JP2011064170A - Hydraulic power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、マンション、公営住宅等のような集合建築物の排水路や屋根の樋、その他の配管水路を流れる水流、或いは、山間部での落差のある渓流や清流を利用する等して、高効率の電力を得ることのできる水力発電装置に関するものである。 The present invention uses, for example, a drainage channel of a collective building such as a condominium, a public housing, a roof gutter, a water flow flowing through other piping water channels, or a mountain stream or a clear stream with a drop in a mountainous area. The present invention relates to a hydroelectric power generation device that can obtain highly efficient electric power.
近年、クリーンなエネルギーとして、建築物内の流入管路や流出管路に水力発電装置を多数設置しているが、概して排水の水量が少ないことから、所望の発電量が得られない事態が生じていた。 In recent years, as a clean energy, a large number of hydroelectric generators are installed in the inflow and outflow pipelines in buildings. However, since the amount of drainage is generally small, there is a situation where the desired amount of power generation cannot be obtained. It was.
このため、従来においては、例えば、特許文献1に開示されているように、所要の発電量を得ることができると共に、排水路の詰まりが生じないようにし、更に保守性も向上させた排水路水力発電システムなる技術が提案されている。 For this reason, conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1, a required amount of power generation can be obtained, the drainage channel is not clogged, and the drainage channel is further improved in maintainability. A technology called a hydroelectric power generation system has been proposed.
このシステムは、排水路の集合管に配置されて排水により回転する界磁磁石と、前記集合管の周囲に配置されて前記界磁磁石の磁束が鎖交するコイルと、からなる水力発電機と、前記コイルに発生する交流電圧を整流平滑して所定の直流電圧を得る充電制御装置とを備えている。 This system comprises a hydroelectric generator comprising a field magnet disposed in a collecting pipe of a drainage channel and rotated by drainage, and a coil arranged around the collecting pipe and interlinked with the magnetic flux of the field magnet. And a charge control device for rectifying and smoothing the AC voltage generated in the coil to obtain a predetermined DC voltage.
そして、集合管を流下する排水によって界磁磁石が一定方向に回転することによりコイルに交流電圧が誘起され、この交流電圧を充電制御装置により整流平滑して所定の大きさの直流電圧に変換すると共に、この直流電圧によってバッテリーが充電されるのである。 An AC voltage is induced in the coil by the field magnet rotating in a certain direction by the drainage flowing down the collecting pipe, and this AC voltage is rectified and smoothed by the charge control device and converted into a DC voltage of a predetermined magnitude. At the same time, the battery is charged by this DC voltage.
しかしながら、上記した特許文献1に示す排水路水力発電システムの場合、集合管から自然落下する水の落差のみによって、界磁磁石を一定方向に回転させることによりコイルに交流電圧を誘起させ、この交流電圧を充電制御装置により整流平滑して所定の大きさの直流電圧に変換していることから、界磁磁石を効率良く回転させることができず、かえって界磁磁石が抵抗として作用してしまい、このため、充分なバッテリー充電が行えないという問題点を有していた。 However, in the case of the drainage hydroelectric power generation system shown in Patent Document 1 described above, an AC voltage is induced in the coil by rotating the field magnet in a certain direction only by a head of water that naturally falls from the collecting pipe, and this AC Since the voltage is rectified and smoothed by the charge control device and converted to a DC voltage of a predetermined magnitude, the field magnet cannot be efficiently rotated, and instead the field magnet acts as a resistance, For this reason, there has been a problem that sufficient battery charging cannot be performed.
そこで、本発明は如上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、駆動タービンにおける回転体の内側に複数の水流導入部を配置し、この水流噴出部から水流を勢い良く噴出させ、この噴出した水流により駆動タービンの回転体を高速回転させて、発電機により充分な電力を得ることができる水力発電装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been created in view of various circumstances existing in the past, and a plurality of water flow introduction portions are arranged inside a rotating body in a drive turbine, and water flow is vigorously ejected from the water flow ejection portion. An object of the present invention is to provide a hydroelectric power generation device that can rotate a rotating body of a driving turbine at a high speed by the jetted water flow and obtain sufficient electric power by a generator.
