JP4955939B2 - 水車式駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、河川、用水路、下水路等の水路やその取水口に設置される水車式駆動装置に関し、特に、水位に影響を受けることなく水車を回すとともに、ゴミ等が絡みにくく、水車が停止しても水路の流れへの影響を少なくすることができる水車式駆動装置に関するものである。
水車式駆動装置は、水車軸に水車羽根を放射状に取り付け、水路の水流を羽根に受けることにより水車軸を回転させるようにしている。
従来の水車式駆動装置は、図３に示すように、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。
ところが、水路の前後に落差を設けられない場合や水位が常に変動する場合は、上記従来の横軸式水車では対応が難しく、水位に合わせて水車を上下移動させる複雑な機構を用いる必要があった。
また、堰の直後に水車を設けるためゴミ等が挟まり易く、停止すると水路の流れを阻害するなどの問題もあった。
本発明は、上記従来の水車式駆動装置が有する問題点に鑑み、水位に影響を受けることなく水車を回すとともに、ゴミ等が絡みにくく、水車が停止しても水路の流れへの影響を少なくすることができる水車式駆動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の水車式駆動装置は、水車軸に水車羽根を放射状に取り付け、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、前記水車軸を水路の壁面に固定したフレームに鉛直に支持することにより縦軸の水車を水路の壁面付近に設置し、水車の壁面側の半周を前記フレームによって被覆し、かつ、水車の上流側の水路の壁面からフレームにかけて壁面に沿う水流を水車羽根に案内する整流板を架設するとともに、水車式駆動装置の下流側に設置したディスクスクリーンに、水車式駆動装置の水車軸の回転をタイミングベルトと減速機を介して伝達するようにしたことを特徴とする。
本発明の水車式駆動装置によれば、水路内に水車を固定しても水位に影響を受けることなく水車を回すことができ、また、水路の壁面付近に水車を設置するため、水車廻りの水の流れがスムーズでゴミ等が絡みにくく、さらに、水車が停止しても水路の流れへの影響を少なくすることができる。
以下、本発明の水車式駆動装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１に、水車式駆動装置の参考例を示す。
この水車式駆動装置は、水車軸１に水車羽根２を放射状に取り付け、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を回転させるもので、前記水車軸１を略鉛直にした縦軸の水車３を水路Ｓの壁面Ｓ１付近に設置するようにしている。
水車３は、水車軸１に対し水車羽根２を放射状にかつ等間隔に取り付けた構造とし、水路Ｓの流れを水車羽根２に受けて回転する。
水車羽根２は水没しても問題はないが、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。
水車３は、水路Ｓの壁面Ｓ１に固定されたフレーム４に、上下の軸受５を介して支持されるとともに、壁面Ｓ１側の半周が水流の影響を受けないようにフレーム４の一部によって被覆されている。
軸受５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。
水車３の上流側には、水路Ｓの壁面Ｓ１に沿う水流を水車羽根２に案内する整流板６が、水路Ｓの壁面Ｓ１からフレーム４にかけて架設されている。
このように、水車３の上流側に整流板６を設けることにより、水車羽根２に当たる水流の流速を速くすることができ、水車効率を上げることができる。
水車軸１の上部には、チェーン等の動力伝達装置７が架設されている。この動力伝達装置７は、チェーン、ベルト、ギヤ等の他に、発電機を直接取り付けて動力を電力に変換することも可能である。
図２に、本実施例の水車式駆動装置をディスクスクリーンと組み合わせた例を示す。
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。
かくして、本実施例の水車式駆動装置は、水車軸１に水車羽根２を放射状に取り付け、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を回転させる水車式駆動装置において、前記水車軸１を略鉛直にした縦軸の水車３を水路Ｓの壁面Ｓ１付近に設置することから、水路Ｓ内に水車３を固定しても水位に影響を受けることなく水車３を回すことができ、また、水路Ｓの壁面Ｓ１付近に水車３を設置するため、水車廻りの水の流れがスムーズでゴミ等が絡みにくく、さらに、水車３が停止しても水路Ｓの流れへの影響を少なくすることができる。
以上、本発明の水車式駆動装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
本発明の水車式駆動装置は、水位に影響を受けることなく水車を回すとともに、ゴミ等が絡みにくく、水車が停止しても水路の流れへの影響を少なくするという特性を有していることから、例えば、水位変動が大きい河川や用水路、下水路等に好適に用いることができる。
水車式駆動装置の参考例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の水車式駆動装置の一実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 従来の水車式駆動装置を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は下流側から見た図である。
１ 水車軸
２ 水車羽根
３ 水車
４ フレーム
５ 軸受
６ 整流板
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 (1)

  1. 水車軸に水車羽根を放射状に取り付け、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、前記水車軸を水路の壁面に固定したフレームに鉛直に支持することにより縦軸の水車を水路の壁面付近に設置し、水車の壁面側の半周を前記フレームによって被覆し、かつ、水車の上流側の水路の壁面からフレームにかけて壁面に沿う水流を水車羽根に案内する整流板を架設するとともに、水車式駆動装置の下流側に設置したディスクスクリーンに、水車式駆動装置の水車軸の回転をタイミングベルトと減速機を介して伝達するようにしたことを特徴とする水車式駆動装置。
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