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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051290
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】発電装置
(51)【国際特許分類】
F03B 1/02 20060101AFI20240404BHJP
F03B 17/06 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
F03B1/02
F03B17/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022157366
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】勝山 悟朗
【テーマコード（参考）】
3H072
3H074
【Ｆターム（参考）】
3H072AA03
3H072BB09
3H072BB33
3H072CC32
3H072CC52
3H074AA12
3H074BB30
3H074CC11
(57)【要約】
【課題】押圧力に応じて羽根構造体の向き及び形状が自由に調整可能であり、かつ機械的強度が向上した発電装置の提供。
【解決手段】回転軸と、前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と、前記回転軸の回転によって発電を行う発電部とを有する発電装置である。
【選択図】図１
【解決手段】回転軸と、前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と、前記回転軸の回転によって発電を行う発電部とを有する発電装置である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、
前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と
前記回転軸の回転によって発電を行う発電部と、
を有することを特徴とする発電装置。
前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、
前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と
前記回転軸の回転によって発電を行う発電部と、
を有することを特徴とする発電装置。
【請求項2】
前記基材Ａ及び前記基材Ｂに対し、前記凸部ａ及び前記凸部ｂにより回転可能な前記羽根構造体の向きを固定する固定部材を有する、請求項１に記載の発電装置。
【請求項3】
前記羽根構造体が、
前記基材Ａに対向する側壁ａと、
前記基材Ｂに対向する側壁ｂと、
前記側壁ａ及び前記側壁ｂと直交する側壁ｃ１とを有してなり、
前記側壁ａに前記凸部ａが設けられ、
前記側壁ｂに前記凸部ｂが設けられた、
請求項１及び２のいずれかに記載の発電装置。
前記基材Ａに対向する側壁ａと、
前記基材Ｂに対向する側壁ｂと、
前記側壁ａ及び前記側壁ｂと直交する側壁ｃ１とを有してなり、
前記側壁ａに前記凸部ａが設けられ、
前記側壁ｂに前記凸部ｂが設けられた、
請求項１及び２のいずれかに記載の発電装置。
【請求項4】
前記羽根構造体における、前記側壁ａに孔ａが２以上設けられ、前記側壁ｂに孔ｂが２以上設けられた、請求項３に記載の発電装置。
【請求項5】
前記基材Ａに、前記羽根構造体における前記孔ａと対応した孔Ａを有し、
前記基材Ｂに、前記羽根構造体における前記孔ｂと対応した孔Ｂを有し、
固定部材により、前記孔Ａと前記孔ａとが、及び、前記孔Ｂと前記孔ｂとが貫通され、回転可能な前記羽根構造体が固定された、請求項４に記載の発電装置。
前記基材Ｂに、前記羽根構造体における前記孔ｂと対応した孔Ｂを有し、
固定部材により、前記孔Ａと前記孔ａとが、及び、前記孔Ｂと前記孔ｂとが貫通され、回転可能な前記羽根構造体が固定された、請求項４に記載の発電装置。
【請求項6】
前記固定部材が、前記基材Ａ及び前記基材Ｂの外周縁部に配される、請求項５に記載の発電装置。
【請求項7】
前記羽根構造体が、前記孔ａ及び前記孔ｂの近傍に、２以上の前記孔ａ及び前記孔ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有する、請求項４に記載の発電装置。
【請求項8】
前記羽根構造体が２以上あり、前記羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有する、請求項１から２のいずれかに記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、欧州、及びアジア等の新興国において、環境性、及び再生エネルギーの有効活用の観点から、出力１００ｋＷ以下のピコ水力発電装置又はマイクロ水力発電装置が普及し始めてきている。
【0003】
上記ピコ水力発電装置又はマイクロ水力発電装置は、水路の流量及び流速が適切な場合には、高重量の丈夫な羽根構造体を用いても発電することができるが、（１）高重量の丈夫な羽根構造体は水流が少ないと水車（回転体）が回転しにくいことから発電することが困難となる。一方、（２）軽量な羽根構造体を用い水流が速いと、水車が物理的に破損しやすくなり、水車が回転し過ぎ又は発電し過ぎることにより電気的破損が生じるおそれがある。このように従来のピコ水力発電装置又はマイクロ水力発電装置は、水流の状況に応じて羽根構造体の回転及び発電効率を調整することができなかった。
【0004】
そこで、例えば、開放周流形水車と、発電装置と、前記開放周流形水車と、前記発電装置を配設するための水路フリュームとを備え、前記開放周流形水車のそれぞれの先端側の形状は三角形状であり、前記水路フリュームの形状はＶ字構造である水力発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１に記載の水力発電装置は、速い水流によって水車が物理的な破損したり、水車が回転し過ぎ又は発電し過ぎることによる発電部又は電力利用先の電気的破損が生じてしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、押圧力に応じて羽根構造体の向き及び形状を調整可能であり、かつ機械的強度が向上した発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段としての本発明の発電装置は、回転軸と、前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と、前記回転軸の回転によって発電を行う発電部とを有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、押圧力に応じて羽根構造体の向き及び形状が調整可能であり、かつ機械的強度が向上した発電装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（発電装置）
本発明の発電装置は、回転軸と、表面に凹部Ａを有する基材Ａと、表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂを有する羽根構造体と、発電部とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
本発明の発電装置は、回転軸と、表面に凹部Ａを有する基材Ａと、表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂを有する羽根構造体と、発電部とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
【0011】
