JP2001280232A - エネルギー変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽光が注がない場合でも装置の駆動が可能
なようにし、特にエネルギーの変換効率を高めるように
したエネルギー変換装置を提供すること。 【解決手段】 河川や水路等の水の流れのある水流個所
を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部
材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換する
ように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水
受回転部材は、本来の水流を受けて回転する他に、それ
より上流からの水流を前記水受回転部材に直接あるいは
間接的に付加することにより回転力が助長されるように
構成されていることを特徴とする。他の解決手段とし
て、水受回転部材は、傾斜軸中心回りに回転しその周回
の一部で水中に没し他の部分では水上で回転するように
なっていることを特徴とする。これらにおいて、水受回
転部材は、水位に追従して上下運動するようになってい
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、エネルギー変換
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、下水処理場の沈澱池には、池上
にソーラー発電装置を設置して、同池内の各種装置の電
力源とすることを考えているが、同ソーラー発電装置
は、雨天や夜間等の条件では動作しなくなることがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これまではその具体的
な対策がなく、装置が停止する危惧があって困ってい
た。

【０００４】この発明は前記課題を解決するためになさ
れたもので、太陽光が注がない場合でも装置の駆動が可
能なようにし、特にエネルギーの変換効率を高めるよう
にしたエネルギー変換装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明であるエネルギー変換装置は、
河川や水路等の水の流れのある水流個所を対象にして設
けられ一定の軌道で回転する水受回転部材を介して水流
エネルギーを他のエネルギーに変換するように構成され
たエネルギー変換装置であって、前記水受回転部材は、
本来の水流を受けて回転する他に、それより上流からの
水流を前記水受回転部材に直接あるいは間接的に付加す
ることにより回転力が助長されるように構成されている
ことを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、河川や水路等の水
の流れのある水流個所を対象にして設けられ一定の軌道
で回転する水受回転部材を介して水流エネルギーを他の
エネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換
装置であって、前記水受回転部材は、傾斜軸中心回りに
回転しその周回の一部で水中に没し他の部分では水上で
回転するようになっていることを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のエネルギー変換装置において、水受回転部材は、水
位に追従して上下運動するようになっている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施形態を参照し
てこの発明を詳細に説明する。図１、図２は、この発明
の好適な一実施形態を示すもので、この実施形態は、水
流個所である河川（あるいは水路など）の水流エネルギ
ーを回転エネルギーに変えて電力エネルギーとして利用
する場合の一例を示すものである。以下の各実施形態に
おいて発電されたものは、処理場のモーター等の各種機
器を駆動するために利用する他、配管内の冬季凍結を防
止するためのヒーター作動用として、また、同様に冬季
に凍結のおそれがある道路のヒーター作動用として、さ
らに、道路の雪溶解用として利用することがある。一
方、以下の他の実施形態でも同様に言えることである
が、水流エネルギーは電力消費に利用する他、油圧（油
圧モーター駆動も含む）あるいは空圧発生用のためその
他に利用することは自由である。

【０００９】図１及び図２において、１は河川、水路な
どの水流個所で、図１の矢印のように上方からまた図２
では紙面の裏側から手前に向けて水が流れてくる。２は
その底面で、その適所を介して本エネルギー変換装置の
要部である水車が固定設置されている。

【００１０】同水車は、垂直軸である固定軸３を備え、
同固定軸３は、杭のように底盤に打ち込んでもよいが図
のように基礎ブロック４を介して堅固に固定するのがよ
い。５は安定化のための基部ブラケットである。

【００１１】固定軸３の回りには、水位に追従可能なよ
うに浮力を発生する上下閉止状で中空円筒形をした中央
回転体６が固定軸３に対し上下運動自在に設けられてい
る。この中央回転体６は、それ自体が浮力を発生するの
であるが、その浮力は所定に得られないこともあるの
で、例えば、内部に水を入れてその浮力を事後調節可能
にしてもよい。一方、同中央回転体６それ自体は板状や
単なる円筒状のものなどの簡略なものにして浮力体を必
要に応じて付加できる構造を採ったり、又は中央回転体
６には浮力発生手段は設けられず次に説明する水受回転
部材（羽根）７…の側を浮力発生手段あるいは浮力発生
手段付のものにすることもできる。これらのことは他の
実施形態でも同様に言えることである。

【００１２】さらに、中央回転体６は固定軸３に対して
円滑な上下運動をするのが望ましく、そのため、中央回
転体６と固定軸３の間に反発する関係にマグネットを装
備したり、両者間にスクリュウなどにより水圧を付加す
ることもある。

【００１３】前記水受回転部材７…は、水流を受けやす
い湾曲形状をしており、直板や半球状など他の形状でも
よいことは勿論である。この水受回転部材７…は、放射
状配置で基部が中央回転体６外周に固定されている。そ
して、この水受回転部材７…が図２程度あるいはそれよ
り水没状に水流個所１に没して回転するようになってい
る。この水受回転部材７…は、図１に仮想線で示すよう
に基部と先端部とでなる先端部が基部に対して後行方向
にのみ一定角度のみ回避運動可能にして水流からの抵抗
を半減するようにしてもよい。

【００１４】前記水受回転部材７…が水流に逆らう半周
部分での抵抗を少なくするため、同軌道の外周位には上
流からの水の流れを水受回転部材７…に当てないような
水流ガイド板８が前記固定軸３を利用したり別途固定手
段により固定して設けられている。

【００１５】これらにより発生した回転エネルギーは、
中央回転体６上に同回転体６とともに上下運動するよう
に備えた駆動ギア９からこれに噛み合う従動ギア１０に
伝達される。１１は横架材で、同横架材１１は、固定軸
３と河川側堤（図示省略）との間に架けられており、途
中に支柱を追加することは自由である。この横架材１１
の上側には伝動ケース１２が設けられ、同ケース１２内
には、従動ギア１０に連動するスプロケット１３に掛け
られたチェーン１４が循環駆動自在に設けられ、電力に
変換したり油圧や空圧などに変換可能に構成されてい
る。

