JP6709090B2 - Turbine equipment - Google Patents
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Description
本発明は、水車を、水路内に浸漬した使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とした水車装置に関する。 The present invention relates to a water turbine device that can move a water turbine between a use position in which it is immersed in a water channel and a non-use position above the water channel.
従来の水車装置には、水車を、その全部または一部が水路内に浸漬された使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とし、水車の点検、修理の際や、水路の増水時等には、水車を不使用位置まで引き上げるようにしたものがある(例えば特許文献1〜3参照)。
In the conventional water turbine device, the water turbine can be moved between a use position in which the water turbine is wholly or partially immersed in the water channel and a non-use position above the water channel, for inspection and repair of the water wheel, and for the water channel. There is a water wheel that is pulled up to an unused position when the water level increases (for example, see
特許文献1に記載されている発明においては、水車を吊り上げるワイヤの先端に重錘受け台を設け、これに重錘を順次積み重ねたり、重錘受け台に代わる重錘収容容器に重錘としての水を溜めたりして、水車を吊り上げるようにしているので、重錘受け台への重錘の着脱作業が重労働になったり、水の供給手段が必要となったりするとともに、装置全体が大型化する。
In the invention described in
特許文献2に記載されている発明においては、水車位置設定機構の回転操作ハンドルを回転させるか、またはモータ駆動により、水車を昇降させるようにしているため、回転操作ハンドルを回転させるものの場合は労力を要し、また、モータ駆動の場合は、構造が複雑になるとともに、電力の供給手段が必要となる。
In the invention described in
特許文献3に記載されている発明においては、支持台に一端を枢支した支持アームの他端に、水路の水中に一部を浸漬した水車を枢着し、水路の水位が変動した場合、支持アームが回動することにより、水車自体の浮力により、水車の浸漬深さが一定に維持されるようにしているので、水路の水位が変動しても、水車による発電を安定よく行うことができる。
しかし、特許文献3には、水車を水路の上方における不使用位置まで移動させて、水車の点検、修理等を行うことに関しては、記載も示唆もされていない。
また、特許文献3に記載されているものにおいては、水車を水路の上方の不使用位置まで移動させるには、相当の労力を要するものと推測される。
In the invention described in
However,
Further, in the technique described in
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、水車を、使用位置から架台上まで、軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned problems of the conventional technique, the present invention provides a water turbine device that can move the water turbine from the position of use to the stand with a light force and can simplify the structure. The purpose is to do.
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(1) 水路上に配設する水車装置において、水路の左右側壁上に載置する左右一対の側杆上に、水路を跨ぐ複数の横杆を前記側杆の前後における中間より後部に固定して架台を構成し、該前部の横杆の左右の中間に、左右一対のブラケットにより架設された水平軸をもって管状吊支体における上下方向の中間部を枢着し、該管状吊支体の下部にこれと連通する水車筐体を、その内部の水車軸が前記管状吊支体と直交するように固定するとともに、前記水車筐体の前方向に突出する前記水車軸の上流側を向く前端に、前向傾斜部を上流側に向けた複数の翼を備えた羽根車を装着し、前記管状吊支体の上端部には、前記水車筐体と重量バランスの取れるように重量を調節したバランス重錘を備えたバランスケースを固定し、前記水平軸を中心として前記バランスケースを下流側にし、前記水車筐体をその前部における羽根車の前向傾斜部を上向きに移動可能とする。
According to the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) In a water turbine device arranged on a waterway, a plurality of horizontal rods straddling the waterway are fixed to a rear portion of the side rods mounted on the left and right side walls of the waterway, from the middle in front of and behind the side rod. And a middle part in the up-and-down direction of the tubular suspension support body with a horizontal shaft erected by a pair of left and right brackets at the middle of the horizontal rod of the front part at the left and right sides. A water turbine casing that communicates with the lower portion is fixed so that the water turbine shaft therein is orthogonal to the tubular suspension support, and the front end that faces the upstream side of the water turbine shaft that projects in the front direction of the water turbine casing. to, an impeller having a plurality of blades toward the upstream side anterograde inclined portion attached to the upper end of the tubular Tsu支body to adjust the weight to take the said water wheel housing and weight balance fixing the balance case having a balance weight, the balance casing and on a downstream side, upwardly to allow move the direction inclined portion front of the impeller of the water turbine housing at the front about said horizontal axis ..
このような構成によると、簡単な構造で、水車を、使用位置から架台の上まで軽力で移動させることができ、水車を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。 With such a structure, the turbine can be moved lightly from the use position to the top of the stand with a simple structure, and the turbine can be inspected or repaired with the turbine in the unused position. it can.