従来の特許文献１（特開２０２１－１５２３４３号公報）のように、板状の羽根構造体であると、羽根構造体に当たった水を貯めることができず逃がしてしまい、水車を効率良く回転させることができなかった。また、従来の特許文献１（特開２０２１－１５２３４３号公報）は、少ない水流用の回転しやすい羽根構造体から速い水流用の回転し過ぎない羽根構造体への交換ができないため、速い水流での発電装置の破損を防止することができなかった。
【0012】
本発明においては、回転軸と、前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と、前記回転軸の回転によって発電を行う発電部とを有することにより、羽根構造体に設けられた凸部ａ及び凸部ｂが羽根構造体の回転軸として機能し、凸部ａ及び凸部ｂによって羽根構造体が回転可能なので、押圧力としての水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き（角度）及び形状を自由に調整可能であるが故に、水圧にかかわらず効率良く発電可能である。また、発電装置に組み立てられた際に、羽根構造体の凸部ａは基材Ａの凹部Ａと、羽根構造体の凸部ｂは基材Ｂの凹部Ｂとそれぞれ係合することによって、発電装置の機械的耐久性を向上させることができる。これらの結果として、水流が少ない場合には、軽量な羽根構造体に組み替えることにより、回転しやすくして効率良く発電したり、水流が速い場合には、羽根構造体が回転し過ぎないように調整することにより発電装置の破損を防止することができる。
【0013】
本発明の一態様において、基材Ａ及び基材Ｂに対し、凸部ａ及び凸部ｂにより回転可能な羽根構造体の向きを固定する固定部材を有することにより、押圧力である水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き（角度）及び形状を調整した状態で、固定部材によって羽根構造体を基材Ａ及び基材Ｂに確実に固定することができる。
【0014】
本発明の一態様において、羽根構造体が、基材Ａに対向する側壁ａと、基材Ｂに対向する側壁ｂと、側壁ａ及び側壁ｂと直交する側壁ｃ１と、側壁ａ及び側壁ｂと直交しかつ側壁ｃ１と直交する側壁ｃ２とを有してなり、側壁ａに凸部ａが設けられ、側壁ｂに凸部ｂが設けられている。この態様によると、押圧力である水圧（水流）を逃がさない形状の羽根構造体に調整することができ、羽根構造体に当たった水を内部に貯めることができるので、基材Ａ及び基材Ｂを回転軸を中心にして回転軸と共に効率よく回転させることができる。
【0015】
本発明の一態様において、羽根構造体における、側壁ａに孔ａが２以上設けられ、側壁ｂに孔ｂが２以上設けられているので、押圧力である水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き及び形状を適宜調整することができる。側壁ａに孔ａが４以上設けられ、側壁ｂに孔ｂが４以上設けられていることが羽根構造体の向き及び水流に対する形状を自由に調整する点から好ましい。
【0016】
本発明の一態様において、基材Ａに、羽根構造体における孔ａと対応した孔Ａを有し、基材Ｂに、羽根構造体における孔ｂと対応した孔Ｂを有し、固定部材により、孔Ａと孔ａとが、及び、孔Ｂと孔ｂとが貫通され、回転可能な羽根構造体が固定されるので、押圧力である水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き及び形状を調整した状態で、固定部材によって確実に固定することができる。
【0017】
本発明の一態様において、固定部材が、基材Ａ及び基材Ｂの外周縁部に配される。この態様のように、固定部材が、基材Ａ及び基材Ｂの外周縁部に配されていると、固定部材を中央部に配する場合に比べて、発電装置の機械的強度を向上させることができる。
【0018】
本発明の一態様において、羽根構造体が、孔Ａ及び孔Ｂの近傍に、２以上の孔Ａ及び孔Ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有する。この態様のように、羽根構造体が、孔Ａ及び孔Ｂの近傍に、２以上の前記孔Ａ及び前記孔Ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有しているので、羽根構造体の取付角度を間違えることなく、容易かつ確実に羽根構造体を基材Ａ及び基材Ｂに取り付けることができる。
【0019】
本発明の一態様において、羽根構造体が２以上あり、羽根構造体が、羽根構造体の種類を識別する識別手段を有する。この態様のように、羽根構造体が２以上の複数種類であり、前記羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有しているので、複数種類の羽根構造体を間違いなく、確実に組み立てることができる。
【0020】
＜回転軸＞
回転軸は、基材Ａ及び基材Ｂを貫通し、前記基材Ａ及び基材Ｂと共に回転する部材であり、その形状、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
回転軸の材質としては、例えば、金属、樹脂などが挙げられる。
金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル合金、炭素鋼、クロム鋼、マンガン鋼などが挙げられる。
回転軸は、基材Ａ及び基材Ｂを貫通し、前記基材Ａ及び基材Ｂと共に回転する部材であり、その形状、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
回転軸の材質としては、例えば、金属、樹脂などが挙げられる。
金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル合金、炭素鋼、クロム鋼、マンガン鋼などが挙げられる。
【0021】
樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、テフロン（登録商標）、ＭＣナイロン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン－アクリロニトリル共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体、スチレン－無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ－Ｎ－ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0022】
＜基材Ａ及び基材Ｂ＞
基材Ａ及び基材Ｂは、回転軸と共に回転可能であって回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された部材であり、その形状、大きさ、材質、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
基材Ａ及び基材Ｂの材質としては、例えば、樹脂、金属などが挙げられる。これらの中でも、軽量化の点から樹脂が好ましい。
金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル合金、炭素鋼、クロム鋼、マンガン鋼などが挙げられる。
基材Ａ及び基材Ｂは、回転軸と共に回転可能であって回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された部材であり、その形状、大きさ、材質、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
基材Ａ及び基材Ｂの材質としては、例えば、樹脂、金属などが挙げられる。これらの中でも、軽量化の点から樹脂が好ましい。
金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル合金、炭素鋼、クロム鋼、マンガン鋼などが挙げられる。
【0023】
樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、テフロン（登録商標）、ＭＣナイロン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン－アクリロニトリル共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体、スチレン－無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ－Ｎ－ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0024】
基材Ａ及び基材Ｂの形状としては、例えば、円盤状などが挙げられる。
基材Ａ及び基材Ｂの大きさとしては、発電装置の大きさに応じて適宜選択することができる。
基材Ａ及び基材Ｂの構造としては、単層構造であってもよく、複数層構造であってもよい。
基材Ａ及び基材Ｂの大きさとしては、発電装置の大きさに応じて適宜選択することができる。
基材Ａ及び基材Ｂの構造としては、単層構造であってもよく、複数層構造であってもよい。
【0025】
基材Ａは、その表面に羽根構造体の凸部ａが回転可能に挿入される凹部Ａを有する。
基材Ｂは、その表面に羽根構造体の凸部ｂが回転可能に挿入される凹部Ｂを有する。
基材Ａの凹部Ａ及び基材Ｂの凹部Ｂの形状及び大きさは、羽根構造体の凸部ａ及び凸部ｂに対応した形状及び大きさであることが好ましい。
基材Ｂは、その表面に羽根構造体の凸部ｂが回転可能に挿入される凹部Ｂを有する。
基材Ａの凹部Ａ及び基材Ｂの凹部Ｂの形状及び大きさは、羽根構造体の凸部ａ及び凸部ｂに対応した形状及び大きさであることが好ましい。
【0026】
基材Ａは、羽根構造体における孔ａと対応した孔Ａを有する。固定部材により、基材Ａの孔Ａと羽根構造体の孔ａとが貫通され、回転可能な羽根構造体が固定される。
基材Ｂは、羽根構造体における孔ｂと対応した孔Ｂを有する。固定部材により、基材Ｂの孔ｂと羽根構造体の孔ｂとが貫通され、回転可能な羽根構造体が固定される。
基材Ａにおける孔Ａの数は１個が好ましい。基材Ｂにおける孔Ｂの数は１個が好ましい。これにより、固定部材の数を減らすことができ、発電装置の軽量化が実現できる。
固定部材は、基材Ａ及び基材Ｂに対し、凸部ａ及び凸部ｂにより回転可能な羽根構造体の向きを固定する部材であり、例えば、ネジ、ビス、ボルトとナットなどが挙げられる。
固定部材は、基材Ａ及び基材Ｂの外周縁部に配されることが、発電装置の機械的強度の向上の点から好ましい。
基材Ｂは、羽根構造体における孔ｂと対応した孔Ｂを有する。固定部材により、基材Ｂの孔ｂと羽根構造体の孔ｂとが貫通され、回転可能な羽根構造体が固定される。
基材Ａにおける孔Ａの数は１個が好ましい。基材Ｂにおける孔Ｂの数は１個が好ましい。これにより、固定部材の数を減らすことができ、発電装置の軽量化が実現できる。
固定部材は、基材Ａ及び基材Ｂに対し、凸部ａ及び凸部ｂにより回転可能な羽根構造体の向きを固定する部材であり、例えば、ネジ、ビス、ボルトとナットなどが挙げられる。
固定部材は、基材Ａ及び基材Ｂの外周縁部に配されることが、発電装置の機械的強度の向上の点から好ましい。
【0027】
＜羽根構造体＞
羽根構造体は、押圧力を受けて基材Ａと基材Ｂを回転軸を中心にして回転軸と共に回転させる部材であり、その形状、大きさ、材質、種類などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
羽根構造体の材質としては、例えば、樹脂、金属などが挙げられる。これらの中でも、軽量化の点から樹脂が好ましい。樹脂及び金属としては、上記基材Ａ及び基材Ｂと同様のものが挙げられる。
羽根構造体は、押圧力を受けて基材Ａと基材Ｂを回転軸を中心にして回転軸と共に回転させる部材であり、その形状、大きさ、材質、種類などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
羽根構造体の材質としては、例えば、樹脂、金属などが挙げられる。これらの中でも、軽量化の点から樹脂が好ましい。樹脂及び金属としては、上記基材Ａ及び基材Ｂと同様のものが挙げられる。
【0028】
羽根構造体の形状としては、例えば、箱形状などが挙げられる。箱形状であると押圧力を生じさせる水を貯めることができる点から好ましい。
羽根構造体としては、基材Ａに対向する側壁aと、基材Ｂに対向する側壁bと、側壁a及び側壁bと直交する側壁ｃ１と、側壁a及び側壁bと直交しかつ側壁ｃ１と直交する側壁ｃ２とを有する。
羽根構造体における側壁ａに孔ａが２以上設けられることが好ましく、４以上設けられることがより好ましい。羽根構造体における側壁ｂに孔ｂが２以上設けられることが好ましく、４以上設けられることがより好ましい。これにより、押圧力である水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き及び形状を調整することができる。
羽根構造体としては、基材Ａに対向する側壁aと、基材Ｂに対向する側壁bと、側壁a及び側壁bと直交する側壁ｃ１と、側壁a及び側壁bと直交しかつ側壁ｃ１と直交する側壁ｃ２とを有する。
羽根構造体における側壁ａに孔ａが２以上設けられることが好ましく、４以上設けられることがより好ましい。羽根構造体における側壁ｂに孔ｂが２以上設けられることが好ましく、４以上設けられることがより好ましい。これにより、押圧力である水圧（水流）に応じて羽根構造体の向き及び形状を調整することができる。
【0029】
羽根構造体の大きさとしては、発電装置の大きさに応じて適宜選択することができる。
羽根構造体の種類としては、２以上であることが好ましく、４以上であることがより好ましい。これにより、押圧力である水圧（水流）に応じて複数種類の羽根構造体の中から選択して交換することができる。
羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有することが好ましい。識別手段としては、例えば、文字、記号、数字、ロゴマーク、色又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。
羽根構造体の種類としては、２以上であることが好ましく、４以上であることがより好ましい。これにより、押圧力である水圧（水流）に応じて複数種類の羽根構造体の中から選択して交換することができる。
羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有することが好ましい。識別手段としては、例えば、文字、記号、数字、ロゴマーク、色又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。
【0030】
羽根構造体は、基材Ａの表面に設けられた凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａを有する。
羽根構造体は、基材Ｂの表面に設けられた凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂを有する。
羽根構造体の凸部ａ及び前記凸部ｂは羽根構造体の回転軸として機能し、前記凸部ａ及び凸部ｂによって羽根構造体が回転可能なので、羽根構造体の向き及び押圧力としての水圧（水流）に対する向き及び形状が自由に調整可能である。
凸部ａ及び凸部ｂは、同軸であってもよいし、異軸であってもよい。
凸部ａ及び凸部ｂの形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、回転可能である点から円柱形状が好ましい。
押圧力としては、基材Ａ及び基材Ｂを回転軸を中心にして回転軸と共に回転させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水圧（水流）であることが好ましい。押圧力が水圧である場合、発電装置は水力発電装置となる。
