JPH0218432B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 錨着されたポンツーンの間に配設され、ピス
トンポンプを介して発電機のタービンを駆動する
並んでかつ相前後して配設された複数の水車から
成る、流水中の水流のエネルギーを利用するため
の装置において、 ポンツーン１，２は、ポンツーンの間に、ポン
ツーン列の側方から中央への水の交換ができる限
り僅かしか阻止されないような横流路が形成され
るような相互間隔に配設されており、その際側ポ
ンツーン１は連結レール３を介して相互に結合さ
れかつ内側ポンツーン２と結合されており、そし
て前後に位置する水車が連接桿によつて相互に結
合されているクランク軸を有し、クランク軸は低
速ポンプとしての特別に大きいストロークを有す
る複動ピストンポンプを駆動することを特徴とす
る前記装置。

２ ポンツーン１，２の相応した形態によつて、
水流が側方から中央へ導かれるように水路が形成
されている請求の範囲第１項記載の装置。

３ 水車とポンプの間に電気的なクラツチが配設
されている、請求の範囲第１項又は第２項記載の
装置。

４ 各水車群を流過する水から水車を持ち上げる
ための装置が配設されている、請求の範囲第１項
かち第３項までのうちのいずれか１つに記載の装
置。

５ 個々のポンプの圧力導管１９が接続高圧ホー
ス２６、収集導管２８を経て斜面に配設されたタ
ービンに通じている、請求の範囲第１項記載の装
置。

６ 個々のポンプの圧力導管１９が接続高圧ホー
ス２６によつて接続管２７を経てタービン用の収
集導管２９に通じている、請求の範囲第１項記載
の装置。

７ 圧力導管１９がポンプに位置し、タービンと
接続管７５に通じている、請求の範囲第１項記載
の装置。

８ ポンツーンが連続した屋根６を、そして橋２
１が小さい車両によつて接近されかつ通過される
ためにジヨイント２３を備えている、請求の範囲
第１項から第７項までのうちのいずれか１つに記
載の装置。

９ 多数のポンツーンユニツトが川岸に沿つて錨
着されるように移動可能な人工岸設備として形成
されている、請求の範囲第１項から第８項までの
うちのいずれか１つに記載の装置。

１０ ポンツーン、水車、クランク軸、複動ピス
トンポンプ、圧力導管等のようなすべてのユニツ
トはユニツト式に相応して任意に組合わされるこ
とができる、請求の範囲第１項から第９項までの
うちのいずれか１つに記載の装置。

明細書 本発明は多数の水車を使用して流水中の水流の
利用のための装置であつて、水車は流水の運動エ
ネルギーを吸収し、かつ他のエネルギー形態例え
ば電気エネルギに変換するものに関するものであ
る。

本願発明は最も簡単な方法で資源消費及び環境
汚染なしにエネルギーを獲得するために好適であ
る。大きなエネルギー生成装置のためのコストの
かゝる土地が使用される場合汚染されかつ従来利
用されてない河川敷に歩道及び車道の形の土地が
形成される。

水車は1000年来駆動動力として利用されて来
た。最近の100年間においては大きなエネルギー
量を発生させるために金属ダクト又はコンクリー
トダクト中で多数の水車を順次運転する多くの試
みがなされた。

しかしこのことは種々の理由から発展しえなか
つた。下方及び側方が閉鎖されたダクト中に多数
の水車を配置する場合、最前列の水車のみが完全
な水力を保持する。最前列の水車は負荷の際水流
を制動し、その結果後続の水車は最早充分な流動
及び水量を受けない。更に制動された流れはダク
トのまわりに流れを形成し、そして駆動のために
消失する。

本発明は流水のエネルギーの最適の利用を可能
にする装置を創造することを課題の基礎とする。

課題の解決のために最頭に述べた方法による装
置が提案され、その装置は水車の駆動装置はポン
プと結合しており、水は吸込接続管を介して吸込
まれ、そして圧力導管を介して圧力容器に供給さ
れ、圧力容器は圧力導管を介してターボジエネレ
ータと連結していることよつて特徴づけられる。

水の偏りを阻止するために、多数の水車が並ん
でかつ場合によつては多数の水車群も前後にポン
ツーン上に配設されている。水車の後方に生じる
真空を迅速に解消し、かつ流れを保持するために
水車の下方で底が下方からの流入を妨げてはなら
ない。水車はできる限り自由に流動中に配置され
る。

