JP6990100B2 - Hydropower equipment and its fixtures - Google Patents
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Description
この発明は、比較的小さな河川、用水路等の水路に設置される水力発電装置、およびその水力発電装置を水路の側壁に固定する固定具に関する。 The present invention relates to a hydroelectric power generation device installed in a waterway such as a relatively small river or a waterway, and a fixative for fixing the hydroelectric power generation device to the side wall of the waterway.
農業用水路や水道用水路等の水路に小規模の水力発電装置を設置する場合、水流等により水力発電装置の設置位置が動かないように固定する必要がある。一般的には、水路自体または水路の周辺に基礎工事を行ってから水力発電装置を設置する。 When installing a small-scale hydroelectric power generation device in a waterway such as an agricultural waterway or a waterway, it is necessary to fix the installation position of the hydroelectric power generation device so that it does not move due to water flow or the like. Generally, the hydroelectric power generation device is installed after performing foundation work on the waterway itself or around the waterway.
以下の特許文献に、水力発電装置の様々な設置例が開示されている。
特許文献1は、流水に浸漬されて流水により発電を行う軸流水車発電装置に関する。この軸流水車発電装置は、流水の主流方向に徐々に拡大する外側筒状体と、少なくとも一部が外側筒状体の内側に設けられた内側筒状体とを備えている。内側筒状体に回転自在に設けられているランナが、主流方向に延びる回転軸線を中心に流水により回転する。設置例として、水路の両脇の地面に設置台を設置し、この設置台に固定部材を介して内側筒状体を固定することが記載されている。
The following patent documents disclose various installation examples of hydroelectric power generation devices.
特許文献2には、水車を支持する支柱の内部に発電機を設け、水車の回転動力を、歯車等を介して発電機に伝達するようにした水中発電機が提案されている。水車の回転軸を垂直軸とすることで、プロペラ方式のように水流の向きに直角に振り向ける必要がない。よって、流れが時間によって変化する潮流等にもそのまま応用できる。設置例として、河川底や海底の岩盤に支柱を固定して、岩盤に直接設置することが記載されている。
特許文献3は、水路に容易に配設可能とすることを目的とした水力発電装置に関する。この水力発電装置は、ロータを備えた水平のロータ支持筐体を、上面に立設した保持体をもって、支持環体内に一体に固定するとともに、支持環体から上方に突出する保持体の上部に発電機を配設する。支持環体には、水路にロータ支持筐体を固定させる取付部が形成されている。用水路への設置例として、支持環体の取付部に吊設材を固定し、この吊設材によって、用水路に架設した梁桁に水力発電装置を吊設することが記載されている。
特許文献4は、小型で持ち運びにも便利な水力発電装置に関する。この水力発電装置は、フロートに設けた下向きの回転軸に水車を取り付け、フロートに係留用の索を取り付け、回転軸の上部に回転軸によって回転する発電機が設けられている。フロートに対する回転軸の角度を可変としてもよい。この水力発電装置は、例えばフロートによって川に浮かべた状態で係留される。 Patent Document 4 relates to a hydroelectric power generation device that is small and convenient to carry. In this hydroelectric power generator, a water wheel is attached to a downward rotating shaft provided on the float, a mooring rope is attached to the float, and a generator rotated by the rotating shaft is provided above the rotating shaft. The angle of the axis of rotation with respect to the float may be variable. This hydroelectric power plant is moored floating in a river, for example, by a float.
従来のように、基礎工事を行ってから水力発電装置を設置するのは、基礎工事や設置工事に高額の費用がかかる。また、基礎工事や設置工事を行って水力発電装置を設置する場合、工事後に水力発電装置の設置位置を変更するためには、再度の工事が必要となる。このため、一旦水力発電装置を設置すると、その後の設置位置の変更は実質的に不可能である。さらに、水路の側壁にアンカボルトの打ち込み等の工事を行う場合には、側壁の強度低下が懸念される。農業用水路等では、水路への追加工事が不可能な場合もある。 As in the past, installing a hydroelectric power generation device after performing foundation work requires a large amount of cost for foundation work and installation work. In addition, when installing a hydroelectric power generation device by performing foundation work or installation work, re-construction is required in order to change the installation position of the hydroelectric power generation device after the work. Therefore, once the hydroelectric power generation device is installed, it is practically impossible to change the installation position thereafter. Furthermore, when construction work such as driving anchor bolts into the side wall of the waterway is carried out, there is a concern that the strength of the side wall may decrease. In some cases, such as agricultural canals, additional construction to the canals is not possible.
