JP3174549U - Watermill equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造となって製作コストの低減が可能な水車装置を提供する。
【解決手段】水車装置1は、傾斜地Sに敷設され、上流端口2Aが傾斜地上方の水源Wに位置する可撓性の給水ホース2と、傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車31が内蔵されるFRP製のハウジング3とを備える。ハウジング3には上下方向に延びる導水路18が形成され、導水路18の下端に給水ホース2の下流端口2Bが接続する。導水路18の上端は給水ホース2の上流端口2Aよりも低位にあり、導水路18の上端から水が最上段の水車31に落下供給される。
【選択図】図1A water turbine apparatus is provided that has a simple structure and can reduce manufacturing costs.
A water turbine device 1 is laid on a slope S, and a flexible water supply hose 2 having an upstream end 2A positioned at a water source W above the slope, and a multistage water turbine 31 in the vertical direction. And a built-in FRP housing 3. A water conduit 18 extending in the vertical direction is formed in the housing 3, and the downstream end 2 </ b> B of the water supply hose 2 is connected to the lower end of the water conduit 18. The upper end of the water conduit 18 is lower than the upstream end 2 </ b> A of the water supply hose 2, and water is dropped from the upper end of the water conduit 18 and supplied to the uppermost water turbine 31.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、水車装置に関する。 The present invention relates to a water turbine apparatus.
水車装置の従来技術として特許文献1、2に記載のものが挙げられる。特許文献1には、傾斜地において水を落下させる水車管とこの水車管の途中に設けられる水車とを配する技術が記載されている。特許文献2には、複数の水車を上下方向に多段に配する技術が記載されている。
Examples of the conventional technology of the water turbine device include those described in
水車装置には大別して水車の下部に用水を流して回すいわゆる下掛式と用水を水車の上部から落として回すいわゆる上掛式とがある。特許文献2の水車装置は上掛け式である。上掛け式の方が水の落差を利用するために比較的大きな電力を得られ、特許文献2のように水車を上下方向に多段に配すればより多くの電力を得られるものと期待される。このような多段の水車を有した水車装置は特に山間の集落等において自家発電装置として好適と思われる。
There are roughly two types of water turbine devices: a so-called hanging type in which irrigation water is flowed to the lower part of the water wheel and turned, and a so-called upper type in which the irrigation water is dropped from the upper part of the water wheel. The watermill device of
山間の斜面に水管等の水路系を敷設して水車装置に給水するにあたり、特許文献1の技術は、発電塔の塔本体を要することと中継管を空中に架設する必要があることから水路系の敷設コストが高くなるという問題がある。 In laying a water channel system such as a water pipe on a slope between mountains and supplying water to a water turbine device, the technique of Patent Document 1 requires a tower body of a power generation tower and a relay pipe in the air. There is a problem that the laying cost of the building becomes high.
本考案は以上のような課題を解決するために創作されたものであり、簡単な構造となって製作コストの低減が可能な水車装置を提供することを目的としている。 The present invention has been created to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a water turbine device that has a simple structure and can reduce manufacturing costs.
前記課題を解決するため、本考案の水車装置は、傾斜地に敷設され、上流端口が傾斜地上方の水源に位置する可撓性の給水ホースと、傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車が内蔵されるFRP製のハウジングと、を備え、前記ハウジングには上下方向に延びる導水路が形成され、前記導水路の下端に前記給水ホースの下流端口が接続し、前記導水路の上端は前記給水ホースの上流端口よりも低位にあり該導水路の上端から水が上段の水車に供給されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a watermill device of the present invention is constructed on a sloping ground, and an upstream end port is located at a water source above the sloping ground. A housing made of FRP incorporated therein, and a water conduit extending in the vertical direction is formed in the housing, a downstream end of the water supply hose is connected to a lower end of the water conduit, and an upper end of the water conduit is the water supply It is lower than the upstream end of the hose, and water is supplied to the upper water turbine from the upper end of the water conduit.
導水路の上端は水源に位置した給水ホースの上流端口よりも低位にあることから、給水ホースを介して導水路の下部に流入した水は導水路内を上方向に流れて、導水路の上端から上段の水車に落下供給される。当該水車装置によれば、水源からハウジングまでの給水系に関し、単に給水ホースを傾斜地に設置するだけで済むので敷設作業が極めて容易となる。空中の架設部分も存在しないため現地での組み付け性に優れる。 Since the upper end of the water conduit is lower than the upstream end of the water supply hose located at the water source, the water flowing into the lower portion of the water conduit through the water supply hose flows upward in the water conduit, and the upper end of the water conduit Is supplied to the upper turbine. According to the water turbine apparatus, the laying operation is extremely easy because it is only necessary to install the water supply hose on the sloping ground with respect to the water supply system from the water source to the housing. Since there is no installation part in the air, it is excellent in assembling on site.
