JP4675429B1 - Power generation rotor - Google Patents
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Abstract
【課題】上流から下流に向かって拡径する螺旋状の翼部を有し、水流の方向に対する翼部の角度を調整することが可能な発電用回転翼を提供する。
【解決手段】発電用回転翼1は、回転軸部10と、回転軸部の軸方向を水流の方向と一致させた状態で下流側となる端部に形成された螺子部15と、回転軸部が挿通された貫通孔21hを備え、回転軸部の軸方向にスライド可能なスライド体21と、スライド体より上流側で回転軸部周りに螺旋状に設けられ、上流側の始端から下流側の終端に向かって拡径すると共に、始端は回転軸部に固着され終端はスライド体に当接させた翼部16と、スライド体より下流側で螺子部と螺合し、螺進によりスライド体を押圧し上流側にスライドさせることにより翼部を弾性変形させるナット部31とを具備する。
【選択図】図4To provide a power generating rotor blade having a spiral blade portion whose diameter increases from upstream to downstream and capable of adjusting the angle of the blade portion with respect to the direction of water flow.
A power generating rotor blade includes a rotating shaft portion, a screw portion formed at an end portion on the downstream side in a state where the axial direction of the rotating shaft portion coincides with the direction of water flow, and a rotating shaft. A slide body 21 slidable in the axial direction of the rotary shaft portion, and provided spirally around the rotary shaft portion on the upstream side of the slide body, from the upstream start end to the downstream side The wing part 16 is fixed to the rotating shaft and the end is brought into contact with the slide body, and is screwed with the screw part on the downstream side of the slide body. And a nut portion 31 that elastically deforms the wing portion by pressing and sliding to the upstream side.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、河川や用水路等の水流を利用して発電を行うために用いる発電用回転翼に関するものである。 The present invention relates to a power generating rotor blade used for generating power using a water flow such as a river or a water channel.
河川や用水路等の水流を利用して小規模ながらも発電を行うことを目的として、プロペラ型の回転翼を用いた発電装置を川底等の水路床に固定するものが実施されている。ところが、プロペラ型の回転翼の場合、水中を流れる落ち葉などのゴミが回転軸部に絡まって回転が停止しやすい。そのため、回転翼の周囲に、ゴミ避け用のフェンスや網等を設置する必要があった。また、フェンスや網等に引掛かったゴミを取り除き、或いは、フェンスや網等を通過して回転軸部に絡みついたゴミを取り除くメンテナンスが頻繁に必要であり、その作業が煩雑であるという問題があった。 For the purpose of generating power in small scales using water flows such as rivers and irrigation canals, a power generator using propeller-type rotor blades is fixed to a water channel floor such as a river bottom. However, in the case of a propeller-type rotary blade, dust such as fallen leaves flowing in water tends to be entangled with the rotary shaft portion and the rotation is likely to stop. Therefore, it has been necessary to install a fence or net for avoiding dust around the rotor blades. Also, there is a problem that maintenance is frequently required to remove dust caught on the fence or net, or to remove dust entangled with the rotating shaft through the fence or net, which is complicated. there were.
そこで、本発明者は、図9に示すように、螺旋状の翼部102を備える発電用回転翼100を提案している(特許文献1参照)。これは、回転軸部101の軸方向を水流の方向に一致させて使用するものであり、翼部102は上流側から下流側に向かって拡径するように回転軸部101周りに巻回されている。なお、図9では一条の翼部102について図示しているが、翼部は複数設けることもできる。
Therefore, the present inventor has proposed a power
このような構成とすることにより、落ち葉などのゴミが流れてきても、螺旋状に延びる翼部に沿って水流と共に軸方向に押されて行くため、ゴミが軸心側に回り込むことが抑制される。しかも、螺旋状の翼部は下流側ほど大径であるため、ゴミは外へ外へと押されて行くと共に、翼部が大径となるほど周速は速くなるため、翼部の下流側の端部ではゴミは跳ね飛ばされるように翼部から離れて行く。これにより、ゴミ避けのフェンスや網等を設けなくても、長期にわたって発電用回転翼を回転させ続けることができる。また、回転軸部に絡みついたゴミを取り除くメンテナンス作業の頻度も、低減することができる。 By adopting such a configuration, even if dust such as fallen leaves flows, it is pushed in the axial direction along with the water flow along the spirally extending wings, so that it is possible to prevent the dust from going around the axial center. The Moreover, since the spiral wing has a larger diameter toward the downstream side, the dust is pushed outward and the peripheral speed increases as the wing diameter increases. At the end, the garbage moves away from the wings so that it can be bounced off. This makes it possible to continue rotating the power generating rotor blade for a long period of time without providing a dust avoiding fence or net. In addition, the frequency of maintenance work for removing dust entangled with the rotating shaft can also be reduced.
