JP2003021038A - 水力発電機 - Google Patents
水力発電機Info
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- JP2003021038A JP2003021038A JP2001205089A JP2001205089A JP2003021038A JP 2003021038 A JP2003021038 A JP 2003021038A JP 2001205089 A JP2001205089 A JP 2001205089A JP 2001205089 A JP2001205089 A JP 2001205089A JP 2003021038 A JP2003021038 A JP 2003021038A
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- Japan
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- rotor
- stator
- casing
- generator
- hydroelectric generator
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小形、かつコンパクトな構造を有して低コス
トであり、発電効率及び耐久性に優れる水力発電機を提
供する。 【解決手段】 固定子３を収納した筒状のハウジング２
と、前記ハウジング２の中空部に流体の流路１３を形成
するケーシング１０と、前記固定子３の内側にあって、
前記ケーシング１０内の流路１３に回転自在に配された
マグネット部２０とブレード２１を備えた回転子１５と
から構成され、流路１３に流体を流して回転子１５を回
転させる。
トであり、発電効率及び耐久性に優れる水力発電機を提
供する。 【解決手段】 固定子３を収納した筒状のハウジング２
と、前記ハウジング２の中空部に流体の流路１３を形成
するケーシング１０と、前記固定子３の内側にあって、
前記ケーシング１０内の流路１３に回転自在に配された
マグネット部２０とブレード２１を備えた回転子１５と
から構成され、流路１３に流体を流して回転子１５を回
転させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水力発電機に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の水力発電機の１例を示す縦
断面図である。図２において、水力発電機３０は、円筒
状の防水性フレーム３１と、このフレーム３１の内側に
配された流水口３５を備えた第１フレーム支持体３２と
第２フレーム支持体３３と排水口３６を備えた第３フレ
ーム支持体３４がＯ−リング４８ａ，４８ｂ，４８ｃを
挟み固定され、前記３個のフレーム支持体により支持さ
れフレーム３１内に収納された回転子３７と固定子３８
とから構成され、そしてフレーム３１内に流路４７が形
成されている。
断面図である。図２において、水力発電機３０は、円筒
状の防水性フレーム３１と、このフレーム３１の内側に
配された流水口３５を備えた第１フレーム支持体３２と
第２フレーム支持体３３と排水口３６を備えた第３フレ
ーム支持体３４がＯ−リング４８ａ，４８ｂ，４８ｃを
挟み固定され、前記３個のフレーム支持体により支持さ
れフレーム３１内に収納された回転子３７と固定子３８
とから構成され、そしてフレーム３１内に流路４７が形
成されている。
【０００３】回転子３７は、回転軸３９と、この回転軸
３９の流水口３６側に固定されたブレード４４ａを備え
た羽根車４４と、回転軸３９の排水口３６側に固定され
たヨーク４０とその先端部に設けられたマグネット４１
とからなるロータ部４２とで構成され、軸受４３ａ、４
３ｂを介して第１フレーム支持体３２と第３フレーム支
持体３４により水力発電機１の中心線上に配され回転自
在に取り付けられている。
３９の流水口３６側に固定されたブレード４４ａを備え
た羽根車４４と、回転軸３９の排水口３６側に固定され
たヨーク４０とその先端部に設けられたマグネット４１
とからなるロータ部４２とで構成され、軸受４３ａ、４
３ｂを介して第１フレーム支持体３２と第３フレーム支
持体３４により水力発電機１の中心線上に配され回転自
在に取り付けられている。
【０００４】発電部分を構成する固定子３８は、鉄心４
４と、それに巻回された巻線４５からなり、前記マグネ
ット４１の外周に沿ってフレーム３１の内側に配設さ
れ、発電された電力を外部へ送る送電線４６を巻線４５
の端部に接続している。そして、固定子３８は、第２フ
レーム支持体３３と第３フレーム支持体３４とＯ−リン
グ４９ａ，４９ｂを挟み固定された回転子３７のロータ
部４２を覆う円筒状の防水性カバー４６により、流路４
７と遮断され防水が施されている。
４と、それに巻回された巻線４５からなり、前記マグネ
ット４１の外周に沿ってフレーム３１の内側に配設さ
れ、発電された電力を外部へ送る送電線４６を巻線４５
