JP2016130513A - 陸上水流発電装置 - Google Patents

陸上水流発電装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016130513A
JP2016130513A JP2016000146A JP2016000146A JP2016130513A JP 2016130513 A JP2016130513 A JP 2016130513A JP 2016000146 A JP2016000146 A JP 2016000146A JP 2016000146 A JP2016000146 A JP 2016000146A JP 2016130513 A JP2016130513 A JP 2016130513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
wheel
float
gear wheel
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016000146A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6197053B2 (ja
Inventor
榮泰 洪
Rong-Tai Hong
榮泰 洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TZOO YING ENTERPRISE CO Ltd
TZOO YING ENTPR CO Ltd
Original Assignee
TZOO YING ENTERPRISE CO Ltd
TZOO YING ENTPR CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TZOO YING ENTERPRISE CO Ltd, TZOO YING ENTPR CO Ltd filed Critical TZOO YING ENTERPRISE CO Ltd
Publication of JP2016130513A publication Critical patent/JP2016130513A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6197053B2 publication Critical patent/JP6197053B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00Water wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/063Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having no movement relative to the rotor during its rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/40Transmission of power
    • F05B2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

【課題】水流のエネルギーを効率良く発電機に伝達することができ、発電機を大型化することが可能で、耐久性が高い陸上水流発電装置を提供すること。【解決手段】水流2の上方に構築されたプラットフォーム31を有する本体ユニット、支持セット43を介してプラットフォーム31に連結された水車セット42と、プラットフォーム31に連結され、水車セット42を載せて水流に浮かぶフロートセットとを備えた水車ユニット4、水車セット42から動力を伝達する可動式エネルギー伝達ユニット5、及び、プラットフォーム31に設置され、可動式エネルギー伝達ユニット5から動力を受け取って電力を発生する発電機61を有する発電ユニットを含む。【選択図】図7

Description

本発明は、水流のエネルギーを発電機に伝達する陸上水流発電装置に関する。
水力発電は各種グリーンエネルギー源の中の1つであり、歴史は非常に古く、発電量は小さいながらも環境汚染がないことを最大の特色の1つとしている。多くの発電装置が水流の特性を利用しており、ダム式、水路式、混合式、潮力式、揚水式等の発展形がある。
図1に、特許文献1に記載された従来の「簡易式発電装置」を示す。この装置は、槽管16を利用して発電装置を水面上に浮かせ、かつ水流に流されないように地に固定した上で、タービンホイール14が水流のエネルギーを受けて回動し、2組のチェーン18とチェーンホイール17を利用してタービンホイール14のエネルギーを発電機20のローラー21に伝達し、発電機20に発電させ、電線を利用して発生した電力を岸辺のコンセント22へと引くものである。
上記従来の発電装置は、発電機セットをボートに載せたようなものであり、船の積載重量制限の関係で大型発電機セットを積載できないために発電量が制限され、かつ使用するチェーン18の耐久性が高くないことから、定期的に停止させてメンテナンスを行う必要があり、かつ接続された伝送用の電線が水中に沈められるため、石にぶつかって傷がつき、漏電を生じることがある。
以上の説明から分かるように、上記従来の簡易式発電装置には次のような欠点がある。
一、発電量を上げることができない:水面に浮かせた発電機セットはフロートにより積載重量が制限され、水流の力を受けて転覆しないように、発電機の大きさを制限する必要があるため、発電量を上げることができない。
二、耐久性が低い:チェーンとギアホイールを使用してエネルギーを伝達しており、チェーンは回動時にギアホイールと摩擦を生じ、かつ空気中の埃によってチェーンの磨損が加速し、頻繁なメンテナンスが必要となる。
三、損壊を生じやすい:電力を伝送する電線が水中に設置されるため、水流中の物体がぶつかり、損傷を受けやすく、かつ水面に浮いている発電装置も、水気を受けて酸化し、破損を生じやすい。
このように、従来の水面に浮かせた発電装置は、発電することはできるものの、発電量を十分に拡充できず、また水の影響を受けて損壊しやすいため、改善の余地がある。
台湾特許第325821号明細書
本発明が解決しようとする課題は、水流のエネルギーを効率良く発電機に伝達することができ、発電機を大型化することが可能で、耐久性が高い陸上水流発電装置を提供することにある。
