WO2014112200A1 - 下掛け水車 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a water wheel, particularly an underwater water wheel suitable for a simple generator.
- Patent Document 1 As a water wheel used for power generation, an upper water wheel as well as a lower water wheel, which is constituted by a wheel type rotating body to which water wheel blades are attached (see Patent Document 1) is generally used.
- a conventional water wheel is a wheel type rotor, there is a problem that a strong rotational torque cannot be obtained as a result of few turbine blades receiving flowing water at most.
- the reality is that it is unsuitable for installation in a watershed with relatively little water flow, such as an irrigation channel.
- the present invention has been made in view of the above-described conventional problems and actual situations, and is a lower water turbine capable of efficiently rotating a water wheel shaft even in a relatively small water flow area such as a small and medium river or an agricultural waterway. It is an issue to provide.
- the present inventor does not attach the turbine blade to the rotating body itself, but attaches a running water receiving body to the conveyor belt, and at least between the two rotating bodies. It was found that if installed, extremely good results could be obtained, and the present invention was completed.
- the present invention solves the above-described problems with a water turbine in which a conveyor belt having a running water receiving body is installed between at least two rotating bodies installed on a base frame. is there.
- the running water receiving bodies are attached to the conveyor belt, so the area in contact with the running water becomes longer, so the number of receiving bodies that receive running water can be increased.
- power turbines especially simple generators, are also used in relatively small water flow areas such as small and medium rivers and agricultural waterways. It can be suitably used as a driving water wheel.
- FIG. 1 The schematic perspective view explanatory drawing of a base frame.
- (1) is a schematic side view of a rotating body, and (2) is a schematic front view of the same.
- Schematic upper surface explanatory drawing which shows the state which constructed the conveyor belt. Expansive sectional explanatory drawing of a conveyor belt.
- (1) is a schematic top view of a horizontal frame plate portion, and (2) is a schematic side view of the same.
- (1) is a schematic top view of a dust retaining shelf, and (2) is a schematic side view of the same.
- reference numeral 10 denotes a base frame, and two rotary bodies 20 are installed, one each at the upstream front end and downstream downstream end when the riverbed is installed.
- a conveyor belt 40 including a running water receiving body 30 is installed between the two rotating bodies 20.
- the number of rotating bodies 20 to be installed is not particularly limited, and may be two or more.
- the base frame body 10 is rotated by a pair of rectangular frame portions 11 and horizontal connecting plate portions 12 disposed at upper and lower portions between the pair of rectangular frame portions 11. A space that does not hinder the rotation of the body 20 is provided.
- reference numeral 21 denotes a main shaft of the rotating body 20.
- each rotating body 20 installed in front of and behind the base frame body 10 is configured by attaching and fixing a pair of rotating wheel portions 22 to both ends of the main shaft 21.
- Each of the main shafts 21 is rotatably supported by the base frame 10.
- a substantially V-shaped groove 22a is formed on the peripheral end surface of the rotating wheel portion 22 to prevent the installed conveyor belt 40 from falling off the rotating wheel portion 22, and the conveyor belt 40, the rotating wheel portion 22, By increasing the frictional force accompanying the increase in the contact area, the rotational force of the main shaft 21 of the rotating body 20 can be increased.
- the rotating body 20 is not particularly limited as long as the conveyor belt 40 can be installed. For example, a roll body or a gear can be used. However, the rotating body 20 is configured as described above in terms of drainage and light weight. The body 20 is desirable.
- the flowing water receiving body 30 is configured by a flat bucket that opens to the upstream side when flowing water is received.
- the specific number of the rotating water receiving bodies 30 is two rotating bodies 20. Is appropriately determined according to the distance and the amount of running water.
- the flowing water receiving body 30 is not particularly limited as long as it can receive flowing water. For example, a simple protruding plate-shaped body may be used, but the flowing water is received more efficiently, and the rotating body. In order to increase the rotational force of the 20 main shafts 21, it is desirable to use a bucket type having the above-described capacity.
- the conveyor belt 40 is configured by a substantially V-shaped belt having a cross-sectional shape corresponding to the groove 22 a of the rotating wheel portion 22, and is disposed before and after the base frame body 10. A total of two are installed between each of the rotating wheel portions 22, and the flowing water receiving body 30 is attached and fixed between the two conveyor belts 40.
- the conveyor belt 40 is not limited to a substantially V-shaped belt, but may be a flat belt (when the rotating body 20 is a roll body) or a chain belt (when the rotating body 20 is a gear) depending on the specific form of the rotating body 20. ) Etc. are appropriately selected and used.
- reference numeral 50 denotes a side plate portion.