【００１６】尚、前記ギアによる伝達手段に代えて、ス
プロケットとチェーン、あるいはプーリーとタイミング
ベルトの組み合わせ等により直接伝達可能に構成しても
よい。また、水受回転部材７…や中央回転体６には、浄
水材を付加してもよい。例えば、マグネット、麦飯石、
微生物、活性炭、多孔質セラミックス等である。さら
に、水受回転部材７…のそれぞれは夜光塗料を塗布した
り、環境改善を促すための標示をしたシール等の標示を
付してもよい。また、図１及び図２に示すように、水車
が設置された個所より上流側からの水流を導く第１固定
ガイド１６とその流れを高さ変更自在に導く第２可動ガ
イド１７とを構成して水車の駆動側に上方から当てるよ
うにすれば、水車の回転力が助長される。この場合、水
受回転部材７…の上に別途羽根を備えてもよく、この羽
根には、図１の駆動側において水流を当てる必要はな
く、逆に戻り側その他の位置において当てるようにする
ことも可能になる。さらに、底面２には、通り過ぎる底
流分を斜め上方に持ち上げて水受回転部材７…の駆動側
に当てるように斜面ガイド１８を設けることもできる。
また、前記実施形態及び以下の実施形態では、１基のみ
の水車を図示してあるが、左右あるいは前後に複数基配
列することもできる。さらに、前記実施形態の場合、固
定軸３は駆動側を下側に戻り側を上方にくるように傾斜
軸状に設定してもよい。また、垂直と傾斜のいずれにも
変更可能にしてもよい。これは以下の実施形態でも同様
に言える。

【００１７】図３の実施形態は、戻り回転の時に水流に
よる抵抗を受けないようにしたもので、基礎ブロック２
０を底盤内に埋め込み（あるいは杭を打ち込み）、同ブ
ロック２０に架台２１を立設しておくことで、この架台
２１に軸２２を介して基板２３を枢支してある。基板２
３は、角度調節材２４と長孔２５…及び止着具２６によ
り角度調節（垂直も含む）できるようにしてある。

【００１８】基板２３には基筒２７を介して固定軸２８
が立設され、同固定軸２８回りに中央回転体２９が上下
運動と回転運動自在に設けられている。中央回転体２９
には、浮力を調節するために水注入用のプラグ３０が装
備されている。中央回転体２９内に水を多く入れれば浮
力は小さくなる。

【００１９】同中央回転体２９の外周には、図の左側で
ある駆動側が水面に没し他方が水上に浮上するようにア
ーム３１…を介して水受回転部材３２…が放射状に配備
されている。水受回転部材３２…は、基部側が細くなっ
ていて戻り回転時に水の抵抗がないようにしてある。ま
た、同水受回転部材３２は平板でその中央に凹み３２ａ
が形成されて水を確実に捕捉するようになっているが、
図１のような湾曲板にしたり全体を半球状にしてもよ
い。さらに、水受回転部材３２…は調節孔３３…と止着
具３４によりアーム３１に対し長さ調節可能になってい
る。これは水受回転部材３２…が戻り回転時に完全に水
面上に浮上するように設定するのに有効である。尚、水
受回転部材３２はそれ自体が浮力を発生するように中空
体であってもよく、また、同水受回転部材３２に発泡ス
チロールや中空体等の浮力発生体を付加できるようにし
てもよい。３５は駆動ギア、３６は従動ギアである。

【００２０】尚、仮想線で示す３７は側部ステーで、河
川や水路の側壁３８に装置を固定するためのものであ
る。この実施形態及びその他の実施形態でも言えること
であるが、河川等以外に海岸線等の海洋を対象に同装置
を設置することができることは言うまでもない。尚、図
３の実施形態は、例えば、チェーンを循環駆動式にして
その先に水受回転部材を配列した方式のものにも適用が
ある。

【００２１】図４の実施形態は、付加的な提案例を示す
もので、川突堤４０を造って決壊等を防止するようにし
た河川（突堤のないものも含む）において、同河川には
想定以上の濁流が流れくることもあり、その場合、水位
は矢印のように通常水位（仮想線）から実線状態、更に
それ以上になることがある。そうしたことに対処して、
コンクリート、金属、樹脂等の丸（楕円を含む）あるい
は角筒状（三角を含む多角形）の緊急水送りパイプ４１
を緊急時あるいは常備式に装備するのである。このパイ
プ４１は、非常に長いものであるが、例えば、河川の曲
がった突出状個所や軟弱さのある個所など適所に限定し
て配備することもできる。

【００２２】同パイプ４１の上流側開口あるいは途中に
は、ポンプ４２で河川水を吸い上げ可能にし、同ポンプ
４２の能力は、河川の濁流の想定速度の３〜１０倍ある
いはそれ以上が得られるようにする。尚、パイプ４１の
本数を複数本にする場合は、パイプ内の速度はそれ以下
でもよいが河川の流れ速度以上にはする。しかし、濁流
の流れて来ない個所にパイプ４１を設置した場合の速度
は任意でよい。

【００２３】パイプ４１の設置例を、実線の突堤４０
上、突堤４０の内部あるいは外部、河川の内面上、中、
下段、突堤４０の角部、横架部材（屋根型や水平状にし
てもよい）４３による河川内、河川敷（図示省略）など
にすることができる。尚、ポンプ４２は、前記実施形態
あるいは以下の実施形態のような水車方式で強力に駆動
することができる。ポンプ４２によらない場合でも、上
流（あるいは中途でも可能）の吸い込み口を大きくし、
あるいは多岐パイプを集束状にし、多くの水流をこれに
持ち込むようにすることができる。この場合、開口から
初めてのパイプはすぐに口径を絞るのでなくテーパー状
に緩徐に絞ったような形状にすれば開口からの呑み込み
が円滑になる。