加えて、プロペラ型の回転翼の場合は、羽根と羽根との間隙を通過して羽根に当たらなかった水流は、エネルギー源として使用されずに流れ去ってしまうのに対し、螺旋状の翼部の場合は、上流側で翼部に当たらなかった水流は、拡径しつつ軸方向に連続する螺旋状の翼部に、下流側で当たり易い。そのため、水流のエネルギーを有効に利用して、発電用回転翼を回転させ発電を行うことができる。 In addition, in the case of a propeller-type rotor blade, the water flow that does not hit the blade through the gap between the blades flows away without being used as an energy source. In this case, the water flow that did not hit the wing portion on the upstream side is likely to hit the spiral wing portion that expands in diameter and continues in the axial direction on the downstream side. Therefore, it is possible to generate electricity by effectively using the energy of the water stream to rotate the power generation rotor blade.
ところで、発電用回転翼を用いた水力発電では、水流の速度や所望の発電量に応じて、水流の方向に対する翼部の角度を調整することにより、回転軸部の回転速度を常に適切な速度に調整することができればより望ましい。しかしながら、特許文献1の発電用回転翼は、水流の方向に対する翼部の角度を調整する機能を備えていない点で、改善の余地があるものであった。
By the way, in hydroelectric power generation using power generation rotor blades, the rotation speed of the rotating shaft portion is always set to an appropriate speed by adjusting the angle of the blade portion with respect to the direction of water flow according to the speed of the water flow and the desired power generation amount. It is more desirable if it can be adjusted to. However, the power generating rotor blade of
そこで、本発明は、上記の発電用回転翼の改良に係るものであり、上流から下流に向かって拡径する螺旋状の翼部を有し、水流の方向に対する翼部の角度を調整することが可能な発電用回転翼の提供を、課題とするものである。 Therefore, the present invention relates to an improvement of the power generation rotor blade described above, and has a spiral blade portion whose diameter increases from upstream to downstream, and adjusts the angle of the blade portion with respect to the direction of water flow. It is an object of the present invention to provide a power generating rotor blade capable of achieving this.
上記の課題を解決するため、本発明にかかる発電用回転翼は、「回転軸部と、該回転軸部の軸方向を水流の方向と一致させている状態で下流側となる前記回転軸部の端部に形成された螺子部と、前記回転軸部が挿通された貫通孔を備え、前記回転軸部の軸方向にスライド可能なスライド体と、該スライド体より上流側で前記回転軸部周りに螺旋状に設けられ、上流側の始端から下流側の終端に向かって拡径すると共に、前記始端は前記回転軸部に固着され前記終端は前記スライド体に当接させた翼部と、前記スライド体より下流側で前記螺子部と螺合し、螺進により前記スライド体を押圧し上流側にスライドさせることにより前記翼部を弾性変形させるナット部とを」具備している。 In order to solve the above-described problems, the power generating rotor blade according to the present invention is described as follows: “The rotating shaft portion and the rotating shaft portion that is on the downstream side in a state where the axial direction of the rotating shaft portion coincides with the direction of water flow” And a slide body slidable in the axial direction of the rotary shaft portion, and the rotary shaft portion upstream of the slide body. And a wing portion provided in a spiral shape around the upstream end and expanding toward the downstream end, the start end fixed to the rotating shaft portion, and the end contacted with the slide body; A nut portion that is screwed with the screw portion on the downstream side of the slide body, and that elastically deforms the wing portion by pressing the slide body by sliding and sliding it to the upstream side.
