JP2003013838A - 発電用ゲート - Google Patents

発電用ゲート

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JP2003013838A
JP2003013838A JP2001200798A JP2001200798A JP2003013838A JP 2003013838 A JP2003013838 A JP 2003013838A JP 2001200798 A JP2001200798 A JP 2001200798A JP 2001200798 A JP2001200798 A JP 2001200798A JP 2003013838 A JP2003013838 A JP 2003013838A
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water
gate
gate door
door body
generator
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JP2001200798A
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Masato Doi
正人 土居
Yukihiro Yamamoto
幸広 山本
Akihiro Takahashi
晃裕 高橋
Shuji Sato
修二 佐藤
Kanji Kobayashi
完爾 小林
Shingo Misawa
伸吾 三澤
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水路の放流水量を調整することができるばか
りか、自然流下水のエネルギーを有効利用して発電する
ことができる発電用ゲートを提供する。 【解決手段】 開閉手段7により昇降して水路1を開閉
するゲート扉体2に、水路1の水を流下させる通水部3
を貫通して設ける。そして、このゲート扉体2には、通
水部3を流下する水流によって回転する水車4と、この
水車4によって回転させられる発電機5を取付け、ゲー
ト扉体2により水路1を閉じた状態で通水部3を通る自
然流下水により、水車4を回転させ、発電機5を回転さ
せて発電する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、常時、
放流がなされる自然流下水路などに設置することによ
り、自然流下水のエネルギーを有効利用して発電するこ
とができる発電用ゲートに関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、常時、放流がなされている自
然流下水路をゲート扉体の昇降によって開閉しできるよ
うに構成したゲートが知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
ゲートは、ゲート扉体の開度調整によって自然流下水路
の流下水量が調整できる機能を有しているものの、自然
流下水のもつエネルギーを有効利用する機能は有してい
ない。このため、自然流下水は、そのエネルギーの有効
利用を図ることなく無駄に放流されている。 【0004】そこで、本発明は、水路の放流水量を調整
することができるばかりか、自然流下水のエネルギーを
有効利用して発電することができる発電用ゲートを提供
することを目的としている。 【0005】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る発電用ゲートは、開閉手段により昇降
して水路を開閉するゲート扉体を備え、このゲート扉体
に前記水路の水を流下させる通水部が貫通して設けら
れ、この通水部を流下する水流によって回転する水車
と、この水車と同時に回転する発電機の両者が前記ゲー
ト扉体に取付けられていることを特徴としている。 【0006】本発明によれば、開閉手段によりゲート扉
体を下限位置に下降させて、水路を閉じた状態に保持し
ても、通水部から所定水量の水を自然流下させて、水路
の放流水量を調整することができる。また、自然流下水
によって水車を回転させて発電を行ない、電力を供給す
ることができる。さらに、開閉手段によりゲート扉体を
上昇させて、水路を開放することによって、通水部のみ
から自然流下させる場合の水量を超える大量の水を自然
放流して、上流域の溢水を防止することもできる。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施の形態の
全体を示す縦断側面図である。この図において、水路1
にゲート扉体2を昇降可能に設け、このゲート扉体2に
水路1の水を流下させる通水部3が水平方向に貫通して
設けられ、この通水部3を流下する水流Fによって回転
する水車4と、この水車4と同時に回転する発電機5の
両者をゲート扉体2に取付け、このゲート扉体2の上端
部にスピンドル6の下端部を連結し、このスピンドル6
の上端側を、ギヤーボックス7Aや操作ハンドル7Bも
しくは電動機(図示省略)などを備えた手動または自動
式の開閉手段7に組込んで連結して発電用ゲート8を構
成している。 【0008】水路1としては、常時、放流がなされる自
然流下水路が推奨され、通水部3は、水平方向にゲート
扉体2を貫通して設けられている。したがって、水車4
と発電機5の両者は、通水部3の内部に水平方向の軸線
を有して配置される。また、水車4は、中心部の水車ボ
ス4Aと、この水車ボス4Aの外周に径外方向にのびて
設けられた複数枚の水車羽根4Bとを備え、発電機5
は、中心部に回転子を配置したインナロータ型横軸タイ
プのもので、水密に構成された水中発電機によってな
