JP2013007376A - Hydraulic turbine power generation unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and stable hydraulic turbine power generation unit having a structure with increased rotation efficiency of a hydraulic turbine and reliably removing trash.SOLUTION: In this hydraulic turbine power generation unit 1, a frame 4 including an inflow chamber 5 is installed in a water channel 2. Trash is removed from flowing water led to the inflow chamber 5 by a curved screen 10, and the flowing water impinges on an upper wall plate 8 and falls to a hydraulic turbine 6. The water current flows therein while impinging on an outer circumference of an impeller 6a of the hydraulic turbine 6, passes through the central part of the impeller 6a, and flows out while impinging again on the outer circumference of the impeller 6a to rotate the hydraulic turbine 6. The trash removed by the screen 10 passes through a space part at an upper part in the frame 4 and is discharged. Fine trash passing through the screen 10 passes through the central part of the impeller 6a together with the water current, and is discharged to the outside of the frame 4 by rocking motion of a lower wall plate 9 provided along the impeller 6a. Earth and sand or the like deposited at a lower part of the frame 4 is caused to flow by opening and closing operations of an earth and sand ejection valve 19 of an earth and sand elimination device.

Description

本発明は、水車発電ユニットに関する。更に詳しくは、水路に設置される水車で発電を行う水車発電ユニットに関する。   The present invention relates to a water turbine power generation unit. More specifically, the present invention relates to a water turbine power generation unit that generates power with a water wheel installed in a water channel.

従来から農業用等の水路に設置される小型の水車発電装置は知られている。この水車発電装置が設置される水路にはごみ等が流れていることが多く、そのごみ除去のための除塵装置が付属されている発電装置も知られている。又、水車へガイドベーンを設け、ランナに流入する水流を制御する水車発電装置も知られている。これらの従来技術の中で、例えばごみを除去することで、水力発電等で取水口のカバーにスクリーンを設置する構成のものは公知である。   2. Description of the Related Art Conventionally, small-sized water turbine power generators installed in agricultural waterways are known. In many cases, dust or the like flows in a water channel in which this turbine power generator is installed, and a power generator with a dust removing device for removing the dust is also known. There is also known a water turbine generator that provides a guide vane to a water turbine to control the water flow flowing into the runner. Among these conventional technologies, for example, a configuration in which a screen is installed on a cover of a water intake port by removing power such as hydroelectric power generation is known.

例えば、一端を取水口の上部に、他端を取水口の上流側水底に固定した湾曲状のスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、ガイドベーンを流入側に設けるものとしては、ランナに先端部を接近させ、ガイドベーンの背を通る水流をスクリーン上の流れとの間で分離し水車に導くもの（例えば、特許文献２参照）、或いはケーシングの上部壁と下部壁との間に設けられ上部壁側に流れる水流方向を制御する回動自在なガイドベーンのもの（例えば特許文献３参照）が知られている。   For example, a curved screen is proposed in which one end is fixed to the upper part of the water inlet and the other end is fixed to the upstream water bottom of the water inlet (see, for example, Patent Document 1). In addition, as a guide vane provided on the inflow side, the tip of the runner approaches the runner, and the water flow passing through the back of the guide vane is separated from the flow on the screen and guided to the water wheel (see, for example, Patent Document 2) ), Or a rotatable guide vane that is provided between the upper wall and the lower wall of the casing and controls the direction of water flow flowing to the upper wall side (see, for example, Patent Document 3).

更に、農業用等の用水路の水力発電装置として、水流を絞って水車の下方向に流し水車を回転させるユニット構成のものに加え、水平に設置されたスクリーン上をオーバーフローした水流がごみとともに下流へ流れる構成のものも知られている（例えば、特許文献４参照）。又、スクリーンを傾斜させて設置した構成であるが、水流がオーバーフローしたときにごみを含めて余剰水を通過させる構成としたものも知られている（例えば特許文献５参照）。   Furthermore, as a hydroelectric generator for agricultural irrigation canals, in addition to the unit configuration that squeezes the water flow and causes the water wheel to rotate downward and rotate the water wheel, the water flow that overflows on the horizontally installed screen goes downstream along with the garbage. The thing of the structure which flows is also known (for example, refer patent document 4). Moreover, although it is the structure installed in the state which inclined the screen, what was set as the structure which allows excess water including garbage to pass through when a water flow overflows is known (for example, refer patent document 5).

特開２０１０−１５０８３０号公報JP 2010-150830 A 実公昭６２−２６６２２号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-26622 実開昭６３−５１１６３号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-51163 特開２００３−２６９３１５号公報JP 2003-269315 A 特開２００８−１２１６５２号公報JP 2008-121652 A

しかしながら、ごみ除去のためのスクリーン設置の装置は、用水路等に設置した場合には、水流に沿って効率的にごみを除去できる構成になっているとは言いがたい。例えば直線的に傾斜させたスクリーンで除去されたごみは、スクリーン上に堆積してくるので、どうしてもこのごみを人為的に取り除くためのメンテナンスが必要となる。又、現状において、スクリーンを通過して水車側に流入した細かいごみの処理について、有効なトラブル解決の技術は開示されていない。   However, it is difficult to say that a device for installing a screen for removing dust is configured to efficiently remove dust along a water flow when installed in a water channel or the like. For example, since the dust removed by the screen inclined linearly accumulates on the screen, maintenance for removing this dust by all means is necessary. Also, at present, no effective troubleshooting technique has been disclosed for the treatment of fine dust that has passed through the screen and has flowed into the water turbine.

又、従来のベーン構成は、流入側に設けられているものであって、回動する構成ではあるが、水流を水車側に案内する機能のものである。又このガイドベーンについては、流水する水流の方向や水量の調整を行う機能を有するもので、水車への水流方向に沿ってベーンが回動するものである。水車の下部に設けられているものは水量を調整する調整装置で、固定的に設置されその調整操作は人為的に行わざるを得ないものである。   In addition, the conventional vane configuration is provided on the inflow side and rotates, but has a function of guiding the water flow to the water turbine side. Further, the guide vane has a function of adjusting the direction of water flow and the amount of water flowing, and the vane rotates along the direction of water flow to the water turbine. What is provided in the lower part of the water wheel is an adjustment device that adjusts the amount of water. The adjustment device is fixedly installed, and the adjustment operation is unavoidable.

この調整装置は、水量を限定させる必要性から前述のように固定的な構成になっていて、ごみ等の侵入があると、その装置にトラブルが発生するおそれのある構成である。又、これら従来のガイドベーンや調整装置は、いずれにしても水中において、あるいは水流に影響されない状態にしておいてからメンテナンスを施す必要がある。従来の構成になる装置は、スクリーンを含めると小型と称しているとはいえ、実際はかなり大きな装置になっていた。本発明は、このような従来の問題点を解決するために創案されたものであり、次の目的を達成する。   This adjusting device has a fixed configuration as described above because of the necessity to limit the amount of water, and if there is an intrusion of dust or the like, it may cause a trouble in the device. In addition, these conventional guide vanes and adjusting devices need to be maintained in the water anyway or after being left unaffected by the water flow. Although the apparatus having the conventional configuration is called small when the screen is included, it is actually a considerably large apparatus. The present invention has been made to solve such a conventional problem and achieves the following object.

本発明の目的は、小型でどの水路であっても容易な設置が可能で、水車の回転トルクを強化した水車発電ユニットの提供にある。
本発明の他の目的は、一体的なユニットとして構成し、水車の回転領域へのごみの侵入を阻止するとともに、浸入したごみはスムースに排出できるように構成した水車発電ユニットの提供にある。
本発明の更に他の目的は、低コストで且つメンテナンスの容易な構成とした水車発電ユニットの提供にある。 An object of the present invention is to provide a water turbine power generation unit that is small in size and can be easily installed in any water channel and has enhanced rotational torque of the water turbine.
Another object of the present invention is to provide a water turbine power generation unit that is configured as an integral unit and prevents dust from entering the rotating region of the water turbine and allows the invaded waste to be discharged smoothly.
Still another object of the present invention is to provide a water turbine power generation unit having a low cost and easy maintenance configuration.

本発明は、上記目的を達成するために、次の手段で達成される。即ち、
本発明１の水車発電ユニットは、
水路に設置される小型の水車発電ユニットであって、
前記水路（２）の流入側に流入室（５）を構成し、前記水路（２）に設置される枠体（４）と、
前記枠体（４）に保持され前記水路（２）の上流水面より底部側に浸され前記流入室（５）に流入する水流により回転自在な水車（６）と、
前記枠体（４）の上部に設けられ前記水車（６）に接続して回転駆動される発電機（１５）と、
前記枠体（４）内の上部に設けられ湾曲形状をなして前記流入室（５）を覆いごみを除去するためのスクリーン（１０）と、
前記水車（６）の羽根車（６ａ）の回転方向に沿って前記枠体（４）の下部に曲面状に設けられ、前記羽根車（６ａ）との間で水を前記羽根車（６ａ）の羽根翼面で受けるように流入側から流出側に向けて連続的に小さくなる隙間を有して配置される下部壁板（９）と、
前記水車（６）を挟んで前記下部壁板（９）と対向する前記枠体（４）内上部に位置し、前記水車（６）の羽根車（６ａ）先端部の接線方向に近接して配置され、前記流入室（５）の流入水を衝突させて落下させて前記羽根車（６ａ）に導く上部壁板（８）とからなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is achieved by the following means. That is,
The water turbine power generation unit of the present invention 1
A small hydro turbine unit installed in a waterway,
An inflow chamber (5) is formed on the inflow side of the water channel (2), and a frame (4) installed in the water channel (2);
A water turbine (6) which is held by the frame (4) and immersed in the bottom side from the upstream water surface of the water channel (2) and is rotatable by a water flow flowing into the inflow chamber (5);
A generator (15) provided on an upper part of the frame (4) and connected to the water turbine (6) and driven to rotate;
A screen (10) provided at an upper part in the frame (4) for covering the inflow chamber (5) in a curved shape and removing dust;
The impeller (6a) is provided with a curved surface at the lower part of the frame (4) along the rotational direction of the impeller (6a) of the water wheel (6), and water is supplied to and from the impeller (6a). A lower wall plate (9) disposed with a gap continuously decreasing from the inflow side to the outflow side so as to be received by the blade surface of the blade,
Located in the upper part of the frame (4) facing the lower wall plate (9) with the water wheel (6) in between, close to the tangential direction of the tip of the impeller (6a) of the water wheel (6) The upper wall plate (8) is arranged and is made to collide and drop the inflow water of the inflow chamber (5) and guide it to the impeller (6a).