「水流」としては、河川や用水路等を流下する水の他、浄水場や廃水処理施設内を配送される水を使用することができる。 As the “water flow”, water delivered through a water purification plant or a waste water treatment facility can be used in addition to water flowing down a river or a water channel.
「翼部」は一つまたは複数を設けることができる。ここで、翼部の形状の「螺旋状」とは、平面的な渦巻き形ではなく、軸方向に延びつつ周方向に巻回する形状を指している。また、翼部は、金属、樹脂、その他弾性変形する材料で形成される。 One or a plurality of “wing portions” can be provided. Here, the “spiral shape” of the shape of the wing portion is not a planar spiral shape, but refers to a shape that extends in the axial direction and is wound in the circumferential direction. The wing portion is formed of metal, resin, or other elastically deformable material.
螺旋状の翼部が「上流側の始端から下流側の終端に向かって拡径する」とは、一条の翼部について、軸心から翼部の外縁までの長さが始端から終端に向かって徐々に増加するように、回転軸部を巻回している形状を指している。かかる形状は、例えば、翼部が回転軸部の表面から突設される高さ自体を、始端から終端に向かって徐々に増加させることにより形成することができる。或いは、翼部が回転軸部の表面から突出される高さは一定とし、回転軸部において翼部を支持する部分自体を上流側から下流側に向かって拡径させることにより形成することができる。或いは、回転軸部において翼部を支持する部分を上流側から下流側に向かって拡径させつつ、翼部が軸部の表面から突出される高さをも始端から終端に向かって増加させても構わない。 The spiral wing part "expands diameter from the upstream start end to the downstream end" means that the length from the axial center to the outer edge of the wing part of the single wing part is from the start end to the end. The shape which is winding the rotating shaft part is indicated so that it may increase gradually. Such a shape can be formed, for example, by gradually increasing the height at which the wing portion protrudes from the surface of the rotating shaft portion from the start end toward the end. Alternatively, the height at which the wing portion protrudes from the surface of the rotating shaft portion is constant, and the portion of the rotating shaft portion that supports the wing portion itself can be formed by increasing the diameter from the upstream side toward the downstream side. . Alternatively, the height at which the wing part protrudes from the surface of the shaft part is also increased from the start end to the end while the diameter of the part supporting the wing part in the rotating shaft part is increased from the upstream side to the downstream side. It doesn't matter.
上記のように、本発明の発電用回転翼では、回転軸部の下流側の端部に螺子部が形成されており、スライド体より下流側でこの螺子部と螺合しているナット部は、螺進によってスライド体を押圧し、螺退によってその押圧力が低減する。そして、スライド体は回転軸部の軸方向にスライド可能であるため、ナット部が螺進によりスライド体を押圧することにより、スライド体は上流側にスライドする。このスライド体には螺旋状の翼部の終端が当接しており、翼部の始端は上流側で回転軸部に固着されているため、スライド体の上流側へのスライドに伴い翼部の終端が始端に近付くように変位する。これにより、翼部は弾性変形し、水流の方向に対する翼部の角度が変化する。 As described above, in the power generating rotor blade of the present invention, the screw portion is formed at the downstream end of the rotating shaft portion, and the nut portion screwed with the screw portion on the downstream side of the slide body is The slide body is pressed by screwing, and the pressing force is reduced by screwing. Since the slide body is slidable in the axial direction of the rotary shaft portion, the slide body slides upstream when the nut portion presses the slide body by screwing. Since the end of the spiral wing is in contact with this slide body, and the start end of the wing is fixed to the rotary shaft on the upstream side, the end of the wing is associated with the slide to the upstream side. Is displaced so as to approach the beginning. Thus, wings and elastic deformation, the angle of the wings with respect to the direction of water flow changes.
従って、本名発明によれば、ナット部を螺進・螺退させるのみの簡易な操作で、水流の方向に対する翼部の角度を変化させることができる。これにより、水流の速度や所望の発電量に応じて、水流の方向に対する翼部の角度を調整し、回転軸部の回転速度を調整することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, the angle of the wing portion with respect to the direction of the water flow can be changed by a simple operation of merely screwing and unscrewing the nut portion. Thereby, according to the speed of a water flow and the desired electric power generation amount, it becomes possible to adjust the angle of the wing | blade part with respect to the direction of a water flow, and to adjust the rotational speed of a rotating shaft part.
