JP2020020316A - Water turbine and power generation device with the same - Google Patents

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誠一 勅使河原
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Abstract

To provide higher power than using an impeller as a single body.SOLUTION: A water turbine 10 comprises: a hollow and cylindrical outline 30; a cylindrical hub 40 which is coaxially disposed in a center part of the outline 30 in an axial direction and includes a steeple head 44 in a distal end; and two stages of impellers 11 and 21 consisting of multiple blades 12 and 22 which are formed spiral in a circumferential direction of an outer peripheral surface of the hub 40 and provided so as to be expanded in a radial direction. When an axial angle included in a range where one blade extends in the circumferential direction is called "blade extension angle", the blade extension angle of the rear-stage blade 22 is formed larger than the blade extension angle of the front-stage blade 12. A tapered shape 45 of which the diameter is enlarged from the upstream side to the downstream side in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the hub 40 supporting a proximal end of the rear-stage blade 22.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、水力発電の用途に好適に採用し得る水車に係り、特に、複数段の羽根車を有する水車およびこれを備える発電装置に関する。   The present invention relates to a water turbine that can be suitably used for hydroelectric power generation, and more particularly, to a water turbine having a plurality of stages of impellers and a power generation device including the same.

水力発電の用途に好適に用い得る水車として、中空筒状の外郭と、この外郭の中心部に直列に設けられ、螺旋状ブレードを有する羽根車が軸方向に沿って一体構成されたハブと、を有し、外郭内の流路を流体(水)が通過することで、羽根車およびハブが一体で回転する水車が知られている(例えば特許文献1参照)。
この種の水車は、砂などの細かいごみが堆積しにくくメンテナンスフリーである。また、この種の水車は、中心部にハブを有することで、水の力を効率良く動力に変換できる。
As a water turbine that can be suitably used for hydroelectric applications, a hollow cylindrical outer shell, a hub provided in series with the center of the outer shell, and an impeller having a spiral blade integrally formed along the axial direction, There is known a water wheel in which an impeller and a hub rotate integrally when a fluid (water) passes through a flow path in an outer shell (for example, see Patent Document 1).
This type of water turbine is maintenance-free because it is difficult for fine dust such as sand to accumulate. In addition, this kind of water turbine has a hub at the center, so that water power can be efficiently converted to power.

特開2016−050554号公報JP-A-2006-050554

しかし、本発明者がこの種の水車を用いて種々の実験を行ったところ、螺旋状ブレードを有する羽根車を軸方向に沿って一体に設けるに際し、同一構成の羽根車を単に多段(例えば2段階)に配置しただけでは、羽根車を単体で設けたときよりも動力が低下してしまうという知見を得た。
そこで、本発明は、このような問題点(知見)に着目してなされたものであって、複数段の羽根車を直列に設けたタンデム構造を有する水車において、羽根車を単体で用いるよりも大きな動力を得ることができる水車およびこれを備える発電装置を提供することを課題とする。
However, when the present inventor conducted various experiments using this type of water wheel, when the impeller having the helical blade was provided integrally along the axial direction, the same configuration of the impeller was simply multistage (for example, 2 It has been found that the mere arrangement of the impeller results in lower power than when the impeller is provided alone.
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem (knowledge), and in a water turbine having a tandem structure in which a plurality of stages of impellers are provided in series, it is more preferable to use the impeller alone. It is an object of the present invention to provide a water turbine capable of obtaining a large power and a power generator including the water turbine.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水車は、自身全体が圧力流体のエネルギにより回転する水車であって、中空円筒状の外郭と、該外郭の中心部に軸方向に沿って同軸に配置されて軸方向上流側に尖頭部を有する筒状のハブと、該ハブ外周面の周方向に沿って螺旋状に形成されるとともに径方向に張り出すように設けられた複数のブレードからそれぞれ構成される二段の羽根車と、を備え、前記二段の羽根車は、圧力流体の流れ方向に対して軸方向に離隔して、軸方向上流側に配置された前段羽根車と、軸方向下流側に配置された後段羽根車と、を有し、前記前段羽根車は、周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に配置された前記ブレードである複数の前段ブレードを有し、前記後段羽根車は、周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に配置された前記ブレードである複数の後段ブレードを有し、前記ハブは、前記後段ブレードの基端部を支持するハブ外周面と前段羽根車と後段羽根車との間の部分のハブ外周面との少なくとも一方に、軸方向上流側から下流側に向けて拡径するテーパ形状を有し、一のブレードが周方向に沿って延在する範囲が有する軸回りの角度を「ブレード延在角」と呼ぶとき、前記複数の後段ブレードの各々のブレード延在角が、前記複数の前段ブレードの各々のブレード延在角よりも大きく形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a water turbine according to one embodiment of the present invention is a water turbine that entirely rotates by the energy of a pressurized fluid, and has a hollow cylindrical outer shell and a central portion of the outer shell along an axial direction. Cylindrical hub having a pointed head on the upstream side in the axial direction coaxially arranged therewith, and a plurality of spirally formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the hub and provided so as to project radially. And a two-stage impeller constituted by each of the blades, wherein the two-stage impeller is spaced apart in the axial direction with respect to the flow direction of the pressurized fluid, and is disposed upstream in the axial direction. A car, and a rear impeller arranged downstream in the axial direction, wherein the front impeller includes a plurality of front blades, which are the blades spirally arranged at regular intervals along a circumferential direction. The rear stage impeller has a constant interval along the circumferential direction. A plurality of trailing blades, which are the blades arranged in a spiral shape, wherein the hub has a portion between a hub outer peripheral surface supporting a base end portion of the trailing blade, a leading blade wheel and a trailing blade wheel. At least one of the outer peripheral surface of the hub has a tapered shape that expands in diameter from the upstream side to the downstream side in the axial direction, and the angle around the axis that the range in which one blade extends along the circumferential direction is referred to as the “blade When referred to as "extension angle", the blade extension angle of each of the plurality of subsequent blades is formed to be larger than the blade extension angle of each of the plurality of preceding blades.

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る発電装置は、本発明の一態様に係る水車を発電用に備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, a power generation device according to one embodiment of the present invention includes the water turbine according to one embodiment of the present invention for power generation.

