JP5072052B1

JP5072052B1 - 小型水力発電装置

Info

Publication number: JP5072052B1
Application number: JP2011277455A
Authority: JP
Inventors: 利夫江▲崎▼
Original assignee: 利夫江▲崎▼
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: JP2013127230A

Abstract

【課題】流水を効率よく利用して発電機に伝える。簡単な構造で容易に設置することが可能な小型水力発電装置を提供する。
【解決手段】流水を受けて動力とするための回転翼を立体の渦巻き状の羽根2としたことにより多くの流水を受け、流水に大きな抵抗を与えることなく効率良く十分な動力を得ることができる。流水(矢印)を受けた渦巻き状の羽根2は面の渦巻きの面積に近い面積で流水を受けて回転する。羽根が下流に向いて長くなっているため流水に対する抵抗は少ないため、出力が大きい動力を発電機７に伝えて効率良く発電ができることを特徴とする小型水力発電装置。
【選択図】図１

Description

本発明は，水流を利用して効率良く発電する小型水力発電装置に関するものである。

、
従来、河川、導水路、排水路、農業用水路などで流水を利用した種々の小型水力発
電装置があり、それぞれの利点を生かした小型水力発電装置がある。

これらの発電装置は、水車型、プロペラ型、スクリュー型,螺旋型などがあり、設備を固定したものから可搬可能なものまで、小型水力発電装置がある。

しかしながら従来の発電装置は、流水を効率よく利用できず十分な発電効果を得ることができない欠点があった。

上記のプロペラ型は羽根のプロペラの回転直径の面積に対して、流水を受ける面積が小
さく流水を十分に利用できない。

螺旋型の多くは、流水が比較的緩やかな場所か傾斜が少ない場所に設置され、羽根全体で流水を受けるものではなく、円面積の下部,すなわち動力軸より下部の羽根で流水を受け回転軸を回転させて動力を得るものであり大きな回転力を望むことができない。

スクリュー型においては、回転直径面積に対しては、大きいが、流水に対して抵抗が大きく流水の速度が速い場所では羽根にかかる負担が大きく使用できない。

従来の小型水力発電装置には上記のような欠点があった。

特開 2010−112194号公報特開 2010−242604号公報

本発明は、従来の小型水力発電装置に対して、流水を効率よく利用でき、しかも流水に対して抵抗が少なく回転翼を回転させ回転軸に伝え動力とする。この動力を連結器で発電機に伝え発電する小型水力発電装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は発電機の動力となる回転翼の羽根を立体の渦巻き状の羽根とすることで流水に大きな抵抗を与えることなく平面の渦巻きに近い広い面積で流水を受け効率よく動力を得ることができる構造としたことを特徴とする。

流水の水力を利用して動力を得る為の回転翼を立体の渦巻き状の羽根とし、立体の渦巻き状の羽根を回転軸に支持具で固定して、回転軸を発電機と連結し、発電機の動力として発電することを特徴とする小型水力発電装置。

渦巻き状の羽根の巻き始めである径が大きい方の1周目を円周に沿って拡大し図５、1週目の羽根の幅を広くして、流水を多く受け回転軸に大きな力を伝えることを特徴とする小型水力発電装置。

上記のような構造としたことで従来の発電装置より簡単な構造となり以上のような利点がある。
1、渦巻き状の羽根の角度を変えることにより流水の流量・流速に対応できる。
2、羽根を複数枚にすることで回転力が増加する。
3、図1、図3に示す羽根の側面の寸法Ｌの長さを変えることで羽根の回転数・回転力を変えることができる。
4、堤防や滝など傾斜が急峻な場所や河川、導水路、排水路、用水路等傾斜が緩やかな場所に設置できる。
5、構造が複雑でないため、メンテナンスが容易で、維持、管理が容易である。
6、海流、潮流発電としての利用も可能である。
7、軽量なため可搬、設置が容易である。
8、羽根の幅を変えることにより羽根の長さを変えることができる。
9、又、この発電装置は円筒内に収納せず動力部と発電機を支える枠のみに固定して、河川、水路等に設置することもできる。