の端部に接続している。そして、固定子３８は、第２フ
レーム支持体３３と第３フレーム支持体３４とＯ−リン
グ４９ａ，４９ｂを挟み固定された回転子３７のロータ
部４２を覆う円筒状の防水性カバー４６により、流路４
７と遮断され防水が施されている。
【０００５】上記水力発電機３０の流路４７に水が流れ
ると、水圧によって羽根車４４に設けられたブレード４
４ａに回転力が発生し、この回転が回転軸３９を経由し
てロータ部４２を回転させて、マグネット４１と固定子
３８の誘導作用により発電するようになっている。
ると、水圧によって羽根車４４に設けられたブレード４
４ａに回転力が発生し、この回転が回転軸３９を経由し
てロータ部４２を回転させて、マグネット４１と固定子
３８の誘導作用により発電するようになっている。
【０００６】上記構成による水力発電機３０では、回転
軸３９の長手方向に羽根車４４とロータ部４２が別々に
配されて回転子３７を構成しているので発電機が大きく
なると共に、この回転子３７や固定子３８を収納し支持
する支持部材やカバーなどの部品数が多く、組立性も悪
くなりコスト高になるという問題がある。
軸３９の長手方向に羽根車４４とロータ部４２が別々に
配されて回転子３７を構成しているので発電機が大きく
なると共に、この回転子３７や固定子３８を収納し支持
する支持部材やカバーなどの部品数が多く、組立性も悪
くなりコスト高になるという問題がある。
【０００７】また、羽根車４４と同軸にあるロータ部４
２にも水圧による負荷がかかり、羽根車４４の回転を抑
制しようとする影響を与え、羽根車４４の回転損失を生
じて発電効率を低下させるという問題がある。
２にも水圧による負荷がかかり、羽根車４４の回転を抑
制しようとする影響を与え、羽根車４４の回転損失を生
じて発電効率を低下させるという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するものであり、小形、かつコンパクトな構造
を有して低コストであり、発電効率及び耐久性に優れる
水力発電機を提供することを目的とする。
点を解決するものであり、小形、かつコンパクトな構造
を有して低コストであり、発電効率及び耐久性に優れる
水力発電機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の水力発電機
は、固定子を収納した筒状のハウジングと、前記ハウジ
ングの中空部に流体の流路を形成するケーシングと、前
記固定子の内側にあって、前記ケーシング内の流路に回
転自在に配されたマグネット部とブレードを備えた回転
子とから構成され、流路に流体を流して回転子を回転さ
せ発電を行うことを特徴とする。
は、固定子を収納した筒状のハウジングと、前記ハウジ
ングの中空部に流体の流路を形成するケーシングと、前
記固定子の内側にあって、前記ケーシング内の流路に回
転自在に配されたマグネット部とブレードを備えた回転
子とから構成され、流路に流体を流して回転子を回転さ
せ発電を行うことを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明は、前記筒状のハウジング
が、モールド樹脂により成形され、前記固定子を内蔵し
たことを特徴とする請求項１に記載の水力発電機であ
る。
が、モールド樹脂により成形され、前記固定子を内蔵し
たことを特徴とする請求項１に記載の水力発電機であ
る。
【００１１】この水力発電機によれば、回転子に回転運
動を発生させるブレードを備えた羽根車部分と、発電機
に誘起電圧を生起させるマグネット部分とが一体化され
て回転子を構成し、かつ固定子の内側のケーシング内部
に前記の一体化された回転子を配置することができるの
で、水力発電機の回転子回転機能と発電機能とが一ヶ所
に集約されたコンパクトな構造となり、発電機の小形化
を可能とする。さらに、前記構造により、従来発電機の
ような外殻フレームや支持部材などの構成部材と、その
組立に伴うＯ−リング、ねじ類などの部品数を削減する
ことができる。
動を発生させるブレードを備えた羽根車部分と、発電機
に誘起電圧を生起させるマグネット部分とが一体化され
て回転子を構成し、かつ固定子の内側のケーシング内部
に前記の一体化された回転子を配置することができるの
で、水力発電機の回転子回転機能と発電機能とが一ヶ所
に集約されたコンパクトな構造となり、発電機の小形化
を可能とする。さらに、前記構造により、従来発電機の
ような外殻フレームや支持部材などの構成部材と、その
組立に伴うＯ−リング、ねじ類などの部品数を削減する
ことができる。
【００１２】また、回転子の一体化、小形軽量化により
回転子の回転性が向上し、さらにケーシング内の流路も
短縮されて流体の損失が低減されるので、回転子の回転
効率が向上し発電効率を改善することができる。
回転子の回転性が向上し、さらにケーシング内の流路も
短縮されて流体の損失が低減されるので、回転子の回転
効率が向上し発電効率を改善することができる。
【００１３】さらに、ハウジングがモールド樹脂により
成形され、前記固定子及び基板などを内蔵することによ