本発明２の水車発電ユニットは、本発明１において、前記下部壁板（９）は、前記枠体（４）に支軸（１３）を介して揺動自在な構成になっていることを特徴とする。
本発明３の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）は、前記枠体（４）の側面部に前記水路（２）の水流を前記枠体（４）内部に導くための案内板（７）を前記水路（２）の両側の側壁（３）に跨って設けられていることを特徴とする。 The water turbine power generation unit of the present invention 2 is characterized in that, in the present invention 1, the lower wall plate (9) is configured to be swingable to the frame body (4) via a support shaft (13). And
The water turbine power generation unit of the third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention, wherein the frame (4) is configured such that the flow of the water channel (2) flows into the side surface of the frame (4) inside the frame (4). A guide plate (7) for guiding is provided across the side walls (3) on both sides of the water channel (2).

本発明４の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）の下部は、水流を通過させる流路である通過路（４ｄ）が形成されていることを特徴とする。
本発明５の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）の下部は、前記水路（２）の底部（２ａ）に堆積する土砂を排出して下流に流すための流路であり、開閉弁を有する土砂排除装置（１９）を設けていることを特徴とする。 The water turbine power generation unit of the present invention 4 is characterized in that, in the present invention 1 or 2, a lower passage of the frame (4) is formed with a passage (4d) that is a flow passage through which a water flow passes.
The water turbine power generation unit according to the fifth aspect of the present invention is the water turbine power generation unit according to the first or second aspect of the present invention, wherein the lower part of the frame (4) is a flow for discharging the sediment deposited on the bottom (2a) of the water channel (2) to flow downstream. It is a road and is provided with a sediment removal device (19) having an on-off valve.

本発明６の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記スクリーン（１０）上部には、ごみと余剰水の通過を可能とする空間部（１１）を前記枠体（４）内に設けたことを特徴とする。
本発明７の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記上部壁板（８）は、前記水車（６）に対向し鉛直方向に設置されていることを特徴とする。 In the water turbine power generation unit of the present invention 6, in the first or second aspect of the present invention, a space (11) that allows passage of waste and excess water is provided in the frame (4) at the upper part of the screen (10). It is characterized by that.
A water turbine power generation unit according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the upper wall plate (8) is disposed in a vertical direction facing the water turbine (6).

本発明８の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記水車（６）は、水流が前記羽根車（６ａ）外周から流入し、前記羽根車（６ａ）の中央部を貫流し前記羽根車（６ａ）を押圧し、前記羽根車(６ａ)の外周に流れるものであることを特徴とする。
本発明９の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記水車（６）は、前記羽根車（６ａ）の羽根間隔が前記スクリーン（１０）を通過したごみの通過を可能とする隙間を有することを特徴とする。 The water turbine power generation unit of the present invention 8 is the water turbine power generation unit according to the first or second aspect of the present invention, wherein the water turbine (6) has a water flow flowing from an outer periphery of the impeller (6a) and flows through a central portion of the impeller (6a). The vehicle (6a) is pressed and flows on the outer periphery of the impeller (6a).
A water turbine power generation unit according to a ninth aspect of the present invention is the water turbine power generation unit according to the first or second aspect of the present invention, wherein the water turbine (6) has a gap between the impellers (6a) that allows the dust to pass through the screen (10). It is characterized by having.

本発明１０の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記下部壁板（９）は、上部が前記上部壁板（８）側に張出し前記上部壁板（８）との間で流水が前記羽根車（６ａ）の羽根間へ集中して流れる構成とし、前記枠体（４）内に流入した水流を前記上部壁板（８）に衝接させて落下させ前記羽根車（６ａ）の接線方向に導く構成の突き出し形状部（９ａ）にしたことを特徴とする。   The water turbine power generation unit according to the tenth aspect of the present invention is the hydraulic power generation unit according to the first or second aspect, wherein the lower wall plate (9) has an upper portion protruding toward the upper wall plate (8) and flowing water between the upper wall plate (8). It is configured to flow between the blades of the impeller (6a), and the water flow that has flowed into the frame (4) is brought into contact with the upper wall plate (8) and dropped to drop the impeller (6a). The protruding shape portion (9a) is configured to be guided in the tangential direction.

本発明１１の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記上部壁板（８，３２）は、上下方向に高さ位置調整し、流入口（３１）の面積を変えられるようにしたことを特徴とする。
本発明１２の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）は、前記水路（２）に固定されていることを特徴とする。 In the water turbine power generation unit of the present invention 11, in the present invention 1 or 2, the height of the upper wall plate (8, 32) is adjusted in the vertical direction so that the area of the inlet (31) can be changed. It is characterized by.
The water turbine power generation unit of the present invention 12 is characterized in that, in the present invention 1 or 2, the frame (4) is fixed to the water channel (2).

本発明１３の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）は、両側面部に案内部（４３ａ）を有する水門の扉体（４３）と一体構成をなし、上下方向に定姿勢で移動可能な構成になっていることを特徴とする。
本発明１４の水車発電ユニットは、本発明１又は２において、前記枠体（４）は、両側面部に案内部（６１）を有し、前記枠体（４）を上下方向に定姿勢で移動可能にするために水路側に固定された案内体（６２）を有することを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the frame body (4) is integrally formed with a sluice door body (43) having guide portions (43a) on both side surfaces thereof, and is arranged vertically. It is characterized by being configured to move in a fixed posture.
In the water turbine power generation unit according to the fourteenth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the frame (4) has guide portions (61) on both side surfaces, and the frame (4) moves in a fixed posture in the vertical direction. In order to make it possible, it has a guide body (62) fixed to the water channel side.

本発明１５の水車発電ユニットは、本発明３において、前記案内板（７，５８，５９）は、端部に止水ゴム（６０）を有し、水路側に固定された止水板（５６，５７）との間で重ね合わせていることを特徴とする。   The water turbine power generation unit of the present invention 15 is the water turbine power generation unit according to the present invention 3, wherein the guide plate (7, 58, 59) has a water stop rubber (60) at its end and is fixed to the water channel (56 , 57).

本発明の水車発電ユニットは、一体構成で水車の羽根車に対し効果的な水流になるような構成にし、水車の回転トルクが高く安定したユニットとなった。又、小型のユニットとしたことで、どのような水路にも対応できるものとなった。ごみの処理においては、スクリーンを通過して水車側に浸入した細かいごみであっても、自然流の過程の中でスムースに水車外へ排出できるようになった。従って、ごみにより水車の回転が阻止されるようなトラブルは避けられ、メンテナンスの容易なユニットとなった。   The water turbine power generation unit of the present invention has a configuration in which the water flow is effective with respect to the impeller of the water turbine in an integrated configuration, and the rotation torque of the water turbine is high and stable. In addition, by making it a small unit, it can be used in any water channel. In the treatment of waste, even fine dust that has passed through the screen and entered the water turbine can be discharged smoothly outside the water turbine in the course of natural flow. Therefore, the trouble that the rotation of the water turbine is prevented by the dust is avoided, and the unit is easy to maintain.

又、水車発電ユニットを水門の扉体と一体構成とすることにより、水門の昇降装置で上下に開閉させることで、台風（大雨）等による予想外の水位変化に対応が可能となり、水路上流域の溢水を防止することができるようになった。
又、水車発電ユニットを昇降装置で上下に開閉させることで、台風（大雨）等による予想外の水位変化に対応が可能となり、水路上流域の溢水を防止することができるようになった。 In addition, by integrating the water turbine power generation unit with the sluice door body, it is possible to cope with unexpected water level changes caused by typhoons (heavy rain) etc. by opening and closing the sluice gate lifting device. It became possible to prevent flooding.
In addition, by opening and closing the turbine generator unit up and down with a lifting device, it becomes possible to cope with unexpected changes in the water level due to typhoons (heavy rain) and the like, and it is possible to prevent overflow in the upstream area of the waterway.

図１は、本発明の実施の形態１を示す水車発電ユニットの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a water turbine power generation unit showing Embodiment 1 of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態１を示す水車発電ユニットの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the water turbine power generation unit showing the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態２を示す水車発電ユニットの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the water turbine power generation unit showing Embodiment 2 of the present invention. 図４は、本発明の実施の形態３における下部壁板の変形例を示す水車発電ユニットの部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a water turbine power generation unit showing a modification of the lower wall plate according to Embodiment 3 of the present invention. 図５は、本発明の実施の形態４における上部壁板を示し、高さ位置調整を可能とする可動ノズル形態の水車発電ユニットの部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a water turbine power generation unit in the form of a movable nozzle that shows an upper wall plate according to Embodiment 4 of the present invention and that enables height position adjustment. 図６は、本発明の実施の形態５で、本体を水門と一体形式で昇降可能とする構成を示す水車発電ユニットの側面断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of a water turbine power generation unit showing a configuration in which the main body can be moved up and down integrally with a water gate in the fifth embodiment of the present invention. 図７は、本発明の実施の形態５で、本体を水門と一体形式で昇降可能とする構成を示す水車発電ユニットの正面図である。FIG. 7 is a front view of a water turbine power generation unit showing a configuration in which the main body can be lifted and lowered integrally with a sluice in Embodiment 5 of the present invention. 図８は、本発明の実施の形態６で、本体を簡易に昇降可能とする構成を示す水車発電ユニットの正面図である。FIG. 8 is a front view of a water turbine power generation unit showing a configuration in which the main body can be easily raised and lowered in the sixth embodiment of the present invention. 図９は、本発明の実施の形態６で、本体を簡易に昇降可能とする構成を示し水路に設置された状態の水車発電ユニットの平面図である。FIG. 9 is a plan view of a water turbine power generation unit in a state where a main body can be easily raised and lowered and is installed in a water channel in Embodiment 6 of the present invention. 図１０は、本発明の実施の形態６で、本体を簡易に昇降可能とする構成を示し水路上の地上空間位置に引き上げられた状態の水車発電ユニットの側面断面図である。FIG. 10 is a side cross-sectional view of the water turbine power generation unit in the sixth embodiment of the present invention, showing a configuration that allows the main body to be easily lifted and lowered to a ground space position on the water channel. 図１１は、本発明の実施の形態７で、底部が傾斜面である水路に設置された状態を示す水車発電ユニットの部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the water turbine power generation unit according to the seventh embodiment of the present invention, showing a state where the bottom is installed in a water channel having an inclined surface.