【００２４】図５の実施形態は、垂直（あるいは傾斜）
状の固定軸４６を底に固定し、同固定軸４６回りに中央
回転体４７を上下運動自在に装備するとともに、同中央
回転体４７回りにアーム４８を介して水受回転部材４９
…を上下揺動可能に装備したものになっている。水受回
転部材４９は、半球型になっているが板状や湾曲状など
他の形状のものでもよい。前記固定軸４６はウエイトで
固定するものやアンカーとワイヤロープで固定する等を
含む。このことは他の実施形態でも同様に適用すること
ができる。

【００２５】そして、中央回転体４７は水位に合わせて
浮力で上下する他、水受回転部材４９は、駆動側では水
没し戻り側では持ち上げ案内バー５０に添って持ち上が
ることで水流による損失を無くすようにしている。尚、
バー５０も水位に追従する構成にする。同実施形態の場
合もチェーン等で循環運動する方式のものに適用され
る。固定軸等の固定手段なくして中央回転体４７が浮遊
体でワイヤロープ等で上流から牽かれて構成されること
もある。

【００２６】図６の実施形態は、固定軸５２を傾斜状に
して川底でない土手（または河川敷）５３に直接打設
し、同固定軸５２の回りに水受回転部材５３…を装備し
て駆動側で水没し戻り側で土手上に持ち上がるようにし
たものである。５４は駆動ギア、５５は従動ギアで、５
６は伝動装置である。５７は水誘導管で、上流からの水
流を水車迄導き水受回転部材５３…あるいは仮想線の補
助羽根５８…に当てて回転力を付加するためのものであ
る。尚、水受回転部材５３…は、破線で示すように中空
体になっていて水位に追従可能になっている。

【００２７】図７及び図８の実施形態は、川底等に架台
ケース６０を固定設置し、同ケース６０から固定筒６１
を垂直あるいは傾斜状になるように立設するとともに、
固定筒６１に昇降可能に外筒６２を回転可能に装備し、
同外筒６２に中央回転体６３を装備してものであり、さ
らに、中央回転体６３に水受回転部材６４…を装備して
なるものである。

【００２８】この実施形態には、複数の例が同時に例示
されている。１つは、水受回転部材６４…が多数に及ぶ
ような場合を想定して装置のコストを抑えるため同水受
回転部材６４を建設現場などで使用される仮設機材の１
つで、構成した点である。すなわち、この水受回転部材
６４は、枠組足場となる梯子枠の１つでその下部の脚部
を切除してその残る大部分を利用した内枠ａと、同内枠
ａを取り囲むようにされた添接固定された水受板ｂから
なっている。内枠ａは、中央回転体６３の外周に固定さ
れたアングル材等のストッパ６５…により駆動側では放
射状にまた戻り側では流れにやや抵抗するものの排除ガ
イド６６も手伝って殆ど抵抗がないように後下がり状に
なるものでなっている。水受板ｂは、実質的に水流を受
けるためのもので、これらは非常に安価に構成される。
尚、この水受回転部材６４は中空に形成されてそれ自体
が浮力体になっているが、中央回転体６３が浮力体であ
る場合には水が浸入するようになっていてもよい。、水
受回転部材６４および／または中央回転体６３が浮力体
となる。尚、水受回転部材６４は、図８の仮想線のよう
に、更に複数枚であることもある。仮設機材の他のもの
（歩み板や建枠・簡易建枠など）を使用してもよいこと
は勿論である。

【００２９】他の１つは、図８に示すように、固定筒６
１内に軸受で回転自在に支持された第２ジョイント軸６
７と、同軸６７内に伸縮自在に下端が差し込まれ上端が
外筒６２に連結された第１ジョイント軸６８とを備える
とともに、第２ジョイント軸６７に連結された斜めジョ
イント軸６９と、同軸６９に連結されてケース６０外に
導き出された取り出しジョイント軸７０とを装備してい
る。この構成によれば、水受回転部材６４から中央回転
体６３に力が伝達し、外筒６２から第１ジョイント軸６
８・第２ジョイント軸６７・斜めジョイント軸６９・取
り出しジョイント軸７０と伝達するものである。尚、図
８に仮想線で示すように、第２ジョイント軸６７からは
ベベルギア７１とベベルピニオン７２を介して伝達する
ようにしてもよい。前記２つの例は、そのいずれか一方
を独立して、又は図例のように双方の組み合わせて実施
することができる。尚、前記実施形態では仮設機材をコ
スト低減のために使用しているが、通常の枠体を使用し
てもよいことは勿論である。これは以下の実施形態でも
同様に言える。

【００３０】図９及び図１０は、水流による抵抗を殆ど
無くすとともにこの水流を避けるためのガイド板などの
必要もないようにした実施形態を示す。この実施形態で
も仮設機材を使用してある。７４は固定筒、７５は外
筒、７６は中央回転体であり、同中央回転体７６は浮力
体であるとともにその外周には溝型材等による固定部材
７７…が設けられ、この固定部材７７…を利用して仮設
機材である受枠７８が基部で軸止めされるとともにこの
受枠７８の先端側には、ヒンジ結合体７９により水受板
８０が装備されている。この水受板８０は、図９に示す
ように、駆動側においては水の力で受枠７８の前面に当
てられて同行回転し、戻り回転の時には水流に従うよう
に下流向きに転回して展開した状態になって受枠７８の
枠内を水流が難無く通過するようになり、その結果、戻
り回転時に水流の力を水受回転部材８１が全く受けない
ようになっている。尚、水受板８０は、１枚であった
が、２枚等複数枚であってもよい。この場合、１枚は仮
設機材の先端側の縦筒回りにまた他の１枚は仮設機材の
中間の縦筒回りにそれぞれ回転自在に止め付けるように
する。また、図１１に示すように、仮設機材である受枠
７８に更に展開自在に他の枠体８２をヒンジ結合し、同
枠体８２の枠内に水受板８３を備えておくこともでき
る。

