JP2017172398A

JP2017172398A - 水車装置

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Publication number: JP2017172398A
Application number: JP2016057248A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　政彦; Masahiko Suzuki; 政彦鈴木
Original assignee: Bellsion KK
Current assignee: Bellsion KK
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: JP6709090B2

Abstract

【課題】水車を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供する。【解決手段】水路１上に設けた架台３に、水路１内の流水１ｂに浸漬した水車９を吊支する吊支杆７の中間部を、水平軸８をもって枢着し、吊支杆７の遊端にバランス重錘として発電装置１５を設け、水車９を、流水１ｂ内に浸漬した使用位置と、流水１ｂの上方における不使用位置との間を、水平軸８を中心として回動可能とする。【選択図】図２

Description

本発明は、水車を、水路内に浸漬した使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とした水車装置に関する。

従来の水車装置には、水車を、その全部または一部が水路内に浸漬された使用位置と、水路の上方における不使用位置とに移動可能とし、水車の点検、修理の際や、水路の増水時等には、水車を不使用位置まで引き上げるようにしたものがある(例えば特許文献１〜３参照)。

特開２０１５−１４２１９号公報特開２０１４−１０１６８４号公報特開２０１４−５８９４４号公報

特許文献１に記載されている発明においては、水車を吊り上げるワイヤの先端に重錘受け台を設け、これに重錘を順次積み重ねたり、重錘受け台に代わる重錘収容容器に重錘としての水を溜めたりして、水車を吊り上げるようにしているので、重錘受け台への重錘の着脱作業が重労働になったり、水の供給手段が必要となったりするとともに、装置全体が大型化する。

特許文献２に記載されている発明においては、水車位置設定機構の回転操作ハンドルを回転させるか、またはモータ駆動により、水車を昇降させるようにしているため、回転操作ハンドルを回転させるものの場合は労力を要し、また、モータ駆動の場合は、構造が複雑になるとともに、電力の供給手段が必要となる。

特許文献３に記載されている発明においては、支持台に一端を枢支した支持アームの他端に、水路の水中に一部を浸漬した水車を枢着し、水路の水位が変動した場合、支持アームが回動することにより、水車自体の浮力により、水車の浸漬深さが一定に維持されるようにしているので、水路の水位が変動しても、水車による発電を安定よく行うことができる。
しかし、特許文献３には、水車を水路の上方における不使用位置まで移動させて、水車の点検、修理等を行うことに関しては、記載も示唆もされていない。
また、特許文献３に記載されているものにおいては、水車を水路の上方の不使用位置まで移動させるには、相当の労力を要するものと推測される。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、水車を、使用位置から不使用位置まで、軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(１) 水路上に設けた架台に、水路内の流水に浸漬した水車を吊支する吊支杆の中間部を、水平軸をもって枢着し、前記吊支杆の遊端にバランス重錘を設け、前記水車を、水路内の流水に浸漬した使用位置と、水路内の流水の上方における不使用位置との間を、前記水平軸を中心として回動可能とする。

このような構成によると、簡単な構造で、水車を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができ、水車を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。

(２) 上記(１)項において、前記バランス重錘を、前記吊支杆に設けた動力伝達手段により、前記水車に連係され、前記水車の回転力により発電するようにした発電装置とする。

このような構成によると、水車の回転力により発電する発電装置がバランス重錘を兼用するので、別にバランス重錘を用意する必要がない。

(３) 上記(１)または(２)項において、前記水車が不使用位置に位置している状態で、前記吊支杆、バランス重錘または水車のいずれかを前記架台に固定する固定手段を設ける。

このような構成によると、水車が不使用位置に位置している状態で、水車を架台に確実に固定しておくことができるので、水車の点検や修理を安全に行うことができる。

(４) 上記(１)項、または上記(１)項を引用する上記(３)項において、前記バランス重錘、またはバランス重錘と吊支杆の一部とを、前記吊支杆、または吊支杆の他部に、着脱可能として装着する。

このような構成によると、水車を使用位置、または不使用位置としている状態で、バランス重錘を吊支杆から外しておくことができるので、水車の使用中や、修理作業中に、バランス重錘が作業の妨げとなることがない。

本発明によると、水車を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができるとともに、構造を簡素化しうるようにした水車装置を提供することができる。

本発明の水車装置の第１の実施形態を設置してある水路の平面図である。一部を破断して示す、図１のII−II線における縦断側面図である。本発明の水車装置の第２の実施形態を設けた水路における、図２と同様の縦断側面図である。本発明の水車装置の第３の実施形態を設置してある水路の縦断正面図である。

以下、本発明の水車装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の水車装置の第１の実施形態を示す。
水路１の左右の側壁１ａ、１ａ上には、水車装置２における架台３が設けられている。なお、図１の下方および図２の左方が、水路１の上流である。

