JP2008008427A - Hydraulic power unit - Google Patents

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JP2008008427A JP2006180199A JP2006180199A JP2008008427A JP 2008008427 A JP2008008427 A JP 2008008427A JP 2006180199 A JP2006180199 A JP 2006180199A JP 2006180199 A JP2006180199 A JP 2006180199A JP 2008008427 A JP2008008427 A JP 2008008427A
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Shogo Tanaka
彰吾 田中
Yukinobu Yumita
行宣 弓田
Shinichi Yoshikawa
伸一 吉川
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
日本電産サンキョー株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic power unit where a valve mechanism opening/closing a bypass passage can smoothly execute opening/closing operation. <P>SOLUTION: In this hydraulic power unit 1, a seal member 96 formed of fluorine-based rubber or a fluororesin is fixed to a contact surface of a valve element 90 constituting the valve mechanism 9 to a barrier plate 219. Minute irregularity is formed on a surface of the seal member 96, and a surface of the barrier plate 219 contacting the seal member 96 is formed with a smooth surface. By composing such a structure, the valve element 90 is prevented from being fixed to the barrier plate 219 when the valve mechanism 9 is brought into an open state from a close state. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水道水などを利用して発電を行う水力発電装置に関するものである。   The present invention relates to a hydroelectric power generation apparatus that generates power using tap water or the like.
蛇口の下方位置に手を差し出したとき、それをセンサが感知すると、蛇口から水を自動的に流すように構成した自動水栓装置が普及しつつある。また、水道水の流路の途中位置に小型の水力発電装置を設けるとともに、この水力発電装置によって得た電力を蓄え、この電力を自動水栓装置のセンサ回路などに供給する装置も案出されている。   An automatic water faucet device configured to automatically flow water from a faucet when a sensor senses the hand when the hand is placed below the faucet is becoming widespread. In addition, a small hydroelectric generator is installed in the middle of the tap water flow path, and an apparatus for storing electric power obtained by the hydroelectric generator and supplying the electric power to a sensor circuit of an automatic water faucet has been devised. ing.
このような水力発電装置において、水車室に供給される水量が増大すると、発電用水車の回転速度が高くなりすぎて、がたつきやノイズが発生する、発電用水車に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題点がある。また、水力発電装置からの出力電圧が規格上限値を超えてしまうことがある。そこで、発電用水車が配置された水車室を備えた発電用の第1の流路と、水車室に対して並列に構成されたバイパス用の第2の流路とを構成し、弁機構によって、流体圧が上昇したときに第2の流路を閉状態から開状態に切り換えることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In such a hydroelectric generator, when the amount of water supplied to the turbine chamber increases, the rotation speed of the power generation turbine becomes too high, and rattling and noise are generated. There is a problem such as. Moreover, the output voltage from the hydroelectric generator may exceed the standard upper limit value. Therefore, a first flow path for power generation provided with a water turbine chamber in which a water turbine for power generation is disposed, and a second flow path for bypass configured in parallel to the water turbine room are configured by a valve mechanism. It has been proposed to switch the second flow path from the closed state to the open state when the fluid pressure increases (see, for example, Patent Document 1).
このような弁機構は、例えば、図11に示すように、バイパス用の第2の流路を構成する開口部38″を備えた隔壁219″と、開口部38″を開閉するための弁体90″と、この弁体90″に形成された穴98″に先端側に嵌ることにより弁体90″を隔壁219″に接近する方向および離間方向に変位可能に支持する軸部97″と、流体圧に抗して開口部38″を閉鎖する方向に弁体を付勢するコイルバネ95″とによって構成できる。また、弁体90″の隔壁219″との当接面にシール部材を設けた構成も提案されている。
特開2003−129930号公報
For example, as shown in FIG. 11, such a valve mechanism includes a partition wall 219 ″ having an opening 38 ″ constituting a second flow path for bypass, and a valve body for opening and closing the opening 38 ″. 90 ″, and a shaft portion 97 ″ that supports the valve body 90 ″ so as to be displaceable in a direction approaching and separating from the partition wall 219 ″ by being fitted to a hole 98 ″ formed in the valve body 90 ″ on the tip side. It can be constituted by a coil spring 95 ″ that urges the valve body in the direction of closing the opening 38 ″ against the fluid pressure. Further, a sealing member is provided on the contact surface of the valve body 90 ″ with the partition wall 219 ″. A configuration is also proposed.
JP 2003-129930 A
しかしながら、図11に示すような弁機構において、弁体90″に設けたシール部材が不適切であると、弁体90″がシール部材を介して隔壁219″に固着してしまい、水圧が所定レベル以上になっても、弁体90″が変位しないなど、弁機構の滑らかな開動作が妨げられてしまうという問題点がある。また、シール部材が隔壁219″に固着すると、弁機構を閉状態から開状態にする際、シール部材自体が破断してしまうおそれもある。   However, in the valve mechanism as shown in FIG. 11, if the seal member provided on the valve body 90 ″ is inappropriate, the valve body 90 ″ is fixed to the partition wall 219 ″ via the seal member, and the water pressure is predetermined. Even if the level is exceeded, there is a problem that the smooth opening operation of the valve mechanism is hindered, for example, the valve body 90 ″ is not displaced. Further, if the seal member is fixed to the partition wall 219 ″, the seal member itself may be broken when the valve mechanism is changed from the closed state to the open state.
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、バイパス流路を開閉する弁機構が滑らかに開動作を行うことのできる水力発電装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a hydraulic power generation apparatus in which a valve mechanism that opens and closes a bypass flow path can smoothly open.
上記課題を解決するために、本発明では、発電用水車が配置された水車室を備えた発電用の第1の流路と、前記水車室に対して並列に構成されたバイパス用の第2の流路と、流体圧が上昇したときに前記第2の流路を閉状態から開状態に切り換える弁機構とを有する水力発電装置において、前記弁機構は、前記第2の流路を構成する開口部を備えた隔壁と、前記開口部を開閉するための弁体と、該弁体を前記隔壁に接近する方向および離間方向に変位可能に支持する支持機構と、流体圧に抗して前記開口部を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうちの少なくとも一方の当接面は、フッ素系ゴムまたはフッ素系樹脂で構成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, in the present invention, a first flow path for power generation including a water turbine chamber in which a water turbine for power generation is arranged, and a second bypass channel configured in parallel to the water turbine chamber. And a valve mechanism that switches the second flow path from a closed state to an open state when the fluid pressure rises, the valve mechanism constitutes the second flow path. A partition provided with an opening, a valve body for opening and closing the opening, a support mechanism for supporting the valve body so as to be displaceable in a direction approaching and separating from the partition, and against the fluid pressure A biasing member that biases the valve body in a direction to close the opening, and at least one of a contact surface of the valve body with the partition wall and a contact surface of the partition wall with the valve body The contact surface is made of fluorine rubber or fluorine resin.
本発明では、弁体と隔壁との当接面が、他の材料と比較して固着性が低いフッ素系ゴムまたはフッ素系樹脂で構成されている。このため、弁体が隔壁に当接して開口部を閉鎖している状態で流体圧が所定のレベルまで上昇し、弁体が隔壁から離間して開口部を開放しようとした際に、弁体が隔壁に固着して開口部を開放しないという事態を回避することができる。それ故、所定の流体圧になったときには、バイパス用の第2の流路に流体を導くことができるので、水車室に流体が高圧力で供給されることがない。それ故、発電用水車の回転速度が高くなりすぎることに起因するがたつきやノイズが発生することを防止できるとともに、発電用水車に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題を回避することができる。また、水力発電装置からの出力電圧が規格上限値を超えてしまうことを防止することができる。   In the present invention, the contact surface between the valve body and the partition wall is made of a fluorine-based rubber or a fluorine-based resin, which has a lower sticking property than other materials. Therefore, when the valve body is in contact with the partition wall and the opening is closed, the fluid pressure rises to a predetermined level, and when the valve body is separated from the partition wall and attempts to open the opening, the valve body It is possible to avoid a situation in which the opening does not open due to being fixed to the partition wall. Therefore, when a predetermined fluid pressure is reached, the fluid can be guided to the second flow path for bypass, so that the fluid is not supplied to the water turbine chamber at a high pressure. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of rattling and noise due to the rotational speed of the power generation water turbine being excessively high, and avoid problems such as wear of bearings for the power generation water turbine. it can. Moreover, it can prevent that the output voltage from a hydroelectric generator exceeds a specification upper limit.
本発明において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、前記フッ素系ゴムまたは前記フッ素系樹脂で構成された当接面は、表面に微細な凹凸が付与されている弾性体で構成されていることが好ましい。このように構成すると、弁体と隔壁との当接面同士が固着することをより確実に防止することができる。それ故、流体圧が所定のレベルまで上昇した場合には、バイパス用の第2の流路に流体を確実に導くことができる。   In the present invention, of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body, the contact surface made of the fluorine rubber or the fluorine resin is a surface. It is preferable that it is comprised with the elastic body to which the fine unevenness | corrugation is provided. If comprised in this way, it can prevent more reliably that the contact surfaces of a valve body and a partition will adhere. Therefore, when the fluid pressure rises to a predetermined level, the fluid can be reliably guided to the second flow path for bypass.
本発明において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、いずれか一方の当接面が前記フッ素系ゴムまたは前記フッ素系樹脂で構成され、他方の当接面は平滑面で構成されていることが好ましい。このように構成すると、一方の当接面で固着を防止できるので、他方の面については平滑面により構成することにより液漏れを防止することができる。   In the present invention, any one of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is made of the fluorine rubber or the fluorine resin. The other contact surface is preferably a smooth surface. If comprised in this way, since adhesion | attachment can be prevented by one contact surface, a liquid leak can be prevented by comprising the other surface by a smooth surface.
