JP4628969B2 - 水車式駆動装置 - Google Patents
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Description
従来の水車式駆動装置は、水車軸を水平に設置した横軸式が一般的であり、水車の上流側に堰を設けるか、あるいは上流側水路を高くして、水の落差を利用して水車を駆動するようにしている。
しかしながら、この縦軸型の水車式駆動装置は、水の流量に応じて、十分な水の流速を確保するのが困難な場合が考えられる。
この水車式駆動装置は、水路Sの壁面S1に固定したフレーム61に鉛直に支持した水車軸1に水車羽根2を放射状に取り付け、水車羽根2の壁面S1側の半周をフレーム61及びフレーム61の上流側に壁面S1から水流に対して平面視して傾斜して設置した水上から水底に達する第1の整流板6で被覆されるようにし、水路Sの水流を水車羽根2で受けることにより水車軸1を回転させるようにしている。
そして、この水車式駆動装置は、水車3の上流側で壁面S1から水流に対して平面視して傾斜して配設した水車3の上部を遮り、かつ水底との間に所定高さの流路4を形成する潜り堰状の第2の整流板5を設置している。
水車羽根2は水没しても問題はないが、一般的には、上部を水面より上に出るように配置した方が、水流の上方向の逃げが無くなるためより水車効率を上げることができる。
軸受62は、水上と水中に1個所ずつ設けるか、あるいは水上に2個所設けてカンチレバー(図示省略)で水車軸1を支持することも可能である。
そして、この潜り堰状の第2の整流板5と水底との間には、所定高さの流路4が形成されており、第2の整流板5によって案内された水流により、この流路4の流速を上げ、この速度が増した水流を下側の水車羽根に当てて水車の回転を向上させるようにしている。
第2の整流板5は、水平方向に揺動可能とされ、その設置角度θを例えば直角まで可変としている。この設置角度θは、流路4の流速を増大させるために、30°〜90°の範囲にすることが好ましい。
また、第2の整流板5は、上下方向に移動可能とされ、流路4の高さH2を可変としている。この流路4の高さH2は、流路4の流速を増大させるために、水路Sの水位H1に対し、H2/H1が0.3〜1.0となる範囲が好ましい。
このように、水車3の上流側に第2の整流板5を設けることにより、流路4から水車羽根2に当たる水流の流速を増大させることができ、水車効率を上げることができる。
また、本実施例では、水車式駆動装置をディスクスクリーンと組み合わせている。
ディスクスクリーン8は、円板81を定ピッチで回転軸82に串装してなる複数の多重回転円板式スクリーンを、各スクリーンの円板間隙間に隣接するスクリーンの円板81が互いに挿入するように並設されており、各スクリーンが同一方向に回転することにより、ゴミを下流側に移動させて流すようになっている。
ディスクスクリーン8は、河川又は用水路Sの取水口S2に設置されており、取水口S2の上流側には、水車式駆動装置が設置されている。
水車式駆動装置の水車軸1と、ディスクスクリーン8の減速機83の間には、動力伝達装置7としてタイミングベルトが架設されており、水車軸1が回転することにより、このタイミングベルトと減速機83を介してディスクスクリーン8を回転駆動することができる。
そして、水車3の上流側で壁面S1から水車3の上部を遮るように配設され、かつ水底との間に所定高さの流路4を形成する潜り堰状の第2の整流板5を設置することから、潜り堰状の第2の整流板5によりその下の流路4の流速を上げ、この速度が増した水流を水車羽根2に当てて水車3の回転を向上させることができ、これにより、水車3の回転が困難な流速が遅い河川等でも縦軸型の水車式駆動装置として使用することができる。
また、第2の整流板5を上下方向に移動可能とし、流路4の高さを可変とすることにより、水路Sの流速や流量に応じて流路4の高さを調節し、流路4の流速を最大限にすることができる。
2 水車羽根
3 水車
4 流路
5 第2の整流板
6 第1の整流板
61 フレーム
62 軸受
7 動力伝達装置
8 ディスクスクリーン
81 円板
82 回転軸
83 減速機
S 水路
S1 壁面
S2 取水口
Claims (3)
- 水路の壁面に固定したフレームに鉛直に支持した水車軸に水車羽根を放射状に取り付け、該水車羽根の壁面側の半周をフレーム及びフレームの上流側に壁面から水流に対して平面視して傾斜して設置した水上から水底に達する第1の整流板で被覆されるようにし、水路の水流を水車羽根で受けることにより水車軸を回転させる水車式駆動装置において、水車の上流側で壁面から水流に対して平面視して傾斜して配設した水車羽根の上部を遮り、かつ水底との間に所定高さの流路を形成する潜り堰状の第2の整流板を設置したことを特徴とする水車式駆動装置。
- 第2の整流板を水平方向に揺動可能とし、その設置角度を可変としたことを特徴とする請求項1記載の水車式駆動装置。
- 第2の整流板を上下方向に移動可能とし、流路の高さを可変としたことを特徴とする請求項1又は2記載の水車式駆動装置。
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