更に水車の間の支持ポンツーンは長手方向に充
分大きな間隔を有し、大きな外方流動は全装置の
内側部分をも流過することができる。

従来水車によつて動力伝動装置を介して小さい
発電機を駆動するあらゆる研究も失敗に帰した。
このことは少なくとも500回／分の回転数を必要
とする。しかし使用可能な水車は略５回／分の回
転数しか有さない。発電機のために直径10cmのベ
ルトプーリが使用されると、駆動デスクは10ｍの
直径を有さなければならなかつた。

そのような変速比は実用的でない。

この理由からエネルギー取得は水車を介して複
動大ストロークポンプの中間装着によつてのみ可
能であり、その低速行程は水車の回転数と一致す
る。これらのポンプは非常に良好な効率を有し、
共通の圧力導管を介して任意の回転数で最大のタ
ービンを駆動することができる。

そのような動力装置を種々な目的で種々の形に
しかし安価につくるために量産工場が推選され
る。造船所においては所定の単位装置が３０，１
００又はそれ以上の数の水車が流れ作業でつくら
れ、水路で運搬され、それから必要に応じて種々
の単位装置が結合されることができる。

装置は多数の水車の動力伝達が連接桿によつて
水車から水車へ、及び接続装置へ行われるように
構成されることができる。この実施形態では比較
的僅かのポンツーンのみ必要とされ、全ての水車
は流れに良好にかけられる。

更にポンプ、水導管、圧力容器、及び発電機を
閉鎖された船体内に配列することが可能であり、
水車及びポンプは一つの単位装置を形成する。こ
の際多くの単位装置が連結されることができ、集
収管を介してポンツーン又は陸地の集収管上でエ
ネルギーがターボジエネレータ上に伝達される。

更に案内格子は漂流物及び流氷の導入のための
各列の装置の尖端として設けられることができ
る。船体はエネルギー交換装置として水素及び酸
素の製造のための機械を有することができる。更
にポンプが設けられることができ、ポンプは空気
ポンプとして形成されており、空気（酸素）は再
生のために河底に送られる。

船体又はポンツーン上にはポンプ及び飲料水調
製装置が設けられることができ、これらの装置は
任意の単位装置によつて駆動されることができ、
水の遠方供給装置及び例えば潅漑装置も構成され
ることができる。

更に船体における浮動凌渫機がバケツトチエン
又は吸引凌渫機として駆動されることができ、そ
の際位置移動装置は流れの中央においても係止さ
れたウインチに（上流又は下流へ向う）設けられ
ることができる。

ポンツーン上の単位装置は小さい橋構造で実施
されることができ、全ての単位装置は車道又は歩
道用の好適な被覆を備えた安定した屋根を有す
る。

本発明による装置はエネルギー取得を環境汚染
なしに可能にし、その際河岸形態が改良され、好
適な景観が創設されることができるという利点を
有する。

本発明による装置を図示の実施例に基いて詳し
く説明する。

装置は水車１３、ポンプ１６、吸込管１７、か
ら成り、吸込管は吸込管フイルタ１８と結合して
いる。圧力導管１９はポンプ１６から圧力容器６
６に連通し、圧力容器は圧力管６７を介してター
ボジエネレータ６８と接続している。

比較的低速の水車１３は例えば複動ピストンポ
ンプとして形成されたポンプ１６を駆動し、ポン
プのストローク及び回転数は水車のそれと一致す
る。ポンプは水を圧力容器を介して最高圧力でタ
ーボジエネレータに送り込み、その結果相応して
非常に高い水頭が得られることができる。

第１図に表わされた装置の部分正面図におい
て、１は側ポンツーンを表わし、ポンツーンは連
結レール３と結合しており、その際水導入格子４
が設けられている。６は機械室の屋根を表わし、
屋根は欄干７によつて区画されており、その際底
５は下方に機械室を区画し、扉９は流出縁８及び
梯子１１に連なつている。水面は１２で表わされ
る。

第２図は第１図の装置を流動方向にみた断面図
を示し、その際水車１３は並んで位置し、かつ２
は内側ポンツーンそして５は機械室の底を表わ
す。水車１３の軸１４は好適な方法でポンプ１６
に対して配列されている。

