JP3172911U

JP3172911U - 用水路発電装置

Info

Publication number: JP3172911U
Application number: JP2011006368U
Authority: JP
Inventors: 光一櫻井
Original assignee: 光一櫻井; 櫻井洋子; 櫻井千明; 櫻井秀朗
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2021-10-28

Abstract

【課題】灌漑用や工業用、また生活用水として利用されている用水路の水流エネルギーを、より効率よく利用することができる水路発電装置を提供する。
【解決手段】用水路の水流を利用して発電する用水路発電装置１であって、該用水路ａ上に立設される横架体３と、横架体３に装着される第一水車装置１０および第二水車装置２０を備える。第一水車装置１０は、水流に対して横方向に回転する水車であり、水中の下部に配置される。第二水車装置２０は、水流に対して縦方向に回転する水車であり、水中の上部に配置される。さらにそれぞれの水車装置は上下動可能に装着される。
【選択図】図１

Description

本考案は、用水路の水流エネルギーを効率よく利用することができる水路発電装置に関する。

用水路は、離れた水源から水を引き、その水を人工的に流すために造られており、その用水路に流れる水は、灌漑用や工業用、また生活用水として利用されている。また、用水路は、水車を配設して発電する水力発電にも利用されている。

かかる水力発電において、農業用水等の用水路を利用する水力発電装置が知られており、小型で建設コストが安く、仮に故障したり運転を停止しても水流を妨げることがなく、外観的にも違和感を与えることがない用水路用水力発電装置が報告されている（例えば特許文献１参照）。

上掲特許文献１に記載された用水路用水力発電装置は、用水路の越流堰近傍に、該用水路の幅方向の両側に位置させて固定される用水路固定枠と上記越流堰より下流側に位置させて、上記用水路固定枠に固定される水車ユニットとを有する。この水車ユニットは、少なくとも、上記用水路固定枠に固定される枠体と、この枠体に回転軸を用水路の幅方向に向けて回転自在に支持された水車と、この水車の回転軸に連動して回転し発電機に接続される被動軸とを備えており、上記水車のランナは、越流堰より上流側の上水位より下方に位置する径に設定されている。

特開２００３−２６９３１５号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、上掲特許文献１の用水路用水力発電装置は、越流堰により水車のライナを回転させて発電させるものであり、一定の水流エネルギーを利用できるものの、用水路の水をより効率よく利用できるものではなかった。

そこで本考案の目的は、灌漑用や工業用、また生活用水として利用されている用水路の水流エネルギーを、より効率よく利用することができる水路発電装置に関するものである。

上記課題を解決するために、本考案の用水路発電装置は、用水路の水流を利用して発電する用水路発電装置であって、前記用水路上に立設される横架体と、該横架体に吊下される第一水車装置および第二水車装置を備えることを特徴とする。以下、本考案の好適実施形態を列挙する。

前記第一水車装置は、水流に対して横方向に回転する水車である。

前記第一水車装置は、水中の下部に配置される。

前記第一水車装置は、前記横架体に対して上下動可能に装着されている。

前記第二水車装置は、水流に対して縦方向に回転する水車である。

前記第二水車装置は、水中の上部に配置される。

前記第二水車装置は、前記横架体に対して振り子状に可動自在に装着されている。

前記第一水車装置および前記第二水車装置は、水流に対して前後方向に配置されている。

本考案によれば、用水路の水中に第一水車装置および第二水車装置の二体の水車装置を配置することにより、用水路の水流エネルギーを効率よく利用することができる。さらに、それぞれの水車装置の上下位置を変え、さらに前後方向に配置させることにより、より効率を高めることができる。

さらに、第一水車装置および第二水車装置は、高さを自在に調節できるようにし、水位の変化における微妙な高さ調節を可能にすることによっても、より効率のよい発電を実施することが可能となる。

本考案の水路発電の全体図である。前記水路発電の側面図である。第一水車装置の斜視図である。前記第一水車装置の可動状態の側面図である。第二水車装置の斜視図である。前記第二水車装置の可動状態の斜視図である。前記第二水車装置の可動状態の側面図である。前記第二水車装置の可動状態の側面図である。他の好適例である、本考案の水路発電の全体図である。

以下、本考案における用水路発電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本考案の用水路発電装置は、灌漑用や工業用、また生活用水として利用されている用水路の水流エネルギーを、より効率よく利用することができることを特徴とするものである。

図１および図２に、本考案の一実施の形態に係る用水路発電装置１を示す。かかる用水路発電装置１は、用水路ａ上に立設される横架体２と、横架体２に吊下される第一水車装置１０および第二水車装置２０を備えている。

横架体２は、鉄筋コンクリートや鉄鋼材等の強固な素材で形成されており、用水路ａの両側部に立設される脚体３と、脚体３の上部に横架される横架梁４とで構成されている。また、横架梁４の一部には、変速機６を具備した発電部５が装着されている。さらに、横架梁４の下部には、第一水車装置１０と第二水車装置２０とが吊下されている。なお、横架体２においては、河川に横架された既存の橋桁を使用することもできる。

第一水車装置１０は、水流に対して横方向に回転する太鼓状の水車である。第一水車装置１０は、図３に示すように大径状に形成された円形の上面体１２と下面体１３、および上面体１２と下面体１３との間に具備された複数のランナ１４とからなる水車部１１とで構成されている。水車部１１の中央部には、横架梁４に連結される吊下アーム１５が具備されている。第一水車装置１０が河川の水流で回転することにより、その回転動力が発電部５において電気エネルギーとして蓄電される。

