした外側ケ
ーシング（例えば、外側ケーシング５のことである）を
装着することは、前記の作用・効果を得られるのではあ
るが、他面、水密容器（例えば、水密容器４のことであ
る）が存在している部位では水流１０が通流する面積が
他の部位よりも減少するので、水流１０の流路の全体に
ついて見た場合には水流１０の流速が不同になり、よく
知られた水流の持つ性質から、水流１０が持つエネルギ
ーの一部が失われることになる。しかし、バルブ形水車
発電装置１では、前記のように外側ケーシング５にディ
スチャージリング５３を備えるようにしていることで、
このエネルギー損失を低減することがてきているのであ
る。

【００２０】発明の実施の形態の項における今までの説
明では、バルブ形水車発電装置（例えば、バルブ形水車
発電装置１である）は、外側ケーシング（例えば、外側
ケーシング５である）の両端部のそれぞれにインテーク
部（例えば、インテーク部５２，５２である）を装着
し、外側ケーシングの内面側の水車（例えば、水車ラン
ナ３である）が配置されている付近にディスチャージリ
ング（例えば、ディスチャージリング５３である）を設
置するとしてきたが、バルブ形水車発電装置が設置され
る場所における潮流による水流が持つ性質や，バルブ形
水車発電装置の仕様などによっては、インテーク部およ
び／またはディスチャージリングを設置することを、必
ずしも必要とはしない場合もあり得るものである。

【００２１】発明の実施の形態の項における今までの説
明では、外側ケーシングが備えるインテーク部はベルマ
ウス形に形成されるとしてきたが、これに限定されるも
のではなく、例えば、後記するバルブ形水車発電装置用
の支持装置にバルブ形水車発電装置が保持される際の相
互間の寸法関係などによっては、図３，図４に示した形
状を持つインテーク部が好ましい場合もある。

【００２２】ここで図３は、この発明によるバルブ形水
車発電装置が備える外側ケーシングが持つ異なる例のイ
ンテーク部を示す図面で、（ａ）はその前記の図２の場
合と同方向から見た図であり、（ｂ）は図３（ａ）の側
面図である。また、図４は、この発明によるバルブ形水
車発電装置が備える外側ケーシングが持つさらに異なる
例のインテーク部を示す図面で、（ａ）はその前記の図
２の場合と同方向から見た図であり、（ｂ）は図４
（ａ）の側面図である。

【００２３】図３において、インテーク部５２Ａは、バ
ルブ形水車発電装置１が備える外側ケーシング５に装着
されているインテーク部５２と対比すると、その水流１
０の流出入側の端部である端部５２ｂの形状のみが異な
っている。すなわち、インテーク部５２では、外側ケー
シング本体部５１側の端部である端部５２ａの形状が円
形であり、端部５２ｂの形状も、端部５２ａの円と同心
円の円形である。これに対して、インテーク部５２Ａで
は、端部５２ｂの形状は、端部５２ａの円の中心と合致
した中心を持つ正方形とされている。インテーク部５２
Ａでは、端部５２ｂをこのような形状とすることによっ
て、水流１０に関する流出入部の面積をインテーク部５
２の場合と同等に維持しながらも、外側ケーシングの縦
横の幅方向寸法を低減するようにしているのである。

【００２４】また、図４において、インテーク部５２Ｂ
は、前記のインテーク部５２Ａと対比すると、その水流
１０の流出入側の端部である端部５２ｂの形状のみが異
なっている。すなわち、インテーク部５２Ｂでは、端部
５２ｂの形状は、横側の幅方向が端部５２ａの円形の外
形と同一であり、端部５２ａの円形の中心より下側とな
る縦方向の幅方向が端部５２ａの円形の同一部位の外形
と同一である。インテーク部５２Ｂでは、端部５２ｂを
このような形状とすることによって、水流１０に関する
流出入部の面積をインテーク部５２の場合よりも狭くし
ている。インテーク部５２Ｂは、このことによって、外
側ケーシングの横側の幅方向寸法と，縦方向の下面側の
幅方向寸法とをインテーク部５２Ａの場合よりもさらに
低減するようにし、バルブ形水車発電装置の，バルブ形
水車発電装置用の支持装置への保持をさらに容易にした
ものである。

