JP3915960B2

JP3915960B2 - Hydroelectric generator

Info

Publication number: JP3915960B2
Application number: JP31998499A
Authority: JP
Inventors: 和夫平間; 和彦関; 公博山本; 昌志佐藤; 健司中井; 久志今野; 京佐藤; 将小林; 浩三田村; 秀俊逢坂; 康博佐々木; 増之氏平
Original assignee: 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ北海道; 昌志佐藤; 健司中井; 久志今野; 京佐藤; 将小林; 浩三田村; 秀俊逢坂; 康博佐々木; 増之氏平
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JP2001132607A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川等の流水を用いた水力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、我が国には水力発電、火力発電、原子力発電といった大規模な発電所が設置されており、これらの発電所において発生した電力が送配電設備を介して広範囲の需要者に提供されている。
その一方、需要者が置かれた状況によっては、これらの発電所からの電力を利用できない場合もあることから、エンジンと発電機により構成された自家発電用の発電装置が提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この自家発電用の発電装置は、比較的重く、そのため携帯性に優れたものではない。従って、利用者がキャンプ等にこの自家発電装置を持って行くには不便である。
【０００４】
また、発電時にはエンジン駆動を伴うため、発生する騒音が大きいという問題や、ランニングコストがかさむという問題もある。
そこで、河川等の流水を用いた簡便な水力発電装置があれば、携帯性、騒音及びコストの面で上記問題が解消され得る。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、携帯性に優れ、河川等の水流エネルギーを電気エネルギーに変換することができる発電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、水流を受けることにより発電する発電部と、前記発電部に連結され、前記発電部を下方に支持した状態で水に浮く浮力体と、前記発電部を覆うように形成され、前記水流が内部に流入する流入口及び流入してきた前記水流が外部に流出する流出口が設けられたケース部と、前記ケース部の外部に旋回自在に取り付けられた第１の板と、前記ケース部の内部における前記流入口と前記発電部との間の位置に旋回自在に取り付けられた複数枚の第２の板と、前記第１の板と、前記複数枚の第２の板のうち少なくとも１枚の板とを、双方が同一方向に向くように連結する第１の連結手段と、前記複数枚の第２の板のすべてが同一の方向を向くように連結する第２の連結手段とを具備することを特徴とする水力発電装置を提供するものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明にあっては、水流を受けることにより発電する発電部と、前記発電部を覆うように形成され、前記水流が内部に流入する流入口及び流入してきた前記水流が外部に流出する流出口が設けられ、前記流入口から前記流出口にかけて狭くなっていくように湾曲し、前記発電部を支持した状態で水に浮くケース部と、前記ケース部の外部に旋回自在に取り付けられた第１の板と、前記ケース部の内部における前記流入口と前記発電部との間の位置に旋回自在に取り付けられた複数枚の第２の板と、前記第１の板と、前記複数枚の第２の板のうち少なくとも１枚の板とを、双方が同一方向に向くように連結する第１の連結手段と、前記複数枚の第２の板のすべてが同一の方向を向くように連結する第２の連結手段とを具備することを特徴とする水力発電装置を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
[１．構成]
図１に、本発明の実施形態である水力発電装置１０の斜視図を示し、図２にこの水力発電装置１０の断面図を示す。
【００１４】
図１に示すように、この水力発電装置１０は、ケース部３０と、整流板４０−１〜４０−７と、可変板５０と、タービン６０−１〜６０−４と、発電部７０と、充電部８０と、ガイド９０とを備える。この水力発電装置１０は、河川の水中に設置されて使用されるものである。
【００１５】
ケース部３０は比重が１より小さい物質で作られており、その浮力により、この水力発電装置１０全体を河川の水面近傍に維持する。
水力発電装置１０は、このケース部の流入口３１を河川の上流側に向けた姿勢で水中に置かれる。これにより、河川の水流は流入口３１から流入してケース部３０の内側を通り、下流側に向けられた流出口３２から流出する。
【００１６】
なお、水力発電装置１０が水中に置かれるとき、タービン６０−１〜６０−４は水没し、タービン６０−１〜６０−４より上部にある充電部８０等は水面上に出ているのが望ましい。
なぜならば、タービン６０−１〜６０−４は、できる限り多くの水流を受けることができるように完全に水没している方がよいし、また、充電部８０は漏電の危険性等を避けるべく水面上にでている方がよいからである。