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１を示す断面図である。図２はその平面図である。水車発電ユニット１は、コンクリートで形成された水路２の水路側壁３に固定して設置されるものである。水路２を流れる水流は、水位の高い上流側から水位の低い下流側に緩やかな勾配をなして流れている。この水車発電ユニット１は、鋼板等の金属製の枠体４が水路２の底部２ａ及び水路側壁３に固定されて設置されている。枠体４には、水車６が配置され収納されている。 [Embodiment 1]
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view thereof. The water turbine power generation unit 1 is fixedly installed on a water channel side wall 3 of a water channel 2 formed of concrete. The water flow flowing through the water channel 2 flows from the upstream side having a high water level to the downstream side having a low water level with a gentle gradient. In the water turbine power generation unit 1, a metal frame 4 such as a steel plate is fixed to the bottom 2 a of the water channel 2 and the water channel side wall 3. In the frame 4, a water wheel 6 is disposed and stored.

水車発電ユニット１は、水流に対し枠体４の上流側に開口した流入室５を構成し、ごみが除去されてこの流入室５に流入した水を鉛直方向（重力方向）に落下させて位置水頭から速度水頭に変換させている。この落下水流を水車６の羽根車６ａの羽根に当てて、羽根車６ａを回転させて発電するものである。水路２は、コンクリートで形成されている両側壁面と底面部の３面からなり、断面形状がコ字状、又は逆台形状の３面水路である。ただし、この３面水路は、設置場所によっては、水車発電ユニット１を設置する近辺のみをコンクリートで形成する場合もある。水車発電ユニット１は、このような水路２に据え付けられ、低落差、小水量であっても発電可能とするものである。   The water turbine power generation unit 1 constitutes an inflow chamber 5 that is opened upstream of the frame body 4 with respect to the water flow, and the dust is removed and the water that has flowed into the inflow chamber 5 is dropped in the vertical direction (gravity direction). The water head is converted to the speed head. The falling water flow is applied to the blades of the impeller 6a of the water wheel 6, and the impeller 6a is rotated to generate electric power. The water channel 2 is a three-surface water channel composed of three surfaces of both side wall surfaces and a bottom surface portion made of concrete and having a U-shaped cross section or an inverted trapezoidal shape. However, depending on the installation location, only the vicinity where the water turbine power generation unit 1 is installed may be formed of concrete. The water turbine power generation unit 1 is installed in such a water channel 2 and can generate power even with a low head and a small amount of water.

水車発電ユニット１は、外部を鋼板の枠体４で構成されていて、本例では主に水路２の底部２ａに設置され、固定されている。この枠体４は、鋼板である両側の側面部板４ａと底面部板４ｂと上面部板４ｃとで構成されている。即ち、概略すると箱状の枠体４は、四方向が板材でカバーされ、水が流れる方向である２方向に開口していることになる。この枠体４の内部には、対向する側面部板４ａの間に、回転軸を介して回転自在に支持された羽根車６ａが配置されている。この羽根車６ａの基本構造は、公知の構成のものであり、中心軸に放射状（半径方向）に複数の円弧状に翼をなす羽根を有するものである。   The water turbine power generation unit 1 is composed of a steel plate frame 4 on the outside, and is mainly installed and fixed at the bottom 2a of the water channel 2 in this example. The frame 4 is composed of a side plate 4a, a bottom plate 4b, and a top plate 4c on both sides, which are steel plates. That is, generally speaking, the box-shaped frame body 4 is covered in four directions with a plate material, and is open in two directions in which water flows. Inside the frame body 4, an impeller 6 a that is rotatably supported via a rotation shaft is disposed between the side surface part plates 4 a facing each other. The basic structure of the impeller 6a is of a known configuration, and has blades that form wings in a plurality of arcs radially (in the radial direction) on the central axis.

羽根車６ａは種々のタイプがあり公知であるが、本実施の形態１においては、矢印で水の流れを示すように、水流が羽根車６ａの外周から流入し、羽根車６ａの中央部を貫流し、この羽根を押圧し羽根車６ａ外周に流れる構成の水車、いわゆるクロスフロータイプの水車である。クロスフロータイプの水車は、空調用シロッコファンのように短冊形の長い羽根が円盤に複数取り付けられた形状の水車である。パイプ等の配管中に設置され、パイプから放出される水の中で羽根が回転することにより動力を得、衝動水車と反動水車の双方の性質を有している。   Although there are various types of impellers 6a, in the first embodiment, as shown by the arrows, the water flow flows from the outer periphery of the impeller 6a, and the central portion of the impeller 6a is This is a so-called cross-flow type water wheel that flows through the impeller 6a and flows through the outer periphery of the impeller 6a. A cross-flow type water wheel is a water wheel having a shape in which a plurality of long strip-shaped blades are attached to a disk like a sirocco fan for air conditioning. It is installed in pipes such as pipes, and power is obtained by rotation of blades in water discharged from the pipes, and it has the properties of both an impulse water wheel and a reaction water wheel.

これに対し、本実施の形態１に使用する水車は、一般的なクロスフロータイプの水車と異なり、パイプ等の配管中に設置されるものではない。開放された水路に設置され、水路のごみの通過を可能にするため、従来のクロスフロータイプの水車における羽根枚数が３０枚前後であるのに対して、羽根枚数を１２〜１６枚の範囲に設定（本実施の形態では１２枚）にして、羽根車６ａの羽根枚数を減じ羽根間隔を広くした水車である。このことにより、羽根車６ａの中央部での水の通過性がよくなり、かつごみの通過性もよくなる。   On the other hand, the water wheel used for this Embodiment 1 is not installed in piping, such as a pipe, unlike a general cross flow type water wheel. In order to allow the passage of garbage through an open waterway, the number of blades in a conventional cross-flow type water wheel is around 30 while the number of blades is in the range of 12 to 16 This is a water wheel that is set (12 in this embodiment) to reduce the number of blades of the impeller 6a and widen the blade interval. As a result, the water passage at the center of the impeller 6a is improved and the dust passage is also improved.

水車６の羽根車６ａの下方の略半分を水路に浸し、羽根車６ａの外周から羽根車６ａの中央部に流入した水流を、再度中央部から羽根車６ａの外周方向へ吐き出させ、羽根車６ａを回転させる構成になっている。これにより、水流は流入するときと流出するときの両方の流れで羽根車６ａを駆動する。この結果、羽根車６ａに対し、鉛直方向からの落下に伴う重力による作用と、水流の運動エネルギーによる反動作用で効率的に羽根車６ａに回転力を与えることになる。   The lower half of the impeller 6a of the water wheel 6 is immersed in a water channel, and the water flow flowing from the outer periphery of the impeller 6a into the central portion of the impeller 6a is again discharged from the central portion toward the outer periphery of the impeller 6a. 6a is rotated. As a result, the impeller 6a is driven by the flow of water both when it flows in and when it flows out. As a result, a rotational force is efficiently applied to the impeller 6a due to the action due to gravity accompanying the drop from the vertical direction and the reaction caused by the kinetic energy of the water flow.

枠体４の底面部板４ｂは、水路２の底部２ａから若干の隙間を配置して設置されている。又、枠体４の流入口側の側面部板４ａの上流側には、水路２の水流を案内するための２枚の案内板７が設置されている。具体的には、この側面部板４ａの上流側の端部には、案内板７の一端が固定されている。案内板７の他端部は、水路２の水路側壁３に固定されている。従って、水路２を流れる水流は、両案内板７に案内されて水車に流れ込むことになる。図２の平面図に示すように、両案内板７は平面から見ればハの字状に配置されている。両案内板７は、水路２での一種の堰の役割を果たしている。底面部板４ｂは、水路２の底部２ａに強固に固定されているので、枠体４は水流の抵抗があっても押し流されることはない。   The bottom plate 4 b of the frame body 4 is installed with a slight gap from the bottom 2 a of the water channel 2. In addition, two guide plates 7 for guiding the water flow in the water channel 2 are installed on the upstream side of the side plate 4 a on the inlet side of the frame 4. Specifically, one end of the guide plate 7 is fixed to the upstream end of the side surface plate 4a. The other end of the guide plate 7 is fixed to the water channel side wall 3 of the water channel 2. Therefore, the water flow flowing through the water channel 2 is guided by the two guide plates 7 and flows into the water wheel. As shown in the plan view of FIG. 2, both guide plates 7 are arranged in a C shape when viewed from the plane. Both guide plates 7 serve as a kind of weir in the water channel 2. Since the bottom surface plate 4b is firmly fixed to the bottom 2a of the water channel 2, the frame body 4 is not pushed away even if there is resistance to water flow.

枠体４内の羽根車６ａの上部位置には、この羽根先端の接線方向（羽根翼面の延長方向）に近接して、上部壁板８が鉛直方向に向けて固定して配置されている。水流の流入室５の下部から水車６の羽根車６ａの外周に沿うように、かつ下方に向けて、羽根車６ａとの間で、隙間を有して下部壁板９が配置されている。この隙間は、流入側から流出側に向けて連続的に小さくなっている。即ち、水を前記羽根車６ａの羽根翼面の略直角方向に衝接させるように、即ち下部壁板９は羽根車６ａとの間で適切な隙間となるように配置されている。   At the upper position of the impeller 6a in the frame body 4, an upper wall plate 8 is fixedly arranged in the vertical direction in the vicinity of the tangential direction (the extending direction of the blade blade surface) of the blade tip. . A lower wall plate 9 is disposed with a gap between the lower part of the water flow inflow chamber 5 and the impeller 6a along the outer periphery of the impeller 6a of the water wheel 6 and downward. This gap is continuously reduced from the inflow side to the outflow side. That is, water is brought into contact with the impeller blade surface of the impeller 6a in a substantially perpendicular direction, that is, the lower wall plate 9 is disposed so as to have an appropriate gap with the impeller 6a.