本発明は、水流の流動エネルギーを受け取って電気エネルギーに変換する陸上水流発電装置に関し、本体ユニット、水車ユニット、可動式エネルギー伝達ユニット、発電ユニットを含み、前記本体ユニットは、水流の上方に間隔をあけて設置されたプラットフォームを含み、前記水車ユニットは、支持セットと、前記支持セットを介して前記プラットフォームに連結された水車セットと、前記プラットフォームに連結され、かつ前記水車セットを下方から支持するフロートセットを含み、前記フロートセットは浮力によって水流上に浮かべられ、前記フローセット上の水車セットがフロートセットの上下動に伴って上下動すると共に、水流と接触して回動し、前記可動式エネルギー伝達ユニットは、前記水車セットに連結されて前記水車セットの位置に合わせて移動すると共に、前記水車セットの回動による動力を伝達し、前記発電ユニットは、前記プラットフォームに設置され、かつ前記可動式エネルギー伝達ユニットに連結され、前記可動式エネルギー伝達ユニットから動力を受け取って電力を発生する発電機を含む。
前記水車セットが分離可能に前記フロートセット上に設置され、前記水車セットが、水流を受ける水車ブレードと、前記水車ブレードが固定された回動自在な水車軸心と、前記水車軸心に固定された第1ギアホイールを備え、前記支持セットの一端部が前記水車セットに枢結されると共に、他端部が前記プラットフォームに設置された固定座体に枢結され、かつ前記支持セットが前記固定座体から前記水流の下流側へ斜め下方に延伸されて、前記水流の水面と挟角を形成し、前記可動式エネルギー伝達ユニットが、第1伝動セットと、第2伝動セットと、第3伝動セットを含み、前記第1伝動セットが前記第1ギアホイールに噛み合わされた第2ギアホイールと、前記第2ギアホイールが固定された第1軸心と、前記第1軸心に固定された第3ギアホイールを備え、前記第1軸心が前記支持セットと同期して移動し、前記第2伝動セットが、前記第3ギアホイールに噛み合わされた第4ギアホイールと、前記第4ギアホイールが固定された第2軸心と、前記第2軸心に固定された第5ギアホイールを備え、前記第3伝動セットが、前記第5ギアホイールに噛み合わされた第6ギアホイールと、前記第6ギアホイールが固定され、かつ前記固定座体に回動自在に設置されると共に、前記発電機の駆動軸に連絡された第3軸心を備えることがある。
この場合、前記第3伝動セットがさらに、第6ギアホイール、及び、前記第6ギアホイールの円心を中心として旋回する前記第5ギアホイールに連結された補助シャフトを備えるとよい。
前記支持セットが第1支持シャフトと第2支持シャフトを備え、前記第1支持シャフトの一端が前記固定座体に取り付けられ、前記第2支持シャフトの一端が前記固定座体に取り付けられ、前記第1支持シャフト、前記第2支持シャフトの他端が前記水車ブレードの両側に取り付けられ、かつ前記水車軸心と枢結されることは望ましい。
前記支持セットがさらに、前記第1支持シャフトの下部に設けられた第1プレートと、前記第2支持シャフトの下部に設けられた第2プレートと、前記第1プレートの下方に突設された第1部材と、前記第2プレートの下方に突設された第2部材を備え、前記フロートセットが、分離可能に前記第1プレートの下に設置された第1フロートと、分離可能に前記第2プレートの下に設置された第2フロートと、前記第1フロート上に形成され、前記第1部材が着脱可能に嵌合される第1凹槽と、前記第2フロート上に形成され、前記第2部材が着脱可能に嵌合される第2凹槽と、前記第1フロート、前記第2フロートにそれぞれ連結された2本のロープを備え、前記ロープがそれぞれ前記第1支持シャフト、前記第2支持シャフトに取り付けられると共に、前記固定座体に固定され、前記第1フロート、前記第2フロートの上流側下縁が船形に形成されてもよい。
本発明によれば、水面に浮かぶフロートセットが水位の高さに合わせて上下動することにより、水位が変化しても水車ユニットと水流との接触が維持され、このため、水流のエネルギーを効率良く受け止めることができる。
また、発電ユニットは水流上方のプラットフォームに設置されるので、装置を大型化して発電量を増やすことが可能であり、水車セットの回動によって発生したエネルギーを発電ユニットに伝える可動式エネルギー伝達ユニットは水流によって損傷を受け難く、耐久性が高まる。
従来の簡易式発電装置の概略図である。 本発明の実施例1を示す陸上水流発電装置の平面図である。 本発明の実施例1を示す陸上水流発電装置の正面からみた内部構造図である。 本発明の実施例1を示す陸上水流発電装置の低水位時における側面図である。 本発明の実施例1を示す陸上水流発電装置の高水位時における側面図である。 本発明の実施例1を示す陸上水流発電装置の水から離した状態における側面図である。 本発明の実施例2を示す陸上水流発電装置の側面図である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図2〜図6は、本発明の実施例1を示す。
本発明の陸上水流発電装置は、陸地上の河川、水路、ダム、溝のような水流2の上方に設置され、水流2の流動エネルギーを受け取って電気エネルギーに変換するものであって、本体ユニット3、水車ユニット4、可動式エネルギー伝達ユニット5、発電ユニット6を含む。
本体ユニット3は、フレームで囲まれた収容空間311を有するプラットフォーム31と、プラットフォーム31に設置された固定座体32を含む。
実施例1において、プラットフォーム31は水流2から一定距離上方の位置に構築され、収容空間311は発電室として使用できる。
プラットフォーム31は、水流2の中央位置に構築することもできる。水流2のチャネル幅が比較的広いときは、横方向に複数の陸上水流発電装置を設置して発電量を増やすことができ、水流2が狭いチャネルの場合も縦方向に設置することができる。実際には、水流2の状況に合わせて適切な発電形式を構築する必要がある。
水車ユニット4は、水流2の流動エネルギーを受け取るために用いられ、フロートセット41、水車セット42、支持セット43を含む。
フロートセット41は、第1フロート411、第2フロート412、第1フロート411上に設けられた第1凹槽413、第2フロート412上に設けられた第2凹槽414を備え、第1フロート411及び第2フロート412は水流2の水面上に浮かべることができる。
水車セット42は、フロートセット41上に分離可能に設置され、かつ水車ブレード421、水車ブレード421が固定された水車軸心422、水車軸心422に固定された第1ギアホイール423を備えている。
水車ブレード421は水流2の水面に接触し、かつ水流2の流動の衝撃を受けて回動され、同時に水車軸心422及び第1ギアホイール423が回動される。
水車セット42は、フロートセット41上に配置され、浮力により水車ブレード421を水面に浮かべることができ、水流2の水位の高さに伴い上下動する。
支持セット43は一端が水車セット42に枢結されると共に、他端が固定座体32に枢結される。そして、支持セット43は、固定座体32から水流2の下流側へ、流れの方向に対して一定の斜度で下方向に延伸され、水流2の水面と挟角θを形成する。