本発明によれば、1組のブレードを有する羽根車を単体で用いるよりも大きな動力を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, bigger power can be obtained than using the impeller which has one set of blades alone.

本発明の一態様に係る水車を備える発電装置の一実施形態を説明する模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view illustrating an embodiment of a power generator including a water turbine according to one aspect of the present invention. 本発明の一態様に係る水車を備える発電装置の一実施形態を説明する模式的断面図であり、同図では、軸線に沿った断面を図示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing explaining one Embodiment of the electric power generator provided with the waterwheel which concerns on one aspect of this invention, Comprising: The figure has shown the cross section along the axis. 本発明の一態様に係る水車の第一実施例を説明する図であり、同図(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図、(d)は軸線に沿った断面図である。It is a figure explaining the 1st example of the water wheel concerning one mode of the present invention, and the same figure (a) is a left view, (b) is a front view, (c) is a right view, and (d) is an axis. FIG. 本発明の一態様に係る水車の第二実施例を説明する図であり、同図(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図、(d)は軸線に沿った断面図である。It is a figure explaining the 2nd Example of the water turbine which concerns on one aspect of this invention, (a) is a left view, (b) is a front view, (c) is a right view, (d) is an axis. FIG. 「ブレード延在角」の語の定義を説明する図((a)、(b))であり、同図(a)は1組のブレードを有する羽根車を軸方向の斜め上方から見た模式的斜視図、(b)は1組のブレードを有する羽根車を軸方向から見た図である。It is a figure ((a), (b)) explaining the definition of the term "blade extension angle", and the figure (a) is the model which looked at the impeller which has one set of blades from the diagonally upper direction of an axial direction. FIG. 2B is a perspective view of the impeller having one set of blades as viewed from the axial direction. 本発明の一態様に係る水車を備える発電装置の動作を説明する模式的断面図であり、同図では、軸線に沿った断面を図示している。It is a typical sectional view explaining operation of a power generator provided with a water wheel concerning one mode of the present invention, and shows the section along the axis in the same figure. 実験に用いた複数の態様の水車の例((a)〜(e))であって、本発明の一態様に係る水車の第一実施例((a))および第二実施例((b))と、第一から第三比較例((c)〜(e))とを対比して説明する図であり、各図は、正面視において内部を破線で示している。Examples of water turbines of a plurality of modes used in the experiment ((a) to (e)), wherein a first embodiment ((a)) and a second embodiment ((b) of a water turbine according to one embodiment of the present invention. )) And first to third comparative examples ((c) to (e)) for comparison, and in each figure, the inside is indicated by a broken line when viewed from the front.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態ないし実施例は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態ないし実施例に特定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio, and the like are different from actual ones, and the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios. Further, the following embodiments and examples are intended to exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material, shape, The structure, arrangement, and the like are not specified in the following embodiments or examples.

図1に示すように、本実施形態の発電装置50は、圧力流体路として、給水路等の水路Wの水流を利用した例であって水路Wの水流中に設置される。水路Wの態様は限定されないが、例えば水路Wの水流方向に対して上流側(符号P0側)から下流側(符号P3側)に向けて、適度な下り傾斜や落差を有することが好ましい。また、圧力流体ないし圧力流体路は、この例に限定されず、圧力流体の力で発電可能であれば種々の圧力流体およびその流路を対象とすることができる。   As shown in FIG. 1, the power generation device 50 of the present embodiment is an example in which a water flow of a water channel W such as a water supply channel is used as a pressure fluid channel, and is installed in the water flow of the water channel W. Although the form of the water channel W is not limited, for example, it is preferable that the water channel W has an appropriate downward slope or head from the upstream side (reference numeral P0 side) to the downstream side (reference numeral P3 side) with respect to the water flow direction. Further, the pressure fluid or the pressure fluid path is not limited to this example, and various pressure fluids and flow paths thereof can be used as long as power can be generated by the force of the pressure fluid.

本実施形態の発電装置50は、同図に示すように、水路Wに設置可能な水密構造を有するハウジング51と、ハウジング51の内部に設けられるタンデム型の発電用水車(以下、単に「水車」ともいう)10、および発電部60と、を備える。
ハウジング51内部には、図2に断面を示すように、圧力流体の流れ方向である、水路Wの水流方向に対して上流側から導入される圧力流体(この例では水)を下流側に導出する導水路55が流路Wの水流方向に沿って形成される。導水路55の上流端は、ハウジング51の側壁部の上流側に開口しており、ハウジング51内部に圧力流体を導入する導入口54になっている。
As shown in the figure, a power generation device 50 of the present embodiment includes a housing 51 having a watertight structure that can be installed in a water channel W, and a tandem-type power generation water turbine (hereinafter simply referred to as a “water wheel”) provided inside the housing 51. 10), and a power generation unit 60.
2, a pressure fluid (water in this example) introduced from the upstream side with respect to the flow direction of the water channel W, which is the flow direction of the pressure fluid, is led to the downstream side, as shown in the cross section in FIG. A water guide channel 55 is formed along the flow direction of the flow path W. The upstream end of the water conduit 55 is open on the upstream side of the side wall of the housing 51, and serves as an inlet 54 for introducing a pressure fluid into the housing 51.

本実施形態の導入口54は、図2に示すように、水路Wに対して外郭30の内側が水で満たされるように設置される。なお、導入口54は、その全体を水路Wに水没する必要はなく、十分な圧力で羽に水(流体)をあてるためには、少なくとも外郭30の内側が水(流体)で満たされていればよい。
導入口54は、この例では、通路断面が上流側から下流側に向けて縮径する円錐台状に形成され、これにより、圧力流体を円滑に導入するとともに導入する圧力流体が増速され、圧力流体の噴流を導水路55の軸線方向に沿って噴出(後述する図6での符号P0からP1の流れ)するように構成される。導水路55の下流端は、ハウジング51の側壁部の下流側に開口しており、流体を下流側に向けて送出する吐出口56になっている。
As shown in FIG. 2, the inlet 54 of the present embodiment is installed such that the inside of the outer shell 30 with respect to the water channel W is filled with water. The inlet 54 does not need to be entirely submerged in the channel W. In order to apply water (fluid) to the wings with sufficient pressure, at least the inside of the outer shell 30 must be filled with water (fluid). I just need.
In this example, the introduction port 54 is formed in the shape of a truncated cone whose passage cross section is reduced in diameter from the upstream side to the downstream side, thereby smoothly introducing the pressure fluid and increasing the speed of the pressure fluid to be introduced. The jet of the pressurized fluid is ejected along the axial direction of the water conduit 55 (flow from P0 to P1 in FIG. 6 described later). The downstream end of the water conduit 55 is opened downstream of the side wall of the housing 51, and serves as a discharge port 56 for sending fluid to the downstream side.

