JP2013199906A

JP2013199906A - 下掛けサイクリング水車発電機

Info

Publication number: JP2013199906A
Application number: JP2012069551A
Authority: JP
Inventors: Koji Suzuki; 弘二鈴木; Hajime Gokan; 始後閑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03

Abstract

【課題】構造が簡単で軽量であり、しかも流量が小さく浅い水流からでも効率良く発電できる新規な水車を用いた水車発電機を提供する。
【解決手段】支軸２及びこれに固定された発電コイルが固定され、外側のケーシング内周面に配設されたマグネットを回転させることにより発電を行う発電機と、上記ケーシング３の外側に支軸と同軸に配設された大径の外輪４と、この外輪４の外周面に円周方向に沿って連設された複数の羽根板６と、上記支軸２を介して発電機を保持するホルダー７とを設け、流水に対しホルダーの位置を調節することにより、発電機の外輪と流水との相対位置を設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、下掛けサイクリング水車発電機（以下単に水車発電機という）に係り、特に、小型軽量で浅い水流からでも直接電力を取り出せるようにした水車発電機に関する。

なお、ここで下掛けサイクリング水車とは正規の技術用語ではなく、水車の直径が自転車の車輪のそれと同じくらいの小型の水車である、という意味を込めた本発明者らの造語である。

水力発電に用いられる水車には、噴流による衝動水車であるペルトン水車、水の圧力を利用する代表的な反動水車であるフランシス水車、或いはプロペラ様の羽根車であるカプラン水車等種々のものがある。

特開２００１− ３７１０８

上記した従来の水車を用いた水力発電装置は、特許文献１或いは２に記載されているように、概して大型で構造も複雑であり、しかも発電用ダムで作る流量、流速が大きい水流でないと発電効率が悪い。

そこで、この発明は、構造が簡単で軽量であり、しかも流量が小さく浅い水流からでも効率良く発電できる新規な水車を用いた水車発電機を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ケーシングを貫通する水平な支軸の、ケーシング内にある部分に発電コイルを固定すると共に、ケーシングを支軸の周りで自由回転できるように支承し、一方、発電コイルの外側におけるケーシング内周面にマグネットを配設し、支軸を固定し、ケーシング及びその内側のマグネットを回転させることにより発電を行う発電機と、上記ケーシングの外側に支軸と同軸に配設された大径の外輪と、この外輪の外周面に円周方向に沿って連設された複数の羽根板と、上記支軸を介して発電機を保持するホルダーとを有し、流水に対しホルダーの位置を調節することにより、発電機の外輪と流水との相対位置を設定するようにしたことを特徴とする。

上記のように構成された請求項１に記載の水車発電機は、全体に小型、軽量であり、ホルダーに装着した状態で可搬であるから、運搬及び据付が極めて容易である。

また、ホルダーの位置を調節することにより、発電機の外輪と流水との相対位置が調節可能であるから、例えば樋を流れる浅い工場排水に対し羽根板の先端を樋の底近くに設定することにより、センチメートル単位の浅い流体の流れからも電力を取り出すことができる、等種々の効果を奏する。

この発明の一実施例による水車発電機の線図的正面図。その側面図。

通常の発電機とは逆に、支軸及びこれに固定された発電コイルが固定され、外側のケーシング内周面に配設されたマグネットを回転させることにより発電を行う発電機と、上記ケーシングの外側に支軸と同軸に配設された大径の外輪と、この外輪の外周面に円周方向に沿って連設された複数の羽根板と、上記支軸を介して発電機を保持するホルダーとを設け、流水に対しホルダーの位置を調節することにより、発電機の外輪と流水との相対位置を設定するようにしたので、浅い流水から直接に電力を取り出すことができるようになった。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１及び図２において符号１は発電機を示し、この発電機１は、上記したように、支軸２及びこれに固定された図示しない発電コイルが固定され、外側のケーシング３の内周面に配設された図示しないマグネットを回転させることにより発電を行う

なお、かかる形式の発電機は、前記特許文献１に記載されているように、例えば自転車の車輪に適用された周知であるから、更に詳細な説明は省略する。

上記ケーシング３の外側には、支軸２と同軸に配設された大径の外輪４（図１参照）が配設され、ケーシング３の一部を構成するハブ（図示しない）と同軸かつ一体的に結合されている。

図示の実施例では、廃車にした自転車から後輪を外して其の儘利用しており、外輪を構成する自転車の車輪のリム５（図１参照）とハブとは多数の細長いスポーク６、６によって一体的に結合されている。

なお、自転車の車輪を外輪４として利用した場合には、その直径は６０〜７０センチメートルとなる。

そして、外輪（リム）４の外周面には、その円周方向に沿って、例えばリベット、或いは溶接により、複数の羽根板６、６が所定の間隔で連設されている。

図示の実施例では、断面略Ｌ字形で、その長辺の断面が略Ｊ字である羽根板（図示せず）の短辺部分をリムの外周面にスポット溶接してある。

上記した構成の外輪及び発電機は、図示のように、全体を符号７で示すホルダーを介して、電力を取りだそうとする流体が流れる樋８に対し所定の関係位置を保って、例えば地面Ｌに建植される。

図示の実施例におけるホルダー７は、例えば、下端部を地面Ｌに埋め込んだコンクリートブロック９に下端部を差し込んで固定された段付のホルダー板１１を備え、ホルダー板１１、１１の間にケーシング３を挟持するようにし、かつ、ホルダー板１１の上端部に開口した上下方向の長穴１２、１２（図１参照）にケーシングから突出した支軸２、２を内側から挿通させ、ホルダー板１１から突出した支軸２をナット止めしてある。

そして、ホルダー板１１、１１の間に例えば工場排水を流す樋８を設置し、上記長穴における支軸２、２の上下位置を調節することにより、羽根板６と樋８の底面との間隔を適切に設定すれば、例え樋を流れる排水が浅くても効率良く発電することができる。

この場合、外輪４の直径が比較的大きいので、大きな電力を取り出すことができる。

上記コンクリートブロック９及びホルダー板１１の組は、図２に示すように対をなす必要は無く、例えば、一方を省略しても良い。

このようにすれば、例えば家屋と道路との間に疎水路を形成し、この疏水路を流れる水流により発電を行う場合、道路側に交通の邪魔になるコンクリートブロック及びホルダー板を設置しなくても済む。

また、ホルダー板１１に開口させる支軸２用の開口は、図１に示す長穴ではなく、支軸と嵌合する丸穴でも良い。

この場合、ナットが緩んで支軸２が動く心配が無い。
なお、図２において一対のホルダー板１１、１１の間に２点鎖線で描かれた細長いブロックは、図面を明瞭にするため内側を省略して示す外輪及び羽根板の側面図である。

１発電機
２支軸
３ケーシング
４外輪
５リム
６羽根板
７ホルダー
８樋
９コンクリートブロック
１１ホルダー板
１２長孔

Claims

ケーシングを貫通する水平な支軸の、ケーシング内にある部分に発電コイルを固定すると共に、ケーシングを支軸の周りで自由回転できるように支承し、一方、発電コイルの外側におけるケーシング内周面にマグネットを配設し、支軸を固定し、ケーシング及びその内側のマグネットを回転させることにより発電を行う発電機と、上記ケーシングの外側に支軸と同軸に配設された大径の外輪と、この外輪の外周面に円周方向に沿って連設された複数の羽根板と、上記支軸を介して発電機を保持するホルダーとを有し、流水に対しホルダーの位置を調節することにより、発電機の外輪と流水との相対位置を設定するようにしたことを特徴とする水車発電機。