【００３１】図１２及び図１３（図１２のＡ−Ａ線断面
図）の実施形態は、水路や河川を対象にしたもので、８
４は水面であり、第１回転軸８５と第２回転軸８６とが
水面８４上を通るように横架されている。両回転軸８
５，８６の軸回りには、直径の小さい第１スプロケット
８７と大きい第２スプロケット８８がそれぞれ回転自在
に設けられ、これらの間にチェーンである履帯８９が掛
けられている。９０はガイドである。尚、チェーン駆動
以外にベルト駆動でもよい。

【００３２】履帯８９の外周には、下回りで水中に没し
上回りで水上にくるような水受回転部材９１…が配列さ
れている。この水受回転部材９１…は水路幅一杯に延ば
してもよいが、水が溢れ出ないように図示程度の幅が好
ましい。

【００３３】この装置の支持・伝達は次のようになって
いる。第１・第２回転軸８５，８６の各両端には伝動ケ
ース９２…が設けられ、同ケース９２内で上下スプロケ
ット９３，９４及びチェーン９５による伝達装置が構成
されている。上部のスプロケット９３には第３回転軸９
６及び第４回転軸９７が通され、これらが水路脇に設け
られた軸受９８…で支持されている。これらの軸受９８
…はさらにシリンダ９９…で上下自動調節可能になって
いる。これは装置の水受回転部材９１…を水面以下に合
わせるためである。第３回転軸９６を次への伝達軸とし
てある。尚、伝動ケース９２は別途固定する。また、ス
プロケット８７，８８は中空状にして浮力を発生するも
のにするとともに軽快な回転を保証するものになってい
る。前記第２スプロケット８８は第１スプロケット８７
よりも大きく上端が高くなっているので、戻り時の履帯
８９は下がり運動で戻り易く駆動が軽快になる。

【００３４】図１４の実施形態は、前記水受回転部材９
１を中空体にして駆動が軽快になされるようにしたもの
である。プラスチックその他を使用し、その場合、蓄光
塗料あるいは蓄光剤入りプラスチックを使用すると瞬光
を発するなどすれば美麗な水車を提供できる。この方式
は他の実施形態でも同様に適用できる。

【００３５】図１５の実施形態は、滝の流れを利用した
コンベア型水車に関するもので、１０１は上下のホイー
ルで、その間に履帯１０２が掛けられているとともに、
その外周にはバケットタイプの水受回転部材１０３…が
配列されて滝の落水を受ながら循環運動するようになっ
ている。駆動はチェーン、ベルトその他が適当であり、
履帯１０２の駆動側はガイド１０４で受られて案内され
るようになっているとともに、同ガイド１０４は、滝か
ら落水を通過するものでなくしかも履帯１０２よりも幅
広状で一旦水受回転部材１０３…を外れた水も再び他の
履帯１０２にまで戻すように機能するものになってい
る。尚、１０５は落水による駆動の無駄を防止するため
の落水ガイド板である。

【００３６】図１６及び図１７の実施形態は、前記実施
形態にみられるような履帯１０７のタイトナ機構に関す
るもので、固定軸１０８回りにベルクランク型のアーム
１０９を支持し、同アーム１０９の一端にバランサ１１
０を備える一方、アーム１０９の下部他端に、履帯１０
７に接触して回転するアイドラ１１１が設けられてい
る。このアイドラ１１１は、幅間中央帯に履帯１０７を
復帰させながら導く案内溝１１２が形成されるとともに
両側にフランジ１１３が突設されている。このフランジ
１１３には互いに対向するように軸方向に向くブラシ１
１４が植設され、履帯１０７に付着するものを除去する
ようになっている。尚、バランサ１１０に代え弾性材を
使用してもよい。また、履帯１０７のローラーがアイド
ラ１１１に当たるようにしてもよい。

【００３７】図１８の実施形態は、コンクリート製ある
いは金属製等の溝型材を人工水路１１６とし、同水路１
１６に河川や他の水路から水を導いて勾配のある水路に
沿って水を流すようにするとともに、この水路１１６内
でコンベアタイプ（１軸タイプでも可）の水車を駆動自
在にしたものである。１１７はブラケット１１８上の軸
受で、両軸受１１７間に装架した回転軸１１９回りにス
プロケット１２０を備え、同スプロケット１２０にチェ
ーンである履帯１２１を掛装するとともに、履帯１２１
の外回りに水路１１６内で水流に従動する水受回転部材
１２２を設けたものである。この水受回転部材１２２は
仮想線のように充分広い板にしてもよく、また、浮力体
にしてもよい。

【００３８】図１９の実施形態は、架台１２５に、斜め
軸状の円筒状ハウジング１２６を固定し、同ハウジング
１２６内に備えたスクリュウ１２７を水ホッパー１２８
から流入する水により回転駆動させるようにしてある。
例えば、滝やその他の山水などを注ぐようにするのに利
用される。尚、スクリュウ１２７は上下端部を軸受１２
９で支持されているが、その他に同スクリュウ１２７を
軽快に回転させるため、スクリュウ１２７外周部及びそ
の相手側であるハウジング１２６内周部に互いに反発し
合う関係でマグネット（図示省略）を配列してある。１
３０は排水口である。