羽根構造体は、基材Ｂの表面に設けられた凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂを有する。
羽根構造体の凸部ａ及び前記凸部ｂは羽根構造体の回転軸として機能し、前記凸部ａ及び凸部ｂによって羽根構造体が回転可能なので、羽根構造体の向き及び押圧力としての水圧（水流）に対する向き及び形状が自由に調整可能である。
凸部ａ及び凸部ｂは、同軸であってもよいし、異軸であってもよい。
凸部ａ及び凸部ｂの形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、回転可能である点から円柱形状が好ましい。
押圧力としては、基材Ａ及び基材Ｂを回転軸を中心にして回転軸と共に回転させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水圧（水流）であることが好ましい。押圧力が水圧である場合、発電装置は水力発電装置となる。
【0031】
羽根構造体は、基材Ａにおける孔Ａと対応した孔ａを有する。羽根構造体は、基材Ｂにおける孔Ｂと対応した孔ｂを有する。固定部材により、基材Ａの孔Ａと羽根構造体の孔ａとが貫通され、回転可能な羽根構造体が固定される。
羽根構造体における孔ａの数は２以上が好ましく、４以上がより好ましい。
羽根構造体における孔ｂの数は２以上が好ましく、４以上がより好ましい。
羽根構造体は、孔ａ及び孔ｂの近傍に、２以上の孔ａ及び孔ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有することが好ましい。これにより、羽根構造体の取付角度を間違えることなく、容易かつ確実に羽根構造体を基材Ａ及び基材Ｂに取り付けることができる。
識別用印としては、例えば、刻印、凸部、数字、記号、又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。
羽根構造体における孔ａの数は２以上が好ましく、４以上がより好ましい。
羽根構造体における孔ｂの数は２以上が好ましく、４以上がより好ましい。
羽根構造体は、孔ａ及び孔ｂの近傍に、２以上の孔ａ及び孔ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有することが好ましい。これにより、羽根構造体の取付角度を間違えることなく、容易かつ確実に羽根構造体を基材Ａ及び基材Ｂに取り付けることができる。
識別用印としては、例えば、刻印、凸部、数字、記号、又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。
【0032】
＜発電部＞
発電部は、回転軸の回転によって発電を行うことができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜、公知の発電部を選択することができ、交流発電機であってもよく、直流発電機であってもよく、例えば、回転磁石式の交流発電機、整流子付直流発電機、マグネットポンプなどが挙げられる。
発電部は、回転軸の回転によって発電を行うことができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜、公知の発電部を選択することができ、交流発電機であってもよく、直流発電機であってもよく、例えば、回転磁石式の交流発電機、整流子付直流発電機、マグネットポンプなどが挙げられる。
【0033】
回転磁石式の交流発電機としては、特に制限はないが、例えば、自転車の照明などに用いられているハブダイナモなどが挙げられる。ハブダイナモは、円筒状のハウジング部及び回転軸から構成され、ハウジング部の内周面に複数個の磁石が固定されコイル部が設けられ、磁石を有するハウジング部の回転によりコイル部との電磁誘導により発電するように構成されている。
【0034】
マグネットポンプは、ローターに内蔵された従動マグネットが、該マグネットと磁石結合された駆動マグネットの回転により同期回転して流体を吸入圧送することができるものであり、回転磁石が磁力により回転体の回転と連動して回転可能であり、該回転磁石と該回転体とが、流体の流通が不能に隔離されて配置されている。このマグネットポンプは、メカニカルシール部などの軸封装置を用いていないため、長期間使用してもポンプの腐食やポンプ回りの汚れがなく、メカニカルシール部の劣化などによる水漏れが生じない点で有利である。
【0035】
＜その他の部材＞
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蓄電手段、異物分離手段などが挙げられる。
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蓄電手段、異物分離手段などが挙げられる。
【0036】
蓄電手段は、発電した電力を蓄電する手段であり、発電した電力を送電可能としてもよい。蓄電手段は発電装置に着脱可能に有することが好ましい。送電するだけではなく、発電した電力を蓄電することにより、簡便に利用することができ、発電装置自身での電力の利用もできる。
【0037】
ここで、本発明の発電装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【0038】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図２Ａ～図２Ｄは、それぞれ第１の実施形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。図３は基材Ａと基材Ｂの間に羽根構造体を取り付ける状態を示す部分断面図である。図４は発電部としてのハブダイナモの一例を示す斜視図である。
図１は、第１の実施形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図２Ａ～図２Ｄは、それぞれ第１の実施形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。図３は基材Ａと基材Ｂの間に羽根構造体を取り付ける状態を示す部分断面図である。図４は発電部としてのハブダイナモの一例を示す斜視図である。
【0039】
第１の実施形態の発電装置３０は、回転軸１と、表面に凹部Ａ２１を有する基材Ａ２と、表面に凹部Ｂ２２を有する基材Ｂ３と、凹部Ａ２１に回転可能に挿入される凸部ａ１１及び凹部Ｂ２２に回転可能に挿入される凸部ｂ２０を有する羽根構造体４と、発電部５とを有する。図１中６は羽根構造体用固定部材、８は支持部材、９は発電部用固定部材、１０は回転軸保持部材を表す。
【0040】
基材Ａ２及び基材Ｂ３は、回転軸１と共に回転可能であって回転軸１に貫通され、かつ、互いに対向して配置された円盤状の部材である。
基材Ａ２は、その表面に羽根構造体４の凸部ａ１１が回転可能に挿入される凹部Ａ２１を有する。
基材Ｂ３は、その表面に羽根構造体４の凸部ｂ２０が回転可能に挿入される凹部Ｂ２２を有する。
基材Ａ２の凹部Ａ２１及び基材Ｂ３の凹部Ｂ２２の形状及び大きさは、羽根構造体４の凸部ａ１１及び凸部ｂ２０に対応した形状及び大きさである。
基材Ａ２は、羽根構造体４における孔ａ１２と対応した孔Ａ７を有する。羽根構造体用固定部材６により、基材Ａ２の孔Ａ７と羽根構造体の孔ａ１２とが貫通され、回転可能な羽根構造体４が固定される。
基材Ｂ３は、羽根構造体４における孔ｂ１３と対応した孔Ｂ７（不図示）を有する。羽根構造体用固定部材６により、基材Ｂ３の孔Ｂ７と羽根構造体の孔ｂ１３とが貫通され、回転可能な羽根構造体４が固定される。
基材Ａ２は、その表面に羽根構造体４の凸部ａ１１が回転可能に挿入される凹部Ａ２１を有する。
基材Ｂ３は、その表面に羽根構造体４の凸部ｂ２０が回転可能に挿入される凹部Ｂ２２を有する。