(2) 上記(1)項において、前記バランスケースには発電機を配設し、前記管状吊支体内に回転可能に設けた伝動軸の上部を前記発電機に連結し、該伝動軸の下部は、前部は太く後端へかけて次第に細くした前後に長いものとした水車筐体内に水平に架設された水車軸に、傘歯車からなる伝動手段で連係され、前記水車筐体の前方に突出する水車軸の前端に固着された羽根車の回転力により、発電するようにした水車装置とする。 (2) In the above item (1), the generator is disposed in the balance casing, the connecting the top of the tubular Tsu支transmission shaft rotatably provided inside the said generator, the lower portion of the transmission shaft the front is horizontally bridged to water mill shaft waterwheel housing which assumed long before and after the tapering over the thick rear, are linked by transmission means comprising a bevel gear, in front of the water wheel housing The turbine device is configured to generate electric power by the rotational force of the impeller fixed to the front end of the protruding turbine shaft .
このような構成によると、水車の回転力により発電する発電装置がバランス重錘を兼用するので、別にバランス重錘を用意する必要がない。 With such a configuration, the power generator that generates electric power by the rotational force of the water turbine also serves as the balance weight, so that it is not necessary to separately prepare the balance weight.
(3) 上記(1)または(2)項において、前記水車が不使用位置に位置している状態で、水車筐体に架設された水車軸の後部は水車筐体に配設された発電機に連結され、該発電機の配電線の先端は、前記管状吊支体の内部を通り、該管状吊支体を支持する水平軸の内部を通って外部へ突出され、前記バランスケースには、前記水車筐体の重量とバランスの取れるバランス重錘が配設され、前記架台における前部の横杆に設けた左右一対のブラケットに支持された水平軸を介して、前記管状吊支体のバランスケースを下流側に水平に傾倒させた時に、該管状吊支体を水平状に固定する固定手段を、前記架台に設けて固定した水車装置とする。 (3) In the above item (1) or (2), the rear portion of the water turbine shaft installed in the turbine casing is a generator disposed in the turbine casing when the turbine is in the unused position. , The tip of the distribution line of the generator passes through the inside of the tubular suspension body, and is projected to the outside through the inside of the horizontal shaft that supports the tubular suspension body. A balance weight that is balanced with the weight of the water turbine casing is provided, and the balance of the tubular suspension body is provided through a horizontal shaft supported by a pair of left and right brackets provided on the front horizontal rod of the frame. A water wheel device is provided in which fixing means for horizontally fixing the tubular suspension body when the case is tilted horizontally to the downstream side is provided and fixed on the gantry .
このような構成によると、水車が不使用位置に位置している状態で、水車を架台に確実に固定しておくことができるので、水車の点検や修理を安全に行うことができる。 With such a configuration, the water turbine can be securely fixed to the gantry while the water turbine is located at the unused position, so that the water turbine can be safely inspected and repaired.
(4) 上記(1)項〜上記(3)項において、前記バランスケースの下面に、継手部を形成し、前記管状吊支体の上端に前記バランスケースの下面の継手部と係合可能な継手部を形成し、前記管状吊支体にバランスケースを着脱可能として装着した水車装置とする。 (4) In the above items (1) to (3) , a joint portion is formed on the lower surface of the balance case, and the upper end of the tubular suspension body can be engaged with the joint portion on the lower surface of the balance case. A water turbine device is provided in which a joint portion is formed and a balance case is detachably attached to the tubular suspension support .
このような構成によると、水車を使用位置、または不使用位置としている状態で、バランス重錘を吊支杆から外しておくことができるので、水車の使用中や、修理作業中に、バランス重錘が作業の妨げとなることがない。 With such a configuration, the balance weight can be removed from the suspension rod while the water turbine is in the use position or the non-use position, so that the balance weight can be removed during use of the water turbine or during repair work. The weight does not interfere with work.
本発明によると、水車を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a water turbine device that can move the water turbine from the use position to the non-use position with a light force and can simplify the structure.
以下、本発明の水車装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1および図2は、本発明の水車装置の第1の実施形態を示す。
水路1の左右の側壁1a、1a上には、水車装置2における架台3が設けられている。なお、図1の下方および図2の左方が、水路1の上流である。
Hereinafter, an embodiment of a water turbine device of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment of a water turbine device of the present invention.
