JP2003269310A - 水車発電装置及び水車発電方法 - Google Patents
水車発電装置及び水車発電方法Info
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- JP2003269310A JP2003269310A JP2002070207A JP2002070207A JP2003269310A JP 2003269310 A JP2003269310 A JP 2003269310A JP 2002070207 A JP2002070207 A JP 2002070207A JP 2002070207 A JP2002070207 A JP 2002070207A JP 2003269310 A JP2003269310 A JP 2003269310A
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- water
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- turbine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水車発電装置としては、河川、ダムなど大き
なエネルギを対象に設置されており、下水処理場などか
らの放流水のエネルギを発電に活用することには困難が
多かった。 【解決手段】 回動自在のアームの先端に水車を設け、
このアームに取着された発電機との間をチェーンで接続
することにより、水車の回転により発電が行なわれる如
く構成され、水車にあたる水流が増大する場合にはアー
ムを水流増大に応じて離間する方向に調整駆動し、水流
が減少する場合には水流減少に応じてアームを近づける
方向に調整駆動するようにした。下水処理場などの堰か
ら越流する放流水の増減によっても簡単な機構で発電効
率を低下させないようにした。
なエネルギを対象に設置されており、下水処理場などか
らの放流水のエネルギを発電に活用することには困難が
多かった。 【解決手段】 回動自在のアームの先端に水車を設け、
このアームに取着された発電機との間をチェーンで接続
することにより、水車の回転により発電が行なわれる如
く構成され、水車にあたる水流が増大する場合にはアー
ムを水流増大に応じて離間する方向に調整駆動し、水流
が減少する場合には水流減少に応じてアームを近づける
方向に調整駆動するようにした。下水処理場などの堰か
ら越流する放流水の増減によっても簡単な機構で発電効
率を低下させないようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場などの
放流前の堰から越流する水のエネルギを電気に変換する
水車発電装置及び水車発電方法に関する。
放流前の堰から越流する水のエネルギを電気に変換する
水車発電装置及び水車発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水車を用いた水力発電設備は、河
川、ダムなど大きなエネルギを対象に設置されていた。
一方、下水処理場では汚水に各種処理を施した後に、処
理済水を河川などに放流する水のエネルギを利用する考
え方はなかった。また、水車を可動式とし水の当たる位
置を水車自体を動かして効率を高める方法もなかった。
川、ダムなど大きなエネルギを対象に設置されていた。
一方、下水処理場では汚水に各種処理を施した後に、処
理済水を河川などに放流する水のエネルギを利用する考
え方はなかった。また、水車を可動式とし水の当たる位
置を水車自体を動かして効率を高める方法もなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】下水処理場などからの
放流水を単に河川などへ放流してしまうのでは、この水
エネルギを有効に活用することができなかった。
放流水を単に河川などへ放流してしまうのでは、この水
エネルギを有効に活用することができなかった。
【０００４】本発明は、このような従来の課題を解決
し、下水処理場などにおける放流水のエネルギを電気に
変換する水車発電装置及び水車発電方法を提供すること
を目的とする。
し、下水処理場などにおける放流水のエネルギを電気に
変換する水車発電装置及び水車発電方法を提供すること
を目的とする。
【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の発明による水車発電装置は、一端に水車が
取着されたアームと、このアームに取着された発電機
と、前記水車と発電機間を連結した回転伝達手段と、前
記水車の位置を調整可能とする如く前記アームに接続さ
れたアーム駆動手段とを具備することを要旨とする。
に請求項１の発明による水車発電装置は、一端に水車が
取着されたアームと、このアームに取着された発電機
と、前記水車と発電機間を連結した回転伝達手段と、前
記水車の位置を調整可能とする如く前記アームに接続さ
れたアーム駆動手段とを具備することを要旨とする。
【０００６】請求項２の発明による水車発電装置は、前
記アームの他端には錘が取着されており、前記アームは
前記水車と前記錘との間にて支持手段によって回動自在
に支持されており、前記アームには、前記支持手段を支
点として前記アームが回動する如く前記アーム駆動手段
が接続されていることを要旨とする。
