JPH11208576A - 浮台型水力発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 河川の流れに抗して繋留した複数の浮台を平
行させ、該浮台間の間隙に接水させた水車の回転軸を前
記各々の浮台で軸支するとともに、該浮台に設置した発
電機に前記水車による回転運動を回転軸を介して伝達
し、かつ、発電できるようにしたものである。 【解決手段】 流れがある河川にあって、複数の船等の
浮台を設定間隙を介して川幅方向に平行設置し、設定間
隙を離間した浮台間を回転軸で接続して軸支し、回転軸
に締結した水車を各浮台の間隙の水流に接水させ、前記
回転軸を軸支する浮台に備えた発電機に水車による回転
を伝達して発電できるようにし、発電時には浮台を河川
における一定位置に繋留できるようにしたものである。

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、移動可能な水力
発電装置に関するものである。

【０００２】

【技術的背景】水力発電は、定置した発電装置に対して
水流によって水車を回転させ、その回転力によって発電
している。

【０００３】水車に与える水流は、落差による流圧と流
量とによって定まり、その水流の規模によって発電能力
が定まる。

【０００４】この水車の回転効率を高めるためにダムを
造り、水の落差を造成し、かつ、設定した水量を得よう
としている。

【０００５】ダムの造成堰堤の距離を出来得る限り小規
模にして経済的に構築するために深山のＶ字型渓谷が理
想地形であり、下流方向に開く谷を堰き止めてダムを造
成し、ダムによる水面と放出水面との落差による水流エ
ネルギーを発電に変換している。

【０００６】造成堰堤が小規模（貯水水辺の合計距離に
対して堰堤造成距離が占める割合）であっても多大な資
金と労力、社会的補償、社会的損失、自然破壊等を交換
条件として、目的とする水力発電を事業としておこなわ
れている。

【０００７】

【従来の技術】水力発電は前記のように落差ならびに水
量にによってその規模が決定するものであるから、これ
を高効率（低単価）によって大容量の電力を得ようとす
るためには勢い大型ダム造成による方式が主流となって
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】水力発電用のダム造成
は、前記のように多大な時間と、莫大な費用ならびに労
力と、社会的損失等を踏まえた上で、国家的事業として
構築され、現在ではその目的を発電用の単一とせず、該
発電の他、治水、利水、水流量調整等多目的として構築
されている。

【０００９】多目的として構築し、使用分担の基本構築
費の配分の軽減を図ることを基本構想とし永年の検討、
ならびに試作を重ね、その結果に基づいてさらに永年の
構築期間を費やし、完成された時点にあって、既に経過
した年月の間に、時代の変遷で、計画通りの用途目的が
達成できない場合もあり、他面、ダム自体に流入する土
砂の除去等、保守管理等の維持費も見込まなければなら
ず、永年使用でもその経費が莫大で、結果的に利用価格
は廉価にならない構造的宿命を備えている。

【００１０】上記した水力発電目的を根幹として開発さ
れる多目的ダムも、小規模では採算割れを来すことか
ら、勢い大規模形式となり、したがって、その資金も莫
大なものとなる。

【００１１】前記来の水力発電は定置型であるのに対
し、この発明の水力発電装置は、構造的落差を必要とし
ないことを基本的な条件とし、しかも可搬型であること
により、したがって、莫大なダム建設ならびに導水管等
の設置構造物の構築費用の必要もなく、河川における自
然流水をそのまま発電エネルギーとし、洪水等の危険発
生予測時には支障のない場所、また、不使用時の格納を
目的として移動できるようにしたものである。

【００１２】この発明は、河川の流れに抗して繋留した
複数の浮台を平行させ、該浮台間の間隙に接水させた水
車の回転軸を前記各々の浮台で軸支するとともに、該浮
台に設置した発電機に前記水車による回転運動を回転軸
を介して伝達し、かつ、発電できるようにしたことを目
的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるための手段として、第１の発明は、流れが
ある河川にあって、複数の船等の浮台を設定間隙を介し
て川幅方向に平行設置し、設定間隙を離間した浮台間を
回転軸で接続して軸支し、回転軸に締結した水車を各浮
台の間隙の水流に接水させ、前記回転軸を軸支する浮台
に備えた発電機に水車による回転を伝達して発電できる
ようにし、発電時には浮台を河川における一定位置に繋
留できるようにしたものである。