本発明の別の形態では、発電用水車が配置された水車室を備えた発電用の第1の流路と、前記水車室に対して並列に構成されたバイパス用の第2の流路と、流体圧が上昇したときに前記第2の流路を閉状態から開状態に切り換える弁機構とを有する水力発電装置において、前記弁機構は、前記第2の流路を構成する開口部を備えた隔壁と、前記開口部を開閉するための弁体と、該弁体を前記隔壁に接近する方向および離間方向に変位可能に支持する支持機構と、流体圧に抗して前記開口部を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうちの一方の当接面は、表面に微細な凹凸が付与された弾性体で構成されていることを特徴とする。   In another embodiment of the present invention, a first flow path for power generation provided with a water turbine chamber in which a water turbine for power generation is disposed, and a second flow path for bypass configured in parallel to the water turbine chamber; And a valve mechanism that switches the second flow path from the closed state to the open state when the fluid pressure rises, the valve mechanism includes an opening that forms the second flow path. A partition wall, a valve body for opening and closing the opening, a support mechanism for supporting the valve body so as to be displaceable in a direction approaching and separating from the partition, and closing the opening against fluid pressure An urging member that urges the valve body in a direction to move, and one of the contact surfaces of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is It is characterized by comprising an elastic body having fine irregularities on its surface.
本発明では、弁体と隔壁との当接面に微細な凹凸が形成されているため、弁体が隔壁に当接して開口部を閉鎖している状態で流体圧が所定のレベルまで上昇し、弁体が隔壁から離間して開口部を開放しようとした際に、弁体が隔壁に固着して開口部を開放しないという事態を回避することができる。それ故、所定の流体圧になったときには、バイパス用の第2の流路に流体を導くことができるので、水車室に流体が高圧力で供給されることがない。それ故、発電用水車の回転速度が高くなりすぎることに起因するがたつきやノイズが発生することを防止できるとともに、発電用水車に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題を回避することができる。また、水力発電装置からの出力電圧が規格上限値を超えてしまうことを防止することができる。   In the present invention, since minute irregularities are formed on the contact surface between the valve body and the partition wall, the fluid pressure rises to a predetermined level with the valve body contacting the partition wall and closing the opening. When the valve body is separated from the partition wall and tries to open the opening, it is possible to avoid a situation in which the valve body is fixed to the partition wall and the opening is not opened. Therefore, when a predetermined fluid pressure is reached, the fluid can be guided to the second flow path for bypass, so that the fluid is not supplied to the water turbine chamber at a high pressure. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of rattling and noise due to the rotational speed of the power generation water turbine being excessively high, and avoid problems such as wear of bearings for the power generation water turbine. it can. Moreover, it can prevent that the output voltage from a hydroelectric generator exceeds a specification upper limit.
本発明において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、いずれか一方の当接面が前記弾性体で構成され、他方の当接面は平滑面で構成されていることが好ましい。このように構成すると、一方の当接面で固着を防止できるので、他方の面については平滑面により構成することにより液漏れを防止することができる。   In the present invention, any one of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is constituted by the elastic body, and the other contact surface. The surface is preferably a smooth surface. If comprised in this way, since adhesion | attachment can be prevented by one contact surface, a liquid leak can be prevented by comprising the other surface by a smooth surface.
本発明において、前記微細な凹凸は、例えば、梨地状、網目状、または同心円状に形成されている。   In the present invention, the fine unevenness is formed, for example, in a satin shape, a mesh shape, or a concentric shape.
本発明において、前記一方の当接面が前記弁体の前記隔壁との当接面であって、当該当接面が、前記弁体の弁体本体と別部材で構成されたシール部材からなる場合、当該シール部材は、前記弁体本体において前記隔壁と対向する弁部および該弁部の外周面を覆っていることが好ましい。   In the present invention, the one contact surface is a contact surface with the partition wall of the valve body, and the contact surface is formed of a seal member formed of a separate member from the valve body body of the valve body. In this case, it is preferable that the seal member covers the valve portion facing the partition wall and the outer peripheral surface of the valve portion in the valve body main body.
本発明は、前記支持機構が、前記弁体および前記隔壁のうちの一方側に形成された軸部と、他方側で当該軸部を支持する軸受部とを備え、前記隔壁では、前記軸部または前記軸受部が前記開口部の内周面から内側に向けて延びた連結部によって前記開口部の内側に保持されており、当該連結部は、前記隔壁の前記弁体との当接面の一部を構成している場合に適用すると効果的である。すなわち、開口部の内側にも弁体との当接面があると、その分、弁体と隔壁との当接面積が広くなって、弁体と隔壁との固着が発生しやすくなるが、本発明では、かかる構成を採用した場合でも、弁体と隔壁との固着を確実に防止することができる。   In the present invention, the support mechanism includes a shaft portion formed on one side of the valve body and the partition wall, and a bearing portion that supports the shaft portion on the other side. Alternatively, the bearing portion is held inside the opening by a connecting portion extending inward from the inner peripheral surface of the opening, and the connecting portion is a surface of a contact surface of the partition wall with the valve body. It is effective when it is applied to a part of it. That is, if there is a contact surface with the valve body inside the opening, the contact area between the valve body and the partition wall is increased accordingly, and the valve body and the partition wall are likely to be fixed. In the present invention, even when such a configuration is adopted, it is possible to reliably prevent the valve body and the partition wall from sticking to each other.
本発明では、弁機構を構成する弁体と隔壁との当接面を固着しにくい構造としたため、弁体が隔壁に当接して開口部を閉鎖している状態で流体圧が所定のレベルまで上昇した際には、弁体が隔壁から確実に離間して開口部を開放するため、所定の流体圧になったときにバイパス用の第2の流路に流体を導くことができる。従って、水車室に流体が高圧力で供給されることがないので、発電用水車の回転速度が高くなりすぎてがたつきやノイズが発生することを防止できるとともに、発電用水車に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題を回避することができる。   In the present invention, since the contact surface between the valve body and the partition wall constituting the valve mechanism is difficult to be fixed, the fluid pressure reaches a predetermined level with the valve body contacting the partition wall and closing the opening. When it rises, the valve body is surely separated from the partition wall to open the opening, so that the fluid can be guided to the second flow path for bypass when a predetermined fluid pressure is reached. Therefore, since the fluid is not supplied to the water turbine chamber at a high pressure, the rotation speed of the power generation water turbine is prevented from becoming too high, and rattling and noise can be prevented. Problems such as wearing out can be avoided.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した水力発電装置について説明する。   Hereinafter, a hydroelectric generator to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(全体構成)
図1(a)、(b)は、本発明を適用した水力発電装置の平面図、およびA−A′断面図である。なお、図1において、A−A′線は、射出口の形成位置を通らないが、図1(b)の左部分には、射出口についても図示してある。
(overall structure)
1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view taken along line AA ′ of a hydroelectric power generation apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, the line AA ′ does not pass through the formation position of the injection port, but the injection port is also illustrated in the left part of FIG.
図1(a)、(b)に示す水力発電装置1は、水道水の流路の途中位置になどに配置される小型の水力発電装置であり、この水力発電装置1によって得た電力を蓄え、この電力を自動水栓装置のセンサ回路などに供給する用途などに用いられる。本形態の水力発電装置1は、後述する流路を構成する樹脂製の本体ケース21、この本体ケース21の上面を覆うカバー23、このカバー23を覆うステンレス製のカップ状の仕切り板25と、この仕切り板25のフランジ部との間にステータ部6を挟む環状ケース27と、環状ケース27の上方に被さる樹脂製の上ケース29とを有しており、上ケース29および仕切り板25はネジにより本体ケース21に固定されている。また、本体ケース21の底面にはEPDM製のシール281が重ねられ、仕切り板25と本体ケース21との間には、ゴム製のOリング282が配置されている。   A hydroelectric generator 1 shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is a small hydroelectric generator arranged at a midway position in the flow path of tap water, and stores electric power obtained by the hydroelectric generator 1. It is used for the purpose of supplying this power to a sensor circuit of an automatic faucet device. The hydroelectric generator 1 of the present embodiment includes a resin-made main body case 21 constituting a flow path to be described later, a cover 23 that covers the upper surface of the main body case 21, a stainless cup-shaped partition plate 25 that covers the cover 23, An annular case 27 sandwiching the stator portion 6 between the flange portion of the partition plate 25 and a resin upper case 29 covering the annular case 27 are provided. The upper case 29 and the partition plate 25 are screwed. Is fixed to the main body case 21. An EPDM seal 281 is stacked on the bottom surface of the main body case 21, and a rubber O-ring 282 is disposed between the partition plate 25 and the main body case 21.
本体ケース21には、相対向する側面で開口する流体入口31および流体出口32を備えており、流体入口31から流体出口32に向かう第1の流路110の途中位置には、本体ケース21とカバー23とにより、後述する注水部が構成され、本体ケース21と仕切り板25との間に水車室35が構成されている。水車室35では、下端部および上端部が各々、本体ケース21および仕切り板25の軸固定穴に圧入固定された支軸4が直立しており、支軸4には、円筒状の発電用水車5が回転可能に支持されている。支軸4には、樹脂製のスリーブ45が嵌められており、発電用水車5は、支軸4のうち、スリーブ45から露出している上半部で支持されている。なお、発電用水車5は、支軸4に装着されたワッシャなどにより上下方向への変位が防止されている。   The main body case 21 includes a fluid inlet 31 and a fluid outlet 32 that open on opposite side surfaces. The main body case 21 and the main body case 21 are located in the middle of the first flow path 110 from the fluid inlet 31 to the fluid outlet 32. The cover 23 constitutes a water injection section described later, and a water turbine chamber 35 is formed between the main body case 21 and the partition plate 25. In the water turbine chamber 35, the lower end and the upper end are respectively upright with the support shaft 4 press-fitted and fixed in the shaft fixing holes of the main body case 21 and the partition plate 25, and the support shaft 4 has a cylindrical power generation water turbine. 5 is rotatably supported. A resin sleeve 45 is fitted to the support shaft 4, and the power generation water turbine 5 is supported by the upper half of the support shaft 4 exposed from the sleeve 45. The power generation water turbine 5 is prevented from being displaced in the vertical direction by a washer or the like attached to the support shaft 4.
