JP2010242604A - 小川用小型発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の小型水力発電装置は、水力を回転運動に変換する装置に、問題が有った。それは螺旋状の羽根を円筒形の軸に対する取り付と羽根のピッチと羽根の角度が円筒本体の中心に対しての角度により充分に発揮できない為であった。
【解決手段】
短冊状の１枚の板をひねる事で羽根に成り羽根全体で水力を受ける２枚羽根の構造と成って、羽根のピッチを円筒本体の内径の１．３〜２．１倍にした事で円筒本体の中心に対して羽根の角度が３０°〜５０°にしたので、これにより羽根の上面の水力は羽根を押し下げる力と反対側の裏下の羽根には水力で押し上げる力が同時に両面で回転力と成って更に回転力を増大させる効率の良い小型発電装置を提供できる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、河川の流れを利用して水力を高率良く回転運動に変えて得た回転力で発電し、環境に害を与えるCO2を出さない、小型発電装置に関する物である。

このような小型発電装置に関する物はいくつか有るが、螺旋状の物では特許文献１、に記載されているように従来の物は円筒状の軸に取り付けた１枚羽根の螺旋状で、羽根のピッチが狭くて水の流れが悪く円筒の中心に対して羽根の角度が大きい為に、羽根に受ける回転力が少さく成り低い回転力で後方の軸受に後ろに押す力だけが大きく成り、又水量は多く必要で水圧も大きく必要で有るから回転高率が低いと思われる。

従来の螺旋状の小型発電装置は、特許文献２、に記載されているように従来の物は４枚羽の螺旋状で羽の枚数が多い為に羽を取り付ける円筒状の軸がおおきく成って水力を受ける面が少なく成る、又円筒の中心に対して羽根の角度が小さい為に羽に受ける回転力がちいさく成り、円筒内と羽根とのすき間の対策がないから更に水流水量水圧、が多く必要で螺旋状の羽根の後方の転受だけで螺旋状の羽根に掛る水圧を受けるには、強度不足の可能性が有る。

河川の中に沈めた発電装置に回転力をベルトやチエン等で伝える回転時に、円筒本体から伝達するベルトやチエン等で水を巻き上げて負荷と成り、ベルトやチエン等はいつも水中に浸っているし伸びるから耐久性が悪い。

特開２００５−１１３８９３号公報 実用新案第３１４３１８９号公報

本発明は前記の従来技術の問題点を解決し、河川を流れる水位の高低差、低流速等の水力を高率良く回転運動に変換する螺旋状板の羽根の小型発電装置の提供にある。

本発明は、上記課題を解決する為には水位の高低差、低流速の水力を高率良く回転力にする為に、短冊状の１枚の板をひねる事で、螺旋状板の羽根に成り羽根全本で水力を受ける２枚羽根の構造と成った、図４で示すように螺旋状の板の中央を少し厚くして、両端を少し薄くした螺旋状板の２枚羽根に成って解決した。

本発明は、螺旋状の２枚羽根を円筒本体の中に備えて水を通して回転させる、羽根の上面では水力で押し下げる力と反対側裏下の羽根は水力で押し上げる力が同時に両面で回転力と成り回転高率を上げる形状の羽根として解決した。

本発明は、螺旋状板の羽根を板状の２枚羽根にした事で羽根のピッチを円筒本体の内径の1.3〜2.1倍のピッチとして、図７、で示すように螺旋状板の羽根の角度が円筒本体の中心に対して３０°〜５０°の角度にして螺旋状板の羽根に掛る水力が増し、回転力アップと流水をなるべく妨たげないようにするから、螺旋状板の羽根の段数を増す事で段数に比例して更に回転力を上げる構造とした装置で解決した。

本発明は、螺旋状板の羽根の最後方の軸受けに掛る後方へ増大して押す力を分散する為に、図３、及び図４（１０）で示すように円筒本体の中央にローラーを３ヶ所取り付けて、後方に掛る大きい押す力を分散させて、これにより後方の軸受けの加負を軽減する構造で螺旋状板の羽根と振れ止めの輪を固定して一体化して解決した。

本発明は、螺旋状板の羽根の段数を増す事に、円筒本体、螺旋状板の羽根、共に長く成り円筒内の螺旋状板の羽根が回転力を上げるにつれて上下、左右、にと螺旋状板の羽根が振れて回転力の妨たげと成るので振れ防止として、図３、及び図４（９）で示すように振れ防止のローラーを３ヶ所取り付けた、又ローラーは図４（９）で示すように上部中央と正三角形に成るように取り付けて、砂や小石、小さい流れ物がローラーにはさんだりするから破損防止の為に下部の取り付けをさけた、これにより螺旋状板の羽根の回転が円滑に成り回転力の高率を上げる構造として解決した。

本発明は、螺旋状板の羽根の段数が増す事で回転力は増大するが、円筒本体と螺旋状板の羽が共に長く成り、運搬、設置、組立、修理等の特に取扱いやすいように図３〜図４で、示すように中央で接続ヶ所を設ける事で解決した。

本発明は、図７（１６）で、示すように少ない水量の時に螺旋状板最後部の羽根を少し内側に曲げる事で、円筒内最後部の水が表面張力で外へ流れを増して出ようとする水の流れが速く成る水量を少し妨げて、羽根に掛る回転力を増し更に力強い回転力の出る構造として解決した。