水車10は、外郭30の円周方向に自由に回転しつつも半径方向、高さ方向にぶれないよう支持されている。本実施形態では、水車10は、図2に示すように、ハウジング51内の導水路55の途中部分に、前後に離隔した二つの軸受53により回転自在に支持された状態で導水路55と同軸に介装される。軸受53は、任意の軸受を採用し得るが、たとえば水中軸受や転がり軸受が用いられる。
なお、前後に離隔した二つの軸受53は、水車10が、外郭30の円周方向に自由に回転しつつも半径方向、高さ方向にはぶれないようにするための設置方法の一例である。つまり、半径方向、高さ方向のぶれは部材と部材のすきまによって生じるものであるため、仮に厳しい寸法公差で外郭30を製造できたり、軸受の内輪と外輪を一体製造できれば、前後に離隔した二つの軸受53による構成でなくとも、ぶれを小さくできる。
The water wheel 10 is supported so as not to move in the radial direction and the height direction while freely rotating in the circumferential direction of the outer shell 30. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the water turbine 10 is coaxial with the water conduit 55 in a state where the water turbine 10 is rotatably supported by two bearings 53 spaced apart from each other in the middle of the water conduit 55 in the housing 51. To be interposed. As the bearing 53, an arbitrary bearing can be adopted. For example, a submerged bearing or a rolling bearing is used.
The two bearings 53 separated in the front and rear are an example of an installation method for preventing the water turbine 10 from rotating in the radial direction and the height direction while freely rotating in the circumferential direction of the outer shell 30. . In other words, since the radial and height fluctuations are caused by the gap between the members, if the outer shell 30 can be manufactured with tight dimensional tolerances, or if the inner ring and the outer ring of the bearing can be manufactured integrally, the two parts separated from each other in the front and rear direction can be obtained. Even if the configuration does not include the three bearings 53, the shake can be reduced.

軸受53は、内側に水が浸入した場合を想定して、水による腐食に耐性を有するものが好ましい。本実施形態の例では、二つの軸受53の間に発電部60が設けられており、軸受53および発電部60への水の浸入を防ぐために、二つの軸受53の外側の位置に、ハウジング51と水車10との間に防水性に優れたシール52がそれぞれ介装されている。   The bearing 53 is preferably one that is resistant to corrosion by water, assuming that water has entered the inside. In the example of the present embodiment, the power generation unit 60 is provided between the two bearings 53, and the housing 51 is provided at a position outside the two bearings 53 in order to prevent water from entering the bearing 53 and the power generation unit 60. Seals 52 having excellent waterproofness are interposed between the water turbine 10 and the water turbine 10, respectively.

本実施形態の水車10は、図2に示すように、中空円筒状の外郭30と、外郭30の中心部に軸方向(水路Wの水流方向)に沿って同軸に配置されて円錐状または砲弾状の尖頭部44を外周面の先端(水路Wの水流方向に対して上流側)に有する中空円筒状のハブ40と、ハブ40外周面の周方向に沿って螺旋状に形成されるとともに径方向に張り出すように設けられた複数のブレード12、22からそれぞれ構成される前後二段の羽根車11、21と、を備える。ブレード12、22の径方向の最外端は、外郭30と一体に接続されている。   As shown in FIG. 2, the water turbine 10 according to the present embodiment has a hollow cylindrical outer shell 30 and a conical or shell-shaped shell disposed coaxially in the center of the outer shell 30 along the axial direction (the water flow direction of the water channel W). Hollow hub 40 having a pointed tip 44 at the tip of the outer peripheral surface (upstream with respect to the water flow direction of the water channel W), and a helical shape formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the hub 40. And two stages of front and rear impellers 11 and 21 each composed of a plurality of blades 12 and 22 provided to protrude in the radial direction. The radially outermost ends of the blades 12 and 22 are integrally connected to the outer shell 30.

本実施形態の水車10は、上述した外郭30、二段の羽根車11、21およびハブ40が一体となっており、これら構成を有する水車10全体が導水路55に導入された圧力流体のエネルギにより所定方向に一体で回転するように構成されている。なお、本実施形態の外郭30には、導入口54側の端部に、円環状のフランジ部31を有しており、このフランジ部31がハウジング51の内面の凹部に嵌め込まれることで、軸方向の装着位置が所定位置に保持されている。   The water turbine 10 of the present embodiment has the above-described outer shell 30, the two-stage impellers 11, 21 and the hub 40 integrated with each other. , So as to rotate integrally in a predetermined direction. In addition, the outer shell 30 of the present embodiment has an annular flange portion 31 at an end portion on the side of the introduction port 54, and the flange portion 31 is fitted into a concave portion on the inner surface of the housing 51, so that the shaft is formed. The mounting position in the direction is held at a predetermined position.

発電部60は、図2に示すように、円筒状に形成され永久磁石等の複数の磁石を有するロータ61と、コイルを巻き付けたボビンを有するステータ62と、を有する。ロータ61は、水車10の回転トルクが伝達される軸または円筒と一体に回転可能に取り付けられる。
本実施形態では、ロータ61は、水車10の外郭30外周面に、外郭30と一体に回転可能に設けられる。ステータ62は、ハウジング51の側壁部の内側に設けられる凹状のステータ収納部64に配置され、ロータ61の外周側の面に対して径方向に所定の対向隙間を隔てて配置される。なお、ロータ61は、外輪30と同心円上にある必要はなく、たとえば外輪30に歯をつけ、タイミングベルトで水車の回転を別の位置に移動させ発電機に動力を入力することも可能である。
As shown in FIG. 2, the power generation unit 60 includes a rotor 61 having a plurality of magnets such as permanent magnets formed in a cylindrical shape, and a stator 62 having a bobbin around which a coil is wound. The rotor 61 is rotatably mounted integrally with a shaft or a cylinder to which the rotation torque of the water turbine 10 is transmitted.
In the present embodiment, the rotor 61 is provided on the outer peripheral surface of the outer shell 30 of the water turbine 10 so as to be rotatable integrally with the outer shell 30. The stator 62 is arranged in a concave stator housing portion 64 provided inside the side wall portion of the housing 51, and is arranged at a predetermined gap in the radial direction with respect to the outer peripheral surface of the rotor 61. The rotor 61 does not need to be concentric with the outer ring 30. For example, the outer ring 30 may be toothed, and the rotation of the turbine may be moved to another position by a timing belt to input power to the generator. .