【００２５】次に、図５，図６を用いて、この発明にな
るバルブ形水車発電装置用の支持装置を説明する。ここ
で、図５は、この発明の実施の形態の一例によるバルブ
形水車発電装置用の支持装置をバルブ形水車発電装置お
よび周辺装置と共に示すその斜視図であり、図６は、図
５におけるＱ部の一部破断した上面図である。図５，図
６において、９は、フレーム構造体８と、移動部である
クレーン装置７とを備えたバルブ形水車発電装置用の支
持装置である。フレーム構造体８は、共に型鋼などを用
いて図５中に示すように互いに組み合わされて組み立て
られた，水平支持部８１と垂直支持部８２とで構成され
ており、バルブ形水車発電装置の自重や潮流による荷重
等に十分に耐える機械的強度を有している。また、クレ
ーン装置７は、移動体であるビーム状体７１と、ビーム
状体７１の下側に取り付けられた吊下体である２台の電
動ウインチ７２とで構成されている。

【００２６】なお、図５において、９１は、橋梁主塔な
どの海洋構造物であり、１Ａは、前述のバルブ形水車発
電装置１の両側面のそれぞれに、ローラー支持体１１，
１１を取り付けるようにしたバルブ形水車発電装置であ
る。それぞれのローラー支持体１１は、図６中に示すよ
うに、それぞれローラー軸１４を装着する２個所の装着
部１３１を互いに間隔を隔てて有する支持板１３と，ロ
ーラー軸１４，１４とでなる支持体本体部１２と、各ロ
ーラー軸１４に装着された案内用ローラー１５，１５と
で構成されている。

【００２７】フレーム構造体８の水平支持部８１は、海
洋構造物９１の地上部である上面部９１ａに一方の端部
が保持され、他方の端部は海面上に突き出されるように
して配置されている。また、垂直支持部８２は、その上
端部で水平支持部８１の他方の端部に結合され、その下
端部は海面下である海水中に位置している。水平支持部
８１は、バルブ形水車発電装置１Ａをその内側を通過さ
せることができる寸法を持つ，矩形状の垂直方向空間を
有しており、図５中に示すように型鋼などの部材を用い
て、骨組み状にかつ横方向に長い直方体状に組み上げら
れている。水平支持部８１の上部の相対する２辺をなす
部材８１１の上面部８１ａ，８１ａは、ビーム状体７１
を支持するための支持面としても用いられる。また、水
平支持部８１の他方の端部の一部を構成している図５中
における４本の部材は、垂直支持部８２を構成する部材
（後記する部材８２１である）を兼ねている。

【００２８】垂直支持部８２は、水平支持部８１と同様
に、バルブ形水車発電装置１Ａをその内側を通過させる
ことができる寸法を持つ，矩形状の水平方向空間を有し
ており、図５中に示すように型鋼などの部材を用いて、
骨組み状にかつ縦方向に長い直方体状に組み上げられて
いる。垂直支持部８２の垂直方向に互いに平行して，直
方体における４つの稜を形成する４本の部材８２１は、
水平支持部８１の一部を構成する部材を兼ねており、そ
の上端部は部材８１１に結合されている。そうして、こ
の４本の部材８２１の下端部を連結して、垂直支持部８
２の底面部を形成する４本の部材８２２が矩形状をなし
て結合されている。

【００２９】また、相対する２本の部材８２２の間を連
結して、バルブ形水車発電装置１Ａをその上面部で下側
から保持する部材８２３が、図５中に示すように結合さ
れている。さらに、部材８２３が結合されている部材８
２２のそれぞれには、案内用レール８２４，８２４の下
端部が結合されている。この案内用レール８２４，８２
４は、部材８２１と平行させて配置されており、その上
端部は、水平支持部８１の下部を形成する部材に結合さ
れている。これ等の案内用レール８２４は、図６中に示
したように、Ｃ字状の断面形状を持っている。

【００３０】クレーン装置７が持つそれぞれの電動ウイ
ンチ７２は、周知の構造と機能とを有する電動ウインチ
であり、一般の電動ウインチと同様に周知のチェイン，
ロープなどの索状体７２１を備えている。バルブ形水車
発電装置１Ａは、この索状体７２１によって電動ウイン
チ７２に吊り下げられている。この両電動ウインチ７２
は、１つの指令によって同時に索状体７２１の巻き上
げ，巻き下ろしが可能であるように構成されており、こ
れによって、バルブ形水車発電装置１Ａの垂直方向の上
下移動を行うことができる。

