JP6382266B2 - Hydroelectric generator - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、小規模の水力発電装置に係り、特に、タービンと発電機を結ぶ駆動軸系において、発電機の位置を微調整することができるように工夫したものに関する。   The present invention relates to, for example, a small-scale hydroelectric generator, and more particularly to a device devised so that the position of a generator can be finely adjusted in a drive shaft system connecting a turbine and a generator.

小規模の水力発電装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献1、特許文献2、等がある。
特許文献1に記載された浮き水車式水力発電機は、川に設置されるものであり、主アームの先端側に水車が回転可能に設置されている。上記主アームの基端側には発電機が設置されており、上記水車の回転はギアとシャフトを介してこの発電機に伝達される。
As what discloses the structure of a small-scale hydroelectric generator, there exist patent document 1, patent document 2, etc., for example.
The floating water turbine type hydroelectric generator described in Patent Document 1 is installed in a river, and a water turbine is rotatably installed on the tip side of the main arm. A generator is installed on the base end side of the main arm, and the rotation of the water turbine is transmitted to the generator through a gear and a shaft.

また、上記川の幅方向両側にある土手には支柱がそれぞれ設置されていて、これら支柱間には支持部材が設置されている。上記主アームはこの支持部材に支持されており、主アームはその支持位置を支点に揺動可能に設置されている。   In addition, columns are installed on the banks on both sides of the river in the width direction, and support members are installed between these columns. The main arm is supported by the support member, and the main arm is installed so as to be swingable with the support position as a fulcrum.

また、上記主アームの先端側には浮き材が設置されている。上記水車はこの浮き材によって浮上しており、上記川の水位に合わせて上下動されるようになっている。   Further, a floating material is installed on the front end side of the main arm. The water wheel is levitated by the floating material, and is moved up and down according to the water level of the river.

また、特許文献2に記載された水力発電装置及びその設置方法でも、水力発電装置が河川、用水路等に設置されている。この水力発電装置は、本体部分の先端側に水車が設置されていて、この水車の回転が傘歯車と縦軸体と軸継手を介して、上記本体部分の基端側に設置された発電機に伝達される。   Further, in the hydroelectric power generation apparatus and the installation method described in Patent Document 2, the hydroelectric power generation apparatus is installed in a river, a water channel, or the like. In this hydroelectric generator, a turbine is installed on the distal end side of the main body portion, and the generator is installed on the proximal end side of the main body portion via a bevel gear, a vertical axis body, and a shaft coupling. Is transmitted to.

また、上記水力発電装置は、例えば、河川に設置された架設部材を支点として揺動可能に設置されており、上記水力発電装置には、上記水力発電装置を揺動させるための操作レバが取り付けられている。   In addition, the hydroelectric power generation apparatus is installed so as to be swingable with a construction member installed in a river as a fulcrum, for example, and an operation lever for swinging the hydroelectric power generation apparatus is attached to the hydroelectric power generation apparatus. It has been.

特開2008−267369号公報JP 2008-267369 A 特開2013−241841号公報JP 2013-241841 A

上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、特許文献1に記載された浮き水車式水力発電機、特許文献2に記載された水力発電装置の何れの場合にも、タービンの回転を発電機に伝達させるための駆動軸系が真っ直ぐに設けられているため、タービンの位置に対して発電機の位置は真っ直ぐな所定位置に一義的に決められてしまい、これを微調整することができないという問題があった。
なお、微調整の例としては、タービンの位置はそのままで発電機を少しでも液面から離間させたい場合、同じく、タービンの位置はそのままで周囲との関係で発電機の位置を変えたい場合、等の例が考えられる。
The conventional configuration has the following problems.
That is, in any case of the floating turbine hydroelectric generator described in Patent Document 1 and the hydroelectric power generator described in Patent Document 2, the drive shaft system for transmitting the rotation of the turbine to the generator is straight. Since it is provided, the position of the generator is uniquely determined to be a straight predetermined position with respect to the position of the turbine, and there is a problem that this cannot be finely adjusted.
In addition, as an example of fine adjustment, if you want to move the generator away from the liquid level as much as possible with the position of the turbine unchanged, similarly, if you want to change the position of the generator relative to the surroundings without changing the position of the turbine, Etc. are considered.

本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、タービンと発電機を結ぶ駆動軸系において、発電機の位置を微調整することを可能にする水力発電装置を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of the above points, and an object of the present invention is to make a hydroelectric generator capable of finely adjusting the position of the generator in a drive shaft system connecting the turbine and the generator. Is to provide.