基材Ａ２の凹部Ａ２１及び基材Ｂ３の凹部Ｂ２２の形状及び大きさは、羽根構造体４の凸部ａ１１及び凸部ｂ２０に対応した形状及び大きさである。
基材Ａ２は、羽根構造体４における孔ａ１２と対応した孔Ａ７を有する。羽根構造体用固定部材６により、基材Ａ２の孔Ａ７と羽根構造体の孔ａ１２とが貫通され、回転可能な羽根構造体４が固定される。
基材Ｂ３は、羽根構造体４における孔ｂ１３と対応した孔Ｂ７（不図示）を有する。羽根構造体用固定部材６により、基材Ｂ３の孔Ｂ７と羽根構造体の孔ｂ１３とが貫通され、回転可能な羽根構造体４が固定される。
【0041】
羽根構造体４は、押圧力としての水流を受けて基材Ａ２及び基材Ｂ３を、回転軸１を中心にして回転軸１と共に回転させる箱形状の部材である。
羽根構造体４は、基材Ａ２の凹部Ａ２１に回転可能に挿入される凸部ａ１１と、基材Ｂ３の凹部Ｂ２２に回転可能に挿入される凸部ｂ２０とを有している。
図３に示すように、基材Ａ２の凹部Ａ２１に羽根構造体４の凸部ａ１１を回転可能に挿入し、基材Ｂ３の凹部Ｂ２２に羽根構造体４の凸部ｂ２０を回転可能に挿入する。これにより、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０が羽根構造体４の回転軸として機能し、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０によって羽根構造体４が回転可能なので、押圧力としての水圧（水流）に対する羽根構造体の向き及び形状を自由に調整可能である。
羽根構造体４は、基材Ａ２の凹部Ａ２１に回転可能に挿入される凸部ａ１１と、基材Ｂ３の凹部Ｂ２２に回転可能に挿入される凸部ｂ２０とを有している。
図３に示すように、基材Ａ２の凹部Ａ２１に羽根構造体４の凸部ａ１１を回転可能に挿入し、基材Ｂ３の凹部Ｂ２２に羽根構造体４の凸部ｂ２０を回転可能に挿入する。これにより、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０が羽根構造体４の回転軸として機能し、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０によって羽根構造体４が回転可能なので、押圧力としての水圧（水流）に対する羽根構造体の向き及び形状を自由に調整可能である。
【0042】
羽根構造体４は、図２Ａ～図２Ｄに示すように、異なる形状及び構造のものを水流及び水量に応じて適宜選択することができる。
羽根構造体４は、図２Ａ～図２Ｄに示すように、基材Ａ２に対向する側壁ａ１４と、基材Ｂ３に対向する側壁ｂ１５と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交する側壁ｃ１（１６）と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交しかつ側壁ｃ１（１６）と直交する側壁ｃ２（１７）とを有している。
また、羽根構造体４は、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、基材Ａ２に対向する側壁ａ１４と、基材Ｂ３に対向する側壁ｂ１５と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交する側壁ｃ１（１６）と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交しかつ側壁ｃ１（１６）と直交する側壁ｃ２（１７）とを有している。
側壁ａ１４には凸部ａ１１が設けられ、側壁ｂ１５には凸部ｂ２０が設けられている。また、側壁ａ１４には孔ａ１２が４つ設けられ、側壁ｂ１５には孔ｂ１３が４つ設けられている。
羽根構造体４は、図２Ａ～図２Ｄに示すように、孔ａ１２及び孔ｂ１３の近傍に、４つの孔Ａ１２及び４つの孔ｂ１３における各孔の位置を識別するための識別用印１９を有している。これにより、羽根構造体４の向き（角度）を間違えることなく、容易かつ確実に羽根構造体を基材Ａ２及び基材Ｂ３に取り付けることができる。
羽根構造体４は４種類であり、４種類の羽根構造体４は、それぞれ羽根構造体４の種類を識別する識別手段を有している。これにより、複数の種類の羽根構造体を間違いなく、確実に組み立てることができる。
羽根構造体４は、図２Ａ～図２Ｄに示すように、基材Ａ２に対向する側壁ａ１４と、基材Ｂ３に対向する側壁ｂ１５と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交する側壁ｃ１（１６）と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交しかつ側壁ｃ１（１６）と直交する側壁ｃ２（１７）とを有している。
また、羽根構造体４は、図２Ａ及び図２Ｃに示すように、基材Ａ２に対向する側壁ａ１４と、基材Ｂ３に対向する側壁ｂ１５と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交する側壁ｃ１（１６）と、側壁ａ１４及び側壁ｂ１５と直交しかつ側壁ｃ１（１６）と直交する側壁ｃ２（１７）とを有している。
側壁ａ１４には凸部ａ１１が設けられ、側壁ｂ１５には凸部ｂ２０が設けられている。また、側壁ａ１４には孔ａ１２が４つ設けられ、側壁ｂ１５には孔ｂ１３が４つ設けられている。
羽根構造体４は、図２Ａ～図２Ｄに示すように、孔ａ１２及び孔ｂ１３の近傍に、４つの孔Ａ１２及び４つの孔ｂ１３における各孔の位置を識別するための識別用印１９を有している。これにより、羽根構造体４の向き（角度）を間違えることなく、容易かつ確実に羽根構造体を基材Ａ２及び基材Ｂ３に取り付けることができる。
羽根構造体４は４種類であり、４種類の羽根構造体４は、それぞれ羽根構造体４の種類を識別する識別手段を有している。これにより、複数の種類の羽根構造体を間違いなく、確実に組み立てることができる。
【0043】
発電部５としては、自転車の照明に使用されるハブダイナモが用いられる。発電部５としてのハブダイナモは、図４に示すように円筒状本体の両端にフランジ部２４ａ，２４ｂを有し、各フランジ部には接続部材（不図示）と連結するための連結孔２３を複数有している。図４中１は回転軸であり、回転軸１の回転によって発電が行われる。
発電部５としてのハブダイナモは接続部材を介して、発電部用固定部材９により基材Ａ２と基材Ｂ３に連結される。接続部材を介することにより、発電部５としてのハブダイナモと基材Ａ２及び基材Ｂ３とを安定かつ確実に接続し、固定することができる。
発電部５としてのハブダイナモは接続部材を介して、発電部用固定部材９により基材Ａ２と基材Ｂ３に連結される。接続部材を介することにより、発電部５としてのハブダイナモと基材Ａ２及び基材Ｂ３とを安定かつ確実に接続し、固定することができる。
【0044】
第１の実施形態の発電装置は、押圧力に応じて羽根構造体の向き及び形状が調整可能であり、かつ機械的強度が向上したものである。また、発電装置を構成する部品点数が少なく、ネジ止めによって発電装置を容易に組み立てることができると共に、部品交換、修理、及びメンテナンスを迅速かつ容易に行うことができる。
【0045】
＜第１の比較形態＞
図５は、第１の比較形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図６Ａ～図６Ｄは、それぞれ第１の比較形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。
第１の比較形態の発電装置４０は、第１の実施形態の図２Ａ～図２Ｄの羽根構造体４の代わりに、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０を有しない図６Ａ～図６Ｄの羽根構造体４を用い、４本の羽根構造体用固定部材６で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定する以外は、第１の実施形態の発電装置３０と同じである。なお、第１の比較形態において、既に説明した第１の実施形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第１の比較形態の発電装置４０は、図６Ａ～図６Ｄの４種類の羽根構造体の向きを押圧力に応じてある程度調整することができるが、４本の固定部材により基材Ａ及び基材Ｂに固定するので手間がかかり、また、羽根構造体が基材Ａ及び基材Ｂの凹部と係合する凸部を有していないので、第１の実施形態に比べて機械的強度が低下する。
