JP2769466B2 - 低流速用水車装置 - Google Patents
低流速用水車装置Info
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- JP2769466B2 JP2769466B2 JP2237007A JP23700790A JP2769466B2 JP 2769466 B2 JP2769466 B2 JP 2769466B2 JP 2237007 A JP2237007 A JP 2237007A JP 23700790 A JP23700790 A JP 23700790A JP 2769466 B2 JP2769466 B2 JP 2769466B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Description
【発明の詳細な説明】 本願発明は、低流速用水車装置に関して、特に、海流
などのような大流量低流速の流水中で作動させることに
適した水車装置に関する。
などのような大流量低流速の流水中で作動させることに
適した水車装置に関する。
（従来の技術） 従来、大流量低流速の河川等に於いてプロペラ水車を
設置して発電を行うことは、しばしば採用されてきた。
低流速の河川であることは、一般に平坦な所を流れる河
川であるから、高ヘッドをとって流速を高めて衝撃水流
のエネルギーを利用するような水車などとは違って前記
低流速の河川では大流量の水を受け入れ易くすることが
必要であり、その結果はできる限り、水車を大形化する
ことにより実施化に成功してきた。ところが水車の翼片
等を大形化することは、翼片のみならずその他の関連構
造部分も大形化させる必要が生じるのである。しかし、
水車に係る構成部分を大形化させることにより効率の向
上をねらうことができたとしても、そのような大形水車
を設置することに適した河川等の水域は限られていてこ
れから後も、そのような大形水車を設置することを河川
等の水域で求めることは、事実上、できないし、ある限
度以上の大形水車の設置場所を河川等の水域で開発する
ことは事実上不可能に近い事柄といえる。また、近年、
河川は、水力電気の電力確保のためのダムのみならず、
各地に調整ダムを建設して、下流への水の流下を極度に
制限するので、河川等の水域に大形水車を設置したとし
ても、その河川等の水域で大形水車を満足いくように稼
動させることは、年間を通じて、必要な水量を得ること
ができず、事実上、採算が取れないのが実情である。
設置して発電を行うことは、しばしば採用されてきた。
低流速の河川であることは、一般に平坦な所を流れる河
川であるから、高ヘッドをとって流速を高めて衝撃水流
のエネルギーを利用するような水車などとは違って前記
低流速の河川では大流量の水を受け入れ易くすることが
必要であり、その結果はできる限り、水車を大形化する
ことにより実施化に成功してきた。ところが水車の翼片
等を大形化することは、翼片のみならずその他の関連構
造部分も大形化させる必要が生じるのである。しかし、
水車に係る構成部分を大形化させることにより効率の向
上をねらうことができたとしても、そのような大形水車
を設置することに適した河川等の水域は限られていてこ
れから後も、そのような大形水車を設置することを河川
等の水域で求めることは、事実上、できないし、ある限
度以上の大形水車の設置場所を河川等の水域で開発する
ことは事実上不可能に近い事柄といえる。また、近年、
河川は、水力電気の電力確保のためのダムのみならず、
各地に調整ダムを建設して、下流への水の流下を極度に
制限するので、河川等の水域に大形水車を設置したとし
ても、その河川等の水域で大形水車を満足いくように稼
動させることは、年間を通じて、必要な水量を得ること
ができず、事実上、採算が取れないのが実情である。
（本発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の問題を解決するために河川等の水域
でなく、海洋のように常に水の流れがあり、常時、流れ
る海流のような水流があるところで、その水流が有する
エネルギーを生かして電力にすることに適した大流量低
流速の流水中で作動させることに適した水車装置を提供
することを第一の課題とする。また、瀬戸内海の互いに
接近している島々の間の水路のように、或いは八丈島と
八丈小島との間の水路のように比較的狭い水路であっ
て、比較的早い海流が得られるところでの使用に適した
大流量低流速の流水中で作動させることに適した水車装
置を提供することを本発明の第二の課題とする。また、
八丈島と八丈小島との間の水路のように、八丈島と八丈
小島の二つの島の両岸からワイヤなどをひいて支持し得
る海流が有するエネルギーを生かして電力にすることに
適した大流量低流速の流水中で作動させることに適した
水車装置を提供することを本発明の第三の課題とする。
また、台風が吹いて、海面が荒れる時や船舶などが通過
する時には、適度の深さまで、海流が有するエネルギー
を生かして電力にすることに適した大流量低流速の流水
中で作動させることに適した水車装置を沈め得ることを
本発明の第四の課題とする。また、比較的簡単な構成で
ありながら、高性能の水車装置としての機能を奏し得る
海流が有するエネルギーを生かして電力にすることに適
した大流量低流速の流水中で作動させることに適した水
車装置を提供することを本発明の第五の課題とする。ま