上記目的を達成するべく本発明の請求項1による水力発電装置は、支点を介して揺動可能に設置された揺動体と、上記揺動体の先端に設けられ水流によって回転せられるタービンと、上記揺動体の基端に設けられた発電機と、上記揺動体内に設けられ上記タービンの回転を上記発電機に伝達する回転伝達機構と、上記タービンに設けられたフロートと、を具備し、上記動体は先端側のタービン側動体要素と基端側の発電機側動体要素が上記支点を境に相互になす角度(θ)を調整可能に連結された構成をなしていて、上記回転伝達機構は上記タービン側の駆動軸と上記発電機側の駆動軸との間にユニバーサルジョイントを介在させた構成をなしていて、上記角度(θ)の調整に上記回転駆動機構が追従可能に構成されていることを特徴とするものである。 また、請求項2による水力発電装置は、請求項1記載の水力発電装置において、上記支点は予想上昇水位の上に設けられていることを特徴とするものである。 また、請求項3による水力発電装置は、請求項1又は請求項2記載の水力発電装置において、上記発電機側揺動体要素には重錘が移動可能に設置されていることを特徴とするものである。 また、請求項4による水力発電装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の水力発電装置において、上記フロートは回転フロートであることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a hydroelectric generator according to claim 1 of the present invention includes a rocking body installed so as to be capable of rocking via a fulcrum, a turbine provided at a tip of the rocking body and rotated by a water flow, and A generator provided at a base end of the oscillator, a rotation transmission mechanism provided in the oscillator to transmit the rotation of the turbine to the generator, and a float provided in the turbine. The oscillator has a configuration in which the turbine-side oscillator element on the front end side and the generator-side oscillator element on the base end side are connected so as to be able to adjust the angle (θ) mutually with the fulcrum as a boundary. The transmission mechanism has a configuration in which a universal joint is interposed between the turbine-side drive shaft and the generator-side drive shaft, and the rotational drive mechanism can follow the angle (θ) adjustment. It is characterized by being To do. According to a second aspect of the present invention, there is provided a hydraulic power generation apparatus according to the first aspect, wherein the fulcrum is provided above an expected rising water level. The hydroelectric generator according to claim 3 is the hydroelectric generator according to claim 1 or 2, wherein a weight is movably installed on the generator-side oscillator element. It is. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic power generation apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the float is a rotating float.

以上述べたように本発明の請求項1による水力発電装置によると、支点を介して揺動可能に設置された揺動体と、上記揺動体の先端に設けられ水流によって回転せられるタービンと、上記揺動体の基端に設けられた発電機と、上記揺動体内に設けられ上記タービンの回転を上記発電機に伝達する回転伝達機構と、上記タービンに設けられたフロートと、を具備し、上記動体は先端側のタービン側動体要素と基端側の発電機側動体要素が上記支点を境に相互になす角度(θ)を調整可能に連結された構成をなしていて、上記回転伝達機構は上記タービン側の駆動軸と上記発電機側の駆動軸との間にユニバーサルジョイントを介在させた構成をなしていて、上記角度(θ)の調整に上記回転駆動機構が追従可能に構成されているので、上記フロートに対する上記発電機の位置を微調整することができる。 また、請求項2による水力発電装置によると、請求項1記載の水力発電装置において、上記支点は予想上昇水位の上に設けられているので、上記支点が確実に水位の上昇に影響されないようにすることができる。 また、請求項3による水力発電装置によると、請求項1又は請求項2記載の水力発電装置において、上記発電機側揺動体要素には重錘が移動可能に設置されているので、上記発電機側と上記タービン側のバランスを容易に調整することができる。 また、請求項4による水力発電装置によると、請求項1〜請求項3の何れかに記載の水力発電装置において、上記フロートは回転フロートであるので、上記フロートに対する水流の抵抗を軽減するとともに、上記フロートが上記水流の妨げにならないようにすることができる。 As described above, according to the hydroelectric generator according to claim 1 of the present invention, the swinging body installed so as to be swingable via the fulcrum, the turbine provided at the tip of the swinging body and rotated by the water flow, A generator provided at a base end of the oscillator, a rotation transmission mechanism provided in the oscillator to transmit the rotation of the turbine to the generator, and a float provided in the turbine. The oscillator has a configuration in which the turbine-side oscillator element on the front end side and the generator-side oscillator element on the base end side are connected so as to be able to adjust the angle (θ) mutually with the fulcrum as a boundary. The transmission mechanism has a configuration in which a universal joint is interposed between the turbine-side drive shaft and the generator-side drive shaft, and the rotational drive mechanism can follow the angle (θ) adjustment. The above The position of the generator relative to the funnel can be finely adjusted. According to the hydroelectric generator according to claim 2, in the hydroelectric generator according to claim 1, the fulcrum is provided above the expected rise water level, so that the fulcrum is not affected by the rise in water level. can do. According to the hydroelectric generator according to claim 3, in the hydroelectric generator according to claim 1 or 2, a weight is movably installed on the generator-side oscillator element. The balance between the turbine side and the turbine side can be easily adjusted. Moreover, according to the hydroelectric generator according to claim 4, in the hydroelectric generator according to any one of claims 1 to 3, the float is a rotary float, so that the resistance of the water flow to the float is reduced, It is possible to prevent the float from interfering with the water flow.