そこで、本実施形態におけるケース部３０は、この水力発電装置１０全体の重量を考慮し、上記のような半水没状態になるような浮力を有するように設計されている。
【００１７】
ケース部３０の内面上部には、発電部７０を支持する支持棒２１が固定されている。また、ケース部３０の外面上部には、発電部７０で発生した電流により充電される充電部８０が、着脱可能に固定されている。
【００１８】
このケース部３０の形状は、図２に示すように、流入口３１から流入口３２の方向に縮径して湾曲している。
この湾曲形状により、ケース部３０内側の断面積（即ち、流路の断面積）は、上流側から下流側に進むに従って徐々に小さくなっている。そのため、ケース部３０の流入口３１から流入してきた水は、流速を上昇させながらケース部３０内を通過し、流出口３２から流出していく。
【００１９】
発電部７０は円筒形状をなしており、支持棒２１によりケース部３０内部のほぼ中央に配置されている。
この発電部７０には、流入口３１から流出口３２の方向へ向かう回転軸６１が挿通されている。この回転軸６１は、複数のタービン６０−１〜６０−４が固定されており、発電部７０を軸受けとして自在に回転することができる。
【００２０】
次に発電部７０の内部の構成について説明する。
図３は、発電部７０内部の構成を示す図である。
発電部７０内の回転軸６１の内部には、Ｎ極とＳ極が交互４磁極のロータ７１が設けられている。また、発電部７０の内部には、出力用コイル７２が設けられており、この出力用コイル７２は導線２２に接続されている。この導線２２は支持棒２１の内部を通り、充電部８０に接続されている。
【００２１】
このような構成において、複数のタービン６０−１〜６０−４が水流を受けて回転すると、回転軸６１及びその内部のロータ７１が回転する。そして、ロータ７１の各磁極による回転磁場が、出力用コイル７２上を通過する。すると、この出力用コイル７２には起電力が誘導される。そして、この起電力により、導線２２を介して充電部８０に電流が供給され、充電部８０によりバッテリ（図示略）の充電が行われる。
【００２２】
整流板４０−１〜４０−７は比較的小さい板であり、流入口３１から流入してくる水流を整流するものである。
【００２３】
図４（Ａ）は、一枚の整流板４０−１の形状を示す図であり、同図（Ｂ）は、各整流板４０−１〜４０−７を連結する連結棒４２を上から見た図である。
同図に示すように、各整流板４０−１〜４０−７は、台形をなしており、その長底辺の端部に相当する２箇所にピン４１−１及び４１−２が各々起立している。各整流板４０−１〜４０−７は、これらのピン４１−１及び４１−２を、ケース部３０の流入口３１付近の天井及び床に設けられた穴（図示せず）に挿入することにより、ケース部３０に対して旋回自在に固定されている。
【００２４】
また、各整流板４０−１〜４０−７の短底辺付近には、係合穴４５−１〜４５−７が設けられている。一方、同図（Ｂ）に示す連結棒４２には、各整流板４０−１〜４０−７の係合穴４５−１〜４５−７と係合する係合部４３−１〜４３−７が、等間隔で設けられている。
【００２５】
同図４（Ｃ）は、整流板４０−１〜４０−７の係合穴４５と、連結棒４２の係合部４３とが係合している様子を、上から見た断面図である。
全ての整流板４０−１〜４０−７が連結棒４２に連結されることにより、整流板４０−１〜４０−７の各々は常に同一の方向を向くことになる。
【００２６】
図２において、可変板５０は、各整流板４０−１〜４０−７より大きい板である。この可変板５０は、流入口３１の中心に配置される整流板４０−４の下方のピン４１−４に固定されている。従って、整流板４０−４は、可変板５０と共に旋回し、他の整流板４０−１〜４０−３及び４０−５〜４０−７は、この整流板４０−４と連動して旋回する。このため、整流板４０−１〜４０−７は、常に可変板５０と同一の方向を向くことになる。
【００２７】
図１において、ガイド９０は、支柱９２のレール９３に挿入されるためのものである。図５は、ガイド９０が、支柱９２のレール９３に挿入されている様子を上から見た図である。
ガイド９０はＴ字形をなしており、その端部の一部にはボールベアリング９１が設けられている。
【００２８】
支柱９２は、水底から垂直上方に起立して固定される。また、この支柱９２は水深より十分に長く、その上端は水面より上に位置している。レール９３は、柱９２の軸方向にわたって設けられている。
【００２９】
このレール９３に、支柱９２上端から、ガイド９０が挿入される。ガイド９０と支柱９２との接触部分にはボールベアリング９１があるため、ガイド９０を有する水力発電装置１０は、支柱９２の軸方向に摺動可能である。
【００３０】
[２．動作]
次に水力発電装置１０を使用した動作例を図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、支柱９２が、河川の水底に対して、支柱９２下端を突き刺す等の方法により、垂直に固定される。このとき、水力発電装置１０のガイド９０がレール９３に挿入された状態のときに、ケース部３０の流入口３１が上流側を向き、流出口３２が下流側に向くように、レール９３の向きを考慮して支柱９２を固定する必要がある。
【００３２】
次に、固定された支柱９２の上端から、レール部９３にガイド９０が挿入されて、この水力発電装置１０が半水没するように水面に浮かべられる。
【００３３】
水力発電装置１０が水面に浮かべられると、水中で水流を受ける可変板５０は、最も水流抵抗が少ない状態、即ち、水流方向と平行な方向を向いた状態に維持される。そして、全ての整流板４０−１〜４０−７も可変板５０の動きに連動し、水流方向と平行な方向に向く。