つまり、ロータおよびステータなどの部材は金属製であり、どうしても単位体積あたりの質量が重くなりがちである。そのため、仮に地面から高い位置の風を受ける風車として本発明を利用する場合、上述の構造を利用して発電機を低い位置に設置すれば、装置全体の重心が低くなり安定性を増すことができる。このように、アプリケーションに応じて発電装置の位置を変更することも可能である。
発電部60は、圧力流体(水)のエネルギによる水車10の所定方向への回転により、ロータ61がステータ62に対して相対的に回転し、これにより、ステータ62のコイルに電磁誘導による起電力が生じて発電するようになっている。発電された電力E(図1参照)は、ステータ62のコイルに接続されるケーブル63を通じてハウジング50の外部に取り出され、例えば図2に示すインバータ70を介して二次電池80等の電気部品に供給される。
That is, members such as the rotor and the stator are made of metal, and the mass per unit volume tends to be heavy. Therefore, if the present invention is used as a windmill that receives a wind at a high position from the ground, if the generator is installed at a low position using the above-described structure, the center of gravity of the entire device may be lowered and stability may be increased. it can. Thus, it is also possible to change the position of the power generator according to the application.
The power generation unit 60 rotates the rotor 61 relative to the stator 62 by the rotation of the water turbine 10 in a predetermined direction due to the energy of the pressure fluid (water). Is generated and power is generated. The generated electric power E (see FIG. 1) is taken out of the housing 50 through a cable 63 connected to a coil of the stator 62, and is output to an electric component such as a secondary battery 80 via an inverter 70 shown in FIG. Supplied.

ここで、本実施形態の水車10は、4枚1組のブレード(羽根)を有する羽根車を前後二段の位置に備えるところ、羽根車を単体で用いるよりも大きな動力を得ることができるように、後述する二つの構成要件を満たす所定の形状を有する。以下、本実施形態の水車10のうち、第一実施例の水車10Aを図3に示し、また、第二実施例の水車10Bを図4に示す。
詳しくは、図3に示すように、第一実施例の水車10Aは、中空円筒状のハブ40が、導水路55内で流体を下流側に流し易くするために尖頭部44が形成される。ハブ40は、尖頭部44の側から順に、円筒状の前段ブレード支持部41と、円筒状の中間部43と、円錐台状の後段ブレード支持部42とを同軸に有する。
Here, the water turbine 10 of the present embodiment is provided with impellers having a set of four blades (blades) at two positions in front and rear, so that greater power can be obtained than using the impeller alone. In addition, it has a predetermined shape that satisfies the following two requirements. Hereinafter, among the water turbines 10 of the present embodiment, a water wheel 10A of the first example is shown in FIG. 3, and a water wheel 10B of the second example is shown in FIG.
Specifically, as shown in FIG. 3, in the water turbine 10 </ b> A of the first embodiment, a pointed head 44 is formed in the hollow cylindrical hub 40 so that the fluid can easily flow downstream in the water channel 55. . The hub 40 has, in order from the side of the pointed head 44, a cylindrical front blade support portion 41, a cylindrical intermediate portion 43, and a frustum-shaped rear blade support portion 42 coaxially.

第一実施例の水車10Aは、前段ブレード支持部41の外径および中間部43の外径が、尖頭部44の基端部分の外径と同一径とされている。これに対し、後段ブレード支持部42は、先端側は中間部43の外径と同一径とされ、後方に向かうにつれて拡径しており、これにより、ハブ40外周面に、軸方向上流側から下流側に向けて拡径するテーパ形状45が構成されている。
二段の羽根車11、21は、水流方向に対して直列に配置され、軸方向前方に配置された前段羽根車11と、軸方向後方に配置された後段羽根車21と、を有する。前段羽根車11は、ハブ40の周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に形成された複数(この例では4枚)の前段ブレード12を有する。さらに、後段羽根車21は、ハブ40の周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に形成された複数(この例では4枚)の後段ブレード22を有する。
In the water turbine 10A of the first embodiment, the outer diameter of the front blade supporting portion 41 and the outer diameter of the intermediate portion 43 are the same as the outer diameter of the base end portion of the pointed head 44. On the other hand, the rear stage blade support portion 42 has the same diameter as the outer diameter of the intermediate portion 43 on the distal end side, and is increased in diameter toward the rear side. A tapered shape 45 whose diameter increases toward the downstream side is configured.
The two-stage impellers 11 and 21 are arranged in series with respect to the water flow direction, and include a front-stage impeller 11 disposed axially forward and a rear-stage impeller 21 disposed axially rearward. The front impeller 11 has a plurality (four in this example) of front blades 12 formed in a spiral shape at a constant interval along the circumferential direction of the hub 40. Further, the rear impeller 21 has a plurality of (four in this example) rear blades 22 spirally formed at a constant interval along the circumferential direction of the hub 40.

各羽根車11、21は、ハブ40の外周面に各ブレードの基端部が一体に固定されている。本実施例においては、前段ブレード支持部41の外周面に前段羽根車11の各前段ブレード12の基端部が一体に固定され、後段ブレード支持部42の外周面に後段羽根車21の各後段ブレード22の基端部が一体に固定されている。
これにより、本実施形態の水車10は、ハブ40から放射状に設けられる複数のブレード12、22と、ブレード12、22の周囲に設けられる円筒状の外郭30とを有し、ハブ40が外郭30と一体に回転可能に取り付けられる。外郭30は、ハブ40を回転中心として上記軸受53を介してハウジング51に対して回転自在に支持される。
In each of the impellers 11 and 21, the base end of each blade is integrally fixed to the outer peripheral surface of the hub 40. In the present embodiment, the base end of each of the front blades 12 of the front impeller 11 is integrally fixed to the outer peripheral surface of the front blade support portion 41, and the rear end of the rear impeller 21 is fixed to the outer peripheral surface of the rear blade support portion 42. The base end of the blade 22 is fixed integrally.
Thus, the water turbine 10 of the present embodiment has a plurality of blades 12 and 22 provided radially from the hub 40 and a cylindrical outer shell 30 provided around the blades 12 and 22. It is attached so that it can rotate integrally with it. The outer shell 30 is rotatably supported by the housing 51 via the bearing 53 with the hub 40 as the center of rotation.