本発明の第1の実施の形態を示す図で、水力発電装置の平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a top view of a hydroelectric generator. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、水力発電装置の側面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a side view of a hydroelectric generator. 本発明の第1の実施の形態を示す図で、図1のIII−III断面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention, and is III-III sectional drawing of FIG. 本発明の第2の実施の形態を示す図で、水力発電装置の平面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is a top view of a hydroelectric generator. 本発明の第2の実施の形態を示す図で、水力発電装置の側面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is a side view of a hydroelectric generator.

以下、図1乃至図3を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。この第1の実施の形態による水力発電装置1は、河川3に設置されている。まず、揺動体5があり、この揺動体5は河川3の岸17a、17bに設置された支持部6a、6bによって揺動可能に支持されている。上記揺動体5には揺動中心筒体7があり、この揺動中心筒体7を挟んで両側には発電機支持筒9と、タービン支持筒11がそれぞれ設置されている。上記揺動中心筒体7は、上記河川の幅方向に延長・配置されており、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11は、上記揺動中心筒体7に直交する方向に延長・配置されている。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The hydroelectric generator 1 according to the first embodiment is installed in a river 3. First, there is an oscillating body 5, and this oscillating body 5 is supported so as to be able to oscillate by support portions 6a and 6b installed on the shores 17a and 17b of the river 3. The oscillating body 5 has an oscillating center cylinder 7, and a generator support cylinder 9 and a turbine support cylinder 11 are installed on both sides of the oscillating center cylinder 7. The swing center cylinder 7 is extended and arranged in the width direction of the river, and the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11 are extended and orthogonal to the swing center cylinder 7. Has been placed.

また、上記揺動中心筒体7は、図3に示すように、外筒13aと、この外筒13a内に相対的に回転可能に内装された内筒13bと、から構成されている。上記発電機支持筒9は上記外筒13a側に固着されており、上記タービン支持筒11は上記内筒13b側に固着されている。 なお、上記発電機支持筒9と上記外筒13aとによって発電機側動体要素を構成し、上記タービン支持筒11と上記内筒13bとによってタービン側動体要素を構成している。 上記外筒13aには、図3に示すように、上記タービン支持筒11によって貫通される切欠部15aが形成されている。また、上記内筒13bには、図3に示すように、後述する回転伝達機構によって貫通される切欠部15b、15cが形成されている。また、上記外筒13aの切欠部15aに対向する位置にも、回転伝達機構によって貫通される切欠部15dが形成されている。また、図1及び図2に示すように、上記外筒13aの外周側には、外筒用ハンドル13cが固着されている。 Further, as shown in FIG. 3, the swing center cylinder 7 is composed of an outer cylinder 13a and an inner cylinder 13b that is rotatably mounted in the outer cylinder 13a. The generator support cylinder 9 is fixed to the outer cylinder 13a side, and the turbine support cylinder 11 is fixed to the inner cylinder 13b side. The generator support cylinder 9 and the outer cylinder 13a constitute a generator-side oscillator element, and the turbine support cylinder 11 and the inner cylinder 13b constitute a turbine-side oscillator element. As shown in FIG. 3, the outer cylinder 13 a is formed with a notch 15 a that is penetrated by the turbine support cylinder 11. Further, as shown in FIG. 3, the inner cylinder 13b is formed with notches 15b and 15c which are penetrated by a rotation transmission mechanism which will be described later. Further, a cutout portion 15d that is penetrated by the rotation transmission mechanism is also formed at a position facing the cutout portion 15a of the outer cylinder 13a. As shown in FIGS. 1 and 2, an outer cylinder handle 13c is fixed to the outer peripheral side of the outer cylinder 13a.

既に述べたように、上記外筒13aと上記内筒13bは相対的に回転可能な構成になっており、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11とがなす角度(θ)を、後述するユニバーサルジョイントの可動範囲内で調整できるように構成されている。また、上記外筒13aの両端側には、図1に示すように、固定用ボルト12、12が螺合されている。これら固定用ボルト12、12を螺合して上記内筒13bの外周面に当接させることにより、上記外筒13aと上記内筒13bの回転方向の位置を固定する。それによって、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11がなす角度(θ)が固定される。
なお、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11がなす角度(θ)を調整する場合には、上記固定用ボルト12、12を緩めて行う。
As described above, the outer cylinder 13a and the inner cylinder 13b are relatively rotatable, and an angle (θ) formed by the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11 is described later. It is configured to be adjustable within the movable range of the universal joint. Moreover, as shown in FIG. 1, fixing bolts 12 and 12 are screwed to both ends of the outer cylinder 13a. By screwing these fixing bolts 12 and 12 into contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder 13b, the rotational positions of the outer cylinder 13a and the inner cylinder 13b are fixed. As a result, the angle (θ) formed by the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11 is fixed.
When the angle (θ) formed by the generator support tube 9 and the turbine support tube 11 is adjusted, the fixing bolts 12 and 12 are loosened.