【００３１】バルブ形水車発電装置１Ａが持つ案内用ロ
ーラー１５，１５は、図６中に示したように、Ｃ字状の
断面形状を持つ案内用レール８２４と、適度の隙間を有
して嵌め合わされるように設定されている。この案内用
レール８２４は、案内用ローラー１５，１５を介して上
下移動を行うバルブ形水車発電装置１Ａを案内すると共
に、海水中に位置しているバルブ形水車発電装置１Ａに
潮流による荷重が加わった際に、バルブ形水車発電装置
１Ａを所定の位置に保持する役目も務めている。なお、
案内用レール８２４の案内用ローラー１５，１５を前記
のように案内する案内面は、案内用レール８２４の内側
の全側面である。

【００３２】バルブ形水車発電装置１Ａの海水面下へ据
え付け作業を行う場合には、索状体７２１を巻き下ろす
ことで、バルブ形水車発電装置１Ａを案内用レール８２
４に沿って降下させる。索状体７２１が最大に巻き下ろ
された場合に、バルブ形水車発電装置１Ａは、案内用ロ
ーラー１５，１５が案内用レール８２４に嵌め合わされ
たままの状態で、部材８２３の上面部に保持されること
になり、運転状態にされることになる。

【００３３】他方、クレーン装置７が持つビーム状体７
１は、両部材８１１に跨がって配置され、その両端部を
両部材８１１の上面部８１ａ，８１ａに水平移動自在に
支持されている。ビーム状体７１は、電動機で駆動され
る図示しない周知のピニオンを備えており、このピニオ
ンは、部材８１１の上面部８１ａに部材８１１の長さ方
向に沿って固着された図示しない周知のラックと噛み合
わされている。このような構成を持つことにより、前記
の電動機でピニオンを駆動することで、ビーム状体７１
を，したがって，電動ウインチ７２を介してバルブ形水
車発電装置１Ａを、部材８１１の長さ方向に沿って図５
中に矢印で示した方向に移動することができる。すなわ
ち、クレーン装置７は、天井クレーンに類似した構成・
機能を備えていることになる。

【００３４】保守・点検等を実施するためにバルブ形水
車発電装置１Ａの引き上げ作業を行う場合には、まず、
電動ウインチ７２を動作させて索状体７２１を巻き上げ
ることで、バルブ形水車発電装置１Ａを水平支持部８１
の部材８１１の直下の部位まで引き上げる。その途中
で、案内用ローラー１５，１５は、案内用レール８２４
との嵌め合い状態を解かれる。この状態では、バルブ形
水車発電装置１Ａは、水平支持部８１の内側の空間を水
平方向に移動することが可能となる。

【００３５】そこで、ピニオンを駆動させて、バルブ形
水車発電装置１Ａを矢印方向に，水平支持部８１の一方
の端部まで移動させる。その際，バルブ形水車発電装置
１Ａは２個の電動ウインチ７２によって吊り下げられて
いるので、横方向の回転振動をほとんど起こさずに、安
定な姿勢で移動される。これにより、バルブ形水車発電
装置１Ａを海洋構造物９１の上面部９１ａに移動できた
ことになる。以降、海洋構造物９１の上面部９１ａなど
で、バルブ形水車発電装置１Ａに対する保守・点検等を
実施できることになる。

【００３６】保守・点検等の実施を完了したり，新規に
据え付けられたりするバルブ形水車発電装置１Ａは、前
記の引き上げ作業時の逆の手順によって据え付け作業が
実施される。その際、水平支持部８１の他方の端部にま
で水平移動されたバルブ形水車発電装置１Ａは、以降、
電動ウインチ７２によって垂直方向に降下されることに
なるが、その途中で、案内用ローラー１５，１５を案内
用レール８２４に嵌め合わせることが必要となる。この
嵌め合わせは、案内用ローラー１５，１５と案内用レー
ル８２４との間には、前記したように適度の隙間が形成
されるように設定されていることで、容易に行うことが
できるのである。

【００３７】図５，図６に示すこの発明の実施の形態の
一例によるバルブ形水車発電装置用の支持装置９では前
述の構成としたので、海水中で使用されるバルブ形水車
発電装置１Ａに対する、付着した海洋生物の除去を含む
その保守・点検等の実施に際しての、バルブ形水車発電
装置１Ａを海中から地上部に引き上げる作業、および、
バルブ形水車発電装置１Ａを海中に再び据え付ける作業
を、極めて容易に行うことができるのである。