水流2が高水位にあるとき、水車セット42の位置が高く上がり、挟角θが小さくなる。水流2が低水位にあるとき、水車セット42は水位に伴って低くなり、挟角θが大きくなる。水車セット42は高水位または低水位を問わず、水流2の流動の衝撃を受けることができ、それにより水車ブレード421が動かされ、回動される。
実施例1において、支持セット43は、第1支持シャフト431と第2支持シャフト432を備える。
第1支持シャフト431、第2支持シャフト432の一端は固定座体32に取り付けられ、他端が水車ブレード421の両側に位置し、かつ軸受を介して水車軸心422と連結され、第1支持シャフト431、第2支持シャフト432及び水車軸心422がU字形を形成する。
なお、このような構造に限定されず、1つの支持シャフトと水車セット42のみを枢結してもよい。
図2及び図3に示すように、可動式エネルギー伝達ユニット5は、第1伝動セット51、第2伝動セット52、第3伝動セット53を含む。
第1伝動セット51は、第1ギアホイール423と噛み合う第2ギアホイール511と、第2ギアホイール511が一端に固定され、かつ水車軸心422に垂直な第1軸心512と、第1軸心512の他端に固定された第3ギアホイール513と、第1ギアホイール423および第2ギアホイール511の位置を規制する第1ギアホイールボックス514と、を備える。
第1軸心512は周縁が保護鋼管515により囲まれて保護される。
第1ギアホイール423は第2ギアホイール511、第1軸心512、第3ギアホイール513を連動して回動させることができる。
第1軸心512の外層の保護鋼管515が固定座体32上に設置され、第1軸心512が保護鋼管515内で回動し、かつ支持セット43と同期して移動する。
第2伝動セット52は、第3ギアホイール513と噛み合う第4ギアホイール521と、第4ギアホイール521が固定された第2軸心522と、第2軸心522に固定された第5ギアホイール523と、第3ギアホイール513および第4ギアホイール521の位置を規制する第2ギアホイールボックス524とを備える。
第2軸心522は第1軸心512に垂直で、かつ水車軸心422に平行であり、第3ギアホイール513は第4ギアホイール521、第2軸心522、第5ギアホイール523を連動して回動させることができ、水車セット42は第1伝動セット51を介して第2軸心522を連動させる。
第3伝動セット53は、第5ギアホイール523と噛み合う第6ギアホイール531と、第6ギアホイール531が固定され、かつ固定座体32に設置された第3軸心532と、第5ギアホイール523および第6ギアホイール531の位置を規制する補助シャフト533と、を備えている。補助シャフト533は、第3軸心532に回動自在に取り付けられ、第5ギアホイール523が第6ギアホイール531の円心を中心として旋回するよう補助する。
実施例1において、第3軸心532は第2軸心522に平行かつ第1軸心512に垂直に設置され、第5ギアホイール523は第6ギアホイール531及び第3軸心532を連動して回動させる。また、第5ギアホイール523、第6ギアホイール531の外層に保護蓋534が設置され、使用者が第5ギアホイール523、第6ギアホイール531に巻き込まれ、危険が発生することがないように保護する。
第1伝動セット51、第3伝動セット53及び第1支持シャフト431、第2支持シャフト432は固定座体32上の設置点が直線7を成す(図3の破線で表示する)。第1伝動セット51は直線7を中心として回転動作を行い、水車セット42が水流2の水位によって高くなると、第2伝動セット52の高さが低くなり、水車セット42が水流2の水位によって低くなると、第2伝動セット52の高さが高くなる。第2伝動セット52の第5ギアホイール523が第6ギアホイール531の外周に沿って移動して回動することで、第1伝動セット51は低水位または高水位のどちらの位置でも、第3伝動セット53と噛み合わされ、水車ユニット4が回動するエネルギーを中断なく発電ユニット6に伝達することができる。
第1ギアホイール423、第2ギアホイール511、第3ギアホイール513、第4ギアホイール521はかさ歯車で、第5ギアホイール523、第6ギアホイール531は普通の歯車である。上述のかさ歯車は回動方向を変化させることができ、歯車の大きさの組み合わせにより回転速度を変えることができる。水流2の流速は通常速くないが、エネルギーが非常に大きく、水車ブレード421の回転速度はいずれも速くなく、上述の変速・方向変化が可能な歯車の設計を利用して、第3軸心532の回転速度を高めることができる。
固定座体32は、第6ギアホイール531を収容可能な第1収容槽321、第1軸心512を収容可能な第2収容槽322、第1支持シャフト431を収容可能な第3収容槽323、第2支持シャフト432を収容可能な第4収容槽324を備え、第6ギアホイール531、第1軸心512、第1支持シャフト431、第2支持シャフト432がそれぞれ第1収容槽321、第2収容槽322、第3収容槽323、第4収容槽324内で移動でき、固定座体32によって移動を阻害されない。
図4〜図6に示すように、発電ユニット6は、収容空間311に設置された発電機61を含み、かつ第3軸心532に固定された発電機軸心611と、発電機軸心611中に設置されたクラッチ612を備える。第3軸心532が発電機61の駆動軸である発電機軸心611を連動して回動させ、発電機61に発電させることができ、クラッチ612は発電機軸心611を回動させるか否かの制御に用いられる。
本体ユニット3は、さらに収容空間311上方に設置された複数のクレーン33を含み、支持セット43は、さらに第1支持シャフト431、第2支持シャフト432上に設置された複数のハンガー433を備える。クレーン33はハンガー433上で移動して、第1シャフト431、第2支持シャフト432を吊り上げ、水車ユニット4を水面からプラットフォーム31に引き上げることができ、メンテナンス人員によるメンテナンスを便利に行うために用いられる。
支持セット43は、さらに第1支持シャフト431の下方に側方へ張り出して設置された第1プレート434、第2支持シャフト432の下方に側方へ張り出して設置された第2プレート435、第1プレート434の下に突出する第1部材436、第2プレート435の下に突出する第2部材437を備えている。