枠体４の内部は、水流の流れを効果的にするため、この下部壁板９と上部壁板８とで羽根車６ａを挟み、更に、その両側を側面部板４ａで囲った空間である流入室５を形成している。水路２の上流から流れてきた水流は、この流入室５の上部壁板８に衝突して、これに案内されて直下に落下し、前述したように水を羽根車６ａの接線方向に対し適切な角度になるように導き、羽根車６ａの翼面を押圧して羽根車６ａを図に示す時計方向（図１の図示上）に回転させる。このような構成にすることで、落下水流に加え羽根車６ａと下部壁板９の隙間に流入した水流も羽根裏面に衝接することを防ぎ、常に羽根翼面に衝接し大半の水流は羽根車６ａの中央部に導かれる。流出側の端部の隙間は小さいので、水流の無駄な放出は少なくなり又水流摩擦も小さく、結果的に水車の回転効率を高めている。   The inside of the frame 4 is a space in which the impeller 6a is sandwiched between the lower wall plate 9 and the upper wall plate 8 and the both sides thereof are surrounded by the side plate 4a in order to make the flow of water flow effective. An inflow chamber 5 is formed. The water flow that has flowed from the upstream of the water channel 2 collides with the upper wall plate 8 of the inflow chamber 5, is guided by this, and falls directly below, and as described above, the water is appropriately applied to the tangential direction of the impeller 6 a. Then, the impeller 6a is guided so as to be at an angle, and the impeller 6a is pressed to rotate the impeller 6a in the clockwise direction shown in the drawing (on the drawing in FIG. 1). By adopting such a configuration, in addition to the falling water flow, the water flow that flows into the gap between the impeller 6a and the lower wall plate 9 is prevented from colliding with the back surface of the vane, and is always in contact with the vane blade surface and most of the water flow is impeller. 6a is led to the center. Since the gap at the end on the outflow side is small, the wasteful discharge of the water flow is reduced and the water flow friction is small, resulting in an increase in the rotational efficiency of the water turbine.

上部壁板８の設置構成は、前述のように羽根車６ａの羽根先端の接線方向としており、かつ鉛直方向に設置し、水流をこの上部壁板８に衝接させて下方向に落下させるものである。この落下による水流は、効率よく羽根の翼面に重量体として衝接することになる。言い換えると、上部壁板８は、位置水頭を速度水頭に変換する機能と、上流から流れてくる水流を鉛直下方に方向変換する機能を果たすものである。この流入室５の上面開口には、湾曲形状（円弧の一部）のスクリーン１０が蓋状に配置されている。このスクリーン１０は、水車６の中心として円弧状になるように配置されているバースクリーンであり、上部が水平で上流側が下部に沿ってカーブを描く形状になっている。   As described above, the installation configuration of the upper wall plate 8 is tangential to the blade tip of the impeller 6a and is installed in the vertical direction so that the water flow is brought into contact with the upper wall plate 8 and dropped downward. It is. The water flow due to the drop efficiently contacts the blade surface of the blade as a weight body. In other words, the upper wall plate 8 fulfills the function of converting the position head into the velocity head and the function of changing the direction of the water flow flowing from the upstream downward. A curved screen (part of a circular arc) 10 is arranged in a lid shape on the upper surface opening of the inflow chamber 5. This screen 10 is a bar screen arranged so as to have an arc shape as the center of the water wheel 6, and has a shape in which the upper part is horizontal and the upstream side is curved along the lower part.

水流は複数のバー間を通して流入室５に導かれるが、木片等の浮遊ごみはこのバーに引っかかり、流入室５に流入しない。ごみが水流と共に流れてくる場合、ごみは湾曲したスクリーン１０上を水流で押し流されながら上方の水平部位にもたらされ、上部の空間部１１からエプロン１２に案内されて水流とともに枠体４外の下流方向へ放流される。空間部１１は枠体４内にあり、スクリーン１０と上面部板４ｃとの間に構成されている。又、水路２の水量が多い場合も、オーバーフローした越流としてごみとともに上部の空間部１１を通過し、エプロン１２を介して下流へ流れる。この構造により、水路２の水流が多いとき、余剰の水量によって水車６にトラブルを起こすようなことは避けられる。ごみはエプロン１２の下に回収部材を設けて自然回収して水路外へ取り出すことも可能である。   Although the water flow is guided to the inflow chamber 5 through a plurality of bars, floating waste such as a piece of wood is caught by this bar and does not flow into the inflow chamber 5. When the dust flows together with the water flow, the dust is brought to the upper horizontal portion while being swept away by the water flow on the curved screen 10 and guided to the apron 12 from the upper space portion 11 and outside the frame 4 together with the water flow. It is discharged in the downstream direction. The space portion 11 is in the frame body 4 and is configured between the screen 10 and the upper surface portion plate 4c. Further, even when the amount of water in the water channel 2 is large, it passes through the upper space 11 together with the dust as an overflowed overflow, and flows downstream through the apron 12. With this structure, when the water flow in the water channel 2 is large, it is possible to avoid causing trouble in the water turbine 6 due to the excessive amount of water. Garbage can be collected naturally by providing a collection member under the apron 12 and taken out of the water channel.

ごみはスクリーン１０に留まることはないので、従来のようにスクリーンに留まったごみを除去する等の人為的作業は必要ない。従って、水車発電ユニット１においては、スクリーン１０のごみを回収するためのメンテナンスは必要ない。水車６の下部には、前述したように枠体４の底面部板４ｂ側に羽根車６ａの形状に沿って、下部壁板９が配置されている。本実施の形態１における下部壁板９は、下部壁板９の一端が枠体４の側面部板４ａに設けられた支軸１３により揺動自在に支持され、揺動可能となっている。   Since the garbage does not stay on the screen 10, there is no need for human work such as removing the dust remaining on the screen as in the conventional case. Therefore, the water turbine power generation unit 1 does not require maintenance for collecting the dust on the screen 10. As described above, the lower wall plate 9 is disposed on the bottom surface plate 4b side of the frame body 4 along the shape of the impeller 6a at the lower portion of the water wheel 6. The lower wall plate 9 according to the first embodiment is swingably supported at one end of the lower wall plate 9 by a support shaft 13 provided on the side surface portion plate 4a of the frame 4 so as to be swingable.

この下部壁板９は裏面から、主に静圧による圧力を受けており、枠体４に設けられたストッパー１４によりその移動は制限されている。下部壁板９は、羽根車６ａの形状に沿って半円形状の構成となっている。通常、この下部壁板９は、羽根車６ａとの間で適切な間隔を維持している。この下部壁板９は、形状が羽根車６ａの外周に対応し、水が羽根車６ａの接線方向に対し適切な角度で導かれる形状になっており、羽根車６ａに流入する過大な水圧、或いは異物が混入したときにその押圧力により揺動可能としている。ただし、下部壁板９は、揺動自在ではなく、弾性板材のような可撓性の金属部材で構成すると、必ずしも揺動可能に設ける必要はない。   The lower wall plate 9 receives pressure mainly from static pressure from the back surface, and its movement is restricted by a stopper 14 provided on the frame body 4. The lower wall plate 9 has a semicircular configuration along the shape of the impeller 6a. Usually, the lower wall plate 9 maintains an appropriate distance from the impeller 6a. The lower wall plate 9 has a shape corresponding to the outer periphery of the impeller 6a, and has a shape in which water is guided at an appropriate angle with respect to the tangential direction of the impeller 6a, and an excessive water pressure flowing into the impeller 6a, Or, when foreign matter is mixed, it can be swung by the pressing force. However, the lower wall plate 9 is not swingable, and if it is made of a flexible metal member such as an elastic plate material, the lower wall plate 9 is not necessarily provided so as to be swingable.

スクリーン１０を通過した細かいごみが、羽根車６ａの外周と下部壁板９との間に挟みこまれると、下部壁板９が支軸１３を支点に揺動し羽根車６ａとの隙間を押し広げ、ごみはこの隙間から離れる。例えば、小さい石塊状の硬いごみは羽根車６ａを損傷するおそれがあり、トラブルの原因となる。下部壁板９が開くことでこれらのごみは除去される。押し広げ間隔はスクリーン１０のバー幅に合わせているので、侵入するごみは全て排出することができる。   When the fine dust that has passed through the screen 10 is sandwiched between the outer periphery of the impeller 6a and the lower wall plate 9, the lower wall plate 9 swings around the support shaft 13 to push the gap between the impeller 6a. Spread the garbage away from this gap. For example, a small lump-like hard garbage may damage the impeller 6a, causing trouble. The dust is removed by opening the lower wall plate 9. Since the spread interval is adjusted to the bar width of the screen 10, all the invading waste can be discharged.

従って、ごみは自然流の過程で除去されるので、羽根車６ａはこの隙間に挟まれたごみによって回転が阻止されるようなトラブルは避けられる。下部壁板９を揺動可能な構成にした大きな目的は、前述したように、この羽根車６ａと下部壁板９との隙間にごみが侵入したときに下部壁板９を開放させてそのごみを排出させる。ごみが除去された後は羽根車６ａと下部壁板９との隙間を自然に元の状態にし、常に最適な稼動状態を維持し水車の効率化をはかっている。流入室５に流入した水流は、羽根車６ａ翼面に衝接しながら羽根車６ａの中央部を通って下流に流される。又、羽根車６ａは羽根数を減じ羽根間の間隔をスクリーン１０のバー幅に合わせて広くしている。このためバー間を通過して羽根車６ａに流入した細かいごみは水流とともに羽根車６ａの中央部を通過し下流に放出可能となっている。   Accordingly, since the dust is removed in the course of natural flow, troubles in which the impeller 6a is prevented from rotating by the dust sandwiched between the gaps can be avoided. As described above, the main purpose of making the lower wall plate 9 swingable is to open the lower wall plate 9 when the dust enters the gap between the impeller 6a and the lower wall plate 9, and to remove the garbage. Is discharged. After the dust is removed, the gap between the impeller 6a and the lower wall plate 9 is naturally restored to the original state, so that the optimum operation state is always maintained and the efficiency of the water turbine is improved. The water flow that has flowed into the inflow chamber 5 flows downstream through the center of the impeller 6a while abutting against the blade surface of the impeller 6a. The impeller 6a reduces the number of blades and widens the distance between the blades according to the bar width of the screen 10. For this reason, the fine dust which passed between the bars and flowed into the impeller 6a can pass through the central portion of the impeller 6a together with the water flow and be discharged downstream.