り、ハウジングの防水性が良好となると共に、回転子の
振動などの影響が減少し、電子部品や配線などの損傷を
防ぎ、水力発電機の耐久性を向上することができる。
成形され、前記固定子及び基板などを内蔵することによ
り、ハウジングの防水性が良好となると共に、回転子の
振動などの影響が減少し、電子部品や配線などの損傷を
防ぎ、水力発電機の耐久性を向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に図面に基づいて説明する。
に図面に基づいて説明する。
【００１５】図１は、実施形態の水力発電機１の縦断面
図である。水力発電機１は固定子３を内蔵する筺状のハ
ウジング２と、ハウジング２の内側に流路を形成するケ
ーシング１０と、ケーシング１０の内部に収納された回
転子１５とで構成されている。
図である。水力発電機１は固定子３を内蔵する筺状のハ
ウジング２と、ハウジング２の内側に流路を形成するケ
ーシング１０と、ケーシング１０の内部に収納された回
転子１５とで構成されている。
【００１６】ハウジング２は、モールド樹脂により成形
され、その内部に水力発電機の発電部分を構成する鉄心
６とそれに巻回された巻線７とからなる固定子３と、発
電された電力を調整する電子部品を備えた基板４と、こ
の基板４に接続され発電機１の外部へ導かれた送電線５
の接続部分が内蔵され、ハウジング２をモールドする際
に固定子３，基板４，送電線５の接続部を同時にモール
ドするものである。
され、その内部に水力発電機の発電部分を構成する鉄心
６とそれに巻回された巻線７とからなる固定子３と、発
電された電力を調整する電子部品を備えた基板４と、こ
の基板４に接続され発電機１の外部へ導かれた送電線５
の接続部分が内蔵され、ハウジング２をモールドする際
に固定子３，基板４，送電線５の接続部を同時にモール
ドするものである。
【００１７】ケーシング１０は、ハウジング２の内側に
配された排水口１２を有して固定軸１９の一端部を支持
するケーシング（Ａ）８と、前記ケーシング（Ａ）８と
Ｏ−リング１４を挟み締結された流入口１１を有して固
定軸１９の他端部を支持するケーシング（Ｂ）９とから
なり、ケーシング１０内に流路１３を形成し、かつハウ
ジング２内への水の侵入や発電機１の外部への漏水を防
止している。
配された排水口１２を有して固定軸１９の一端部を支持
するケーシング（Ａ）８と、前記ケーシング（Ａ）８と
Ｏ−リング１４を挟み締結された流入口１１を有して固
定軸１９の他端部を支持するケーシング（Ｂ）９とから
なり、ケーシング１０内に流路１３を形成し、かつハウ
ジング２内への水の侵入や発電機１の外部への漏水を防
止している。
【００１８】回転子１５は、固定軸１９と、固定軸１９
に軸受１７ａ、１７ｂとスラストワッシャー１６によっ
て回転自在に支持され取り付けられた羽根車１８と、羽
根車１８の端部に取り付けられた磁性体からなるマグネ
ット部２０と、その先端に設けられたブレード２１から
構成されている。
に軸受１７ａ、１７ｂとスラストワッシャー１６によっ
て回転自在に支持され取り付けられた羽根車１８と、羽
根車１８の端部に取り付けられた磁性体からなるマグネ
ット部２０と、その先端に設けられたブレード２１から
構成されている。
【００１９】そして固定軸１９は、回転子１５のマグネ
ット部２０と固定子３の鉄心６とが対向するようにケー
シング（Ａ）８とケーシング（Ｂ）９の両支持部におい
て挟持され固定している。
ット部２０と固定子３の鉄心６とが対向するようにケー
シング（Ａ）８とケーシング（Ｂ）９の両支持部におい
て挟持され固定している。
【００２０】前記マグネット部２０を形成する磁性体と
しては通常の永久磁石や耐摩耗性、耐衝撃性に優る磁性
樹脂材料を成型したものが使用でき、さらに、羽根車１
８とマグネット部２０を前記磁性樹脂材料で一体化して
成型したも使用することができる。
しては通常の永久磁石や耐摩耗性、耐衝撃性に優る磁性
樹脂材料を成型したものが使用でき、さらに、羽根車１
８とマグネット部２０を前記磁性樹脂材料で一体化して
成型したも使用することができる。
【００２１】水力発電機１の流入口１１から水が流れ込
むと、流路１３を流れる水流によって回転子１５の先端
に設けられたブレード２１に水圧がかかり回転子１５に
回転運動を発生させ、これに伴ってマグネット部２０が
回転し、マグネット部２０に対向して設けられている固
定子３に磁界が生じて誘起電圧が発生し発電が開始さ
れ、基板４で調整された電力は送電線５を通して外部へ
送られ、その後水流は排水口１２から排水される。
むと、流路１３を流れる水流によって回転子１５の先端
に設けられたブレード２１に水圧がかかり回転子１５に
回転運動を発生させ、これに伴ってマグネット部２０が
回転し、マグネット部２０に対向して設けられている固
定子３に磁界が生じて誘起電圧が発生し発電が開始さ
れ、基板４で調整された電力は送電線５を通して外部へ
送られ、その後水流は排水口１２から排水される。
【００２２】上記構成による水力発電機１は、羽根車１
８とマグネット部２０とブレード２１が一体化されて回