上記内筒13bの両端側は閉塞されていて、そこには軸部14a、14bが外側に突設されている。これら両軸部14a、14bは、前述した支持部6a、6bに内装された軸受18a、18bによって軸支されている。上記支持部6a、6bが河川3の岸17a、17bに設置されていることから、上記両軸部14a、14bは上記河川3の予想上昇水位の上に設けられていることになる。
また、上記外筒13aの両端は上記支持部6a、6bの内側端面に略当接する位置まで延長されている。
Both end sides of the inner cylinder 13b are closed, and shaft portions 14a and 14b project outwardly therefrom. Both shaft portions 14a and 14b are pivotally supported by bearings 18a and 18b housed in the support portions 6a and 6b described above. Since the support portions 6 a and 6 b are installed on the banks 17 a and 17 b of the river 3, both the shaft portions 14 a and 14 b are provided on the expected rising water level of the river 3.
Further, both ends of the outer cylinder 13a are extended to positions where they substantially contact the inner end surfaces of the support portions 6a and 6b.

また、上記軸部14bの先端側(図1中下端側)には、ハンドル16が固着されている。また、上記支持部6bにはストッパ20が設置されていて、上記ハンドル16がこのストッパ20に上方から当接することにより、動体5のそれ以上の揺動は規制される。 A handle 16 is fixed to the tip end side (the lower end side in FIG. 1) of the shaft portion 14b. Further, in the above supporting portion 6b have a stopper 20 is installed, the handle 16 by abutting from above the stopper 20, further swing of the oscillator 5 is restricted.

なお、既に説明した外筒用ハンドル13cと上記ハンドル16の使い方であるが、まず、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11がなす角度(θ)を調整する場合には、上記外筒用ハンドル13cを使用する。すなわち、上記ハンドル16を上記ストッパ20上に載せた状態で、固定用ボルト12、12を緩め、上記外筒用ハンドル13cを使用して外筒13aを回転させて、角度(θ)を調整する。角度(θ)を調整した後は上記固定ボルト12、12を締めて上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11とを連結・固定する。
一方、揺動体5全体を揺動させる場合には上記ハンドル16を使用する。その場合には、外筒13aと内筒13bは固定用ボルト12、12によって一体化されている。
The outer cylinder handle 13c and the handle 16 described above are used. First, when the angle (θ) formed by the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11 is adjusted, the outer cylinder is used. The handle 13c is used. That is, with the handle 16 placed on the stopper 20, the fixing bolts 12 and 12 are loosened, and the outer cylinder 13a is rotated using the outer cylinder handle 13c to adjust the angle (θ). . After adjusting the angle (θ), the fixing bolts 12 and 12 are tightened to connect and fix the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11.
On the other hand, the handle 16 is used to swing the entire swing body 5. In that case, the outer cylinder 13 a and the inner cylinder 13 b are integrated by the fixing bolts 12 and 12.

図2に示すように、上記発電機支持筒9の反揺動中心筒体7側端(図2中左上端)には発電機取付用ブラケット19を介して発電機21が設置されている。   As shown in FIG. 2, a generator 21 is installed on the counter swing center cylinder 7 side end (upper left end in FIG. 2) of the generator support cylinder 9 via a generator mounting bracket 19.

また、上記タービン支持筒11の反揺動中心筒体7側端(図2中右下端)には、タービン取付部23を介して、タービン25a、25bが回転可能に設置されている。上記タービン25a、25bは、略円柱形状のタービン本体27と、このタービン本体27の外周側に等間隔で設置された複数枚(この第1の実施の形態の場合は8枚)の羽根29から構成されている。
また、上記タービン取付部23には、固定フロート30が設置されている。この上記タービン25a、25bは、この固定フロート30によって水面3aに浮上しており、上記河川3の水面3aの変動に追従して上下動する。
In addition, turbines 25 a and 25 b are rotatably installed via a turbine mounting portion 23 at the end of the turbine support cylinder 11 on the side opposite to the swing center tube 7 (the lower right end in FIG. 2). The turbines 25a and 25b are composed of a substantially cylindrical turbine body 27 and a plurality of blades 29 (eight in the case of the first embodiment) installed on the outer peripheral side of the turbine body 27 at equal intervals. It is configured.
A fixed float 30 is installed on the turbine mounting portion 23. The turbines 25 a and 25 b are levitated on the water surface 3 a by the fixed float 30, and move up and down following the fluctuation of the water surface 3 a of the river 3.

上記タービン取付部23は、図3に示すように、中空の略円筒形状の部材で、その両端側(図3中紙面垂直方向両端側)には軸受31、31(一方の軸受31は図示せず)が内装されている。これら軸受31、31を介して、タービン回転軸33が回転可能に設置されており、このタービン回転軸33の両端側(図3中紙面垂直方向両端側)に、上記タービン25a、25bが固着されている。   As shown in FIG. 3, the turbine mounting portion 23 is a hollow, substantially cylindrical member. D) is decorated. A turbine rotating shaft 33 is rotatably installed through the bearings 31 and 31, and the turbines 25 a and 25 b are fixed to both ends of the turbine rotating shaft 33 (both ends in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). ing.