発電用水車5において仕切り板25の円筒部251内に位置する上半部には、外周面に円筒状の永久磁石55が固着されている。また、仕切り板25の円筒部251の周りには環状のステータ組61、62が配置されており、永久磁石55およびステータ部6によって発電部が構成されている。   A cylindrical permanent magnet 55 is fixed to the outer peripheral surface of the upper half portion of the power generation water turbine 5 located in the cylindrical portion 251 of the partition plate 25. In addition, annular stator sets 61 and 62 are disposed around the cylindrical portion 251 of the partition plate 25, and a power generation unit is configured by the permanent magnet 55 and the stator unit 6.
ステータ部6は、軸線方向に重ねて配置された2つの相のステータ組61、62で構成されている。2つのステータ組61、62のいずれにおいても、外ステータコア、コイルボビンに巻回されたコイル、および内ステータコアが重ねられた構造を有しており、コイルボビンの内周に沿って、外ステータコアの極歯と内ステータコアの極歯が交互に並んでいる。また、コイルの巻き始め部分および巻き終わり部分は、端子台66の端子67およびワイヤー68を介してコネクタ69に接続されている。なお、上ケース29には、端子台66を覆うフード部291が形成されており、ステータ部6に水が浸入するのを防止する構造になっている。   The stator portion 6 is composed of two-phase stator sets 61 and 62 that are arranged so as to overlap in the axial direction. Each of the two stator sets 61 and 62 has a structure in which an outer stator core, a coil wound around a coil bobbin, and an inner stator core are stacked, and pole teeth of the outer stator core are arranged along the inner circumference of the coil bobbin. And the pole teeth of the inner stator core are arranged alternately. Further, the winding start portion and winding end portion of the coil are connected to the connector 69 via the terminal 67 and the wire 68 of the terminal block 66. The upper case 29 is formed with a hood portion 291 that covers the terminal block 66, and has a structure that prevents water from entering the stator portion 6.
また、本形態の水力発電装置1には、流体入口31から流入した水が水車室35を通らずに流体出口32に向かうバイパス用の第2の流路120が形成されており、この第2の流路120には、図6を参照して後述する弁機構9が構成されている。   Further, in the hydroelectric generator 1 of the present embodiment, the second flow path 120 for bypassing the water flowing in from the fluid inlet 31 toward the fluid outlet 32 without passing through the water turbine chamber 35 is formed. A valve mechanism 9 described later with reference to FIG.
(注水部の構成)
図2は、図1に示す水力発電装置に用いた本体ケースの構成を示す平面図である。図3(a)、(b)、(c)は、それぞれ、図1に示す水力発電装置に用いたカバーの構成を示す平面図、正面図および底面図である。図4(a)、(b)、(c)は、それぞれ、図1に示す水力発電装置に用いることの可能な別のカバーの構成を示す平面図、正面図および底面図である。
(Composition of water injection part)
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a main body case used in the hydroelectric generator shown in FIG. FIGS. 3A, 3B, and 3C are a plan view, a front view, and a bottom view, respectively, showing the configuration of the cover used in the hydroelectric generator shown in FIG. 4A, 4B, and 4C are a plan view, a front view, and a bottom view, respectively, showing a configuration of another cover that can be used in the hydroelectric generator shown in FIG.
図1および図2に示すように、本形態の水力発電装置1において、本体ケース21では、流体入口31に対向するように隔壁219が起立しており、その上方には、水車室35の周りに環状流路33が形成されている。ここで、環状流路33は、底面、内周面、外周面、および上面が各々、本体ケース21の環状の仕切り壁211、本体ケース21の環状の内側垂直壁212、本体ケース21の環状の外側垂直壁213、および図3に示すカバー23により規定されている。また、内側垂直壁212には、周方向の4箇所に射出口34を構成するための切り欠きが形成されている。さらに、環状流路33内の一部には、傾斜面330(図2中の斜線部)が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the hydroelectric generator 1 of the present embodiment, a partition wall 219 is erected in the main body case 21 so as to face the fluid inlet 31. An annular flow path 33 is formed in the upper part. Here, the annular flow path 33 has a bottom surface, an inner circumferential surface, an outer circumferential surface, and an upper surface, respectively, an annular partition wall 211 of the main body case 21, an annular inner vertical wall 212 of the main body case 21, and an annular shape of the main body case 21. It is defined by the outer vertical wall 213 and the cover 23 shown in FIG. The inner vertical wall 212 has notches for forming the injection ports 34 at four locations in the circumferential direction. Furthermore, an inclined surface 330 (shaded portion in FIG. 2) is formed in a part of the annular flow path 33.
これに対して、図3(a)、(b)、(c)に示すように、カバー23はリング状を成し、カバー23のリング部230の下面のうち、図2に示す本体ケース21の4つの射出口34に対応する部分には、4つの射出口34に嵌って射出口34の各々の開口面積を調整するリブ231(突起)が形成されている。また、リブ231にテーパ231aを設けることで、その突出寸法が調節されている。従って、本体ケース21の上面にカバー23を被せると、環状流路33から発電用水車5の羽根57に向けて水を高速噴射する4つの射出口34が構成される。   On the other hand, as shown in FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the cover 23 has a ring shape, and the main body case 21 shown in FIG. 2 in the lower surface of the ring portion 230 of the cover 23. Ribs 231 (protrusions) that adjust the opening area of each of the injection ports 34 are formed in portions corresponding to the four injection ports 34. Moreover, the protrusion dimension is adjusted by providing the taper 231a in the rib 231. Accordingly, when the cover 23 is put on the upper surface of the main body case 21, four injection ports 34 that jet water at high speed from the annular flow path 33 toward the blades 57 of the power generation water turbine 5 are configured.
なお、図4に示すような、リング部230にリブを形成しない構成のカバー23´を用いてもよい。このように、リブの形状が異なるカバーを用途に応じて付け替えることにより、射出口34から射出される水の量を調整することができる。   In addition, you may use the cover 23 'of a structure which does not form a rib in the ring part 230 as shown in FIG. In this way, the amount of water injected from the injection port 34 can be adjusted by replacing the cover having a different rib shape according to the application.
(発電用水車5の構成)
図5(a)、(b)、(c)は、図1に示す水力発電装置に用いた発電用水車を第1のラジアル軸受側からみたときの斜視図、この発電用水車を第2のラジアル軸受側からみたときの平面図、およびB−B′断面図である。
(Configuration of water turbine 5 for power generation)
5 (a), (b), and (c) are perspective views of the power generation turbine used in the hydroelectric generator shown in FIG. 1 when viewed from the first radial bearing side. It is the top view when seen from the radial bearing side, and BB 'sectional drawing.
図5(a)、(b)、(c)に示すように、本形態の水力発電装置1において、発電用水車5は、外周面から複数枚の羽根57が等角度間隔で張り出す円筒体50と、この円筒体50の貫通穴501の一方側端部(本体ケース21が位置する下方側)に位置する円筒状の第1のラジアル軸受51と、貫通穴501の他方側端部(仕切り板25の円筒部251が位置する上方側)に位置する円筒状の第2のラジアル軸受52とを備えており、第1のラジアル軸受51の軸穴510、および第2のラジアル軸受52の軸穴520に対して、図1(b)に示す支軸4が嵌ることにより、発電用水車5は支軸4の周りで回転可能に支持されている。円筒体50は、羽根57が形成された下端部は大径である一方、上半部は小径であり、この小径部分に円筒状の永久磁石55が固定されている。   As shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, in the hydroelectric generator 1 of the present embodiment, the power generation water turbine 5 is a cylindrical body in which a plurality of blades 57 project from the outer peripheral surface at equal angular intervals. 50, a cylindrical first radial bearing 51 located at one end of the through hole 501 of the cylindrical body 50 (a lower side where the main body case 21 is located), and the other end of the through hole 501 (partition And a cylindrical second radial bearing 52 positioned on the upper side where the cylindrical portion 251 of the plate 25 is located, and the shaft hole 510 of the first radial bearing 51 and the shaft of the second radial bearing 52. The power generation water turbine 5 is rotatably supported around the support shaft 4 by fitting the support shaft 4 shown in FIG. The cylindrical body 50 has a large diameter at the lower end where the blades 57 are formed, and a small diameter at the upper half, and a cylindrical permanent magnet 55 is fixed to the small diameter portion.
本形態において、発電用水車5は、複数枚の羽根57が各々、軸線方向において第2のラジアル軸受52側に位置する第1の羽根571と、第1のラジアル軸受51側に位置する第2の羽根572とに2分割されており、第2の羽根572の外周端は、円筒体50の軸線方向と平行な円筒板部58により連結されている。ここで、円筒板部58の外端面は、第1の羽根571の外周端と同一の半径距離の位置にある。   In this embodiment, the power generation water turbine 5 includes a plurality of blades 57 each having a first blade 571 positioned on the second radial bearing 52 side in the axial direction and a second blade positioned on the first radial bearing 51 side. The outer peripheral end of the second blade 572 is connected by a cylindrical plate portion 58 that is parallel to the axial direction of the cylindrical body 50. Here, the outer end surface of the cylindrical plate portion 58 is located at the same radial distance as the outer peripheral end of the first blade 571.