転子１５を構成して固定軸１９に取り付けられ、また回
転子１５が固定子３の内側に配されて水力発電機１の同
一断面上に配設されているので、水力発電機１の内部構
造をコンパクト化すると共に、回転子１５と固定子９が
占める発電機１の固定軸方向距離が大幅に短縮され、水
力発電機１の大幅な小形化が実現される。
８とマグネット部２０とブレード２１が一体化されて回
転子１５を構成して固定軸１９に取り付けられ、また回
転子１５が固定子３の内側に配されて水力発電機１の同
一断面上に配設されているので、水力発電機１の内部構
造をコンパクト化すると共に、回転子１５と固定子９が
占める発電機１の固定軸方向距離が大幅に短縮され、水
力発電機１の大幅な小形化が実現される。
【００２３】また、この水力発電機１では、内部構造の
コンパクト化だけでなく、従来発電機のような外殻フレ
ームや支持部材などの構成部材の削減、その組立に伴う
Ｏ−リングやねじ類などの部品数の削減ができるように
なり、さらに発電機の組立工程が簡略化され、水力発電
機１のコスト低減が可能となる。
コンパクト化だけでなく、従来発電機のような外殻フレ
ームや支持部材などの構成部材の削減、その組立に伴う
Ｏ−リングやねじ類などの部品数の削減ができるように
なり、さらに発電機の組立工程が簡略化され、水力発電
機１のコスト低減が可能となる。
【００２４】また、上記構造により、回転子１５は機能
が一体化され小形軽量となり、さらにケーシング１０内
の流路１３も従来のものに比べ大幅に短縮され水流も単
純化され流れやすくなり、回転子１５の回転損失を生じ
ることがなく、回転子１５の回転効率が向上し発電効率
を改善することができる。
が一体化され小形軽量となり、さらにケーシング１０内
の流路１３も従来のものに比べ大幅に短縮され水流も単
純化され流れやすくなり、回転子１５の回転損失を生じ
ることがなく、回転子１５の回転効率が向上し発電効率
を改善することができる。
【００２５】さらに、ハウジング２が、エポキシ樹脂な
ど耐水、絶縁性に優れたモールド樹脂により成形され、
その内部に固定子３や基板４、送電線５の接続部を内蔵
しているので、従来の発電機のような外殻フレームが不
要となるだけでなく、ケーシング１０の隙間からの水の
侵入による漏電や錆による腐食を防ぎ、さらに回転子１
５の振動による固定子内の断線や部品損傷が防止され、
水力発電機１の耐久性を向上することができる。
ど耐水、絶縁性に優れたモールド樹脂により成形され、
その内部に固定子３や基板４、送電線５の接続部を内蔵
しているので、従来の発電機のような外殻フレームが不
要となるだけでなく、ケーシング１０の隙間からの水の
侵入による漏電や錆による腐食を防ぎ、さらに回転子１
５の振動による固定子内の断線や部品損傷が防止され、
水力発電機１の耐久性を向上することができる。
【００２６】従って、本発明により、超小形で高効率、
高信頼性を有して、低コスト化を実現する水力発電機を
得ることができる。
高信頼性を有して、低コスト化を実現する水力発電機を
得ることができる。
【００２７】なお、上記実施形態では、モールド樹脂に
より成形されたハウジングに固定子を内蔵した水力発電
機によって説明したが、鋼板やアルミダイキャスト製な
どの外殻によりハウジングを形成し、その内部に固定子
を収納した水力発電機においても、上記の小形、低コス
ト化などの諸性能を満足することができる。
より成形されたハウジングに固定子を内蔵した水力発電
機によって説明したが、鋼板やアルミダイキャスト製な
どの外殻によりハウジングを形成し、その内部に固定子
を収納した水力発電機においても、上記の小形、低コス
ト化などの諸性能を満足することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水力発電
機によれば、コンパクトな構造を有して発電機を小形化
することができ、しかも発電効率に優れかつ耐久性のよ
い高信頼性を得られる、安価な水力発電機を提供するこ
とができる。
機によれば、コンパクトな構造を有して発電機を小形化
することができ、しかも発電効率に優れかつ耐久性のよ
い高信頼性を得られる、安価な水力発電機を提供するこ
とができる。
【図１】 実施形態の水力発電機の縦断面図である。
【図２】 従来例の水力発電機の縦断面図である。
１……水力発電機
２……ハウジング
３……固定子
８……ケーシング（Ａ）
９……ケーシング（Ｂ）
１０……ケーシング
１３……流路
１５……回転子
１８……羽根車
１９……固定軸
２０……マグネット部
２１……ブレード
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H072 AA06 AA26 BB07 BB31 CC01
CC42 CC95
5H605 AA02 AA07 BB02 BB10 BB17
CC01 CC02 CC03 CC04 CC05
CC10 DD05 DD09 DD13 DD16
DD32 EB01 EB16 FF06 GG04
GG06 GG18
