JP2003214311A - 水車装置 - Google Patents

水車装置

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JP2003214311A
JP2003214311A JP2002017225A JP2002017225A JP2003214311A JP 2003214311 A JP2003214311 A JP 2003214311A JP 2002017225 A JP2002017225 A JP 2002017225A JP 2002017225 A JP2002017225 A JP 2002017225A JP 2003214311 A JP2003214311 A JP 2003214311A
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JP
Japan
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water
guide groove
turbine
blades
water turbine
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JP2002017225A
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English (en)
Inventor
Toru Watanabe
徹 渡辺
Gousuke Toshimi
剛輔 年見
Haruo Iso
陽夫 磯
Masanori Kobayashi
正典 小林
Noriyuki Arai
紀之 荒井
Katsumi Hosokawa
勝己 細川
Masaaki Nomoto
雅昭 野本
Shigeaki Saito
重明 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nishimatsu Construction Co Ltd
Original Assignee
Nishimatsu Construction Co Ltd
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Publication date
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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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  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水車の回転力を確実に上げることのできる水
車装置を提供すること。 【解決手段】 落下する水を受ける多数の羽根4,…
が、外周に所定間隔に設けられて、水の落下によって羽
根4,…に加わる力で回転する水車6と、この水車6の
外周側に設けられて、落下する水を水車6の外周に沿っ
て案内する案内溝7とを備える。そして、案内溝7は、
水車6の外周のうちの、水の落下地点から水車6の下端
部までの間の、水車6の高さ方向中央部から下端部まで
延在している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、落下する水の力で
回転する水車を備えた水車装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば、落下する水の力で水
車を回転させ、この水車の回転力によるエネルギーを利
用して発電する水車装置が知られている。この一例とし
て、特開平9−41350号公報記載の水車式発電装置
が挙げられる。この水車式発電装置は、水を汲み上げる
ポンプと、このポンプから送られて流れ落ちる水で回転
する水車と、この水車の回転力で発電する発電機とを備
えている。また、前記水車の下方には、水車の軸と直交
する方向に延びて溝状に形成された水受け槽が設けられ
ている。この水受け槽の底面は、水車の回転方向の前方
が高く、後方が低い状態になるように勾配が付けられて
いる。そして、前記ポンプによって汲み上げられた水
が、水車に流れ落ちると、水車の羽根を押し下げて水車
を回転させた後、水受け槽内に落下する。この水受け槽
内に落下した水は、落下後、水受け槽内を前記勾配に沿
って流れたり、また、落下時の衝撃によって一旦水受け
槽内の前方壁に衝突した後、逆流することによって、羽
根車の回転に勢いをつけ、この回転力によって発電機が
発電するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、水車の回転
力は、水が衝突する水車の羽根の数によって決定され
る。すなわち、水の落下地点から水車の下端部までの間
に設けられた羽根に衝突する水が多いほど、回転力が上
がる。ここで、前記特開平9−41350号公報記載の
水車式発電装置では、ポンプから落下する水は、水車の
上端部近傍の羽根に衝突した後に、水受け槽内に落下
し、この水受け槽内を流れて、再び水車の下端部近傍の
羽根に衝突することによって水車に回転力を与えてお
り、水は、水車の上端部近傍と下端部近傍の羽根にしか
衝突しないので、水車に十分な回転力を与えることがで
きなかった。また、例えば、ポンプから落下する水の量
が少ない場合は、水受け槽内を流れる水の水位が低くな
るため、水受け槽に勾配が付けられていても、水車の下
端部近傍の羽根に水を確実に衝突させることができず、
水車に十分な回転力を与えることができなかった。一
方、落下する水の量が多い場合は、水受け槽内の水位が
高くなるため、水車の下端部から回転方向前方側にある
羽根にも水が衝突してしまい、これによって水の流れが
遅くなり、水車の回転力を弱めることがあった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、水車の回転力を確実に上げることのできる水車装置
を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、例えば、図1および図2に示す
ように、落下する水を受ける多数の羽根4,…が、外周
に所定間隔に設けられて、水の落下によって前記羽根
4,…に加わる力で回転する水車6と、この水車6の外