このように構成した発電用水車5に対しては、図5(b)、(c)に示すように、4つの射出口34が発電用水車5の周りに等角度間隔に形成されている。また、4つの射出口34は、第1の羽根571および円筒板部58の双方に跨る方向に向かって開口しており、図5(c)に矢印L1、L2で示すように、4つの射出口34は各々、第1の羽根571と円筒板部58とに跨って水を射出するように構成されている。すなわち、射出口34から射出された水の一部は、矢印L1で示すように、第1の羽根571に直接、ぶつかる一方、射出口34から射出された水の残りは、円筒板部58の外周面にぶつかるようになっている。ここで、注水部に形成した射出口34の数と羽根57の枚数とは、素の関係にあり、一方が他方の整数倍となる条件を避けてある。例えば、本形態では、射出口34は4つであるのに対して、羽根57の枚数は7枚である。   As shown in FIGS. 5B and 5C, for the power generation water turbine 5 configured in this way, four injection ports 34 are formed at equal angular intervals around the power generation water turbine 5. The four injection ports 34 are open in a direction straddling both the first blade 571 and the cylindrical plate portion 58, and as shown by arrows L1 and L2 in FIG. Each of the outlets 34 is configured to inject water across the first blade 571 and the cylindrical plate portion 58. That is, a part of the water ejected from the ejection port 34 directly collides with the first blade 571 as indicated by the arrow L1, while the remaining water ejected from the ejection port 34 remains on the cylindrical plate portion 58. It hits the outer surface. Here, the number of injection ports 34 formed in the water injection section and the number of blades 57 are in a prime relationship, and a condition that one is an integral multiple of the other is avoided. For example, in this embodiment, the number of the ejection ports 34 is four, while the number of the blades 57 is seven.
(発電動作)
このように構成した水力発電装置1において、流体入口31から流れ込んだ水は、隔壁にぶつかって上方の環状流路33に流れ込んだ後、4つの射出口34から発電用水車5の羽根57に向けて射出される。その結果、発電用水車5が回転し、それに伴い、永久磁石55も回転することにより、ステータ部6のコイルに誘起電圧が発生する。発電用水車5を回し終えた水は、下方に落下し、そこから流体出口32を経て排出される。また、ステータ部6で発生した誘起電圧は、コネクタ69を介して外部の回路に導かれ、この回路で直流に変換された後、整流され電池に充電される。
(Power generation operation)
In the hydroelectric generator 1 configured as described above, the water flowing in from the fluid inlet 31 collides with the partition wall and flows into the upper annular flow path 33, and then from the four outlets 34 toward the blades 57 of the power generation turbine 5. And injected. As a result, the power generation water turbine 5 rotates, and accordingly, the permanent magnet 55 also rotates, so that an induced voltage is generated in the coil of the stator portion 6. The water that has finished turning the power generation water turbine 5 falls downward and is discharged therefrom through the fluid outlet 32. The induced voltage generated in the stator unit 6 is guided to an external circuit via the connector 69, converted into direct current by this circuit, and then rectified and charged to the battery.
(バイパス用の第2の流路および弁機構9の構成)
図6(a)、(b)はそれぞれ、図1(b)に示す弁機構9の構成を示す拡大図、および図6(a)において隔壁219を流体入口側から見たときの説明図である。
(Configuration of second flow path for bypass and valve mechanism 9)
6 (a) and 6 (b) are enlarged views showing the configuration of the valve mechanism 9 shown in FIG. 1 (b) and explanatory views when the partition 219 is viewed from the fluid inlet side in FIG. 6 (a). is there.
図1および図6(a)に示すように、本形態における水力発電装置1には、流体入口31から流入した水が水車室35を通らずに流体出口32に向かうバイパス用の第2の流路120が形成されている。すなわち、流体入口31に対向する隔壁219には流体出口32に向けて窪んだ凹部219aが形成されており、この凹部219aの底部には、図6(b)に示すように、周方向に並んだ4つの開口部38が流体入口31と流体出口32とを連通可能に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 6 (a), in the hydroelectric generator 1 in this embodiment, the second flow for bypassing the water flowing in from the fluid inlet 31 toward the fluid outlet 32 without passing through the turbine chamber 35. A path 120 is formed. That is, the partition wall 219 facing the fluid inlet 31 is formed with a recess 219a that is recessed toward the fluid outlet 32. The bottom of the recess 219a is aligned in the circumferential direction as shown in FIG. 6B. The four openings 38 are formed so that the fluid inlet 31 and the fluid outlet 32 can communicate with each other.
また、開口部38に対しては弁機構9が構成されており、弁機構9は、流体圧が低いときには開口部38(第2の流路)を閉鎖しておき、流体圧が上昇したときに開口部38(第2の流路)を閉状態から開状態に切り換える。   Further, the valve mechanism 9 is configured for the opening 38. The valve mechanism 9 closes the opening 38 (second flow path) when the fluid pressure is low, and the fluid pressure increases. The opening 38 (second flow path) is switched from the closed state to the open state.
このような弁機構9を構成するにあたって、本形態では、隔壁219には、第2の流路120における上流側の面に、凹部219aの底部から流体入口31側に向けて突出する円筒状の筒部217(軸受部)が形成されており、この筒部217の周りに4つの開口部38が配置されている。また、弁機構9は弁体90を備えており、この弁体90は、隔壁219の裏面側(第2の流路120における下流側/流体出口32の側)に重なる弁部901と、弁部901の中央から流体入口31の側に突出した丸棒状の軸部902とを備えており、軸部902は筒部217を貫通している。このようにして、弁機構9では、軸部902と筒部217とによって、弁体90に対する支持機構99が構成されている。   In constructing such a valve mechanism 9, in this embodiment, the partition wall 219 has a cylindrical shape protruding from the bottom of the recess 219a toward the fluid inlet 31 side on the upstream surface of the second flow path 120. A cylindrical portion 217 (bearing portion) is formed, and four openings 38 are arranged around the cylindrical portion 217. In addition, the valve mechanism 9 includes a valve body 90, and the valve body 90 includes a valve portion 901 that overlaps the back surface side of the partition wall 219 (downstream side of the second flow path 120 / fluid outlet 32 side), A round bar-like shaft portion 902 protruding from the center of the portion 901 toward the fluid inlet 31, and the shaft portion 902 passes through the cylindrical portion 217. In this way, in the valve mechanism 9, the shaft portion 902 and the cylindrical portion 217 constitute a support mechanism 99 for the valve body 90.
ここで、筒部217は4つの開口部38の中央に位置しており、筒部217は、開口部38の内周面から筒部217に向かって延びる4本の連結部215により保持され、隔壁219と連結している構造になっている。従って、4本の連結部215の裏面側は、開口部38周辺の隔壁219の裏面側とともに、弁体90との当接面を構成している。   Here, the cylindrical portion 217 is located at the center of the four openings 38, and the cylindrical portion 217 is held by four connecting portions 215 extending from the inner peripheral surface of the opening 38 toward the cylindrical portion 217, The structure is connected to the partition wall 219. Therefore, the back surface side of the four connecting portions 215 constitutes a contact surface with the valve body 90 together with the back surface side of the partition wall 219 around the opening 38.
本形態において、弁体90は、弁部901と軸部902とを備えた弁体本体90′と、隔壁219との当接面を構成するシール部材96とを備えている。ここで、シール部材96は、有底円筒形状を有しており、弁部901の前端面を覆う底部961と、弁部901の側面を覆う胴部962とを備えている。   In this embodiment, the valve body 90 includes a valve body main body 90 ′ including a valve portion 901 and a shaft portion 902, and a seal member 96 that forms a contact surface with the partition wall 219. Here, the seal member 96 has a bottomed cylindrical shape, and includes a bottom portion 961 that covers the front end surface of the valve portion 901 and a trunk portion 962 that covers the side surface of the valve portion 901.
本形態において、シール部材96は、フッ化ビニリデン系ゴム(KFM)、テトラフロオロエチレン−プロピレン系ゴム(FEPM)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム(FFKM)等のフッ素系ゴム製であり、弁部901に対する固着方法としては、接着剤による方法、アウトサート成形による方法などが挙げられる。また、シール部材96の表面には微細な凹凸が付与されており、このような凹凸は、シール部材96に対するブラスト処理、あるいはシール部材96を成形する金型に微細な凹凸を設けることにより容易に形成することができる。また、シール部材96に付した微細な凹凸は、梨地状、網目状、または同心円状などの形態で形成されている。これに対して、隔壁219の側において、シール部材96と当接する面は平滑面で構成されている。   In this embodiment, the seal member 96 is made of a fluorine rubber such as vinylidene fluoride rubber (KFM), tetrafluoroethylene-propylene rubber (FEPM), tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether rubber (FFKM), or the like. Examples of the fixing method for the valve portion 901 include a method using an adhesive and a method using outsert molding. Further, the surface of the seal member 96 is provided with fine irregularities, and such irregularities can be easily formed by blasting the seal member 96 or by providing fine irregularities on the mold for molding the seal member 96. Can be formed. Moreover, the fine unevenness | corrugation attached | subjected to the sealing member 96 is formed in forms, such as a satin shape, a mesh shape, or a concentric circle shape. On the other hand, on the side of the partition wall 219, the surface in contact with the seal member 96 is a smooth surface.