ここで、図5に前段羽根車11を例にして示すように、本明細書において、一のブレード12が周方向に沿って延在する範囲が有する軸回りの角度Rを「ブレード延在角」と呼ぶ(たとえば、同図(b)に示すように、一のブレード12の開始点が0°で、終点が180°であれば、このブレードの場合は、ブレード延在角Rが180°となる。)。   Here, as shown in FIG. 5 by taking the front stage impeller 11 as an example, in this specification, the angle R around the axis of the range in which one blade 12 extends along the circumferential direction is referred to as the “blade extension angle”. (For example, as shown in FIG. 3B, if the starting point of one blade 12 is 0 ° and the ending point is 180 °, in the case of this blade, the blade extension angle R is 180 ° .)

本実施例においては、表1に示すように、前段羽根車11および後段羽根車21相互は、それらの複数のブレード12、22が、前段ブレード12のブレード延在角R1よりも後段ブレード22のブレード延在角R2が大きく形成されている(R2>R1)。さらに、本実施例においては、後段羽根車21は、後段ブレード22の基端部を支持するハブ40の外周面(つまり上記後段ブレード支持部42)に、水流方向に対して前方(上流側)から後方(下流側)に向けて拡径するテーパ形状45が形成されている。
すなわち、本実施形態に係る水車10において、表1に実験結果を示すように、組合せによる協働効果が最も得られた第一実施例の水車10Aにおける構造的な特徴は、上述した構成に加え、以下の二つの構成要件を満たす点にある(表1の第一実施例を併せて参照)。なお、表1にも記載するように、ブレードの枚数は、前段、後段ともに4枚である。
In the present embodiment, as shown in Table 1, the front stage impeller 11 and the rear stage impeller 21 have a plurality of blades 12, 22 of which the rear stage blade 22 is larger than the blade extension angle R 1 of the front stage blade 12. The blade extension angle R2 is formed large (R2> R1). Further, in this embodiment, the rear impeller 21 is provided on the outer peripheral surface of the hub 40 supporting the base end of the rear blade 22 (that is, the rear blade support portion 42) in front of the water flow direction (upstream side). A tapered shape 45 whose diameter increases toward the rear (downstream side) is formed.
That is, in the water turbine 10 according to the present embodiment, as shown in the experimental results in Table 1, the structural features of the water turbine 10A of the first example in which the cooperative effect by the combination was most obtained are the same as those described above. The following two components are satisfied (see also the first embodiment in Table 1). As described in Table 1, the number of blades is four in each of the first and second stages.

第一構成要件:前段羽根車11と後段羽根車21相互は、前段羽根車11を構成する一の前段ブレード12のブレード延在角Rよりも、後段羽根車21を構成する一の後段ブレード22のブレード延在角Rが大きく形成されている。
第二構成要件:ハブ40は、後段羽根車21が設けられている部分のハブ40の外周面に、前方(上流側)から後方(下流側)に向けて拡径するテーパ形状45を有する。
First constituent requirement: The front stage impeller 11 and the rear stage impeller 21 are arranged such that the blade extension angle R of the front stage blade 12 of the front stage impeller 11 is larger than the blade extension angle R of the rear stage impeller 21. Are formed to have a large blade extension angle R.
Second constituent requirement: The hub 40 has a tapered shape 45 that expands in diameter from the front (upstream side) to the rear side (downstream side) on the outer peripheral surface of the hub 40 where the rear impeller 21 is provided.

Figure 2020020316
Figure 2020020316

一方、図4および表2に示すように、第二実施例の水車10Bは、上述した第一実施例の水車10Aに対して、第二構成要件(テーパポジション)のみが相違する。つまり、同図および同表に示すように、第二実施例の水車10Bは、上述した第一実施例の水車10Aと同じ上記第一構成要件を満たすとともに、下記の水車10Bの第二構成要件を満たすものである。   On the other hand, as shown in FIG. 4 and Table 2, the water turbine 10B of the second embodiment differs from the water turbine 10A of the first embodiment only in the second configuration requirement (taper position). That is, as shown in the figure and the table, the water turbine 10B of the second embodiment satisfies the same first configuration requirements as the water turbine 10A of the first embodiment described above, and also has the second configuration requirements of the following water turbine 10B. It satisfies.

Figure 2020020316
Figure 2020020316

水車10Bの第二構成要件:ハブ40は、前段羽根車11と後段羽根車21との間の部分のハブ40外周面(つまり上記中間部43の外径)に、前方(上流側)から後方(下流側)に向けて拡径するテーパ形状45を有する(表2の第二実施例を併せて参照)。
つまり、第二実施例の水車10Bは、前段ブレード支持部41の外径が、尖頭部44の基端部分の外径と同一径とされ、中間部43の外径が、前段ブレード支持部41の後端の外径と同一径とされるとともに、後方に向かうにつれて拡径している。
これにより、ハブ40の中間部43の外周面に、軸方向上流側から下流側に向けて拡径するテーパ形状45が構成されている。そして、後段ブレード支持部42の外径は、中間部43の拡径された後端部分の外径と同一径の円筒状に形成されている。
Second configuration requirement of the water wheel 10B: The hub 40 is provided on the outer peripheral surface of the hub 40 (that is, the outer diameter of the intermediate portion 43) between the front-stage impeller 11 and the rear-stage impeller 21 from the front (upstream side) to the rear. It has a tapered shape 45 whose diameter increases toward the (downstream side) (see also the second embodiment in Table 2).
That is, in the water turbine 10B of the second embodiment, the outer diameter of the front blade supporting portion 41 is the same as the outer diameter of the base end portion of the pointed head 44, and the outer diameter of the intermediate portion 43 is 41 has the same diameter as the outer diameter of the rear end, and the diameter increases toward the rear.
Thus, a tapered shape 45 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion 43 of the hub 40 so as to increase in diameter from the upstream side in the axial direction to the downstream side. The outer diameter of the rear blade supporting portion 42 is formed in a cylindrical shape having the same diameter as the outer diameter of the enlarged rear end portion of the intermediate portion 43.