た、その一方に大流量の水を受け入れ得る大径取水口を
有し、その他方に大流量の水を吐き出し得る大径吐水口
を有し、前記大径取水口を有する大径円筒形の導水筒体
の後部に縮小円錐形の筒部部分を形成し、その円錐形の
筒部部分の後部に小径円筒部分の導水筒体の中間部分を
設け、その後部に拡大円錐形の筒部部分を形成し、その
後部に大径円筒形の筒部部分を設けてなる導水筒体の前
記小径円筒部分の導水筒体の中間部分の内部に旋回式水
車部分を配設することにより、円錐形の筒部部分により
流速を増大して旋回式水車部分へ流入する水の流速を促
進させるとともに前後の大径円筒形の導水筒体の部分に
よる強度の強化を可能とするとともにその前後位置に大
径円筒形の構造部分を有することにより、その導水筒体
を多数結合させる際に、容易に結合し得るばかりでな
く、立体的構造体にしても、崩れにくい構造にし得るこ
とを本発明の第六の課題とする。また、鳴門海峡のよう
な渦が生じて、海流の流れがあるところで、その海流の
流れの方向性を適切に追従しつつ海流が有するエネルギ
ーを生かして電力にすることに適した水車装置を提供す
ることを本発明の第七の課題とする。
でなく、海洋のように常に水の流れがあり、常時、流れ
る海流のような水流があるところで、その水流が有する
エネルギーを生かして電力にすることに適した大流量低
流速の流水中で作動させることに適した水車装置を提供
することを第一の課題とする。また、瀬戸内海の互いに
接近している島々の間の水路のように、或いは八丈島と
八丈小島との間の水路のように比較的狭い水路であっ
て、比較的早い海流が得られるところでの使用に適した
大流量低流速の流水中で作動させることに適した水車装
置を提供することを本発明の第二の課題とする。また、
八丈島と八丈小島との間の水路のように、八丈島と八丈
小島の二つの島の両岸からワイヤなどをひいて支持し得
る海流が有するエネルギーを生かして電力にすることに
適した大流量低流速の流水中で作動させることに適した
水車装置を提供することを本発明の第三の課題とする。
また、台風が吹いて、海面が荒れる時や船舶などが通過
する時には、適度の深さまで、海流が有するエネルギー
を生かして電力にすることに適した大流量低流速の流水
中で作動させることに適した水車装置を沈め得ることを
本発明の第四の課題とする。また、比較的簡単な構成で
ありながら、高性能の水車装置としての機能を奏し得る
海流が有するエネルギーを生かして電力にすることに適
した大流量低流速の流水中で作動させることに適した水
車装置を提供することを本発明の第五の課題とする。ま
た、その一方に大流量の水を受け入れ得る大径取水口を
有し、その他方に大流量の水を吐き出し得る大径吐水口
を有し、前記大径取水口を有する大径円筒形の導水筒体
の後部に縮小円錐形の筒部部分を形成し、その円錐形の
筒部部分の後部に小径円筒部分の導水筒体の中間部分を
設け、その後部に拡大円錐形の筒部部分を形成し、その
後部に大径円筒形の筒部部分を設けてなる導水筒体の前
記小径円筒部分の導水筒体の中間部分の内部に旋回式水
車部分を配設することにより、円錐形の筒部部分により
流速を増大して旋回式水車部分へ流入する水の流速を促
進させるとともに前後の大径円筒形の導水筒体の部分に
よる強度の強化を可能とするとともにその前後位置に大
径円筒形の構造部分を有することにより、その導水筒体
を多数結合させる際に、容易に結合し得るばかりでな
く、立体的構造体にしても、崩れにくい構造にし得るこ
とを本発明の第六の課題とする。また、鳴門海峡のよう
な渦が生じて、海流の流れがあるところで、その海流の
流れの方向性を適切に追従しつつ海流が有するエネルギ
ーを生かして電力にすることに適した水車装置を提供す
ることを本発明の第七の課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、その一方に大流量の水を受け入れ得る大径
取水口１を有し、その他方に大流量の水を吐き出し得る
大径吐水口２を有し、前記大径取水口１を有する大径円
筒形の導水筒体３の後部に縮小円錐形の筒部部分を形成
し、その円錐形の筒部部分の後部に小径円筒部分の導水
筒体の中間部分４を設け、その後部に拡大円錐形の筒部
部分を形成し、その後部に大径円筒形の筒部部分を設け
てなる導水筒体の前記小径円筒部分の導水筒体の中間部
分４の内部に旋回式水車部分５を配設し、その旋回式水
車部分５の水車構造の出力部分と前記導水筒体の中間部
分４の外部に配設した発電機８の入力部分との間に力伝
達手段７を介在してなる低流速用水車装置において、前
記導水筒体の大径取水口と大径吐水口とを結んだ方向を
水流の方向に沿って配設した導水筒体の中心軸線に沿っ
て水車部分の回転軸６を配設し、前記導水筒体の中間部
分の内部に配設した前記水車部分の回転軸６の複数段の
水車の動翼９の間に静翼10を配設してなり、前記導水筒
体の周囲および／または下流側に整流翼片を配設し、１
つ或いは複数の整流翼片を導水筒体の中心軸に対して放
射方向に配設し、かつ、前記整流翼片を長手方向に比較
的長く形成し、大径取水口の部分から上流に向けて、さ
らに拡開状取水口延伸部材を配設し得るようにし、前記
導水筒体の上方或いは上部にフロートを配設し、下方或
いは下部に重錘或いはアンカーなどの重量物を配設し、
前記水車部分を多数の動翼９を有するプロペラ水車に
し、１段或いは多段の水車の前後に静翼10を配設し、前
記低流速用水車装置の比重調整のためのフロートおよび