なお、弁体90において、軸部902の先端部には、その基端側より小径の突起903が形成され、この突起903より形成された段部905には、プッシュナット91によりワッシャ92が固定されている。また、軸部902の周りにはコイルバネ95が装着されており、コイルバネ95は、ワッシャ92と隔壁219の筒部217の周りの部分とによって両端部が各々支持され、圧縮された状態にある。   In the valve body 90, a projection 903 having a smaller diameter than the proximal end is formed at the distal end portion of the shaft portion 902, and a washer 92 is fixed to a step portion 905 formed by the projection 903 by a push nut 91. Has been. A coil spring 95 is mounted around the shaft portion 902. The coil spring 95 is in a compressed state with both ends supported by the washer 92 and the portion of the partition wall 219 around the cylindrical portion 217.
(流量と発電用水車の回転数との関係などの評価結果)
図7は、図1に示す水力発電装置での流量と発電用水車の回転数との関係を示すグラフである。図8は、図1に示す水力発電装置において、弁体と隔壁との間で固着が発生した場合と固着が発生しない場合における流量と発電用水車の回転数との関係を比較して示すグラフである。図9は、図1に示す水力発電装置で弁体の隔壁への当接面の構成を変えた場合において、弁体を隔壁から離間する際に変位させた場合と、その際に弁体に加わる荷重との関係を比較して示すグラフである。
(Evaluation results such as the relationship between the flow rate and the rotation speed of the power generation turbine)
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the flow rate in the hydroelectric generator shown in FIG. 1 and the rotational speed of the power generation water turbine. FIG. 8 is a graph showing a comparison of the relationship between the flow rate and the rotational speed of the water turbine for power generation when sticking occurs between the valve body and the partition wall and when sticking does not occur in the hydroelectric generator shown in FIG. It is. FIG. 9 shows a case where the structure of the contact surface of the valve body with the partition wall is changed in the hydraulic power generator shown in FIG. 1 and the valve body is displaced when being separated from the partition wall. It is a graph which compares and shows the relationship with the applied load.
本形態の水力発電装置1において、弁機構9では、弁体90がコイルバネ95によって流体入口31に向けて付勢されているので、弁部901がシール部材96を介して隔壁219に当接している。このため、流体入口31から流入した水の圧力が低い場合には、開口部38は閉鎖されている。但し、流体入口31から流入した水の圧力が高くなってワッシャ92および弁部901がコイルバネ95の付勢力よりも大きな水圧を受けると、弁体90は、コイルバネ95の付勢力に抗して流体出口32の側に変位し、弁部901が隔壁219の裏面側から離間するので、バイパス用の開口部38は開放される。それ故、流体入口31から流入した水の圧力が低い場合には、流入した水の全てが環状流路33を介して水車室35に導かれ、発電に寄与する一方、流体入口31から流入した水の圧力が高い場合には、流入した水の一部がバイパス用の開口部38を通ってそのまま流体出口32に向かう。それ故、発電用水車5の回転速度が高くなりすぎてがたつくなどの問題を回避できる。   In the hydraulic power generation apparatus 1 of this embodiment, in the valve mechanism 9, the valve body 90 is biased toward the fluid inlet 31 by the coil spring 95, so that the valve portion 901 contacts the partition wall 219 via the seal member 96. Yes. For this reason, when the pressure of the water flowing in from the fluid inlet 31 is low, the opening 38 is closed. However, when the pressure of the water flowing in from the fluid inlet 31 becomes high and the washer 92 and the valve portion 901 receive a water pressure larger than the biasing force of the coil spring 95, the valve body 90 is fluidized against the biasing force of the coil spring 95. Since the valve portion 901 is displaced from the rear surface side of the partition wall 219, the bypass opening portion 38 is opened. Therefore, when the pressure of water flowing in from the fluid inlet 31 is low, all of the flowing water is led to the water turbine chamber 35 via the annular flow path 33 and contributes to power generation, while flowing from the fluid inlet 31. When the water pressure is high, a part of the water that has flowed in passes through the bypass opening 38 toward the fluid outlet 32 as it is. Therefore, it is possible to avoid the problem that the rotation speed of the power generation water turbine 5 becomes too high and is not stable.
このような効果を、図7を参照して詳述する。図7には、水力発電装置において、バイパスが無い(第2の流路を形成しない)もの、本形態を適用した弁機構9におけるコイルバネ95の始動荷重をそれぞれ、175gf、215gf、220gf、225gf、280gfに設定したものを順に線I〜VIによって、それぞれの水力発電装置が有する発電用水車に注がれる流量と、その時の発電用水車の回転数との関係を示してある。図7に示すように、水力発電装置において、発電用水車に注がれる流量が10L/minから25L/minへと変化すると、バイパスの無いものでは(線Iで示す結果)、発電用水車の回転数が流量に比例して増加するのに対して、本形態を適用した弁機構9を有するものでは(線II〜VIで示す結果)、発電用水車に注がれる流量が10L/minから25L/minへと変化しても、発電用水車の回転数は3000〜4000rpm近傍で安定している。それ故、本発明を適用した弁機構9によれば、閉状態から開状態の切り換え動作を滑らかに行うことができ、水車室35に供給される水の量を常に一定に保つことができることが分かる。よって、本発明によれば、発電用水車5の回転ノイズなどの発生を防止することができる。   Such an effect will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 shows the starting loads of the coil springs 95 in the hydraulic power generation apparatus having no bypass (the second flow path is not formed) and the valve mechanism 9 to which the present embodiment is applied, respectively, of 175 gf, 215 gf, 220 gf, 225 gf, The relationship between the flow set to 280 gf and the number of rotations of the power generation turbine at that time is shown by lines I to VI in order. As shown in FIG. 7, in the hydroelectric generator, when the flow rate poured into the power generation turbine is changed from 10 L / min to 25 L / min, the one without the bypass (result shown by line I), The number of revolutions increases in proportion to the flow rate, whereas with the valve mechanism 9 to which the present embodiment is applied (results shown by lines II to VI), the flow rate poured into the power generation turbine is from 10 L / min. Even if it changes to 25 L / min, the rotation speed of the water turbine for power generation is stable in the vicinity of 3000 to 4000 rpm. Therefore, according to the valve mechanism 9 to which the present invention is applied, the switching operation from the closed state to the open state can be performed smoothly, and the amount of water supplied to the water turbine chamber 35 can always be kept constant. I understand. Therefore, according to this invention, generation | occurrence | production of the rotation noise etc. of the water turbine 5 for electric power generation can be prevented.
このような開動作を行う際、弁体90と隔壁219との当接面で固着が発生していると、図8に実線で示すように、流量が所定レベルに到達してもすぐには開口部38が開状態とならず、発電用水車の回転数にオーバーシュートが発生するが、本形態では、図9を参照して説明するように弁体90と隔壁219との当接面で固着が発生しないため、図8に点線で示すように、開口部38が閉から開に移行する際、発電用水車の回転数にオーバーシュートが発生せず、流量が所定レベルに到達すると、開口部38がスムーズに開状態となる。すなわち、図8に実線で示すように、弁体90と隔壁219との当接面で固着が発生していると、流量が10L/minから15L/minまで増大した際、流量が13L/min位になっても、弁体90が変位せず、開口部38が閉鎖状態のままであるため、発電用水車の回転数が5000rpm近傍まで増加してしまう。これに対して、図8に点線で示すように、本形態では、弁体90と隔壁219との当接面で固着が発生しないので、流量が12L/min位になった時点で弁体90が変位し、開口部38が閉状態から開状態にスムーズに切り換わるため、発電用水車の回転数が5000rpm近傍まで増加することがない。   When such an opening operation is performed, if sticking occurs on the contact surface between the valve body 90 and the partition wall 219, as soon as the flow rate reaches a predetermined level, as shown by the solid line in FIG. Although the opening 38 is not opened, an overshoot occurs in the rotational speed of the power generation water turbine. In this embodiment, the contact surface between the valve body 90 and the partition wall 219 is described with reference to FIG. Since the sticking does not occur, as shown by a dotted line in FIG. 8, when the opening portion 38 shifts from the closed state to the open state, the overshoot does not occur in the rotational speed of the power generation water turbine, and the flow rate reaches a predetermined level. The portion 38 is smoothly opened. That is, as shown by the solid line in FIG. 8, if sticking occurs on the contact surface between the valve body 90 and the partition wall 219, the flow rate is 13 L / min when the flow rate increases from 10 L / min to 15 L / min. Even if it becomes a position, since the valve body 90 is not displaced and the opening 38 remains in the closed state, the rotational speed of the water turbine for power generation increases to around 5000 rpm. On the other hand, as shown by a dotted line in FIG. 8, in this embodiment, no sticking occurs on the contact surface between the valve body 90 and the partition wall 219, so that the valve body 90 is reached when the flow rate reaches about 12 L / min. Is displaced, and the opening 38 smoothly switches from the closed state to the open state, so that the rotational speed of the power generation water turbine does not increase to around 5000 rpm.
また、図9には、本形態の水力発電装置1において、弁体90に貼り付けるシール部材96として、表面に微細な凹凸を付したフッ素系ゴムを用いた実施例と、表面に微細な凹凸を付していないEPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)を用いた比較例、および表面に微細な凹凸を付していないフッ素系ゴムを用いた例について、弁体90を隔壁219から離間させる際に変位させた場合と、その際に弁体に加わる荷重との関係を実線A、B、Cで比較して示してある。   Further, in FIG. 9, in the hydroelectric generator 1 of the present embodiment, as a sealing member 96 to be attached to the valve body 90, an example using a fluorine-based rubber with fine irregularities on the surface, and fine irregularities on the surface. In the comparative example using EPDM (ethylene-propylene-diene rubber) that is not attached and the example using fluorine-based rubber that is not provided with fine irregularities on the surface, the valve body 90 is separated from the partition wall 219. The relationship between the case of displacement and the load applied to the valve body at that time is shown by comparison with solid lines A, B, and C.