次に、上記発電装置50の動作およびその作用効果を説明する。
図1に示した水路W内に設置された発電装置50に対し、導水路55の上流側からハウジング51に送り込まれる圧力流体(水)は、ハウジング51に内蔵された水車10を通して導水路55の下流側に送り出される。このとき、導水路55は、図6に示すように、導入口54で流体の流れを絞って流速を高めた水流圧P0の噴流とされ、水車10の前段羽根車11と後段羽根車21との複数のブレード12、22面に順に吹き付けられる。
Next, the operation of the power generation device 50 and the effects thereof will be described.
With respect to the power generator 50 installed in the water channel W shown in FIG. 1, the pressurized fluid (water) sent into the housing 51 from the upstream side of the water channel 55 passes through the water wheel 10 built in the housing 51 to generate water in the water channel 55. It is sent downstream. At this time, as shown in FIG. 6, the water conduit 55 is formed as a jet with a water flow pressure P0 in which the flow rate is increased by restricting the flow of the fluid at the inlet 54, and the front impeller 11 and the rear impeller 21 of the water wheel 10 Are sequentially blown to the plurality of blades 12 and 22 surfaces.

これにより、水車10は、前後のブレード12、22に当たる噴流の勢いによりハブ40および外郭30と一体に所定方向に回転する。水車10の回転により、発電部60はステータ62に対してロータ61が相対的に回転し、電磁誘導による起電力が生じて発電することができる。水車10を回転させた後の流体は、吐出口56から水流圧P3の状態で下流に向けて送出される。
そして、本実施形態の発電装置50によれば、1組のブレードを有する二段の羽根車11、21を軸方向に離隔して配置し、前段羽根車11を構成する一の前段ブレード12のブレード延在角Rよりも後段羽根車21を構成する一の後段ブレード22のブレード延在角Rを大きく形成するとともに(第一構成要件)、後段羽根車21の後段ブレード支持部42にテーパ形状45を設け(第二構成要件)、これにより大きな動力が得られる。
Thereby, the water turbine 10 rotates in a predetermined direction integrally with the hub 40 and the outer shell 30 by the force of the jets impinging on the front and rear blades 12 and 22. Due to the rotation of the water turbine 10, the rotor 61 rotates relative to the stator 62 by the rotation of the water turbine 10, and an electromotive force is generated by electromagnetic induction to generate power. The fluid after the rotation of the water turbine 10 is sent downstream from the discharge port 56 at a water flow pressure P3.
According to the power generation device 50 of the present embodiment, the two-stage impellers 11 and 21 each having one set of blades are arranged apart from each other in the axial direction, and the one-stage impeller 11 of the front-stage impeller 11 The blade extension angle R of one post-stage blade 22 constituting the rear-stage impeller 21 is formed larger than the blade extension angle R (first configuration requirement), and the rear-stage blade support portion 42 of the rear-stage impeller 21 has a tapered shape. 45 (second configuration requirement), whereby a large power is obtained.

ここで、実験により、内径φ45mmの小型の水車モデルにおいて検討を進めた結果、1組のブレードを有する羽根車を設けた場合、動力0.7W前後が限界であることが知見された。
また、表1の各比較例に示すように、上記「第一構成要件」のみを採用する1組のブレードを有する羽根車を単に2段階に配置したり(第一比較例)、あるいは、上記「第二構成要件」のみを採用して、同じ構成をもつ1組のブレードを有する羽根車を用いて2段階に配置しただけでは(第二比較例)、同表に示すように、動力0.64W、0.54Wという結果からも明らかなように、羽根車単体のときの動力よりも著しく低下してしまうことが知見された。
Here, as a result of an experiment, a study was conducted on a small water turbine model having an inner diameter of 45 mm. As a result, it was found that when an impeller having one set of blades was provided, the power limit was about 0.7 W.
Further, as shown in each comparative example in Table 1, an impeller having a set of blades that adopts only the “first configuration requirement” is simply arranged in two stages (first comparative example), or By adopting only the “second configuration requirement” and simply arranging the blades in two stages using an impeller having a set of blades having the same configuration (second comparative example), as shown in the same table, the power 0 As is clear from the results of .64 W and 0.54 W, it was found that the power was significantly lower than that of the impeller alone.

そこで、本発明者は、このような知見に基づき、鋭意検討の結果、上述した第一および第二構成要件を満たすタンデム構造の水車10が、1組のブレードを単体で用いるよりも大きな動力を得ることができるという知見を得て本発明を完成するに至った。
ここで、ブレード延在角Rが大きいほど水圧を受けやすく、その分、動力をとりやすい構造となる。この観点から、前段ブレード12よりも後段ブレード22のブレード延在角Rを大きくとる方が有効と考えられる。
Then, based on such knowledge, the present inventor has conducted intensive studies and as a result, the turbine 10 having the tandem structure that satisfies the above-described first and second components has a larger power than using a single set of blades alone. The inventors have found that the present invention can be obtained, and have completed the present invention.
Here, as the blade extension angle R is larger, the structure is more susceptible to water pressure, and the power is accordingly more easily taken. From this viewpoint, it is considered more effective to increase the blade extension angle R of the rear stage blade 22 than the front stage blade 12.

つまり、第一構成要件として、第一実施例の水車10Aの特徴は、前段ブレード12として、動力を取り過ぎないように、動力0.57Wのブレードをあえて配置し、前段ブレード12で取りきれない動力を、動力0.72Wの後段ブレード22の水車でとれるタンデム構造を組み合わせている点である。
これにより、同表に示すように、上記第一実施例の水車10Aによれば、前後段ブレードの組合せによるタンデム構造にすることで、水車内径を変えずに20%増の動力0.87Wを実現できる。よって、1組のブレードを有する羽根車を単体で用いるよりも大きな動力を得ることができる。
That is, as a first component, the characteristic of the water turbine 10A of the first embodiment is that the blade of the power 0.57W is intentionally arranged as the front blade 12 so as not to take too much power, and cannot be removed by the front blade 12. The point is that the power is combined with a tandem structure that can be obtained by a water turbine of the rear blade 22 of the power 0.72 W.
Thus, as shown in the table, according to the water turbine 10A of the first embodiment, by using a tandem structure by combining front and rear blades, the power 0.87W of 20% increase without changing the turbine inner diameter is obtained. realizable. Therefore, it is possible to obtain a larger power than using an impeller having one set of blades alone.