図５は、第１の比較形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図６Ａ～図６Ｄは、それぞれ第１の比較形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。
第１の比較形態の発電装置４０は、第１の実施形態の図２Ａ～図２Ｄの羽根構造体４の代わりに、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０を有しない図６Ａ～図６Ｄの羽根構造体４を用い、４本の羽根構造体用固定部材６で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定する以外は、第１の実施形態の発電装置３０と同じである。なお、第１の比較形態において、既に説明した第１の実施形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第１の比較形態の発電装置４０は、図６Ａ～図６Ｄの４種類の羽根構造体の向きを押圧力に応じてある程度調整することができるが、４本の固定部材により基材Ａ及び基材Ｂに固定するので手間がかかり、また、羽根構造体が基材Ａ及び基材Ｂの凹部と係合する凸部を有していないので、第１の実施形態に比べて機械的強度が低下する。
【0046】
＜第２の比較形態＞
図７は、第２の比較形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図８Ａ～図８Ｄは、それぞれ第２の比較形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。
第２の比較形態の発電装置５０は、第１の実施形態の図２Ａ～図２Ｄの羽根構造体４の代わりに、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０を有さず、かつ孔ａ１２及び孔ｂ１３の数がそれぞれ２個である図８Ａ～図８Ｄの羽根構造体４を用い、４本の羽根構造体用固定部材６で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定する以外は、実施形態１の発電装置３０と同じである。なお、比較形態２において、既に説明した実施形態１と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
比較形態２の発電装置は、図８Ａ～図８Ｄの４種類の羽根構造体の向きが固定であり、４本の固定部材で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定するので手間がかかり、羽根構造体が基材Ａ及び基材Ｂの凹部と係合する凸部を有していないので、第１の実施形態に比べて機械的強度が低下する。
図７は、第２の比較形態の発電装置の一例を示す斜視図である。図８Ａ～図８Ｄは、それぞれ第２の比較形態の発電装置に取り付けられる羽根構造体の一例を示す斜視図である。
第２の比較形態の発電装置５０は、第１の実施形態の図２Ａ～図２Ｄの羽根構造体４の代わりに、凸部ａ１１及び凸部ｂ２０を有さず、かつ孔ａ１２及び孔ｂ１３の数がそれぞれ２個である図８Ａ～図８Ｄの羽根構造体４を用い、４本の羽根構造体用固定部材６で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定する以外は、実施形態１の発電装置３０と同じである。なお、比較形態２において、既に説明した実施形態１と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
比較形態２の発電装置は、図８Ａ～図８Ｄの４種類の羽根構造体の向きが固定であり、４本の固定部材で基材Ａ及び基材Ｂと羽根構造体４を固定するので手間がかかり、羽根構造体が基材Ａ及び基材Ｂの凹部と係合する凸部を有していないので、第１の実施形態に比べて機械的強度が低下する。
【実施例0047】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0048】
（実施例１）
実施例１は、図２Ａの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図９の（ａ））、回転９度（図９の（ｂ））、及び回転１８度（図９の（ｃ））の状態において、下記の基準で回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図９（ａ）～図９（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
実施例１は、図２Ａの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図９の（ａ））、回転９度（図９の（ｂ））、及び回転１８度（図９の（ｃ））の状態において、下記の基準で回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図９（ａ）～図９（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
【0049】
［評価基準］
５：回転力がかなり高い
４：回転力が高い
３：回転力が普通
２：回転力が弱い
１：回転力がかなり弱い
５：回転力がかなり高い
４：回転力が高い
３：回転力が普通
２：回転力が弱い
１：回転力がかなり弱い
【0050】
（１）図９の（ａ）の回転０度の場合には、－３６度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の８割である。また、－３６度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の２割である。また、０度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図８の（ａ）の回転０度の場合の回転力は５段階中の「５」となる。
（２）図９の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の７割である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の９割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図９の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（３）図９の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の６割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図９の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
以上により、実施例１の発電装置の回転力は合計で「１３」となる。