また、本考案の水車装置は、前記ハウジングには各水車の上部に配される漏斗が固定され、前記導水路の上端から落下した水が前記漏斗を介して水車に供給されることを特徴とする。 Further, the watermill device of the present invention is characterized in that a funnel disposed at the upper part of each waterwheel is fixed to the housing, and water dropped from the upper end of the water conduit is supplied to the watermill through the funnel. To do.
当該水車装置によれば、漏斗により水を効率的に集めることができ、水車の回転トルクを上げて大きな電力を得ることができる。 According to the watermill device, water can be efficiently collected by the funnel, and a large electric power can be obtained by increasing the rotational torque of the watermill.
また、本考案の水車装置は、前記水源に定量フローティングスキマーが設けられ、前記給水ホースの上流端口が前記定量フローティングスキマーの水面吸い込み口として構成されていることを特徴とする。 Moreover, the watermill device of the present invention is characterized in that a fixed floating skimmer is provided in the water source, and an upstream end of the water supply hose is configured as a water surface suction port of the fixed floating skimmer.
水源に水流定量装置を備えるものとすれば、水流の確保およびロス無く、容易に大きな電力を得ることが可能な採算性の高い水車装置となる。そして水流定量装置を定量フローティングスキマーとし、給水ホースの上流端口を定量フローティングスキマーの水面吸い込み口として構成すれば、簡単な構造となって水車装置の製作コストを低減できる。 If a water flow meter is provided in the water source, the water turbine device is highly profitable and can easily obtain large electric power without securing and losing water flow. If the water flow quantification device is a quantitative floating skimmer and the upstream end of the water supply hose is configured as a water surface suction port for the quantitative floating skimmer, the construction cost can be reduced and the production cost of the water turbine device can be reduced.
また、本考案の水車装置は、前記定量フローティングスキマーのフロートがポリタンクからなることを特徴とする。 In the watermill device according to the present invention, the float of the fixed floating skimmer is a poly tank.
定量フローティングスキマーのフロートを汎用性に優れたポリタンクとすることで水車装置の製作コストをより一層低減できる。 By making the float of the fixed floating skimmer into a poly tank with excellent versatility, the production cost of the water turbine device can be further reduced.
本考案によれば、水源からハウジングまでの給水系に関し、単に給水ホースを傾斜地に設置するだけで済むので敷設作業が極めて容易となる。空中の架設部分も存在しないため現地での組み付け性に優れ、山間の集落等において簡単に設置できる。 According to the present invention, with respect to the water supply system from the water source to the housing, it is only necessary to simply install the water supply hose on the sloping ground. Since there are no aerial installation parts, it is easy to assemble in the field and can be installed easily in mountainous villages.
図1、図2に示すように、水車装置1は、傾斜地Sに敷設され、上流端口2Aが傾斜地上方の水源Wに位置する可撓性の給水ホース2と、傾斜地下方の平地Hに設置され、上下方向に多段の水車31が内蔵されるFRP製のハウジング3とを備える。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the water turbine device 1 is installed on a sloped land S, and an
水源Wとしては例えば池や貯水槽などである。これらの水源Wに定量フローティングスキマー4を設けることにより、水位変動に拘わらず水車31への一定水量の供給が可能となり、安定した電力を得られる。図3(a)や図4にも示すように、定量フローティングスキマー4の基本構成例は、平板5と、平板5に載置されるフロートとしてのポリタンク6と、給水ホース2とからなる。
Examples of the water source W include a pond and a water tank. By providing the fixed floating skimmer 4 in these water sources W, it becomes possible to supply a constant amount of water to the