第３図においては機械室の屋根に対して運動可
能でかつ欄干を備えた橋２１を示し、橋２１の回
転中心は２２にあり、橋のジヨイント２３はロー
ラ上を経過する。圧力導管１９の部分は接続高圧
ホースを介して傾斜部でタービンのための集収導
管２８に通じている。

第４図には水位が上つた場合の同様な機構が表
わされている。更に陸地内方に向つてタービンの
ための集収導管が延在している。このために傾斜
部２５を通る収集導管２９のための接続管２７が
配設されている。

第５図は第３図及び第４図による機構の斜視図
を表わし、その際機械室の屋根６を備えた橋２１
が見える。

第２図では水車１３の軸１４が相互に一体に結
合されているので、河川敷の内方及び外方の間の
水流の相違のために迅速に回転する水車が低速回
転する水車を制動されないような他の配列が合目
的的である。

第６図は４つの配列可能性を示す。

ここでは一つのポンプに対して４個の水車が稼
動し、外側軸受３１と分離された二重軸受３１ａ
との間のポンプ１６に対して相応した距離を隔て
て内側ポンツーン２の間の水車１３が配設されて
いる。

第７図及び第８図に表わされた機械室の側面図
及び斜視図は外側ポンツーン１、ポンツーン及び
水導入格子のための連結レール３、機械室の底
５、屋根６、滑車用走行レールを示し、その際複
動ポンプ１６はストレーナを備えた吸込接続管１
７を介して圧力導管１９と接続している。軸には
水車翼嵌合用Ｕ形レールの収容のためのデイスク
が設けられている。２４ａはＵ形レール、３０は
電動滑車、４３は軸受装置を示す。保護欄干３３
は全ての可動部分の傍らに設けられている。

第９図においてはクランクデイスク４５を備え
た軸受装置４３がクランク軸に対して相異なる距
離において複数の孔を備えている。内方又は外方
の孔へのクランクピン４８の変位によつてポンプ
の好適なピストンストロークが設定されることが
できる。一定の関係では相応した標準ピストンポ
ンプが使用されることができる。軸受装置４３は
爪クラツチ４４、クラツチ切換用デイスク４６、
両デイスクの間の切換レバに位置するローラ４７
を有する。

第１０図には水車軸の外端のためのクラツチの
ない軸受装置３１が表わされている。迅速な組立
及び分解のために軸受カバーは蝶番６２ａ、迅速
閉鎖部として作用する、ジヨイント６４及びナツ
ト６５を備えた旋回軸６３を備えている。６０は
水車軸を表わす。

第１１図は流水から軸と共に水車を持上げるた
めの装置を示す。甲板支持部材３７は合目的的に
屋根支持部材がこの装置のための対抗軸受として
役立つように取付けられる。電動滑車３０、ロー
ラ４０を備えたフツク３９によつて水車の回転軸
が支持される。ローラ４１は水車軸上に水圧を受
けるために役立つ。デイスク２４はＵ形レール２
４ａの固定のために役立ち、その際羽根３５とＵ
形レールの間の突張り３６の後方に支持部材３４
が配設されている。

第１２図に示され、爪クラツチを備えたクラン
ク軸は軸受装置４３、クランク側板４５、切換レ
バのローラ４７、クランクピン４８、作業位置に
ある切換レバ用保持部４９を有する。空運転（位
置５０）において、ポンプが遮断されている。保
持位置５１は水車軸の阻止されない取外し又は組
込みのために役立ち、部分５２は爪クラツチのキ
ー上を滑動し、爪クラツチの部分５３はクランク
軸と固着されており、滑動部分の爪５４は噛合つ
ている。爪６９はマグネツト作動部又はモータ作
動部をも備えることができる。

第１３図は切換位置５０（空運転）におけるク
ラツチを示し、ピンは軸６０の孔５８へも嵌入す
る。４６は送りデイスクであり、６２は軸中にキ
ーの入つているキー溝である。