河川等の水流の向きは常に一定ではなく随時変化するものであるが、上述の可変板５０及び整流板４０−１〜４０−７の動作により、整流板４０−１〜４０−７は、水流の向きの変化に追随して常に水流の方向を向いている。
【００３４】
ここで、一般に河川等の水流は微少な乱流も含むものであるが、この乱流を含む水流が各整流板４０−１〜４０−７の隙間を通過することにより、微少な乱流は一定方向に向く流れ（以下、整流と呼ぶ）に矯正される。微少な乱流はタービン６０の回転運動を非効率にし、発電レベルを不安定にするものであるが、整流板４０−１〜４０−７によってもたらされる整流により、タービン６０は効率よく回転し、発電レベルも一定となる。
【００３５】
つまり、可変板５０が設けられている目的は、主たる水流の方向（即ち、微少な乱流を含みながらも全体として水が流れている方向）を検知し、一旦検知した後は、微少な乱流により整流板４０−１〜４０−７の各々の方向がぶれることがないよう、全て整流板４０−１〜４０−７の方向を一定の方向に安定的に維持することである。その目的を果たすべく、可変板５０は、水流に対して抵抗大となる、比較的大きい板なのである。
【００３６】
一方、整流板４０−１〜４０−７は、微少な乱流を整流に矯正するに足る大きさがあればよく、流入してくる水流に対してなるべく抵抗小となるように、比較的小さい板なのである。
【００３７】
そして、整流板４０−１〜４０−７により整流された水流は、上述のように、流出口３２に進むに従って徐々に加速しながら流出口３２より流出していく。従って、タービン６０−１〜６０−４は、加速された水流を受けて、より高速に回転する。
【００３８】
タービン６０−１〜６０−４が回転すると、回転軸６１内のロータ７１も回転する。そして、ロータ７１の各磁極による回転磁場が、出力用コイル７２上を通過し、出力用コイル７２には起電力が誘導される。そして、この起電力により、導線２２を介して充電部８０に供給され、それにより、充電部８０は充電される。
【００３９】
この充電部８０は着脱可能であるので、利用者は充電部８０をケース部３０から取り外して、河川とは離れた別の場所で電源として利用することもできる。
【００４０】
また、利用者は、一端に充電部８０との接続部を有し、他端に電気機器用のコンセントを有する電源用コードを利用して、充電しながら電源として利用することもできる。即ち、充電部８０をケース部３０に固定したまま、充電部８０に電源用コードの一端を接続し、その他端に電気機器を接続して使用する。
【００４１】
本実施形態においては、水力発電装置１０と支柱９２と支柱軸方向に摺動可能であるから、この水力発電装置１０は、水面の垂直方向の変化（例えば、水面の波による変化、及び、増水や渇水による変化）に対応して垂直方向に移動することが可能である。
従って、この水力発電装置１０は、水面の素直方向の変化によって発電効率を左右されない。例えば、渇水時においてもタービン６０は常に水流を受けられるので発電可能である。
【００４２】
また、一般に、河川等の水面近傍の水流は、水底近傍や水中のそれより速い。この水力発電装置１０は、ケース部３０の浮力により、常に水面近傍に位置しているので、水面近傍のより速い水流を利用することが可能であり、効率的な発電が実現できる。
【００４３】
また、本実施例における水力発電装置１０は、比較的構造も簡単で、軽量な部材により製造可能である。従って、利用者が携帯することも可能である。
【００４４】
[３．変形例]
[３−１．第一変形例]
上述の実施形態では、ケース部３０が浮力を有しているが、そうではなくて、ケース部３０とは別に、浮力を有する浮力部を設けてもよい。
【００４５】
図６は、浮力部１００を有する水力発電装置１０の構成を示す図である。
同図に示すように、支持棒２１はケース部３０の天井を上方に突き抜けて固定されており、支持棒２１上端には、浮力部１００が固定されている。従って、浮力部１００は、発電部７０やケース部３０等を下方に支持した状態で水面に浮く。
【００４６】
この浮力部１００の内部には充電部８０を収納する収納室（図示略）が設けられている。発電部７０に接続されている導線２２は、浮力部１００の内部を通って、充電部８０に接続されている。
【００４７】
なお、前述の実施形態のようなケース部３０が浮力を有している（即ち、ケース部３０と浮力部とが一体となっている）形態では、タービン６０−１〜６０−４に水流をより多く受けさせて発電効率を向上させるために、このタービン６０−１〜６０−４が水面近傍に水没するようにケース部３０の浮力を厳密に調整する必要がある。
一方、この第一変形例のようなケース部３０と浮力部１００とが別々に設けられている形態では、上述のような厳密な浮力の調整は必要ない。なぜなら、浮力部１００がほぼ完全に水面に浮いている場合を想定して、タービン６０−１〜６０−４が水面近傍に水没するように浮力部１００とタービン６０−１〜６０−４との間に適度な距離をとってさえいれば、浮力部１００の浮力をある程度大きくするだけでよいからである。
【００４８】
[３−２．第二変形例]
水力発電装置１０は、浮力を全く有していなくともよい。例えば、常に一定の流量を確保できるような大きな河川においては、橋桁等の土着物に、水力発電装置１０全体を水中に没するように固定すれば、タービン６０−１〜６０−４は一定の水流を受けて回転することが可能である。
【００４９】
また、水力発電装置１０は浮力を有する必要がないため、装置自体を大型化することが容易であり、大規模な発電も可能である。
【００５０】
[３−３．第三変形例]