【００３８】発明の実施の形態の項における今までの説
明では、フレーム構造体（例えば、フレーム構造体８で
ある）が備える案内用レール（例えば、案内用レール８
２４である）はＣ字状の断面形状を持つとしてきたが、
これに限定されるものではなく、例えば、コ字状やＩ字
状，あるいはＴ字状の断面形状としてもよいものであ
る。ただし、Ｉ字状やＴ字状の断面形状を持つ案内用レ
ールを用いる場合には、１本の案内用レールに嵌め合わ
される２個の案内用ローラー（例えば、案内用ローラー
１５である）は、別個の装着部（例えば、装着部１３１
ごときものである）毎に装着された別個のローラー軸に
装着されることが好ましいものである。

【００３９】また、発明の実施の形態の項における今ま
での説明では、フレーム構造体が備える案内用レールの
本数は、バルブ形水車発電装置の側面毎に２本であると
してきたが、これに限定されるものではなく、例えば、
１本，あるいは３本以上であってもよいものである。ま
た、発明の実施の形態の項における今までの説明では、
フレーム構造体が備える案内用レールに嵌め合わされる
案内用ローラーの個数は２個であるとしてきたが、これ
に限定されるものではなく、例えば、１個であってもよ
いものである。ただしこの場合には、複数備えられた案
内用レールと，これ等の案内用レールに嵌め合わされる
案内用ローラーとの間の嵌め合わされ方を、互いに隣接
する案内用レールにおいては、その案内面〔ただし、バ
ルブ形水車発電装置（例えば、バルブ形水車発電装置１
Ａである）に水流が流出入する方向に対して直交する面
に対して，ほぼ平行している案内面である〕の互いに異
なる面で案内用ローラーを案内することが好ましいもの
である。そうして、この場合には、案内用レールの断面
形状は、Ｌ字状の断面形状としてもよいものである。こ
のＬ字状の断面形状を持つ案内用レールは、いわゆるア
ングル材を用いて作製できることになる。

【００４０】また、発明の実施の形態の項における今ま
での説明では、フレーム構造体が備える案内用レール
は、バルブ形水車発電装置の両側面のそれぞれに対向し
て配置されるとしてきたが、これに限定されるものでは
なく、例えば、Ｃ字状やＩ字状の断面形状を持つ案内用
レールの場合には、バルブ形水車発電装置の一方の側面
のみに対向させて配置されてもよいものである。

【００４１】また、発明の実施の形態の項における今ま
での説明では、移動部であるクレーン装置（例えば、ク
レーン装置７である）は天井クレーンに類似した構成を
備えるとしてきたが、これに限定されるものではなく、
例えば、移動部は、周知のケーブルクレーン等の他の形
式のクレーンに類似した構成を備えるものであってもよ
いものである。

【００４２】また、発明の実施の形態の項における今ま
での説明では、移動部が備える吊下体は電動ウインチで
あるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例
えば、吊下体は周知のチェーンブロックであってもよい
ものである。さらにまた、発明の実施の形態の項におけ
る今までの説明では、バルブ形水車発電装置用の支持装
置（例えば、支持装置９である）は潮流を利用するバル
ブ形水車発電装置に対して適用されるとしてきたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、小河川の水流を
利用するバルブ形水車発電装置に対して適用しても有効
なものである。

【００４３】

【発明の効果】この発明になるバルブ形水車発電装置に
おいては、前記の課題を解決するための手段の項で述べ
た構成とすることにより、次記する効果を奏する。 前記の課題を解決するための手段の項の第（１）項に
よる構成とすることにより、流れの方向が三次元的に変
化し，しかも正逆両方向に流れる潮流による水流を利用
して発電を行う場合に際し、三次元的な水流は，外側ケ
ーシングと複数の整流板とによって一次元の水流とされ
て水車ランナに通流されることとなり、この水車ランナ
が正逆両方向の水流に適合した可逆水車ランナであるこ
とで、潮流エネルギを高い効率で回収することが可能と
なる。また、 前記の課題を解決するための手段の項の第（２）項に
よる構成とすることにより、外側ケーシングの潮流によ
る水流が流出入するその両端部に備えられたインテーク
部の働きにより、潮流による水流の流れの向きにかかわ
らず，バルブ形水車発電装置が備える水車ランナに通流
される水流の流量を増大することができるので、前記の
項の場合よりも潮流エネルギの回収効率を一層高める
ことが可能となる。また、 前記の課題を解決するための手段の項の第（３）項に
よる構成とすることにより、バルブ形水車発電装置にお
ける、発電本体部の周囲部を通流する水流の流速と、水
車ランナ部を通流する水流の流速とをほぼ同一にするこ
とができることになる。これにより、各部の流速が不同
であることによるエネルギー損失が発生しないので、前
記の項または項の場合よりも、潮流エネルギの回収
効率をさらに高めることが可能となる。