（２）図９の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の７割である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の９割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図９の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（３）図９の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の６割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図９の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
以上により、実施例１の発電装置の回転力は合計で「１３」となる。
【0051】
（実施例２）
実施例２は、図２Ｂの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１０の（ａ））、回転９度（図１０の（ｂ））、及び回転１８度（図１０の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
実施例２は、図２Ｂの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１０の（ａ））、回転９度（図１０の（ｂ））、及び回転１８度（図１０の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
【0052】
（１）図１０の（ａ）の回転０度の場合には、－３６度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－３６度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、０度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。したがって、図１０の（ａ）の回転０度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（２）図１０の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の２割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の６割である。したがって、図１０の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「１」となる。
（３）図１０の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図１０の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「２」となる。
以上により、実施例２の発電装置の回転力は合計で「７」となる。
（２）図１０の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の２割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の６割である。したがって、図１０の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「１」となる。
（３）図１０の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図１０の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「２」となる。
以上により、実施例２の発電装置の回転力は合計で「７」となる。
【0053】
（実施例３）
実施例３は、図２Ｃの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１１の（ａ））、回転９度（図１１の（ｂ））、及び回転１８度（図１１の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
実施例３は、図２Ｃの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１１の（ａ））、回転９度（図１１の（ｂ））、及び回転１８度（図１１の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
【0054】
（１）図１１の（ａ）の回転０度の場合には、－３６度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の４割である。また、－３６度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の２割である。また、０度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図１１の（ａ）の回転０度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（２）図１１の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の３割である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の９割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図１０の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（３）図１１の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図１１の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
以上により、実施例３の発電装置の回転力は合計で「１２」となる。
（２）図１１の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の３割である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の９割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図１０の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（３）図１１の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。したがって、図１１の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
以上により、実施例３の発電装置の回転力は合計で「１２」となる。
【0055】
（実施例４）
実施例４は、図２Ｃの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１２の（ａ））、回転９度（図１２の（ｂ））、及び回転１８度（図１２の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
実施例４は、図２Ｃの羽根構造体を取り付けた図１の第１の実施形態の発電装置３０を用い、回転０度（図１２の（ａ））、回転９度（図１２の（ｂ））、及び回転１８度（図１２の（ｃ））の状態において、実施例１と同様の基準により回転力を評価した。結果を以下に示す。なお、図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、発電装置３０から基材Ａ２を除いた状態を示す平面図である。
【0056】
（１）図１２の（ａ）の回転０度の場合には、－３６度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－３６度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、０度の位置の羽根構造体に当たる水の量は１０割（すべて）である。したがって、図１２の（ａ）の回転０度の場合の回転力は５段階中の「４」となる。