水車セット42が水面に浮いているとき、第1プレート434、第2プレート435は第1フロート411、第2フロート412の上にそれぞれ置かれ、かつ第1部材436と第1フロート411に形成した第1凹槽413、及び、第2部材437と第2フロート412に形成した第1凹槽414が相互に嵌合され、第1フロート411、第2フロート412を固定して摺動しないようにする。そして、第1フロート411、第2フロート412に水車ブレード421を積載して水面で回動させ、図6に示すように水車セット42が水面から離れると、第1プレート434、第2プレート435と第1フロート411、第2フロート412が分離される。
実施例1では、フロートセット41は、さらに第1フロート411、第2フロート412にそれぞれ取り付けられた2本のロープ415を備える。ロープ415は第1支持シャフト431、第2支持シャフト432に取り付けられ、かつ固定座体32に連結され、ロープ415によって第1フロート411、第2フロート412が引っ張られ、水流2に流されないようにする。
また、第1フロート411、第2フロート412の上流側下縁部は、水流2の上流方向に向けて船底までの深さが次第に浅くなるよう湾曲した船形416に形成され、水流2が第1フロート411、第2フロート412を通過しやすくする。
図4に水車セット42が低水位の水流2上に浮いている様子を示す。
水流2が低水位であると水車セット42が下降するが、第1伝動セット51を介して水車セット42と連結された第2伝動セット52は、固定座体32を支点として上昇し、支持セット43と水面とのなす角度である挟角θが大きくなり、水車セット42の回動エネルギーが依然として可動式エネルギー伝達ユニット5から発電機61に伝達され、発電することができる。
図5に水車セット42が高水位の水流2上に浮いている様子を示す。
水流2が高水位になると水車セット42が上昇し、第2伝動セット52は固定座体32を支点として下降し、挟角θの角度が小さくなり、水車セット42の回動エネルギーが依然として可動式エネルギー伝達ユニット5から発電機61に伝達され、発電することができる。
なお、水車セット42を利用して2組の発電機61を駆動してもよい。水車セット42の左右両側にそれぞれ2つの可動式エネルギー伝達ユニット5を設置して、水流2のエネルギーをプラットフォーム31上に伝導し、2つの可動式エネルギー伝達ユニット5にそれぞれ連結された2つの発電機61に発電させることができる。
図7は、本発明の実施例2を示す。
実施例2と実施例1はほぼ同じ構造を有するので、共通する部分については説明を省略する。
実施例1と異なる点は、可動式エネルギー伝達ユニット5が、水車軸心422に固定された第1伝動ホイール541、固定座体32上に設置された第2伝動ホイール542、第1伝動ホイール541と第2伝動ホイール542とを連絡する第1伝動部材543、固定座体32上に設置され、かつ第2伝動ホイール542と同期して回動する第3伝動ホイール544、発電機軸心611に固定された第4伝動ホイール545、第3伝動ホイール544と第4伝動ホイール545とを連絡する第2伝動部材546を含む点である。
第1伝動ホイール541は水車ブレード421と同期して回動し、第2伝動ホイール542と第3伝動ホイール544とが同期して回動し、発電機61の発電機軸心611が第4伝動ホイール545と同期して回動する。
第1伝動部材543は同時に第1伝動ホイール541及び第2伝動ホイール542の外周に掛け回され、第1伝動ホイール541の力を受けて第2伝動ホイール542を回動させることができる。
また、第2伝動部材546は同時に第3伝動ホイール544及び第4伝動ホイール545の外周に掛け回され、第3伝動ホイール544の力を受けて第4伝動ホイール545を回動させることができる。
水流2が水車セット4を回動させると、可動式エネルギー伝達ユニット5が水流2のエネルギーを発電機61に伝達して発電させることができる。
実際には、発電機61の発電機軸心611は直接第2伝動ホイール542と連動することができ、第3伝動ホイール544、第4伝動ホイール545、および伝動部材546を使用しなくても、発電することはできる。
実施例2において、第1伝動ホイール541の円周は第2伝動ホイール542より大きく、かつ第3伝動ホイール544の円周は第4伝動ホイール545より大きいため、発電機軸心611の回転速度を高め、発電機61の電力周波数が高められる。
好ましくは、第1伝動部材543としてチェーンを使用し、第1伝動ホイール541、第2伝動ホイール542は第1伝動部材543に合わせた歯車を使用する。また、第2伝動部材546は伝動ベルトを使用し、第3伝動ホイール544により第4伝動ホイール545を連動して回動させることができ、伝動ベルトの数量はエネルギーの大きさによって決定することができる。
なお、第1伝動部材543、第2伝動部材546の種類は実際の状況に応じて選択することができ、これらに限定されない。
また、水車セット42の水車ブレード421は断面が概ねV字形を呈し、このV字形の挟角内に水流2を流し入れて、水流2の力を水車ブレード421上に集中させることができる。好ましくは、各水車ブレード421のV字形挟角の角度は100〜140度の間であり、水流2の最大推力を得ることができる。このほか、水車ブレード421の両側に、より有効に水流2の推力を受けるための水保持片(retaining sheets)を設置してもよい。
上記実施例によれば、以下のような効果が得られる。
一、フロートセット41を水面上に浮かべ、水車ユニット4に水流2と常に接触した状態を保たせることができ、水流2の水位の高低がどうであっても、水車ブレード421を水流2の衝撃で回動させることができる。
二、支持セット43は水流2の流れの方向に沿って一定の角度で斜め下方に延伸され、水流2の水面と挟角θを形成するので、水流2が円滑に流れて水車ブレード421を押し、破損させることが無い。
三、第1フロート411、第2フロート412の浮力により、水車ブレード421を水面に浮かせ、さらに第1フロート411、第2フロート412の底部を船形416にして水流2をガイドし、ロープ415を利用して第1フロート411、第2フロート412を引っ張ることにより、水車ブレード421が揺動しにくい。
四、可動式エネルギー伝達ユニット5は、第2伝動セット52の第5ギアホイール523が第6ギアホイール531の外周に沿って移動することで、第1伝動セット51が低水位または高水位のどちらの位置でも、第3伝動セット53と噛み合わされ、水車ユニット4のエネルギーを中断なく発電ユニット6に伝達し、発電させることができる。
以上をまとめると、本発明の陸上水流発電装置はフロートセット41を利用して水車ブレード421を水面に浮かばせ、かつ水流2の衝撃で回動させるとともに、水位の高さに対応できる可動式エネルギー伝達ユニット5で発電機軸心611を回動させ、発電機61に発電させることができる。フロートセット41を船形416に設計することで水車ブレード421が安定的に水流2のエネルギーを受け取ることができ、かつ水車ブレード421は分離可能にフロートセット41と枢結されているため、メンテナンス時にフロートセット41から離脱させ、発電時にはフロートセット41と枢結させることができる。
