JP2006118405A - Power generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば水道管、灌漑用水路、工場の給水管・排水管等の流水路を流れる流水の水力を利用する発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation device that uses the hydropower of flowing water flowing through a flowing water channel such as a water pipe, an irrigation water channel, a water supply pipe or a drain pipe of a factory.
従来、この種の発電装置としては、特許文献1に開示されるものがある。この発電装置は、屋内の水道管内に固定羽と回転ロータとからなるタービンを構成し、水道管を流れる水道水を固定羽で案内して回転ロータに当てることで同回転ロータを回転させ、回転ロータに連結された発電機を回転させるようになっている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものは、水道水は固定羽で整流されるものの、回転ロータの構成が不明で、回転軸が効率良く回るようにはなっていない。このため、発電効率が低いと考えられる。
However, although the thing described in the said
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、流水路を流れる流水の水力による発電をより効率良く行うことができる発電装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a power generator capable of more efficiently generating power by the hydropower of flowing water flowing through a flowing water channel.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、流水路上に設置されて同流水路の水路を形成するハウジング内に、回転軸線が水流方向と異なる方向に延びる羽根車を設け、前記水路を通過する流水の水力により同羽根車を回転駆動するように構成し、同羽根車の回転軸を発電機に作動連結するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an impeller extending in a direction different from the water flow direction is provided in a housing that is installed on the water flow channel and forms a water channel of the water flow channel. The impeller is rotationally driven by the hydraulic power of the flowing water passing through the water channel, and the rotating shaft of the impeller is operatively connected to the generator.
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明に加え、前記羽根車を複数設けたことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明に加え、複数の前記羽根車の回転軸を1つの出力軸に作動連結し、この出力軸を発電機に作動連結するようにしたことを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 2, in addition to the invention described in
Further, in the invention according to claim 3, in addition to the invention according to claim 2, the rotating shafts of the plurality of impellers are operatively connected to one output shaft, and the output shafts are operatively connected to the generator. It is characterized by that.
また、請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明に加え、前記ハウジングには、前記羽根車の回転軸に作動連結された発電機を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, the housing includes a generator operatively connected to a rotating shaft of the impeller. It is characterized by that.
また、請求項5に記載の発明では、流水路上に設置されて同流水路の水路を形成するハウジング内に、複数枚の羽根を備えた翼車を設けるとともに、その翼車の回転軸線を水流方向に沿わせ、前記水路を通過する流水の水力により同翼車を回転駆動するように構成し、同翼車の回転軸を発電機に作動連結するようにしたことを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 5, an impeller having a plurality of blades is provided in a housing that is installed on the flowing water channel to form a water channel of the flowing water channel, and the rotation axis of the impeller is flown in the water flow. The impeller is configured to be driven to rotate by hydraulic force of flowing water passing through the water channel along the direction, and the rotating shaft of the impeller is operatively connected to a generator.
本発明によれば、水道管、灌漑用水路、工場の吸水管・排水管等の流水路を流れる流水の水力により羽根車又は翼車をより効率良く回転させることができるので、流水路を流れる流水の水力による発電をより効率良く行うことができる。 According to the present invention, the impeller or the impeller can be rotated more efficiently by the hydraulic power of the flowing water such as a water pipe, an irrigation water channel, a water absorption pipe and a drain pipe of a factory. It is possible to more efficiently generate power by hydropower.