【００１４】第２の発明は、河川の水流に沿って複数の
浮台を川幅方向に平行設置し、水流に対し直交する方向
となるようにした水車付き回転軸を対設した浮台のそれ
ぞれに設置した軸受で軸支するとともに、該回転軸に対
し流れ方向に平行して水車付き回転軸を軸支して重連水
車を浮台間の間隙内に接水できるようにしてなるもので
ある。

【００１５】第３の発明は、中間位置に水車を装置した
回転軸を軸支する各々の浮台に設けた軸受装置を高低自
在に操作し、かつ、所望高さ位置で固定できるようにし
てなるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明は、河川２０の自然流を
回転エネルギーとして取り出し、該回転エネルギーによ
って発電機８を作動させ、電力を得ようとするものであ
る。

【００１７】この発明の水力発電は河川において自然流
下する水流のみによって水車２を回転させようとするも
ので、水車２の回転が得られるならば、その流勢は基本
的に不問である。

【００１８】河川２０の流れに対して直交する方向に設
置する回転軸１に水車２を固定するものである。

【００１９】船を含む浮台３の複数を河川２０における
水流方向に対し直交方向に平行して浮上させ、かつ、該
河川２０の幅と流水量、流速等を勘案して設定した間隙
４を介し、該間隙４が乱れないように浮台３の前後に繋
材５、５をもって固定する。

【００２０】流水面２１上に浮上させ、かつ、一定点に
前記浮台３を固定するために、錨あるいは水底に打ち込
んだ固定杭、最も多用する両岸の地盤に各々の一端を固
定する纜（とも綱）等の繋留材６で浮台３に締結して繋
留し、流れに抗して設定点に固定するものである。

【００２１】このようにした浮台３のそれぞれには軸受
７を設置するとともに、該軸受７の傍らに発電機８を設
置する。

【００２２】この軸受７は、前記水車２を備えた回転軸
１をその軸線方向を水流と平面直交させ、かつ、回転自
在に軸支するものである。

【００２３】このとき、流水面２１より軸支位置までの
距離は、前記水車２の半径において、水深と水流速と水
勢との兼ね合いを勘案して、水没半径を算出し、適正高
さ位置にするものである。

【００２４】なお、回転軸１を直接発電機８の入力軸９
とし、かつ、該発電機８自体を軸受７に代替すもことも
ある。

【００２５】前記のように回転軸１と入力軸９とが同軸
でない場合は、回転軸１の端部における軸受７付近と、
前記発電機８における入力軸９との間にベルト、あるい
は複数の各々を連続噛合させた歯車、または端部のそれ
ぞれにベベルギアを介装した軸等よりなる回転伝達機構
１０を介して水車１の回転を発電機８に伝達できるよう
にしたものである。

【００２６】また、前記回転軸１を軸支する軸受７の高
さ位置を高さ方向に変更できるようにしたもので、つま
り、水車２の水没深度の調整、非発電時、すなわち、浮
台３の移動時ならびに格納時等、水車２の回転を不必要
とするとき、水との接触を断つために水車２を高揚させ
る手段として水車２を固定した回転軸１を上下動できる
ようにしたものである。

【００２７】これら軸支位置移動の一実施例として、前
記発電機８の入力軸９を軸心しするアーム１１に前記回
転伝達機構１０を添設させ、その前端位置に軸受７を設
けることにより、該アーム１１を垂直方向に回動すれ
ば、浮台３に対して水車２を任意高さ位置に可動するこ
とができ、さらに、アーム１１の中間よりサポートアー
ム１２を設けてこれを浮台３側に任意適正角度にして固
定することにより水車２と浮台３との高さを任意調整す
ることができる。

【００２８】さらに、水車２の高揚手段の他の実施態様
として、水車２を備えた回転軸１を軸支する軸受７、発
電機８等の発電機構のすべてを基台１３上に載置固定
し、該基台１３と、浮台３との間に扛重機構１４を介装
するものである。

【００２９】扛重機構１４の一例を説明すれば、浮台３
に起立した縦ガイド１５に前記基台１３を係合し、油圧
高揚器１６を介し、手動もしくは動力によって作動さ
せ、前記発電機構を載置した基台１３と浮台３とを離接
させることができるようにしたものである。

【００３０】複数の浮台３を前記のように河川の幅方向
に間隙を介して平行させ、かつ、流れに沿って繋留し、
平行する浮台３の双方に流れと直交させた回転軸１に水
車２を取り付けて各浮台３間の間隙４内の水流、流量、
流速等に見合った設定半径まで水没させることは前述の
通りであるが、浮台３における川下あるいは川上方の長
手方向に水車２を備えた回転軸１、１の複数を水流方向
に重連設置するものである。