以上の説明は、単に本発明の実施例の説明であるにすぎず、これを以って本発明の権利範囲を限定することはできず、特許請求の範囲を逸脱しない変更や修飾はすべて本発明の権利範囲に含まれる。
2 水流
3 本体ユニット
31 プラットフォーム
311 収容空間
32 固定座体
321 第1収容槽
322 第2収容槽
323 第3収容槽
324 第4収容槽
33 クレーン
4 水車ユニット
41 フロートセット
411 第1フロート
412 第2フロート
413 第1凹槽
414 第2凹槽
415 ロープ
416 船形
42 水車セット
421 水車ブレード
422 水車軸心
423 第1ギアホイール
43 支持セット
431 第1支持シャフト
432 第2支持シャフト
433 ハンガー
434 第1プレート
435 第2プレート
436 第1部材
437 第2部材
5 可動式エネルギー伝達ユニット
51 第1伝動セット
511 第2ギアホイール
512 第1軸心
513 第3ギアホイール
514 第1ギアホイールボックス
515 保護鋼管
52 第2伝動セット
521 第4ギアホイール
522 第2軸心
523 第5ギアホイール
524 第2ギアホイールボックス
53 第3伝動セット
531 第6ギアホイール
532 第3軸心
533 補助シャフト
534 保護蓋
541 第1伝動ホイール
542 第2伝動ホイール
543 第1伝動部材
544 第3伝動ホイール
545 第4伝動ホイール
546 第2伝動部材
6 発電ユニット
61 発電機
611 発電機軸心
612 クラッチ
7 直線
θ 挟角

Claims (5)

  1. 水流の流動エネルギーを受け取って電気エネルギーに変換する、陸上水流発電装置であって、本体ユニット、水車ユニット、可動式エネルギー伝達ユニット、発電ユニットを含み、
    前記本体ユニットは、水流の上方に間隔をあけて設置されたプラットフォームを含み、
    前記水車ユニットは、支持セットと、前記支持セットを介して前記プラットフォームに連結された水車セットと、前記プラットフォームに連結され、かつ前記水車セットを下方から支持するフロートセットを含み、前記フロートセットは浮力によって水流上に浮かべられ、前記フローセット上の水車セットがフロートセットの上下動に伴って上下動すると共に、水流と接触して回動し、
    前記可動式エネルギー伝達ユニットは、前記水車セットに連結されて前記水車セットの位置に合わせて移動すると共に、前記水車セットの回動による動力を伝達し、
    前記発電ユニットは、前記プラットフォームに設置され、かつ前記可動式エネルギー伝達ユニットに連結され、前記可動式エネルギー伝達ユニットから動力を受け取って電力を発生する発電機を含む、
    ことを特徴とする、陸上水流発電装置。
  2. 前記水車セットが分離可能に前記フロートセット上に設置され、前記水車セットが、水流を受ける水車ブレードと、前記水車ブレードが固定された回動自在な水車軸心と、前記水車軸心に固定された第1ギアホイールを備え、前記支持セットの一端部が前記水車セットに枢結されると共に、他端部が前記プラットフォームに設置された固定座体に枢結され、かつ前記支持セットが前記固定座体から前記水流の下流側へ斜め下方に延伸され、前記可動式エネルギー伝達ユニットが、第1伝動セットと、第2伝動セットと、第3伝動セットを含み、前記第1伝動セットが前記第1ギアホイールに噛み合わされた第2ギアホイールと、前記第2ギアホイールが固定された第1軸心と、前記第1軸心に固定された第3ギアホイールを備え、前記第1軸心が前記支持セットと同期して移動し、前記第2伝動セットが、前記第3ギアホイールに噛み合わされた第4ギアホイールと、前記第4ギアホイールが固定された第2軸心と、前記第2軸心に固定された第5ギアホイールを備え、前記第3伝動セットが、前記第5ギアホイールに噛み合わされた第6ギアホイールと、前記第6ギアホイールが固定され、かつ前記固定座体に回動自在に設置されると共に、前記発電機の駆動軸に連絡された第3軸心を備えることを特徴とする、請求項1に記載の陸上水流発電装置。
  3. 前記第3伝動セットがさらに、第6ギアホイール、及び、前記第6ギアホイールの円心を中心として旋回する前記第5ギアホイールに連結された補助シャフトを備えたことを特徴とする、請求項2に記載の陸上水流発電装置。
  4. 前記支持セットが第1支持シャフトと第2支持シャフトを備え、前記第1支持シャフトの一端が前記固定座体に取り付けられ、前記第2支持シャフトの一端が前記固定座体に取り付けられ、前記第1支持シャフト、前記第2支持シャフトの他端が前記水車ブレードの両側に取り付けられ、かつ前記水車軸心と枢結されたことを特徴とする、請求項3に記載の陸上水流発電装置。
  5. 前記支持セットがさらに、前記第1支持シャフトの下部に設けられた第1プレートと、前記第2支持シャフトの下部に設けられた第2プレートと、前記第1プレートの下方に突設された第1部材と、前記第2プレートの下方に突設された第2部材を備え、前記フロートセットが、分離可能に前記第1プレートの下に設置された第1フロートと、分離可能に前記第2プレートの下に設置された第2フロートと、前記第1フロート上に形成され、前記第1部材が着脱可能に嵌合される第1凹槽と、前記第2フロート上に形成され、前記第2部材が着脱可能に嵌合される第2凹槽と、前記第1フロート、前記第2フロートにそれぞれ連結された2本のロープを備え、前記ロープがそれぞれ前記第1支持シャフト、前記第2支持シャフトに取り付けられると共に、前記固定座体に固定され、前記第1フロート、前記第2フロートの上流側下縁が船形に形成されたことを特徴とする、請求項4に記載の陸上水流発電装置。
JP2016000146A 2015-01-13 2016-01-04 陸上水流発電装置 Expired - Fee Related JP6197053B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510015369.4A CN105840394B (zh) 2015-01-13 2015-01-13 陆上水流发电装置
CN201510015369.4 2015-01-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016130513A true JP2016130513A (ja) 2016-07-21
JP6197053B2 JP6197053B2 (ja) 2017-09-13

Family

