JP4856134B2 - 水力発電装置 - Google Patents
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Description
図1〜6は本発明装置の一形態例の説明図である。図1、図2は平面断面図及び平面図、図3は正面図、図4は側面図、図5、図6は側面断面図である。図7、図8は非防水型発電機を用いる場合等で発電機が冠水しない様にする場合の例の説明図である。図7は正面図、図8は側面断面図である。図9は本発明装置に用いる水車の形状例の説明図である。
本発明の実施の一形態例を図を参照して説明する。本発明装置1は、図1〜図6に示す様に、形態保持のために骨格部材61により骨格形成されていて、装置本体の主要部としては、羽根12が板状であり且つ6枚以上を有するとともに該羽根が水車の中心側に流水が流入し通過出来る間隙を有する様に配設されていて更には水流に対し直交方向で且つ水面に対し直交方向の回転軸11を有する図9に詳細を示す衝動水車10と水車の上流側に配設され流水の水力が水車の回転力に有効に働かない約半分の領域の流水を水車の回転力に寄与する側の領域に導水出来る様にするために水流に対して傾斜角θ1が約30〜60度の範囲の角度をなして配設された板状導水部材21とを具有し且つ水車10と板状導水部材21とが装置の平面的中央部を対称軸として概ね対称形態で一対をなして配設されていると共に、一対の水車10と板状導水部材21とを囲繞する角筒状部位30を具有し、更に、板状導水部材21の上流側に配設される部位で水車の回転に障害となる漂流物や魚等の流入を防止するために板状長尺部材41を水流に対して傾斜角θ2が約30〜60度の範囲の角度をなし且つ約20〜50mmの範囲の間隔で平行に配列した筋状スクリーン部位を具有し、水車10の回転力を歯車72による回転伝達機構で発電機71に伝達して発電出来る様にしている。そして、流水エネルギーを水車の回転力としてより有効に変換させるために、角筒状部位30の下流側開口部近傍の両側に前記開口部への外部側流水の回り込みを抑制するために下流方向に向かい外側へ開角θ3が約30〜80度の範囲の角度をなして突出させた下流側流水誘導部材51が付設されている。また、流水エネルギーを回転力として更により有効に変換させるために、付加して、図1(A)に示す様に、一対の水車の中間部から後方に向けて水車の外周に沿い僅少の間隔を確保して湾曲状をした水流制御補助部材81を一対の水車軸を結ぶ線から後方に各々の水車軸心角度として約10〜30度の範囲を目処として適宜配設することが好ましい。
次に、本発明の実施の他の形態例として、非防水型発電機を用いる場合等で発電機が冠水しない様にする場合の例を説明する。本発明装置1は、図7、図8に示す様に、骨格部材61と水車10の回転軸11を延長して、角筒状部位30と発電機71の間に空間を設けて発電機が冠水しない位置に配設される。尚、前記空間の間隔寸法は与条件により適宜設定されて良い。
水車部位10に関しては、図9に示す様に、主要部が、回転軸11と板状部材で断面形状が水力を効果的に回転力に変換出来うる彎曲又は屈曲形状をした羽根12と羽根12を両端で支持する円盤状部材13からなり、図5に示す様に、骨格部材61に軸受部材を介して回転可能な状態で留め付けられている。そして、羽根12の枚数は8〜20枚程度の範囲とし、軸からの間隙寸法は回転半径の約1/3〜1/2の寸法を目処とした形態が好ましい。また、一対の羽根12の回転位相位置を図1(A)においては対称位置に表示しているが、実際には調整して対称位置からずらして脈動の影響を低減させる。また、水車の規模が大きくなる場合は中間部にも円盤状部材13が適宜配設されて良い。そして、材質としては、例えば、ステンレス又は非鉄金属材、合金材もしくは高強度で耐久性及び耐食性を有するエンジニアリングプラスチック又はFRPやCFRP等のプラスチック複合材等が考えられ好ましいが、防錆処理が施された鉄鋼でも良く、その他、本発明の目的を達成出来る材質であれば限定されない。そして、他の部位・部材の材質に関しても、与条件を勘案し前述の材質の中から適切なものを適宜選択して用いられる。
10;水車
11;回転軸
12;羽根
13;円盤状部材
14;円筒状部材
21;板状導水部材
30;角筒状部位
41;スクリーン部位の板状長尺部材
42;スクリーン部位の形態保持補強部材
51;下流側流水誘導部材
52;下流側流水誘導部材の形態保持補強部材
61;骨格部材
62;板状部材
71;発電機
72;歯車
81;水流制御補助部材
82;床面嵩上げ部材
90;装置基礎
100;水底地盤等
Claims (2)
- 羽根が板状であり且つ6枚以上を有するとともに該羽根が水車の中心側に流水が流入し通過出来る間隙を有する様に配設されていて更には水流に対し直交方向で且つ水面に対し直交方向の回転軸を有する衝動水車と該水車の上流側に配設され流水の水力が水車の回転力に有効に働かない約半分の領域の流水を水車の回転力に寄与する側の領域に導水出来る様にするために水流に対して約30〜60度の範囲の角度をなして配設された板状導水部材とを具有し且つ前記水車と板状導水部材とが装置の平面的中央部を対称軸として概ね対称形態で一対をなして配設されているとともに、前記一対の水車と板状導水部材とを囲繞する角筒状部位を具有し、更に、前記板状導水部材の上流側に配設される部位で水車の回転に障害となる漂流物や魚等の流入を防止するために板状長尺部材を水流に対して約30〜60度の範囲の角度をなし且つ約20〜50mmの範囲の間隔で平行に配列した筋状スクリーン部位を具有し、水車の回転力を歯車による回転伝達機構で発電機に伝達して発電出来る様にしていることを特徴とする水力発電装置。
- 前記角筒状部位の下流側開口部近傍の両側に、前記開口部への外部側流水の回り込みを抑制するため、下流方向に向かい外側へ開角が約30〜80度の範囲の角度をなして突出させた下流側流水誘導部材が付設されていることを特徴とする請求項1に記載の水力発電装置。
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