枠体４の上面部板４ｃは蓋状のステーを構成し、その上面に発電機１５が固定されている。この上面部板４ｃは、水路２の水流高さが満水時であっても冠水しない高さに設定されている。この発電機１５と羽根車６ａとはローラチェーン１６によって連結されている。軸受けで支持された羽根車６ａの回転軸と発電機１５の回転軸には、各々スプロケット１７，１８が取り付けられており、ローラチェーン１６はこのスプロケット１７，１８に無端チェーンとして巻きかけられている。   The upper surface part plate 4c of the frame 4 constitutes a lid-like stay, and the generator 15 is fixed to the upper surface thereof. The upper surface plate 4c is set to a height that does not flood even when the water flow height of the water channel 2 is full. The generator 15 and the impeller 6 a are connected by a roller chain 16. Sprockets 17 and 18 are respectively attached to the rotating shaft of the impeller 6a supported by the bearing and the rotating shaft of the generator 15, and the roller chain 16 is wound around the sprockets 17 and 18 as an endless chain. .

一方、水路２には浮遊するごみ以外に土砂等の異物も、水路２の底部２ａに沿って流れている。この土砂等は重いので枠体４の下部に堆積するおそれがある。この土砂等を除去するための機構が枠体４の底面部板４ｂに設けられている。枠体４の底面部板４ｂは、断面形状が長方形状の空間部４ｄを有する箱形状となっている。この空間部４ｄは、貫通穴であり水流の通過を可能とする水の流路を形成している。なお、この空間部４ｄは、長方形状であるが水路底側が開口したコ字状の形状であってもよい。枠体４の底面部板４ｂの上流側の端部に、即ち空間部４ｄの流入口に開閉自在の土砂吐弁１９が設けられている。この土砂吐弁１９は、通常は閉じているが底部２ａに土砂等が堆積すると土砂吐弁１９を開くと、流入口が開放可能な構造になっている。土砂吐弁１９の開放に伴い、空間部４ｄを介して水流と共に土砂等を下流に放出する。   On the other hand, in the water channel 2, foreign matter such as earth and sand is flowing along the bottom 2 a of the water channel 2 in addition to the dust that floats. Since this earth and sand is heavy, there is a possibility of accumulating in the lower part of the frame 4. A mechanism for removing the earth and sand is provided on the bottom plate 4 b of the frame 4. The bottom plate 4b of the frame 4 has a box shape having a space 4d having a rectangular cross section. This space portion 4d is a through hole and forms a water flow path that allows passage of water flow. In addition, although this space part 4d is rectangular shape, the U-shaped shape which the water channel bottom side opened may be sufficient. An openable / closable earth and sand discharge valve 19 is provided at the upstream end of the bottom plate 4b of the frame body 4, that is, at the inlet of the space 4d. This earth and sand discharge valve 19 is normally closed, but has a structure in which the inlet can be opened by opening the earth and sand discharge valve 19 when earth or the like accumulates on the bottom 2a. Along with the opening of the earth and sand discharge valve 19, earth and sand and the like are discharged downstream along with the water flow through the space 4d.

この土砂吐弁１９の開閉構成は、土砂吐弁１９の一端に棒、ワイヤ、又は鎖１９ａを取り付け、この鎖等を地上で支持し底部２ａに土砂等の堆積が多くなったときに引っ張り上げられる構成としている。従って、底部２ａに土砂等が堆積すると、手動操作で土砂吐弁１９の弁を揺動させて弁を開き開放する。土砂吐弁１９が開放されると、土砂等は水流の勢いで底面部板４ｂの空間部４ｄを貫流し下流に流れる。この土砂吐弁１９を配置したことで、下部壁板９への土砂浸入を防止できるので、下部壁板９の揺動動作に悪影響を及ぼすことはない。なお、土砂吐弁１９を配置せずに、空間部４ｄを水が流れる流路とし、底部の砂等を常時流しても良い。   The open / close configuration of the earth discharge valve 19 is such that a rod, a wire, or a chain 19a is attached to one end of the earth discharge valve 19, the chain is supported on the ground, and is pulled up when sediment or the like is accumulated on the bottom 2a. It is assumed that it is configured. Therefore, when sediment or the like is accumulated on the bottom 2a, the valve of the sediment discharge valve 19 is rocked manually to open and open. When the earth and sand discharge valve 19 is opened, the earth and sand flow through the space 4d of the bottom surface plate 4b and flow downstream with the force of water flow. Since the earth and sand discharge valve 19 is arranged, the invasion of earth and sand into the lower wall plate 9 can be prevented, so that the swinging operation of the lower wall plate 9 is not adversely affected. In addition, without arranging the earth and sand discharge valve 19, the space 4d may be a flow path through which water flows, and sand at the bottom may be constantly flowed.

水車発電ユニット１はこのような構成になっていて、次のような動作を伴って稼動する。水路２の水流は先ずスクリーン１０を通過し流入室５に導かれる。流入室５に導かれた水流は、流れの勢いで上部壁板８に衝接する。衝接した水流は下方向に落下、及び方向変換されて速度を増して羽根車６ａの翼面を動圧で押圧する。この押圧を伴いながら水流は羽根車６ａ外周より羽根車６ａの中央部を矢印で示すように通過し、再び羽根車６ａの翼面を動圧で押圧し外周に流出する。この水流の押圧により羽根車６ａは回転し、ローラチェーン１６を介して発電機１５が回転する。   The water turbine power generation unit 1 has such a configuration and operates with the following operations. The water flow in the water channel 2 first passes through the screen 10 and is guided to the inflow chamber 5. The water flow guided to the inflow chamber 5 comes into contact with the upper wall plate 8 with the force of flow. The impinging water flow falls downward and is redirected to increase the speed and press the blade surface of the impeller 6a with dynamic pressure. With this pressing, the water flow passes from the outer periphery of the impeller 6a through the center of the impeller 6a as indicated by the arrow, and again presses the blade surface of the impeller 6a with dynamic pressure and flows out to the outer periphery. The impeller 6a is rotated by the pressing of the water flow, and the generator 15 is rotated through the roller chain 16.

スクリーン１０で除去されたごみは、オーバーフローした水流とともにスクリーン１０の上部の空間部１１を通過し、エプロン１２を介して下流に放流される。又、スクリーン１０をごみが通過したとしても自然流の過程で、羽根車６ａと下部壁板９との隙間に入ったごみは下部壁板９の揺動で押し拡げられた隙間を経て下流へ放流される。又、羽根車６ａに流入したごみは水流とともに羽根車６ａの中央部を通過し下流へ放出される。更に、水路２の底に堆積した土砂等は、枠体４の底面部板４ｂに設けられた土砂吐弁１９の人為的開閉操作で空間部４ｄを貫流させ下流に放流させる。   The dust removed by the screen 10 passes through the space 11 at the top of the screen 10 together with the overflowed water flow, and is discharged downstream through the apron 12. Even if the dust passes through the screen 10, the dust that has entered the gap between the impeller 6 a and the lower wall plate 9 in the course of natural flow goes downstream through the gap that is expanded by the swinging of the lower wall plate 9. It is released. Further, the dust flowing into the impeller 6a passes through the central portion of the impeller 6a together with the water flow and is discharged downstream. Furthermore, the earth and sand deposited on the bottom of the water channel 2 is allowed to flow through the space portion 4d by the artificial opening and closing operation of the earth and sand discharge valve 19 provided on the bottom surface plate 4b of the frame body 4 and discharged downstream.

［実施の形態２］
以上詳記したように、本実施の形態１は、基本的に以上説明した構成になっているが、次に実施の形態２について説明する。図３に示すものは、基本的に前述と同様構成の揺動可能な下部壁板９を有する水車発電ユニット２０を、水路底に段差がある水路２に適用した例を示す。この実施の形態２の構成は、水車６の中心部が水路２の底部２ａより下方に設置させた構成とし、水路２の底部２ａが下部壁板９の上端部に位置する例である。この例の場合は水路の深さが浅い場合に適用され、スクリーン１０全体を水路２の水面から底部２ａまでの部位に跨って設置することができる構成になっている。 [Embodiment 2]
As described above in detail, the first embodiment basically has the above-described configuration. Next, the second embodiment will be described. FIG. 3 shows an example in which a water turbine power generation unit 20 having a swingable lower wall plate 9 having the same configuration as described above is applied to a water channel 2 having a step at the bottom of the water channel. The configuration of the second embodiment is an example in which the central portion of the water turbine 6 is installed below the bottom portion 2 a of the water channel 2, and the bottom portion 2 a of the water channel 2 is located at the upper end portion of the lower wall plate 9. In the case of this example, it is applied when the depth of the water channel is shallow, and the entire screen 10 can be installed across the region from the water surface of the water channel 2 to the bottom 2a.

即ち、この水車発電ユニット２０の上流側（流入側）を水路端の段差部に設置し、水流の落下エネルギーを効果的に利用する構造としている。上部壁板８に水流を衝接させ水車６を回転させる構成は前述したものと同様である。前述のものと同様に、羽根車６ａと下部壁板９とは適切な隙間を維持して、ごみがその隙間に流入したときにはこの下部壁板９が揺動して開き排除することができる。図示していないが、下部壁板９は底面部板４ｂに取り付けられたバネ等の押圧材により枠体４に設けられたストッパー１４に押し付けられて移動を制限されている。尚、図１と同様に静圧による圧力で下部壁板９をストッパー１４に押し付けて移動を制限する方法も使用できる。スクリーン１０の上部の空間部２１が高くなっているが、これは浅い水路の場合水位高さの変動が大きいことと、浅い水路であっても前述したものと同様に余剰の水量が流れることを考慮して高くしている。   That is, the upstream side (inflow side) of the water turbine power generation unit 20 is installed in a step portion at the end of the water channel, and the structure is configured to effectively use the falling energy of the water flow. The structure in which the water flow is brought into contact with the upper wall plate 8 to rotate the water wheel 6 is the same as that described above. Similar to the above, the impeller 6a and the lower wall plate 9 maintain an appropriate gap, and when the dust flows into the gap, the lower wall plate 9 can swing and be removed. Although not shown, the movement of the lower wall plate 9 is restricted by being pressed against a stopper 14 provided on the frame body 4 by a pressing material such as a spring attached to the bottom plate 4b. As in FIG. 1, a method of pressing the lower wall plate 9 against the stopper 14 with a static pressure can be used to limit the movement. The space 21 at the top of the screen 10 is high. This is because the fluctuation of the water level is large in the case of a shallow water channel, and the surplus amount of water flows even in the shallow water channel as described above. High considering.