記アームの他端には錘が取着されており、前記アームは
前記水車と前記錘との間にて支持手段によって回動自在
に支持されており、前記アームには、前記支持手段を支
点として前記アームが回動する如く前記アーム駆動手段
が接続されていることを要旨とする。
【０００７】請求項３の発明による水車発電方法は、水
流に対して発電用の水車を配置し、この水車の回転によ
り発電を行なう水車発電方法において、前記水流の流量
増減に応じて前記水車位置を調整することを要旨とす
る。
流に対して発電用の水車を配置し、この水車の回転によ
り発電を行なう水車発電方法において、前記水流の流量
増減に応じて前記水車位置を調整することを要旨とす
る。
【０００８】請求項４の発明による水車発電方法は、前
記水流は堰から越流する放流水であって、この放流水の
流量が増大した場合には前記水車を前記堰から離間する
方向へ位置を調整し、前記放流水の流量が減少した場合
には前記水車を前記堰へ近づける方向に位置を調整する
ようにしたことを要旨とする。
記水流は堰から越流する放流水であって、この放流水の
流量が増大した場合には前記水車を前記堰から離間する
方向へ位置を調整し、前記放流水の流量が減少した場合
には前記水車を前記堰へ近づける方向に位置を調整する
ようにしたことを要旨とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図１を
参照して説明する。下水処理場における処理済の放流水
１１は、堰１２で仕切られた貯水槽１３から堰１２を越
流して河川などへ放流される。さて、本発明の実施形態
にあっては、このような堰１２を放流水１１が越流する
近傍に水車発電装置１を設置するようにしたものであ
る。
参照して説明する。下水処理場における処理済の放流水
１１は、堰１２で仕切られた貯水槽１３から堰１２を越
流して河川などへ放流される。さて、本発明の実施形態
にあっては、このような堰１２を放流水１１が越流する
近傍に水車発電装置１を設置するようにしたものであ
る。
【００１０】水車発電装置１においては、「く」字状に屈
折した主アーム１４の一端が支持台１５に可回動に軸支
されている。支持台１５は、貯水槽１３の水面より上方
に位置する如く設置されている。支持台１５には主アー
ム１４と反対側に副アーム１６が軸支されており、この
副アーム１６は主アーム１４と一体に回動する如く構成
されている。すなわち、主アーム１４と副アーム１６は
支持台１５を支点として一体に回動する。
折した主アーム１４の一端が支持台１５に可回動に軸支
されている。支持台１５は、貯水槽１３の水面より上方
に位置する如く設置されている。支持台１５には主アー
ム１４と反対側に副アーム１６が軸支されており、この
副アーム１６は主アーム１４と一体に回動する如く構成
されている。すなわち、主アーム１４と副アーム１６は
支持台１５を支点として一体に回動する。
【００１１】副アーム１６には位置調整アーム１８の一
端が取着されており、この位置調整アーム１８の他端は
位置調整装置１９に取着されている。位置調整装置１９
は支持台１５の近傍に設置されており、図示しないモー
タによって回転する如く構成されており、位置調整アー
ム１８は位置調整装置１９に偏心して可回転に取り付け
られている。
端が取着されており、この位置調整アーム１８の他端は
位置調整装置１９に取着されている。位置調整装置１９
は支持台１５の近傍に設置されており、図示しないモー
タによって回転する如く構成されており、位置調整アー
ム１８は位置調整装置１９に偏心して可回転に取り付け
られている。
【００１２】このような構成で、位置調整装置１９を駆
動することにより、位置調整アーム１８が略上下動する
ことになる。従って、位置調整アーム１８が下方へ移動
する場合には副アーム１６が下方へ回動することにな
り、支持台１５を支点として一体に回動する主アーム１
４は上方へ移動することになる。これとは逆に、主アー
ム１４を下方へ移動させる場合には、位置調整アーム１
８を上方へ移動させて副アーム１６を上方へ押し上げる
ことにより、主アーム１４は下方へ回動することにな
る。
動することにより、位置調整アーム１８が略上下動する
ことになる。従って、位置調整アーム１８が下方へ移動
する場合には副アーム１６が下方へ回動することにな
り、支持台１５を支点として一体に回動する主アーム１
４は上方へ移動することになる。これとは逆に、主アー
ム１４を下方へ移動させる場合には、位置調整アーム１
８を上方へ移動させて副アーム１６を上方へ押し上げる
ことにより、主アーム１４は下方へ回動することにな
る。
【００１３】なお、副アーム１６の先端には、副アーム
１６が支える重量に見合った重量の錘１７が固定されて
いる。これにより、主アーム１４と副アーム１６は支持
台１５を支点とし釣り合いがとれることになり、主アー
ム１４は支持台１５を支点として容易に回動することが
可能となる。また、支持台１５の近傍であって主アーム
１４の下方にはアームストッパー２０が設けられてお
り、このアームスットパー２０によって主アーム１４の
下方への回動の下限が規制される。
１６が支える重量に見合った重量の錘１７が固定されて
いる。これにより、主アーム１４と副アーム１６は支持
台１５を支点とし釣り合いがとれることになり、主アー
ム１４は支持台１５を支点として容易に回動することが