重錘を適切な量だけ取り付け、或いは取り外して、流水
中に所望深さで水車装置が係留し得るように位置させ得
るとともに多数の導水筒体を並列的に並べ、その周囲に
位置する導水筒体の部分を前方部分に位置させ、中間部
分が後退した位置に位置させて、多数の導水筒体を水流
に向けた方向に略Ｖ字状に配列させて、水流が有するエ
ネルギーを前記低流速用水車装置の内部に効率的に取り
込み得ることを特徴にした低流速用水車装置である。
取水口１を有し、その他方に大流量の水を吐き出し得る
大径吐水口２を有し、前記大径取水口１を有する大径円
筒形の導水筒体３の後部に縮小円錐形の筒部部分を形成
し、その円錐形の筒部部分の後部に小径円筒部分の導水
筒体の中間部分４を設け、その後部に拡大円錐形の筒部
部分を形成し、その後部に大径円筒形の筒部部分を設け
てなる導水筒体の前記小径円筒部分の導水筒体の中間部
分４の内部に旋回式水車部分５を配設し、その旋回式水
車部分５の水車構造の出力部分と前記導水筒体の中間部
分４の外部に配設した発電機８の入力部分との間に力伝
達手段７を介在してなる低流速用水車装置において、前
記導水筒体の大径取水口と大径吐水口とを結んだ方向を
水流の方向に沿って配設した導水筒体の中心軸線に沿っ
て水車部分の回転軸６を配設し、前記導水筒体の中間部
分の内部に配設した前記水車部分の回転軸６の複数段の
水車の動翼９の間に静翼10を配設してなり、前記導水筒
体の周囲および／または下流側に整流翼片を配設し、１
つ或いは複数の整流翼片を導水筒体の中心軸に対して放
射方向に配設し、かつ、前記整流翼片を長手方向に比較
的長く形成し、大径取水口の部分から上流に向けて、さ
らに拡開状取水口延伸部材を配設し得るようにし、前記
導水筒体の上方或いは上部にフロートを配設し、下方或
いは下部に重錘或いはアンカーなどの重量物を配設し、
前記水車部分を多数の動翼９を有するプロペラ水車に
し、１段或いは多段の水車の前後に静翼10を配設し、前
記低流速用水車装置の比重調整のためのフロートおよび
重錘を適切な量だけ取り付け、或いは取り外して、流水
中に所望深さで水車装置が係留し得るように位置させ得
るとともに多数の導水筒体を並列的に並べ、その周囲に
位置する導水筒体の部分を前方部分に位置させ、中間部
分が後退した位置に位置させて、多数の導水筒体を水流
に向けた方向に略Ｖ字状に配列させて、水流が有するエ
ネルギーを前記低流速用水車装置の内部に効率的に取り
込み得ることを特徴にした低流速用水車装置である。
（実施例） 次に、本発明の低流速用水車装置の実施例の一つを、
図面に従い説明すると、その一方に大流量の水を受け入
れ得る大径取水口１を有し、その他方に大流量の水を吐
き出し得る大径吐水口２を有し、前記大径取水口１を有
する大径円筒形の導水筒体３の後部に縮小円錐形の筒部
部分を形成し、その円錐形の筒部部分の後部に小径円筒
部分の導水筒体の中間部分４を設け、その後部に拡大円
錐形の筒部部分を形成し、その後部に大径円筒形の筒部
部分を設けてなる導水筒体の前記小径円筒部分の導水筒
体の中間部分４の内部に旋回式水車部分５を配設し、そ
の旋回式水車部分５の水車構造の出力部分と前記導水筒
体の中間部分４の外部に配設した発電機８の入力部分と
の間に力伝達手段７を介在してなる低流速用水車装置に
おいて、前記旋回式水車部分５の回転軸６の上流側位置
で前記回転軸６に固着されたプロペラ水車翼片９が前記
大径取水口１を設けた導水筒体３の上流側部材と前記小
径円筒部からなる絞り部分の上流側との交接した結合部
分の位置に旋回自在に配設され、前記プロペラ水車翼片
９の下方位置に、静翼10をその上流側端縁部が前記水車
翼片９に接する寸前の位置まで、接近させて配設し、前
記静翼10の外周端部を前記絞り部分の小径円筒部の内周
壁面部分に一体的に固着し、前記静翼10の内周端部を前
記水車部分５の回転軸６に対し、軸受11を介して、その
軸受11の外部に配設した円筒形軸受カバー12に固着し、
上流側に位置する前記プロペラ水車翼片即ち動翼９と、
その下流側に位置する静翼10とは、その翼片10の傾きが
互いに反対側に傾くように形成し、前記静翼10の下流側
に前記静翼10の上流側に位置するプロペラ水車５とほぼ
同じ構造のプロペラ水車をそのプロペラ水車の翼片の上
流側の端縁部が前記静翼の下流側の端縁部に接触する寸
前の位置まで接近させて配設し、プロペラ水車の翼片即
ち動翼９と、その上流側に位置する静翼10とは、その翼
片の傾きが互いに反対側に傾くように形成し、前記プロ
ペラ水車の上下２段の水車の下段の水車の下流側の位置
で旋回式水車部分５の回転軸の周面部分にＶベルトなど
による力伝達手段の一方側部分を巻回し、前記力伝達部
分の前方側部分を前記導水筒体３の外部に配設させた発
電機８の入力軸の周面に巻回し、その発電機の部分を水
中に沈しないようにするため前記発電機の入力軸と前記
旋回式水車部分の回転軸によって形成される出力軸との
間に適切な力伝達機構を介在させて所望の発電機構に形
成し、その下流位置に前述の軸受即ち上段部分の軸受と
ほぼ同陣軸受を配設し、それぞれの軸受の上流側部分に
はスラスト軸受13を配設し、軸受の下流側部分にはロー
ラー軸受、テーパーローラー軸受或いはボール軸受など
のラジアル軸受を配設し、上流側から下流側に流される
水の力に抵抗しうるだけの機能を達成しうるようにし、
前記導水筒体の大径吐水口を設けてなる側の拡開円錐台
形状にその輪郭が形成されてなる部分に水流を拡散させ