［実施の形態３］
図４は、実施の形態３であり、下部壁板９の変形例を示す部分断面図である。羽根車６ａの回転トルクを高めるための一方法である。前述した実施の形態１及び２に示すものは、下部壁板９を羽根車６ａの形状に沿って曲線状のものとしているが、水流は必ずしも全てが上部壁板８に衝接する構成ではない。上部壁板８に達した水流の一部は上部壁板８に衝接せずに落下し、羽根車６ａの羽根裏面に衝接してしまうおそれがある。そこで、これを回避し有効に落下エネルギーを得るため、下部壁板９の上部を図４に示すように、上部壁板８側に向くように平面状の突き出し形状部９ａを形成した。突き出し形状部９ａは、水平から鋭角である角度θを成している。即ち、水平に流れてくる水流の速度エネルギーを、水平から角度θだけ上向きの流れを形成するものである。これにより、より多くの水流が上部壁板８に衝接し落下する。このことで羽根車６ａに対しての落下エネルギーを高めることが可能である。 [Embodiment 3]
FIG. 4 is a partial sectional view showing a modification of the lower wall plate 9 according to the third embodiment. This is a method for increasing the rotational torque of the impeller 6a. In the first and second embodiments described above, the lower wall plate 9 has a curved shape along the shape of the impeller 6a, but the water flow is not necessarily configured to abut against the upper wall plate 8. A part of the water flow that has reached the upper wall plate 8 falls without hitting the upper wall plate 8, and may hit the rear surface of the impeller 6a. Therefore, in order to avoid this and effectively obtain fall energy, a planar protruding shape portion 9a is formed so that the upper portion of the lower wall plate 9 faces the upper wall plate 8 as shown in FIG. The protruding shape portion 9a forms an angle θ that is an acute angle from the horizontal. In other words, the velocity energy of the water flow that flows horizontally forms an upward flow by an angle θ from the horizontal. As a result, more water flow hits the upper wall plate 8 and falls. This makes it possible to increase the falling energy with respect to the impeller 6a.

前述した実施の形態１及び２では、水流の一部は羽根車６ａの翼面の裏面に衝接すると回転トルクを減じて水車の回転効率を低下させてしまうおそれがある。これを避ける一方策であって、流入室５への水流は矢印で示すように全て上部壁板８に衝接させ鉛直方向に落下させ、羽根車６ａの羽根翼面に当たるように流入スペース２２を構成し、確実に羽根車６ａの翼面に衝接させる構成とした。この構成であると、水車の回転トルクを高める可能性がある。又、本例においては、突き出し形状部９ａを下部壁板９の一部で構成するとしたが、この部位に追加の別部材として設けてもよい。   In the first and second embodiments described above, if a part of the water flow abuts against the back surface of the blade surface of the impeller 6a, the rotational torque may be reduced and the rotational efficiency of the water turbine may be reduced. As one measure for avoiding this, all the water flow to the inflow chamber 5 is brought into contact with the upper wall plate 8 and dropped in the vertical direction as indicated by an arrow, and the inflow space 22 is made to come into contact with the blade surface of the impeller 6a. The configuration is such that the blade is reliably brought into contact with the blade surface of the impeller 6a. With this configuration, there is a possibility of increasing the rotational torque of the water wheel. Moreover, in this example, although the protrusion shape part 9a was comprised by a part of lower wall board 9, you may provide as an additional another member in this site | part.

［実施の形態４］
図５は、前述の上部壁板８の上下方向の高さ位置調整を可能にした水車発電ユニット３０を示す実施の形態４の部分図である。前述の上部壁板８は、上下方向の高さ位置を変えることで、下部壁板９との間の流入口３１の面積を変えることができる。即ち、この上部壁板８を可動ノズル３２として、水車６への流入量を変えることができる。この可動ノズル３２は、板部材３２ａにねじを有する２本の調整棒３２ｂの下端を溶接し、更にその調整棒３２ｂの位置に沿って板部材３２ａから２つのステー部３２ｃを張り出した構成のものである。 [Embodiment 4]
FIG. 5 is a partial view of the fourth embodiment showing the turbine power generation unit 30 in which the height position of the upper wall plate 8 can be adjusted in the vertical direction. The area of the inlet 31 between the upper wall plate 8 and the lower wall plate 9 can be changed by changing the height position in the vertical direction. That is, the amount of inflow into the water turbine 6 can be changed by using the upper wall plate 8 as the movable nozzle 32. The movable nozzle 32 has a structure in which the lower ends of two adjusting rods 32b having screws are welded to the plate member 32a, and two stay portions 32c are projected from the plate member 32a along the position of the adjusting rod 32b. It is.

この調整棒３２ｂの上端部は、枠体４の上部に張り出し、調整棒３２ｂの位置決めがなされるようになっている。この可動ノズル３２は、調整棒３２ｂの端部にねじ込まれたナット３３により枠体４の上部に支持され、このナット３３の位置調整により高さが決められる。この調整位置は、枠体４上部で水車発電ユニット３０が水路中に設置されていても、操作のできる水路上の地上空間位置である。   The upper end portion of the adjustment bar 32b projects over the upper portion of the frame body 4 so that the adjustment bar 32b is positioned. The movable nozzle 32 is supported on the upper portion of the frame body 4 by a nut 33 screwed into the end of the adjustment rod 32 b, and the height is determined by adjusting the position of the nut 33. This adjustment position is a ground space position on the water channel that can be operated even if the water turbine power generation unit 30 is installed in the water channel above the frame 4.

ステー部３２ｃには、上下方向にスリットである通し溝３２ｄが調整棒３２ｂの長さ方向に沿って設けられている。この通し溝３２ｄには、枠体４の両側壁に支持される支持棒３４が２つのステー部３２ｃに跨って挿入されている。この支持棒３４は固定されているので、可動ノズル３２が上下方向に移動し位置調整される場合であっても、この支持棒３４と相対移動しつつ可動ノズル３２の姿勢は保持されることになる。   The stay portion 32c is provided with a through groove 32d, which is a slit in the vertical direction, along the length direction of the adjustment rod 32b. Support rods 34 supported by both side walls of the frame body 4 are inserted into the through grooves 32d across the two stay portions 32c. Since the support rod 34 is fixed, even when the movable nozzle 32 moves in the vertical direction and is adjusted in position, the posture of the movable nozzle 32 is maintained while moving relative to the support rod 34. Become.

この支持棒３４があることで、可動ノズル３２に水流の圧力を受けても、可動ノズル３２は高さ調整のどの位置であっても支持棒３４で支持され、倒れることはない。このように可動ノズル３２で区画された流入口３１は、水中では水車６の下部に位置しているが、この流入口３１の面積を変えるための位置調整は地上の枠体４上部で行うことができる。この結果、メンテナンスも容易である。   By having the support bar 34, even if the pressure of the water flow is received by the movable nozzle 32, the movable nozzle 32 is supported by the support bar 34 at any height adjustment position and does not fall down. The inflow port 31 defined by the movable nozzle 32 is located at the lower part of the water wheel 6 underwater. However, the position adjustment for changing the area of the inflow port 31 should be performed at the upper part of the ground frame 4. Can do. As a result, maintenance is easy.

［実施の形態５］
図６、図７は、水車発電ユニット４０本体を上下方向に昇降可能な構成にした実施の形態５を示す図である。即ち、水車発電ユニット４０本体を水路から引き上げ、水路上の地上空間位置でメンテナンス、ゴミの除去等を可能とするものである。本実施の形態５は、水路２に水門４１が設けられている場合に効果的な構成である。即ち、水門４１には通常水門４１の扉体を上下して開閉させる昇降装置４２が付随して設けられているので、この昇降装置４２を利用するものである。 [Embodiment 5]
FIGS. 6 and 7 are views showing Embodiment 5 in which the main body of the water turbine power generation unit 40 can be moved up and down. That is, the main body of the water turbine power generation unit 40 is lifted from the water channel, and maintenance, removal of dust, and the like can be performed at a ground space position on the water channel. The fifth embodiment is an effective configuration when the water gate 41 is provided in the water channel 2. That is, since the sluice 41 is usually provided with an elevating device 42 that opens and closes the door of the sluice 41, the elevating device 42 is used.

水車発電ユニット４０の枠体４には、水路２の幅に合わせた扉体４３を設け、この扉体４３の岸側両端部に、水門４１の案内部４４に案内可能な張り出し部４３ａを設ける。この張り出し部４３ａは、岸側の案内部４４に沿って上下方向に案内される。更に、この枠体４と一体の構成をなす扉体４３の上部に昇降用の支持具４５を設ける。この支持具４５にラック４６、チェーン、ワイヤ等を取付け、昇降装置４２により駆動させると、水車発電ユニット４０本体を上下方向に昇降させることができる。   The frame body 4 of the water turbine power generation unit 40 is provided with door bodies 43 that match the width of the water channel 2, and overhang portions 43 a that can be guided to the guide portions 44 of the sluice 41 are provided at both shore side ends of the door bodies 43. . The overhang portion 43a is guided in the vertical direction along the shore side guide portion 44. Further, an elevating support tool 45 is provided on the upper portion of the door body 43 which is integrated with the frame body 4. When a rack 46, a chain, a wire, or the like is attached to the support 45 and driven by the lifting device 42, the main body of the water turbine power generation unit 40 can be lifted up and down.

図の二点鎖線位置４７は、昇降装置４２により水車発電ユニット４０を水路上、地上空間位置に引き上げた状態を示している。このように枠体４を扉体４３と一体化させて水門４１の上下方向に定姿勢で案内可能な構成にすることで、水門４１にもこの水車発電ユニット４０をほぼ原形のまま適用することができ、水車発電ユニット４０のメンテナンスを容易にすることができる。又、通常のメンテナンス以外にも、台風等の異常出水時にはこの扉体４３を引き上げ、水車発電ユニット４０を地上に保持してその保全を行うと同時に水路の流れをスムースにさせ、水路上流域の溢水を防止できる。又、図示していないが、水路上流側に水位計を設置し、水位計のデータにより水門を自動的に上下させることにより更に溢水防止の効果が上がる。   A two-dot chain line position 47 in the figure shows a state in which the water turbine power generation unit 40 is pulled up to the ground space position on the water channel by the lifting device 42. In this way, by integrating the frame body 4 with the door body 43 so that it can be guided in a fixed posture in the vertical direction of the sluice 41, the turbine power generation unit 40 can be applied to the sluice 41 as it is. The maintenance of the water turbine power generation unit 40 can be facilitated. In addition to normal maintenance, the door 43 is lifted in the event of an abnormal water discharge such as a typhoon, and the water turbine power generation unit 40 is maintained on the ground for maintenance, and at the same time the flow of the water channel is made smooth, Can prevent overflow. Although not shown, a water level meter is installed on the upstream side of the water channel, and by automatically moving the sluice up and down based on the data of the water level meter, the effect of preventing overflow is further increased.