On the left and
架台3は、水路1と平行として、左右の側壁1a、1a上に設けた左右1対の側杆4、4と、左右の側杆4、4間に架設した複数の横杆5、5とからなっている。
The
前方の横杆5の前面における左右方向のほぼ中央部には、左右1対の支持片6a、6aを有するブラケット6が固着されており、この両支持片6a、6a間には、上下方向を向く角管状の管状吊支体7における上下方向の中間部が、左右方向を向く水平軸8をもって枢着されている。
A
図2に示すように、管状吊支体7の下端には、水車9が設けられている。
水車9は、水密の水車筐体10と、水車筐体10内において、前後の軸受11、12をもって回転自在に枢支され、かつ前端部が、水車筐体10の前端より前方に水密状態で突出する水車軸13と、水車筐体10の前方において、水車軸13の前端に固着された羽根車14とを備えている。
As shown in FIG. 2, the lower end of the tubular
The
管状吊支体7の上端には、バランス重錘を兼ねる発電装置15が設けられている。
発電装置15は、管状吊支体7の上端に固着されたバランスケース16と、このバランスケース16内に収容された発電機17とを備えている。
The upper end of the tubular Tsu
発電機17は、管状吊支体7に設けた動力伝達手段18により、水車9に連係され、水車9の回転力により発電するようになっている。
動力伝達手段18は、管状吊支体7の上下の端部に設けられた軸受19、20によって枢支され、上端部が発電機17のロータ(図示略)に連結された上下方向を向く伝動軸21と、水車9の水車筐体10内に突入する伝動軸21の下端部に固嵌した第1傘歯車22と、水車9の水車筐体10内において、水車軸13の中間部に固嵌され、かつ第1傘歯車22と噛合する第2傘歯車23とを備えている。
Power transmission means 18, the tubular Tsu
したがって、水車9が、水路1内の流水1bに浸漬され、流水1bによって羽根車14および水車軸13が回転させられると、その回転力は、第2傘歯車23、第1傘歯車22、および伝動軸21を順次介して、発電機17に伝達され、その回転力によって発電機17のロータが回転させられて発電される。
Therefore, when the
バランス重錘となる発電装置15全体の質量と、水平軸8から発電装置15までの距離の積と、水車9全体の質量と水平軸8から水車9までの距離の積とは、ほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。
The product of the mass of the
このように、発電装置15の質量をバランス重錘として、水車9の質量にバランスさせることにより、水車9を、図1および図2に実線で示すように、水平軸8から垂下する管状吊支体7に吊支されて、水路1の流水1b中に浸漬された使用位置から、図1および図2に2点鎖線で示すように、水路1の流水1bの上方における不使用位置まで、およびその逆方向に、軽力で回動させることができる。
Thus, the mass of the
水車9を不使用位置とすることにより、水車9の点検、修理を容易に行うことができる。また、水路1の増水時に、水車9を不使用位置に退避させておくことにより、洪水時等における水車9の被害を未然に防止することができる。
水車9を不使用位置としたとき、管状吊支体7は、ほぼ水平をなすようにしてあるが、それに限定されるものではない。また、水車9を不使用位置としたとき、管状吊支体7における水平軸8より水車9方向の部分が、ブラケット6に設けたストッパ(図示略)に当接して、停止させられるようになっている。
By setting the
When the
水車9を不使用位置において確実に保持するため、管状吊支体7、発電装置15、または水車9のいずれかを架台3に固定する固定手段24が設けられている。
ここでは、この固定手段24は、架台3における前方の横杆5の上面に、不使用位置としたときの管状吊支体7を左右から挟むように立設した左右1対の突軸25、25と、一方の突軸25の上端に設けた雌ねじ孔(図示略)に螺合したフランジボルト26と、他方の突軸25の上端に、上下方向を向く有頭ピン27をもって一端部が枢着され、かつ他端部の側縁に、フランジボルト26の軸部26aに係脱しうる係合溝28が設けられた係止杆29とからなるものとしてあるが、その他の構造のものとすることもできる。
To securely hold the
Here, the fixing means 24, the upper surface of the front
水車9および管状吊支体7が、使用位置以外に位置しているときは、係止杆29は、図1に実線で示す非係合位置に位置させておき、水車9および管状吊支体7を、水面より上方の不使用位置に位置させることにより、管状吊支体7を前方の横杆5の上面に当接させた後、係止杆29を、非係合位置から、図1に2点鎖線で示すように、係合溝28がフランジボルト26の軸部26aに係合する係合位置まで、有頭ピン27を中心としてほぼ180°水平に回動させ、その後、フランジボルト26を締め付けることにより、管状吊支体7を拘束し、水車9を不使用位置に安定して保持することができる。
第1の実施形態においては、管状吊支体7の遊端に、発電装置15をバランス重錘として設けてあるので、簡単な構造で、水車9を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができ、水車9を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。
また、水車9の回転力により発電する発電装置15が、バランス重錘として機能するので、別途バランス重錘を用意する必要はない。
In the first embodiment, the free end of the tubular
Further, since the
さらに、水車9が不使用位置に位置している状態で、管状吊支体7、バランス重錘である発電装置15、または水車9のいずれかを架台3に固定する固定手段24を設けてあるので、水車9が不使用位置に位置している状態で、水車9を架台3に確実に固定しておくことができ、水車9の点検や修理を安全に行うことができる。
Further, in a state where the
図3は、本発明の水車装置の第2の実施形態を示す。なお、第1の実施形態におけるのと同一または類似の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する(第3の実施形態においても同様とする)。
第2の実施形態においては、水車9の水車筐体10内に発電機30を内蔵し、羽根車14の水車軸13を発電機30に直結して、羽根車14および水車軸13の回転により、直接発電機30のロータ(図示略)を回転させて発電するようにし、発電機30により発電された電力は、発電機30から管状吊支体7および水平軸8を通って外部に引き出され、かつ充電装置(図示略)に接続された給電線31を介して、充電装置に供給されるようにしてある。
FIG. 3 shows a second embodiment of the water turbine device of the present invention. The same or similar members as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and will not be shown in the drawings, and detailed description thereof will be omitted (the same applies to the third embodiment. ).