【００３９】図２０の実施形態は、河川底が窪み状にな
っていたり傾斜状になっている個所を対象にして装置を
設置したものである。その川底にはコンクリート、金
属、プラスチック等により一体型で凹み状をなす装置ハ
ウジング１３２が川底面に上面が沿った形で埋め込み固
定されている。同ハンジング１３２の上面開口には、水
面側からみて４点配置をなす通孔１３３…と左右の通孔
１３３間を継ぐ横孔１３４を残して上蓋１３５で閉止状
とされている。通孔１３３…内にはそれぞれスプロケッ
ト等のホイール１３６…が回転軸１３７…で支持されて
セットされ、上下１対の横孔１３４内にはそれぞれ回転
軸１３７が設けられている。上下のホイール１３６間に
掛けられた履帯１３８は、上蓋１３５上を通って横孔１
３４を通る抜けることでハウジング１３２内に入り、同
ハウジング１３２ではその底部のアイドルホイール１３
９を経由して他方の横孔１３４を通り抜けることで再び
上蓋１３５上に巡回する。

【００４０】履帯１３７は左右２本など平行に掛けられ
ており、これらの間に水受回転部材１４０…が平行に複
数本装架されている。同水受回転部材１４０…は回転自
在であるが、上回りにきた時は水流を受けるようにスト
ッパ１４１…で垂直状態になり、下回りにきた時は自動
的に倒れて抵抗がなくなるように構成されている。１４
２はシール、１４３は水抜き手段である。動力は回転軸
１３７の１つから取り出すようにする。

【００４１】図２１〜図２５に示す実施形態は、河川１
５０の上流側とそれより下流側とにそれぞれ図２１、図
２２に示すような除塵装置１５１を設備したものであ
る。河川１５０は上流側において、図２１に示すような
ボート乗り場１５２を備え、下流側において橋梁１５３
を備えている。

【００４２】これらの除塵装置１５１は、図２１と図２
２のものとは殆ど共通のものであるので、図２２のもの
に基づいて説明する。図２２の上側が上流で下側が下流
であり、通常は上流側から水が流れてくるが、満潮時に
は下流側から上流方向に緩徐な流れが押し寄せる状況に
ある。

【００４３】河川１５０の両岸側には、支持架台１５
４，１５４が対向状に固設され、そのうち右側の架台１
５４は岸面からすこし離れて配置されている。各架台１
５４には縦軸状の回転軸１５５が設けられ、そのうち右
側の回転軸１５５は駆動軸として駆動源１５６で回転さ
れるようになっている。左の回転軸１５５は固定軸であ
ってもよい。

【００４４】各回転軸１５５の外周には、図２３に示す
ように、四角な中空型のスプロケット１５７が水密状に
あるいは発泡樹脂内蔵型として水面１５８に浮きながら
回転するように装備されている。１５９はストッパで、
回転軸１５５回りに取り付けられている。前記スプロケ
ット１５７は角部１６０が面取状あるいは丸凹み状に形
成されている。そして、両スプロケット１５７，１５７
間には、ゴム板をヒンジ１６１…で連結した履帯１６２
が縦軸回りに循環運動するように掛け渡されている。同
履帯１６２は、ヒンジ無しの例えば、タイミングベルト
のようなものでもよい。

【００４５】履帯１６２は、ゴムの他に樹脂その他の材
質でもよく、また、中空状のものでもよい。同履帯１６
２は、その上下端に設けられたリップ１６３がスプロケ
ット１５７に掛かるようになっている。履帯１６２…の
うち所定間隔を置くものには、その外回り側に浮力体で
ある掻寄体１６４…が取り付けられている。各掻寄体１
６４は、樹脂や金属等により中空体とされ、内部には微
生物が図２５の仮想線矢印のようにいれられるようにし
てもよい。同掻寄体１６４は、図２５に示すように、平
頭のボルトとナットによる止着具１６５により履帯１６
２側に取り付けられている。この場合に水密状にする必
要があるが、前記のように発泡樹脂を内蔵してもよい。
図２６〜図２８に示すように止着具１６５のボルト頭形
状は種々に形成できる。

【００４６】スプロケット１５７は、図２９に示すよう
に、丸筒状であったり、図３０に示すように、六角等の
多角形であってもよい。スプロケット１５７の外周部に
は、図２９に示すように、履帯１６２の内周面の突起１
６６…が係合してくる係合凹部１６７…を形成してもよ
い。また、履帯１６２は、樹脂チェーンであってもよ
い。

【００４７】図２２の右岸側には、実線矢印Ｘのように
上流からの浮遊物を掻き寄せて収集するとともに、仮想
線矢印Ｙのように下流からの浮遊物を掻き寄せて収集し
て溜める蓄溜部１６８が設けられている。この蓄溜部１
６８は、図３１に示すように、通常はバネなどにより蓄
溜部１６８の入口を閉止しているが掻寄体１６４の蹴り
作用により開けられて掻寄物を取り入れるようにするシ
ャッター１６９，１６９が設けられている。このシャッ
ター１６９は、図３１の仮想線のように２段階に設けら
れていてもよい。尚、蓄溜部１６８内に収集されたもの
は、図示しないコンベアで掻き揚げられたりポンプアッ
プされるなどの手段により取り除かれる。

【００４８】図２２及び図２１において、満潮による逆
流以外の通常時は、駆動源１５６により両スプロケット
１５７，１５７が回転され、矢印Ｘ方向に履帯１６２が
循環駆動される。スプロケット１５７は、図２３及び図
３１に示すように回転駆動されながら履帯１６２の各ゴ
ム板を各辺に平行に当たるように添接し・繰り出すよう
な動作をさせる。この場合、ヒンジ１６１…には多少の
遊びを設けてあるとスプロケット１５７の外周への添接
・繰り出しが円滑になる。