また、翼部において、スライド体の上流側へのスライドに伴い弾性変形する部分は、主に終端の近傍である。この部分は翼部が大径となっている部分であり、水流を受けた翼部が回転軸部を回転させる作用における寄与度が高い。従って、ナット部の螺進・螺退によって、主に終端の近傍で翼部の角度を変化させることにより、効率よく回転軸部の回転速度を調整することができる。 Further, in the wing portion, the portion that is elastically deformed as the slide body slides upstream is mainly in the vicinity of the terminal end. This portion is a portion where the wing portion has a large diameter, and the wing portion receiving the water flow has a high contribution to the action of rotating the rotating shaft portion. Therefore, the rotational speed of the rotary shaft portion can be adjusted efficiently by changing the angle of the wing portion mainly in the vicinity of the terminal end by screwing and unscrewing of the nut portion.
更に、本発明にかかる発電用回転翼は、上記構成に加え、「前記スライド体は、下流側に膨出するノーズ部を備え、該ノーズ部は、前記貫通孔の下流側の開口周りで窪み前記ナット部を没入させる凹部を備える」ものとすることができる。 Furthermore, the power generating rotor blade according to the present invention includes, in addition to the above-described configuration, “the slide body includes a nose portion that bulges downstream, and the nose portion is recessed around the opening on the downstream side of the through hole. It may be provided with a recess for immersing the nut portion.
「下流側に膨出するノーズ部」は、半球状や、外表面が放物面である形状に形成することができる。 The “nose portion bulging downstream” can be formed in a hemispherical shape or a shape whose outer surface is a paraboloid.
上記のように、スライド体がノーズ部を備えることにより、スライド体の下流側が負圧となって水流が軸心方向に引き付けられ、ナット部にゴミが絡みつくおそれや、スライド体の下流側で渦が生じて水流に乱れが生じることを抑制することができる。 As described above, since the slide body has the nose portion, the downstream side of the slide body has a negative pressure, the water flow is attracted in the axial direction, and the nut portion may be entangled with dust. It can suppress that turbulence arises and a turbulence arises in a water flow.
加えて、ノーズ部には、貫通孔の下流側の開口周りに凹部が形成されており、この凹部にはナット部が没入されるため、ナット部が水流を受けにくい。これにより、ナット部にゴミが絡みつくおそれや、ナット部の存在によって水流に乱れが生じるおそれを低減することができる。特に、ナット部として、工具を要することなく回転させることができる蝶ナットを用いた場合であっても、ナット部が凹部に没入されることにより、蝶ナットの大きなつまみ部にゴミが絡みつくおそれや、大きなつまみ部の存在によって水流に乱れが生じるおそれを低減することができる利点がある。 In addition, a recess is formed around the opening on the downstream side of the through hole in the nose portion, and the nut portion is immersed in the recess, so that the nut portion is difficult to receive water flow. As a result, it is possible to reduce the risk of dust getting tangled in the nut portion and the possibility of turbulence in the water flow due to the presence of the nut portion. In particular, even when a wing nut that can be rotated without the need for a tool is used as the nut portion, there is a risk that dust will be entangled with the large knob portion of the wing nut due to the nut portion being immersed in the recess. There is an advantage that the possibility that the water flow is disturbed due to the presence of the large knob portion can be reduced.
以上のように、本発明の効果として、上流から下流に向かって拡径する螺旋状の翼部を有し、水流の方向に対する翼部の角度を調整することが可能な発電用回転翼を提供することができる。 As described above, as an effect of the present invention, there is provided a power generating rotor blade having a spiral blade portion whose diameter increases from upstream to downstream and capable of adjusting the angle of the blade portion with respect to the direction of water flow. can do.