また、第一水車装置１０は、用水路ａの水中において、水中の下部（底部近傍）に配置されることが好ましい。第一水車装置１０を水中の下部に配置することで第一水車装置１０をより効率よく回転させることができる。

また、第一水車装置１０は、横架梁４に対して上下動可能に装着することが好ましい。上下動可能に装着するために、例えば、記吊下アーム１５に油圧シリンダが用いられる。油圧シリンダは、上部に設置されている駆動部１６により稼働され、図４に示すように、用水路ａの水位ｂが変化したときでも、第一水車装置１０を最も効率よく回転させる位置に移動させることができる。さらに、水車部１１に草やゴミが付着した際、油圧シリンダにより第一水車装置１０を水上に引き上げることで、水車部１１に付着した草やゴミ等を容易に取り除くことができる。

第二水車装置２０は、水流に対して縦方向に回転する水車である。第二水車装置２０は、図５および図６に示すように横に長尺状に形成されており、両端および中央に装着された保持板２２と、保持板２２間に装着された複数のランナ２３とからなる水車部２１で構成されている。また、保持板２２にはアーム２４が設置されている。第一水車装置１０が用水路ａの水流で回転することにより、その回転動力が発電部５に電気エネルギーとして蓄電される。

水車部２１の幅は、用水路ａの幅の略２／３程度の幅に形成することが好ましい。また、水車部２１は幅方向に複数連結することができるため、如何なる幅を有する用水路ａにも適宜対応することができる。

また、第二水車装置２０は、河川の水中において水中の上部に配置されることが好ましく、より好ましくは上半分を水面上とする。第二水車装置２０を水中の上部に配置することで、前方に配置された第一水車装置１０による水流の減速を軽減することができ、水中において第二水車装置２０を効率よく回転させることができる

図示する例では、前記アーム２３の上部先端には横架軸２５が具備されており、横架軸２５の一端には油圧シリンダ２７を備えた駆動部２６が装着されている。かかる駆動部２６により油圧シリンダ２７を操作することで、第二水車装置２０の水車部２１を振り子状に上下動させることができる。このようにすることで、図７および図８に示すように、用水路ａの水面ｂの位置が変化したときでも、第二水車装置２０を最も効率よく回転させる位置に移動させることができる。なお、油圧シリンダ２７を操作して水車部２１を水上に引き上げることで、水車部２１に付着した草やゴミを容易に取り除くことができる。

好適には、第一水車装置１０および前記第二水車装置２０は、用水路ａの水流に対して前後方向に配置する。例えば、図１および図２に示すように、水流に対して第一水車装置１０を上流側に、前記第二水車装置２０を下流側に配置させることができる。この際、第一水車装置１０を水中の底部に、第二水車装置２０を水中の上部に配置させることにより、用水路ａの水流のエネルギーを上下双方の水車装置で効率よく利用することができる。なお、第一水車装置１０を下流側に、前記第二水車装置２０を上流側に配置させても同様の効果が得られるのは勿論である。

また、本考案の用水路発電装置においては、図示する通常の用水路に第一水車装置１０および第二水車装置２０を前後方向に配置させるのに限らず、図９に示すように、河川の中央部に仕切壁７を有する河川においては、それぞれの用水路ａの水中に第一水車装置１０および第二水車装置２０を並列させて配置させることができる。

上述の構成による用水路発電装置は、河川上に立設される横架体と、横架体に吊下される第一水車装置と第二水車装置を備え、第一水車装置は、横架体に対して上下動可能に、第二水車装置は、横架体に対して振り子状に可動自在装着され、さらに第一水車装置および前記第二水車装置は、水流に対して前後方向に配置することで、水位の変化における微妙な高さ調節を可能とするとともに、用水路の水流エネルギーを効率よく利用することができる。

１用水路発電装置
２脚体
３横架体
４横架梁
５発電部
６変速機
７仕切壁
１０第一水車装置
１１水車部
１２上面体
１３下面体
１４ランナ
１５吊下アーム
１６駆動部
２０第二水車装置
２１水車部
２２保持板
２３ランナ
２４アーム
２５横架軸
２６駆動部
２７油圧シリンダ
ａ用水路
ｂ水面

Claims

用水路の水流を利用して発電する用水路発電装置であって、前記用水路上に立設される横架体と、該横架体に吊下される第一水車装置および第二水車装置を備えることを特徴とする用水路発電装置。
前記第一水車装置が、水流に対して横方向に回転する水車である請求項１記載の用水路発電装置。
前記第一水車装置が、水中の下部に配置される請求項１または２記載の用水路発電装置。
前記第一水車装置が、前記横架体に対して上下動可能に装着されている請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の用水路発電装置。
前記第二水車装置が、水流に対して縦方向に回転する水車である請求項１記載の用水路発電装置。
前記第二水車装置が、水中の上部に配置される請求項１または５記載の用水路発電装置。
前記第二水車装置が、前記横架体に対して振り子状に可動自在に装着されている請求項１、５、６のうちいずれか１項に記載の用水路発電装置。
前記第一水車装置および前記第二水車装置が、水流に対して前後方向に配置されている請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の用水路発電装置。