ここで、表1および図7(c)に示す第一比較例のように、後段ブレード122の基端部を支持するハブ140の外周面にテーパ形状を設けることなく、単に第一要件のようなブレード延在角Rを備えるタンデム構造を採用するだけでは、同表の第一比較例に示す結果(動力0.64W)となり、タンデム構造にしても動力の向上は得られないことがわかる。これは、前段ブレード112の羽根車111によって流速が低下し、後段ブレード122の羽根車121が十分な水圧を受けられなくなるためである。   Here, as in the first comparative example shown in Table 1 and FIG. 7C, the tapered shape is not provided on the outer peripheral surface of the hub 140 that supports the base end of the subsequent stage blade 122, and only the first requirement is satisfied. If only a tandem structure having a large blade extension angle R is adopted, the result (power 0.64 W) shown in the first comparative example in the same table is obtained, and it can be seen that power cannot be improved even with the tandem structure. This is because the flow velocity is reduced by the impeller 111 of the front blade 112 and the impeller 121 of the rear blade 122 cannot receive sufficient water pressure.

また、表1および図7(d)に示す第二比較例のように、前段ブレード112と後段ブレード122のブレード延在角を同じ形状(この例ではいずれも144°)とした場合には、同表の第二比較例として示すように、比較例の後段ブレード112の基端部を支持するハブ140の外周面にテーパ形状を設けた場合であっても、タンデム構造にしても動力の向上は得られないことがわかる。
なお、同様に、前段ブレード112と後段ブレード122のブレード延在角を同じ形状(この例ではいずれも144°)とした場合に、表2および図7(e)に示す第三比較例のように、前段羽根車111と後段羽根車121との間の部分のハブ140の外周面にテーパ形状を設けた場合であっても、タンデム構造にしても動力の向上は得られなかった。
Also, as in the second comparative example shown in Table 1 and FIG. 7D, when the blade extension angles of the front blade 112 and the rear blade 122 are the same (144 ° in this example), As shown in the second comparative example of the same table, even when the outer peripheral surface of the hub 140 that supports the base end of the latter blade 112 of the comparative example is provided with a tapered shape, even if the tandem structure is used, the power is improved. Is not obtained.
Similarly, when the blade extension angles of the front stage blade 112 and the rear stage blade 122 are the same (144 ° in this example), as in the third comparative example shown in Table 2 and FIG. Even when the outer peripheral surface of the hub 140 at the portion between the front-stage impeller 111 and the rear-stage impeller 121 is provided with a tapered shape, no improvement in power is obtained even with a tandem structure.

そこで、本実施形態では、ホースの口を閉じた際に流速が上昇する原理を応用して、第二構成要件として、第一実施例においては、図3、図7(a)および表1の第一実施例として示すように、後段ブレード22の基端部を支持するハブ40の外周面、または、図4、図7(b)および表2の第二実施例として示すように、前段羽根車11と後段羽根車21との間の部分のハブ40の外周面にテーパ形状45を設けて、流体が流速を増しながら後段ブレード22に当たるように構成したタンデム構造を採用する。   Therefore, in the present embodiment, the principle that the flow velocity rises when the mouth of the hose is closed is applied, and in the first embodiment, as a second component, in FIGS. 3 and 7A and Table 1 As shown in the first embodiment, the outer peripheral surface of the hub 40 supporting the base end portion of the rear blade 22, or as shown in the second embodiment in FIGS. A tandem structure is adopted in which a tapered shape 45 is provided on the outer peripheral surface of the hub 40 at a portion between the wheel 11 and the rear impeller 21 so that the fluid hits the rear blade 22 while increasing the flow velocity.

第二構成要件により、図6において、当初の水流圧P0の噴流は、一段目の前段羽根車11で動力が取り出されて水流圧P0からP1(P0>P1)となり、次いで、二段目の後段羽根車21で更に動力が取り出される。
このとき、本実施形態では、後段ブレード22の基端部を支持するハブ40の外周面に(第一実施例の場合)、または前段羽根車11と後段羽根車21との間の部分のハブ40の外周面に(第二実施例の場合)、軸方向上流側から下流側に向けて拡径するテーパ形状45を形成することにより、水流の圧力が上昇して水流圧P1からP2(P1<P2)となる。
According to the second configuration requirement, in FIG. 6, in the jet of the initial water pressure P0, the power is taken out by the first-stage impeller 11 to be P1 from the water pressure P0 (P0> P1). Further power is taken out by the latter impeller 21.
At this time, in the present embodiment, the hub at the portion between the front impeller 11 and the rear impeller 21 is provided on the outer peripheral surface of the hub 40 supporting the base end of the rear blade 22 (in the case of the first embodiment). By forming a tapered shape 45 that expands in diameter from the upstream side to the downstream side in the axial direction on the outer peripheral surface of the case 40 (in the case of the second embodiment), the pressure of the water flow rises and the water flow pressure P1 to P2 (P1 <P2).

これにより、前段ブレード12を通過した後の流体からも後段ブレード22にて十分な動力を取出すことができるのである。なお、二段目の後段羽根車21で動力が取り出された水流は、その水流圧がP2からP3(P2>P3)となり吐出口56から下流に向けて送出される。
一方、第二構成要件として、第二実施例においては、図4および表2に第二実施例として示すように、後段ブレード22に流体が流れ込む前の中間部43にテーパ形状45を設けている。このような構成であると、後段ブレード22に流体が当たった瞬間に水勢が失われるため、各比較例よりも優れてはいるものの、第一実施例に比べると、後段ブレード22の部位で動力を取出しにくくなっている。この点が第一実施例との効果の違いと考えられる。
As a result, sufficient power can be extracted from the fluid after passing through the front blade 12 by the rear blade 22. The water flow whose power has been taken out by the second-stage rear impeller 21 has its water pressure changed from P2 to P3 (P2> P3), and is sent downstream from the discharge port 56.
On the other hand, as a second component, in the second embodiment, as shown in FIG. 4 and Table 2 as a second embodiment, a tapered shape 45 is provided in the intermediate portion 43 before the fluid flows into the subsequent blade 22. . With such a configuration, the water force is lost at the moment when the fluid hits the downstream blade 22, and although it is superior to each comparative example, the power is lower at the portion of the downstream blade 22 than in the first embodiment. It is difficult to take out. This is considered to be a difference in effect from the first embodiment.