以下、本発明の第一実施形態である発電用回転翼1について、図1乃至図6に基づいて説明する。発電用回転翼1は、回転軸部10と、回転軸部10の軸方向を水流の方向と一致させている状態で下流側となる回転軸部10の端部に形成された螺子部15と、回転軸部10が挿通された貫通孔21hを備え、回転軸部10の軸方向にスライド可能なスライド体21と、スライド体21より上流側で回転軸部10周りに螺旋状に設けられ、上流側の始端から下流側の終端に向かって拡径すると共に、始端は回転軸部10に固着され終端はスライド体21に当接させた翼部16と、スライド体21より下流側で螺子部15と螺合し、螺進によりスライド体21を押圧し上流側にスライドさせることにより翼部16を弾性変形させるナット部31とを具備している。
Hereinafter, a power
より詳細に説明すると、回転軸部10は長尺棒状の長尺軸部10aと円錐形の翼支持軸部10bとからなり、長尺軸部10aは円錐形の頂点から、頂点と対向する円形面の中心に向かって翼支持軸部10bを挿通している。ここで、発電用回転翼1を水流に浸漬して発電を行なう場合は、回転軸部10の軸方向を水流の方向に一致させるが、このとき円錐形の翼支持軸部10bの頂点が上流側を向くように配される。本実施形態では、長尺軸部10aは丸棒部材で形成され、翼支持軸部10bを挿通した状態で、翼支持軸部10bと一体化されている。また、長尺軸部10aは翼支持軸部10bを挿通した上で、頂点から上流側に向かって長く(例えば、1m〜5m)延びていると共に、円形面からも下流側に向かって突出しており、この突出部分が螺子部15となっている。すなわち、翼支持軸部10bから下流側に突出した長尺軸部10aの外周面に、螺子山が形成されている。
More specifically, the
スライド体21は、下流側に向かってなだらかに曲線を描くよう面取りされた円盤状である。このスライド体21の中心には、長尺軸部10aの外径より僅かに大径の貫通孔21hが穿設されており、この貫通孔21hに、螺子部15が形成されている部分で長尺軸部10aが挿通されている。これにより、スライド体21は、貫通孔21hの内表面と長尺軸部10aの外表面との間に作用する摩擦力に抗して、長尺軸部10aの軸方向にスライド可能である。更に、スライド体21より下流側で、螺子部15にナット部31が留め付けられている。なお、ナット部31としては、例えば、六角ナットを用いることができる。また、本実施形態では、ナット部31とスライド体21との間には、ナット部31の外径より大径のワッシャ39を介在させてある。
The
ここで、スライド体21の半径は、翼支持軸部10bの下流端の半径(円錐形の円形面の半径)より、所定長さ(図示、△R)小さく設定されている(図2参照)。これにより、円錐形の翼支持軸部10bに沿って下流に向かう水流が、スライド体21によって塞き止められることが防止されている。
Here, the radius of the
翼部16は、本実施形態では三つ(三条)が設けられ、それぞれ翼支持軸部10bの上流側の端部(円錐形の頂点)近傍を始端とし、始端は翼支持軸部10bに固着されている。そして、それぞれの翼部16は、軸方向に延びつつ翼支持軸部10bの外周面に沿って巻回され、終端はスライド体21に当接している。ここで、構成を分かり易くするため、三条の翼部16の内の一条のみを図2及び図3(a)に示したように、それぞれの翼部16は、翼支持軸部10bの外周面に沿って、回転軸部10周りにそれぞれ約一周巻回されている。また、軸心から翼部16の外縁までの長さが、始端から終端まで徐々に増加するように設定されていると共に、翼部16が翼支持軸部10bの表面から突出する高さも、下流側ほど徐々に増加するように設定されている。
In the present embodiment, three (three strips) of
このような翼部16は、例えば、一枚の板材を渦巻き状に切断した上で、その渦巻き状の板材を厚さ方向に引き伸ばし、翼支持軸部10bの外周面に螺旋状に設けた溝に嵌め込んで接着することにより、形成することができる。また、翼部16の終端をスライド体21に当接させるには、例えば、図3(a)に示すように、翼部16の終端をスライド体21の外周縁より内側に回り込む形状とし、回り込んだ部分が、スライド体21において翼支持軸部10bの下流側端面(円錐形の円形面)と対面する面と重なるように当接させれば良い。或いは、図3(b)に示すように、翼部16の終端を軸心に向けて膨出する形状とし、その部分に長尺軸部10aを挿通しても良い。なお、図3(a),(b)は、スライド体21及び翼部16を下流側から見た図であるが、ナット部31及びワッシャ39は省略して図示している。
For example, such a
なお、翼部16の終端はスライド体21に接着等によって固着されていなくても、ナット部31の螺進によりスライド体21を上流側にスライドさせることにより、スライド体21が翼部16の終端と当接している状態とすることができる。
Even if the end of the