- FIG. 8 several intakes 51 are appropriately formed, and at the downstream side edge of each intake 51, running water is drawn from the intake 51 to the base frame.
- An outwardly projecting plate 52 that guides the inside of the body 10 is attached.
- the side plate portions 50 are opposed to each other via a horizontal frame plate portion 60 that secures a rotation space portion 60 a of the rotating body 20 at both outer lower portions of the base frame body 10. is set up.
- an outward projecting plate 61 for guiding the flowing water downward is attached to the downstream side edge portion of the upstream side rotation space portion 60a of the horizontal frame plate portion 60. Since the amount of flowing water to the flowing water receiving body 30 can be increased by the side plate portion 50 and the horizontal frame plate portion 60, the rotational force of the main shaft 21 of the rotating body 20 can be further increased even in a small stream of flowing water. .
- reference numeral 70 denotes a dust locking fence part, which is configured by projecting an appropriate number of fence bars 72 downwardly on a curved part of a substantially U-shaped frame part 71.
- the dust locking fence portion 70 is fixedly protruded and fixed to the front portion of the base frame 10 so that the fence rod 72 is on the upstream side, thereby allowing tree branches, plastic bottles, polystyrene foam pieces, and the like.
- the various kinds of garbage are locked and the garbage can be prevented from entering the base frame body 10, so that the running water receiving body 30 and the conveyor belt 40 come into contact with the garbage and cause a rotation trouble or the like. Can be prevented.
- the garbage locking fence portion 70 is formed of a material having buoyancy, such as wood or foam, the dust locking fence portion 70 floats up and down by the action of floating when the river water increases. This makes it possible to stabilize the operation of the flowing water receiving body 30, and hence the rotation of the conveyor belt 40, which is more desirable.
- weight 80 is a weight, and is attached to the base frame body 10 via a chain 81, whereby the base frame body 10 can be stably fixed and held on the riverbed.
- the number of weights 80 is not particularly limited, and may be two or more.
- the underwater turbine of the present invention is installed on the river bottom with the dust locking fence portion 70 on the upstream side and fixed with a weight 80, the running water passes through the dust locking rail portion 70 and enters the base frame body 10. Break into. At that time, various kinds of dust are locked by the dust locking fence portion 70 and are prevented from entering the base frame body 10.
- the flowing water that has passed through both the outer side and the upper side of the dust locking fence 70 is partly formed by the outward protruding plate 52 of the side plate 50 and the outward protruding plate 61 of the horizontal frame plate 60, respectively.
- the amount of water flowing into the base frame body 10 is increased by being introduced into the base frame body 10.