て流速を減じうるように形成してなる水路構造部分を形
成し、その水路構造部分に、静翼構造部分を設けたり、
或いは設けることなく、前記導水筒体の大径吐水口を設
けてなる側の前部部分の後部に形成された円筒状部分に
は動力取り出し用の軸を前記旋回式水車部分の回転軸の
下流部分即ち下端部分の軸端に固着するか或いは、両軸
を一体構造にして、その軸の周囲に前記旋回式水車部分
と同じ型式のプロペラ水車構造体を固着して配設し、そ
のプロペラ水車構造体から適当な動力伝達部材を介して
前記導水筒体の外部に動力を取り出し得るようにし、前
記導水筒体の周囲および下流側に整流翼片を配設し、複
数の整流翼片を導水筒体の中心軸に対して放射方向に配
設し、かつ、前記整流翼片を長手方向に比較的長く形成
し、大径取水口の部分から上流に向けて、さらに拡開状
取水口延伸部材を配設し得るようにし、前記導水筒体の
上方或いは上部にフロートを配設し、下方に重錘および
アンカーなどの重量物を配設し、前記水車部分を多数の
動翼９を有するプロペラ水車にし、多段の水車の前後に
静翼10を配設し、前記低流速用水車装置の比重調整のた
めのフロートおよび重錘を適切な量だけ取り付け、或い
は取り外して、流水中に所望深さで水車装置が係留し得
るように位置させ得るとともに多数の導水筒体を並列的
に並べて、その多数の導水筒体の並列結合体の周囲に位
置する導水筒体の部分を前方部分に位置させ、中央部分
を中心にした中間部分が後退した位置になるように位置
させて多数の導水筒体を水流に向けた方向に略Ｖ字状に
配列させて水流が有するエネルギーを前記低流速用水車
装置の内部に効率的に取り込み得ることを特徴にした低
流速用水車装置である。
図面に従い説明すると、その一方に大流量の水を受け入
れ得る大径取水口１を有し、その他方に大流量の水を吐
き出し得る大径吐水口２を有し、前記大径取水口１を有
する大径円筒形の導水筒体３の後部に縮小円錐形の筒部
部分を形成し、その円錐形の筒部部分の後部に小径円筒
部分の導水筒体の中間部分４を設け、その後部に拡大円
錐形の筒部部分を形成し、その後部に大径円筒形の筒部
部分を設けてなる導水筒体の前記小径円筒部分の導水筒
体の中間部分４の内部に旋回式水車部分５を配設し、そ
の旋回式水車部分５の水車構造の出力部分と前記導水筒
体の中間部分４の外部に配設した発電機８の入力部分と
の間に力伝達手段７を介在してなる低流速用水車装置に
おいて、前記旋回式水車部分５の回転軸６の上流側位置
で前記回転軸６に固着されたプロペラ水車翼片９が前記
大径取水口１を設けた導水筒体３の上流側部材と前記小
径円筒部からなる絞り部分の上流側との交接した結合部
分の位置に旋回自在に配設され、前記プロペラ水車翼片
９の下方位置に、静翼10をその上流側端縁部が前記水車
翼片９に接する寸前の位置まで、接近させて配設し、前
記静翼10の外周端部を前記絞り部分の小径円筒部の内周
壁面部分に一体的に固着し、前記静翼10の内周端部を前
記水車部分５の回転軸６に対し、軸受11を介して、その
軸受11の外部に配設した円筒形軸受カバー12に固着し、
上流側に位置する前記プロペラ水車翼片即ち動翼９と、
その下流側に位置する静翼10とは、その翼片10の傾きが
互いに反対側に傾くように形成し、前記静翼10の下流側
に前記静翼10の上流側に位置するプロペラ水車５とほぼ
同じ構造のプロペラ水車をそのプロペラ水車の翼片の上
流側の端縁部が前記静翼の下流側の端縁部に接触する寸
前の位置まで接近させて配設し、プロペラ水車の翼片即
ち動翼９と、その上流側に位置する静翼10とは、その翼
片の傾きが互いに反対側に傾くように形成し、前記プロ
ペラ水車の上下２段の水車の下段の水車の下流側の位置
で旋回式水車部分５の回転軸の周面部分にＶベルトなど
による力伝達手段の一方側部分を巻回し、前記力伝達部
分の前方側部分を前記導水筒体３の外部に配設させた発
電機８の入力軸の周面に巻回し、その発電機の部分を水
中に沈しないようにするため前記発電機の入力軸と前記
旋回式水車部分の回転軸によって形成される出力軸との
間に適切な力伝達機構を介在させて所望の発電機構に形
成し、その下流位置に前述の軸受即ち上段部分の軸受と
ほぼ同陣軸受を配設し、それぞれの軸受の上流側部分に
はスラスト軸受13を配設し、軸受の下流側部分にはロー
ラー軸受、テーパーローラー軸受或いはボール軸受など
のラジアル軸受を配設し、上流側から下流側に流される
水の力に抵抗しうるだけの機能を達成しうるようにし、
前記導水筒体の大径吐水口を設けてなる側の拡開円錐台
形状にその輪郭が形成されてなる部分に水流を拡散させ
て流速を減じうるように形成してなる水路構造部分を形
成し、その水路構造部分に、静翼構造部分を設けたり、
或いは設けることなく、前記導水筒体の大径吐水口を設
けてなる側の前部部分の後部に形成された円筒状部分に
は動力取り出し用の軸を前記旋回式水車部分の回転軸の
下流部分即ち下端部分の軸端に固着するか或いは、両軸
を一体構造にして、その軸の周囲に前記旋回式水車部分
と同じ型式のプロペラ水車構造体を固着して配設し、そ
のプロペラ水車構造体から適当な動力伝達部材を介して
前記導水筒体の外部に動力を取り出し得るようにし、前
記導水筒体の周囲および下流側に整流翼片を配設し、複
数の整流翼片を導水筒体の中心軸に対して放射方向に配
設し、かつ、前記整流翼片を長手方向に比較的長く形成
し、大径取水口の部分から上流に向けて、さらに拡開状
取水口延伸部材を配設し得るようにし、前記導水筒体の