また、翼部16は、軸方向の断面図を図4(a)に示すように、水流の方向(回転軸部10の軸方向)に直交する方向より、上流側に向かって傾斜するように設ければ、翼部16によって水流を逃がさずに受け止め易く、水流のエネルギーを回転軸部10の回転エネルギーに効率よく変換することができる。更に、図示のように、翼部16を下流側にへこんだ凹状とすれば、より水流を逃がさずに受け止め易く、望ましい。
Further, as shown in FIG. 4A, the
加えて、本実施形態のように、翼部16が回転軸部10において翼支持軸部10bに取り付けられている場合は、図4(a)に示すように、翼部16を翼支持軸部10bの外周面に直交する方向より、上流側に向かって傾斜するように設ければ、より望ましい。このようにすることにより、翼支持軸部10bに沿って流下する水を、翼部16によって更に受け止め易いものとなり、水流のエネルギーを回転軸部10の回転エネルギーとして、より効率よく変換することができる。
In addition, when the
また、翼部16を複数設ける場合は、軸心に対して等角度間隔となるように取り付けることが望ましい。すなわち、本実施形態のように三条の翼部16を設ける場合は、それぞれの始端及び終端が、軸心に対して約120°間隔となるように取り付けられる。
In addition, when a plurality of
次に、水流の方向に対する翼部16の角度の調整について、説明する。長尺軸部10aの螺子部15と螺合しているナット部31を上流側に向けて螺進させると、ナット部31によってスライド体21が押圧され、スライド体21が上流側にスライドする。すなわち、図4(a)の状態から図4(b)の状態となる。このとき、スライド体21は、ナット部31より大径のワッシャ39を介して押圧されるため、ナット部31による押圧力がスライド体21に全体的に作用し易い。そして、スライド体21には翼部16の終端が当接しており、翼部16の始端は翼支持軸部10bに固着されているため、翼部16の終端は軸方向に沿って始端に近付くように変位する。これにより、翼部16は弾性変形し、水流の方向に対する翼部16の角度が変化する。
Next, adjustment of the angle of the
この状態で、スライド体21は翼部16の弾性によって下流側に付勢されている。そのため、ナット部31を螺退させれば、付勢力によってスライド体21は下流側にスライドし、翼部16の終端も下流側に変位する。従って、水流の速度や所望の発電量に応じて、ナット部31を螺進または螺退させ、ナット部31がスライド体21を押圧する力を調整することにより、水流の方向に対する翼部16の角度を調整することができる。
In this state, the
上記構成の発電用回転翼1は、例えば、次のような発電装置9に組み込んで使用することにより、河川や用水路の水流を利用して発電を行うことができる。すなわち、発電装置9は、図5に示すように、上記構成の発電用回転翼1と、翼部16の回転に伴う回転軸部10の回転が入力されて電力を出力する発電機50と、発電機50を片持ち状に支持するアーム部60とを主に具備している。
The power
ここで、発電機50としては、例えば、円板部51の回転により磁石が回転し、ケーシング59内に配設された複数のコイル中に誘導起電力が生じる公知の回転界磁型発電機50を使用可能である。そして、発電用回転翼1の回転軸部10の翼部16側とは反対側の端部、換言すれば、長尺軸部10aが翼支持軸部10bの頂点から上流に向けて長く延びている先端に、伝達部52を介して円板部51が固定される。このような構成により、翼部16が水流を受けて回転軸部10が回転すると、その回転が伝達部52を介して円板部51に伝達され、円板部51が回転することにより誘導起電力が発生する。
Here, as the
ケーシング59には、剛性の高い金属等の材料で形成された長尺のアーム部60が、一方向に延びるように取り付けられている。このアーム部60は、相対的にスライド可能な部材61を備えており、軸方向の長さが調整可能な構成となっている。このようなアーム部60は、回転軸部10と直角をなすように取り付けられる。更に、アーム部60の発電機50に接続された側とは反対側の端部には、壁や柵などに取り付け可能な取付具69が設けられている。
A
上記構成により、河川の護岸壁や用水路沿いの塀や柵に取付具69を取り付け、或いは、橋桁にアーム部60を取り付けることにより、図6に示すように、発電用回転翼1の翼部16を水中に浸漬し、且つ、発電機50は水面Sの上に位置させた状態で、発電装置9をアーム部60によって片持ち状に支持することができる。
With the above-described configuration, the
以上のように、本実施形態の発電用回転翼1によれば、ナット部31を螺進・螺退させる簡易な操作で、翼部16の水流の方向に対する角度を変化させることができる。そして、本実施形態では、複数(三条)の翼部16のそれぞれの終端が一つのスライド体21に当接しているため、ナット部31でスライド体21を押圧する一つの操作によって、複数の翼部16が同時に、かつ、均一な力で押圧される。これにより、複数の翼部16の角度の調整を一つの操作によって行うことができると共に、複数の翼部16の角度を均一に変化させることができる。