ID=54770995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016000146A Expired - Fee Related JP6197053B2 (ja) 2015-01-13 2016-01-04 陸上水流発電装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9719482B2 (ja)
EP (1) EP3045717A1 (ja)
JP (1) JP6197053B2 (ja)
KR (1) KR101759001B1 (ja)
CN (1) CN105840394B (ja)
AU (1) AU2016200111B2 (ja)
CA (1) CA2916234C (ja)
PH (1) PH12016000022A1 (ja)
RU (1) RU2644793C2 (ja)
WO (1) WO2016112657A1 (ja)
ZA (1) ZA201600248B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020020317A (ja) * 2018-08-02 2020-02-06 Ntn株式会社 水力発電装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1021091B1 (nl) * 2012-10-11 2015-11-27 VAN ROMPAY BOUDEWIJN GABRIëL Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie
ITMI20130217A1 (it) * 2013-02-18 2014-08-19 Gledis Cinque Generatore idroelettrico per l¿installazione in un corso d¿acqua
US20150204301A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Dayton Hydro Electric Ltd. Systems and methods for hydroelectric systems
KR101691933B1 (ko) * 2016-05-24 2017-01-02 유원기 조류 발전기
WO2018152208A1 (en) 2017-02-14 2018-08-23 KNIGHT, Bradford G. Modular envelope hydrodynamic electrification system
CN108412666B (zh) * 2018-01-25 2020-06-02 浙江海洋大学 海水密度能搜获器
PE20220152A1 (es) 2019-03-08 2022-01-27 Big Moon Power Inc Sistemas y metodos para la generacion de potencia electrica de base hidroelectrica
RU2722808C1 (ru) * 2019-10-15 2020-06-04 Александр Борисович Савин Речной электрогенератор для малых глубин
CN113565670A (zh) * 2021-07-06 2021-10-29 江苏科技大学 一种综合防波及发电的多用途装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50102742A (ja) * 1974-01-21 1975-08-14
JPH036067U (ja) * 1989-06-08 1991-01-22
US5882143A (en) * 1997-05-19 1999-03-16 Williams, Jr.; Fred Elmore Low head dam hydroelectric system
JP2005076626A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Yoshiji Sakamoto 水路発電装置
JP2006132344A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Yuji Yamaoka 水車を用いた発電方法
JP2013253577A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Bellsion:Kk 水力発電装置
JP3188131U (ja) * 2013-10-09 2014-01-09 力雄 荒井 水力発電装置
JP2014058944A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Eco holdings co ltd 水力発電装置

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1855425A (en) * 1927-09-16 1932-04-26 Axel A Sorenson Water wheel for generating electric current
US2764871A (en) * 1951-03-31 1956-10-02 Dowling Patrick Hydro-electric power apparatus
US3993913A (en) * 1975-03-28 1976-11-23 Dickman Smith V Tidewater power system
US4053787A (en) * 1975-10-23 1977-10-11 Diggs Richard E Modular hydroelectric power plant
SU1280178A1 (ru) * 1985-01-31 1986-12-30 Motulevich Anatolij P Гидроагрегат
US4636141A (en) * 1985-08-28 1987-01-13 Raymond Sedlacek Hydroelectric device
US5440175A (en) * 1993-07-06 1995-08-08 Mayo, Jr.; Howard A. Waterwheel-driven generating unit
US5430332A (en) * 1994-02-28 1995-07-04 Dunn, Jr.; E. D. Movable and adjustable dam