上述の実施形態では、ガイド９０を支柱９２のレール９３に挿入することにより、水力発電装置１０が上下方向に摺動可能となり、かつ、水力発電装置１０が下流に流出されることを防止していた。
【００５１】
しかし、必ずしもそうである必要はなく、水力発電装置の固定方法は水力発電装置１０が上下方向に移動可能なように固定する方法なら何でもよい。例えば、橋桁等の土着物と水力発電装置１０とをロープで結びつけて固定してもよい。或いは、充電部８０に接続する電源コードのコンセント側を、所定の固定物に固定してもよい。そのようにしても、水力発電装置１０は、上下方向に移動可能であるし（但し、上下移動に伴って、左右方向にも多少移動することになるが）、下流に流されることもない。
【００５２】
但し、上述の方法による場合、水力発電装置１０全体を所定の姿勢を一定に（即ち、水力発電装置１０の上下方向を一定に）安定させるために、ケース部３０の天井部分の部材の厚みを増してその部分の浮力を高めたり、或いは、ケース部３０の底部分におもりを付けたりする必要がある。
【００５３】
[３−４．第四変形例]
上述の実施形態では、タービン６０は、図１に示すようなスクリュー形をしているが、必ずしもそうである必要はなく、水流を受けて回転するような形状のものなら何でもよい。例えば、図７に示すような、螺旋形のものでもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる水力発電装置によれば、持ち運びやすく設置も簡単であり、河川等の水流エネルギーを電気エネルギーに変換して発電することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である水力発電装置１０の構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態における水力発電装置１０の断面図である。
【図３】同実施形態における発電部７０の内部の様子を示す図である。
【図４】（Ａ）は、一枚の整流板４０−１を横から見た図であり、（Ｂ）は、連結棒４２を上から見た図であり、（Ｃ）は、一枚の整流板４０−１と連結棒４２が係合されている様子を上から見た断面図である。
【図５】同実施形態における、支柱に固定された水力発電装置１０を上から見た図である。
【図６】第一変形例における、浮力部１００を別に有する水力発電装置１０の構成を示す斜視図である。
【図７】タービン６０の別の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０・・・水力発電装置、２１・・・支持棒、２２・・・導線、
３０・・・ケース部、３１・・・流入口、３２・・・流出口、
４０−１〜４０−７・・・整流板、４２・・・連結棒、５０・・・可変板、
６０−１〜６０−４・・・タービン、６１・・・回転軸、
７０・・・発電部、７１・・・ロータ、７２・・・出力用コイル、
８０・・・充電部、９０・・・ガイド、９１・・・ボールベアリング、
９２・・・支柱、９３・・・レール、１００・・・浮力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydroelectric power generation apparatus using flowing water such as a river.
[0002]
[Prior art]
Currently, large-scale power plants such as hydroelectric power plants, thermal power plants, and nuclear power plants are installed in Japan, and the electric power generated at these power plants is provided to a wide range of customers through transmission and distribution facilities.
On the other hand, depending on the situation in which the customer is placed, the power from these power plants may not be available, so a power generator for private power generation composed of an engine and a generator is provided.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
This power generator for private power generation is relatively heavy, and therefore is not excellent in portability. Therefore, it is inconvenient for a user to bring this private power generation device to a camp or the like.
[0004]
Further, since the engine is driven during power generation, there are problems that the generated noise is large and that running costs are increased.