弁体90に貼り付けるシール部材96として、表面に微細な凹凸を付していないEPDMゴムを用いたものでは、図9に実線Bで示すように、弁体90を隔壁219から離間させる瞬間に大きな荷重(図中の線分G)が必要であることが分かる。これは、シール部材96と隔壁219との間に固着が生じていることに起因する。   In the case of using an EPDM rubber that does not have fine irregularities on the surface as the sealing member 96 to be attached to the valve body 90, as shown by a solid line B in FIG. 9, at the moment when the valve body 90 is separated from the partition wall 219. It can be seen that a large load (line segment G in the figure) is necessary. This is due to sticking between the seal member 96 and the partition 219.
これに対して、弁体90に貼り付けるシール部材96として、表面に微細な凹凸を付していないフッ素系ゴムを用いたものでは、図9に実線Cで示すように、弁体90を隔壁219から離間させる瞬間に余計な荷重(図中の線分G′)が必要であるが、かかる荷重の大きさは、表面に微細な凹凸を付していないEPDMゴムをシール部材96として用いた場合と比較して著しく小さい。   On the other hand, as the sealing member 96 to be attached to the valve body 90, the valve body 90 is formed as a partition wall as shown by a solid line C in FIG. An extra load (line segment G ′ in the figure) is required at the moment of separation from 219, but the magnitude of such load was such that EPDM rubber having no fine irregularities on the surface was used as the seal member 96. It is significantly smaller than the case.
さらに、シール部材96として、表面に微細な凹凸を付したフッ素系ゴムを用いたものでは、図9に実線Aで示すように、弁体90を隔壁219から離間する際に余計な荷重が一切、加わらない。   Furthermore, when the seal member 96 is made of fluorine rubber with fine irregularities on the surface, no extra load is applied when the valve body 90 is separated from the partition wall 219 as indicated by a solid line A in FIG. , Don't join.
それ故、実線B、Cを比較すれば分かるように、フッ素系ゴム製のシール部材96は、EPDMなどといったゴム製のシール部材96と比較して隔壁219に固着しにくいという材質を有している。また、実線A、Cを比較すれば分かるように、シール部材96の表面に微細な凹凸を付した場合には、隔壁219に固着しにくくなることが分かる。すなわち、弁機構9が閉状態から開状態に転じる際、シール部材96と隔壁219とが密着することにより変形した微細な凹凸が復元力により元の形状に戻るため、シール部材96と隔壁219との接触面積が減少する。従って、シール部材96は隔壁219に固着せずスムーズに離間する。しかも、梨地状、網目状、または同心円状などの微細な凹凸は、形成が容易であり、かつ、粗さ管理が容易である。   Therefore, as can be seen by comparing the solid lines B and C, the fluorine rubber seal member 96 has a material that is less likely to adhere to the partition wall 219 than the rubber seal member 96 such as EPDM. Yes. Further, as can be seen by comparing the solid lines A and C, it is found that when the surface of the seal member 96 is finely uneven, it is difficult to adhere to the partition wall 219. That is, when the valve mechanism 9 changes from the closed state to the open state, the fine irregularities deformed by the close contact between the seal member 96 and the partition wall 219 are restored to the original shape by the restoring force, so that the seal member 96 and the partition wall 219 The contact area is reduced. Accordingly, the seal member 96 does not adhere to the partition wall 219 and is smoothly separated. In addition, fine irregularities such as a satin shape, a mesh shape, or a concentric shape can be easily formed and the roughness can be easily managed.
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の水力発電装置1において、バイパス用の第2の流路120に構成した弁機構9では、弁体90において隔壁219と当接する箇所に、フッ素系ゴム製のシール部材96(弾性体)を設けてあり、このようなフッ素系ゴム製のシール部材96は、他の材料と比較して隔壁219に固着しにくい材質を有している。しかも、本形態では、シール部材96の表面に微細な凹凸を付してあるため、シール部材96の表面が平滑である場合と比較して、隔壁219に固着しにくい。従って、弁体90が隔壁219に当接して開口部38を閉鎖している状態で水圧が所定のレベルまで上昇し、弁体90が隔壁219から離間して開口部38を開放しようとした際に、弁体90が隔壁219に固着して開口部38を開放しないという事態を回避することができる。それ故、所定の水圧になったときには、バイパス用の第2の流路120に流体を確実に導くことができるので、水車室35に流体が高圧力で供給されることがない。それ故、発電用水車5の回転速度が高くなりすぎることに起因するがたつきやノイズが発生することを防止できるとともに、発電用水車5に対する軸受などが磨耗してしまう等の問題を回避することができる。また、水力発電装置1からの出力電圧が規格上限値を超えてしまうことを防止することができる。さらに、シール部材96が隔壁219に固着して破断するという事態も回避することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the hydraulic power generation device 1 according to the present embodiment, in the valve mechanism 9 configured in the second flow path 120 for bypass, a seal made of a fluorine-based rubber is provided at a location where the valve body 90 contacts the partition wall 219. The member 96 (elastic body) is provided, and such a fluorine-based rubber seal member 96 has a material that is less likely to adhere to the partition wall 219 as compared to other materials. In addition, in this embodiment, since the surface of the seal member 96 is finely uneven, it is difficult to adhere to the partition wall 219 as compared with the case where the surface of the seal member 96 is smooth. Accordingly, when the valve body 90 is in contact with the partition wall 219 and the opening 38 is closed, the water pressure rises to a predetermined level, and the valve body 90 is separated from the partition wall 219 and attempts to open the opening 38. In addition, it is possible to avoid a situation in which the valve body 90 is not fixed to the partition wall 219 and the opening 38 is not opened. Therefore, when a predetermined water pressure is reached, the fluid can be reliably guided to the second flow path 120 for bypass, so that the fluid is not supplied to the water turbine chamber 35 at a high pressure. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of rattling and noise due to the rotational speed of the power generation water turbine 5 becoming too high, and avoid problems such as wear of bearings for the power generation water turbine 5. be able to. Moreover, it can prevent that the output voltage from the hydroelectric generator 1 exceeds a specification upper limit. Furthermore, the situation where the seal member 96 is fixed to the partition wall 219 and is broken can be avoided.
特に本形態の水力発電装置1は水道水を利用して発電を行うため、設置箇所あるいは時間によって、水力発電装置1に供給される水圧が変動しやすい。従って、水力発電装置1では、水車室35に供給される水圧を一定に保つために、弁機構9が頻繁に開閉することになる。それ故、弁体90の隔壁219との当接面には耐久性も求められるが、本形態では、弁部901において隔壁219と当接する箇所に耐久性の高いフッ素系ゴム製のシール部材96を設けたので、弁機構9の耐久性を高めることができる。   In particular, since the hydroelectric generator 1 of this embodiment generates electricity using tap water, the water pressure supplied to the hydroelectric generator 1 is likely to vary depending on the installation location or time. Therefore, in the hydroelectric generator 1, the valve mechanism 9 is frequently opened and closed in order to keep the water pressure supplied to the turbine chamber 35 constant. Therefore, the contact surface of the valve body 90 with the partition wall 219 is also required to have durability, but in this embodiment, a highly durable fluorine rubber seal member 96 is provided at a position where the valve portion 901 contacts the partition wall 219. Therefore, the durability of the valve mechanism 9 can be enhanced.
また、本形態の水力発電装置1における弁機構9では、隔壁219の弁部901との当接面を平滑面で構成する一方、弁部901に設けたシール部材96の表面には、微細な凹凸を付与してシール部材96の表面粗さを最適化してある。従って、弁機構9がコイルバネ95の付勢力により閉状態にある時は、シール部材96の表面上に形成された微細な凹凸が潰れて弾性変形するため、シール部材96と隔壁219との隙間、即ち、弁体90の隔壁219との当接面における隙間をなくすことができる。これにより、弁機構9が閉状態の時、開口部38からの液漏れを防止することができる。   Further, in the valve mechanism 9 in the hydroelectric generator 1 of the present embodiment, the contact surface of the partition wall 219 with the valve portion 901 is configured as a smooth surface, while the surface of the seal member 96 provided in the valve portion 901 has a fine surface. The surface roughness of the seal member 96 is optimized by providing unevenness. Therefore, when the valve mechanism 9 is in the closed state by the biasing force of the coil spring 95, the fine irregularities formed on the surface of the seal member 96 are crushed and elastically deformed, so that the gap between the seal member 96 and the partition wall 219, That is, it is possible to eliminate a gap on the contact surface of the valve body 90 with the partition wall 219. Thereby, when the valve mechanism 9 is in the closed state, liquid leakage from the opening 38 can be prevented.
さらに、本形態の水力発電装置1では、隔壁219に形成されている開口部38の内周側には、開口部38の内周面から筒部217に向かって延びる4本の連結部215が形成され、弁機構9が閉状態の時、シール部材96は隔壁219および連結部215と当接する。従って、連結部215も、シール部材96との当接面の一部を構成するので、当接面積が広くなるが、本形態によれば、シール部材96の材質および表面性状を最適化してあるので、当接面積が広い場合でも、固着の問題点が発生しない。   Further, in the hydroelectric generator 1 of this embodiment, four connecting portions 215 extending from the inner peripheral surface of the opening 38 toward the cylindrical portion 217 are provided on the inner peripheral side of the opening 38 formed in the partition wall 219. When the valve mechanism 9 is formed and the valve mechanism 9 is closed, the seal member 96 contacts the partition wall 219 and the connecting portion 215. Accordingly, since the connecting portion 215 also constitutes a part of the contact surface with the seal member 96, the contact area is widened. However, according to this embodiment, the material and surface properties of the seal member 96 are optimized. Therefore, even when the contact area is wide, the problem of sticking does not occur.