上方或いは上部にフロートを配設し、下方に重錘および
アンカーなどの重量物を配設し、前記水車部分を多数の
動翼９を有するプロペラ水車にし、多段の水車の前後に
静翼10を配設し、前記低流速用水車装置の比重調整のた
めのフロートおよび重錘を適切な量だけ取り付け、或い
は取り外して、流水中に所望深さで水車装置が係留し得
るように位置させ得るとともに多数の導水筒体を並列的
に並べて、その多数の導水筒体の並列結合体の周囲に位
置する導水筒体の部分を前方部分に位置させ、中央部分
を中心にした中間部分が後退した位置になるように位置
させて多数の導水筒体を水流に向けた方向に略Ｖ字状に
配列させて水流が有するエネルギーを前記低流速用水車
装置の内部に効率的に取り込み得ることを特徴にした低
流速用水車装置である。
（作用および効果） 次に、上記構成から生じる作用効果を述べると本願発
明を施した低流速用水車装置を、海洋のように常に水の
流れがあり、常時、流れる海流のような水流があるとこ
ろに設置して、導水筒体の前方に設けた大きい口を有す
る取水口に、大流量の水を受け入れて、前記取水口の後
部に位置する小径円筒状の中間部分に水を絞り込みなが
ら流し込み、その中間部分の内部に設けた水車部分の動
翼を旋回させて、その旋回力を適宜の動力伝達手段によ
って、外部にエネルギーを取り出し、そのエネルギーに
より発電機を働かせて電力を得ることができる効果があ
る。また、本願発明の水車装置の水車の部分が、取水口
の大きさに比べて、非常に小さいので取水口に流入した
水の流速が非常に小さくても、その後方に位置する水車
の部分に流入する水は非常に流速を増大し、水車の旋回
回転数を向上させうる効果がある。また、水車の部分の
後方に、大きい口を有する吐水口を設けたので、水車の
部分から流出した水は流速を減小させて圧力降下状態下
の負圧のところに流入して上流側から下流側へ向けて流
れる水は吐水口から何らの抵抗なく流出させることがで
きる効果がある。また、取水口から吐水口までの間の中
間部分に水車の部分を設け、その水車の回転軸の軸心を
導水筒体の中心線即ち軸線と一致するようにしたので取
水口に流入した水が吐出口から流出するまでの間に格別
無駄なく流れ得る効果がある。また、水車の部分と動翼
とその前後に位置する静翼のそれぞれの翼片の傾きが互
いに反対側に傾くように形成してなるので、各翼片によ
って流路が変る流水の流れを、効率よく流路設定ができ
る効果がある。また、本願発明の水車装置を流水中に位
置させた際に本願発明の水車装置に整水翼片を配設した
ので、流水の上流側に取水口が向き、流水の下流側に吐
水口が確実に位置づけされ得る効果がある。また、本願
発明の水車装置の導水筒体の上部或いは上方にフロート
を設け、下方或いは下部に重錘或いはアンカーなどの重
量物を配設したので常時、導水筒体の上下位置が決ま
り、導水筒体の上下方向の位置付けに支障が生じる不安
がない効果がある。また、水車の回転軸を軸支する軸受
をラジアル軸受とスラスト軸受との結合体にしてなるの
で水車の旋回状態を軽快にさせうるとともに水車の回転
軸にかかる軸方向の力をラジアル軸受で受けうる効果が
ある。また、多数の導水筒体を水流の上流側から下流側
に向けて直列的にワイヤその他の連結手段によって連結
することにより、個々の水車装置では小規模であって
も、多数の導水筒体から生じる動翼の旋回力のエネルギ
ーを発電機の入力軸に伝達することにより大きいエネル
ギーを取り出すことができる効果がある。また、多数の
導水筒体を上下方向に層状に配設させることによって導
水筒体の前後方向に多数の導水筒体を配設したことと同
じように大きいエネルギーを取り出すことができる効果
がある。また、特に河川の中央部分の水流が非常に強
く、両岸に向けて流速が軽減される時には河川の中央部
分に位置する導水筒体を最も下流側即ち最後方部に位置
させ、両側に向けて斜め前方に多数の導水筒体を連結手
段を介して位置させることにより比較的少い経費で大容
量の発電エネルギーを取り出し得る効果がある。また、
陸地と陸地とがきわめて近接した海流或いは水道など
で、常時は低流速であっても、高流速になる時には、大
きすぎる取水口及び吐水口が所定流速以上になった時、
変形したりなどして小さい取水口及び吐水口になしうる
ことにより、高速大水量の流水を水車装置の水車部分に
直接流入させることなく、高速小水量の水を流入させる
ようにしてなることは性能上ばかりではなく安全上にお
いても、必要な技術手段であり、特に、日本国土の周辺
の海には種々の潮流が流れており、その流速が１年中変
化し続け、また、流路がその都度変化しているとはい
え、流速が2m/s以上の海面は数多くあると考えられるの
であって。中でも黒潮は高流速であるとともに、その規
模が大きく大流量で海水が移動していることが認められ
ているだけに、その黒潮の流れの中に本願発明の水車装
置を位置させた状態を規定すると、相当大規模な水車装
置を敷設することが可能となり大容量のエネルギーの取
り出しを可能とするものであって例え、その機械効率、
流量効率などが少いとしても、化石エネルギーのように
二審化炭素を生じるようなこともなく年中その流速流量
等に強弱があるとして黒潮などの大きい潮流の流れを利
用して水車装置によりエネルギーを取り出す技術手段と
して本願発明の水車装置は比較的製造容易で耐久性があ
り、かつ運搬容易な形状であって修理もし易い構造にな
っているなどの種々の効果がある。また、本願発明の水