Therefore, if there is a simple hydroelectric generator using running water such as a river, the above problems can be solved in terms of portability, noise and cost.
[0005]
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, It aims at providing the electric power generating apparatus which is excellent in portability and can convert water flow energy, such as a river, into electrical energy.
[0006]
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a power generation unit that generates power by receiving a water flow, and a buoyancy body that is connected to the power generation unit and floats in water with the power generation unit supported downward. And a case part provided to cover the power generation part and provided with an inlet through which the water flow flows into the interior and an outlet through which the water stream that flows in flows out to the outside, and can be swiveled outside the case part A first plate attached to the plurality of second plates pivotably attached to a position between the inflow port and the power generation unit inside the case portion, and the first plate, , First connecting means for connecting at least one of the plurality of second plates so that both are oriented in the same direction, and all of the plurality of second plates are in the same direction It is provided with a second connecting means for connecting to face There is provided a hydraulic power unit according to claim.
[0007]
In the invention according to claim 2, a power generation unit that generates power by receiving a water flow, an inflow port that is formed so as to cover the power generation unit, and the water flow that has flowed into the outside is formed outside. An outflow port that flows out from the inflow port to the outflow port, is curved so as to be narrowed, and floats in water while supporting the power generation unit, and can be swung freely to the outside of the case unit A first plate attached, a plurality of second plates pivotably attached to a position between the inflow port and the power generation unit inside the case portion, the first plate, A first connecting means for connecting at least one of the plurality of second plates so that both are oriented in the same direction; and all of the plurality of second plates are in the same direction. Second connecting means for connecting to face each other There is provided a hydraulic power unit according to claim.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1. Constitution]
FIG. 1 is a perspective view of a hydroelectric generator 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydroelectric generator 10.
[0014]
As shown in FIG. 1, the hydroelectric power generation apparatus 10 includes a case unit 30, rectifying plates 40-1 to 40-7, a variable plate 50, turbines 60-1 to 60-4, a power generation unit 70, A charging unit 80 and a guide 90 are provided. The hydroelectric generator 10 is installed and used in river water.
[0015]
The case portion 30 is made of a material having a specific gravity smaller than 1, and the entire hydroelectric generator 10 is maintained near the water surface of the river by its buoyancy.
The hydroelectric generator 10 is placed in the water in such a posture that the inflow port 31 of the case portion faces the upstream side of the river. Thereby, the water flow of the river flows in from the inflow port 31, passes through the inside of the case portion 30, and flows out from the outflow port 32 directed to the downstream side.
[0016]
When the hydroelectric generator 10 is placed in water, the turbines 60-1 to 60-4 are submerged, and the charging unit 80 and the like above the turbines 60-1 to 60-4 are on the water surface. desirable.
This is because the turbines 60-1 to 60-4 should be completely submerged so as to receive as much water flow as possible, and the charging unit 80 should avoid the risk of electric leakage and the like. This is because it is better to be on the surface of the water.
Therefore, the case portion 30 in the present embodiment is designed to have a buoyancy so as to be in a semi-submerged state as described above in consideration of the weight of the entire hydroelectric generator 10.
[0017]
A support bar 21 that supports the power generation unit 70 is fixed to the upper part of the inner surface of the case unit 30. In addition, a charging unit 80 that is charged by a current generated by the power generation unit 70 is detachably fixed to the upper outer surface of the case unit 30.
[0018]
As shown in FIG. 2, the shape of the case portion 30 is reduced in diameter and curved in the direction from the inlet 31 to the inlet 32.
Due to this curved shape, the cross-sectional area inside the case portion 30 (that is, the cross-sectional area of the flow path) is gradually reduced from the upstream side toward the downstream side. Therefore, the water flowing in from the inlet 31 of the case part 30 passes through the case part 30 while increasing the flow velocity, and flows out from the outlet 32.
[0019]
The power generation unit 70 has a cylindrical shape, and is arranged in the center of the case unit 30 by the support rod 21.
A rotating shaft 61 extending from the inlet 31 toward the outlet 32 is inserted into the power generation unit 70. The rotating shaft 61 has a plurality of turbines 60-1 to 60-4 fixed thereto, and can freely rotate with the power generation unit 70 as a bearing.
[0020]
Next, the internal configuration of the power generation unit 70 will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the power generation unit 70.
Inside the rotating shaft 61 in the power generation unit 70, a rotor 71 having four magnetic poles with alternating N and S poles is provided. An output coil 72 is provided inside the power generation unit 70, and the output coil 72 is connected to the conductive wire 22. The conducting wire 22 passes through the support rod 21 and is connected to the charging unit 80.