また、本形態では、弁体90に対する支持機構99が、隔壁219から流体入口31に向けて延びた筒部217と、弁体90から流体入口31に向けて突出して筒部217を貫通する軸部902とを備えているため、嵌め合い寸法(支持寸法)が長い。このため、弁体90を安定した姿勢で支持することができる。また、軸部902は筒部217を貫通しているため、弁体90の移動に伴って筒部217と軸部902との相対位置が変化しても、筒部217と軸部902との嵌め合い寸法が長いままであるので、弁体90がいずれの位置にあっても弁体を安定した状態で支持でき、かつ、弁体90は滑らかに移動する。それ故、設定した流体圧に応じて、バイパス用の第2の流路120を滑らかに開閉することができる。   Further, in this embodiment, the support mechanism 99 for the valve body 90 includes a cylindrical portion 217 extending from the partition wall 219 toward the fluid inlet 31, and a shaft protruding from the valve body 90 toward the fluid inlet 31 and penetrating the cylindrical portion 217. Since the portion 902 is provided, the fitting size (supporting size) is long. For this reason, the valve body 90 can be supported in a stable posture. Further, since the shaft portion 902 penetrates the tube portion 217, even if the relative position between the tube portion 217 and the shaft portion 902 changes with the movement of the valve body 90, the tube portion 217 and the shaft portion 902 are not moved. Since the fitting size remains long, the valve body 90 can be supported in a stable state regardless of the position of the valve body 90, and the valve body 90 moves smoothly. Therefore, the second flow path 120 for bypass can be smoothly opened and closed according to the set fluid pressure.
さらに、軸部902の先端部にワッシャ92の位置を規定する段部905が形成されているため、コイルバネ95を所定の長さ寸法の状態で軸部902に装着することができる。それ故、弁体90が開き始める荷重(始動荷重)を適切に設定することができるため、これにより弁体90は適切に作動する。   Further, since the step portion 905 that defines the position of the washer 92 is formed at the tip of the shaft portion 902, the coil spring 95 can be attached to the shaft portion 902 in a state of a predetermined length. Therefore, since the load (starting load) at which the valve body 90 starts to open can be set appropriately, the valve body 90 operates appropriately.
さらにまた、隔壁219には、流体出口32に向けて窪んだ凹部219aが形成されており、この凹部219aの底部に開口部38が形成されている。この凹部219aにより、流体入口31から流入する水を、開口部38を塞ぐ弁部901に対して垂直に作用させることができる。それ故、弁体90やコイルバネ95のブレを抑えることができる。   Further, the partition wall 219 has a recess 219a that is recessed toward the fluid outlet 32, and an opening 38 is formed at the bottom of the recess 219a. With this recess 219 a, the water flowing from the fluid inlet 31 can be made to act vertically on the valve portion 901 that closes the opening 38. Therefore, blurring of the valve body 90 and the coil spring 95 can be suppressed.
(シール部材の変形例)
上記実施の形態では、表面に微細な凹凸を付したフッ素系ゴム製のシール部材96を弁体に設けたが、図9に実線B、Cで示す比較結果からみて、表面が平滑なフッ素系ゴム製のシール部材96を弁体90に設けてもよい。
(Modification of seal member)
In the embodiment described above, the valve member is provided with a fluorine rubber seal member 96 having fine irregularities on the surface. From the comparison results shown by solid lines B and C in FIG. A rubber seal member 96 may be provided on the valve body 90.
また、上記実施の形態では、表面に微細な凹凸を付したフッ素系ゴム製のシール部材96を弁体90に設けたが、図9に実線A、Cで示す比較結果からみて、表面に凹凸を付したシール部材96であれば、EPDMなどといったゴム製のシール部材を用いてもよい。   Further, in the above embodiment, the valve member 90 is provided with the fluorine rubber seal member 96 with fine irregularities on the surface. However, as seen from the comparison results indicated by solid lines A and C in FIG. If it is the sealing member 96 which attached | subjected, you may use rubber-made sealing members, such as EPDM.
さらに、上記実施の形態では、弁体90にシール部材96を設けたが、隔壁219の側において弁体90と当接する箇所にシール部材96を設けてもよい。また、弁体90および隔壁219の側の双方にシール部材96を設けてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the seal member 96 is provided on the valve body 90. However, the seal member 96 may be provided at a location that contacts the valve body 90 on the partition wall 219 side. Further, a seal member 96 may be provided on both the valve body 90 and the partition wall 219 side.
また、弁体90と隔壁219との固着を防止するという観点からすれば、弁体90の隔壁219との当接面、および隔壁219の弁体90との当接面のうちの少なくとも一方をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PVDF)などのフッ素系樹脂で構成してもよい。   From the viewpoint of preventing the valve body 90 and the partition wall 219 from sticking, at least one of the contact surface of the valve body 90 with the partition wall 219 and the contact surface of the partition wall 219 with the valve body 90 is provided. Polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), poly You may comprise with fluororesins, such as vinylidene fluoride (PVDF) and polychlorotrifluoroethylene (PVDF).
(弁機構9の変形例)
図10は、本発明に係る弁機構の変形例を示す説明図である。上記実施の形態で構成した弁機構9の支持機構99では、隔壁219の方に筒部217を形成し、弁体90の方に軸部902を形成したが、図10に示すように、隔壁219′において第2の流路120における下流側の面に軸部902′を形成し、弁体90′の方に筒部217′(軸受部)を形成してもよく、このような場合にも、弁体90′の側、および隔壁219′の側の少なくとも一方に、表面が平滑なフッ素系ゴム製のシール部材96を設けた構成、あるいは表面に微細な凹凸を付したフッ素系ゴムやEPDMなどといったゴム製のシール部材を設けた構成を採用すればよい。なお、図10に示す構成を採用した場合には、軸部902′に形成した段部905′とプッシュナット91′によりワッシャ92′を位置決めし、ワッシャ92′と弁部901′との間にコイルバネ95′を配置すればよい。
(Variation of valve mechanism 9)
FIG. 10 is an explanatory view showing a modification of the valve mechanism according to the present invention. In the support mechanism 99 of the valve mechanism 9 configured in the above embodiment, the cylindrical portion 217 is formed toward the partition wall 219 and the shaft portion 902 is formed toward the valve body 90. However, as illustrated in FIG. In 219 ′, a shaft portion 902 ′ may be formed on the downstream surface of the second flow path 120, and a cylindrical portion 217 ′ (bearing portion) may be formed on the valve body 90 ′. Also, a configuration in which a fluorine rubber sealing member 96 having a smooth surface is provided on at least one of the valve body 90 'side and the partition wall 219' side, or a fluorine rubber having fine irregularities on the surface, A configuration provided with a rubber seal member such as EPDM may be employed. When the configuration shown in FIG. 10 is adopted, the washer 92 'is positioned by the stepped portion 905' formed on the shaft portion 902 'and the push nut 91', and between the washer 92 'and the valve portion 901'. A coil spring 95 'may be disposed.
また、上記形態では、弁機構9の支持機構99を構成するにあたって、軸部902、902′が貫通する筒部217、217′を軸受部としたが、軸部902、902′との相対的な位置が変化したときでも軸部902、902′との間の支持寸法が一定の軸受部であれば、軸部の周りを部分的に支持する構成、例えば、軸部の周りを複数箇所で支持する構成や、溝と突条部とが係合した構成などを採用してもよい。   In the above embodiment, when the support mechanism 99 of the valve mechanism 9 is configured, the cylindrical portions 217 and 217 ′ through which the shaft portions 902 and 902 ′ pass are used as the bearing portions, but relative to the shaft portions 902 and 902 ′. Even if the position changes, if the bearing part has a constant support dimension between the shaft parts 902 and 902 ', a structure that partially supports the shaft part, for example, a plurality of parts around the shaft part. You may employ | adopt the structure etc. which the structure supported and the groove | channel and the protrusion part engaged.
(a)、(b)は、本発明を適用した水力発電装置の平面図、およびA−A′断面図である。(A), (b) is a top view and AA 'sectional view of a hydroelectric generator to which the present invention is applied. 図1に示す水力発電装置に用いた本体ケースの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the main body case used for the hydroelectric generator shown in FIG. (a)、(b)、(c)は、図1に示す水力発電装置に用いたカバーの構成を示す平面図、正面図、および底面図である。(A), (b), (c) is the top view which shows the structure of the cover used for the hydraulic power unit shown in FIG. 1, a front view, and a bottom view. (a)、(b)、(c)は、図1に示す水力発電装置に用いることの可能なカバーの構成を示す平面図、正面図および底面図である。(A), (b), (c) is the top view, front view, and bottom view which show the structure of the cover which can be used for the hydraulic power unit shown in FIG. (a)、(b)、(c)は、図1に示す水力発電装置に用いた発電用水車を第1のラジアル軸受側からみたときの斜視図、この発電用水車を第2のラジアル軸受側からみたときの平面図、およびB−B′断面図である。(A), (b), (c) is a perspective view when the water turbine for power generation used in the hydroelectric generator shown in FIG. 1 is viewed from the first radial bearing side, and the power turbine for power generation is a second radial bearing. It is the top view when seen from the side, and BB 'sectional drawing. (a)、(b)は、図1(b)に示す弁機構の構成を示す拡大図、および隔壁を流体入口側から見たときの説明図である。(A), (b) is an enlarged view which shows the structure of the valve mechanism shown in FIG.1 (b), and explanatory drawing when a partition is seen from the fluid inlet side. 図1に示す水力発電装置での流量と、発電用水車の回転数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flow volume in the hydroelectric generator shown in FIG. 1, and the rotation speed of the water turbine for electric power generation. 図1に示す水力発電装置において、弁体と隔壁との間で固着が発生した場合と固着が発生しない場合における流量と発電用水車の回転数との関係を比較して示すグラフである。2 is a graph showing a comparison of the relationship between the flow rate and the number of rotations of a power generation water turbine when sticking occurs between a valve body and a partition wall and when sticking does not occur in the hydroelectric generator shown in FIG. 1. 図1に示す水力発電装置で弁体の隔壁への当接面の構成を変えた場合において、弁体を隔壁から離間する際に変位させた場合と、その際に弁体に加わる荷重との関係を比較して示すグラフである。In the case where the configuration of the contact surface of the valve body with the partition wall is changed in the hydroelectric generator shown in FIG. 1, the displacement of the valve body when separated from the partition wall and the load applied to the valve body at that time It is a graph which compares and shows a relationship. 図1に示す水力発電装置に使用可能な別の弁機構の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of another valve mechanism which can be used for the hydroelectric generator shown in FIG. 従来の水力発電装置に用いられる弁体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the valve body used for the conventional hydroelectric generator.