可能となる。また、支持台１５の近傍であって主アーム
１４の下方にはアームストッパー２０が設けられてお
り、このアームスットパー２０によって主アーム１４の
下方への回動の下限が規制される。
【００１４】さて、主アーム１４の先端には水車２１が
取り付けられている。また、主アーム１４の上部、すな
わち支持台１５の近傍に位置する主アーム１４には直流
発電機２２が取り付けられている。直流発電機２２は図
示しないが回転側を永久磁石とし、固定側をコイルにす
ることにより、ブラシレスにすることができ、構造を簡
単にすることができる。
取り付けられている。また、主アーム１４の上部、すな
わち支持台１５の近傍に位置する主アーム１４には直流
発電機２２が取り付けられている。直流発電機２２は図
示しないが回転側を永久磁石とし、固定側をコイルにす
ることにより、ブラシレスにすることができ、構造を簡
単にすることができる。
【００１５】水車２１と直流発電機２２間はチェーン２
３で連結されており、水車２１の回転はこのチェーン２
３を介して直流発電機２２へ伝達される。従って、水車
２１の回転に伴って直流発電機２２により発電されるこ
とになる。
３で連結されており、水車２１の回転はこのチェーン２
３を介して直流発電機２２へ伝達される。従って、水車
２１の回転に伴って直流発電機２２により発電されるこ
とになる。
【００１６】発電した電気は、市販のパワーコンディシ
ョナーに接続する。発電出力は、０〜４５０ＶＤＣほど
の電圧とし回転数の制御は行なわない。また、電圧を常
に高くするよう位置調整装置１９にて制御ができる。更
に、回転数制御の回路を付けないため、制御回路が簡単
になる。市販パワーコンディショナーと組み合わせるこ
とで、出力電圧と周波数は一定に維持することができ
る。
ョナーに接続する。発電出力は、０〜４５０ＶＤＣほど
の電圧とし回転数の制御は行なわない。また、電圧を常
に高くするよう位置調整装置１９にて制御ができる。更
に、回転数制御の回路を付けないため、制御回路が簡単
になる。市販パワーコンディショナーと組み合わせるこ
とで、出力電圧と周波数は一定に維持することができ
る。
【００１７】このようにして、本発明に係わる水車発電
装置１が構成される。主アーム１４の先端に取り付けら
れた水車２１は、堰１２から越流する放流水１１により
回転する位置に設置することにより、この放流水１１の
水力にて回転し、直流発電機２２にて発電される。すな
わち、水車２１の位置は貯水槽１３の処理済水が堰１２
を越流して放流される際に発電に最適なエネルギが得ら
れる位置に配置される。
装置１が構成される。主アーム１４の先端に取り付けら
れた水車２１は、堰１２から越流する放流水１１により
回転する位置に設置することにより、この放流水１１の
水力にて回転し、直流発電機２２にて発電される。すな
わち、水車２１の位置は貯水槽１３の処理済水が堰１２
を越流して放流される際に発電に最適なエネルギが得ら
れる位置に配置される。
【００１８】堰１２を越流する放流水１１の量は、貯水
槽１３に流入する処理済水の量により変化している。従
って、水車２１の位置を固定しておくと、堰１２を越流
する放流水１１の量によっては最適発電を行うことが困
難になる。そこで、本発明にあっては、堰１２から越流
する放流水１１の量に応じて水車２１の位置を変更調整
することができる。水車２１が取着された主アーム１４
を上下させることにより、水車２１の位置を調整する。
主アーム１４の上下動は、位置調整装置１９によって行
なう。
槽１３に流入する処理済水の量により変化している。従
って、水車２１の位置を固定しておくと、堰１２を越流
する放流水１１の量によっては最適発電を行うことが困
難になる。そこで、本発明にあっては、堰１２から越流
する放流水１１の量に応じて水車２１の位置を変更調整
することができる。水車２１が取着された主アーム１４
を上下させることにより、水車２１の位置を調整する。
主アーム１４の上下動は、位置調整装置１９によって行
なう。
【００１９】主アーム１４を上方へ上げるときは、位置
調整装置１９を回転させて位置調整アーム１８を下方へ
下げる。この結果、副アーム１６も下方へ下がり、主ア
ーム１４は支持台１５を支点にして上方へ上がる。これ
とは逆に、主アーム１４を下方へ下げるときは、位置調
整装置１９を逆方向に回転させて、位置調整アーム１８
を上方へ上げる。この結果、副アーム１６も上方へ上が
り、主アーム１４は支持台１５を支点にして下方へ下が
る。
調整装置１９を回転させて位置調整アーム１８を下方へ
下げる。この結果、副アーム１６も下方へ下がり、主ア
ーム１４は支持台１５を支点にして上方へ上がる。これ
とは逆に、主アーム１４を下方へ下げるときは、位置調
整装置１９を逆方向に回転させて、位置調整アーム１８
を上方へ上げる。この結果、副アーム１６も上方へ上が
り、主アーム１４は支持台１５を支点にして下方へ下が
る。
【００２０】主アーム１４は副アーム１６に比較して長
く、かつ主アーム１４には水車２１、直流発電機２２が
取着されており、主アーム１４は大重量となっている
が、副アーム１６の先端にこの主アーム１４の重量に釣
り合った錘１７が取り付けられているため、副アーム１
６を押し上げ、引き下げるには少量の力ですむ。このた
め、位置調整装置１９としては、大容量の設備とする必
要はない。
く、かつ主アーム１４には水車２１、直流発電機２２が