本発明は、円筒部本体の内部に、発電機、水流導入体のそれぞれを配置し、この水流導入体を貫通するように配置された中央回転軸を有する縦型の駆動タービンを回転可能に取り付け、水流導入体から噴出する水流により駆動タービンを回転させ、中央回転軸に連動した発電機から電力を得る水力発電装置であって、水流導入体の周壁に、水流を水流導入体の外周壁に沿うように特定の水平方向に噴出する複数の水流噴出部を設ける一方、駆動タービンは、複数のタービン羽根を円弧状に立設して全体を略筒状に形成した回転体を中央回転軸に取り付けて構成され、駆動タービンの回転体が、水流導入体の水流噴出部を取り囲むように配置されていることで、上述した課題を解決した。 In the present invention, a generator and a water flow introduction body are arranged inside a cylindrical body, and a vertical drive turbine having a central rotating shaft arranged so as to penetrate the water flow introduction body is rotatably attached. A hydroelectric generator that rotates a drive turbine by a water flow ejected from a water flow introducing body and obtains electric power from a generator linked to a central rotating shaft, and the water flow is placed on a peripheral wall of the water flow introducing body, A plurality of water jets that jet in a specific horizontal direction are provided so that the drive turbine has a rotating body that has a plurality of turbine blades erected in an arc shape and is formed into a substantially cylindrical shape as a central rotating shaft. The above-described problems have been solved by being configured so that the rotating body of the driving turbine is disposed so as to surround the water flow ejection portion of the water flow introducing body.
また、水流導入体の周壁における4箇所に、水流噴出部を設けていることで、同じく上述した課題を解決した。 Moreover, the problem mentioned above was similarly solved by providing the water-flow ejection part in four places in the surrounding wall of a water-flow introduction body.
さらに、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、タービン羽根に対する水流の衝突力により駆動タービンの回転体を回転させていることで、同じく上述した課題を解決した。 Further, each water jetting portion provided on the peripheral wall of the water flow introducing body jets a water flow toward the turbine blade of the rotating body located outside, and the rotating body of the driving turbine is driven by the collision force of the water flow against the turbine blade. By rotating, the same problem as described above was solved.
また、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、円筒部本体の内部において、水流導入体の周囲に旋回流を生じさせ、この旋回流により駆動タービンの回転体を回転させていることで、同じく上述した課題を解決した。 In addition, each water jetting part provided on the peripheral wall of the water flow introducing body jets a water flow toward the turbine blades of the rotating body located outside, and turns around the water flow introducing body inside the cylindrical body. The above-mentioned problem was solved by generating a flow and rotating the rotating body of the drive turbine by this swirling flow.
加えて、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、タービン羽根に対する水の衝突力と、円筒部本体の内部において水流導入体の周囲に生じている旋回流により駆動タービンの回転体を回転させていることで、同じく上述した課題を解決した。 In addition, each water jet part provided on the peripheral wall of the water flow inlet body jets the water stream toward the turbine blades of the rotating body located on the outside, and the collision force of water against the turbine blades and the cylindrical part body The above-mentioned problem was solved by rotating the rotating body of the drive turbine by the swirl flow generated around the water flow introducing body inside.
また、円筒部本体の下部に、排水孔を設けていることで、同じく上述した課題を解決した。 Moreover, the problem mentioned above was solved by having provided the drain hole in the lower part of the cylindrical part main body.
この他、駆動タービンの中央回転軸は、変速ギアを介して、発電機の駆動ギアに連動していることで、同じく上述した課題を解決した。 In addition, the central rotating shaft of the drive turbine is linked to the drive gear of the generator via the transmission gear, thereby solving the above-described problem.