上記揺動体5内には回転伝達機構34が内装されている。以下、この回転伝達機構34の構成を説明する。まず、上記タービン取付部23内において、上記タービン回転軸31には、傘歯車35が固着されている。上記タービン支持筒11は、図3に示すように、中空の略円筒形状の部材であり、内部には、軸受37、37を介して、タービン側駆動軸39が回転可能に設置されている。このタービン側駆動軸39のタービン取付部23側端(図3中右下端)には傘歯車41が固着されている。この傘歯車41は上記傘歯車35と噛合されている。
また、上記タービン側駆動軸39の反タービン取付部23側端(図3中左上端)には、カップリング40を介して、連結用駆動軸42が連結されている。
A rotation transmission mechanism 34 is built in the rocking body 5. Hereinafter, the configuration of the rotation transmission mechanism 34 will be described. First, a bevel gear 35 is fixed to the turbine rotating shaft 31 in the turbine mounting portion 23. As shown in FIG. 3, the turbine support cylinder 11 is a hollow and substantially cylindrical member, and a turbine side drive shaft 39 is rotatably installed therein via bearings 37 and 37. A bevel gear 41 is fixed to the end of the turbine side drive shaft 39 on the turbine mounting portion 23 side (the lower right end in FIG. 3). The bevel gear 41 is meshed with the bevel gear 35.
A connecting drive shaft 42 is connected to the end of the turbine side drive shaft 39 on the side opposite to the turbine mounting portion 23 (the upper left end in FIG. 3) via a coupling 40.

また、上記揺動中心筒体7内には、ユニバーサルジョイント43が設置されており、このユニバーサルジョイント43を介して、上記連結用駆動軸42に、別の連結用駆動軸45が連結されている。上記ユニバーサルジョイント43は、上記連結用駆動軸42に固着された略コの字型の第1ヨーク43aと、上記連結用駆動軸45に固着された略コの字型の第2ヨーク43bと、これら第1ヨーク43aと第2ヨーク43bとの間に設置された十字型連結部材43cと、から構成されている。上記十字形連結部材43cには、直交する2つの回動軸が設けられており、一方の回動軸によって上記第1ヨーク43aが上記十字形連結部材43cに対して回動可能に設置されているとともに、他方の回動軸によって上記第2ヨーク43bが上記十字形連結部材43cに対して回動可能に設置されている。これにより、上記第1ヨーク43aと上記第2ヨーク43bは、互いに直交する2つの軸に対して回動可能になっており、上記連結用駆動軸42の回転を上記連結用駆動軸45に伝達しつつ、上記連結用駆動軸42と上記連結用駆動軸45の角度、すなわち、上記発電機支持筒9と上記タービン支持筒11がなす角度(θ)を変更できるように構成されている。   In addition, a universal joint 43 is installed in the swing center cylinder 7, and another connecting drive shaft 45 is connected to the connecting drive shaft 42 via the universal joint 43. . The universal joint 43 includes a substantially U-shaped first yoke 43a fixed to the connecting drive shaft 42, a substantially U-shaped second yoke 43b fixed to the connecting drive shaft 45, The cross-shaped connecting member 43c is disposed between the first yoke 43a and the second yoke 43b. The cross-shaped connecting member 43c is provided with two orthogonal rotating shafts, and the first yoke 43a is rotatably installed with respect to the cross-shaped connecting member 43c by one rotating shaft. In addition, the second yoke 43b is rotatably installed with respect to the cross-shaped connecting member 43c by the other rotating shaft. As a result, the first yoke 43a and the second yoke 43b are rotatable with respect to two axes orthogonal to each other, and the rotation of the connecting drive shaft 42 is transmitted to the connecting drive shaft 45. However, the angle between the connecting drive shaft 42 and the connecting drive shaft 45, that is, the angle (θ) formed by the generator support tube 9 and the turbine support tube 11 can be changed.

また、上記発電機支持筒9は、図3に示すように、中空の略円筒形状の部材であり、内部には、軸受47、47を介して、発電機側駆動軸49が回転可能に設置されている。この発電機側駆動軸49は上記連結用駆動軸45とカップリング51によって連結されている。また、上記発電機21の出力軸53と上記発電機側駆動軸49とが、カップリング55によって連結されている。
このように、上記回転伝達機構34の上記タービン側駆動軸39と上記発電機側駆動軸49が、上記連結用駆動軸42、上記ユニバーサルジョイント43、上記連結用駆動軸45を介して角度調整可能に連結されていることになる。
Further, as shown in FIG. 3, the generator support cylinder 9 is a hollow, substantially cylindrical member, and a generator side drive shaft 49 is rotatably installed therein via bearings 47, 47. Has been. The generator side drive shaft 49 is connected to the connecting drive shaft 45 by a coupling 51. Further, the output shaft 53 of the generator 21 and the generator-side drive shaft 49 are connected by a coupling 55.
Thus, the angle of the turbine side drive shaft 39 and the generator side drive shaft 49 of the rotation transmission mechanism 34 can be adjusted via the connection drive shaft 42, the universal joint 43, and the connection drive shaft 45. It will be connected to.