取着されており、主アーム１４は大重量となっている
が、副アーム１６の先端にこの主アーム１４の重量に釣
り合った錘１７が取り付けられているため、副アーム１
６を押し上げ、引き下げるには少量の力ですむ。このた
め、位置調整装置１９としては、大容量の設備とする必
要はない。
【００２１】さて、堰１２を越流する放流水１１の水量
が増大したときは、最適発電を得るため、水車２１の位
置を堰１２から離す必要がある。このときには、上述し
たように位置調整装置１９を回転せしめ、副アーム１６
を引き下げることにより主アーム１４が上がり、水車２
１を堰１２から離れた位置に配置させることができる。
また、堰１２を越流する放流水１１の水量が減少したと
きは、最適発電を得るため、水車２１の位置を堰１２へ
近づける必要がある。このときには、位置調整装置１９
を逆方向に回転せしめ、副アーム１６を押し上げること
により主アーム１４が下がり、水車２１を堰２１へ近づ
いた位置に配置させることができる。
が増大したときは、最適発電を得るため、水車２１の位
置を堰１２から離す必要がある。このときには、上述し
たように位置調整装置１９を回転せしめ、副アーム１６
を引き下げることにより主アーム１４が上がり、水車２
１を堰１２から離れた位置に配置させることができる。
また、堰１２を越流する放流水１１の水量が減少したと
きは、最適発電を得るため、水車２１の位置を堰１２へ
近づける必要がある。このときには、位置調整装置１９
を逆方向に回転せしめ、副アーム１６を押し上げること
により主アーム１４が下がり、水車２１を堰２１へ近づ
いた位置に配置させることができる。
【００２２】また、常時は水車２１は堰１２の越流位置
に配置されているが、この水車２１の保守点検修理など
を行なうときは、位置調整装置１９を作動させて主アー
ム１４を上方へ上げることにより、水車２１を放流水１
１から引き離すことが可能であり、作業員が水のあると
ころへ行く必要がなく、安全かつ容易に保守などを行な
うことができる。このことは、水車２１の保守などが完
了した後に再び水車を堰１２の近傍へ配置する際にも容
易に行なうことができることを意味している。
に配置されているが、この水車２１の保守点検修理など
を行なうときは、位置調整装置１９を作動させて主アー
ム１４を上方へ上げることにより、水車２１を放流水１
１から引き離すことが可能であり、作業員が水のあると
ころへ行く必要がなく、安全かつ容易に保守などを行な
うことができる。このことは、水車２１の保守などが完
了した後に再び水車を堰１２の近傍へ配置する際にも容
易に行なうことができることを意味している。
【００２３】上述した本発明の実施形態は、下水処理場
における処理済水の放流エネルギを利用した電力発生装
置、方法であったが、本発明はこれのみに限定されるも
のではなく、他の応用例として、農業の用水路や養魚場
などの水路へも応用できる。
における処理済水の放流エネルギを利用した電力発生装
置、方法であったが、本発明はこれのみに限定されるも
のではなく、他の応用例として、農業の用水路や養魚場
などの水路へも応用できる。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、下水放流に発電機を設置
することにより、水のエネルギの再利用ができ、流量が
あるが落差がないところでの発電を容易にした。また、
保守点検時の発電機の昇降が容易にできる。直流発電機
は、回転軸を永久磁石にするため、構造が簡単になる。
市販のパワーコンディショナーを使用するため、発電機
電圧、周波数(回転数)の一定制御をする必要がなく、つ
まり発電機制御の必要がなく構造が簡単になった。水車
の回転が直流発電機の電圧で容易に判断できる。このこ
とから、発電機電圧を常に高い位置に制御することが可
能になる。つまり、天秤の原理を利用し発電機を設置し
ているため、水に当たる羽の位置を容易に変更できるこ
とから、流量の変動に対し、発電電圧が変動する。
することにより、水のエネルギの再利用ができ、流量が
あるが落差がないところでの発電を容易にした。また、
保守点検時の発電機の昇降が容易にできる。直流発電機
は、回転軸を永久磁石にするため、構造が簡単になる。
市販のパワーコンディショナーを使用するため、発電機
電圧、周波数(回転数)の一定制御をする必要がなく、つ
まり発電機制御の必要がなく構造が簡単になった。水車
の回転が直流発電機の電圧で容易に判断できる。このこ
とから、発電機電圧を常に高い位置に制御することが可
能になる。つまり、天秤の原理を利用し発電機を設置し
ているため、水に当たる羽の位置を容易に変更できるこ
とから、流量の変動に対し、発電電圧が変動する。
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図。
１…水車発電機
１１…放流水
１２…堰
１３…貯水槽
１４…主アーム
１５…支持台
１６…副アーム
１７…錘
１８…位置調整アーム
１９…位置調整装置
２０…アームストッパー
２１…水車
２２…直流発電機
２３…チェーン
Claims (4)
- 【請求項１】 一端に水車が取着されたアームと、この
アームに取着された発電機と、前記水車と発電機間を連
結した回転伝達手段と、前記水車の位置を調整可能とす
る如く前記アームに接続されたアーム駆動手段とを具備