(第1実施形態)
次に、本発明を具体化した第1実施形態を図1に従って説明する。
図1(a),(b)に示すように、発電装置10は、公道に設置されている水道本管から分岐されて個人等の敷地に引き込まれた水道管(流水路)11上において水道メータよりも2次側に設置されている。発電装置10は、水道管11上に接続されるハウジング12を備えている。ハウジング12は、水道管11の水路を形成する水路形成部13と、この水路形成部13から側方に飛び出した複数(本実施形態では3個)の羽根車ハウジング14とからなる。各羽根車ハウジング14は、水路形成部13の外径とほぼ同じ厚さの扁平な円体とされ、その内側には、扁平な円形の羽根車室15を備えている。羽根車室15の外周部における一部は水路形成部13の水路を兼ねている。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
各羽根車ハウジング14の羽根車室15には、水路形成部13内における水流方向と直交する回転軸16が回転可能に支持され、この回転軸16には渦巻型の羽根車17が固定されている。各羽根車17は、水流の上流方向に湾曲した複数の羽根17aを備えている。各羽根17aは、その回転域が水路形成部13内の水路の断面全体を占めるように構成され、同水路を流れる水道水の水力により効率良く回転するようになっている。各回転軸16の一端は、羽根車ハウジング14の外部に延出され、その端部には傘歯車18が固定されている。
The
一方、各羽根車ハウジング14の外部には、水路形成部13に沿って延びる出力軸19が、水道管11に固定された図示しない支持部材に対し回転可能に支持されている。出力軸19には、前記各傘歯車18に噛み合う複数の傘歯車20が固定されている。出力軸19の一端は、ハウジング12に固定された発電機21に接続されている。すなわち、発電機21には、各羽根車17の回転軸16がそれぞれ作動連結されている。発電機21は、ハウジング12に固定された図示しない支持部材に対して固定され、その出力端子が図示しない蓄電池に電線によって接続されている。
On the other hand, on the outside of each
さて、水道水が使われると、水道管11の中を水道水が流れ、発電装置10の水路形成部13内の水路を水道水が流れる。すると、各羽根車ハウジング14における水路部分を流れる水道水の水力により、それぞれの羽根車17が回転駆動される。このとき、各羽根車ハウジング14の水路部分を流れる水道水は、水路形成部13内の水路の断面全体を占めるように構成された各羽根17aに効率良く当たる。このため、羽根車17は、水道水の水力により効率良く回転する。そして、各羽根車17の回転は、両傘歯車18,20を介して出力軸19に伝達され、発電機21が回転駆動される。この結果、水道水が使われるたびに、水道管11を流れる水道水の水力による発電が行われ、蓄電池に電力が蓄電される。蓄電池に蓄えられた電気は、例えば、停電時において非常用ライトを点灯させたり、平常時において熱帯魚の酸素ポンプを駆動させたりするために用いられる。このため、平常時においては、家庭の電気料金を減らすことができる。
When the tap water is used, the tap water flows through the
本実施形態の発電装置10においては、水道管11上に設置されて水道管11の水路を形成する水路形成部13に羽根車ハウジング14を設け、水路形成部13内の水路を通過する水道水の水力により羽根車ハウジング14内の羽根車17を回転駆動するようにした。そして、この羽根車17の回転により、発電機21を駆動するようにした。このため、水道管11を流れる水道水の水力により羽根車17が効率良く回転駆動されるので、前述した従来の技術に比較して、効率良く発電を行うことができる。
In the
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態について図2を用いて説明する。
図2(a),(b)に示すように、本実施形態の発電装置10は、水道管11上に設置されて水道管11の水路を形成する略円筒状の翼車ハウジング30を備えている。翼車ハウジング30は、水道管11よりも大径とされ、水道管11の水路よりも大径の水路を備えている。翼車ハウジング30内には、その一端側及び他端側に固定された一対の支持部材31,32間に、複数の翼車(本実施形態では3個)33が固定された回転軸34が回転可能に支持されている。すなわち、回転軸34の回転軸線は、翼車ハウジング30内の水路における水道水の水流方向に沿っている。各翼車33はそれぞれ3枚の羽根33aから構成され、隣り合う翼車33同士は互いに羽根33aが軸方向に重ならないように設けられている。また、各翼車33は、翼車ハウジング30の水路における内周面の内径とほぼ同じ外径とされている。そして、翼車ハウジング30内の水路を流れる水道水の水力により、各翼車33が回転駆動されるようになっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