【００４９】掻寄体１６４…は図３１のように流れ来る
浮遊物を掻き寄せてきてシャッター１６９を蹴って一時
的にこれを開くことにより蓄溜部１６８内に取り入れ
る。満潮による逆流時には、履帯１６２は図２１及び図
２２の矢印Ｙ方向である逆方向に循環駆動される。これ
により、逆流による浮遊物は掻寄体１６４…で掻き寄せ
られて下流側のシャッター１６９を蹴り開くことで蓄溜
部１６８内に取り入れられる。尚、履帯１６２に対する
張力付勢手段を構成することもある。また、履帯１６２
内のスペース内には、通水性のある容器を配し、その中
に微生物を入れておいて水浄化を図るようにしてもよ
い。勿論履帯１６２とこの容器との間はローラーなどで
円滑に接触するようにしてもよい。

【００５０】図３２、図３３は他の実施形態を示す。同
実施形態は、循環駆動する側を水面上に配したものであ
り、１７１は支持架台、１７２はスプロケットで、これ
らは水面１７３上に配されて履帯１７４を水面１７３上
で縦軸回りに循環駆動する。履帯１７４は、樹脂あるい
は金属等のチェーンやリンク、またはゴムや樹脂等のベ
ルト（一連のベルト状のものや前記のようにヒンジで連
結したもの）でなっており、その複数個所からは吊り具
１７５…を介して掻寄体１７６…が吊り下げられてい
る。

【００５１】掻寄体１７６は端部以外ではその向きを変
えることはない。また、同掻寄体１７６は、樹脂板が相
当であるが、金属板を使用する場合には循環運動の軽量
化のため中空体にすることもある。また、同掻寄体１７
６…には微生物容器を付すこともある。さらに、同掻寄
体１７６は網状材や多孔板などを使用することもある。
この場合、循環してくる位置に超音波発生装置を対向さ
せて目詰まりを取り除くようにしてもよい。

【００５２】掻寄体１７６は、図３２のように上からみ
て４片の羽根を有し、この羽根は、矢印Ｘ方向及びＹ方
向のいずれの駆動時にも浮遊物を逃がすことなく掻寄機
能を発揮する。尚、掻寄体１７６が循環する左側外周軌
道には浮遊物が下流あるいは上流に抜け出ないようにす
る閉止ガイド１７７が設けられている。１７８は蓄溜
部、１７９はシャッターである。

【００５３】図３４は河川幅間の水面上にガイドレール
１８１を横架し、同ガイドレール１８１に走行体１８２
を跨がせてワイヤロープ１８３あるいは自走用駆動手段
により進退自在にした実施形態を示す。１８４はガイド
ローラーであり、こうした走行体１８２には、吊り具１
８５を介して幅方向に同行自在な掻寄体１８６が装備さ
れている。この場合の掻寄体１８６は、上からみてＶ形
あるいはＵ形などのように浮遊物をふところに持って掻
き寄せるようになっており、このようにすると、通常流
れ時にも逆流時にも図の右上方向を掻寄方向とするの
で、蓄溜部（図示省略）は１か所で済み、除去も簡略化
する。尚、掻寄体１８６は図示のようにメッシュ状ある
いは多孔状にすれば掻寄物が安定に掻き寄せられるとと
もに抵抗も少なくなる。この場合、目詰まりがあるの
で、進退の一端に超音波による目詰まり防止手段を配
す。

【００５４】図３５は、ガイドレール１８８が前記のよ
うに固定的なものでなく水面に従って上下運動するよう
にしその上を走行体１８９が駆動手段１９０あるいはワ
イヤロープなどにより進退するようにしたものである。
即ち、１９１は支持架台、１９２は回転軸、１９３は昇
降フロートであり、左右１対の昇降フロート１９３，１
９３間にガイドレール１８８が横架されている。ガイド
レール１８８自体はフロート体であるが、昇降フロート
１９３および／またはガイドレール１８８が昇降自在で
あればよい。また、ガイドレール１８８の例えば、底部
にフロートを備えたものにしてもよい。

【００５５】駆動手段１９０は、減速機付モーターでな
り、その出力軸に備えたローラーがガイドレール１８８
上を転動することで進退するようになっているが、ガイ
ドレール１８８上などに多数のピンを列設し、これに噛
み合うように出力軸側が構成されていてもよい。また、
ワイヤロープにより進退するようにしてもよい。

【００５６】１９５は掻寄体で、この掻寄体１９５は図
の左側のみでもよいが、前記のように満潮による逆流に
備えて左右１対のものになっている。そして、これらの
１対の掻寄体１９５，１９５は水による抵抗で常に一方
のみが水中に一部没し掻寄機能を発揮する。尚、ガイド
レールはワイヤロープであってもよく、この場合、ワイ
ヤロープは複数本でもよい。尚、こうした除塵装置は、
下水・上水処理設備内の流入水路内にも設置することが
できる。

【００５７】図３６以下の例は付加的な提案例を示すも
のである。図３６は橋梁２００上を渡る人がその側に立
ち上がり状に設置された観覧用水槽２０１内の魚類２０
２…を極く近くで観ることができるようにした例を示
す。同観覧用水槽２０１は、塩ビやアクリル樹脂、ポリ
カなどの透明な丸パイプの長いものでなり、直径は１ｍ
前後のやや太いものとされている。この観覧用水槽２０
１は、下端にラッパ状の吸い込み口２０３を備えるとと
もに上端には閉止蓋２０４を備えて配管２０５が接続さ
れている。配管２０５には真空ポンプ（図示省略）が接
続れて同ポンプは橋梁２００の見えない個所に設置され
ている。尚、前記観覧用水槽２０１は橋梁２００上に見
える部分のみを透明なものにしてもよい。また、同水槽
２０１は上部のみを太い径にし下部は魚類の通る程度の
細いものにしてもよい。

