JP2014202206A - 水力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】水車機能をフライホイールに持たせ、水平回転駆動軸の軸力を増大させて発電効率を高める水力発電装置を提供する。
【解決手段】発電機に連結した水平回転駆動軸２００に放射状に等回転角度間隔で設けた支持アームを介して真円のフライホイール３００を固定し、フライホイールの外周部に水受羽根３０３を設けて水流により回転可能に装備し、水平回転駆動軸の軸心から円心を偏位させた真円の一対の縦型のリング軌条５００ａをフライホイールの両側面に対面して配置固定し、錘ガイドアーム３００ｂには所定間隔で連結した内錘６００ａと外錘６００ｂを移動自在に挿通して装着し、内錘にリング軌条に走行自在に係合させたガイドロール６０２を設け、偏心回動させる錘のガイド抵抗を減少させて、フライホイールの回転速度を安全有利に高速域に設定して水平回転駆動軸に縦型のリング軌条の偏心側で、強い回転モーメントを順次安定して加えて装着した。
【選択図】図１
【解決手段】発電機に連結した水平回転駆動軸２００に放射状に等回転角度間隔で設けた支持アームを介して真円のフライホイール３００を固定し、フライホイールの外周部に水受羽根３０３を設けて水流により回転可能に装備し、水平回転駆動軸の軸心から円心を偏位させた真円の一対の縦型のリング軌条５００ａをフライホイールの両側面に対面して配置固定し、錘ガイドアーム３００ｂには所定間隔で連結した内錘６００ａと外錘６００ｂを移動自在に挿通して装着し、内錘にリング軌条に走行自在に係合させたガイドロール６０２を設け、偏心回動させる錘のガイド抵抗を減少させて、フライホイールの回転速度を安全有利に高速域に設定して水平回転駆動軸に縦型のリング軌条の偏心側で、強い回転モーメントを順次安定して加えて装着した。
【選択図】図１
Description
本発明は、水力、風力等の自然エネルギーを駆動源にして効率よく発電する簡易で堅牢な水力発電装置に関するものである。
発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など大掛かりな様々な発電装置が開発されている。
近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、前記の太陽光電池、風力発電等が注目され開発され現在稼動しているが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状である。
そこで最近、水力、風力、波力などの自然エネルギー源を利用して効率よく発電する簡易な発電装置が各種開発されている。
中でも自然エネルギーを駆動源にして回転する回転駆動軸に、地球上の重力を活用した回転モーメント付与機構を付設したものがある。
近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、前記の太陽光電池、風力発電等が注目され開発され現在稼動しているが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状である。
そこで最近、水力、風力、波力などの自然エネルギー源を利用して効率よく発電する簡易な発電装置が各種開発されている。
中でも自然エネルギーを駆動源にして回転する回転駆動軸に、地球上の重力を活用した回転モーメント付与機構を付設したものがある。
回転モーメント付与機構は水平状態にした回転駆動軸に付与するもので、円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に偏心させた真円の一対の縦型のリング軌条を設置し、縦型リング軌条の間において、回転駆動軸に放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して錘を設け、この錘をリング軌条に沿って偏心回転させて、回転駆動軸に回転モーメントを付与するものである。しかしこの装置は、複雑で高額な製造費用を要するものであった。
本発明は、自然エネルギー源として水力で回転する水車機能をフライホイールに持たせるとともに、縦型のリング軌条をコンパクトにして偏心回動させる錘のガイド抵抗を減少させて、フライホイールの回転速度を安全有利に高速域に設定して水平回転駆動軸に縦型のリング軌条の偏心側で、強い回転モーメントを順次安定して加えて水平回転駆動軸の軸力を増大させて発電効率を格段に高める水力発電装置を提供するものである。