平板5は例えば矩形状の樹脂板等である。平板5には複数のポリタンク6が締結バンド7により載置固定される。平板5には給水ホース2を通すための孔が穿設され、この孔に給水ホース2の上流端口2A周りが下方から挿入固定される。上流端口2Aは、水面吸い込み口として機能するものであり、給水ホース2の端口そのものであってもよいし、図示されるように給水ホース2の端口に取り付けた吸い込みパイプ8の端口であってもよい。ポリタンク6内の水の充填量を調整することで、水面と水面吸い込み口との間隔を容易に調整できる。すなわち給水ホース2への流入水量を容易に調整できる。水面吸い込み口は1つであってもよいし、図示されるように複数であってもよい。
The flat plate 5 is, for example, a rectangular resin plate. A plurality of
また、水面吸い込み口にキャップ9を被せることで頻繁な流量調整にも容易に対応できる。例えば、水面吸い込み口が複数ある場合、水量を多く確保したいときには全ての水面吸い込み口を開放し、水量をある程度絞りたいときには幾つかの水面吸い込み口のみにキャップ9を被せて閉じ、全く水を供給しないときには全ての水面吸い込み口にキャップ9を被せればよい。なお、平板5の四隅には定量フローティングスキマー4の振止装置として鉛直棒状のバランサー20が適宜に設けられる。
Moreover, frequent flow adjustment can be easily handled by covering the water surface suction port with the cap 9. For example, when there are multiple water inlets, open all the water inlets when you want to secure a large amount of water, and when you want to reduce the amount of water to some extent, close some of the water inlets with caps 9 and supply completely water. When not, the cap 9 may be put on all the water surface inlets. In addition, vertical bar-
また、水面吸い込み口へゴミ(落ち葉等)が入るのを防ぐ目的で、図3(b)に示すようにゴミ取り用網10を設けてもよい。ゴミ取り用網10は定量フローティングスキマー4を覆うように設けられる。ゴミ取り用網10も水位変動に対応するようにフロートとしてポリタンク11が取り付けられる。
Further, a dust collecting net 10 may be provided as shown in FIG. 3B for the purpose of preventing dust (falling leaves, etc.) from entering the water surface inlet. The
水源Wが貯水槽である場合、例えば、図3(c)に示すように、水路または河川12の横に貯水槽を設け、かつ水路または河川12にゲート13を設けることで、容易に水量を調整したうえで貯水槽に送ることができる。貯水槽はFRP製とすることで容易に製作可能である。また、水路または河川12を利用せずに貯水槽を設ける場合などには、図2に示すように、水車31で使用した水を揚水ポンプ14で貯水槽に還流させる構成を採用することができる。さらに、水車31で使用した水を別の水車装置、例えば図1に示すように下掛式の水車装置41に利用することもできる。
When the water source W is a water storage tank, for example, as shown in FIG. 3C, a water storage tank is provided beside the waterway or the river 12 and a gate 13 is provided in the waterway or the river 12, so that the amount of water can be easily obtained. It can be sent to the water tank after adjustment. The water storage tank can be easily manufactured by making it from FRP. Moreover, when providing a water storage tank without using the waterway or the river 12, the structure which recirculates the water used with the
給水ホース2としては蛇腹状ホースを好適に使用できる。給水ホース2は図1に示すように傾斜地Sに沿って敷設され、その下流端口2Bはハウジング3の下部(具体的には後記するように導水路18の下端)に接続する。給水ホース2はほぼ全長にわたり傾斜地Sおよび平地Hに単に設置されるのみであることから、敷設作業は極めて容易である。仮に給水ホース2の下流端口2Bを傾斜地Sの途中からハウジング3の上部に接続すると、給水ホース2が空中に架設されることとなり、架設作業に時間がかかることや、強風対策等を講じた堅固な架設構造を要することとなるが、本考案によれば空中架設を要さないため現地での組み付け性に優れた水車装置1となる。
A bellows-like hose can be suitably used as the
図5に示すようにハウジング3の内部には、水を水車31の上部から落として回すいわゆる上掛式として水車31が配されている。図6に示すようにハウジング3は平面視して十字形を呈しており、4つの延設部15の各内部に水車31が図5に示すように上下方向に多段に配されている。ハウジング3には各水車31の上部に配される漏斗16が固定される。後記する導水路18の上端から落下した水は漏斗16により集水されたうえで漏斗口17から水車31に供給される。水車31から落下した水はその下方に位置する漏斗16により集水され、順次、下段の水車31に落下供給される。漏斗16もFRPにより容易に製作可能である。
As shown in FIG. 5, in the
ハウジング3には上下方向に延びる導水路18が形成されている。導水路18は、図6に示すように各延設部15の先端壁に平面視矩形閉断面の空間として一体に形成されるものである。導水路18の下端には前記したように給水ホース2の下流端口2Bが接続する。導水路18の上端は給水ホース2の上流端口2Aよりも低位にある。導水路18の上端にはハウジング3の内部に向けて開口する上端開口部19が形成されている。
In the
以上により、導水路18の上端は水源Wに位置した給水ホース2の上流端口2Aよりも低位にあることから、給水ホース2を介して導水路18の下部に流入した水は導水路18内を上方向に流れて、上端開口部19から最上段の水車31に落下供給される。
As described above, since the upper end of the
なお、上下方向に多段に配された各水車31の回転力をそれぞれ独立して取り出して各発電機で発電させてもよいが、図5に示すように、各水車31の回転軸32(または回転軸32に取り付けたスプロケット、プーリ等)にチェーンやベルト等の環状無端条体33を掛け回し、1つの回転軸32から回転力を取り出して1つの発電機で発電させる構成にしてもよい。