周側に設けられて、落下する水を水車6の外周に沿って
案内する案内溝7とを備え、この案内溝7は、前記水車
6の外周のうちの、水の落下地点から水車6の下端部ま
での間の、水車6の高さ方向中央部から下端部まで延在
していることを特徴とする。
【0006】請求項1の発明によれば、落下する水は、
前記水車の上端部の羽根に受けられ、前記水車の高さ方
向中央部から前記案内溝内を流れるとともに、この案内
溝内で、前記水車の高さ方向中央部から下端部までの羽
根に衝突し、この際に羽根に加わる力で水車が回転す
る。よって、従来のように、水車の上端部近傍と下端部
近傍の羽根のみでなく、水の落下地点から水車の下端部
までの間の羽根に、より多く水を衝突させることができ
る。また、従来のような勾配が付けられた水受け槽内
で、水を水車の羽根に衝突させる場合に比して、落下す
る水が少なくても、前記案内溝により、落下する水を前
記羽根に確実に衝突させることができる。さらに、落下
する水が多い場合でも、水車の下端部から回転方向前方
側の羽根に水が衝突することにより回転力が弱まること
もなく、水の落下地点から水車の下端部までの間の羽根
に、確実に水を衝突させることができる。したがって、
水車の回転力を確実に上げることができる。
【0007】請求項2の発明は、例えば、図1および図
2に示すように、請求項1記載の水車装置2において、
前記案内溝7の側壁14,14は、前記羽根4,…の側
部4a,…を覆っていることを特徴とする。
【0008】請求項2の発明によれば、前記案内溝の側
壁は、前記羽根の側部を覆っているので、前記案内溝内
を流れる水が、前記側壁によって外側へ流れ出すのを防
ぐことができ、また、羽根全体に水を衝突させることが
できる。したがって、水車の回転力をより一層上げるこ
とができる。
【0009】請求項3の発明は、例えば、図1および図
2に示すように、請求項1または2記載の水車装置2に
おいて、前記案内溝7は、樹脂によってコーティングさ
れていることを特徴とする。
【0010】請求項3の発明によれば、前記案内溝は、
樹脂によってコーティングされているので、前記案内溝
内を流れる水と案内溝との間の摩擦を小さくすることが
できる。したがって、水が案内溝内を流れやすくなり、
この点においても、水車の回転力を確実に上げることが
できる。
【0011】
【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、本発明の実施の形態の水
車装置の斜視図、図2は、水車装置の横断面図、図3
は、図2におけるA−A断面図である。図1および図2
に示すように、水路1が配設されており、この水路1に
本発明の実施の形態の水車装置2が設置されている。ま
た、水路1の上方には、前記水車装置2に水を流す樋3
(図1では図示しない)が設けられている。
【0012】前記水車装置2は、落下する水を受ける多
数の羽根4,…が、外周に所定間隔に設けられて水の落
下によって羽根4,…に加わる力で回転する水車6と、
この水車6の外周側に設けられて、落下する水を水車6
の外周に沿って案内する案内溝7とを備えている。
【0013】前記水車6は、図1に示すように、固定軸
9と、この固定軸9周りに架設されて回動自在な回動部
材10と、この回動部材10の外周に沿って設けられる
底板11と、この底板11の側縁部に該底板11から突
出して設けられる側板12,12とを備えた羽根車5を
有し、前記底板11と側板12,12との間に前記多数
の羽根4,…が所定間隔に取り付けられている。また、
水車6は、羽根車5の固定軸9の両端部が、それぞれ前
記水路1を形成する互いに対向する壁面1a,1aに直交
するようにして固定されることによって設置されてい
る。
【0014】前記案内溝7は、図1〜図3に示すよう
に、前記水車6の外周に沿って湾曲に傾斜した傾斜面1
3aを有するガイド本体13と、このガイド本体13の
両側面に設けられて、前記傾斜面13aから水車6側に
突出して設けられた側壁14,14とによって形成され
ている。前記側壁14,14は、側面視略台形状をなし
ており、羽根4,…の側部4a,…を覆っている。すな
わち、側壁14,14は、羽根4,…の基端部よりも水
車6の中心部側に延在している。
【0015】また、この案内溝7は、水車6の外周のう
ちの、水の落下地点から水車6の下端部までの間におい
て、水車6の高さ方向中央部より上方の位置から下端部
の水平位置まで延在している。ここで、前記水車6の高
さ方向中央部より上方の位置とは、水車6の上端部と中
央部との間のほぼ真ん中の位置をあらわす。このよう
に、案内溝7を水車6の高さ方向中央部より上方の位置
から下端部の水平位置まで延在するように設けることに
よって、落下する水をより多く案内溝7で受けることが
可能となる。
【0016】前記案内溝7の表面(すなわち、傾斜面1
3aおよび側壁14,14の内面)には、例えば、テフ
ロン(登録商標)等の樹脂によってコーティングされて
いる。
【0017】また、前記ガイド部本体13と側壁14,
14とは、水路1の底面に立設された4つの第1支持部
材15,…が、ガイド部本体13の下面に固定されるこ
とによって支持されている。さらに、ガイド部本体13
と側壁14,14とは、水路1を形成する互いに対向す
る壁面1a,1aに直交するように設けられた4つの第2
支持部材16,…が、側壁14,14の外面に固定され
ることによって支持されている。
【0018】このように水車装置2を構成することによ
って、樋3から流れる水が水車装置2に落下すると、こ
の水は、水車6の上端部の羽根4,…に受けられて、水
車6の高さ方向中央部から下端部まで案内溝7内を流れ
るとともに、この案内溝7内の羽根4,…に衝突し、こ
の際に羽根4,…に加わる水の力で水車6が回転する。
そして、案内溝7内を流れる水は、水車6の下端部の水
平位置から水路1に流される。
【0019】本発明の実施の形態の水車装置2によれ
ば、多数の羽根4,…が設けられた水車6と、落下する
水を水車6の外周に沿って案内する案内溝7とを備え、
この案内溝7は、水車6の外周のうちの、水の落下地点
から水車6の下端部までの間の水車6の高さ方向中央部
から下端部まで延在しているので、従来のように、水車
6の上端部近傍と下端部近傍の羽根4,…のみでなく、
水の落下地点から水車6の下端部までの間の羽根4,…