既存の水門に適用する場合には、既存の扉体の一部を水車発電ユニットの構造に合わせて変更し、この扉体と水車発電ユニット４０とを一体的なものに構成すればよい。又当初から水車発電ユニット４０を設ける新しい水門の形成の場合には、水路に合わせた効率のよい構成の水門形式の水車発電ユニット４０の設計を行えばよい。又、図示していないが、水車発電ユニット４０に適用した扉体で、水路の水流を遮断する場合には、この扉体４３に第２の扉体を設けて対処することができる。   When applied to an existing water gate, a part of the existing door body may be changed in accordance with the structure of the water turbine power generation unit, and the door body and the water turbine power generation unit 40 may be integrated. In the case of forming a new sluice with the water turbine power generation unit 40 from the beginning, the sluice type water turbine power generation unit 40 having an efficient configuration according to the water channel may be designed. Further, although not shown, when a door body applied to the water turbine power generation unit 40 is used to block the water flow in the water channel, the door body 43 can be provided with a second door body.

［実施の形態６］
図８〜図１０に示すものは、本発明の実施の形態６である。この実施の形態６は、水路のどの位置であっても、水車発電ユニット５０が設置できるとともに、水車発電ユニット５０を水路上に引き上げ、地上空間位置でメンテナンスを行うことができる構成である。これらの図に示した構造は、簡易的な構成のメンテナンス用の昇降装置５１を水車発電ユニット５０に跨がせて両岸に設け、前述同様にチェーン又はワイヤ等の昇降具５２を介して、水車発電ユニット５０を水路上の地上空間に引き上げることを可能としたものである。 [Embodiment 6]
8 to 10 show a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment has a configuration in which the water turbine power generation unit 50 can be installed at any position in the water channel, and the water turbine power generation unit 50 can be pulled up on the water channel to perform maintenance at a ground space position. The structure shown in these drawings is provided with a lifting device 51 for maintenance with a simple configuration on both banks across the water turbine power generation unit 50, and through a lifting tool 52 such as a chain or a wire as described above, The water turbine power generation unit 50 can be lifted to the ground space on the water channel.

図８、図９は、両岸に水車発電ユニット５０を跨ぐ位置に設けられた昇降装置５１のフレーム体５１ａの構成を示している。このフレーム体５１ａは門型になっていて、その下部は両岸のコンクリートにボルト締めされる。又、フレーム体５１ａ上部の中央部には、昇降駆動体５３又はその支持体が設けられるようになっている。この昇降駆動体５３又はその支持体は、水路２に設置されている水車発電ユニット５０の上部に位置し、水車発電ユニット５０の上部に取り付けられる取付具５４を介して水車発電ユニット５０本体を上下方向に昇降させることができる。   8 and 9 show the configuration of the frame body 51a of the lifting device 51 provided at a position straddling the water turbine power generation unit 50 on both banks. The frame body 51a has a gate shape, and its lower part is bolted to concrete on both sides. In addition, an elevating drive body 53 or a support body thereof is provided at the center of the upper portion of the frame body 51a. The elevating driving body 53 or its support body is positioned above the water turbine power generation unit 50 installed in the water channel 2 and moves up and down the main body of the water turbine power generation unit 50 through a fixture 54 attached to the upper part of the water turbine power generation unit 50. Can be raised and lowered in the direction.

本実施の形態６は簡易形式としているので、昇降駆動体５３はチェーンブロックとしている。従って、手動でチェーンを巻くことにより、水車発電ユニット５０を水路上の地上空間位置に容易に引き上げることができる。図１０の二点鎖線位置５５は、地上空間位置に水車発電ユニット５０を引き上げた位置を示す。フレーム体５１ａにはチェーンブロック等の昇降駆動体５３を取付ける支持体が設けられていて、これに引っ掛けることで容易に取付け可能である。又、図示はしていないが、フレーム体５１ａに沿ってローラー等を介して水平方向に移動させ水車発電ユニット５０を岸側に寄せることも可能である。   Since the sixth embodiment is a simple type, the elevating drive body 53 is a chain block. Therefore, by manually winding the chain, the water turbine power generation unit 50 can be easily pulled up to the ground space position on the water channel. A two-dot chain line position 55 in FIG. 10 indicates a position where the water turbine power generation unit 50 is pulled up to a ground space position. The frame body 51a is provided with a support body for attaching the elevating drive body 53 such as a chain block, and can be easily attached by being hooked on the support body. Although not shown, it is also possible to move the water turbine power generation unit 50 to the shore side by moving it horizontally along the frame body 51a via a roller or the like.

一方、本実施の形態６の水路２は、水路断面が逆台形形状をなしている。従って河岸の水路側面は傾斜面２ｂ，２ｃとなっている。このため水流を堰きとめ、水車側に水流を案内するための止水板５６，５７は、水路側面２ｂ，２ｃへの取り付け面が傾斜をなし、又、水路側端部が水車側に折り曲げられた形状部５６ａ，５７ｂをなしている。この２つの止水板５６，５７は、水路壁の形状に合わせて構成されるので、両岸の水路側壁形状によって異なる。分割されている各々の止水板５６，５７は水路両岸に各々固定されている。   On the other hand, the channel 2 of the sixth embodiment has an inverted trapezoidal cross section. Accordingly, the river channel side surfaces are inclined surfaces 2b and 2c. For this reason, the water stop plates 56 and 57 for damming the water flow and guiding the water flow to the water turbine side are inclined on the mounting surface to the water channel side surfaces 2b and 2c, and the water channel side end is bent toward the water wheel side. The shape portions 56a and 57b are formed. Since these two water stop plates 56 and 57 are configured according to the shape of the water channel wall, they differ depending on the shape of the water channel side walls on both banks. The divided water stop plates 56 and 57 are respectively fixed to both sides of the water channel.

一方、水車発電ユニット５０の枠体４に取り付けられた案内板５８，５９には、止水ゴム６０が取り付けられている。水車発電ユニット５０が水中に設置されている場合には、この止水ゴム６０の端部は止水板５６，５７に重ね合わせられ、止水板５６，５７側に水流で押圧されている。従って、水流は止水板５６，５７と止水ゴム６０で遮断され、効率よく水車側の流入室５に流入するようになっている。   On the other hand, a waterproof rubber 60 is attached to the guide plates 58 and 59 attached to the frame 4 of the water turbine power generation unit 50. When the water turbine power generation unit 50 is installed in the water, the end of the water stop rubber 60 is overlapped with the water stop plates 56 and 57 and pressed against the water stop plates 56 and 57 by the water flow. Accordingly, the water flow is blocked by the water stop plates 56 and 57 and the water stop rubber 60, and efficiently flows into the inflow chamber 5 on the water turbine side.

又、枠体４の両側壁には、水路２の両岸に向けて張り出す形で、案内部６１が上下方向に沿って設けられている。この案内部６１は水路２に設けられたフレーム構成体６２の案内レール６２ａに上下方向移動自在に案内される。即ち、この水車発電ユニット５０はこの案内部６１によって定姿勢を保持して昇降させることができる。   Further, guide portions 61 are provided on both side walls of the frame body 4 along the vertical direction so as to protrude toward both sides of the water channel 2. The guide 61 is guided by a guide rail 62a of a frame structure 62 provided in the water channel 2 so as to be movable in the vertical direction. That is, the water turbine power generation unit 50 can be moved up and down while maintaining a fixed posture by the guide portion 61.

両岸に跨って設置された昇降装置５１により、水車発電ユニット５０が昇降中でも、水流によって流されることなく上下方向の定姿勢を維持することができる。この水車発電ユニット５０を前述の構成で水路上の地上空間位置に引き上げた状態が、前述のように図１０に示す二点鎖線位置５５のようになる。このように本実施の形態６は、水路２の任意位置に設置する場合には、両岸に跨がせて昇降装置５１を、又、枠体４に案内部６１と案内板５８，５９へ止水ゴム６０を設けると同時に、水路２に上下方向案内用のフレーム構成体６２を設けることで、簡易的な構造でメンテナンスの容易な構成にすることが可能である。   By the lifting device 51 installed across both banks, the vertical posture can be maintained without being swept away by the water flow even when the water turbine power generation unit 50 is lifted or lowered. The state in which the water turbine power generation unit 50 is pulled up to the ground space position on the water channel with the above-described configuration is the two-dot chain line position 55 shown in FIG. 10 as described above. As described above, when the sixth embodiment is installed at an arbitrary position in the water channel 2, the elevating device 51 is straddled across both banks, and the guide body 61 and the guide plates 58 and 59 are mounted on the frame body 4. By providing the water blocking rubber 60 and at the same time the frame structure 62 for guiding in the vertical direction in the water channel 2, it is possible to make the structure easy to maintain with a simple structure.

又、通常のメンテナンス以外にも、台風等の異常出水時にはこの水車発電ユニット５０を引き上げ、水車発電ユニット５０を地上に保持してその保全を行うと同時に水路の流れをスムースにさせ、水路上流域の溢水を防止できる。更に、例えばカーブを描いて水流の方向が変化する水路２であっても、又傾斜面を有する水路２であっても、水車発電ユニット５０の設置は可能であるとともに、水路上の地上空間位置でのメンテナンスを行うことができる。又、昇降駆動体５３をチェーンブロックとして説明したが、他の手段、例えば動力のある駆動装置としてもよいことはいうまでもない。   In addition to normal maintenance, when the typhoon or other abnormal water discharge occurs, the water turbine power generation unit 50 is lifted to maintain the water turbine power generation unit 50 on the ground, and at the same time, the flow of the water channel is made smoother. Can prevent flooding. Further, for example, the water turbine power generation unit 50 can be installed even in the case of the water channel 2 in which the direction of the water flow changes by drawing a curve or the water channel 2 having an inclined surface, and the position of the ground space on the water channel is also possible. Maintenance can be performed at. Further, although the elevating drive body 53 has been described as a chain block, it goes without saying that other means, for example, a driving device with power, may be used.