特許文献1には、水路両脇の地面に水力発電装置設置用の設置台を置くことが示されているが、設置台の固定方法についての具体的な記載がない。設置台を固定しない場合は、水流等により軸流水車発電装置が流される恐れがある。地面へのアンカボルト打ち込みによる固定を行う場合には、コンクリートの基礎工事が必要となり、費用がかかる。
特許文献2のように、水中発電機を河川底や海底の岩盤に直接設置するのは、大がかりな工事が必要となり、工事費が高額となりやすい。また、工事によって河川底や海底の岩盤の強度が低下する恐れがあり、水中発電機の設置状態が不安定になる可能性がある。
As in
特許文献3には、用水路に架設した梁桁に水力発電装置を吊設することが記載されているが、用水路に架設する梁桁の固定方法について具体的な記載はない。梁桁が固定されない場合、梁桁を含む水力発電装置の設置位置が水流等により動く可能性があるため、梁桁の固定は必須である。例えば、梁桁の固定に用水路へのアンカボルトの打ち込みを行う場合、用水路自体の強度劣化が生じる可能性があり、また工事費用が高くなることが懸念される。
特許文献4には、フロートに係留用の索を取り付け、この係留用の索によって川の流れに浮かべた状態で水力発電装置を係留することが記載されている。係留用の索を河岸等に固定する方法は記載されていないが、例えばアンカを河川周辺の地面に打ち込む等の固定方法が考えられる。河川周辺の地面が土や小石で覆われている場合は、アンカの打ち込みが簡単に行えるので工事は不要であるが、土や小石からなる地面へのアンカの打ち込みでは強度に不安があるため、長期間の係留には向かない。河川周辺の地面がアスファルトやコンクリートで覆われている場合、アンカを打ち込むには工事が必要となり、工事費用が高くなることが懸念される。 Patent Document 4 describes that a mooring rope is attached to a float, and the hydroelectric power generation device is moored while floating in the flow of a river by the mooring rope. Although the method of fixing the mooring rope to the riverbank or the like is not described, for example, a fixing method such as driving an anchor into the ground around the river can be considered. If the ground around the river is covered with soil or pebbles, construction is not required because the anchors can be easily driven, but there is concern about the strength of the anchors when driving the anchors into the ground made of soil or pebbles. Not suitable for long-term mooring. If the ground around the river is covered with asphalt or concrete, construction will be required to drive the anchor, and there is concern that the construction cost will increase.
この発明の目的は、水路およびその周辺に対して工事をしないで、水路に簡単かつ安価に設置することができる水力発電装置を提供することである。
この発明の他の目的は、水路の側壁を傷つけることなく、水力発電装置を水路の側壁に簡単かつ安価に固定することができる水力発電装置用の固定具を提供することである。
An object of the present invention is to provide a hydroelectric power generation device that can be easily and inexpensively installed in a waterway without any construction work on the waterway and its surroundings.
Another object of the present invention is to provide a fixture for a hydroelectric power generation device that can easily and inexpensively fix the hydroelectric power generation device to the side wall of the water channel without damaging the side wall of the water channel.
この発明の水力発電装置は、水力を回転力に変換する翼車およびこの翼車の回転により発電する発電機を有する水力発電装置本体と、この水力発電装置本体を支持する支持フレームと、この支持フレームを水路の両側の側壁にそれぞれ固定する複数の固定具とを備える。前記各固定具は、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部と、このフレーム載せ部の両端からそれぞれ下方に延び、前記側壁の内壁面および外壁面にそれぞれ当接して前記側壁を挟み込む一対の挟込み部とを有する。 The hydroelectric power generation device of the present invention includes a hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates power by the rotation of the impeller, a support frame that supports the hydroelectric power generation device main body, and the support thereof. It is provided with a plurality of fixtures for fixing the frame to the side walls on both sides of the water channel. Each of the fixtures is mounted on the upper surface of the side wall of the waterway and extends downward from both ends of the frame mounting portion on which the side end portion of the support frame is mounted and fixed, and the inner wall surface of the side wall. It also has a pair of sandwiching portions that abut on the outer wall surface and sandwich the side wall.