本発明は、図６で、示すように螺旋状板の羽根に取り付けた回転軸の最端に傘歯車を取り付けて円筒本体直角に伝達手段として発電装置に伝えた、又ベルトやチエン等使用しないので水を巻き上げる事や負荷がないので回転力が落ちない、ベルトやチエン等使用しないので降雨時や季節による水量の変化等の環境に絶える事ができて解決した。

本発明は、本体の円筒内と螺旋状板の羽根との間を狭くする為に、図３、及び図４（１４）で、示すように螺旋状板の羽根両端に帯状のゴムを取り付けて、すき間から流れ出る水を少なくして回転力を上げる、又砂や小石、小さい流れ物等が間に入っても円筒内や螺旋状板の羽根を破壊しないし砂除去穴を備えた構造として解決した。

上記したように本発明の小型発電装置は螺旋状板の羽根を１枚の短冊状の板をひねる事で羽根に成って羽根のピッチを円筒本体の内径の1.3〜2.1倍として羽根の角度は円筒本体の中心に対して３０°〜５０°の羽根にした事で円筒内に入った水は羽根の上面では水力で羽根を押し下げて又反対側裏下の羽根は水力で押し上げる力が同時に両面で回転力と成って更に回転力を上げた回転高率の良い小型発電装置を提供できる。

この螺旋状板の羽根に帯状のゴムを取り付けたので、比較的少ない水量と水圧が有れば回転力が出て発電装置が可動して効果を発揮する小型発電装置で有り提供できる。

本発明の実施形態を示す発電装置の正面図である。 同発電装置の正面の断面図である。 同発電装置の中央の振れ止めと継手の断面の説明図である。 同発電装置の図３、におけるＡ−Ａ船断面図である。 同発電装置の前方部の断面図である。 同発電装置の後方部の断面図である。 同発電装置の後方部の参考断面図である。

以下本発明の施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

第１図は、本発明の小型発電装置の全体を現す、１は円筒本体で、５は動力伝達の傘歯車、６は発電機、１５は流水カバーである。

第２図は、円筒本体１の全断面図で、２は螺旋状板の羽根で段数を増設できる事を現す、３は軸受、４は回転軸、７は螺旋状板の羽根の継手、８は振れ止めの輪、９は振れ止めローラー、１０は軸受軽減ローラー、１１は螺旋状板の羽根の継手ボルト、１２は砂除去穴を現し、１３は円筒本体継手のボルトを現す。

第３図は、円筒本体中央断面図で、振れ止めの装置と円筒本体の接続の継手、螺旋状板の羽根の継手を現し、１４は帯状のゴムで、Ａ〜Ａの断面の位置を現す。

第４図は、円筒本体中央のＡ〜Ａの位置の断面図で、７は螺旋状板の羽根の継手で、螺旋状板の羽根と振れ止めの輪の固定を現し、９は振れ止めのローラーの位置、１０は軸受軽減ローラーの位置を現す。

第５図は、前方部の入水口と、３は軸受で、４は軸で螺旋状板の羽根と軸の取り付けを現す。

第６図は、後方の排水口と、３は軸受で、４は軸で螺旋状板の羽根と軸の取り付けを現し、５は傘歯車で、６は発電機を現す。

第７図は、参考図で円筒本体の後方部断面図で、螺旋状板の羽根の角度と、１６は螺旋状板の最後尾で羽根の小さい曲りを現す。

螺旋状板の羽根の角度が円筒本体の中心に対して５０°以上の角度では水の速さにもよるが羽根に掛る抵抗が大きく成る為に水の流れが妨げられて螺旋状板の羽根の段数を増す事が有り良くない。

螺旋状板の羽根の角度が円筒本体の中心に対して３０°以下の角度では羽根に掛る水力が小さく成るので水流の速い所を選ぶ必要が有り羽根の角度は３０°以上が良く色々な河川に使える。

水量が円筒本体の内径の半分位いの少ない時でも螺旋状板の羽根が回転して駆動する。

化石燃料を使わない自然エネルギーで有り、大気汚染がないから産業上大いに期待が持てる、将来の化石燃料の資源不足の為にも必ず役立つし、資源の枯渇防止の面からも産業上大いに期待が持てる、又天候にも左右されなく昼夜ともなく発電ができ産業の活製化と量産ができ経済効果も有り産業の発展にも良い。

１ 円筒本体
２ 螺旋状板の羽根
３ 軸受け
４ 回転軸
５ 傘歯車
６ 発電機
７ 螺旋状板の羽根の継手
８ 振れ止めの輪
９ 振れ止めのローラー
１０ 軸受軽減ローラー
１１ 螺旋状板の羽根の継手ボルト
１２ 砂除去穴
１３ 円筒本体接続ボルト
１４ 帯状のゴム
１５ 流水カーバー
１６ 羽根の小さい曲り

Claims (2)

1. 短冊状の１枚の板をひねる事で螺旋状の羽根に成り羽根全体で水力を受ける２枚羽根の構造と成って、螺旋状の羽根を円筒本体内部に備えて水力で回転する螺旋状板の羽根と、螺旋状板の羽根の回転動力を外部に伝達する動力伝達手段と駆動される発電手段とを備える小型発電装置。
2. 螺旋状の羽根が２枚羽根の構造と成った事で螺旋状板の羽根のピッチは円筒本体の内径の1.3〜2.1倍のピッチにして螺旋状板の羽根の角度が円筒本体の中心に対して３０°〜５０°の角度にして、回転する羽根の上面の水力は羽根を押し下げる力と反対側裏下の羽根は水力で押し上げる力が同時に両面で回転力と成る螺旋状板の羽根の回転動力を上げる請求項１記載の小型発電装置。

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