上記課題を満足させる本発明の水力発電装置における主な技術構成は、次の（１）の通りである。
（１）、発電機に連結した水平回転駆動軸に放射状に等回転角度間隔で設けた支持アームを介して真円のフライホイールを固定し、フライホイールの外周部に水受羽根を設けて水流により回転可能に装備し、前記水平回転駆動軸の軸心から円心を水平方向等に偏位させた真円の一対の縦型のリング軌条を前記フライホイールの両側面に対面して配置固定し、前記フライホイールの放射状の支持アームは補強アームと錘ガイドアームを交互にして構成し、各錘ガイドアームには所定間隔で連結した一対の内錘と外錘をその中央部のアーム挿通部に当該錘ガイドアームを移動自在に挿通して装着し、前記内錘の両側部に前記縦型のリング軌条に走行自在に係合させたガイドロールを設けことを特徴とする水力発電装置。
（２）、前記錘ガイドアームと前記内錘と外錘とは、内錘と外錘の中央部のアーム挿通部に線接触摺動リングを設けて装着したことを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。
（２）、前記錘ガイドアームと前記内錘と外錘とは、内錘と外錘の中央部のアーム挿通部に線接触摺動リングを設けて装着したことを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。
本発明の水力発電装置は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源として水力で回転する水車機能をフライホイールに持たせるとともに、内錘と外錘はフライホイールの錘ガイドアームに線接触摺動リングで装着して、フライホイールの回転と縦型のリング軌条によって偏心回動させることにより、水平回転駆動軸に縦型のリング軌条の偏心側で、強い回転モーメントを順次安定して加えて水平回転駆動軸の軸力を増大させて発電効率を格段に高めるものである。
また一対の内錘と外錘を偏心ガイドする縦型のリング軌条は、外錘を外側に位置させて内錘をガイドするので半径を縮小したコンパクトで堅牢な構造体にすることが可能になり、以って内錘と外錘の偏心ガイド抵抗を減少させ且つフライホイールの回転速度を安全有利に高速域に設定することが出来るものである。
また一対の内錘と外錘を偏心ガイドする縦型のリング軌条は、外錘を外側に位置させて内錘をガイドするので半径を縮小したコンパクトで堅牢な構造体にすることが可能になり、以って内錘と外錘の偏心ガイド抵抗を減少させ且つフライホイールの回転速度を安全有利に高速域に設定することが出来るものである。
発明を実施するための形態を実施例により詳細に説明する。
本発明の水力発電装置の実施例１を図１〜図３と共に詳細に説明する。
図１〜図３において、本実施例の水力発電装置は、発電機１００に連結しハウジングの梁Ｈに装着した軸受Ｈ１、Ｈ２で支持した水平回転駆動軸２００に対して、水車式のフライホイール３００と、フライホイール３００の両側面に対面させた一対の縦型のリング軌条５００ａ，５００ｂと、内錘６００ａ，外錘６００ｂとからなる回転ユニットＵ１、Ｕ２を図３に示すように二連並列配置したものである。
図１〜図３において、本実施例の水力発電装置は、発電機１００に連結しハウジングの梁Ｈに装着した軸受Ｈ１、Ｈ２で支持した水平回転駆動軸２００に対して、水車式のフライホイール３００と、フライホイール３００の両側面に対面させた一対の縦型のリング軌条５００ａ，５００ｂと、内錘６００ａ，外錘６００ｂとからなる回転ユニットＵ１、Ｕ２を図３に示すように二連並列配置したものである。
図１には、図３の矢視Ａ−Ａからの側面図を示し、図２には、図３の矢視Ｂ−Ｂからの側面図を示す。
各回転ユニットＵ１、Ｕ２において、水車式のフライホイール３００は、外周リング３０１の溝部３０２に水車としての水受羽根３０３を設け、水平回転駆動軸２００に放射状に２２．５度の回転角度間隔で交互に設けた補強アーム３００ａと錘ガイドアーム３００ｂで外周リング３０１を保持する。回転ユニットＵ１と回転ユニットＵ２における錘ガイドアーム３００ｂの配置関係は図１と図２から明らかなように２２．５度の回転角度ずらしてある。