車装置は河川の流水ばかりでなく海洋の潮流中に敷設し
て使用することが生じるため、このような場合には耐蝕
性の強い素材を使用することが必要になったり金属素材
の表面に耐蝕性樹脂の被覆或いは防錆塗料を塗布するこ
おを必要としたり、鉄以外の金属で耐蝕性の強い金属の
使用など、その際、最適の素材を使用することにより所
望の成果を得ることが出来る効果がある。
明を施した低流速用水車装置を、海洋のように常に水の
流れがあり、常時、流れる海流のような水流があるとこ
ろに設置して、導水筒体の前方に設けた大きい口を有す
る取水口に、大流量の水を受け入れて、前記取水口の後
部に位置する小径円筒状の中間部分に水を絞り込みなが
ら流し込み、その中間部分の内部に設けた水車部分の動
翼を旋回させて、その旋回力を適宜の動力伝達手段によ
って、外部にエネルギーを取り出し、そのエネルギーに
より発電機を働かせて電力を得ることができる効果があ
る。また、本願発明の水車装置の水車の部分が、取水口
の大きさに比べて、非常に小さいので取水口に流入した
水の流速が非常に小さくても、その後方に位置する水車
の部分に流入する水は非常に流速を増大し、水車の旋回
回転数を向上させうる効果がある。また、水車の部分の
後方に、大きい口を有する吐水口を設けたので、水車の
部分から流出した水は流速を減小させて圧力降下状態下
の負圧のところに流入して上流側から下流側へ向けて流
れる水は吐水口から何らの抵抗なく流出させることがで
きる効果がある。また、取水口から吐水口までの間の中
間部分に水車の部分を設け、その水車の回転軸の軸心を
導水筒体の中心線即ち軸線と一致するようにしたので取
水口に流入した水が吐出口から流出するまでの間に格別
無駄なく流れ得る効果がある。また、水車の部分と動翼
とその前後に位置する静翼のそれぞれの翼片の傾きが互
いに反対側に傾くように形成してなるので、各翼片によ
って流路が変る流水の流れを、効率よく流路設定ができ
る効果がある。また、本願発明の水車装置を流水中に位
置させた際に本願発明の水車装置に整水翼片を配設した
ので、流水の上流側に取水口が向き、流水の下流側に吐
水口が確実に位置づけされ得る効果がある。また、本願
発明の水車装置の導水筒体の上部或いは上方にフロート
を設け、下方或いは下部に重錘或いはアンカーなどの重
量物を配設したので常時、導水筒体の上下位置が決ま
り、導水筒体の上下方向の位置付けに支障が生じる不安
がない効果がある。また、水車の回転軸を軸支する軸受
をラジアル軸受とスラスト軸受との結合体にしてなるの
で水車の旋回状態を軽快にさせうるとともに水車の回転
軸にかかる軸方向の力をラジアル軸受で受けうる効果が
ある。また、多数の導水筒体を水流の上流側から下流側
に向けて直列的にワイヤその他の連結手段によって連結
することにより、個々の水車装置では小規模であって
も、多数の導水筒体から生じる動翼の旋回力のエネルギ
ーを発電機の入力軸に伝達することにより大きいエネル
ギーを取り出すことができる効果がある。また、多数の
導水筒体を上下方向に層状に配設させることによって導
水筒体の前後方向に多数の導水筒体を配設したことと同
じように大きいエネルギーを取り出すことができる効果
がある。また、特に河川の中央部分の水流が非常に強
く、両岸に向けて流速が軽減される時には河川の中央部
分に位置する導水筒体を最も下流側即ち最後方部に位置
させ、両側に向けて斜め前方に多数の導水筒体を連結手
段を介して位置させることにより比較的少い経費で大容
量の発電エネルギーを取り出し得る効果がある。また、
陸地と陸地とがきわめて近接した海流或いは水道など
で、常時は低流速であっても、高流速になる時には、大
きすぎる取水口及び吐水口が所定流速以上になった時、
変形したりなどして小さい取水口及び吐水口になしうる
ことにより、高速大水量の流水を水車装置の水車部分に
直接流入させることなく、高速小水量の水を流入させる
ようにしてなることは性能上ばかりではなく安全上にお
いても、必要な技術手段であり、特に、日本国土の周辺
の海には種々の潮流が流れており、その流速が１年中変
化し続け、また、流路がその都度変化しているとはい
え、流速が2m/s以上の海面は数多くあると考えられるの
であって。中でも黒潮は高流速であるとともに、その規
模が大きく大流量で海水が移動していることが認められ
ているだけに、その黒潮の流れの中に本願発明の水車装
置を位置させた状態を規定すると、相当大規模な水車装
置を敷設することが可能となり大容量のエネルギーの取
り出しを可能とするものであって例え、その機械効率、
流量効率などが少いとしても、化石エネルギーのように
二審化炭素を生じるようなこともなく年中その流速流量
等に強弱があるとして黒潮などの大きい潮流の流れを利
用して水車装置によりエネルギーを取り出す技術手段と
して本願発明の水車装置は比較的製造容易で耐久性があ
り、かつ運搬容易な形状であって修理もし易い構造にな
っているなどの種々の効果がある。また、本願発明の水
車装置は河川の流水ばかりでなく海洋の潮流中に敷設し
て使用することが生じるため、このような場合には耐蝕
性の強い素材を使用することが必要になったり金属素材
の表面に耐蝕性樹脂の被覆或いは防錆塗料を塗布するこ
おを必要としたり、鉄以外の金属で耐蝕性の強い金属の
使用など、その際、最適の素材を使用することにより所
望の成果を得ることが出来る効果がある。
第１図は本願発明を施した水車装置の正面図であり、第