［実施の形態７］
図１１は、水路の底部２ａが傾斜（水平に対して）している場合に適用した実施の形態７を示す部分断面図である。水車発電ユニット１，５０を傾斜した底部２ａに設置すると、水車発電ユニット１，５０は傾斜する。これを防止する一つの手段として、枠体４下部に底部２ａに合わせ上面を水平にしたライナー７０を当てる。これにより水車発電ユニット１，５０は、水平に設置することができる。 [Embodiment 7]
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the seventh embodiment applied when the bottom 2a of the water channel is inclined (relative to the horizontal). When the turbine generator units 1 and 50 are installed on the inclined bottom 2a, the turbine generator units 1 and 50 are inclined. As one means for preventing this, a liner 70 whose upper surface is leveled with the bottom 2a is applied to the lower portion of the frame 4. Thereby, the turbine generator units 1 and 50 can be installed horizontally.

実施の形態７は、底部２ａの傾斜がα度である場合に、α度の傾斜角に合わせて作成したライナー７０を枠体４の下部に設置し、水車発電ユニット１，５０の設置姿勢を水平にした構成を示したものである。このライナー７０は、底部２ａの傾斜角に応じて枠体４と底部２ａの間に設置すればよいが、角度が固定的に設定される場合には、枠体底部を傾斜面にし、一体構成にしてもよい。   In the seventh embodiment, when the inclination of the bottom portion 2a is α degrees, the liner 70 prepared in accordance with the inclination angle of α degrees is installed at the lower part of the frame body 4, and the installation posture of the water turbine power generation units 1 and 50 is changed. A horizontal configuration is shown. The liner 70 may be installed between the frame 4 and the bottom 2a according to the inclination angle of the bottom 2a. However, when the angle is fixedly set, the bottom of the frame is inclined and integrated. It may be.

本実施の形態６による水車発電ユニットで得られる発電量の一例は以下のとおりである。
流量：０．０９６ｍ3／ｓ（５．７６ｍ3／ｍｉｎ）
有効落差：０．９ｍ
想定効率：３０％
水のエネルギー：０．８５ｋｗ
想定発電量：０．２５５ｋｗ An example of the power generation amount obtained by the water turbine power generation unit according to the sixth embodiment is as follows.
Flow rate: 0.096m 3 /s(5.76m 3 / min)
Effective head: 0.9m
Assumed efficiency: 30%
Water energy: 0.85kw
Assumed power generation: 0.255kw

１…水車発電ユニット
２…水路
３…水路側壁
４…枠体
５…流入室
６…水車
７…案内板
８…上部壁板
９…下部壁板
１０…スクリーン
１５…発電機
１９…土砂吐弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turbine power generation unit 2 ... Water channel 3 ... Water channel side wall 4 ... Frame 5 ... Inflow chamber 6 ... Water wheel 7 ... Guide plate 8 ... Upper wall plate 9 ... Lower wall plate 10 ... Screen 15 ... Generator 19 ... Sediment discharge valve

Claims (15)

水路に設置される小型の水車発電ユニットであって、
前記水路（２）の流入側に流入室（５）を構成し、前記水路（２）に設置される枠体（４）と、
前記枠体（４）に保持され前記水路（２）の上流水面より底部側に浸され前記流入室（５）に流入する水流により回転自在な水車（６）と、
前記枠体（４）の上部に設けられ前記水車（６）に接続して回転駆動される発電機（１５）と、
前記枠体（４）内の上部に設けられ湾曲形状をなして前記流入室（５）を覆いごみを除去するためのスクリーン（１０）と、
前記水車（６）の羽根車（６ａ）の回転方向に沿って前記枠体（４）の下部に曲面状に設けられ、前記羽根車（６ａ）との間で水を前記羽根車（６ａ）の羽根翼面で受けるように流入側から流出側に向けて連続的に小さくなる隙間を有して配置される下部壁板（９）と、
前記水車（６）を挟んで前記下部壁板（９）と対向する前記枠体（４）内上部に位置し、前記水車（６）の羽根車（６ａ）先端部の接線方向に近接して配置され、前記流入室（５）の流入水を衝突させて落下させて前記羽根車（６ａ）に導く上部壁板（８）とからなることを特徴とする水車発電ユニット。 A small hydro turbine unit installed in a waterway,
An inflow chamber (5) is formed on the inflow side of the water channel (2), and a frame (4) installed in the water channel (2);
A water turbine (6) which is held by the frame (4) and immersed in the bottom side from the upstream water surface of the water channel (2) and is rotatable by a water flow flowing into the inflow chamber (5);
A generator (15) provided on an upper part of the frame (4) and connected to the water turbine (6) and driven to rotate;
A screen (10) provided at an upper part in the frame (4) for covering the inflow chamber (5) in a curved shape and removing dust;
The impeller (6a) is provided with a curved surface at the lower part of the frame (4) along the rotational direction of the impeller (6a) of the water wheel (6), and water is supplied to and from the impeller (6a). A lower wall plate (9) disposed with a gap continuously decreasing from the inflow side to the outflow side so as to be received by the blade surface of the blade,
Located in the upper part of the frame (4) facing the lower wall plate (9) with the water wheel (6) in between, close to the tangential direction of the tip of the impeller (6a) of the water wheel (6) A turbine power generation unit, comprising: an upper wall plate (8) arranged and made to collide and drop the inflow water of the inflow chamber (5) and lead to the impeller (6a). 請求項１に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記下部壁板（９）は、前記枠体（４）に支軸（１３）を介して揺動自在な構成になっていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1,
The turbine power generation unit, wherein the lower wall plate (9) is configured to be swingable with respect to the frame (4) via a support shaft (13). 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）は、前記枠体（４）の側面部に前記水路（２）の水流を前記枠体（４）内部に導くための案内板（７）を前記水路（２）の両側の側壁（３）に跨って設けられていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The frame (4) has guide plates (7) for guiding the water flow of the water channel (2) to the side of the frame (4) inside the frame (4) on both sides of the water channel (2). The turbine power generation unit is provided across the side wall (3). 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）の下部は、水流を通過させる流路である通過路（４ｄ）が形成されていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The lower part of the frame (4) is provided with a passage (4d) that is a passage through which a water flow passes. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）の下部は、前記水路（２）の底部（２ａ）に堆積する土砂を排出して下流に流すための流路であり、開閉弁を有する土砂排除装置（１９）を設けていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The lower part of the frame (4) is a channel for discharging the sediment deposited on the bottom (2a) of the water channel (2) to flow downstream, and is provided with a sediment removal device (19) having an on-off valve. A turbine generator unit characterized by 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記スクリーン（１０）上部には、ごみと余剰水の通過を可能とする空間部（１１）を前記枠体（４）内に設けたことを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
A water turbine power generation unit, wherein a space (11) that allows passage of waste and surplus water is provided in the frame (4) at an upper portion of the screen (10). 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記上部壁板（８）は、前記水車（６）に対向し鉛直方向に設置されていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The water turbine power generation unit, wherein the upper wall plate (8) is disposed in a vertical direction so as to face the water turbine (6). 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記水車（６）は、水流が前記羽根車（６ａ）外周から流入し、前記羽根車（６ａ）の中央部を貫流し前記羽根車（６ａ）を押圧し、前記羽根車(６ａ)の外周に流れるものであることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
In the water wheel (6), water flows from the outer periphery of the impeller (6a), flows through the center of the impeller (6a), presses the impeller (6a), and the outer periphery of the impeller (6a). A water turbine power generation unit characterized by being flown through. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記水車（６）は、前記羽根車（６ａ）の羽根間隔が前記スクリーン（１０）を通過したごみの通過を可能とする隙間を有することを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The said water turbine (6) has a clearance gap in which the blade | wing space | interval of the said impeller (6a) enables the passage of the waste which passed the said screen (10), It is characterized by the above-mentioned. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記下部壁板（９）は、上部が前記上部壁板（８）側に張出し前記上部壁板（８）との間で流水が前記羽根車（６ａ）の羽根間へ集中して流れる構成とし、前記枠体（４）内に流入した水流を前記上部壁板（８）に衝接させて落下させ前記羽根車（６ａ）の接線方向に導く構成の突き出し形状部（９ａ）にしたことを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The lower wall plate (9) has an upper portion that protrudes toward the upper wall plate (8), and flowing water concentrates between the blades of the impeller (6a) between the lower wall plate (8) and the upper wall plate (8). The projecting shape portion (9a) is configured such that the water flow flowing into the frame (4) is brought into contact with the upper wall plate (8) and dropped to be guided in the tangential direction of the impeller (6a). A water turbine power generation unit. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記上部壁板（８，３２）は、上下方向に高さ位置調整し、流入口（３１）の面積を変えられるようにしたことを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The turbine wall power generation unit, wherein the height of the upper wall plates (8, 32) is adjusted in the vertical direction so that the area of the inlet (31) can be changed. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）は、前記水路（２）に固定されていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The turbine generator unit, wherein the frame (4) is fixed to the water channel (2). 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）は、両側面部に案内部（４３ａ）を有する水門の扉体（４３）と一体構成をなし、上下方向に定姿勢で移動可能な構成になっていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The frame body (4) is configured integrally with a sluice door body (43) having guide portions (43a) on both side surfaces, and is configured to be movable in a fixed posture in the vertical direction. Water turbine power generation unit. 請求項１又は２に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記枠体（４）は、両側面部に案内部（６１）を有し、前記枠体（４）を上下方向に定姿勢で移動可能にするために水路側に固定された案内体（６２）を有することを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 1 or 2,
The frame body (4) has guide portions (61) on both side surface portions, and the guide body (62) fixed to the water channel side so that the frame body (4) can be moved in a fixed posture in the vertical direction. A water turbine power generation unit comprising: 請求項３に記載の水車発電ユニットにおいて、
前記案内板（７，５８，５９）は、端部に止水ゴム（６０）を有し、水路側に固定された止水板（５６，５７）との間で重ね合わせていることを特徴とする水車発電ユニット。 The water turbine power generation unit according to claim 3,
The guide plate (7, 58, 59) has a water stop rubber (60) at its end and is overlapped with a water stop plate (56, 57) fixed to the water channel side. A turbine generator unit.
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