本発明は、円筒部本体の内部に、発電機、水流導入体のそれぞれを配置し、この水流導入体を貫通するように配置された中央回転軸を有する縦型の駆動タービンを回転可能に取り付け、水流導入体から噴出する水流により駆動タービンを回転させ、中央回転軸に連動した発電機から電力を得る水力発電装置であって、水流導入体の周壁に、水流を水流導入体の外周壁に沿うように特定の水平方向に噴出する複数の水流噴出部を設ける一方、駆動タービンは、複数のタービン羽根を円弧状に立設して全体を略筒状に形成した回転体を中央回転軸に取り付けて構成され、駆動タービンの回転体が、水流導入体の水流噴出部を取り囲むように配置されていることから、水流噴出部から勢い良く噴出する水流により、駆動タービンの回転体を高速回転させて、発電機から充分な電力を得ることができる。 In the present invention, a generator and a water flow introduction body are arranged inside a cylindrical body, and a vertical drive turbine having a central rotating shaft arranged to penetrate the water flow introduction body is rotatably attached. A hydroelectric generator that rotates a drive turbine by a water flow ejected from a water flow introducing body and obtains electric power from a generator linked to a central rotating shaft, wherein the water flow is placed on a peripheral wall of the water flow introducing body and the water flow is placed on an outer peripheral wall of the water flow introducing body. While providing a plurality of water jets that are jetted in a specific horizontal direction along the drive shaft, the drive turbine has a rotating body that is formed in a substantially cylindrical shape with a plurality of turbine blades erected in an arc shape as a central rotating shaft. Since the rotating body of the drive turbine is arranged so as to surround the water jet part of the water flow introducing body, the rotating body of the drive turbine is rotated at high speed by the water flow ejected from the water jet part. So, it is possible to obtain sufficient power from the generator.
具体的には、水流導入体の周壁に、水流を水流導入体の外周壁に沿うように特定の水平方向に噴出する複数の水流噴出部を設けていることから、円筒部本体の内部において、この水流噴出部により、特定の水平方向(例えば、左側)に水流を噴出させることができる。 Specifically, since a plurality of water jet parts for jetting the water flow in a specific horizontal direction along the outer peripheral wall of the water flow introducing body are provided on the peripheral wall of the water flow introducing body, By this water jet part, a water flow can be jetted in a specific horizontal direction (for example, the left side).
そして、駆動タービンは、複数のタービン羽根を円弧状に立設して全体を略筒状に形成した回転体を中央回転軸に取り付けて構成され、駆動タービンの回転体が、水流導入体の水流噴出部を取り囲むように配置されていることから、水流噴出部から勢い良く水流が噴出すると、回転体を形成する複数のタービン羽根の内側の全体に水流が満遍なく当って、駆動タービンの回転体を効率良く回転させることができる。 The drive turbine is configured by attaching a rotating body, which has a plurality of turbine blades erected in an arc shape and formed in a substantially cylindrical shape, to a central rotating shaft, and the rotating body of the driving turbine is a water flow of a water flow introducing body. Since it is arranged so as to surround the ejection part, when the water stream is ejected vigorously from the water ejection part, the water flow uniformly hits the entire inside of the plurality of turbine blades forming the rotating body, and the rotating body of the drive turbine is It can be rotated efficiently.
このとき、水流導入体の水流噴出部から勢い良く噴出する水流の方向(特定の水平方向…左側)と、回転体の回転方向(左回転)が同一となる為、噴出する水流により、駆動タービンの回転体を高速に回転させることができる。 At this time, the direction of the water flow ejected vigorously from the water flow ejection portion of the water flow introduction body (specific horizontal direction ... left side) and the rotation direction of the rotating body (left rotation) are the same. Can be rotated at high speed.
また、水流導入体の周壁における4箇所に、水流噴出部を設けていることから、4箇所の水流噴出部から勢い良く水流を噴出して、駆動タービンの回転体を、高速に回転させることができる。 In addition, since the water flow ejection portions are provided at four locations on the peripheral wall of the water flow introduction body, the water flow can be ejected vigorously from the four water flow ejection portions, and the rotating body of the drive turbine can be rotated at high speed. it can.
さらに、4箇所の水流噴出部により、円筒部本体内において、例えば、左回りの高速の旋回流を効率良く生じさせることができる。この高速の旋回流は、回転体の内側・外側のいずれも含む、水流導入体の外側における円筒部本体内の全体に生じるため、駆動タービンにおける回転体の高速の回転を維持することができる。 Furthermore, for example, a counterclockwise high-speed swirling flow can be efficiently generated in the cylindrical portion main body by the four water flow ejection portions. Since this high-speed swirl flow is generated in the entire cylindrical portion body outside the water flow introduction body including both inside and outside of the rotation body, high-speed rotation of the rotation body in the drive turbine can be maintained.
