JP3185257U

JP3185257U - 水力発電装置

Info

Publication number: JP3185257U
Application number: JP2013002999U
Authority: JP
Inventors: 王秉逸
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: US8841793B2; US20130320680A1; AU2013100769A4; CN203239487U; TWM445079U

Abstract

【課題】メンテナンス作業が容易で、かつ高効率の発電を達成する水力発電装置を提供する。
【解決方法】２つの固定座１０Ａ，１０Ｂと、擺動手段２０と、羽根車３０と、発電手段４０とを具え、２つの固定座の間には収納空間１１を形成し、それぞれの固定座に軸支座１２を設け、一方の固定座に発電手段を設ける。擺動手段は、一端が、それぞれの固定座に設けた軸支座に支軸２２を介して擺動自在に軸支される２本の支持アーム２１Ａ，２１Ｂと、２本の支持アームを連結する連結桿２３からなる。羽根車は、擺動手段の２本の支持アームに回動自在に支持される回転軸と、回転軸の一端に設ける第１駆動部材３３と、回転軸に設けられ、自由端にＶ字状の屈曲部が形成された複数の羽根３２とからなる。発電手段は、動力入力端に第１駆動部材に連動する第２駆動部材４１を持つ。羽根車の羽根が河床の異物に当たっても、水流の推力と、発生する浮力により羽根が上方に移動し、異物を回避でき、羽根車の回転が止まることはない。
【選択図】図１

Description

この考案は水力発電装置に関する。

海抜が高く、急峻な山地の地形と、豊富な降雨量によって河川の水域が形成される。地形が急峻なことによって河床勾配が急に急になり、河川の流速と掃流力が増大する。ここにおいて豊富な自然エネルギーが利用可能になる。係る自然のエネルギーを有効に利用するために、ダムが建設され、水流の高低差、水位の差を利用して水力発電がなされるようになった。また、河川に水力タービンを設置して、水流によって発生する掃流力を利用して水力タービンを稼働させて発電を行う方法も実施されている。

台湾実用新案登録第Ｍ４２１９８４号に開示される水力発電タービンは、複数の羽根車を具える回転軸をベースに回動自在に支持してなり、河川に該タービンを設置して水流の推力で該羽根車を回転させて発電を行う。

しかしながら、前述する水力発電タービンは、水流に異物が存在し、該異物が該羽根車にすると、該羽根車が容易に破損する。さらに、河床に異物が沈着した場合発電の効率が低下し、もしくは該羽根車の回転が停止し、はなはだしくは破損を招く。しかも、該羽根車を交換する場合は水力発電タービン全体を設置個所から取り外さなければならず、その搬送も不便な作業となる。したがって、メンテナンスの問題においても、大きな欠点を具えている。

台湾実用新案登録第Ｍ４２１９８４号公報

この考案は、メンテナンス作業が容易な水力発電装置を提供することを課題とする。

また、この考案は、高効率の水力発電装置を提供することを課題とする。

そこで本考案者は、従来の技術の欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、２つの固定座と、該固定座設ける擺動手段と、該擺動手段に設ける羽根車と、該羽根車の回転に連動して起動する発電手段とを具えてなる水力発電装置によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本考案を完成させた。

以下この考案について具体的に述べる、請求項１に記載する水力発電装置は、２つの固定座と、擺動手段と、羽根車と、発電手段とを具えてなる水力発電装置であって、該２つの固定座の間には収納空間となる空間を形成し、かつそれぞれの該固定座に軸支座を設けるとともに、一方の該固定座に発電手段を設け、該擺動手段は、一端が、それぞれの該固定座に設けた軸支座に支軸を介して擺動自在に軸支される２本の支持アームと、該２本の支持アームを連結する連結桿とによってなり、該羽根車は、該擺動手段の該２本の支持アームに回動自在に支持される回転軸と、該回転軸の一端に設ける第１駆動部材と、該回転軸に設けられ、かつ自由端にＶ字状に屈曲した屈曲部が形成された複数の羽根とによってなり、該発電手段は、動力入力端に該回転軸の第１駆動部材に連動する第２駆動部材を設け、該回転軸が回転すると、同期して該第１駆動部材が回転し、かつ該第２駆動部材が連動して該発電手段を駆動するように構成する。

