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公開番号2025006132
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106733
出願日2023-06-29
発明の名称水力発電装置
出願人三徳航空エンジニアリング株式会社,株式会社EBS GROUP,有限会社秀和工業
代理人個人
主分類F03B 13/08 20060101AFI20250109BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】容易に運搬可能で、且つ、効率よく発電を行わせることが可能な水力発電装置を提供する。
【解決手段】河川に設置可能な水力発電装置1において、上流側からの水流を、予め設けた落差を用いて下流側に受け渡すダム部10と、ダム部10の下流側に配置され、ダム部10からの水流によりらせん水車210を回転させることにより電力を発生させる発電部20と、を備え、ダム部10と発電部20とは分離可能に構成され、ダム部10は、伸縮可能な伸縮水路150を当該ダム部10の上流側に設けた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
河川に設置可能な水力発電装置において、
上流側からの水流を、予め設けた落差を用いて下流側に受け渡すダム部と、
前記ダム部の下流側に配置され、前記ダム部からの水流により水車を回転させることにより電力を発生させる発電部と、を備え、
前記ダム部と前記発電部とは分離可能に構成され、
前記ダム部は、
伸縮可能な水路を当該ダム部の上流側に設けた
ことを特徴とする水力発電装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記ダム部は、上流側より下流側の方が底部が高い傾斜水路を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。
【請求項３】
前記傾斜水路は、ターポリンにより形成された
ことを特徴とする請求項２に記載の水力発電装置。
【請求項４】
前記発電部は、前記水車の回転に応じて回転する磁石と、前記水車の回転に応じて回転しない前記水車の軸である中空軸及び巻線と、を備え、
前記水車が水流を受けて回転した場合、前記磁石が回転することに基づいて前記巻線において電力を発生させ、当該発生した電力を、前記中空軸の内部を通した導線により外部に出力可能である
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の水力発電装置。
【請求項５】
前記水車は、らせん水車であり、
前記磁石及び前記巻線からなる発電機は、前記らせん水車よりも下流側に配置した筐体の内部に収めている
ことを特徴とする請求項４に記載の水力発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、災害時において好適に使用可能な水力発電装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーとして、河川、農業用水路、上下水道における流水を利用した水力発電が知られている。
例えば、特許文献１には、外周にらせん翼が設けられ水路に設置されたらせん水車と、らせん水車に連結された発電機と、を備えた水力発電装置が開示されている。
また、特許文献２には、誘導ダクトの取水口底部と段差上部の河川底との間に嵩上げチャネルを設け、これにより、河川段差上流部の水位を上げて河川水の位置エネルギーを増加可能な水力発電装置が開示されている。
また、特許文献３には、コンパクトかつ軽量に構成され、導水装置の上流部に堰を備えることで、効率よく水のエネルギーを回転力に変えることが可能なた水力変換装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１７４１９６号公報
特開２０１５－１６９２０４号公報
特開２０１１－２１４４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水力発電には様々な課題があった。
例えば、特許文献１に記載の水力発電装置は、低落差での発電が可能であるものの、落差がなければ効率よく発電できないという問題があった。
また、特許文献２に記載の水力発電装置は、嵩上げチャネルを備えるものの、段差があることを前提とするため、特許文献１と同様の問題があった。
これに対し、特許文献３に記載の水力変換装置は、堰を備えることで効率よく水のエネルギーを回転力に変えることができることから、上述の問題は発生し難い。
しかしながら、特許文献３に記載の水力変換装置は導水路を備えていないため、水力変換装置を河川まで運搬できたとしても、その河川が低水量な小川などの場合には十分に回転しないため効率よく発電できないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、以上のような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであり、軽量・コンパクトであり、伸縮可能な水路を備え、発電効率に優れた水路を備えた水力発電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の水力発電装置は、河川に設置可能な水力発電装置において、上流側からの水流を、予め設けた落差を用いて下流側に受け渡すダム部と、前記ダム部の下流側に配置され、前記ダム部からの水流により水車を回転させることにより電力を発生させる発電部と、を備え、前記ダム部と前記発電部とは分離可能に構成され、前記ダム部は、伸縮可能な水路を当該ダム部の上流側に設けている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水力発電装置によれば、災害時などに運搬を迅速に行え、水量が少ない河川でも、効率よく発電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の水力発電装置の概略模式図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
ダム本体の概略構成図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は上流側側面図であり、（ｃ）は下流側側面図であり、（ｄ）は平面図である。
ダム本体に設けられる傾斜水路の外観図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は上流側側面図であり、（ｃ）は下流側側面図であり、（ｄ）は平面図である。
伸縮水路の斜視図である。（ａ）は、縮小時を示す図であり、（ｂ）は伸長時を示す図である。
取水板の説明図である。
防塵部の概略図である。（ａ）は格子状の防塵部を示す図であり、（ｂ）は横スクリーン状の防塵部を示す図である。
発電部における円筒筐体（らせん水車、発電機）の詳細構成図である。（ａ）は、Ａ－Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は上流側側面図であり、（ｃ）は下流側側面図である。
円盤部の斜視図である。
河川に設置した水力発電装置の説明図である。
電力システムに係る電力系統図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の水力発電装置１について図面を参照しながら説明する。
水力発電装置１は、河川に設置することを想定している。本発明において、「河川」には、農業用水路や上下水道が含まれる。
図１は、水力発電装置１の概略模式図である。図１（ａ）は、水力発電装置１の平面図であり、図１（ｂ）は水力発電装置１の正面図である。
図１に示すように、水力発電装置１は、ダム部１０と発電部２０とに大別され、それぞれが分離／結合可能に構成されている。
具体的には、ダム部１０と発電部２０は、各々独立した筐体により構成され、筐体同士を接合手段により接合できるようにしている。
図示省略するが、接合手段は、例えば、凹部と凸部とをそれぞれ対応する箇所に設け、凹部と凸部とを勘合させたり、勘合させた状態でロックさせることが可能な部材を適用することができる。
例えば、ダム部１０の長さは約２ｍ（伸縮水路１５０の縮小時）であり、発電部２０の長さは約１ｍである。
このため、水力発電装置１は、ダム部１０と発電部２０とに分けて容易に運搬することができ、また、河川などの運搬先で容易に組み立てて使用することができる。
例えば、軽トラックなどに積載して河川の近くまで運搬し、そこからは一人にダム部１０を抱えさせ、他の一人に発電部２０を抱えさせるなどして、河川まで運搬させることができる。
このように、本発明の水力発電装置１は、ダム部１０と発電部２０とが一体として構成可能であるところ、使用態様に応じて分離可能に構成されている。
【００１０】
（ダム部）
ダム部１０は、発電部２０の上流側に配置され、下流側の発電部２０に向けた水流を供給する水路として機能する。
ダム部１０は、主にダム本体１１０と伸縮水路１５０とにより構成される（図１）。
（【００１１】以降は省略されています）

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