また、上記発電機支持筒9の外周側には、重錘57が上記発電機支持筒9の長さ方向に沿って移動可能に設置されている。また、上記重錘57の位置は、上記重錘57を貫通し、上記発電機支持筒9の外周面に当接される固定用ボルト59によって固定されるように構成されている。上記重錘57の位置を調整することにより、タービン25a、25bの水面3aに対する浸漬深さを調整する。   A weight 57 is installed on the outer peripheral side of the generator support tube 9 so as to be movable along the length direction of the generator support tube 9. Further, the position of the weight 57 is configured to be fixed by a fixing bolt 59 that penetrates the weight 57 and is brought into contact with the outer peripheral surface of the generator support cylinder 9. By adjusting the position of the weight 57, the immersion depth of the turbines 25a and 25b with respect to the water surface 3a is adjusted.

以上の構成を基に、その作用を説明する。
まず、初期設定を行う。
すなわち、発電機支持筒9とタービン支持筒11とがなす角度(θ)を調整・設定する。勿論、真っ直ぐで問題ない場合には、θ=180°に設定する。これに対して、発電機21を少しでも液面3aから離間させたい場合、或いは、周囲との関係で発電機21の位置を変えたい場合、には固定用ボルト12、12を緩めて、ユニバーサルジョイント43の可動範囲内で、角度(θ)を調整する。
具体的には、180°に対して、例えば、15°以内で角度(θ)を小さくする。
なお、回転伝達機構34のタービン側駆動軸39側と発電機側駆動軸49側がユニバーサルジョイント43を介して連結されているので、上記角度(θ)が180°未満になっても、上記タービン25a、25bから上記発電機21への駆動力の伝達が損なわれることはない。
次に、重錘57の位置を調整・設定する。すなわち、液面3aが同じでも、重錘57の位置によって、タービン25a、25bの浸漬深さは変わる。そこで、水量、風向、等、様々な条件を考慮して、最も発電効率が良い浸漬深さが得られるような位置に重錘57を固定する。
The operation will be described based on the above configuration.
First, initial setting is performed.
That is, the angle (θ) formed by the generator support cylinder 9 and the turbine support cylinder 11 is adjusted and set. Of course, if straight and no problem occurs, θ = 180 ° is set. On the other hand, when the generator 21 is desired to be separated from the liquid level 3a as much as possible, or when it is desired to change the position of the generator 21 in relation to the surroundings, the fixing bolts 12 and 12 are loosened and the universal The angle (θ) is adjusted within the movable range of the joint 43.
Specifically, for example, the angle (θ) is decreased within 15 ° with respect to 180 °.
Since the turbine side drive shaft 39 side and the generator side drive shaft 49 side of the rotation transmission mechanism 34 are connected via the universal joint 43, even if the angle (θ) is less than 180 °, the turbine 25a. , 25b, the transmission of the driving force from the generator 21 to the generator 21 is not impaired.
Next, the position of the weight 57 is adjusted / set. That is, even if the liquid level 3 a is the same, the immersion depth of the turbines 25 a and 25 b varies depending on the position of the weight 57. Therefore, in consideration of various conditions such as the amount of water and the wind direction, the weight 57 is fixed at a position where the immersion depth with the best power generation efficiency can be obtained.

上記初期設定作業が終わった後、通常の発電動作が開始される。すなわち、河川3の水流によって、タービン25a、25bが回転される。これらタービン25a、25bによってタービン回転軸33が回転され、このタービン回転軸33の回転が傘歯車35と傘歯車41を介してタービン側駆動軸39に伝達される。   After the initial setting work is finished, a normal power generation operation is started. That is, the turbines 25 a and 25 b are rotated by the water flow of the river 3. The turbine rotation shaft 33 is rotated by the turbines 25 a and 25 b, and the rotation of the turbine rotation shaft 33 is transmitted to the turbine side drive shaft 39 via the bevel gear 35 and the bevel gear 41.

上記タービン側駆動軸39の回転は、カップリング40、連結用駆動軸42、及び、ユニバーサルジョイント43を介して連結用駆動軸45に伝達され、この連結用駆動軸45の回転は、カップリング51を介して発電機側駆動軸49に伝達される。この発電機側駆動軸49の回転は、カップリング55を介して、発電機21の出力軸53に伝達され、上記発電機21による発電が行われる。
このような一連の動作において、タービン取付部23に設置された固定フロート30によって、上記タービン25a、25bの高さが上記河川3の水面3aの高さに追従する。
なお、ハンドル16がストッパ20に当接されることにより、上記揺動体5の図2中時計回り方向へのそれ以上の揺動が規制される。よって、水面3aが極端に下がっても、上記タービン25a、25bが上記河川3の川底3bに接触することはない。
The rotation of the turbine side drive shaft 39 is transmitted to the connection drive shaft 45 via the coupling 40, the connection drive shaft 42, and the universal joint 43, and the rotation of the connection drive shaft 45 is transmitted to the coupling 51. To the generator-side drive shaft 49. The rotation of the generator side drive shaft 49 is transmitted to the output shaft 53 of the generator 21 through the coupling 55, and the generator 21 generates power.
In such a series of operations, the height of the turbines 25 a and 25 b follows the height of the water surface 3 a of the river 3 by the fixed float 30 installed in the turbine mounting portion 23.
Further, when the handle 16 is brought into contact with the stopper 20, further swinging of the swinging body 5 in the clockwise direction in FIG. 2 is restricted. Therefore, even if the water surface 3a falls extremely, the turbines 25a and 25b do not come into contact with the river bottom 3b of the river 3.