一対の縦型のリング軌条５００ａ，５００ｂは、断面コの字のガイド部５０１を有し、円心５００Ｃを前記水平回転駆動軸２００の軸心２００Ｃから水平方向に偏位させフライホイール３００と平行関係でハウジングの梁Ｈに固定支持してある。
内錘６００ａ，外錘６００ｂは、リンク６０１で連結支持して錘ガイドアーム３００ｂ毎に設けられ、中央部のアーム挿通部６０４に設けた線接触摺動リング６０３で錘ガイドアーム３００ｂに装着して、当該アーム３００ｂに沿って極低抵抗で摺動自在に挿通し、内錘６００ａの両側部にはガイドロール６０２を設けこのガイドロール６０２を前記縦型のリング軌条５００ａ，５００ｂのガイド部５０１に回転走行自在に係合する。
外錘６００ｂはリング軌条５００ａ，５００ｂの外側で転動するのでリング軌条５００ａ，５００ｂをコンパクトにすることができガイドロール６０２との回転抵抗を著しく低減しかつ堅牢化を実現する。
線接触摺動リング６０３は、内錘６００ａ，外錘６００ｂのそれぞれにおいて、錘ガイドアーム３００ｂの軸方向両端部に各一対装着してあり、材質は潤滑メタル、プラスチック、硬質シリコン、塩化ビニール等の公知の低摩擦抵抗性の素材で形成したものである。
外錘６００ｂはリング軌条５００ａ，５００ｂの外側で転動するのでリング軌条５００ａ，５００ｂをコンパクトにすることができガイドロール６０２との回転抵抗を著しく低減しかつ堅牢化を実現する。
線接触摺動リング６０３は、内錘６００ａ，外錘６００ｂのそれぞれにおいて、錘ガイドアーム３００ｂの軸方向両端部に各一対装着してあり、材質は潤滑メタル、プラスチック、硬質シリコン、塩化ビニール等の公知の低摩擦抵抗性の素材で形成したものである。
水車式のフライホイール３００は、頂部からの回転方向矢印Ｃを縦型のリング軌条５００ａ，５００ｂの円心５００Ｃの偏位させた方向とし、頂部位置の給水管７０１から下端部位置の排水管７０２に亘る水路形成カバー７０３により覆って水漏れを防止している。溝部３０２の両端縁と水路形成カバー７０３の両側縁部とは回転自在にシール係合させてある。これでフライホイール３００は給水管７０１からの落流給水により円滑に回転駆動される。
このフライホイール３００の回転により、各内・外錘６００ａ，６００ｂはリング軌条５００ａ，５００ｂに沿って偏心回転して回転駆動軸２００の軸心２００Ｃに回転モーメントを順次加えて、フライホイール３００に加わる水力エネルギー効率を高めて、回転駆動軸２００に連結した発電機１００の発電効率を向上させるのでる。
このフライホイール３００の回転により、各内・外錘６００ａ，６００ｂはリング軌条５００ａ，５００ｂに沿って偏心回転して回転駆動軸２００の軸心２００Ｃに回転モーメントを順次加えて、フライホイール３００に加わる水力エネルギー効率を高めて、回転駆動軸２００に連結した発電機１００の発電効率を向上させるのでる。
本発明の水力発電装置は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源として水力で回転する水車も改善しその水車の回転駆動軸に対して、弾み機構を付設したフライホイールにより軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に各弾み錘３０１ａ，３０１ｂがエンドレスガイドレール４００の水平回転駆動軸の軸心１００Ｃに対する円心４００ｃの水平偏位方向の端部において最大となる強い回転モーメントを順次加えて水平回転駆動軸１０１の軸力を増大させて発電効率を格段に高めるものである。
このため、自然エネルギー源の水力を利用したクリーンエネルギーとして、メンテナンスフリー発電を手軽に低コストで得る事を実現し、一般家庭は勿論、自動車産業や各種電力供給産業に広く普及し業界に広く活用される水力発電装置である。
このため、自然エネルギー源の水力を利用したクリーンエネルギーとして、メンテナンスフリー発電を手軽に低コストで得る事を実現し、一般家庭は勿論、自動車産業や各種電力供給産業に広く普及し業界に広く活用される水力発電装置である。
Ｈ：ハウジングの梁
Ｈ１、Ｈ２：軸受
Ｕ１、Ｕ２：回転ユニット
Ｃ：回転方向矢印
１００：発電機
２００：水平回転駆動軸
２００Ｃ：軸心
３００：水車式のフライホイール
３００：フライホイール
３００ａ：補強アーム
３００ｂ：錘ガイドアーム
３０１：外周リング
３０２：溝部
３０３：水受羽根
５００Ｃ：円心
５００ａ，５００ｂ：縦型のリング軌条
５０１：断面コの字のガイド部