架台３は、水路１と平行として、左右の側壁１ａ、１ａ上に設けた左右１対の側杆４、４と、左右の側杆４、４間に架設した複数の横杆５、５とからなっている。

前方の横杆５の前面における左右方向のほぼ中央部には、左右１対の支持片６ａ、６ａを有するブラケット６が固着されており、この両支持片６ａ、６ａ間には、上下方向を向く角管状の吊支杆７における上下方向の中間部が、左右方向を向く水平軸８をもって枢着されている。

図２に示すように、吊支杆７の下端には、水車９が設けられている。
水車９は、水密のケース１０と、ケース１０内において、前後の軸受１１、１２をもって回転自在に枢支され、かつ前端部が、ケース１０の前端より前方に水密状態で突出する水車軸１３と、ケース１０の前方において、水車軸１３の前端に固着された羽根車１４とを備えている。

吊支杆７の上端には、バランス重錘を兼ねる発電装置１５が設けられている。
発電装置１５は、吊支杆７の上端に固着されたケース１６と、このケース１６内に収容された発電機１７とを備えている。

発電機１７は、吊支杆７に設けた動力伝達手段１８により、水車９に連係され、水車９の回転力により発電するようになっている。

動力伝達手段１８は、吊支杆７の上下の端部に設けられた軸受１９、２０によって枢支され、上端部が発電機１７のロータ(図示略)に連結された上下方向を向く伝達軸２１と、水車９のケース１０内に突入する伝達軸２１の下端部に固嵌した第１傘歯車２２と、水車９のケース１０内において、水車軸１３の中間部に固嵌され、かつ第１傘歯車２２と噛合する第２傘歯車２３とを備えている。

したがって、水車９が、水路１内の流水１ｂに浸漬され、流水１ｂによって羽根車１４および水車軸１３が回転させられると、その回転力は、第２傘歯車２３、第１傘歯車２２、および伝達軸２１を順次介して、発電機１７に伝達され、その回転力によって発電機１７のロータが回転させられて発電される。

バランス重錘となる発電装置１５全体の質量と、水平軸８から発電装置１５までの距離の積と、水車９全体の質量と水平軸８から水車９までの距離の積とは、ほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。

このように、発電装置１５の質量をバランス重錘として、水車９の質量にバランスさせることにより、水車９を、図１および図２に実線で示すように、水平軸８から垂下する吊支杆７に吊支されて、水路１の流水１ｂ中に浸漬された使用位置から、図１および図２に２点鎖線で示すように、水路１の流水１ｂの上方における不使用位置まで、およびその逆方向に、軽力で回動させることができる。

水車９を不使用位置とすることにより、水車９の点検、修理を容易に行うことができる。また、水路１の増水時に、水車９を不使用位置に退避させておくことにより、洪水時等における水車９の被害を未然に防止することができる。
水車９を不使用位置としたとき、吊支杆７は、ほぼ水平をなすようにしてあるが、それに限定されるものではない。また、水車９を不使用位置としたとき、吊支杆７における水平軸８より下方の部分が、ブラケット６に設けたストッパ(図示略)に当接して、停止させられるようになっている。

水車９を不使用位置において確実に保持するため、吊支杆７、発電装置１５、または水車９のいずれかを架台３に固定する固定手段２４が設けられている。
ここでは、この固定手段２４は、架台３における前方の横杆５の上面に、不使用位置としたときの吊支杆７を左右から挟むように立設した左右１対の突軸２５、２５と、一方の突軸２５の上端に設けた雌ねじ孔(図示略)に螺合したフランジボルト２６と、他方の突軸２５の上端に、上下方向を向く有頭ピン２７をもって一端部が枢着され、かつ他端部の側縁に、フランジボルト２６の軸部２６ａに係脱しうる係合溝２８が設けられた係止杆２９とからなるものとしてあるが、その他の構造のものとすることもできる。

水車９および吊支杆７が、使用位置以外に位置しているときは、係止杆２９は、図１に実線で示す非係合位置に位置させておき、水車９および吊支杆７を、不使用位置に位置させることにより、吊支杆７を前方の横杆５の上面に当接させた後、係止杆２９を、非係合位置から、図１に２点鎖線で示すように、係合溝２８がフランジボルト２６の軸部２６ａに係合する係合位置まで、有頭ピン２７を中心としてほぼ１８０°水平に回動させ、その後、フランジボルト２６を締め付けることにより、吊支杆７を拘束し、水車９を不使用位置に安定して保持することができる。

第１の実施形態においては、吊支杆７の遊端に、発電装置１５をバランス重錘として設けてあるので、簡単な構造で、水車９を、使用位置から不使用位置まで軽力で移動させることができ、水車９を不使用位置とした状態で、水車の点検や修理を行うことができる。
また、水車９の回転力により発電する発電装置１５が、バランス重錘として機能するので、別途バランス重錘を用意する必要はない。

さらに、水車９が不使用位置に位置している状態で、吊支杆７、バランス重錘である発電装置１５、または水車９のいずれかを架台３に固定する固定手段２４を設けてあるので、水車９が不使用位置に位置している状態で、水車９を架台３に確実に固定しておくことができ、水車９の点検や修理を安全に行うことができる。