また、4箇所の水流噴出部により、水流を所定の圧力で勢い良く噴出し、水流導入体の外側における円筒部本体内の全体を高圧状態にしたときには、より大きな力が複数のタービン羽根に作用して、駆動タービンの回転体を高速に回転させることができる。 In addition, when the water flow is ejected vigorously at a predetermined pressure by the four water flow ejection portions, and the entire inside of the cylindrical portion main body outside the water flow introduction body is brought into a high pressure state, a larger force acts on the plurality of turbine blades. Thus, the rotating body of the drive turbine can be rotated at high speed.
その為、駆動タービンの中央回転軸が充分な回転力を得ることとなり、発電機を安定した状態で作動させることができる。 Therefore, the central rotating shaft of the driving turbine obtains sufficient rotational force, and the generator can be operated in a stable state.
この他、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、タービン羽根に対する水流の衝突力により駆動タービンの回転体を回転させていることから、各水流噴出部から勢い良く水流を噴出させたときに、水流の方向(特定の水平方向…左側)と、回転体の回転方向(左回転)が同一となることとなり、噴出する水流により、駆動タービンの回転体を高速に回転させることができる。 In addition to this, each water jet part provided on the peripheral wall of the water flow introducing body jets a water flow toward the turbine blades of the rotating body located on the outside, and the rotating body of the driving turbine by the collision force of the water flow against the turbine blades Therefore, the direction of the water flow (specific horizontal direction ... left side) and the rotation direction of the rotating body (left rotation) must be the same when the water flow is ejected vigorously from each water jet part. Thus, the rotating body of the driving turbine can be rotated at a high speed by the jetted water flow.
また、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、円筒部本体の内部において、水流導入体の周囲に旋回流を生じさせ、この旋回流により駆動タービンの回転体を回転させていることから、各水流噴出部から噴出する水流が、例えば、所定の勢いを備えていない場合であっても、駆動タービンの回転体を確実に回転させることができる。 In addition, each water jetting part provided on the peripheral wall of the water flow introducing body jets a water flow toward the turbine blades of the rotating body located outside, and turns around the water flow introducing body inside the cylindrical body. Since the rotating body of the drive turbine is rotated by this swirl flow, even if the water flow ejected from each water flow ejection portion does not have a predetermined momentum, for example, The rotating body can be reliably rotated.
さらに、水流導入体の周壁に設けている各水流噴出部は、外側に位置している回転体のタービン羽根に向けて水流を噴出し、タービン羽根に対する水流の衝突力と、円筒部本体の内部において水流導入体の周囲に生じている旋回流により駆動タービンの回転体を回転させていることから、駆動タービンの回転体を安定した状態で高速に回転させることができる。 Further, each water jet part provided on the peripheral wall of the water flow introducing body jets a water stream toward the turbine blades of the rotating body located outside, and the collision force of the water flow against the turbine blades and the inside of the cylindrical body Since the rotating body of the driving turbine is rotated by the swirling flow generated around the water flow introducing body in FIG. 3, the rotating body of the driving turbine can be rotated at high speed in a stable state.
また、円筒部本体の下部に、排水孔を設けていることから、駆動タービンを回転させた水流を、そのまま旋回させながら円筒部本体から排出できる。 Moreover, since the drain hole is provided in the lower part of the cylindrical part main body, the water flow which rotated the drive turbine can be discharged | emitted from a cylindrical part main body, turning as it is.
加えて、駆動タービンの中央回転軸は、変速ギアを介して、発電機の駆動ギアに連動していることから、安定した状態で回転する駆動タービンにより、効率良く発電機を作動させて、充分な電力を得ることができる。 In addition, since the central rotating shaft of the drive turbine is linked to the drive gear of the generator via the transmission gear, the generator is efficiently operated by the drive turbine that rotates in a stable state. Power can be obtained.
このように、本発明によれば、所定の排水路や屋根の樋、その他の配管水路を流れる水流、或いは、山間部での落差のある渓流や清流等を利用して、リサイクル可能な発電エネルギーシステムを容易に構築することができる。 As described above, according to the present invention, power generation energy that can be recycled using a predetermined drainage channel, a roof gutter, a water flow that flows through other pipe water channels, or a mountain stream or a clear stream with a drop in a mountainous area. A system can be easily constructed.