また、洪水が発生したような場合には、ハンドル16によって上記揺動体5を手動で揺動させて、上記タービン25a、25bを河川3から引き上げる。   When a flood occurs, the rocking body 5 is manually rocked by the handle 16 and the turbines 25 a and 25 b are pulled up from the river 3.

次に、この第1の実施の形態による効果について説明する。
まず、タービン25a、25bと発電機21を結ぶ駆動軸系にユニバーサルジョイント43を介在させているので、発電機21の位置を微調整することができる。よって、タービン25a、25bの位置はそのままで発電機21を少しでも液面3aから離間させたい場合、同じく、タービン25a、25bの位置はそのままで周囲との関係で発電機21の位置を変えたい場合、等に効果的に、且つ、容易に対応することができる。
Next, the effect of the first embodiment will be described.
First, since the universal joint 43 is interposed in the drive shaft system connecting the turbines 25a and 25b and the generator 21, the position of the generator 21 can be finely adjusted. Therefore, when it is desired to keep the generator 21 away from the liquid level 3a even if the position of the turbines 25a and 25b remains as it is, the position of the generator 21 is similarly changed with respect to the surroundings while the positions of the turbines 25a and 25b remain unchanged. In this case, it is possible to cope with the situation effectively and easily.

また、回転伝達機構34は動体5内に内装されているので、例えば、異物により回転伝達機構34の機能が損なわれるようなこともない。 Moreover, since the rotation transmission mechanism 34 is built in the rocking | fluctuation body 5, the function of the rotation transmission mechanism 34 is not impaired by a foreign material, for example.

また、重錘57が発電機支持筒9に沿って移動可能に設置されているので、この重錘57の位置を調整することで、タービン25a、25bの河川3内への浸漬深さを調整することができ、それによって、水量、風向、等、様々な条件の下で最も発電効率の良い浸漬深さを提供することができる。   In addition, since the weight 57 is installed so as to be movable along the generator support cylinder 9, the immersion depth of the turbines 25 a and 25 b in the river 3 is adjusted by adjusting the position of the weight 57. It can provide the most efficient dipping depth under various conditions such as water volume, wind direction, etc.

また、揺動中心筒体7にはハンドル16が固着されているので、このハンドル16を操作して、例えば、洪水時に上記タービン25a、25bを河川3内から退避させることができ、それによって、上記タービン25a、25bの損傷等を防止することができる。
また、ハンドル16がストッパ20に当接されることで、上記揺動体5の図2中時計回り方向へのそれ以上の揺動が規制されるので、水面3aが極端に低下しても、上記タービン25a、25bが上記河川3の川底3bに接触して破損してしまうことはない。
また、上記ハンドル16とは別に、外筒13aには外筒用ハンドル13cが固着されているので、角度(θ)の調整も容易である。
Further, since the handle 16 is fixed to the swinging central cylindrical body 7, the handle 16 can be operated to retract the turbines 25a and 25b from the river 3 during a flood, for example. Damage to the turbines 25a and 25b can be prevented.
Further, since the handle 16 is brought into contact with the stopper 20, further swinging of the swinging body 5 in the clockwise direction in FIG. 2 is restricted, so that even if the water surface 3a is extremely lowered, The turbines 25a and 25b do not come into contact with the river bottom 3b of the river 3 to be damaged.
Further, since the outer cylinder handle 13c is fixed to the outer cylinder 13a separately from the handle 16, the angle (θ) can be easily adjusted.

また、支点部6a、6bは河川3の岸17a、17bの上に設けられているので、上記支点部6a、6bが洪水等の影響を受けることはない。   Moreover, since the fulcrum parts 6a and 6b are provided on the shores 17a and 17b of the river 3, the fulcrum parts 6a and 6b are not affected by flooding or the like.

次に、図4及び図5を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。
この第2の実施の形態による水力発電装置71の場合には、前記第1の実施の形態における固定フロート30の代わりに、回転フロート73、73を採用している。これら回転フロート73、73は、図5に示すように、タービン回転軸33の両端側に軸受75、75(図4中上側の回転フロート73の軸受75は図示せず)を介して回転可能に設けられている。
なお、その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同様であり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the case of the hydroelectric generator 71 according to the second embodiment, rotary floats 73 and 73 are employed instead of the fixed float 30 in the first embodiment. As shown in FIG. 5, these rotary floats 73 and 73 are rotatable at both ends of the turbine rotary shaft 33 via bearings 75 and 75 (the bearing 75 of the upper rotary float 73 in FIG. 4 is not shown). Is provided.
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.