６０１：リンク
６０２：ガイドロール
６００ａ，内錘
６００ｂ：外錘
６０３：線接触摺動リング
７０１：給水管
７０２：排水管
７０３：水路形成カバー
Ｈ１、Ｈ２：軸受
Ｕ１、Ｕ２：回転ユニット
Ｃ：回転方向矢印
１００：発電機
２００：水平回転駆動軸
２００Ｃ：軸心
３００：水車式のフライホイール
３００：フライホイール
３００ａ：補強アーム
３００ｂ：錘ガイドアーム
３０１：外周リング
３０２：溝部
３０３：水受羽根
５００Ｃ：円心
５００ａ，５００ｂ：縦型のリング軌条
５０１：断面コの字のガイド部
６０１：リンク
６０２：ガイドロール
６００ａ，内錘
６００ｂ：外錘
６０３：線接触摺動リング
７０１：給水管
７０２：排水管
７０３：水路形成カバー
Claims (2)
- 発電機に連結した水平回転駆動軸に放射状に等回転角度間隔で設けた支持アームを介して真円のフライホイールを固定し、フライホイールの外周部に水受羽根を設けて水流により回転可能に装備し、前記水平回転駆動軸の軸心から円心を水平方向等に偏位させた真円の一対の縦型のリング軌条を前記フライホイールの両側面に対面して配置固定し、前記フライホイールの放射状の支持アームは補強アームと錘ガイドアームを交互にして構成し、各錘ガイドアームには所定間隔で連結した一対の内錘と外錘をその中央部のアーム挿通部に当該錘ガイドアームを移動自在に挿通して装着し、前記内錘の両側部に前記縦型のリング軌条に走行自在に係合させたガイドロールを設けことを特徴とする水力発電装置。
- 前記錘ガイドアームと前記内錘と外錘とは、内錘と外錘の中央部のアーム挿通部に線接触摺動リングを設けて装着したことを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013093000A JP2014202206A (ja) | 2013-04-08 | 2013-04-08 | 水力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013093000A JP2014202206A (ja) | 2013-04-08 | 2013-04-08 | 水力発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014202206A true JP2014202206A (ja) | 2014-10-27 |
Family
ID=52352853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013093000A Pending JP2014202206A (ja) | 2013-04-08 | 2013-04-08 | 水力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014202206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110030153A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-07-19 | 青岛兰道尔空气动力工程有限公司 | 发电机、电动机和发动机的自动变桨系统 |
| CN110030156A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-07-19 | 青岛兰道尔空气动力工程有限公司 | 具有配重装置的自动变桨系统 |
-
2013
- 2013-04-08 JP JP2013093000A patent/JP2014202206A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110030153A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-07-19 | 青岛兰道尔空气动力工程有限公司 | 发电机、电动机和发动机的自动变桨系统 |
| CN110030156A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-07-19 | 青岛兰道尔空气动力工程有限公司 | 具有配重装置的自动变桨系统 |
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