- the flowing water that has entered the base frame 10 moves the flowing water receiving body 30 in the downstream direction by the water force. Since this running water receiving body 30 is attached and fixed to the conveyor belt 40, the conveyor belt 40 rotates as the running water receiving body 30 moves. Since the conveyor belt 40 is installed on the rotating body 20, the rotating wheel portion 22, and hence the main shaft 21 rotates as the conveyor belt 40 rotates. Therefore, if the main shaft 21 is connected to a generator or the like using the main shaft 21 as a drive shaft, efficient power generation or the like can be performed using the rotational force of the main shaft 21.
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Abstract
比較的水量の少ない流水域においても強い回転トルクを得ることができる下掛け水車の提供。 基枠体に設置した少なくとも2基の回転体間に、流水受止体を備えたコンベアベルトが架設されていることを特徴とする下掛け水車。
Description
本発明は水車、特に簡易発電機用として好適な下掛け水車に関する。
従来、発電に用いられる水車としては、上掛け水車はもとより下掛け水車も、水車羽根を取り付けた車輪型回転体によって構成されたもの(特許文献1参照)が一般に汎用されている。しかしながら、斯かる従来の水車は車輪型回転体であったため、流水を受ける水車羽根はせいぜい2枚程度と少ない結果、強い回転トルクを得ることができない、と云う問題があり、特に中小河川や農業用水路等の比較的水量の少ない流水域に発電用として設置するには不向きなのが実状であった。
本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、中小河川や農業用水路等の比較的水量の少ない流水域においても効率良く水車軸を回転することができる下掛け水車を提供することを課題としている。
本発明者は、上記の課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、回転体自体に水車羽根を取り付けるのではなく、コンベアベルトに流水受止体を取り付けて、少なくとも2基の回転体間に架設すれば、極めて良い結果が得られることを見い出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、基枠体に設置した少なくとも2基の回転体間に、流水受止体を備えたコンベアベルトが架設されていることを特徴とする下掛け水車により上記課題を解決したものである。
本発明は、コンベアベルトに流水受止体が取り付けられているので、流水と接触する領域が長くなるため、流水を受ける受止体の数を多くすることができる。その結果、従来の車輪型回転体の水車に比し、より強い回転トルクを得ることができるので、中小河川や農業用水路等の比較的水量の少ない流水域においても動力用水車、特に簡易発電機駆動用水車として好適に利用することができる。
以下本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図1~図3において、10は基枠体で、その川底設置時に上流側となる前端部と下流側となる後端部にそれぞれ1基ずつ、計2基の回転体20が設置されていると共に、当該2基の回転体20の間に、流水受止体30を備えたコンベアベルト40が架設されている。尚、設置する回転体20の数は特に限定されず、2基以上であっても良い。
基枠体10は、図4に示されているように、一対の長方形状枠部11と、当該一対の長方形状枠部11間の上下部に配設された水平連結板部12により、回転体20の回転に支障のないスペースを設けて構成されている。尚、図4中、21は回転体20の主軸を示している。
基枠体10の前後に設置された各回転体20は、図3及び図5に示されているように、それぞれ主軸21の両端部側に一対の回転輪部22を取り付け固定して構成され、当該主軸21はそれぞれ基枠体10に回転自在に軸支されている。この回転輪部22の周端面には略V字状の溝22aが形設され、架設したコンベアベルト40が回転輪部22から脱落するのを防止すると共に、コンベアベルト40と回転輪部22との接触面積の増大に伴なう摩擦力の増加により、回転体20の主軸21の回転力をアップし得るようになっている。
尚、回転体20としては、コンベアベルト40を架設し得るものであれば特に限定されず、例えばロール体や歯車等も使用し得るが、排水性と軽量性の点で上記の如き構成の回転体20が望ましい。
尚、回転体20としては、コンベアベルト40を架設し得るものであれば特に限定されず、例えばロール体や歯車等も使用し得るが、排水性と軽量性の点で上記の如き構成の回転体20が望ましい。
流水受止体30は、図1及び図6に示されているように、流水受止時上流側に開口している扁平バケットにより構成され、その具体的な設置数は2基の回転体20の距離や流水量に応じて適宜決定される。
尚、流水受止体30としては、流水を受止し得るものであれば特に限定されず、例えば単純な突出板状体であっても良いが、より効率良く流水を受止し、回転体20の主軸21の回転力をアップする上で上記の如き容部のあるバケットタイプとするのが望ましい。
尚、流水受止体30としては、流水を受止し得るものであれば特に限定されず、例えば単純な突出板状体であっても良いが、より効率良く流水を受止し、回転体20の主軸21の回転力をアップする上で上記の如き容部のあるバケットタイプとするのが望ましい。
コンベアベルト40は、図2及び図7に示されているように、回転輪部22の溝22aに対応する断面形状を有する略V字状ベルトにより構成され、基枠体10の前後に配設された各回転輪部22間に計2本架設されていると共に、この2本のコンベアベルト40間には上記の流水受止体30が取り付け固定されている。
尚、コンベアベルト40としては、略V字状ベルトに限らず、回転体20の具体的形態に応じて平ベルト(回転体20がロール体の場合)やチェーンベルト(回転体20が歯車の場合)等が適宜選定使用される。
尚、コンベアベルト40としては、略V字状ベルトに限らず、回転体20の具体的形態に応じて平ベルト(回転体20がロール体の場合)やチェーンベルト(回転体20が歯車の場合)等が適宜選定使用される。