この構成によると、支持フレームの側端部を固定具のフレーム載せ部の上に載せて固定し、その固定具を、一対の挟込み部で水路の側壁を両側から挟み込むことで水路の側壁に固定する。一対の挟込み部による側壁の挟み込みは、例えばボルトの締付け等により行う。この方法で支持フレームの側端部を水路の側壁に固定すると、水路の側壁やその周辺に対して、基礎工事やアンカ打込み等の工事を行わず済む。このため、水路の側壁を傷つけることなく、水力発電装置を水路に簡単かつ安価に設置することができる。また、水力発電装置の設置位置を変更することが容易である。さらに、水路の側壁を傷つけないため、側壁の強度劣化が生じない。 According to this configuration, the side end of the support frame is placed and fixed on the frame mounting portion of the fixture, and the fixture is placed on the side wall of the channel by sandwiching the side wall of the channel with a pair of sandwiching portions from both sides. Fix. The side walls are sandwiched by the pair of sandwiching portions by, for example, tightening bolts. When the side end of the support frame is fixed to the side wall of the waterway by this method, it is not necessary to perform foundation work or anchor driving work on the side wall of the waterway and its surroundings. Therefore, the hydroelectric power generation device can be easily and inexpensively installed in the waterway without damaging the side wall of the waterway. In addition, it is easy to change the installation position of the hydroelectric power generation device. Further, since the side wall of the water channel is not damaged, the strength of the side wall is not deteriorated.
この発明において、前記固定具が、前記側壁の内壁面に当接する挟込み部を有する内側固定体と、前記側壁の外壁面に当接する挟込み部を有する外側固定体と、前記一対の挟込み部の相互間隔を調節可能に前記内側固定体および前記外側固定体を互いに結合する結合手段とで構成されていてもよい。前記フレーム載せ部は、前記内側固定体および前記外側固定体のどちらか一方に設けられていてもよく、または両方に設けられていてもよい。
この構成の固定具は、内側固定体および外側固定体のうちのフレーム載せ部を有する固定体を側壁の上端面の上に載置し、フレーム載せ部の上に支持フレームの側端部を載せて固定する。そして、内側固定体および外側固定体の各挟込み部で側壁の内壁面および外側面を挟み込んで、固定具を側壁に固定する。固定具が内側固定体と外側固定体とに分割されているため、一対の挟込み部間の距離を側壁の上端の幅に合わせて調整し易い。また、一対の挟込み部間の距離を調整する機構を各挟込み部に設けなくてよいので、各挟込み部を簡易な構成とすることができる。
In the present invention, the fixing tool has an inner fixing body having a sandwiching portion that abuts on the inner wall surface of the side wall, an outer fixing body having a sandwiching portion that abuts on the outer wall surface of the side wall, and the pair of sandwiching portions. It may be composed of the inner fixed body and the connecting means for binding the outer fixed body to each other so that the mutual spacing between the portions can be adjusted. The frame mounting portion may be provided on either one of the inner fixed body and the outer fixed body, or may be provided on both of them.
In the fixture of this configuration, the fixing body having the frame mounting portion of the inner fixing body and the outer fixing body is placed on the upper end surface of the side wall, and the side end portion of the support frame is placed on the frame mounting portion. And fix it. Then, the inner wall surface and the outer surface of the side wall are sandwiched between the sandwiching portions of the inner fixing body and the outer fixing body, and the fixture is fixed to the side wall. Since the fixture is divided into an inner fixing body and an outer fixing body, it is easy to adjust the distance between the pair of sandwiching portions according to the width of the upper end of the side wall. Further, since it is not necessary to provide a mechanism for adjusting the distance between the pair of sandwiching portions in each sandwiching portion, each sandwiching portion can have a simple configuration.