２図は第１図の水車装置を流水中に位置させた状態の水
車部分の回転軸を含んで水平方向に切断した断面図であ
る。 １……大径取水口、２……大径吐水口 ３……導水筒体、４……導水筒体の中間部分 ５……旋回式水車部分、６……水車部分の回転軸 ７……Ｖベルトなどの力伝達手段、８……発電機 ９……プロペラ水車翼片即ち動翼、10……静翼 11……軸受、12……円筒形カバー 13……スラスト軸受、14……ラジアル軸受
２図は第１図の水車装置を流水中に位置させた状態の水
車部分の回転軸を含んで水平方向に切断した断面図であ
る。 １……大径取水口、２……大径吐水口 ３……導水筒体、４……導水筒体の中間部分 ５……旋回式水車部分、６……水車部分の回転軸 ７……Ｖベルトなどの力伝達手段、８……発電機 ９……プロペラ水車翼片即ち動翼、10……静翼 11……軸受、12……円筒形カバー 13……スラスト軸受、14……ラジアル軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−240878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249673（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−29547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−10242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−11253（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】その一方に大流量の水を受け入れ得る大径
取水口１を有し、その他方に大流量の水を吐き出し得る
大径吐水口２を有し、前記大径取水口１を有する大径円
筒形の導水筒体３の後部に縮小円錐形の筒部部分を形成
し、その円錐形の筒部部分の後部に小径円筒部分の導水
筒体の中間部分４を設け、その後部に拡大円錐形の筒部
部分を形成し、その後部に大径円筒形の筒部部分を設け
てなる導水筒体の前記小径円筒部分の導水筒体の中間部
分４の内部に旋回式水車部分５を配設し、その旋回式水
車部分５の水車構造の出力部分と前記導水筒体の中間部
分４の外部に配設した発電機８の入力部分との間に力伝
達手段７を介在してなる低流速用水車装置において、前
記導水筒体の大径取水口と大径吐水口とを結んだ方向を
水流の方向に沿って配設した導水筒体の中心軸線に沿っ
て水車部分の回転軸６を配設し、前記導水筒体の中間部
分の内部に配設した前記水車部分の回転軸６の複数段の
水車の動翼９の間に静翼10を配設してなり、前記導水筒
体の周囲および／または下流側に整流翼片を配設し、１
つ或いは複数の整流翼片を導水筒体の中心軸に対して放
射方向に配設し、かつ、前記整流翼片を長手方向に比較
的長く形成し、大径取水口の部分から上流に向けて、さ
らに拡開状取水口延伸部材を配設し得るようにし、前記
導水筒体の上方或いは上部にフロートを配設し、下方或
いは下部に重錘或いはアンカーなどの重量物を配設し、
前記水車部分を多数の動翼９を有するプロペラ水車に
し、１段或いは多段の水車の前後に静翼10を配設し、前
記低流速用水車装置の比重調整のためのフロートおよび
重錘を適切な量だけ取り付け、或いは取り外して、流水
中に所望深さで水車装置が係留し得るように位置させ得
るとともに多数の導水筒体を並列的に並べ、その周囲に
位置する導水筒体の部分を前方部分に位置させ、中間部
分が後退した位置に位置させて、多数の導水筒体を水流
に向けた方向に略Ｖ字状に配列させて、水流が有するエ
ネルギーを前記低流速用水車装置の内部に効率的に取り
込み得ることを特徴にした低流速用水車装置。 - 【請求項２】動翼９と静翼10とはその翼片の傾きが互い
に反対側に傾けられてなる特許請求の範囲１記載の低流
速用水車装置。 - 【請求項３】水車の回転軸を軸支する軸受11をラジアル
軸受14とスラスト軸受13との結合体にしてなる特許請求
の範囲１記載の低流速用水車装置。 - 【請求項４】導水筒体の軸線即ち中心線方向に複数の導
水筒体を配列して前後の導水筒体間をワイヤその他の連
結具によって連結してなる特許請求の範囲１記載の低流
速用水車装置。 - 【請求項５】複数の導水筒体を上下方向に層状に位置す
るように配設し、導水筒体の軸線即ち中心線方向が互い
に平行になるように上下に位置する導水筒体間をワイヤ
その他の連結具によって連結してなる特許請求の範囲１
記載の低流速用水車装置。 - 【請求項６】複数の導水筒体の軸線即ち中心線の方向を
水流に向けて配設し、斜め前方部から斜め後方部に向け
て配設させるための連結装置或いは連結具を設けてなる
特許請求の範囲１記載の低流速用水車装置。 - 【請求項７】水車装置全体或いは一部を耐蝕性材料によ
って形成してなる特許請求の範囲１記載の低流速用水車
装置。 - 【請求項８】水車装置の金属部分で外部と接触する部分
の表面に防錆塗料を塗着してなる特許請求の範囲１記載
の低流速用水車装置。 - 【請求項９】多数の導水筒体の大径取水口１を水流に向
けて配設させて、それらの導水筒体相互間を連結手段に
よって結合し、かつ、その連結体の中央部に位置する導
水筒体を最も後方に位置させ、その後方に位置する導水
筒体から両側の斜め前方に向けて、多数の導水筒体を略
Ｖ字状に配列させるとともに前記導水筒体の相互の連結