In addition, although the rotational force of each
以上、本考案の水車装置1の好適例を説明した。水車31自体の構造例としては、図7、8に示すように、輪板34の両側面に水受けバケット35をボルト、ナット等により固定した構造のものが挙げられる。輪板34および水受けバケット35はFRP製が好適であり、ガラスマットを含む樹脂の他、炭素繊維を含んだ樹脂でも製作可能である。
In the above, the suitable example of the watermill apparatus 1 of this invention was demonstrated. As an example of the structure of the
図9ないし図11は水車の構造の第1変形例の説明図である。水車41も、輪板42の両側面に水受けバケット43をボルト、ナット等により固定した構造である。水受けバケット43は、図10に示すように側面視して扁平三角形のチリ取り状をなした形状からなり、図11から判るように輪板42の径外方向に臨む側が水の吐き出し口として開口している。
FIGS. 9-11 is explanatory drawing of the 1st modification of the structure of a water turbine. The
図12は水車の構造の第2変形例の説明図である。水車51は、それぞれ縁部に複数の水受けバケット半片53が形成された輪板52同士を重ね合わせた構造からなり、水受けバケット半片53同士の縁部同士が付き合わさって1つの水受けバケットを構成する。水受けバケット半片53同士の縁部の合わせ目はたとえばFRPの吹き付け塗装等により塞がれる。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a second modification of the structure of the water wheel. The
図13は水車の構造の第3変形例の説明図である。水車61は、内側面において外縁から軸心に向けて延設する凸条部63が円周方向に複数形成された一対の輪板62と、両側に取付フランジ65が一体に成形され、この取付フランジ65が前記凸条部63に取り付けられることにより輪板62間に固定される水受けバケット64とを備えた構造である。輪板62の外側面には断面矩形の凹溝が形成され、前記凸条部63はこの凹溝の外郭をなす部分である。水受けバケット64は、取付フランジ65が凸条部63の一側面にあてがわれてボルト66およびナット67により締結固定される。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a third modification of the structure of the water wheel. The
以上に示した水車31、41、51、61は、いずれも輪板、水受けバケットをFRPにより容易に製作可能であり、製作コストの低減が可能となる。
In each of the
また、給水ホース2や導水路18の途中にエア抜き弁を適宜に設けてもよい。
Moreover, you may provide an air bleeding valve suitably in the middle of the
1 水車装置
2 給水ホース
2A 上流端口
2B 下流端口
3 ハウジング
4 定量フローティングスキマー
6 ポリタンク(フロート)
16 漏斗
18 導水路
31 水車
S 傾斜地
H 平地
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16
Claims (4)
傾斜地下方に設置され、上下方向に多段の水車が内蔵されるFRP製のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングには上下方向に延びる導水路が形成され、
前記導水路の下端に前記給水ホースの下流端口が接続し、前記導水路の上端は前記給水ホースの上流端口よりも低位にあり該導水路の上端から水が上段の水車に供給されることを特徴とする水車装置。 A flexible water supply hose that is laid on a slope and whose upstream end is located at a water source above the slope;
A housing made of FRP which is installed below the slope and has a multistage water turbine built in the vertical direction;
With
The housing is formed with a water conduit extending in the vertical direction,
The downstream end of the water supply hose is connected to the lower end of the water conduit, the upper end of the water conduit is lower than the upstream end of the water supply hose, and water is supplied from the upper end of the water conduit to the upper turbine. A watermill device characterized.
前記導水路の上端から落下した水が前記漏斗を介して水車に供給されることを特徴とする請求項1に記載の水車装置。 A funnel arranged at the top of each turbine is fixed to the housing,
The water turbine apparatus according to claim 1, wherein water dropped from an upper end of the water conduit is supplied to the water turbine through the funnel.
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WO2013035385A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-14 | Miyake Masaharu | Head utilization water turbine transmission device |
JP6442095B1 (en) * | 2017-09-21 | 2018-12-19 | 始 後閑 | Linear hydroelectric generator |
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