【００５８】観覧用水槽２０１の周位２か所には縦向き
にガイド２０６が突設され、橋梁２００側からの支持架
台２０７に設けられたガイドレール２０８にこれらガイ
ド２０６が抱き持たれるようにして昇降自在に支持され
ている。その駆動は、図示しない駆動源とそれに連結さ
れたワイヤロープ（あるいはチェーン）２０９及びシー
ブ２１０でなされる。

【００５９】この観覧用水槽２０１は非使用時にその上
部が橋梁２００よりも低くされる。そして、例えば、暗
くなると自動（ソーラー電源を使用してもよい）である
いは手動でこの観覧用水槽２０１が上昇される。それと
ともに真空ポンプが運転されそれにより河川内の魚類２
０２…が河川水とともに吸い上げられその状態を保持さ
れる。この観覧用水槽２０１にはライト２１１により照
明を当てて浮き上がらせてもよい。

【００６０】尚、同観覧用水槽２０１は、河川内にある
ように同水槽２０１外周に設置した浮力発生手段により
浮上するようにしてもよい。この場合、同浮力発生手段
は、例えば、中空体で内部にエアーを導入・導出するよ
うにしてもよい。これに前記の昇降手段を組み合わせて
もよい。

【００６１】また、前記では真空ポンプ方式によってい
たが、図３７に示すように魚類を吸い上げるために使用
されている吸い上げポンプ２１２を装備してもよい。さ
らに、図３８に示すように、観覧用水槽２０１の上端に
直交状の六面体でなる上部水槽２１４を付して連結台２
１５により橋梁などに固定化するようにしてもよい。同
上部水槽２１４は、角形に限らず丸パイプでもよく、ま
た複数本でもよい。

【００６２】図３９は、水質管理用パイプ２１７を複数
本立設し、これらの下端を水深の違う状態にするととも
に真空ポンプなどにより河川水を吸い上げるようにして
ある。これにより、水深の違う個所のそれぞれの水質状
況がすぐに判るものである。尚、この場合も上端の監視
部分以外は細いパイプでもよく、透明である必要もな
い。

【００６３】図４０は、全体を透明な樹脂パイプとせず
に、全体を金属製の水槽本体２１９とし、その必要な一
部のみに樹脂やガラスなどによる通覧部２２０…とした
ものであって、そのうち同例では水槽本体２１９を四角
なパイプ状としたものである。２２１はエアー抜きパイ
プである。この例の場合、水槽本体２１９は固定式にし
てもよい。図４１は水槽本体２２３を三角柱状にしたも
のであり、その他の幾何学形状を採用する予定もある。

【００６４】図４２の例は、観覧用水槽２２５を立設し
同水槽２２５に真空ポンプ２２６を接続して河川水と魚
類２２７…を汲み揚げるようにしたものにおいて、その
中の魚類２２７…に餌をやるようにしたものである。同
水槽２２５の中途には第１バルブ２２８が、水槽２２５
とポンプ２２６間には第２バルブ２２９がそれぞれ設け
られるとともに、餌供給ホッパー２３０と水槽２２５間
にも第３、第４バルブ２３１，２３２が設けられてい
る。そして、水槽２２５の上部からは水平に長く水平観
覧用水槽２３３が連通状で橋梁２３４に平行に接続され
ステー２３５で受担されている。同ステー２３５は昇降
式にしてもよい。

【００６５】水平観覧用水槽２３３の先端には第５バル
ブ２３６が設けられるとともにその先端開口から流れ出
る水が落ちるところに対応して微生物槽２３７を併設し
た受水槽２３８が設置されている。

【００６６】まず、第４、第５バルブ２３２，２３６が
閉止され他はかいふおされた状態で真空ポンプ２２６が
駆動され、これにより、観覧用水槽２２５及び水平観覧
用水槽２３３内には河川水とともに魚類２３９…が吸い
上げられる。この状態で必要に応じて餌供給ホッパー２
３０から餌が投入されたのち、第４バルブ２３２が閉止
した状態で第３バルブ２３１を開いて餌を入れる。その
のち、第３バルブ２３１を閉じて第４バルブ２３２を開
くことで観覧用水槽２２５内に餌が落ちてゆく。これに
より、魚類２３９は観覧用水槽２２５の上部に集まり餌
を食べるようになる。真空ポンプ２２６を止めて水を保
持した状態で第１バルブ２２８を開くと、そこから餌が
流下し餌が分散して鯉などが集まってくる。

【００６７】そして、第５バルブ２３６を開くことで図
示のように鯉のジャンプが観られるようになる。このジ
ャンプは水を伴うのでエアーの混入につながり水浄化が
図れる。尚、観覧用水槽２２５の下端内周あるいは外周
位には微生物槽２４０を配すこともある。

【００６８】図４３の例は、観覧用水槽２４２の回りに
取付具２４３をセットし、その下端の水中に網あるいは
多孔状の微生物槽２４４を取り付けてその内部に微生物
を矢印Ｚのように入れておくようにして水浄化を図るよ
うにしたものであり、この場合、エアーパイプ２４５及
びエアー噴出パイプ２４６を通じてエアーを噴出するよ
うにしてもよい。

【００６９】図４４の例は、前記バルブを観覧用水槽２
４８の下端に備えた蓋２４９により簡易に行うようにし
たものであり、同蓋２４９の開閉を観覧用水槽２４８外
周に配した支持具２５０に上下運動自在にした伝達リン
ク２５１とシリンダなどの駆動手段２５２により行うよ
うにしたものである。