り、複数枚の案内羽根9を介して通水部3の内部でゲー
ト扉体2に取付けられており、インナロータと同時に回
転する発電機の回転軸5Aの先端部に水車ボス4Aを同
時回転可能に取付けてある。 【0009】このような構成であれば、開閉手段7によ
りゲート扉体2を実線で示す下限位置に下降させて、水
路1を閉じた状態に保持しても、通水部3から所定水量
の水を自然流下(矢印F)させて、水路1の放流水量を
調整することができる。また、自然流下水によって水車
4を回転させ、この回転は回転軸5Aを介して発電機5
の回転子に伝達して発電を行ない、電力を供給すること
ができる。つまり、自然流下水のエネルギーを有効利用
して発電することができる。さらに、案内羽根9,9…
によって自然流下水に旋回速度成分を与えて水車4に導
くことができるので、水車効率(発電効率)が向上す
る。このように、本発明に係る発電用ゲート8によれ
ば、水路1の流下水量の調整が可能であるばかりか、自
然流下水のエネルギーを有効利用して発電することがで
きる。 【0010】一方、開閉手段7によりゲート扉体2を二
点鎖線で示す位置に上昇させて、水路1を開放すること
により、その開度に応じて通水部3のみから自然流下さ
せる場合の水量を超える大量の水を自然放流して、上流
域の溢水を防止することもできる。 【0011】つぎに、本発明の第2実施の形態を説明す
る。図2は、第2実施の形態を示す縦断側面図である。
なお、前記第1実施の形態と同一または相当部分には、
同一符号を付してある。この第2実施の形態では、水車
4と発電機5を一体にして通水部3の内部に水平方向の
軸線を有して配置される。発電機5は、外周部に回転子
を配置したアウターロータ型横軸タイプのもので、水密
に構成された水中発電機によってなり、そのアウターロ
ータに複数枚の水車羽根4Bが同時回転可能に取付けら
れて水車4を構成している。そして、発電機5の発電機
軸5Bは、その軸方向の両端部を軸受10A,10Bに
よって回転不能に支持され、一方の軸受10Aが複数枚
の案内羽根9を介して通水部3の内部でゲート扉体2に
取付けられ、他方の軸受10Bが複数枚の支持棒9Bを
介して通水部3の内部でゲート扉体2に取付けられてい
る。 【0012】このように構成された第2実施の形態で
も、前記第1実施の形態と同様の作用・効果を奏するこ
とができるとともに、第1実施の形態よりも面間寸法L
を小さく抑えてコンパクトに構成することができるの
で、ゲート扉体2の厚さを薄くして重量を軽減すること
ができる。このため、ゲート扉体2自体のコストを削減
し、かつ小径のスピンドル6と小型の開閉手段7(ただ
し、図2には図示していない)の使用を可能にして、設
備費を大幅に削減することができる。 【0013】水車4と発電機5を通水部3の内部に水平
方向の軸線を有して配置する構造であれば、図3に示す
ように、通水部3の入口中心部に水平方向の軸線を有す
るインナーケーシング11を取付けて第2通水部3Aを
形成し、この第2通水部3Aを流下する水流Fによって
回転する水車4と、この水車4と同時に回転する発電機
5の両者をインナーケーシング11に取付けて、発電用
ゲート8を構成しても、前記第1実施の形態と同様の作
用・効果を奏することができる。なお、図3に示す第3
実施の形態において、第1実施の形態と同一部分には、
同一符号を付して、重複した説明は省略する。 【0014】また、図4に示すように、水平にのびる上
流部12Aと、この上流部12Aの下流端部から下側に
向けて垂直に折れ曲がる下流部12Bとからなるインナ
ーケーシング12を設け、このインナーケーシング12
の上流部12Aをゲート扉体2に貫通挿入し、下流部1
2Bをゲート扉体2の外部で下流側壁面に沿って延設さ
せて通水部3を形成し、この通水部3を流下する水流F
によって回転する縦軸水車4と、この水車4と同時に回
転する縦軸発電機5の両者を、垂直軸線を有して下流部
12Bに取付けて、発電用ゲート8を構成しても、前記
第1実施の形態と同様の作用・効果を奏することができ
る。なお、図4に示す第4実施の形態において、第1実
施の形態と同一部分には、同一符号を付して、重複した
説明は省略する。 【0015】一方、図5に示すように、ゲート扉体2に
設けた通水部3には、水平軸線を有する水車4を回転自
在に収容し、発電機5を陸用発電機で構成してゲート扉
体2の上面に取付けるとともに、水平方向の水車軸4C
と発電機5の垂直回転軸5Aは、直交変換動力伝達機構
13を介して同時回転できるように構成するとともに、
直交変換動力伝達機構13をギヤケース14に収容し、
かつ発電機5の回転軸5Aを回転軸ケーシング15に回
転自在に収容し、この回転軸ケーシング15を介して、
ギヤケース14をゲート扉体2に固定支持した構造、つ
まり、回転軸ケーシング15により、水車4、水車軸4
Cおよびギヤケース14などを揺動不能に強固に支持し
て、発電用ゲート8を構成しても、前記第1実施の形態
と同様の作用・効果を奏することができるとともに、発
電機5のみをゲート扉体2から取外すことができるの
で、発電機5のメンテナンスを容易に行うことができ
る。なお、図5に示す第5実施の形態において、第1実
施の形態と同一部分には、同一符号を付して、重複した
説明は省略する。 【0016】また、図6に示すように、水平にのびる上
流部12Aと、この上流部12Aの下流端部から下側に
向けて垂直に折れ曲がる下流部12Bとからなるインナ
ーケーシング12を設け、このインナーケーシング12
の上流部12Aをゲート扉体2に貫通挿入し、下流部1
2Bをゲート扉体2の外部で下流側壁面に沿って延設さ
せて通水部3を形成し、この通水部3を流下する水流F
によって回転する縦軸水車4を回転自在に下流部12B