図３は、本発明の水車装置の第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態におけるのと同一または類似の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する(第３の実施形態においても同様とする)。
第２の実施形態においては、水車９のケース１０内に発電機３０を内蔵し、羽根車１４の水車軸１３を発電機３０に直結して、羽根車１４および水車軸１３の回転により、直接発電機３０のロータ(図示略)を回転させて発電するようにし、発電機３０により発電された電力は、発電機３０から吊支杆７および水平軸８を通って外部に引き出され、かつ充電装置(図示略)に接続された給電線３１を介して、充電装置に供給されるようにしてある。

吊支杆７の遊端には、第１の実施形態における発電装置１５に代えて、単なるバランス重錘３２が設けられている。
また、吊支杆７の上部７ａと他部７ｂとを、相欠き継手をもって接続し、その継手部を、２個のボルト・ナット３３、３３をもって固着することにより、バランス重錘３２と吊支杆７の上部７ａとを、吊支杆７の他部７ｂに着脱可能として装着してある。

したがって、水車９を使用位置、または不使用位置としているときは、ボルト・ナット３３、３３を外すことにより、バランス重錘３２と吊支杆７の上部７ａとを、吊支杆７の他部７ｂから外しておくことができ、バランス重錘３２が作業の妨げとなることがないようにすることができる。

図４は、本発明の水車装置の第３の実施形態を示す。
第３の実施形態においては、架台３における前後の横杆５、５の中間部間に連結杆３４を架設し、この連結杆３４に設けたブラケット６をもって、吊支杆７を枢支する水平軸８を水路１と平行をなすように支持し、吊支杆７を、この水平軸８を中心として、図４に実線で示すように、上下方向を向く使用位置から、図４に２点鎖線で示すように、ほぼ水平をなして左右方向を向く不使用位置まで回動しうるようにしてある。
その他の構成は、第１の実施形態と同一としてある。

このような構成とすると、第１の実施形態においては、水車９を水路１の流水１ｂに逆らうように移動させつつ、吊支杆７を使用位置から不使用位置まで回動させなければならないのに対して、水車９を水路１の流水１ｂに対して側方に移動するようにして、吊支杆７を使用位置から不使用位置まで回動させることができるので、流水１ｂによる抵抗を軽減させることができる。

本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく、例えば、次のような変形した態様での実施が可能である。
(１) 架台３における側杆４および横杆５上に、吊支杆７および水車９の回動範囲を切り欠いた、作業用の踏み板(図示略)を設ける。
(２) 固定手段２４として、係止杆２９等に代えて、不使用位置としたときの発電装置１５を、後方の横杆５に係止させる係止手段(図示略)を設ける。
(３) 吊支杆７の上端に、バランス重錘３２を着脱可能として設ける。
(４) 水平軸と同軸として、吊支杆７と一体的に設けた歯車(図示略)と、それに噛合する減速歯車(図示略)とを介して、架台３上に設けたモータ等(図示略)の動力により、吊支杆７を、使用位置から不使用位置、およびその逆方向に回動させるようにする。
(５) 吊支杆７を、手動ウィンチ、または電動ウィンチにより、使用位置から不使用位置、およびその逆方向に回動させるようにする。

１水路
１ａ側壁
１ｂ流水
２水車装置
３架台
４側杆
５横杆
６ブラケット
６ａ支持片
７吊支杆
７ａ上部
７ｂ他部
８水平軸
９水車
１０ケース
１１、１２軸受
１３水車軸
１４羽根車
１５発電装置(バランス重錘)
１６ケース
１７発電機
１８動力伝達手段
１９、２０軸受
２１伝達軸
２２第１傘歯車
２３第２傘歯車
２４固定手段
２５突軸
２６フランジボルト
２６ａ軸部
２７有頭ピン
２８係合溝
２９係止杆
３０発電機
３１給電線
３２バランス重錘
３３ボルト・ナット
３４連結杆

Claims

水路上に設けた架台に、水路内の流水に浸漬した水車を吊支する吊支杆の中間部を、水平軸をもって枢着し、前記吊支杆の遊端にバランス重錘を設け、前記水車を、水路内の流水に浸漬した使用位置と、水路内の流水の上方における不使用位置との間を、前記水平軸を中心として回動可能としたことを特徴とする水車装置。
前記バランス重錘を、前記吊支杆に設けた動力伝達手段により、前記水車に連係され、前記水車の回転力により発電するようにした発電装置とした請求項１記載の水車装置。
前記水車が不使用位置に位置している状態で、前記吊支杆、バランス重錘または水車のいずれかを前記架台に固定する固定手段を設けた請求項１または２記載の水車装置。
前記バランス重錘、またはバランス重錘と吊支杆の一部とを、前記吊支杆、または吊支杆の他部に、着脱可能として装着した請求項１、または請求項１を引用する請求項３記載の水車装置。