符号の説明Explanation of symbols
1 水力発電装置
5 発電用水車
9 弁機構
21 本体ケース
23 カバー
31 流体入口
32 流体出口
35 水車室
38 開口部
90 弁体
90′ 弁体本体
95 コイルバネ
96 シール部材
99 支持機構
901 弁部
902 軸部
110 第1の流路
120 第2の流路
217 筒部(軸受部)
219 隔壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydroelectric power generation apparatus 5 Turbine 9 for power generation Valve mechanism 21 Main body case 23 Cover 31 Fluid inlet 32 Fluid outlet 35 Turbine chamber 38 Opening 90 Valve body 90 'Valve body 95 Coil spring 96 Seal member 99 Support mechanism 901 Valve part 902 Shaft 110 1st flow path 120 2nd flow path 217 Cylindrical part (bearing part)
219 Bulkhead

Claims (8)

  1. 発電用水車が配置された水車室を備えた発電用の第1の流路と、前記水車室に対して並列に構成されたバイパス用の第2の流路と、流体圧が上昇したときに前記第2の流路を閉状態から開状態に切り換える弁機構とを有する水力発電装置において、
    前記弁機構は、前記第2の流路を構成する開口部を備えた隔壁と、前記開口部を開閉するための弁体と、該弁体を前記隔壁に接近する方向および離間方向に変位可能に支持する支持機構と、流体圧に抗して前記開口部を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、
    前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうちの少なくとも一方の当接面は、フッ素系ゴムまたはフッ素系樹脂で構成されていることを特徴とする水力発電装置。
    When a fluid pressure rises, a first flow path for power generation including a water turbine chamber in which a water turbine for power generation is disposed, a second flow path for bypass configured in parallel to the water turbine chamber, and A hydroelectric generator having a valve mechanism for switching the second flow path from a closed state to an open state;
    The valve mechanism includes a partition wall having an opening that forms the second flow path, a valve body for opening and closing the opening, and the valve body can be displaced in a direction approaching and separating from the partition wall. A supporting mechanism for supporting the valve body, and a biasing member that biases the valve body in a direction to close the opening against a fluid pressure,
    At least one of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is made of fluorine rubber or fluorine resin. A hydroelectric generator.
  2. 請求項1において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、前記フッ素系ゴムまたは前記フッ素系樹脂で構成された当接面は、表面に微細な凹凸が付与されている弾性体で構成されていることを特徴とする水力発電装置。   The contact surface made of the fluorine rubber or the fluorine resin among the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body, A hydroelectric power generation device comprising an elastic body having fine irregularities on its surface.
  3. 請求項1または2において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、いずれか一方の当接面が前記フッ素系ゴムまたは前記フッ素系樹脂で構成され、他方の当接面は平滑面で構成されていることを特徴とする水力発電装置。   3. The contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body are either the fluorine rubber or the fluorine system. A hydroelectric power generator comprising a resin and the other abutment surface being a smooth surface.
  4. 発電用水車が配置された水車室を備えた発電用の第1の流路と、前記水車室に対して並列に構成されたバイパス用の第2の流路と、流体圧が上昇したときに前記第2の流路を閉状態から開状態に切り換える弁機構とを有する水力発電装置において、
    前記弁機構は、前記第2の流路を構成する開口部を備えた隔壁と、前記開口部を開閉するための弁体と、該弁体を前記隔壁に接近する方向および離間方向に変位可能に支持する支持機構と、流体圧に抗して前記開口部を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、
    前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうちの一方の当接面は、表面に微細な凹凸が付与された弾性体で構成されていることを特徴とする水力発電装置。
    When a fluid pressure rises, a first flow path for power generation including a water turbine chamber in which a water turbine for power generation is disposed, a second flow path for bypass configured in parallel to the water turbine chamber, and A hydroelectric generator having a valve mechanism for switching the second flow path from a closed state to an open state;
    The valve mechanism includes a partition wall having an opening that forms the second flow path, a valve body for opening and closing the opening, and the valve body can be displaced in a direction approaching and separating from the partition wall. A supporting mechanism for supporting the valve body, and a biasing member that biases the valve body in a direction to close the opening against a fluid pressure,
    One contact surface of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is configured by an elastic body having fine irregularities on the surface. A hydroelectric generator characterized by that.
  5. 請求項4において、前記弁体の前記隔壁との当接面、および前記隔壁の前記弁体との当接面のうち、いずれか一方の当接面が前記弾性体で構成され、他方の当接面は平滑面で構成されていることを特徴とする水力発電装置。   5. The contact surface according to claim 4, wherein one of the contact surface of the valve body with the partition wall and the contact surface of the partition wall with the valve body is configured by the elastic body. A hydroelectric generator characterized in that the contact surface is a smooth surface.
  6. 請求項2、4または5において、前記微細な凹凸は、梨地状、網目状、または同心円状に形成されていることを特徴とする水力発電装置。   6. The hydroelectric generator according to claim 2, 4 or 5, wherein the fine irregularities are formed in a satin shape, a mesh shape, or a concentric shape.
  7. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記一方の当接面は、前記弁体の前記隔壁との当接面であって、当該当接面は、前記弁体の弁体本体と別部材で構成されたシール部材からなり、
    当該シール部材は、前記弁体本体において前記隔壁と対向する弁部および該弁部の外周面を覆っていることを特徴とする水力発電装置。
    7. The method according to claim 1, wherein the one contact surface is a contact surface with the partition wall of the valve body, and the contact surface is a member separate from the valve body body of the valve body. It consists of a configured seal member,
    The said hydrostatic power generator characterized by the said sealing member covering the valve part which opposes the said partition in the said valve body main body, and the outer peripheral surface of this valve part.
  8. 請求項1ないし7のいずれかにおいて、前記支持機構は、前記弁体および前記隔壁のうちの一方側に形成された軸部と、他方側で当該軸部を支持する軸受部とを備え、
    前記隔壁では、前記軸部または前記軸受部が前記開口部の内周面から内側に向けて延びた連結部によって前記開口部の内側に保持されており、
    当該連結部は、前記隔壁の前記弁体との当接面の一部を構成していることを特徴とする水力発電装置。
    In any one of Claims 1 thru | or 7, The said support mechanism is provided with the axial part formed in one side of the said valve body and the said partition, and the bearing part which supports the said axial part in the other side,
    In the partition wall, the shaft portion or the bearing portion is held inside the opening by a connecting portion extending inward from the inner peripheral surface of the opening,
    The connecting portion constitutes a part of a contact surface of the partition wall with the valve body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238144A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 パナソニック株式会社 Backward flow prevention valve and water heater including the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50148123U (en) * 1974-05-24 1975-12-09
JPS55152971A (en) * 1979-05-11 1980-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Relief valve
JPS60139076U (en) * 1984-02-24 1985-09-13
JPH03106580A (en) * 1989-09-18 1991-05-07 Toyoda Mach Works Ltd Laser beam machine
JP2003515039A (en) * 1999-11-16 2003-04-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Apparatus for generating voltage for components of gas-heated water heaters
JP2003129930A (en) * 2001-10-25 2003-05-08 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Hydraulic power generating device
JP2005282483A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Iwaki Co Ltd Sheet valve device for diaphragm pump
JP2005299634A (en) * 2004-03-18 2005-10-27 Kakudai:Kk Hydraulic power generation device and water supply system equipped therewith
JP2006009978A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Fujikura Rubber Ltd Relief valve and its manufacturing method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3106580U (en) * 2004-07-14 2005-01-06 株式会社Ibsトレーディング Check valve

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50148123U (en) * 1974-05-24 1975-12-09
JPS55152971A (en) * 1979-05-11 1980-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Relief valve
JPS60139076U (en) * 1984-02-24 1985-09-13
JPH03106580A (en) * 1989-09-18 1991-05-07 Toyoda Mach Works Ltd Laser beam machine
JP2003515039A (en) * 1999-11-16 2003-04-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Apparatus for generating voltage for components of gas-heated water heaters
JP2003129930A (en) * 2001-10-25 2003-05-08 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Hydraulic power generating device
JP2005299634A (en) * 2004-03-18 2005-10-27 Kakudai:Kk Hydraulic power generation device and water supply system equipped therewith
JP2005282483A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Iwaki Co Ltd Sheet valve device for diaphragm pump
JP2006009978A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Fujikura Rubber Ltd Relief valve and its manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014238144A (en) * 2013-06-10 2014-12-18 パナソニック株式会社 Backward flow prevention valve and water heater including the same

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