以上の説明から明らかなように、本発明は次のような効果が得られる。

1、回転翼となる羽根を立体の渦巻き状の羽根の回転を動力とする動力部とそれに連結する発電機とで構成されているため流水を効率よく利用し発電することができる。

2、上記の構成としたことにより流水の量、強弱に影響されることなく,例えば、堤防や滝のような急峻な場所や傾斜が緩やかな河川、水路にも設置できる。

3、構造が簡単である為メンテナンスが容易である。

本発明を実施するための小型水力発電装置の内部構造を示す側面図である。渦巻き状の羽根を回転軸に支持具で固定した発電装置の動力部の斜視図である。図２の側面図である渦巻きの平面図である。渦巻きの１週目の羽根の幅を広くした平面図である。

以下、本発明の実施の実施形態を図１〜５に基づいて説明する。

図１は、本発明の小型水力発電装置の内部構造を示す図であって、１は円筒の断面、２は立体の渦巻き状の羽根、３は回転軸、4a,4b,4c,4dは回転軸に羽根を固定するための支持具で構成された動力部とし連結器８により発電機７に連結している１体の小型水力発電装置とする。

上記、図１の小型水力発電装置の各部について説明する。

１は円筒の断面図、２は立体の渦巻き状の羽根、３は回転軸、4a,4b,4c,4dは羽根を回転軸に固定するための支持具、5a,5bは動力部を支える支柱,6a,6bは軸受け、７は発電機、８は連結器、９は発電機を固定するための支柱、Ｌは羽根の側面の寸法である。

図２は、動力部の斜視図で立体の渦巻き状の羽根２を回転軸５に支持具４a,4b,4c,4dで固定していることを示す図である。

図３は、図２の側面図である。

図４は、本発明の立体の渦巻き羽根の平面図である。

図５は、渦巻き状の羽根の１周目(径が大きい方)を円周に沿って広くしていることを示す平面図である。

上記の小型水力発電装置を携帯できる大きさで制作する。

直径１９cm厚さ１mmの円形のアルミ板を幅２，５cmで渦巻き状に切断した上で、その渦巻き状の板を厚さ方向に長さ３０cmの立体の渦巻き状の羽根とする。

長さ４０cm、直径0，８cmの鉄棒を回転軸とし、図2、図3に示すように立体の渦巻き状の羽根を支持具4a,4b,4c,4dで固定して動力部とする。

上記動力部と発電機を連結器で連結し、1体の小型水力発電装置の本体とする。

上記本体の発電装置を直径２０cmの金属の円筒内に収容し固定し図1の小型水力発電装置とする。

上記の発電装置を水深３０cm、落差約１０cmに浸漬し流水が筒内を流れると羽根が回転し同時に発電機も回転し、発電機の電気の出力で６V、2.4Ｗの豆電球が点灯した。

本装置で使用した発電機は自転車用のハブダイナモを使用した。
直線の矢印は流水を示す。

発電装置と発電機の連結は直結とせず円筒外に設置した発電機に傘歯車等で連結した小型水力発電装置とすることもできる。

本発明は小型水力発電装置を製造する産業で利用される

１円筒の断面
２立体の渦巻き状の羽根
３回転軸
４支持具(4a,4b,4c,4d)
７発電機
L 立体の渦巻き状の羽根の側面の寸法

Claims

流水の水力を利用して動力を得るための回転翼を、上流側が径が大きく下流側に径が小さくなっている立体の渦巻き状の帯状羽根とし、回転軸と羽根との間、上流側の羽根と下流側の羽根との間、及び羽根の周囲には、広く開放された空間を有し、流水の流れを容易にし、羽根の径が大きい方から小さい方に流れた流水は各段の羽根に当たって回転力を与えた後下流に容易に流れ、回転翼を回転させて得た回転翼の回転力を発電機の動力とし、発電機と連結して発電することを特徴とする小型水力発電装置。