この第2の実施の形態によると、前記第1の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、上記回転フロート73、73が回転することで、水流に対する抵抗を軽減することができ、それによって、タービン25a、25bの回転による発電効率を高めることができる。   According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the rotation floats 73 and 73 can be rotated to reduce resistance to water flow. Thus, the power generation efficiency by the rotation of the turbines 25a and 25b can be increased.

なお、本発明は、前記第1、及び第2の実施の形態に限定されない。
タービンの形状、羽根の数等には、様々な場合が考えられる。
また、タービンの代わりに、プロペラ、水車等を使用してもよい。
また、各構成要素の数、形状、位置等には、様々な場合が考えられる。
その他、本願発明は図示した構成に限定されるものではなく、様々な変形が考えられる。
The present invention is not limited to the first and second embodiments.
Various cases are conceivable for the shape of the turbine, the number of blades, and the like.
Moreover, you may use a propeller, a watermill, etc. instead of a turbine.
Various cases can be considered for the number, shape, position, and the like of each component.
In addition, the present invention is not limited to the illustrated configuration, and various modifications can be considered.

本発明は、例えば、小規模の水力発電装置に係り、特に、タービンと発電機を結ぶ駆動軸系において、発電機の位置を微調整することができるように工夫したものに関し、例えば、水路に設置される小型の水力発電装置に好適である。   The present invention relates to, for example, a small-scale hydroelectric generator, and more particularly, to a drive shaft system connecting a turbine and a generator, which is devised so that the position of the generator can be finely adjusted. It is suitable for a small hydroelectric generator installed.

1 水力発電装置 5 揺動体 6a 支持部(支点) 6b 支持部(支点) 9 発電機支持筒(発電機側動体要素の一部) 11 タービン支持筒(タービン側動体要素の一部) 13a 外筒(発電機側動体要素の一部) 13b 内筒(タービン側動体要素の一部) 21 発電機 25a タービン 25b タービン 30 固定フロート 34 回転伝達機構 39 第1駆動軸(タービン側の駆動軸) 49 第2駆動軸(発電機側の駆動軸) 43 ユニバーサルジョイント 55 重錘 71 水力発電装置 73 回転フロート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydroelectric generator 5 Oscillator 6a Support part (fulcrum) 6b Support part (fulcrum) 9 Generator support cylinder (a part of generator side oscillator element) 11 Turbine support cylinder (a part of turbine side oscillator element) 13a Outer cylinder (part of generator-side oscillator element) 13b Inner cylinder (part of turbine-side oscillator element) 21 Generator 25a Turbine 25b Turbine 30 Fixed float 34 Rotation transmission mechanism 39 First drive shaft (turbine side drive) Axis) 49 Second drive shaft (drive shaft on generator side) 43 Universal joint 55 Weight 71 Hydroelectric generator 73 Rotating float

Claims (4)

支点を介して揺動可能に設置された揺動体と、 上記揺動体の先端に設けられ水流によって回転せられるタービンと、 上記揺動体の基端に設けられた発電機と、 上記揺動体内に設けられ上記タービンの回転を上記発電機に伝達する回転伝達機構と、 上記タービンに設けられたフロートと、 を具備し、 上記動体は先端側のタービン側動体要素と基端側の発電機側動体要素が上記支点を境に相互になす角度(θ)を調整可能に連結された構成をなしていて、 上記回転伝達機構は上記タービン側の駆動軸と上記発電機側の駆動軸との間にユニバーサルジョイントを介在させた構成をなしていて、 上記角度(θ)の調整に上記回転駆動機構が追従可能に構成されていることを特徴とする水力発電装置。 A swinging body installed so as to be swingable via a fulcrum; a turbine provided at a tip of the swinging body and rotated by a water flow; a generator provided at a base end of the swinging body; A rotation transmission mechanism that transmits rotation of the turbine to the generator; and a float that is provided in the turbine. The oscillator includes a turbine-side oscillator element on a distal end side and a generator on a proximal end side. side oscillator elements have no adjustable linked constituting the angle (theta) forming mutually bordering the fulcrum, the rotation transmission mechanism and the drive shaft of the turbine-side drive shaft and the generator side A hydraulic power generator characterized in that a universal joint is interposed between the rotary drive mechanisms and the rotational drive mechanism can follow the adjustment of the angle (θ). 請求項1記載の水力発電装置において、 上記支点は予想上昇水位の上に設けられていることを特徴とする水力発電装置。 The hydroelectric generator according to claim 1, wherein the fulcrum is provided on an expected rising water level. 請求項1又は請求項2記載の水力発電装置において、 上記発電機側揺動体要素には重錘が移動可能に設置されていることを特徴とする水力発電装置。 The hydroelectric generator according to claim 1 or 2, wherein a weight is movably installed on the generator-side oscillator element. 請求項1〜請求項3の何れかに記載の水力発電装置において、 上記フロートは回転フロートであることを特徴とする水力発電装置。 The hydroelectric generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the float is a rotary float.
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