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る水力発電装置は、図1・図2・図3に示すように、円筒部本体1と、この円筒部本体1の内部に収容される発電機2と水流導入体3、また、水流導入体3を貫通するように配置される中央回転軸4を有する縦型の駆動タービン5から概ね構成されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the hydraulic power generation apparatus according to the present invention includes a cylindrical body 1, a
円筒部本体1は、図2・図3に示すように、全体が円筒状に形成され、その下側に、全体が窄まるように湾曲した底板6が固定されている。この底板6の中央には、円形の排水孔7を設けている。また、排水孔7には、所定の長さの筒部8が下向きに連設されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the cylindrical main body 1 is formed in a cylindrical shape as a whole, and a bottom plate 6 that is curved so as to be constricted is fixed to the lower side thereof. A
さらに、円筒部本体1は、図1・図2に示すように、側面に発電機2の収容部9を設けている。この収容部9は、図3に示すように、円筒部本体1の側面における略中間位置から上側の開口部10にかけて、円筒部本体1の内側から外側に向けて略円弧状に膨出させたもので、内部に発電機2を収容する空間を備えている。また、円筒部本体1は、この収容部9の存在により、上側の開口部10を上方から見ると、大きな円弧と小さな円弧を連設した形状となっている。
Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, the cylindrical body 1 has a housing 9 for the
これに対応して、円筒部本体1の上側の開口部10を閉鎖する蓋部11も、大きな円弧と小さな円弧を連設した板状に形成されている。この蓋部11は、複数のネジ12を介して、円筒部本体1の上側の開口部10に形成されているフランジ13に固定されている。
Correspondingly, the
また、図3に示すように、円筒部本体1の側面における上方の位置に、水の取り入れ口14を設けている。この水の取り入れ口14は、円形に形成されている。また、水の取り入れ口14には、所定の長さの接続筒部15が側方に向けて連設されている。接続筒部15は、不図示の配管や排水管等が接続される部分である。
Moreover, as shown in FIG. 3, the
この他、円筒部本体1の内部における略中央部分には、図2に示すように、仕切板16が水平状に固定されている。仕切板16は、中央部分に挿入開口部17を設けている。この挿入開口部17には、接続筒部18が上向きに連設されている。
In addition, as shown in FIG. 2, a partition plate 16 is fixed horizontally at a substantially central portion inside the cylindrical body 1. The partition plate 16 is provided with an
そして、円筒部本体1の内部は、仕切板16により上下に仕切られることとなり、円筒部本体1の内部において、上側収容部Aと下側収容部Bを形成している。 And the inside of the cylindrical part main body 1 will be divided up and down by the partition plate 16, and the upper side accommodating part A and the lower side accommodating part B are formed in the inside of the cylindrical part main body 1.
さらに、円筒部本体1は、図3に示すように、下部収容部Bの底板6における排水孔7の近傍に、支持架台19を備えている。この支持架台19は、長方形の板状に形成され、円筒部本体1における湾曲した底板6に固定されている。また、支持架台19は、その中央に回転軸受20を設けている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the cylindrical body 1 includes a
この円筒部本体1の内部には、図2に示すように、仕切板16を介して、水流導入体3が配置されている。
As shown in FIG. 2, the water
水流導入体3は、図4(a)に示すように、縦型の筒状部分21の上部に横向きの筒状部分22を連設して、全体が逆L字型に形成されている。縦型の筒状部分21の下部には、底板23が固定されており、筒状部分21の下部が閉鎖されている。また、横向きの筒状部分22の端部には、水の導入孔24を設けている。
As shown in FIG. 4A, the water
水流導入体3の内部には、図4(a)(b)に示すように、挿入管25が配置されている。この挿入管25は、縦型の駆動タービン5が備えている中央回転軸4を挿入するものである。挿入管25は、所定の長さに形成され、その下端部が水流導入体3の底板23に固定されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, an
また、挿入管25の上端部は、縦型の筒状部分21の最上部(横向きの筒状部分22の基端部分)に固定されている。このように、水流導入体3に固定されている挿入管25の上下両端部に、円形の開口部が存在することは、言うまでもない。さらに、挿入管25の上端部が固定されている縦型の筒状部分21の最上部(横向きの筒状部分22の基端部分)には、回転軸受26が固定されている。
The upper end portion of the
この水流導入体3を形成する縦型の筒状部分21の下部には、複数の水流噴出部27を設けている。この水流噴出部27は、水流を水流導入体3の外周壁に沿うように特定の水平方向に噴出するものである。水流噴出部27は、少なくとも2個必要となるが、図4(a)(b)に示すように、等間隔に4個の水流噴出部27を設けると、好ましいものとなる。
A plurality of
尚、水流噴出部27の数は、3個、また、5個以上等のいずれであっても良い。
In addition, the number of the water
この水流噴出部27は、筒状部分21に設けている縦長の矩形孔28と、筒状部分21の外周壁に固定されている水流噴出カバー29により形成されている。
The
この水流噴出カバー29は、全体が箱状に形成され、筒状部分21の外周壁に固定されたとき、一方側は閉鎖された状態となる。このとき、筒状部分21に設けている縦長の矩形孔28の近傍を、水流噴出カバー29の閉鎖している部分により覆った状態となっている。また、水流噴出カバー29の他方側は、矩形状に開放されて水流噴出孔30を形成している。
The
これら4個の水流噴出部27は、図4(a)(b)に示すように、水流を水流導入体3における筒状部分21の外周壁に沿うように特定の水平方向(左側)に噴出するものであり、全ての水流噴出部27の水流噴出孔30が左側を向くように位置している。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), these four water
尚、水流噴出部27は、水流噴出孔30を有する水流噴出カバー29により形成されていることに限定されることはない。例えば、水流噴出部27として、所定のノズルを採用する等、水流を水流導入体3における筒状部分21の外周壁に沿うように特定の水平方向に噴出できるものを全て包含するものである。
The
このように構成された水流導入体3は、図2に示すように、仕切板16を介して、円筒部本体1の内部に配置されている。
As shown in FIG. 2, the water
具体的には、仕切板16の挿入開口部17に水流導入体3の全体を挿し入れ、水流導入体3における筒状部分21の外周壁を、仕切板16の接続筒部18に、溶接等の手段を用いて固定している。このとき、水流導入体3における横向きの筒状部分22は、円筒部本体1の上側収容部Aに収容された状態となる。また、水流導入体3における筒状部分21に設けている4個の水流噴出部27は、円筒部本体1の下側収容部Bに収容された状態となる。
Specifically, the entire water
また、図5に示すように、円筒部本体1の上側収容部Aにおいては、水流導入体3の筒状部分22における水の導入孔24が、円筒部本体1における水の取り入れ口14に接続するように、溶接等の手段を用いて固定されている。
Further, as shown in FIG. 5, in the upper housing portion A of the cylindrical portion main body 1, the
この他、円筒部本体1の内部には、図2に示すように、縦型の駆動タービン5が配置されている。この駆動タービン5は、円筒部本体1の内部において、水流導入体3の水流噴出部27から噴出する水流を受けて、水平状に高速回転するものである。
In addition, as shown in FIG. 2, a
縦型の駆動タービン5は、図6に示すように、中央回転軸4と、この中央回転軸4の下方に固定されている回転体31により構成されている。
As shown in FIG. 6, the
駆動タービン5の回転体31は、図6に示すように、所定の間隔を開けて上下に配置した一対の板状リング部材32,33の間に、複数のタービン羽根34を固定して形成している。
As shown in FIG. 6, the rotating
個々のタービン羽根34は、縦長の薄板状に形成されている。また、複数のタービン羽根34は、一対の板状リング部材32,33の間において、いずれも斜めになった状態で固定されており、全体が所定の高さを備えている略筒状に形成されている。
Each
また、駆動タービン5は、板状リング部材33の若干上側に、中間リング部材35を備えている。この中間リング部材35は、複数のタービン羽根34を上下に仕切るように配置されて、回転体31全体の強度を維持している。
Further, the
さらに、中間リング部材35と板状リング部材33のそれぞれには、内側に固定架台36,37を設けている。この固定架台36,37は、いずれも長方形の板状に形成され、その両端部が中間リング部材35・板状リング部材33の直径方向に固定されている。また、上下に位置している固定架台36,37の中央部
には、それぞれ円形の開口部が設けられており、固定架台36の開口部と、固定架台37の開口部同士が、パイプ状の嵌挿部38を介して接続されている。
Further, the
この回転体31の中心に位置している嵌挿部38に、中央回転軸4を挿し入れた状態で、嵌挿部38と中央回転軸4を溶接等の手段を用いて強固に固定している。
With the central
その為、駆動タービン5を構成する回転体31が所定の方向に回転したとき、中央回転軸4も同一方向に回転することとなる。
Therefore, when the
このように中央回転軸4と回転体31を固定して構成された駆動タービン5は、図2に示すように、水流導入体3を貫通するように中央回転軸4を配置し、円筒部本体1の内部に、回転可能に収容されている。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、図3に示すように、水流導入体3を構成する挿入管25の下側の
開口部から中央回転軸4を挿し入れる。そして、図2に示すように、中央回転軸4の先端部を、水流導入体3の上部から突出させる。この突出している中央回転軸4の上部が、水流導入体3の回転軸受26に支持されている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the central
また、中央回転軸4の下部は、円筒部本体1の底板6側において支持されている。具体的には、中央回転軸4の下部は、支持架台19の回転軸受20に支持されている。
Further, the lower portion of the central
このように、駆動タービン5を構成する中央回転軸4は、その上部が水流導入体3の回転軸受26に支持され、また、その下部が支持架台19の回転軸受20に支持されて、駆動タービン5が円筒部本体1内に回転可能に取り付けられている。
Thus, the central
このとき、図2・図8に示すように、駆動タービン5を構成する回転体31は、円筒部本体1の下側収容部Bにおいて、水流導入体3の水流噴出部27を取り囲むように配置されている。
At this time, as shown in FIGS. 2 and 8, the rotating
具体的には、駆動タービン5の回転体31は、複数のタービン羽根34により、全体が所定の高さを備えている略筒状に形成されており、図2に示すように、回転体31における板状リング部材32と中間リング部材35の間に水流導入体3の水流噴出部27が位置するように、駆動タービン5が円筒部本体1内に取り付けられている。
Specifically, the rotating
また、中央回転軸4の上部は、水流導入体3の回転軸受26に支持されているが、回転軸受26から突出している中央回転軸4の上部には、所定の変速ギア39が取り付けられている。また、円筒部本体1内における上側収容部Aの収容部9に位置している発電機2には、駆動ギア40が取り付けられている。この中央回転軸4の変速ギア39と発電機2の駆動ギア40は、噛合した状態で連動するものである。
The upper part of the central
尚、この発電機2は、所定の発電コイルを永久磁石の中で機械的に回転させ、そのときに生じる電磁誘導で電気を発生させる、周知の構造のものである。
The
以下に、本発明に係る水力発電装置についての、使用・動作の一例について説明する。 Below, an example of use and operation | movement about the hydraulic power unit which concerns on this invention is demonstrated.
まず、図1に示す水力発電装置において、円筒部本体1の接続筒部15に配管や排水管等を接続し、これらの配管や排水管等を介して、円筒部本体1に水を送り込む。
First, in the hydraulic power generation apparatus shown in FIG. 1, a pipe or a drain pipe is connected to the connecting
すると、図5に示すように、円筒部本体1の上側収容部Aにおいて、水流導入体3の筒状部分22における水の導入孔24が、円筒部本体1における水の取り入れ口14に接続している為、そのまま水流導入体3の中に水が送り込まれ。
Then, as shown in FIG. 5, in the upper accommodating portion A of the cylindrical portion main body 1, the
水流導入体3においては、図4(a)(b)に示すように、水が筒状部分21の下方に向けて送り込まれる。この水が送り込まれる筒状部分21の下部は、円筒部本体1の下側収容部Bに位置している。そして、筒状部分21の下部は、底板23により閉鎖されていることから、筒状部分21に設けられている4箇所の矩形孔28を介して、筒状部分21の外側に水が押し出される。
In the water
この筒状部分21の外側に押し出された水は、水流噴出カバー29に当って流れの方向が強制的に変えられ、水流噴出孔30から噴出する。具体的には、図4(a)(b)に示すように、水流を水流導入体3における筒状部分21の外周壁に沿うように特定の水平方向(左側)に噴出するのである。
The water pushed to the outside of the
そして、図2・図7に示すように、駆動タービン5を構成する回転体31が、円筒部本体1の下側収容部Bにおいて、水流導入体3の水流噴出部27を取り囲むように配置されていることから、図8に示すように、回転体31を形成する複数のタービン羽根34がこの水流を内側において受け止めて、円筒部本体1内において駆動タービン5の回転体31が特定の水平方向(左側)に高速に回転する。
As shown in FIGS. 2 and 7, the rotating
このとき、水流噴出孔30から水流が所定の圧力で勢い良く噴出し、円筒部本体1の下側収容部Bを高圧状態にしたときには、駆動タービン5の回転体31がより高速に回転することとなる。
At this time, when the water flow is vigorously ejected from the water
また、水流による大きな力が複数のタービン羽根に作用して、駆動タービンの中央回転軸が充分な回転力を得ることとなる。 Further, a large force due to the water flow acts on the plurality of turbine blades, and the central rotating shaft of the driving turbine obtains a sufficient rotating force.