第１４図は切換位置５１におけるクラツチを示
し、水車軸は爪クラツチのスラスト部分において
自由に分解できる。

第１５図は第１３，１４図の別の解決を示す。
案内ピンの代りに第２の軸受が軸受装置４３の傍
にあり、その結果既に切換位置５０（第１２図）
において、クラツチ半体が水車軸と共にこの第２
軸受によつて支持され、保守のためにポンプが停
止する。第２軸受の軸受台は６１で表わされる。

第１６図は羽根板３５を示し、これは支持部材
３４を備えたＵ形レールに羽根板の後方に移動さ
れる。羽根板は合成樹脂又は非金属材料から成る
ことができる。

第１７図及び第１８図は本発明による装置の部
分正面図を示し、第１７図はクランク軸１４上の
４個の水車群１３を示す。流動方向に続く常に同
一強さの流れに位置する水車群は連接桿７０によ
つて相互に結合されている。次の接続装置上への
ポンプ及び導管の転位は重量を軽減し、従つてポ
ンツーンの数は少なくなり、それによつて多数の
水車が好適に流れにかけられる。駆動装置と第１
８図に示す装置との間の結合部分は７１で表わさ
れる。

この装置は吸込接続管１７を備えたポンプ１
６、圧力容器及びターボジエネレータ６８によつ
て重く負荷され、その結果ポンツーンのために支
持体は不都合であり、代りに閉鎖された船体が使
用されることができる。この装置上に圧力容器６
６の圧力管及びターボジエネレータ６８へ連結管
６７もある。６９はタービン出口を表わす。

第１９図は川岸の構造を示し、８０は右岸を表
わす。全ての装置の機械室の屋根は好適な外被に
よつて被覆され、かつ車道６ａ及び歩道６６に通
じており、歩道は機械の固有の熱、及び場合によ
つては追加的な加熱によつて冬期に雪又は氷をと
かす。８は流出縁を示す。自動的に水流に適合さ
れる橋２１は運行に役立つ。７２は装置に固定さ
れた船を表わす。

第２０図は第８図の１部分を示し、その部分は
ポンツーン上に位置する集収導管７５と接続して
いる。ポンツーン７７は連結部分７６と結合して
いる。７８は圧力管のフランジを示す。この装置
の組合せでは圧力管と集収管は中間ホースなしで
相互に強固に接続される。合目的的に岸辺に配設
されている多数の集収管は相互に位置を変えられ
る、そのわけはここでは少ない流動のために小さ
い駆動が失われるからである。

第２１図は集収導管例えば集収管７５を示し、
集収管は圧力導管１９によつて結合フランジ７８
と接続されている。１は外側ポンツーンを表わし
（第８図）、ポンツーン７７のための集収部分７６
は集収管７５の下方にある。ポンツーンには孔を
備えた板７９が設けられており、板は桿８１によ
つてポンツーン７７の板と結合されている。

第２２図に示された案内格子８５は装置に浮遊
物等を導入しないために各装置の流入側に取付け
られている。

第２３図には第２２図による導入格子を流れの
中央からみた状態が示されている。

第１図は岸からみた装置の部分正面図、 第２図は第１図の装置の断面図、 第３図は運動可能な橋を備えた装置の流動方向
からみた図、 第４図は第３図による装置であつて水位が上つ
た状態を示す図、 第５図は車輛及び歩行用橋を備えた装置を上か
ら見た部分正面図、 第６図は第２図に対応した正面図であつて個々
の要素の別のグループ化を示すもの、 第７図は本発明による装置の機械室の側面図、 第８図は第７図による機械室の斜視図、 第９図はクランクデイスクを備えた軸受装置の
側面図、 第１０図はクラツチのない軸受装置、 第１１図は水車を軸と共に持ち上げるための機
構、 第１２図は爪クラツチを備えたクランク軸、 第１３図は第１２図による切換位置５０（空運
転）におけるクラツチ、 第１４図は第１２図によるクラツチの切換位置
５１における図、 第１５図は第１３図及び第１４図の代りの解決
方法を示す図、 第１６図は羽根板、 第１７図及び第１８図は本発明による装置の部
分の斜視図、 第１９図は岸べの装置の設置を示す図、 第２０図は第８図の一部分、 第２１図は集収管の断面側面図、 第２２図はポンツーンの導入格子、 第２３図は第２２図による導入格子の川中央か
らみた図、そして第２４図は発電のための本発明
による装置の原理図である。