TW325821U (en) 1997-06-11 1998-01-21 jun-shan Chen Simple power generating device
JP2001263217A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Junichiro Tamiya フロート型水車発電機
US20060245919A1 (en) * 2003-04-30 2006-11-02 Vladislav Krizik Water wheel motor
US6956300B2 (en) * 2003-08-04 2005-10-18 Andrew Roman Gizara Gimbal-mounted hydroelectric turbine
BRPI0402375B1 (pt) * 2004-01-30 2014-05-20 Coppe Ufrj Usina para geração de energia elétrica pelas ondas do mar
US7088012B2 (en) * 2004-12-21 2006-08-08 Andrew Roman Gizara Transverse hydroelectric generator
JP2007009830A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Souki Sekkei:Kk 浮体型水力発電装置
CN101021196A (zh) * 2006-02-15 2007-08-22 邵国忠 龙门架式无坝戽斗叶片转轮水力发电机
US20080246280A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-09 Shu Lu Generating system by using the sea power
CN101603494A (zh) * 2008-06-14 2009-12-16 张志国 单轮巨型凹面叶片水轮机水力发电站
AT507922A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-15 Hermann Riegerbauer Wasserrad
WO2010107906A2 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Harry Dempster Water-Current Paddlewheel-Based Energy-Generating Unit Having a Tapered Partial Covering Structure
US8058741B1 (en) * 2009-05-23 2011-11-15 Abel Echemendia Hydroelectric power system
US9151269B2 (en) * 2009-07-20 2015-10-06 Differential Dynamics Corporation Run-of-the-river or ocean current turbine
WO2011060265A2 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 Nostrum Energy Pte. Ltd. Hydrokinetic energy conversion system
DE102010010341A1 (de) * 2010-03-05 2011-12-15 Josef Buchner Schwungrad-Antrieb für Elektro-Wasserkraftwerk
KR101100778B1 (ko) * 2010-05-07 2012-01-02 김종근 가이드레일을 따라 높낮이가 자동으로 조절이 가능한 수력발생장치
US8881517B2 (en) * 2010-06-29 2014-11-11 Azizollah Khesali Water-wave/flowing-water energy transformer
CN101974897B (zh) * 2010-09-27 2012-05-30 张志国 漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机水力发电站
US20120112462A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Robert Bado Wave Energy Converter
US20130088015A1 (en) * 2011-01-21 2013-04-11 Randal Walton Hydroelectric generators
US8382425B2 (en) * 2011-04-08 2013-02-26 Ronald A. Griffin Hydraulic energy converter
US9261069B2 (en) * 2011-06-23 2016-02-16 Elazar Tagansky Sloping wall channel
WO2013011357A1 (es) * 2011-07-21 2013-01-24 Asociacion De Canalistas Sociedad Del Canal Del Maipo Central generadora de electricidad y flotante para río o canales
US9086047B2 (en) * 2011-09-17 2015-07-21 Karim Salehpoor Renewable energy extraction device
RU2478826C1 (ru) * 2011-11-03 2013-04-10 Алексей Васильевич Иванайский Прибойная гидроветроэлектростанция
US8772957B2 (en) * 2011-11-23 2014-07-08 John Herman Willingham Power generating floating vessel
RU2597378C1 (ru) * 2011-12-12 2016-09-10 Валерий Михайлович Доронин Альтернативная гидроэлектростанция
US8823195B2 (en) * 2012-04-03 2014-09-02 Mark Robert John LEGACY Hydro electric energy generation and storage structure