50は側板部で、図8に示されているように、取水口51が適宜数形設されていると共に、各取水口51の下流側辺縁部には、流水を取水口51から基枠体10の内側に誘導する外方突出板52が付設されている。この側板部50は、図3及び図9に示されているように、基枠体10の両外側下部に、回転体20の回転スペース部60aを確保した水平枠板部60を介して一対対向設置されている。また、この水平枠板部60の上流側回転スペース部60aの下流側辺縁部には、流水を下方に誘導する外方突出板61が付設されている。
斯かる側板部50及び水平枠板部60により、流水受止体30への流水量を増量し得るので、流水量の少ない小川でも回転体20の主軸21の回転力をよりアップすることができる。
斯かる側板部50及び水平枠板部60により、流水受止体30への流水量を増量し得るので、流水量の少ない小川でも回転体20の主軸21の回転力をよりアップすることができる。
70はゴミ係止用柵部で、図10に示されているように、略U字状枠部71の湾曲部に適宜数の柵棒72を下方突設して構成されている。このゴミ係止用柵部70は、当該柵棒72部が上流側となるように基枠体10の前方部に突出して取り付け固定されており、これにより木の枝、ペットボトル、発泡スチロール片等の各種ゴミが係止され、それらのゴミが基枠体10内に侵入することを阻止し得るので、流水受止体30やコンベアベルト40がそれらのゴミと接触して回転障害等を起すことを防止することができる。
また、ゴミ係止用柵部70を、木材や発泡材等の浮力を有する材質で形成すれば、川の増水の際、当該ゴミ係止用柵部70が浮きの作用で上下に浮き沈みすることにより、流水受止体30の作動、従ってまたコンベアベルト40の回動を安定させることができるので、より望ましい。
また、ゴミ係止用柵部70を、木材や発泡材等の浮力を有する材質で形成すれば、川の増水の際、当該ゴミ係止用柵部70が浮きの作用で上下に浮き沈みすることにより、流水受止体30の作動、従ってまたコンベアベルト40の回動を安定させることができるので、より望ましい。
80は重りで、鎖81を介して基枠体10に取り付けられており、これにより基枠体10を川底に安定に固定保持することができる。尚、この重り80の数は特に限定されず、2個以上であっても良い。
次に、上記の実施の形態に係る下掛け水車の作動について説明する。
まず、ゴミ係止用柵部70を上流側にして本発明下掛け水車を川底に設置し、重り80で固定すれば、流水がゴミ係止用柵部70を通過して基枠体10内に侵入する。その際、各種ゴミはゴミ係止用柵部70に係止され、基枠体10内に侵入することは阻止される。また、ゴミ係止用柵部70の両外側部及び上方部を通過した流水は、それぞれ側板部50の外方突出板52及び水平枠板部60の外方突出板61により、その一部が基枠体10内に導入され、基枠体10内への流水量が増量する。
まず、ゴミ係止用柵部70を上流側にして本発明下掛け水車を川底に設置し、重り80で固定すれば、流水がゴミ係止用柵部70を通過して基枠体10内に侵入する。その際、各種ゴミはゴミ係止用柵部70に係止され、基枠体10内に侵入することは阻止される。また、ゴミ係止用柵部70の両外側部及び上方部を通過した流水は、それぞれ側板部50の外方突出板52及び水平枠板部60の外方突出板61により、その一部が基枠体10内に導入され、基枠体10内への流水量が増量する。
基枠体10内に侵入した流水は、その水勢によって流水受止体30を下流方向に移動させる。この流水受止体30はコンベアベルト40に取り付け固定されているので、流水受止体30の移動と共に、コンベアベルト40が回動する。このコンベアベルト40は回転体20に架設されているので、コンベアベルト40の回動に伴ない回転輪部22、従ってまたその主軸21が回転する。そこで、当該主軸21を駆動軸として発電機等に連結すれば、主軸21の回転力を利用して効率の良い発電等が可能となる。
10:基枠体
11:長方形状枠部
12:水平連結板部
20:回転体
21:主軸
22:回転輪部
22a:溝
30:流水受止体
40:コンベアベルト
50:側板部
51:取水口
52:外方突出板
60:水平枠板部
60a:回転スペース部
61:外方突出板
70:ゴミ係止用柵部
71:略U字状枠部
72:柵棒
80:重り
81:鎖
11:長方形状枠部
12:水平連結板部
20:回転体
21:主軸
22:回転輪部
22a:溝
30:流水受止体
40:コンベアベルト
50:側板部
51:取水口
52:外方突出板
60:水平枠板部
60a:回転スペース部
61:外方突出板
70:ゴミ係止用柵部
71:略U字状枠部
72:柵棒
80:重り
81:鎖
Claims (6)
- 基枠体に設置した少なくとも2基の回転体間に、流水受止体を備えたコンベアベルトが架設されていることを特徴とする下掛け水車。
- 前記基枠体の両外側下部に、取水口を有する一対の側板部が対向設置されていることを特徴とする請求項1記載の下掛け水車。
- 前記両側板部に、流水を取水口に誘導する外方突出板が付設されていることを特徴とする請求項1又は2記載の下掛け水車。
- 前記両側板部が、回転体の回転スペース部を確保した水平枠板部を介して取り付け固定されていると共に、当該水平枠板部に流水を下方に誘導する外方突出板が付設されていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載の下掛け水車。
- 前記基枠体の前方部に、ゴミ係止用柵部が取り付け固定されていることを特徴とする請求項1~4の何れか1項記載の下掛け水車。
- 前記ゴミ係止用柵部が、浮力を有する材質から成ることを特徴とする請求項5記載の下掛け水車。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013005954A JP2016048031A (ja) | 2013-01-17 | 2013-01-17 | 下掛け水車 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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- 2013-01-17 JP JP2013005954A patent/JP2016048031A/ja active Pending
- 2013-11-19 WO PCT/JP2013/081187 patent/WO2014112200A1/ja active Application Filing
Patent Citations (8)
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13871425 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13871425 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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