[0021]
In such a configuration, when the plurality of turbines 60-1 to 60-4 are rotated by receiving a water flow, the rotating shaft 61 and the rotor 71 inside thereof are rotated. Then, the rotating magnetic field generated by each magnetic pole of the rotor 71 passes over the output coil 72. Then, an electromotive force is induced in the output coil 72. And by this electromotive force, an electric current is supplied to the charging part 80 via the conducting wire 22, and the battery (not shown) is charged by the charging part 80.
[0022]
The rectifying plates 40-1 to 40-7 are relatively small plates, and rectify the water flow flowing from the inlet 31.
[0023]
FIG. 4A is a diagram showing the shape of one rectifying plate 40-1, and FIG. 4B shows the connecting rod 42 connecting the rectifying plates 40-1 to 40-7 as viewed from above. It is a figure.
As shown in the figure, each of the rectifying plates 40-1 to 40-7 has a trapezoidal shape, and the pins 41-1 and 41-2 stand up at two locations corresponding to the ends of the long bottom side. Yes. Each rectifying plate 40-1 to 40-7 inserts these pins 41-1 and 41-2 into holes (not shown) provided in the ceiling and floor near the inlet 31 of the case portion 30. Thus, the case portion 30 is fixed so as to be rotatable.
[0024]
Engagement holes 45-1 to 45-7 are provided near the short bottom sides of the respective rectifying plates 40-1 to 40-7. On the other hand, the connecting rod 42 shown in FIG. 4B has engaging portions 43-1 to 43-7 that engage with the engaging holes 45-1 to 45-7 of the respective rectifying plates 40-1 to 40-7. Are provided at equal intervals.
[0025]
FIG. 4C is a cross-sectional view of the state where the engagement holes 45 of the rectifying plates 40-1 to 40-7 and the engagement portion 43 of the connecting rod 42 are engaged from above. .
By connecting all the rectifying plates 40-1 to 40-7 to the connecting rod 42, each of the rectifying plates 40-1 to 40-7 always faces the same direction.
[0026]
In FIG. 2, the variable plate 50 is a plate larger than each of the rectifying plates 40-1 to 40-7. The variable plate 50 is fixed to a pin 41-4 below the rectifying plate 40-4 disposed at the center of the inflow port 31. Therefore, the rectifying plate 40-4 is turned together with the variable plate 50, and the other rectifying plates 40-1 to 40-3 and 40-5 to 40-7 are turned in conjunction with the rectifying plate 40-4. For this reason, the rectifying plates 40-1 to 40-7 always face the same direction as the variable plate 50.
[0027]
In FIG. 1, the guide 90 is for being inserted into the rail 93 of the column 92. FIG. 5 is a top view of the guide 90 being inserted into the rail 93 of the support column 92.
The guide 90 has a T-shape, and a ball bearing 91 is provided at a part of its end.
[0028]
The support column 92 is fixed by standing vertically upward from the water bottom. Moreover, this support | pillar 92 is fully longer than the water depth, and the upper end is located above the water surface. The rail 93 is provided over the axial direction of the column 92.
[0029]
A guide 90 is inserted into the rail 93 from the upper end of the column 92. Since the ball bearing 91 is provided at the contact portion between the guide 90 and the support column 92, the hydroelectric generator 10 having the guide 90 can slide in the axial direction of the support column 92.
[0030]
[2. Operation]
Next, an operation example using the hydroelectric generator 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0031]
First, the support column 92 is fixed vertically by a method such as piercing the lower end of the support column 92 with respect to the bottom of the river. At this time, when the guide 90 of the hydroelectric generator 10 is inserted into the rail 93, the orientation of the rail 93 is such that the inlet 31 of the case portion 30 faces the upstream side and the outlet 32 faces the downstream side. It is necessary to fix the column 92 in consideration of the above.
[0032]
Next, a guide 90 is inserted into the rail portion 93 from the upper end of the fixed support column 92, and the hydroelectric generator 10 is floated on the water surface so as to be submerged halfway.
[0033]
When the hydroelectric generator 10 is floated on the surface of the water, the variable plate 50 that receives the water flow in the water is maintained in a state in which the water flow resistance is the smallest, that is, in a state facing a direction parallel to the water flow direction. And all the baffle plates 40-1 to 40-7 are also linked to the movement of the variable plate 50 and are directed in the direction parallel to the water flow direction.
Although the direction of the water flow in a river or the like is not always constant and changes at any time, the operation of the variable plate 50 and the current plates 40-1 to 40-7 causes the current plates 40-1 to 40-7 to flow. Following the change in the direction of the water, it always faces the direction of the water flow.