5H607 AA05 AA12 BB02 BB07 BB14
BB26 CC01 CC03 CC05 DD03
DD08 DD19 FF27 GG07 GG11
JJ01 JJ05 JJ06 JJ10
Claims (2)
- 【請求項１】 固定子を収納した筒状のハウジングと、 前記ハウジングの中空部に流体の流路を形成するケーシ
ングと、 前記固定子の内側にあって、前記ケーシング内の流路に
回転自在に配されたマグネット部とブレードを備えた回
転子とから構成され、 流路に流体を流して回転子を回転させ発電を行うことを
特徴とする水力発電機。 - 【請求項２】 前記筒状のハウジングが、モールド樹脂
により成形され、前記固定子を内蔵したことを特徴とす
る請求項１に記載の水力発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205089A JP2003021038A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 水力発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205089A JP2003021038A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 水力発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021038A true JP2003021038A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19041458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001205089A Pending JP2003021038A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 水力発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003021038A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005055824B3 (de) * | 2005-11-17 | 2006-11-02 | Voith Turbo H + L Hydraulic Gmbh & Co. Kg | Pumpenaggregat |
| JP2009544265A (ja) * | 2006-07-14 | 2009-12-10 | オープンハイドロ グループ リミテッド | 水力発電タービン |
| JP2009303353A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Toto Ltd | 水栓用発電機 |
| JP2010098933A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置 |
| WO2014026250A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Spinergy Pty Ltd | Inline power generator |
| EP2458719B1 (de) * | 2010-12-04 | 2020-06-10 | Joachim Krämer | Energiewandler |
| JP7289847B2 (ja) | 2018-03-16 | 2023-06-12 | エービー サンドビック コロマント | 電気エネルギーを取得するための発電機アセンブリを備えた機械加工ツール及びそのような取得のための方法 |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001205089A patent/JP2003021038A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005055824B3 (de) * | 2005-11-17 | 2006-11-02 | Voith Turbo H + L Hydraulic Gmbh & Co. Kg | Pumpenaggregat |
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| AU2013302327B2 (en) * | 2012-08-17 | 2017-06-29 | Power4U Energy Pty Ltd | Inline power generator |
| JP7289847B2 (ja) | 2018-03-16 | 2023-06-12 | エービー サンドビック コロマント | 電気エネルギーを取得するための発電機アセンブリを備えた機械加工ツール及びそのような取得のための方法 |
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