As described above, according to the power generating
次に、本発明の第二実施形態の発電用回転翼2について、図7を用いて説明する。発電用回転翼2が第一実施形態の発電用回転翼1と相違する点は、スライド体22が下流側に膨出するノーズ部41を備えており、ノーズ部41は、貫通孔22hの下流側の開口周りで窪みナット部32を没入させる凹部42を備えている点である。
Next, the power generating
より詳細には、本実施形態ではノーズ部41は半球状であり、凹部42は断面円弧状である。そして、本実施形態では、ナット部32として蝶ナットが使用される。なお、スライド体22の半径が翼支持軸部10bの下流端の半径より所定長さ(図示、△r)小さく設定される点は、第一実施形態と同様である。また、翼部16は、第一実施形態と同様に複数設けることができるが、構成を分かり易く示すために、図7では翼部16を一条のみ図示している。
More specifically, in the present embodiment, the
上記のように、スライド体22が半球状であることにより、スライド体22の下流側が負圧となり水流が軸心方向に引き付けられて、ナット部32にゴミが絡みつくおそれや、スライド体22の下流側で渦が生じて水流に乱れが生じることが抑制されている。
As described above, since the
また、ナット部32として蝶ナットを用いているため、レンチなどの工具を使用することなく手操作でナット部32を螺進・螺退させることができ、水流の方向に対する翼部16の角度の調整を容易に行うことができる。
Further, since the wing nut is used as the
そして、ナット部32はノーズ部41に設けられた凹部42に没入されるため、蝶ナットの大きなつまみにゴミが絡みつくおそれや、大きなつまみの存在によって水流に乱れが生じるおそれが低減されている。
And since the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements can be made without departing from the spirit of the present invention as described below. And design changes are possible.
例えば、上記の発電用回転翼1,2を使用した発電装置9は、更に落ち葉などのゴミの流路を変化させるゴミ避け用軸部65を備える構成とすることができる。より具体的には、ゴミ避け用軸部65は、図5及び図6に示すように、発電機50において回転しない部分を基端として翼部16に向かって延びつつ、長尺軸部10aからは徐々に離れ、その延長線が翼部16と交差しないように外方に向けてカーブする細長い棒状部材である。なお、図5及び図6は発電用回転翼として第一実施形態の発電用回転翼1を用いた場合を図示しているが、もちろん第二実施形態の発電用回転翼2を用いた発電装置にも、ゴミ避け用軸部65を設けることができる。
For example, the
このような構成により、図6に模式的に示すように、ゴミ避け用軸部65によって水流が案内され、ゴミの流路がそれて翼部16に当たりにくいものとなる(図示一点鎖線)。上述したように、本実施形態の発電用回転翼1,2は、上流から下流に向かって拡径する螺旋状の翼部16を備えることによって、水流が軸心側に回り込みにくく、ゴミが回転軸部10に絡まりにくいものとなっているが、上記構成のゴミ避け用軸部65を発電装置9に備えることにより、更に回転軸部10にゴミが絡まりにくいものとなる。
With such a configuration, as schematically shown in FIG. 6, the water flow is guided by the dust-preventing
加えて、図8に示すように、スライド体21と翼支持軸部10bの下流端との間に、パッキング材を充填することによりパッキング部49を形成することができる。ここで、パッキング材としては、スライド体21の上流側へのスライドに伴って圧縮されることにより、スライド体21の変位を妨げることなく、且つ、スライド体21の下流側へのスライドに伴って戻り変形することにより、スライド体21と翼支持軸部10bの下流端との間に空隙を生じさせにくい弾性部材が用いられる。例えば、ゴムや発泡樹脂の厚みのあるシートに、翼部16を通すための切り込みを入れた上で、スライド体21と翼支持軸部10bの下流端との間に圧入することにより、パッキング部49を形成することができる。なお、図8では、第一実施形態の発電用回転翼1がパッキング部49を備える場合を例示しているが、もちろん第二実施形態の発電用回転翼2がパッキング部49を備えることもできる。
In addition, as shown in FIG. 8, a packing
上述のように、本実施形態の発電用回転翼1,2は、上流から下流に向かって拡径する螺旋状の翼部16を備えることによって、水流が軸心側に回り込みにくいものとなっているが、このようにパッキング部49でスライド体と翼支持軸部10bの下流端との間隙を充填することにより、水流が軸心側に回り込むことが殆どないものとなる。これにより、ゴミが下流側で回転軸部10に絡まることが防止され、更に好適である。