結合体の多数の導水筒体が有するフロートおよび重錘を
増減させて適切な深さを保持することと水車軸の水平度
を維持することを特徴にしてなる特許請求の範囲１記載
の低流速用水車装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2237007A JP2769466B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 低流速用水車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2237007A JP2769466B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 低流速用水車装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04121459A JPH04121459A (ja) | 1992-04-22 |
| JP2769466B2 true JP2769466B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=17009006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2237007A Expired - Lifetime JP2769466B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 低流速用水車装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769466B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016217166A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 協和工業株式会社 | 円錐形プロペラ水車装置及びこれを利用した水力発電装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012146768A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Jouni Jokela | Hydraulic turbine and hydroelectric power plant |
| JP6026786B2 (ja) * | 2012-06-08 | 2016-11-16 | 株式会社ベルシオン | 水力発電装置 |
| JP6191803B1 (ja) * | 2016-09-14 | 2017-09-06 | 中国電力株式会社 | 発電システム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5110242A (en) * | 1974-07-13 | 1976-01-27 | Kyoshiro Ozawa | Kai * ka * ryudoatsuhatsudosochi |
| JPS5229547A (en) * | 1975-08-29 | 1977-03-05 | Yoshitaro Ikeda | Power generator in which sea current is availed |
| JPS5311253A (en) * | 1976-07-16 | 1978-02-01 | Umikichi Muraoka | Low speed natural water flow power generating method by integral unit of propeller water turbine * fluid pump and float |
| JPS59183080A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Susumu Motohira | 係留水車 |
| JPS60240878A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Haruo Shimura | 水力発電装置 |
| JPS60249673A (ja) * | 1984-05-24 | 1985-12-10 | Koichi Totsugi | 水車 |
| JPH02109789A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 小水線面単胴船の操舵装置 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2237007A patent/JP2769466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016217166A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 協和工業株式会社 | 円錐形プロペラ水車装置及びこれを利用した水力発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04121459A (ja) | 1992-04-22 |
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