に、より多く水を衝突させることができる。また、落下
する水が少ないために、水を羽根4,…に確実に衝突さ
せることができなかったり、落下する水が多いために、
水車6の回転力が弱まることもなく、水の落下地点から
水車6の下端部までの間の羽根4,…に、確実に水を衝
突させることができる。したがって、水車6の回転力を
確実に上げることができる。
【0020】前記案内溝7を形成する側壁14,14
は、羽根4,…の側部4a,…を覆っているので、案内
溝7内を流れる水が側壁14,14によって外側へ流れ
出すのを防ぐことができ、また、羽根4,…全体に水を
衝突させることができる。したがって、水車6の回転力
をより一層上げることができる。
【0021】前記案内溝7は、樹脂によってコーティン
グされているので、案内溝7内を流れる水と案内溝7と
の間の摩擦を小さくすることができる。したがって、水
が案内溝7内を流れやすくなり、この点においても、水
車6の回転力を確実に上げることができる。
【0022】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変
更可能である。本発明の実施の形態において、前記水車
6は、羽根車5の固定軸9の両端部がそれぞれ水路1を
形成する互いに対向する壁面1a,1aに直交するように
して固定されることによって設置されているとしたが、
これに限らず、例えば、水路1の底面に基台を設置し、
この基台に前記羽根車5の固定軸9の両端部を固定する
ことによって設置しても良い。
【0023】また、本発明の実施の形態の水車装置2
に、例えば、前記水車6の回転力によって発電する発電
機を設けても良い。この発電機としては、例えば同期発
電機、誘導発電機等が挙げられる。また、水路1から流
れる水は、例えば下水であっても良い。
【0024】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、水の落下地点
から水車の下端部までの間の羽根に、より多く水を衝突
させることができるとともに、確実に水を衝突させるこ
とができる。したがって、水車の回転力を確実に上げる
ことができる。
【0025】請求項2の発明によれば、請求項1と同様
の効果を得ることができるのは勿論のこと、前記案内溝
内を流れる水が前記側壁によって外側へ流れ出すのを防
ぐことができ、また、羽根全体に水を衝突させることが
できる。したがって、水車の回転力をより一層上げるこ
とができる。
【0026】請求項3の発明によれば、請求項1または
2と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、前
記溝部内を流れる水と溝部との間の摩擦を小さくするこ
とができる。したがって、水が溝部内を流れやすくな
り、この点においても、水車の回転力を確実に上げるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すためのもので、水車
装置の斜視図である。
【図2】同、水車装置の横断面図である。
【図3】同、図2におけるA−A断面図である。
【符号の説明】
2 水車装置 4 羽根 4a 側部 6 水車 7 案内溝 14 側壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯 陽夫 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 小林 正典 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 荒井 紀之 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 細川 勝己 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 野本 雅昭 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 (72)発明者 斉藤 重明 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松建 設株式会社内 Fターム(参考) 3H072 AA12 AA26 BB31 CC01 CC42 CC71 CC96

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 落下する水を受ける多数の羽根が、外周
    に所定間隔に設けられて、水の落下によって前記羽根に
    加わる力で回転する水車と、 この水車の外周側に設けられて、落下する水を水車の外
    周に沿って案内する案内溝とを備え、 この案内溝は、前記水車の外周のうちの、水の落下地点
    から水車の下端部までの間の、水車の高さ方向中央部か
    ら下端部まで延在していることを特徴とする水車装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水車装置において、 前記案内溝の側壁は、前記羽根の側部を覆っていること
    を特徴とする水車装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の水車装置におい
    て、 前記案内溝は、樹脂によってコーティングされているこ
    とを特徴とする水車装置。
JP2002017225A 2002-01-25 2002-01-25 水車装置 Pending JP2003214311A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4840890B1 (ja) * 2010-11-15 2011-12-21 納 長尾 上掛式水車
JP2013127234A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Osamu Nagao 上掛け水車
JP6418623B1 (ja) * 2018-08-13 2018-11-07 義英 土橋 水流発電用折れ曲がり式水路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4840890B1 (ja) * 2010-11-15 2011-12-21 納 長尾 上掛式水車
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