JP4751747B2 - 水力発電装置 - Google Patents
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Description
図1(a)、(b)は、本発明を適用した水力発電装置の平面図、およびA−A′断面図である。なお、A−A′線は、射出口の形成位置を通らないが、図1(b)の左部分には、射出口についても図示してある。
ステータ部6は、軸線方向に重ねて配置された2つの相のステータ組61、62で構成されている。2つのステータ組61、62のいずれにおいても、外ステータコア、コイルボビンに巻回されたコイル、および内ステータコアが重ねられた構造を有しており、コイルボビンの内周に沿って、外ステータコアの極歯と内ステータコアの極歯が交互に並んでいる。また、コイルの巻き始め部分および巻き終わり部分は、端子台66の端子67およびワイヤー68を介してコネクタ69に接続されている。なお、上ケース29には、端子台66を覆うフード部291が形成されており、ステータ部6に水が浸入するのを防止する構造になっている。
本形態の水力発電装置1において、本体ケース21では、流体入口31に対向するように隔壁219が起立しており、その上方には、水車室35の周りに環状流路33が形成されている。ここで、環状流路33は、底面、内周面、外周面、および上面が各々、本体ケース21の環状の仕切り壁211、本体ケース21の環状の内側垂直壁212、本体ケース21の環状の外側垂直壁213、およびカバー23により規定されている。
図2(a)、(b)、(c)は、図1に示す水力発電装置に用いた発電用水車を第1のラジアル軸受側からみたときの斜視図、この発電用水車を第2のラジアル軸受側からみたときの平面図、およびB−B′断面図である。
以下、図1、図2および図3を参照して、本形態の水力発電装置1の製造方法のうち、発電用水車5の組み立て方法を説明しながら、発電用水車5の構成を詳述する。
このように構成した水力発電装置1において、流体入口31から流れ込んだ水は、隔壁にぶつかって上方の環状流路33に流れ込んだ後、4つの射出口34から発電用水車5の羽根57に向けて射出される。その結果、発電用水車5が回転し、それに伴い、永久磁石55も回転することにより、ステータ部6のコイルに誘起電圧が発生する。発電用水車5を回し終えた水は、下方に落下し、そこから流体出口32を経て排出される。また、ステータ部6で発生した誘起電圧は、コネクタ69を介して外部の回路に導かれ、この回路で直流に変換された後、整流され電池に充電される。
以上説明したように、本形態の水力発電装置1に用いた発電用水車5は、第1の羽根571に対して軸線方向で隣接する位置に円筒板部58を備え、この円筒板部58は振動防止壁として機能する。すなわち、4つの射出口34は、第1の羽根571および円筒板部58の双方に跨る方向に向かって開口しており、射出口34から射出された水の一部は、第1の羽根571に直接、ぶつかる一方、射出口34から射出された水の残りは、円筒板部58の外端面に各方向から常時、ぶつかる。このため、円筒板部58にぶつかった水の圧力は、発電用水車5に調芯作用を発揮するため、発電用水車5が回転した際の回転振動や回転ノイズの発生を防止することができる。
上記形態においては、発電用水車5を組み立てる際、円筒体50に対して第1のラジアル軸受51および第2のラジアル軸受52を溶着により固定したが、機械的な潰しや接着などの方法を採用してもよい。また、上記形態では、第1のラジアル軸受51および第2のラジアル軸受52が別体で構成された発電用水車5を用いたが、第1のラジアル軸受51および第2のラジアル軸受52が円筒体50と一体に構成された発電用水車5を用いた場合に本発明を適用してもよい。さらに上記形態では、4つの射出口34が等角度間隔に形成されていたが、4つの射出口34が不等角度間隔に形成されているために、第1の羽根571が各々、射出口34に最接近するタイミングがずれている構成を採用してもよい。
5 発電用水車
6 ステータ部
9 位置決め軸
34 射出口
35 水車室
50 円筒体
51 第1のラジアル軸受
52 第2のラジアル軸受
55 永久磁石
57 羽根
58 円筒板部
501 貫通穴
510、520 軸穴
518、528 周溝
571 第1の羽根
572 第2の羽根
Claims (5)
- 流体入口から流体出口に到る流路と、前記流路の途中位置で軸線周りに回転可能に配置された発電用水車と、該発電用水車の周りから水を噴射する射出口とを有する水力発電装置において、
前記発電用水車は、外周側に張り出す複数枚の第1の羽根と、該第1の羽根に対して軸線方向で隣接する位置で前記発電用水車の回転中心軸線に対して同軸状に構成された円筒板部を備え、
前記射出口は、前記発電用水車の周方向において等角度間隔に複数形成され、
前記射出口の前記回転中心軸線方向における開口範囲は、前記回転中心軸線方向において前記第1の羽根が設けられている範囲の少なくとも一部、および前記回転中心軸線方向において前記円筒板部が設けられている範囲の少なくとも一部に跨っていることを特徴とする水力発電装置。 - 請求項1において、前記発電用水車は、前記第1の羽根に対して前記回転中心軸線方向で隣接する領域で外周側に張り出す複数枚の第2の羽根を備え、
前記円筒板部は、前記第2の羽根の外周端同士を連結するように構成されていることを特徴とする水力発電装置。 - 請求項2において、前記円筒板部の外端面は、前記第1の羽根の外周端と同一の半径距離の位置にあることを特徴とする水力発電装置。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記複数枚の第1の羽根が各々、前記射出口に最接近するタイミングがずれていることを特徴とする水力発電装置。
- 請求項4において、前記複数枚の第1の羽根は等角度間隔に配置され、
前記第1の羽根の枚数と前記射出口の数は互いに素の関係にあることを特徴とする水力発電装置。
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