[0034]
Here, in general, the water flow of a river or the like includes a minute turbulent flow, but the water flow including the turbulent flow passes through the gaps between the rectifying plates 40-1 to 40-7, so that the minute turbulent flow is in a certain direction. The flow is corrected to a flow (hereinafter referred to as rectification). Although the minute turbulence makes the rotational motion of the turbine 60 inefficient and makes the power generation level unstable, the rectification provided by the rectifying plates 40-1 to 40-7 causes the turbine 60 to rotate efficiently, The power generation level is also constant.
[0035]
That is, the purpose of providing the variable plate 50 is to detect the direction of the main water flow (that is, the direction in which water flows as a whole while including a slight turbulent flow), and once detected, the minute turbulence is detected. All the directions of the rectifying plates 40-1 to 40-7 are stably maintained in a certain direction so that the directions of the rectifying plates 40-1 to 40-7 are not shaken by the flow. In order to achieve that purpose, the variable plate 50 is a relatively large plate that is resistant to water flow.
[0036]
On the other hand, the rectifying plates 40-1 to 40-7 need only have a size sufficient to correct a minute turbulent flow to rectify, and are relatively small so that the resistance to the flowing water flow is as small as possible. It is a board.
[0037]
The water flow rectified by the rectifying plates 40-1 to 40-7 flows out of the outlet 32 while gradually accelerating as it goes to the outlet 32 as described above. Accordingly, the turbines 60-1 to 60-4 rotate at a higher speed in response to the accelerated water flow.
[0038]
When the turbines 60-1 to 60-4 rotate, the rotor 71 in the rotation shaft 61 also rotates. A rotating magnetic field generated by each magnetic pole of the rotor 71 passes over the output coil 72, and an electromotive force is induced in the output coil 72. And by this electromotive force, it supplies to the charging part 80 via the conducting wire 22, and, thereby, the charging part 80 is charged.
[0039]
Since the charging unit 80 is detachable, the user can also remove the charging unit 80 from the case unit 30 and use it as a power source in another place away from the river.
[0040]
In addition, the user can use the power cord as a power source while charging by using a power cord having a connection portion with the charging portion 80 at one end and an outlet for an electric device at the other end. That is, while the charging unit 80 is fixed to the case unit 30, one end of the power cord is connected to the charging unit 80, and an electric device is connected to the other end for use.
[0041]
In this embodiment, since the hydroelectric generator 10 and the support column 92 can slide in the direction of the support shaft, the hydroelectric generator 10 changes in the vertical direction of the water surface (for example, a change caused by a wave on the water surface and water increase). It is possible to move in the vertical direction in response to changes due to drought.
Therefore, the hydroelectric generator 10 does not affect the power generation efficiency due to changes in the straight direction of the water surface. For example, since the turbine 60 can always receive a water flow even during drought, power can be generated.
[0042]
In general, the water flow in the vicinity of a water surface such as a river is faster than that in the vicinity of the water bottom or in water. Since this hydroelectric power generation device 10 is always located near the water surface due to the buoyancy of the case portion 30, it is possible to use a faster water flow near the water surface and realize efficient power generation.
[0043]
Moreover, the hydroelectric generator 10 in the present embodiment has a relatively simple structure and can be manufactured by a lightweight member. Therefore, the user can also carry it.
[0044]
[3. Modified example]
[3-1. First modification]
In the above-described embodiment, the case portion 30 has buoyancy, but instead, a buoyancy portion having buoyancy may be provided separately from the case portion 30.
[0045]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the hydroelectric generator 10 having the buoyancy unit 100.
As shown in the figure, the support bar 21 penetrates the ceiling of the case part 30 upward and is fixed, and the buoyancy part 100 is fixed to the upper end of the support bar 21. Accordingly, the buoyancy unit 100 floats on the water surface with the power generation unit 70, the case unit 30 and the like supported downward.
[0046]
A storage chamber (not shown) for storing the charging unit 80 is provided inside the buoyancy unit 100. The conducting wire 22 connected to the power generation unit 70 passes through the buoyancy unit 100 and is connected to the charging unit 80.
[0047]
In the case where the case portion 30 as in the above-described embodiment has buoyancy (that is, the case portion 30 and the buoyancy portion are integrated), a water flow is applied to the turbines 60-1 to 60-4. In order to improve the power generation efficiency by receiving more, it is necessary to strictly adjust the buoyancy of the case portion 30 so that the turbines 60-1 to 60-4 are submerged in the vicinity of the water surface.
On the other hand, in the form in which the case portion 30 and the buoyancy portion 100 are separately provided as in the first modification, the strict buoyancy adjustment as described above is not necessary. This is because, assuming that the buoyancy part 100 is almost completely floating on the water surface, the buoyancy part 100 and the turbines 60-1 to 60-4 are submerged near the water surface. This is because it is only necessary to increase the buoyancy of the buoyancy part 100 to some extent as long as an appropriate distance is provided between them.