【００７０】図４５の例は、観覧用水槽２５４内に溜ま
るゴミを上方から取るとともに魚類（鯉など）に餌を与
えることのできる装置を示している。同観覧用水槽２５
４は中途に第１バルブ２５５を備えるとともに第２バル
ブ２５６を介して真空ポンプ２５７が接続されている。
そして、観覧用水槽２５４の上端には第３バルブ２５８
が設けられている。

【００７１】第１バルブ２５５及び第２バルブ２５６を
開いて第３バルブ２５８を閉じた状態で真空ポンプ２５
７を作動することで観覧用水槽２５４内の水面上にゴミ
が集まる。これらのゴミは、ポンプ２５７を止めて第３
バルブ２５８を開くことで取り除かれる。その際、同時
に餌を与えることができるし、鯉に触れることもでき
る。

【００７２】尚、仮想線で示す２５９は内面ブラシで、
観覧用水槽２５４の内面の付着物を除去することができ
るもので、外周ブラシを使ってもよい。

【００７３】また、観覧用水槽２５４の下側近傍水面に
は引き潮時にゴミが溜まるようになる。これを取り除く
ため、図４６〜４８の例を提案する。２６０はゴミ収集
体、２６１はコンベア、２６２はゴミ収集容器であり、
コンベア２６１は、全体が網状材で作製され、その外周
には粗大ゴミ除去材２６３を入口に配した垢バケット２
６４…が配備されている。粗大ゴミは除去されて中・小
のゴミのがコンベア２６１で掻き揚げられるとともに垢
などはバケット２６４…で掻き揚げられ、観覧用水槽２
５４周位のゴミ・垢などはこの装置で除去される。尚、
図４９に示すように、多孔状のゴムベルトに一体の垢バ
ケット２６６でコンベアを構成してもよい。

【００７４】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、太陽光が注がない場合でも装置の駆動が可能なよ
うにし、特にエネルギーの変換効率を高めるようにした
エネルギー変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のエネルギー変換装置の一実施形態を
示す平面図。

【図２】図１の下流側からも正面図。

【図３】他の実施形態を示す縦断面図。

【図４】付加的な提案例を示す横断面図。

【図５】他の実施形態を示す装置縦断面図。

【図６】他の実施形態を示す装置縦断面図。

【図７】他の実施形態を示す装置平面図。

【図８】図７の縦断面図。

【図９】他の実施形態を示す装置平面図。

【図１０】図９の縦断面図。

【図１１】他の実施形態を示す平面図。

【図１２】他の実施形態を示す平面図。

【図１３】図１１のＡ−Ａ線断面図。

【図１４】水受回転部材を浮力体にした実施形態を示す
正面図。

【図１５】滝用エネルギー変換装置の実施形態を示す側
面図。

【図１６】履帯のタイトナ機構についての実施形態を示
す断面図。

【図１７】図１６の縦断面図。

【図１８】他の実施形態を示す横断面図。

【図１９】他の実施形態を示す側面図。

【図２０】他の実施形態を示す断面図。

【図２１】他の実施形態である掻寄装置の一例を示す斜
視図。

【図２２】同様の掻寄装置を下流側に設置した例を示す
斜視図。

【図２３】図２２の要部拡大平面図。

【図２４】図２３の正面図。

【図２５】図２３の掻寄体取付構造の一例を示す断面
図。

【図２６】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。

【図２７】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。

【図２８】掻寄体取付構造の他の例を示す正面図。

【図２９】他のスプロケット構造を示す平面図。

【図３０】他のスプロケット構造を示す平面図。

【図３１】図２２の右側要部拡大平面図。

【図３２】他の駆動例を示す平面図。

【図３３】図３２の正面図。

【図３４】他の駆動例を示す斜視図。

【図３５】他の駆動例を示す斜視図。

【図３６】観覧用水槽による付加例を示す斜視図。

【図３７】吸い上げポンプを装備した例を示す正面図。

【図３８】観覧用水槽の上端に他の水槽を付加した例を
示す斜視図。

【図３９】水質管理方式を示す正面図。

【図４０】他の観覧用水槽を示す斜視図。

【図４１】他の観覧用水槽を示す斜視図。

【図４２】魚類への給餌方式を示す説明図。

【図４３】観覧用水槽に微生物槽を付加した例を示す斜
視図。

【図４４】簡易バルブ方式を示す断面図。

【図４５】観覧用水槽内のゴミ取り方式を示す正面図。

【図４６】観覧用水槽近傍のゴミを取る方式を示す平面
図。

【図４７】図４６の正面図。

【図４８】図４６のコンベアを示す斜視図。

【図４９】他のコンベア例を示す斜視図。

【符号の説明】

７，３２，４９，６４，８１，９１，１０３，１２２，
１４０…水受回転部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川や水路等の水の流れのある水流個所
   を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部
   材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換する
   ように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水
   受回転部材は、本来の水流を受けて回転する他に、それ
   より上流からの水流を前記水受回転部材に直接あるいは
   間接的に付加することにより回転力が助長されるように
   構成されていることを特徴とするエネルギー変換装置。
2. 【請求項２】 河川や水路等の水の流れのある水流個所
   を対象にして設けられ一定の軌道で回転する水受回転部
   材を介して水流エネルギーを他のエネルギーに変換する
   ように構成されたエネルギー変換装置であって、前記水
   受回転部材は、傾斜軸中心回りに回転しその周回の一部
   で水中に没し他の部分では水上で回転するようになって
   いることを特徴とするエネルギー変換装置。
3. 【請求項３】 水受回転部材は、水位に追従して上下運
   動するようになっている請求項１又は２記載のエネルギ
   ー変換装置。