固定具が内側固定体と外側固定体とに分割されている場合、前記内側固定体と前記外側固定体との間に、両端面が前記内側固定体および前記外側固定体にそれぞれ直接または間接的に接触する間座が介在していてもよい。
この構成であると、適切な寸法の間座を用いることで、水路の側壁の上端の幅に合わせて、固定具の長さを容易に調節することができる。
When the fixative is divided into an inner fixation body and an outer fixation body, both end faces are directly or indirectly to the inner fixing body and the outer fixing body, respectively, between the inner fixing body and the outer fixing body. There may be a spacer in contact with the body.
With this configuration, the length of the fixative can be easily adjusted to match the width of the upper end of the side wall of the channel by using a spacer of appropriate dimensions.
また、固定具が内側固定体と外側固定体とに分割されている場合、前記固定具は、前記内側固定体および前記外側固定体のうちのどちらか一方の固定体に前記水路の幅方向の位置を調節可能に固定される中間部材を有し、この中間部材が前記内側固定体および前記外側固定体のうちのどちらか他方の部材に対して前記結合手段により結合されてもよい。
この構成であると、一方の固定体に対して中間部材の水路の幅方向の位置を適正に調節可能にすることで、水路の側壁の上端の幅に合わせて、固定具の長さを広い範囲で容易に調節することができる。
Further, when the fixing tool is divided into an inner fixing body and an outer fixing body, the fixing tool is attached to either the inner fixing body or the outer fixing body in the width direction of the water channel. It has an intermediate member that is fixed in an adjustable position, and the intermediate member may be coupled to the inner member or the outer fixed body by the coupling means.
With this configuration, the position of the intermediate member in the width direction of the water channel can be appropriately adjusted with respect to one of the fixed bodies, so that the length of the fixture is widened according to the width of the upper end of the side wall of the water channel. It can be easily adjusted in the range.
この発明において、前記一対の挟込み部のどちらか一方または両方における前記側壁との接触面に弾性体が設けられていてもよい。
側壁との接触面に弾性体が設けられていると、一対の挟込み部で側壁を挟み込むことによって側壁を傷つけることがなく、かつ側壁と挟込み部との接触がより緊密になり、側壁に対する固定具の固定強度が増す。
In the present invention, an elastic body may be provided on the contact surface with the side wall in either one or both of the pair of sandwiching portions.
When an elastic body is provided on the contact surface with the side wall, the side wall is not damaged by sandwiching the side wall with a pair of sandwiching portions, and the contact between the side wall and the sandwiching portion becomes closer, and the contact with the side wall becomes closer. Increases the fixing strength of the fixative.
この発明において、前記一対の挟込み部のうちの少なくともどちらか一方の挟込み部を他方の挟込み部の側に付勢する付勢手段が設けられていてもよい。
付勢手段により一対の挟込み部を側壁の内壁面および外壁面に押し付けることで、一対の挟込み部で側壁を挟み込む力が安定し、固定具を側壁に安定的に固定することができる。また、挟込み部における側壁との接触面に弾性体が設けられている場合、これら弾性体が摩耗等で劣化しても、付勢手段が弾性体を側壁に押し付けることで一対の挟込み部の挟込み力を保持できる。
In the present invention, an urging means may be provided to urge at least one of the pair of sandwiching portions to the side of the other sandwiching portion.
By pressing the pair of sandwiching portions against the inner wall surface and the outer wall surface of the side wall by the urging means, the force of sandwiching the side wall by the pair of sandwiching portions is stabilized, and the fixture can be stably fixed to the side wall. Further, when elastic bodies are provided on the contact surface with the side wall in the sandwiching portion, even if these elastic bodies deteriorate due to wear or the like, the urging means presses the elastic body against the side wall to form a pair of sandwiching portions. Can maintain the pinching force of.