In the second embodiment, the
管状吊支体7の上端には、相欠き継手部7Aが形成され、第1の実施形態におけるバランスケース16の下部に形成された継手部16Aが、前記、管状吊支体7の上部の継手部7Aに係合されて2個のボルト・ナット33、33をもって固着することにより着脱可能として装着してある。前記バランスケース16は発電装置15に代えて、単なるバランス重錘32が設けられている。
The upper end of the tubular
したがって、水車9を使用位置、または不使用位置としているときは、ボルト・ナット33、33を外すことにより、バランス重錘32と管状吊支体7の上部の継手部7Aから、バランスケース16の下部に形成された継手部16Aを外しておくことができ、バランス重錘32が作業の妨げとなることがないようにすることができる。
Accordingly, the use position the
図4は、本発明の水車装置の第3の実施形態を示す。
第3の実施形態においては、架台3における前後の横杆5、5の中間部間に連結杆34を架設し、この連結杆34に設けたブラケット6をもって、管状吊支体7を枢支する水平軸8を水路1と平行をなすように支持し、管状吊支体7を、この水平軸8を中心として、図4に実線で示すように、上下方向を向く使用位置から、図4に2点鎖線で示すように、ほぼ水平をなして左右方向を向く不使用位置まで回動しうるようにしてある。
その他の構成は、第1の実施形態と同一としてある。
FIG. 4 shows a third embodiment of the water turbine device of the present invention.
In the third embodiment, bridged the connecting
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このような構成とすると、第1の実施形態においては、水車9を水路1の流水1bに逆らうように移動させつつ、管状吊支体7を使用位置から不使用位置まで回動させなければならないのに対して、水車9を水路1の流水1bに対して側方に移動するようにして、管状吊支体7を使用位置から不使用位置まで回動させることができるので、流水1bによる抵抗を軽減させることができる。
With this configuration, in the first embodiment, while the
本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、例えば、次のような変形した態様での実施が可能である。
(1) 架台3における側杆4および横杆5上に、管状吊支体7および水車9の回動範囲を切り欠いた、作業用の踏み板(図示略)を設ける。
(2) 固定手段24として、係止杆29等に代えて、不使用位置としたときの発電装置15を、後方の横杆5に係止させる係止手段(図示略)を設ける。
(3) 管状吊支体7の上端に、バランス重錘32を着脱可能として設ける。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in the following modified modes without departing from the scope of the claims.
(1) on the side beams 4 and Yoko杆5 in the
(2) As the fixing means 24, instead of the locking
(3) the upper end of the tubular
1 水路
1a側壁
1b流水
2 水車装置
3 架台
4 側杆
5 横杆
6 ブラケット
6a支持片
7 管状吊支体
7A 継手部
8 水平軸
9 水車
10 水車筐体
11、12 軸受
13 水車軸
14 羽根車
15 発電装置(バランス重錘)
16 バランスケース
16A 継手部
17 発電機
18 動力伝達手段
19、20 軸受
21 伝動軸
22 第1傘歯車
23 第2傘歯車
24 固定手段
25 突軸
26 フランジボルト
26a軸部
27 有頭ピン
28 係合溝
29 係止杆
30 発電機
31 給電線
32 バランス重錘
33 ボルト・ナット
34 連結杆
1 waterway
16 balance cases
16A joints 17
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