回転軸34には、その水道管11の下流側の端部に傘歯車35が固定されている。一方、翼車ハウジング30には、翼車ハウジング30を貫通する出力軸36が回転可能に支持されている。出力軸36には、翼車ハウジング30内の端部に傘歯車37が固定され、この傘歯車37は、前記傘歯車35に噛み合わされている。また、出力軸36の他端には、翼車ハウジング30の外部において図示しない支持部材により固定された発電機21が接続されている。すなわち、発電機21には、翼車33の回転軸34が作動連結されている。
A bevel gear 35 is fixed to the
さて、水道管11を水道水が流れると、翼車ハウジング30内の水路を流れる水道水の水力により、各翼車33が回転駆動される。このとき、翼車ハウジング30内の水路を流れる水道水は、翼車ハウジング30の水路の内周面にほぼ近い外径の翼車33全体に効率良く当たる。このため、各翼車33は、水道水の水力により効率良く回転する。そして、水道水が使われるたびに発電機21が駆動され、蓄電池が充電される。従って、本実施形態も、前記第1実施形態と同じ効果を有する。
Now, when tap water flows through the
(第3実施形態)
次に、本発明を具体化した第3実施形態を図3に従って説明する。
図3(a),(b)に示すように、本実施形態の発電装置10は、水道管11上に設置されて水道管11の水路を形成する長円形状のハウジング40を備えている。ハウジング40は、その中央部における両側において水道管11に接続され、その両端部側に一対の羽根車室41A,41Bを備えている。ハウジング40は、両羽根車室41A,41Bの間に直線状の水路を備えている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
ハウジング40の羽根車室41A,41Bには、ハウジング40内の水路に直交する一対の回転軸42A,42Bがそれぞれ回転可能に支持され、各回転軸42A,42Bにはそれぞれ羽根車43A,43Bが固定されている。各羽根車43A,43Bは、それぞれ羽根車室41A,41Bのほぼ一杯を占め、また、各歯同士が噛み合うように構成され、水路を流れる水道水の水力により効率良く回転するようになっている。回転軸42Aはハウジング40の外部に延出され、その端部には発電機21に接続されている。すなわち、両羽根車41A,41Bの各回転軸42A,42Bは、出力軸としての回転軸42Bに作動連結されている。
The
さて、水道管11の中を水道水が流れると、ハウジング40内の水路を水道水が流れる。すると、この水道水の水力により、両羽根車43A,43Bが回転駆動される。このとき、ハウジング40の水路を流れる水道水は、水路全体を占めるように構成された両羽根車43A,43Bに効率良く当たる。このため、両羽根車43A,43Bは、水道水の水力により効率良く回転する。そして、両羽根車43A,43Bの回転は、回転軸42A介して発電機21に伝達される。この結果、水道水が使われるたびに、水道管11を流れる水道水の水力による発電が行われ、蓄電池に電力が蓄電される。従って、本実施形態も前記第1実施形態と同じ効果を有する。
When tap water flows through the
(第4実施形態)
次に、本発明を具体化した第4実施形態を図4に従って説明する。
図4(a),(b)に示すように、本実施形態の発電装置10は、第1実施形態と同様に、水道管11上に設置されて水道管11の水路を形成する羽根車ハウジング50を備えている。羽根車ハウジング50は、平面視長方形の箱状であって、その長手方向において対向する両側壁にそれぞれ水道管11が接続されている。羽根車ハウジング50内における水路は、実質的には羽根車ハウジング50の中央部において長手方向に延びる領域であって、この領域外の周辺部においては水道水は停滞した状態となる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
羽根車ハウジング50内には、水路を挟んで相対抗する一対の羽根車51が複数組(本実施形態では4組)設けられている。各羽根車51は、羽根車ハウジング50内において上下に延びる状態で回転自在に支持された回転軸52と、この回転軸52の周囲に設けられた螺旋状の羽根部53とからなる。すなわち、回転軸52は、羽根車ハウジング50内の水路における水流方向に直交している。各組の両羽根車51は、その羽根部53の旋回方向が互いに逆とされている。そして、各組の羽根車51は、水路を流れる水道水の水力により、互いに逆向きに回転するようになっている。
In the