【００３１】この水車２の重連設置における発電機８の
設置形態は、回転軸１の各々に装着する場合と、平行設
置した回転軸１、１の各々を回転伝達機構１０を介して
任意特定する回転軸１を発電機９の入力軸９に定める場
合と、さらに、回転軸１を入力軸９と兼用構成とはせ
ず、前記回転伝達機構１０を独立した発電機８の入力軸
９に接続することもある。

【００３２】このようにした水車２の重連設置における
水車２の高揚手段にあっては、個々の回転軸１を高揚す
る場合と、１個の浮台３において、１個の基台１３上に
１側の発電関連機構の全てを載置固定し、一つの基台１
３を一挙に昇降できるようにする場合とがある。

【００３３】これら発電装置を備えた浮台３において、
該浮台３間の間隙における水流を強かするために、該浮
台３の舳先を浮台３の長手方向中心線より外側に偏心さ
せて、より多くの水量を呼び込み、増勢を促す場合と、
前記の舳先にさらに迎水片１７を平面逆ハの字状に設置
して人工的に多水流を発生させ水車２の強化回転を期待
する場合とがある。

【００３４】なお、図中符号１８は電力供給線を示すも
のである。

【００３５】また、符号１９は発電機構のすべてを被覆
する天蓋で、風雨を回避するものである。

【００３６】この発明は以上のように、定置式発電方式
の発電能力よりも小規模発電ではあるが、発電単価はす
こぶる安価で、かつ、電力必要地域に直ちに移動できる
ものである。

【００３７】因に、浮台３は自走装置の有無は任意であ
るが、無装置の場合は河川２０の流水面２１ならびに陸
上からの牽引手段等により移動させることも任意であ
り、また、これらを限定するものではない。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、無落差式で自然流水による
水力発電に係り、周知の落差式の水力発電より発電能力
は低いものの、発電単価をすこぶる低廉にすることがで
きる。

【００３９】また、急遽電力を欲する地域に本発明の水
力発電装置を直ちに供給し、かつ、必要電力容量に見合
った複数組の発電装置を用意し、そして、該必要電力を
提供することができる。

【００４０】所望発電箇所における河川の状況により水
車の増減を図ることができる。

【００４１】所望発電箇所における河川の水位多少の状
況に拘らず発電することができる。

【００４２】発電装置を備えた浮台の移動時、また、非
発電時には水車を流水面より高揚し無接触とすることが
できる等の効果あるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発電機構を備えた浮台を河川内に繋留した
状態を説明するための平面図

【図２】 水車を備えた回転軸の上下動装置を説明す
るための側面図

【図３】 発電装置の昇降を行う扛重機構の側面図

【図４】 重連する水車による発電機構を備えた浮台
を河川内に繋留した状態を説明するための平面図

【図５】 図４の側面図

【符号の説明】

１ 回転軸 １ａ 補助回転軸 ２ 水車 ２ａ 予備水車 ３ 浮台 ４ 間隙 ５ 繋材 ６ 繋留材 ７ 軸受 ８ 発電機 ９ 入力軸 １０ 回転伝達機構 １１ アーム １２ サポートアーム １３ 基台 １４ 扛重機構 １５ 縦ガイド １６ 油圧高揚器 １７ 迎水片 １８ 電力供給線 １９ 天蓋 ２０ 河川 ２１ 流水面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流れがある河川にあって、複数の船等の
   浮台を設定間隙を介して川幅方向に平行設置し、設定間
   隙を離間した浮台間を回転軸で接続して軸支し、回転軸
   に締結した水車を各浮台の間隙の水流に接水させ、前記
   回転軸を軸支する浮台に備えた発電機に水車による回転
   を伝達して発電できるようにし、発電時には浮台を河川
   における一定位置に繋留できるようにしたことを特徴と
   する浮台型水力発電装置。
2. 【請求項２】 河川の水流に沿って複数の浮台を川幅方
   向に平行設置し、水流に対し直交する方向となるように
   した水車付き回転軸を対設した浮台のそれぞれに設置し
   た軸受で軸支するとともに、該回転軸に対し流れ方向に
   平行して水車付き回転軸を軸支して重連水車を浮台間の
   間隙内に接水できるようにしてなることを特徴とする請
   求項１記載の浮台型水力発電装置。
3. 【請求項３】 中間位置に水車を装置した回転軸を軸支
   する各々の浮台に設けた軸受装置を高低自在に操作し、
   かつ、所望高さ位置で固定できるようにしてなることを
   特徴とする請求項１又は２記載の浮台型水力発電装置。