なお、本発明に係るタンデム型の水車およびこれを備える発電装置は、上記実施形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。   It should be noted that the tandem-type water turbine according to the present invention and the power generating apparatus including the same are not limited to the above-described embodiments or examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

10、10A、10B 発電用水車
11 前段羽根車
12 前段ブレード
21 後段羽根車
22 後段ブレード
30 外郭
31 フランジ部
40 ハブ
41 前段ブレード支持部
42 後段ブレード支持部
43 中間部
44 尖頭部
45 テーパ形状
50 発電装置
51 ハウジング
52 シール
53 軸受
54 導入口
55 導水路
56 吐出口
60 発電部
61 ロータ
62 ステータ
63 ケーブル
70 インバータ
80 二次電池
100C、100D、100E 発電用水車の比較例
111 前段羽根車
112 前段ブレード
121 後段羽根車
122 後段ブレード
130 外郭
131 フランジ部
140 ハブ
141 前段ブレード支持部
142 後段ブレード支持部
143 中間部
144 尖頭部
W 水路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B Water turbine for power generation 11 Front impeller 12 Front blade 21 Rear impeller 22 Rear blade 30 Outer shell 31 Flange part 40 Hub 41 Front blade support part 42 Rear blade support part 43 Middle part 44 Pointed head 45 Tapered shape 50 Power generating device 51 Housing 52 Seal 53 Bearing 54 Inlet 55 Water conduit 56 Discharge port 60 Power generating unit 61 Rotor 62 Stator 63 Cable 70 Inverter 80 Secondary battery 100C, 100D, 100E Comparative example of water turbine for power generation 111 Front impeller 112 Front blade 121 rear stage impeller 122 rear stage blade 130 outer shell 131 flange portion 140 hub 141 front stage blade support portion 142 rear stage blade support portion 143 middle portion 144 pointed head W waterway

Claims (3)

自身全体が圧力流体のエネルギにより回転する水車であって、
中空円筒状の外郭と、該外郭の中心部に軸方向に沿って同軸に配置されて軸方向上流側に尖頭部を有する筒状のハブと、該ハブ外周面の周方向に沿って螺旋状に形成されるとともに径方向に張り出すように設けられた複数のブレードからそれぞれ構成される二段の羽根車と、を備え、
前記二段の羽根車は、圧力流体の流れ方向に対して軸方向に離隔して、軸方向上流側に配置された前段羽根車と、軸方向下流側に配置された後段羽根車と、を有し、
前記前段羽根車は、周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に配置された前記ブレードである複数の前段ブレードを有し、前記後段羽根車は、周方向に沿って一定の間隔をもって螺旋状に配置された前記ブレードである複数の後段ブレードを有し、
前記ハブは、前記後段ブレードの基端部を支持するハブ外周面と前段羽根車と後段羽根車との間の部分のハブ外周面との少なくとも一方に、軸方向上流側から下流側に向けて拡径するテーパ形状を有し、
一のブレードが周方向に沿って延在する範囲が有する軸回りの角度を「ブレード延在角」と呼ぶとき、
前記複数の後段ブレードの各々のブレード延在角が、前記複数の前段ブレードの各々のブレード延在角よりも大きく形成されていることを特徴とする水車。
A water turbine that rotates entirely by the energy of the pressure fluid,
A hollow cylindrical outer shell, a cylindrical hub coaxially disposed in the center of the outer shell along the axial direction, and having a pointed head on the upstream side in the axial direction; and a spiral along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the hub. A two-stage impeller, each comprising a plurality of blades that are formed in a shape and are provided so as to protrude in the radial direction,
The two-stage impeller is separated in the axial direction with respect to the flow direction of the pressurized fluid, a front-stage impeller arranged on the axially upstream side, and a rear-stage impeller arranged on the axially downstream side. Have
The front-stage impeller has a plurality of front-stage blades, which are the blades arranged spirally at regular intervals along the circumferential direction, and the rear-stage impeller has a spiral shape at regular intervals along the circumferential direction. Having a plurality of subsequent blades that are the blades arranged in,
The hub is provided on at least one of a hub outer peripheral surface supporting a base end portion of the rear blade and a hub outer peripheral surface of a portion between the front impeller and the rear impeller, from an axial upstream to a downstream. It has a tapered shape to expand the diameter,
When an angle around an axis that a range in which one blade extends along the circumferential direction is referred to as a “blade extension angle”,
A water turbine, wherein a blade extension angle of each of the plurality of rear-stage blades is formed larger than a blade extension angle of each of the plurality of front-stage blades.
請求項1に記載の水車を発電用に備えることを特徴とする発電装置。   A power generator comprising the water turbine according to claim 1 for power generation. 圧力流体の流路に設置可能なハウジングと、該ハウジングの内部に設けられて前記外郭内に前記圧力流体が導入される前記水車と、前記ハウジングの内部に設けられる発電部と、を備え、
前記発電部は、前記水車の前記外郭の外周面に前記外郭と一体に回転可能に設けられるロータと、該ロータの外周側の面に対して径方向に所定の対向隙間を隔てて前記ハウジングの側壁部の内側に配置されるステータと、を有する請求項2に記載の発電装置。
A housing that can be installed in the flow path of the pressure fluid, the water turbine that is provided inside the housing and the pressure fluid is introduced into the outer shell, and a power generation unit that is provided inside the housing,
The power generation unit includes a rotor provided on an outer peripheral surface of the outer shell of the water turbine so as to be rotatable integrally with the outer shell, and a housing provided with a predetermined facing gap in a radial direction with respect to an outer peripheral surface of the rotor. The power generator according to claim 2, further comprising: a stator disposed inside the side wall portion.
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