【００４４】さらに、この発明になるバルブ形水車発電
装置用の支持装置においては、前記の課題を解決するた
めの手段の項で述べた構成とすることにより、次記する
効果を奏する。 前記の課題を解決するための手段の項の第（４）項に
よる構成とすることにより、バルブ形水車発電装置を水
中から地上部に引き上げる作業、および、バルブ形水車
発電装置を水中に再び据え付ける作業を、極めて容易に
行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例によるバルブ形水
車発電装置を示す一部破断したその側面断面図

【図２】図１におけるＰ矢視図

【図３】この発明によるバルブ形水車発電装置が備える
外側ケーシングが持つ異なる例のインテーク部を示す図
面で、（ａ）はその前記の図２の場合と同方向から見た
図、（ｂ）は図３（ａ）の側面図

【図４】この発明によるバルブ形水車発電装置が備える
外側ケーシングが持つさらに異なる例のインテーク部を
示す図面で、（ａ）はその前記の図２の場合と同方向か
ら見た図、（ｂ）は図４（ａ）の側面図

【図５】この発明の実施の形態の一例によるバルブ形水
車発電装置用の支持装置をバルブ形水車発電装置および
周辺装置と共に示すその斜視図

【図６】図５におけるＱ部の一部破断した上面図

【符号の説明】 １ バルブ形水車発電装置 ２ 発電本体部 ２１ 発電機 ３ 水車ランナ ４ 水密容器 ５ 外側ケーシング ５１ 外側ケーシング本体部 ５２ インテーク部 ５３ ディスチャージリング ６ 整流板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロペラ形の可逆水車ランナにより駆動さ
   れる発電機を，水密容器内に収納して前記の水車ランナ
   と一体化してなる発電本体部と、筒状をなして発電本体
   部を取り巻くようにして配置された外側ケーシングと、
   発電本体部を外側ケーシングに対して支持すると共に，
   外側ケーシング内の発電本体部の周囲を通流する水流を
   水車ランナの回転中心軸にほぼ平行する方向の流れとな
   るように整流する複数の整流板とを備え、潮流を利用す
   る水力発電に用いられることを特徴とするバルブ形水車
   発電装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のバルブ形水車発電装置に
   おいて、 外側ケーシングは、水流のバルブ形水車発電装置に関す
   る流出入部位であるその両端部のそれぞれに、水流の外
   側ケーシングの内側への流入および内側から外部への流
   出を容易にするためのインテーク部を備えることを特徴
   とするバルブ形水車発電装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のバルブ形水車発
   電装置において、 発電本体部は、水車ランナの基部の外径寸法よりも大き
   な径寸法の外形を持つ水密容器を持ち、外側ケーシング
   は、水密容器を取り巻く部位が水車ランナを取り巻く部
   位よりも大きな内径寸法を持ち、外側ケーシング内の水
   流の流速を，水車ランナの部位と水密容器の周囲の部位
   とでほぼ同等としてなることを特徴とするバルブ形水車
   発電装置。
4. 【請求項４】プロペラ形の水車ランナにより駆動される
   発電機を水密容器内に収納して前記の水車ランナと一体
   化してなる発電本体部と筒状をなして発電本体部を取り
   巻くようにして配置された外側ケーシングとを有して，
   潮流発電用などの小容量の水力発電に用いられるバルブ
   形水車発電装置を，地上部に保持するための装置であっ
   て、 吊下体に吊り下げられた状態のバルブ形水車発電装置を
   水面よりも上の部位と水面下の部位との間で垂直方向に
   移動させる際にバルブ形水車発電装置を案内すると共
   に，発電運転を行うバルブ形水車発電装置を水面下の部
   位に保持する垂直支持部と、バルブ形水車発電装置を垂
   直支持部の上端部と地上部との間で水平方向に移動させ
   る際に，吊下体にバルブ形水車発電装置を吊り下げた状
   態とした移動体を案内しつつ支持する水平支持部と、バ
   ルブ形水車発電装置を垂直方向および水平方向に移動さ
   せるための機構であって，バルブ形水車発電装置を移動
   させる方向に沿って水平支持部を移動することが可能な
   移動体と，移動体に取り付けられておりバルブ形水車発
   電装置を垂直方向への移動が可能なように吊り下げるた
   めの吊下体とを有する移動部と、を備えたことを特徴と
   するバルブ形水車発電装置用の支持装置。