に収容し、この縦軸水車4と同時に回転する縦軸陸用発
電機5をインナーケーシング12の上面に取付けて、発
電用ゲート8を構成しても、前記第1実施の形態と同様
の作用・効果を奏することができるとともに、発電機5
のみをインナーケーシング12から取外すことができる
ので、発電機5のメンテナンスを容易に行うことができ
る。 【0017】さらに、図7に示すように、ゲート扉体2
に貫通して設けた水平方向の通水部3に、該通水部3を
流下する水流Fによって回転する縦軸水車4を回転自在
に収容し、この縦軸水車4と同時に回転する縦軸陸用発
電機5をゲート扉体2の上面に取付けて、発電用ゲート
8を構成しても、前記第1実施の形態と同様の作用・効
果を奏することができるとともに、発電機5のみをゲー
ト扉体2から取外すことができるので、発電機5のメン
テナンスを容易に行うことができる。 【0018】なお、前記各実施の形態では、発電機5を
使用しているが、水車4によって電動機を回転させるこ
とで、発電機5として機能させるようにしてもよい。 【0019】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発電
用ゲートは構成されているので、以下のような格別の効
果を奏する。 【0020】すなわち、開閉手段によりゲート扉体を下
降させて、水路を閉じた状態に保持しても、通水部から
所定水量の水を自然流下させて、水路の放流水量を調整
することができるばかりか、自然流下水によって水車を
回転させて発電を行ない、電力を供給することができる
ので、自然流下水のエネルギーを有効に利用して、エネ
ルギーの無駄を省くことができる。また、開閉手段によ
りゲート扉体を上昇させて、水路を開放することによっ
て、通水部のみから自然流下させる場合の水量を超える
大量の水を自然放流して、上流域の溢水を防止すること
もできる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施の形態の全体を示す縦断側面
図である。 【図2】本発明の第2実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【図3】本発明の第3実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【図4】本発明の第4実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【図5】本発明の第5実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【図6】本発明の第6実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【図7】本発明の第7実施の形態を部分的に示す縦断側
面図である。 【符号の説明】 1 水路 2 ゲート扉体 3 通水部 4 水車 5 発電機 7 開閉手段 8 発電用ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 晃裕 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 佐藤 修二 東京都中央区日本橋室町3丁目1番3号 株式会社クボタ東京本社内 (72)発明者 小林 完爾 大阪府枚方市中宮大池1丁目1番1号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 三澤 伸吾 東京都中央区日本橋室町3丁目1番3号 株式会社クボタ東京本社内 Fターム(参考) 3H074 AA08 AA12 BB10 CC16 CC28 CC32

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 開閉手段により昇降して水路を開閉する
    ゲート扉体を備え、このゲート扉体に前記水路の水を流
    下させる通水部が貫通して設けられ、この通水部を流下
    する水流によって回転する水車と、この水車と同時に回
    転する発電機の両者が前記ゲート扉体に取付けられてい
    ることを特徴とする発電用ゲート。
JP2001200798A 2001-07-02 2001-07-02 発電用ゲート Pending JP2003013838A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351246A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Torishima Pump Mfg Co Ltd 発電ゲート
WO2011005215A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Ip Management (Pte.) Ltd. Hydroelectric inflow dam system
JP2012246909A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Hajime Gokan 発電装置
JP2014145347A (ja) * 2013-01-30 2014-08-14 Toshiba Corp 軸流水車発電装置
RU2737770C1 (ru) * 2020-03-17 2020-12-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Гидравлическая электрическая станция (ГЭС)

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