することを特徴とする水車発電装置。 - 【請求項２】 前記アームの他端には錘が取着されてお
り、前記アームは前記水車と前記錘との間にて支持手段
によって回動自在に支持されており、前記アームには、
前記支持手段を支点として前記アームが回動する如く前
記アーム駆動手段が接続されていることを特徴とする請
求項１記載の水車発電装置。 - 【請求項３】 水流に対して発電用の水車を配置し、こ
の水車の回転により発電を行なう水車発電方法におい
て、前記水流の流量増減に応じて前記水車位置を調整す
ることを特徴とする水車発電方法。 - 【請求項４】 前記水流は堰から越流する放流水であっ
て、この放流水の流量が増大した場合には前記水車を前
記堰から離間する方向へ位置を調整し、前記放流水の流
量が減少した場合には前記水車を前記堰へ近づける方向
に位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項３
記載の水車発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070207A JP2003269310A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 水車発電装置及び水車発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070207A JP2003269310A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 水車発電装置及び水車発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003269310A true JP2003269310A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29200845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002070207A Pending JP2003269310A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 水車発電装置及び水車発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003269310A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2400632A (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-20 | Anthony Thomas Morse | Subsea turbine energy generation apparatus |
| US7785037B2 (en) * | 2007-05-29 | 2010-08-31 | Lederer Gary | Spillway hydroelectric turbine |
| GB2494220A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-06 | John Whittaker | Sewage plant power generator |
| KR200465849Y1 (ko) | 2010-11-16 | 2013-03-13 | 가보 주식회사 | 방류수를 이용한 발전장치 |
| KR101393854B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-05-12 | 한국남부발전 주식회사 | 발전소에서 배출되는 냉각수를 이용한 발전시스템 |
| CN104265549A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-07 | 罗富强 | 水车式发电机组及电站 |
| JP2015031229A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 水機工業株式会社 | 小水力発電装置 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002070207A patent/JP2003269310A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2400632A (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-20 | Anthony Thomas Morse | Subsea turbine energy generation apparatus |
| GB2400632B (en) * | 2003-04-16 | 2006-04-26 | Anthony Thomas Morse | Subsea energy generation |
| US7785037B2 (en) * | 2007-05-29 | 2010-08-31 | Lederer Gary | Spillway hydroelectric turbine |
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