US20140265335A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Bruno Peter Andreis Ultra high efficiency power generation system and water turbine
US9309861B1 (en) * 2013-04-17 2016-04-12 Roy D. Gaul Ocean wave kinetic energy conversion method and system
US9712094B2 (en) * 2014-11-13 2017-07-18 Bruno BERGMAN Floating power generator
CN204436679U (zh) * 2015-01-13 2015-07-01 总瀛企业股份有限公司 陆上水流发电装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50102742A (ja) * 1974-01-21 1975-08-14
JPH036067U (ja) * 1989-06-08 1991-01-22
US5882143A (en) * 1997-05-19 1999-03-16 Williams, Jr.; Fred Elmore Low head dam hydroelectric system
JP2005076626A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Yoshiji Sakamoto 水路発電装置
JP2006132344A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Yuji Yamaoka 水車を用いた発電方法
JP2013253577A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Bellsion:Kk 水力発電装置
JP2014058944A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Eco holdings co ltd 水力発電装置
JP3188131U (ja) * 2013-10-09 2014-01-09 力雄 荒井 水力発電装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020020317A (ja) * 2018-08-02 2020-02-06 Ntn株式会社 水力発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2016200111B2 (en) 2017-09-21
JP6197053B2 (ja) 2017-09-13
KR20160087335A (ko) 2016-07-21
WO2016112657A1 (zh) 2016-07-21
CA2916234C (en) 2018-05-01
KR101759001B1 (ko) 2017-07-31
CA2916234A1 (en) 2016-07-13
PH12016000022B1 (en) 2017-07-17
US9719482B2 (en) 2017-08-01
RU2016100446A (ru) 2017-07-17
CN105840394B (zh) 2018-06-22
RU2644793C2 (ru) 2018-02-14
CN105840394A (zh) 2016-08-10
PH12016000022A1 (en) 2017-07-17
EP3045717A1 (en) 2016-07-20
ZA201600248B (en) 2017-07-26
US20160201639A1 (en) 2016-07-14
AU2016200111A1 (en) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6197053B2 (ja) 陸上水流発電装置
KR101599708B1 (ko) 잠수형 발전 플랫폼
CA2807876C (en) System and method for generating electrical power from a flowing current of fluid
KR101042700B1 (ko) 수력 발전기
JP5189647B2 (ja) マルチポイント係留及び安定化システム、及び流れを用いた水中用タービンのための制御方法
JP2010025100A (ja) 水流発電システム
EP2946107B1 (en) Device for generating hydro-electric energy
US10309368B2 (en) Power generation apparatus utilizing water current energy
JP6122550B2 (ja) 潮流発電機の多機能搭載装置及びその使用方法
KR100765910B1 (ko) 단일수직축-다종회전익형 해류발전장치
WO2014021472A1 (ja) 水車、水力発電機および水力発電システム
JP5993188B2 (ja) 海流発電装置
KR200329785Y1 (ko) 부유식 수력발전 장치
KR100964813B1 (ko) 수류력 발전장치
CN201650565U (zh) 双轮半潜银屏式海流发电装置
EP3164597B1 (en) Device for generating hydro-electric energy
GB2550062A (en) Harnessing of energy from water flow
KR20130142464A (ko) 발전시스템 및 이의 시공방법
CN211397765U (zh) 浮船式水力发电装置
TW201704632A (zh) 陸上水流發電裝置
TWM516655U (zh) 陸上水流發電裝置
JP2018076790A (ja) 潮流発電装置
JP6439430B2 (ja) 波力発電装置用フロート
KR20150103403A (ko) 양수겸용 수차발전소의 동력접속장치
RU2569956C2 (ru) Бесплотинная всесезонная универсальная гидроэлектростанция

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170821

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6197053

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees