JP2012229686A - Hydraulic power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
水の落下する運動エネルギーを利用する水力発電装置に関し、特に発電効率をより向上させる上で好適な水力発電装置に関する。More particularly, the present invention relates to a hydroelectric generator that is suitable for further improving power generation efficiency.
上掛け水車型水力発電システムは、上部より水を落下させて水車を回転させ、回転する水車の駆動力により発電を行う。その為に大きな発電エネルギーを得るには、より大きな直径からなる水車が必要となる。また、木製で、コストが高く、重いために効率が悪く、水道水等を利用した家庭用や小規模の水力発電装置としての実用化を考える上での障壁となっていた。In the top turbine type hydroelectric power generation system, water is dropped from above to rotate the turbine, and power is generated by the driving force of the rotating turbine. Therefore, in order to obtain large power generation energy, a water turbine having a larger diameter is required. In addition, it is made of wood and is expensive and heavy, so it is inefficient, and has become a barrier when considering practical use as a household or small-scale hydroelectric generator using tap water.
即ち、小型の水力発電装置とすることで一般家庭においても適用可能な構成を考える際、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に解決する必要があった。
その為には、上掛け水車型水力発電システムからチェーンベルトの回転による発電システムにすることで上部と下部によるダブル発電が可能となり装置全体の小型化と、より大きなエネルギーを得ることが出来るようになる。
従来においては、例えば特許文献1に示すように水の自重圧で得る気泡により浮力を利用したチェーンベルトの回転による発電システムが提案されている。That is, when considering a configuration that can be applied to ordinary households by using a small hydroelectric generator, it is necessary to solve both the miniaturization of the entire apparatus and the improvement of power generation efficiency at the same time.
For that purpose, double power generation by the upper part and the lower part is possible by changing the power generation system by rotating the chain belt from the top-wheel type hydropower generation system so that the entire device can be downsized and more energy can be obtained. Become.
Conventionally, as shown in
特許文献1の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の2つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る欠点がある。According to the disclosed technology of
しかしながら、特許文献1の開示技術によれば、あくまで水の重力と気泡の浮力の2つの力を組み合わせることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上の双方を同時に実現するように成っているが下部が水中に有る為に下部での発電が困難であることや水槽や下部タンクを作る必要がある。However, according to the disclosed technique of
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水の落下するエネルギーを装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能な水力発電装置を提供することにある。Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to reduce the energy of falling water by reducing the size of the entire device and improving the power generation efficiency, particularly by the upper part and the lower part. It is to provide a hydroelectric power generation apparatus that can realize both of them simultaneously by incorporating double power generation.
本発明に係る水力発電装置は、上述した課題を解決するために、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機や自転車用リム付きハブダイナモにて発電させる。In order to solve the above-described problems, the hydroelectric power generation apparatus according to the present invention is provided up and down by a transport chain and a transport belt in the air without the water supply means for supplying the water to the water tank and the lowermost part. A generator chain or bicycle rim that is connected to a rotation chain of at least one of the gears and that generates power in accordance with the rotation of each of the gears. Electricity is generated by a hub dynamo with a pad.
上記搬送用チェーンには、その循環移動方向に向かって水を落下させ所定間隔で設けられた複数の容器に、所定位置にある容器に対して上から水を供給して上記上部ギアや自転車用リム付きハブダイナモ並びに上記下部ギアや自転車用リムダイナモ間で循環移動することにより、上記ギアや自転車用ハブダイナモを回転させて上部と下部によるダブル発電することを特徴とする。In the transport chain, water is dropped from the top to a plurality of containers provided at predetermined intervals by dropping water in the circulating movement direction, and the upper gear or bicycle By circulating and moving between the hub dynamo with rim and the lower gear and the bicycle rim dynamo, the gear and the bicycle dynamo for bicycle are rotated to generate double power generation by the upper part and the lower part.
上述した構成からなる本発明によれば、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くして空気中で搬送用チェーンや搬送用ベルトにて上下に設けられた一対の上部ギアと下部ギア間に環状に掛け渡された搬送用チェーンやベルトと、少なくとも一方の上記ギアの回転させることにより、装置全体の小型化と、発電効率の向上、特に上部と下部によるダブル発電を取り入れて双方を同時に実現することが可能となる。According to the present invention having the above-described configuration, a pair of upper gear and lower gear provided up and down by a conveying chain and a conveying belt in the air without the water tank and the bubble supplying means for supplying bubbles to the lowermost part. By rotating the transport chain and belt that are looped between them and at least one of the above gears, the entire system can be downsized and power generation efficiency can be improved. It can be realized at the same time.
また、水槽や最下部に気泡を供給する気泡供給手段を無くすことにより、低コストで発電効率の良い自然エネルギー発電が可能となる。Further, by eliminating the bubble supply means for supplying bubbles to the water tank or the lowermost part, natural energy power generation with low power generation efficiency can be achieved.
以下、本発明を適用した水力発電装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。Hereinafter, a hydroelectric generator to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した水力発電装置1の構成例を示している。この水力発電装置1は、供給管2から供給された水が上部カップ3aから最下部のカップ3bまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置1は、上下に設けられた一対の自転車用ハブダイナモ付きリム5並びに自転車用プーリー付きリムダイナモ6との間に環状に掛け渡された搬送用ベルト8と、上部自転車用ハブダイナモ7a下部自転車用プーリー付きリムダイナモ7bと、搬送用ベルト8に設けられた複数の容器3とを備えている。FIG. 1 shows a configuration example of a
図1で1実施例を示す上部に自転車用ハブダイナモ付きリム5を取り付け、水の落差が1.5m取れるようにして、下部には自転車用プーリー付きリムダイナモ6を取り付けた。上部の自転車用ハブダイナモ付きリム5と下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ6の大きさは、1対1/5にした。このことで、上部自転車用ハブダイナモ付きリム5が一回転すると下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ6は5回転する。ベルト8は、細いビニールのホースを利用し、水受けのカップ3は、ペットボトル底部を切って作り、80ccの水が入るようにした。ビニールホースベルト8に水受けカップ3を15cm間隔で26個取り付けた。上部のハブダイナモ7aには、6vで2.5wの自転車用のLEDライト10aを付け、下部のリムダイナモ7bにも6vで2.5wの自転車用のLEDライト10bを付けた。In FIG. 1, a
水の力が真下にかかる様に、上部の自転車用ハブダイナモ付きリム5から水受けカップ3を付けたビニールホースベルト8が垂直になるようにして、下部の自転車用プーリー付きリムダイナモ6を取り付けた。
1.5mの高さから水道水をカップ3aに入れ押し下げていくとゆっくり動き始め、やがて早く回転するようになり上部LEDライト10aと下部LEDライト10bが点灯した。The
When tap water was put into the cup 3a and pushed down from a height of 1.5 m, it began to move slowly, and eventually it turned faster and the
この装置は、上部と下部のプーリーの大きさが同じでも良いが、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に配管9して水の供給が出来るようにすると良い、また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。In this device, the upper and lower pulleys may have the same size, but since the falling speed of water is fast, it is better not only to top the pipe but also to supply water by piping 9 from the side in the vertical direction. If the height is high, it is better to supply water from the side.
図2は、本発明を適用した水力発電装置11の構成例を示している。この水力発電装置11は、供給管12から供給された水が上部カップ13aから最下部のカップ13bまで落下する際の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。この水力発電装置11は、上下に設けられた一対の上部ギア15と下部ギア16間に環状に掛け渡された搬送用チェーン19と、少なくとも一方の上記ギアの回転軸に接続され、当該各ギアの回転に応じて発電する発電機と、上記搬送用チェーン19に、その循環移動方向に向かって底面となるように所定間隔で設けられた複数のカップ13を備え、上記搬送用チェーン19は、上部ギア15と下部ギア16の大きさが同じため、水の落下速度が速いので上掛けだけでなくサイドから縦方向に水の供給配管14して水の供給が出来るようにすると良い。また、高さが高い場合も同様でサイドから給水すると良い。上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア15並びに上記下部ギア16間で循環移動することにより、上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする。FIG. 2 shows a configuration example of the
1 水力発電装置
2 供給管
3 カップ
3a 上部水受けカップ
3b 最下部水受けカップ
4 装置支え台
5 自転車用ハブダイナモ付きリム
6 自転車用プーリー付きリムダイナモ
7a 上部ハブダイナモ
7b 下部リムダイナモ
8 ベルト
9 水給水配管
10a 上部LEDライト
10b 下部LEDライト
11 2図の水力発電装置
12 供給管
13 カップ
13a 上部水受けカップ
13b 最下部水受けカップ
14 水給水配管
15 上部ギア
16 下部ギア
17 上部発電機
18 下部発電機
19 搬送用チェーンDESCRIPTION OF
Claims (3)
上記搬送用チェーンは、上記水供給手段により上記容器に供給された水の重力に基づいて、上記上部ギア並びに上記下部ギア間で循環移動することにより、上記ギアを回転させ上部と下部によるダブル発電をさせることを特徴とする水力発電装置。It is connected to a conveying chain that is looped between a pair of upper and lower gears provided on the top and bottom, and a rotating shaft of at least one of the above gears. Supply water from above to the generator, a plurality of containers provided at predetermined intervals so as to be the bottom surface in the direction of circulation of the generator chain, and the container at a predetermined position on the upper part Water supply means to supply water supply pipes to replenish water from the side,
The transfer chain is circulated between the upper gear and the lower gear based on the gravity of the water supplied to the container by the water supply means, thereby rotating the gear to cause double power generation by the upper part and the lower part. A hydroelectric power generator characterized by causing
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