（２）図１２の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の５割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の７割である。したがって、図１２の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「３」となる。
（３）図１２の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図１２の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「２」となる。
以上により、実施例４の発電装置の回転力は合計で「９」となる。
（２）図１２の（ｂ）の回転９度の場合には、－２７度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は０である。また、－２７度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の５割である。また、９度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の７割である。したがって、図１２の（ｂ）の回転９度の場合の回転力は５段階中の「３」となる。
（３）図１２の（ｃ）の回転１８度の場合には、－１８度の位置の羽根構造体に貯まる水の量は全体の２割である。また、－１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は０である。また、１８度の位置の羽根構造体に当たる水の量は全体の８割である。したがって、図１２の（ｃ）の回転１８度の場合の回転力は５段階中の「２」となる。
以上により、実施例４の発電装置の回転力は合計で「９」となる。
【0057】
次に、実施例１～４の回転力（合計）の評価結果をまとめて表１に示す。
表１の結果から、回転力は実施例１＞実施例３＞実施例４＞実施例２の順に大きいことがわかった。
【表1】
【0058】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 回転軸と、
前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、
前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と
前記回転軸の回転によって発電を行う発電部と、
を有することを特徴とする発電装置である。
＜２＞ 前記基材Ａ及び前記基材Ｂに対し、前記凸部ａ及び前記凸部ｂにより回転可能な前記羽根構造体の向きを固定する固定部材を有する、前記＜１＞に記載の発電装置である。
＜３＞ 前記羽根構造体が、
前記基材Ａに対向する側壁ａと、
前記基材Ｂに対向する側壁ｂと、
前記側壁ａ及び前記側壁ｂと直交する側壁ｃ１とを有してなり、
前記側壁ａに前記凸部ａが設けられ、
前記側壁ｂに前記凸部ｂが設けられた、
前記＜１及び＜２＞のいずれかに記載の発電装置である。
＜４＞ 前記羽根構造体における、前記側壁ａに孔ａが２以上設けられ、前記側壁ｂに孔ｂが２以上設けられた、前記＜３＞に記載の発電装置である。
＜５＞ 前記基材Ａに、前記羽根構造体における前記孔ａと対応した孔Ａを有し、
前記基材Ｂに、前記羽根構造体における前記孔ｂと対応した孔Ｂを有し、
固定部材により、前記孔Ａと前記孔ａとが、及び、前記孔Ｂと前記孔ｂとが貫通され、回転可能な前記羽根構造体が固定された、前記＜４＞に記載の発電装置である。
＜６＞ 前記固定部材が、前記基材Ａ及び前記基材Ｂの外周縁部に配される、前記＜５＞に記載の発電装置である。
＜７＞ 前記羽根構造体が、前記孔ａ及び前記孔ｂの近傍に、２以上の前記孔ａ及び前記孔ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有する、前記＜４＞に記載の発電装置である。
＜８＞ 前記羽根構造体が２以上あり、前記羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有する、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の発電装置である。
＜１＞ 回転軸と、
前記回転軸と共に回転可能であって前記回転軸に貫通され、かつ、互いに対向して配置された、表面に凹部Ａを有する基材Ａ及び表面に凹部Ｂを有する基材Ｂと、
前記凹部Ａに回転可能に挿入される凸部ａ及び前記凹部Ｂに回転可能に挿入される凸部ｂとを有してなり、押圧力を受けて前記基材Ａ及び前記基材Ｂを前記回転軸を中心にして前記回転軸と共に回転させる羽根構造体と
前記回転軸の回転によって発電を行う発電部と、
を有することを特徴とする発電装置である。
＜２＞ 前記基材Ａ及び前記基材Ｂに対し、前記凸部ａ及び前記凸部ｂにより回転可能な前記羽根構造体の向きを固定する固定部材を有する、前記＜１＞に記載の発電装置である。
＜３＞ 前記羽根構造体が、
前記基材Ａに対向する側壁ａと、
前記基材Ｂに対向する側壁ｂと、
前記側壁ａ及び前記側壁ｂと直交する側壁ｃ１とを有してなり、
前記側壁ａに前記凸部ａが設けられ、
前記側壁ｂに前記凸部ｂが設けられた、
前記＜１及び＜２＞のいずれかに記載の発電装置である。
＜４＞ 前記羽根構造体における、前記側壁ａに孔ａが２以上設けられ、前記側壁ｂに孔ｂが２以上設けられた、前記＜３＞に記載の発電装置である。
＜５＞ 前記基材Ａに、前記羽根構造体における前記孔ａと対応した孔Ａを有し、
前記基材Ｂに、前記羽根構造体における前記孔ｂと対応した孔Ｂを有し、
固定部材により、前記孔Ａと前記孔ａとが、及び、前記孔Ｂと前記孔ｂとが貫通され、回転可能な前記羽根構造体が固定された、前記＜４＞に記載の発電装置である。
＜６＞ 前記固定部材が、前記基材Ａ及び前記基材Ｂの外周縁部に配される、前記＜５＞に記載の発電装置である。
＜７＞ 前記羽根構造体が、前記孔ａ及び前記孔ｂの近傍に、２以上の前記孔ａ及び前記孔ｂにおける各孔の位置を識別するための識別用印を有する、前記＜４＞に記載の発電装置である。
＜８＞ 前記羽根構造体が２以上あり、前記羽根構造体が、前記羽根構造体の種類を識別する識別手段を有する、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の発電装置である。
【0059】
前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の発電装置によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0060】
１ 回転軸
２ 基材Ａ
３ 基材Ｂ
４ 羽根構造体
５ 発電部
６ 羽根構造体用固定部材
７ 孔Ａ
８ 支持部材
９ 発電部用固定部材
１０ 回転軸保持部材
１１ 凸部ａ
１２ 孔ａ
１３ 孔ｂ
１４ 側壁ａ
１５ 側壁ｂ
１６ 側壁ｃ１
１７ 側壁ｃ２
１９ 識別用印
２０ 凸部ｂ
２１ 凹部Ａ
２２ 凹部Ｂ
３０ 発電装置
４０ 発電装置
５０ 発電装置
２ 基材Ａ
３ 基材Ｂ
４ 羽根構造体
５ 発電部
６ 羽根構造体用固定部材
７ 孔Ａ
８ 支持部材
９ 発電部用固定部材
１０ 回転軸保持部材
１１ 凸部ａ
１２ 孔ａ
１３ 孔ｂ
１４ 側壁ａ
１５ 側壁ｂ
１６ 側壁ｃ１
１７ 側壁ｃ２
１９ 識別用印
２０ 凸部ｂ
２１ 凹部Ａ
２２ 凹部Ｂ
３０ 発電装置
４０ 発電装置
５０ 発電装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0061】
【特許文献1】特開２０２１－１５２３４３号公報
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