[0048]
[3-2. Second modification]
The hydroelectric generator 10 may not have buoyancy at all. For example, in a large river where a constant flow rate can be secured at all times, if the entire hydroelectric generator 10 is fixed so as to be submerged in an indigenous object such as a bridge girder, the turbines 60-1 to 60-4 are fixed. It is possible to rotate in response to water flow.
[0049]
Moreover, since the hydroelectric power generation apparatus 10 does not need to have buoyancy, it is easy to enlarge the apparatus itself, and large-scale power generation is also possible.
[0050]
[3-3. Third modification]
In the above-described embodiment, by inserting the guide 90 into the rail 93 of the support column 92, the hydroelectric generator 10 can be slid in the vertical direction, and the hydroelectric generator 10 is prevented from flowing out downstream. It was.
[0051]
However, this need not always be the case, and any method may be used for fixing the hydroelectric generator so long as the hydroelectric generator 10 is movable in the vertical direction. For example, an indigenous object such as a bridge girder and the hydroelectric generator 10 may be connected by a rope and fixed. Alternatively, the outlet side of the power cord connected to the charging unit 80 may be fixed to a predetermined fixed object. Even in such a case, the hydroelectric power generation apparatus 10 can move in the vertical direction (however, the hydraulic power generation apparatus 10 also moves in the horizontal direction with the vertical movement), and is not flowed downstream.
[0052]
However, in the case of the above-described method, the thickness of the member of the ceiling portion of the case portion 30 is set to stabilize the entire hydroelectric generator 10 in a predetermined posture (that is, the vertical direction of the hydroelectric generator 10 is constant). It is necessary to increase the buoyancy of that portion or to attach a weight to the bottom portion of the case portion 30.
[0053]
[3-4. Fourth modification]
In the above-described embodiment, the turbine 60 has a screw shape as shown in FIG. 1, but this is not necessarily the case, and any shape that rotates in response to a water flow may be used. For example, a spiral shape as shown in FIG.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the hydroelectric generator according to the present invention, it is easy to carry and install, and it is possible to generate electricity by converting water current energy such as rivers into electric energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a hydroelectric generator 10 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydroelectric generator 10 in the same embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an internal state of a power generation unit 70 in the same embodiment.
4A is a view of a single current plate 40-1 as viewed from the side, FIG. 4B is a view of a connecting rod 42 as viewed from above, and FIG. It is sectional drawing which looked at a mode that the baffle plate 40-1 of this and the connecting rod 42 were engaged from the top.
FIG. 5 is a view of the hydraulic power generation apparatus 10 fixed to the support in the same embodiment as viewed from above.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a hydroelectric generator 10 having a separate buoyancy unit 100 in a first modification.
7 is a side view showing another example of the turbine 60. FIG.
[Explanation of symbols]
10 ... hydraulic power generation device, 21 ... support rod, 22 ... conductor,
30 ... case part, 31 ... inlet, 32 ... outlet,
40-1 to 40-7 ... current plate, 42 ... connecting rod, 50 ... variable plate,
60-1 to 60-4 ... turbine, 61 ... rotating shaft,
70 ... power generation unit, 71 ... rotor, 72 ... output coil,
80 ... Charging unit, 90 ... Guide, 91 ... Ball bearing,
92 ... post, 93 ... rail, 100 ... buoyancy part

Claims

A power generation unit that generates electricity by receiving a water flow;
A buoyant body connected to the power generation unit and floating in water in a state of supporting the power generation unit downward;
A case portion provided so as to cover the power generation portion, and provided with an inflow port through which the water flow flows in and an outflow port through which the water flow flowing in flows out;
A first plate pivotally attached to the outside of the case portion;
A plurality of second plates pivotably attached to a position between the inlet and the power generation unit inside the case unit;
A first connecting means for connecting the first plate and at least one of the plurality of second plates so that both face in the same direction;
And a second connecting means for connecting the plurality of second plates so that all of the second plates face the same direction .

A power generation unit that generates electricity by receiving a water flow;
An inflow port is formed so as to cover the power generation unit, and an inflow port through which the water flow flows into the inside and an outflow port through which the water flow that has flowed in flows out to the outside are provided, and narrows from the inflow port to the outflow port. A case part that is curved and floats on water while supporting the power generation part;
A first plate pivotally attached to the outside of the case portion;
A plurality of second plates pivotably attached to a position between the inlet and the power generation unit inside the case unit;
A first connecting means for connecting the first plate and at least one of the plurality of second plates so that both face in the same direction;
And a second connecting means for connecting the plurality of second plates so that all of the second plates face the same direction .