各羽根車51の回転軸52には、羽根車ハウジング50の外部において傘歯車54がそれぞれ固定されている。また、羽根車ハウジング50の上部には、羽根車ハウジング50の長手方向に延びる一対の出力軸55A,55Bが回転自在に支持されている。出力軸55Aは、水路を挟んで一方の側に配置された各羽根車51の回転軸52の上方に配置され、各傘歯車54にそれぞれ噛み合う複数の傘歯車56を介して各羽根車51に作動連結されている。また、出力軸55Bは、出力軸55Aと同様に、水路を挟んで他方の側に配置された各羽根車51に作動連結されている。
A
また、羽根車ハウジング50の外側には、それぞれ前記出力軸55A,55Bが連結された一対の発電機57A,57Bが固定されている。各発電機57A,57Bは、その出力端に接続された電線が、それぞれ蓄電池58に接続されている。なお、羽根車ハウジング50は、水道管11の地表上部分と共にカバー59によって覆われている。
A pair of
さて、水道管11を水道水が流れると、羽根車ハウジング50内の水路を通過する水道水の水力により、各羽根車51対が回転駆動される。このとき、水路を通過する水道水は、水路の両側に配置された両羽根車51の羽根部53に対し水路側の部分に当たる。このため、各組の羽根車51対は、水道水の水力により効率良く回転する。
Now, when tap water flows through the
各組の羽根車51の回転は、両傘歯車54,56を介して各出力軸55A,55Bに伝達され、各発電機57A,57Bが回転駆動される。この結果、水道水が使われるたびに発電機57A,57Bが駆動され、蓄電池58が充電される。従って、本実施形態も、前記第1実施形態と同じ効果を有する。
The rotation of each pair of
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・ 前記第1実施形態において、水路形成部13の水路を挟んで相対向する位置に羽根車ハウジング14を一対で設け、各羽根車ハウジング14内に収容した各羽根車17の羽根17aが、同水路内で重なるように構成する。この場合、各羽根車17の回転軸16同士をタイミングプーリ及びベルトで連結し、両羽根車17の回転を同期させることで、羽根17a同士が干渉しないようにする。この場合にも、第1実施形態と同じ効果がある。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the first embodiment, a pair of
・ 前記第1実施形態で、各羽根車17の回転軸16にそれぞれ発電機21を直接接続する。
・ 本発明を、灌漑用水路、工場の給水管・排水管等の流水路において、その流水の水力により発電を行う発電装置に具体化する。
In the first embodiment, the
-The present invention is embodied in a power generation device that generates power by using the hydropower of the irrigation canal, the water supply pipe / drain pipe of the factory, and the like.
前記実施形態から把握され、請求項に記載されていない技術的思想を以下に記す。
(1) 請求項2に記載の発電装置において、前記羽根車の回転軸にそれぞれ発電機を直接接続したことを特徴とする発電装置。
The technical idea which is grasped from the embodiment and is not described in the claims will be described below.
(1) The power generation device according to claim 2, wherein a power generator is directly connected to a rotating shaft of the impeller.
10…発電装置、11…流水路としての水道管、12…ハウジング、15…水路、16…回転軸、17…羽根車、17a…羽根、19…出力軸、21…発電機、30…翼車ハウジング、33…翼車、33a…羽根、34…回転軸、36…出力軸、40…ハウジング、42A…回転軸、42B…出力軸としての回転軸、43A,43B…羽根車、50…羽根車ハウジング、51…羽根車、52…回転軸、55A,55B…出力軸、57A,57B…発電機。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
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JP2004305846A JP2006118405A (en) | 2004-10-20 | 2004-10-20 | Power generating device |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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