請求項２に記載する水力発電装置は、請求項１における複数の羽根が、隣り合う２つの該羽根の間に、両端に調整部材を有する支持桿をそれぞれ設け、隣り合う２つの該羽根の間の距離を調整できるように構成される。

この考案による巣力発電装置は、河床に異物が存在し、羽根に当たっても、羽根車の回転が止まることなく、高効率の発電を達成することができるとともに、羽根車の交換などのメンテナンス作業を容易に行なうことができ、担任具コストを節減し、かつ装置の使用寿命を延長することができるという利点を有する。

この考案による水力発電装置の斜視図である。図１に開示する水力発電装置の平面図である。図１に開示する水力発電装置の側面と、局部拡大説明図である。図１に開示する水力発電装置の使用態様を示した説明図である。河床に存在する異物が羽根に当たった場合の動作を示した説明図である。羽根車を交換、修理する状態を示した説明図である。

この考案は、メンテナンス作業が容易で、かつ高効率の発電を達成する水力発電装置を提供するものであって、２つの固定座と、該固定座設ける擺動手段と、該擺動手段に設ける羽根車と、該羽根車の回転に連動して起動する発電手段とを具えてなる水力発電装置によって構成する、係る水力発電装置の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。

図１に開示するように、この考案による水力発電装置は、２つの固定座１０Ａ、１０Ｂと、擺動手段２０と、羽根車３０と、発電手段４０とを具えてなる。

固定座１０Ａ、１０Ｂには擺動手段２０と、羽根車３０と、発電手段４０とを設ける。また、この考案による水力発電装置を使用する場合は、固定座１０Ａ、１０Ｂを河川、もしくは水路に設置するか、もしくは河川、水路の両岸にそれぞれ設置する。

固定座１０Ａ、１０Ｂの間には収納空間１１が形成され、また図２に開示するように、固定座１０Ａ、１０Ｂには、それぞれ軸支座１２Ａ、１２Ｂを設ける。

擺動手段２０は、支持アーム２１Ａ、２１Ｂを具えてなり、図２に開示するように、支持アーム２１Ａ、２１Ｂは、支軸２２を介して軸支座１２Ａ、１２Ｂに擺動自在に軸支する。即ち、支持アーム２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ支軸２２によって一端が軸支座１２Ａ、１２Ｂに軸支され、自在に擺動する。また、支持アーム２１Ａ、２１Ｂは連結桿２３によって連結し、同期して擺動する。

羽根車３０は、回転軸３１を具え、回転軸３１の両端は、それぞれ擺動手段２０の支持アーム２１Ａ、２１Ｂに回動自在に支持する。即ち、回転軸３１は支持アーム２１Ａ、２１Ｂの間に設けられ、かつ支持アーム２１Ａ、２１Ｂの間において自在に回動する。

また、回転軸３１には複数の羽根３２を設ける。羽根３２は、河川、もしくは水路に在って水流による水力を受けて回転軸３１と同期して回転する。羽根３２の自由端は、Ｖ字状に屈曲した屈曲部３２１を形成する。

回転軸３１の一端には、例えば歯車などの第１駆動部材３３を設ける。第１駆動部材３３は、回転軸３１に同期して回転する。

図３に開示するように、隣り合う２つの羽根３２の間には支持桿３４を設け、かつ支持桿３４の両端には調整部材３５を設ける。調整部材３５の位置を調整することによって、隣り合う２つの羽根３２の間の距離を調整することができる。複数の羽根３２のそれぞれが、隣り合う羽根３２との距離を等しくして羽根車３０に設けられれば、羽根車３０は円滑に回転するようになる。

発電手段４０は、動力入力端に、回転軸３１の第１駆動部材３３に対応する第２駆動部材４１を設ける。第２駆動部材４１は、例えば歯車であって、第１駆動部材３３に歯合させる。よって、回転軸３１が回転すると、同期して第１駆動部材３３が回転し、かつ第２駆動部材４１が連動して発電手段４０を駆動し、発電がおこなわれる。