As described above, the power
また、上記では、翼部16を翼支持軸部10bに取り付ける場合を例示したが、これに限定されず、長尺軸部10aのみで回転軸部10を構成させ、終端を除く翼部16を長尺軸部10aに直接取り付けることもできる。
Moreover, although the case where the wing |
更に、上記では、スライド体21,22とナット部31,32との間にワッシャ39を介在させている場合を例示したが、ワッシャ自体をスライド体として用いることも可能である。すなわち、翼部の終端を直接ワッシャに当接させておき、ナット部の螺進・螺退によりワッシャを軸方向にスライドさせれば、上記と同様に、翼部の終端を軸方向に沿って変位させ、水流の方向に対する翼部の角度を調整することができる。
Furthermore, although the case where the
1,2 発電用回転翼
10 回転軸部
15 螺子部
16 翼部
21,22 スライド体
21h,22h 貫通孔
31,32 ナット部
41 ノーズ部
42 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該回転軸部が軸方向を水流の方向と一致させている状態で下流側となる前記回転軸部の端部に形成された螺子部と、
前記回転軸部が挿通された貫通孔を備え、前記回転軸部の軸方向にスライド可能なスライド体と、
該スライド体より上流側で前記回転軸部周りに螺旋状に設けられ、上流側の始端から下流側の終端に向かって拡径すると共に、前記始端は前記回転軸部に固着され前記終端は前記スライド体に当接させた翼部と、
前記スライド体より下流側で前記螺子部と螺合し、螺進により前記スライド体を押圧し上流側にスライドさせることにより前記翼部を弾性変形させるナット部と
を具備することを特徴とする発電用回転翼。 A rotating shaft,
A screw portion formed at an end of the rotating shaft portion which is on the downstream side in a state where the rotating shaft portion matches the axial direction with the direction of water flow;
A slide body provided with a through-hole through which the rotary shaft portion is inserted, and capable of sliding in the axial direction of the rotary shaft portion;
It is provided in a spiral shape around the rotation shaft portion on the upstream side of the slide body, and the diameter increases from the upstream start end toward the downstream end, the start end is fixed to the rotation shaft portion, and the end is The wings in contact with the slide body,
And a nut portion that is engaged with the screw portion on the downstream side of the slide body, and that elastically deforms the wing portion by pressing the slide body by sliding and sliding it to the upstream side. Rotor blades.
該ノーズ部は、前記貫通孔の下流側の開口周りで窪み前記ナット部を没入させる凹部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の発電用回転翼。 The slide body includes a nose portion that bulges downstream,
2. The power generating rotor blade according to claim 1, wherein the nose portion includes a recess that is recessed around an opening on the downstream side of the through hole and into which the nut portion is immersed.
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