この他、円筒部本体1の下側収容部Bにおいては、全体として左回りの旋回流が生じるため、駆動タービン5における回転体31の高速の回転を助けている。
In addition, in the lower housing part B of the cylindrical body 1, a counterclockwise swirling flow is generated as a whole, which helps the
このように、駆動タービン5の回転体31が高速に回転すると、回転体31に固定している中央回転軸4も同様に高速に回転する。
Thus, when the
このとき、中央回転軸4の上部に取り付けられている変速ギア39が回転し、駆動ギア40を介して発電機2を作動させるのである。
At this time, the
そして、円筒部本体1の下側収容部Bにおいて、旋回している水流は、そのまま旋回しながら円筒部本体1の排水孔7から排出される。
And in the lower accommodating part B of the cylindrical part main body 1, the swirling water flow is discharged from the
尚、本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明に全て包含されるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and all the improvements and modifications within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
本発明は、屋根の樋に溜まった水、或いは、落差のある渓流や清流の水を水流導入体内に導入することで電力が得られるようにする等の他に、例えば、温泉や湧き水等の水流を利用して家庭用の電力が容易に得られるようにする等、幅広く応用することができる。 In addition to making it possible to obtain electric power by introducing water accumulated in the roof of the roof, or a mountain stream or clear stream with a drop into the water flow introduction body, for example, hot springs, spring water, etc. It can be widely applied, such as making it easy to obtain household power using a water flow.
B…下側収容部
A…上側収容部
1…円筒部本体
2…発電機
5…駆動タービン
3…水流導入体
4…中央回転軸
6…底板
7…排水孔
8…排水孔
9…収容部
10…開口部
11…蓋部
12…ネジ
13…フランジ
14…水の取り入れ口
15…接続筒部
17…挿入開口部
18…接続筒部
16…仕切板
19…支持架台
20…回転軸受
21…筒状部分
22…筒状部分
23…底板
24…水の導入孔
25…挿入管
26…回転軸受
27…水流噴出部
28…矩形孔
29…水流噴出カバー
30…水流噴出孔
32…板状リング部材
33…板状リング部材
31…回転体
34…タービン羽根
35…中間リング部材
36…固定架台
37…固定架台
38…嵌挿部
39…変速ギア
40…駆動ギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS B ... Lower side accommodating part A ... Upper side accommodating part 1 ... Cylindrical part
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009217102A JP2011064170A (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic power generation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009217102A JP2011064170A (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic power generation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011064170A true JP2011064170A (en) | 2011-03-31 |
Family
ID=43950661
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2009217102A Pending JP2011064170A (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Hydraulic power generation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011064170A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1182358A (en) * | 1997-09-09 | 1999-03-26 | Nikkiso Co Ltd | Energy recovery type pump |
JP2002213342A (en) * | 2000-11-20 | 2002-07-31 | Mitsuhiro Fujiwara | Power generating device |
JP2003065199A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Kubota Corp | Hydraulic power generator provided with mixed or axial water turbine runner |
JP2003129929A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Ito Keiyo | Simple generator device and simple generating system using it |
-
2009
- 2009-09-18 JP JP2009217102A patent/JP2011064170A/en active Pending
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