図３から図６は、この発明による水力発電機の側面図であるが、この考案の特徴を説明するために、固定座１０Ａと羽根車１０のみを開示し、固定座１０Ｂと発電手段４０は省略した。

以上の構成による水力発電装置は、図４に開示するように固定座１０Ａ、１０Ｂを河川、水路の両岸にそれぞれ設置し、羽根車３０の羽根３２を水流内に位置させる。河川の水が流れると、羽根車３２が回転し、第１駆動部材３３と第２駆動部材４１とを介して発電手段４０に伝動され、発電手段４０が起動して電気エネルギーが発生する。

羽根車３０の羽根３２が水流の推力を受ける場合、自由端に形成した屈曲部３２１によって羽根３２の推力を受ける面積が増大するとともに、水流が羽根３２を推す時間と距離も増大する。このため、羽根車３０は円滑に、かつ継続的に回転し、発電手段４０の発電効率を高めることができる。

図５、図６に開示するように、羽根車３０の羽根３２が河床の異物５０に当たった場合、水流の推力と、発生する浮力によって、羽根車３０に上方に移動する力が発生し、支軸支２２を介して支持アーム２１Ａ、２１Ｂを上方に引き上げる力が発生する。このため、羽根３２の位置が上方に移動し、河床の異物５０を避けることができる。この場合、羽根３２は水流の推力を受けて継続して回転し、異物５０によって回転が止まることはない。このため、異物５０の影響を受けることなく羽根車３０の回転の円滑な回転が得られ、高効率の発電を達成することができる。

また、羽根車３０が破損した場合は、例えばクレーンなどを利用して支持アーム２１Ａ支持アーム２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｂか、もしくは連結桿２３を持ち上げる。この場合、図６に開示するように支持アーム２１Ａ、２１Ｂの羽根車３０を支持する一端が支軸２２の作用によって、円周に沿って上方に移動し、羽根車３０が水面から離れる。この状態において、羽根車３０の交換、もしくは修理を容易に行うことができる。したがって、従来の技術に見られるように、水力発電装置を設置個所から運搬する必要がなく、効率よく交換作業などを行うことができるという利便性が得られる。

１０Ａ固定座
１０Ｂ固定座
１１収納空間
１２Ａ軸支座
１１Ｂ軸支座
２０擺動手段
２１Ａ支持アーム
２１Ｂ支持アーム
２２支軸
３０羽根車
３１回転軸
３２羽根
３２１屈曲部
３３第１駆動部材
３４支持桿
３５調子部材
４０発電手段
４１第２駆動部材
５０異物

Claims

２つの固定座と、擺動手段と、羽根車と、発電手段とを具えてなる水力発電装置において、
該２つの固定座の間には収納空間となる空間を形成し、かつそれぞれの該固定座に軸支座を設けるとともに、一方の該固定座に発電手段を設け、
該擺動手段は、一端が、それぞれの該固定座に設けた軸支座に支軸を介して擺動自在に軸支される２本の支持アームと、該２本の支持アームを連結する連結桿とによってなり、
該羽根車は、該擺動手段の該２本の支持アームに回動自在に支持される回転軸と、該回転軸の一端に設ける第１駆動部材と、該回転軸に設けられ、かつ自由端にＶ字状に屈曲した屈曲部が形成された複数の羽根とによってなり、
該発電手段は、動力入力端に該回転軸の第１駆動部材に連動する第２駆動部材を設け、該回転軸が回転すると、同期して該第１駆動部材が回転し、かつ該第２駆動部材が連動して該発電手段を駆動するように構成することを特徴とする水力発電装置。
前記複数の羽根には、隣り合う２つの該羽根の間に、両端に調整部材を有する支持桿をそれぞれ設け、隣り合う２つの該羽根の間の距離を調整できるように構成することを特徴とする請求項１に記載の水力発電装置。