この発明において、前記固定具の前記フレーム載せ部は、載せられた前記支持フレームの側端部が前記水路の水流方向に移動するのを規制するストッパを有していてもよい。
水力発電装置本体の翼車が水流を受けることで、支持フレームの側端部には水流方向の力が作用する。しかし、フレーム載せ部のストッパが支持フレームの側端部に作用する水流方向の力を受けるため、支持フレームの側端部がフレーム載せ部に固定されていなくても、支持フレームの側端部が水流方向に動くことはない。このため、支持フレームの側端部が動かないように人手等によって支えておく必要がなく、支持フレームの側端部をフレーム載せ部に固定する作業が容易である。
In the present invention, the frame mounting portion of the fixture may have a stopper that restricts the side end portion of the mounted support frame from moving in the water flow direction of the water channel.
When the impeller of the main body of the hydroelectric power generator receives the water flow, a force in the water flow direction acts on the side end of the support frame. However, since the stopper of the frame mounting portion receives the force in the water flow direction acting on the side end portion of the support frame, the side end portion of the support frame is not fixed to the frame mounting portion even if the side end portion of the support frame is not fixed to the frame mounting portion. It does not move in the direction of the water flow. Therefore, it is not necessary to manually support the side end portion of the support frame so that it does not move, and it is easy to fix the side end portion of the support frame to the frame mounting portion.
この発明において、前記固定具が、前記フレーム載せ部に載せられた前記支持フレームの側端部の端面に対して水路幅方向に押し付けることが可能な押付け部材を有していてもよい。
水路の両側の固定具につき、それぞれのフレーム載せ部に載せられた支持フレームの両端面に押付け部品を互いに逆向きで水路幅方向に押し付けることにより、支持フレームが水路幅方向に移動しないように拘束されて、支持フレームが水路幅方向に位置決めされる。
In the present invention, the fixture may have a pressing member capable of pressing in the waterway width direction against the end surface of the side end portion of the support frame mounted on the frame mounting portion.
Fixtures on both sides of the channel are restrained so that the support frame does not move in the channel width direction by pressing the pressing parts against both ends of the support frame mounted on each frame mounting portion in the opposite directions to each other in the channel width direction. The support frame is positioned in the width direction of the channel.
この発明にかかる水力発電装置用の固定具は、水力を回転力に変換する翼車およびこの翼車の回転により発電する発電機を有する水力発電装置本体と、この水力発電装置本体を支持する支持フレームとを備えた水力発電装置を水路の側壁に固定するために用いられる。この固定具は、前記側壁の内壁面に当接する挟込み部を有する内側固定体と、前記側壁の外壁面に当接する挟込み部を有する外側固定体と、前記一対の挟込み部の相互間隔を調節可能に前記内側固定体および前記外側固定体を互いに結合する結合手段とで構成され、前記内側固定体および前記外側固定体のどちらか一方または両方に、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部が設けられている。 The fixture for a hydroelectric power generation device according to the present invention includes a hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates power by the rotation of the impeller, and a support that supports the hydroelectric power generation device main body. It is used to secure a hydroelectric generator with a frame to the side wall of a channel. This fixture has an inner fixing body having a sandwiching portion that abuts on the inner wall surface of the side wall, an outer fixing body having a sandwiching portion that abuts on the outer wall surface of the side wall, and a mutual spacing between the pair of sandwiching portions. The inner fixed body and the outer fixed body are configured by a connecting means for binding the inner fixed body to each other, and the inner fixed body and the outer fixed body are placed on one or both of the inner fixed body and the outer surface of the side wall of the water channel. A frame mounting portion is provided to mount and fix the side end portion of the support frame.
この構成の固定具は、内側固定体および外側固定体のうちのフレーム載せ部を有する固定体を側壁の上端面の上に載置し、フレーム載せ部の上に支持フレームの側端部を載せて固定する。そして、内側固定体および外側固定体の各挟込み部で側壁の内壁面および外側面を挟み込んで、固定具を側壁に固定する。固定具が内側固定体と外側固定体とに分割されているため、一対の挟込み部間の距離を側壁の上端の幅に合わせて調整し易い。また、一対の挟込み部間の距離を調整する機構を各挟込み部に設けなくてよいので、各挟込み部を簡易な構成とすることができる。 In the fixture of this configuration, the fixing body having the frame mounting portion of the inner fixing body and the outer fixing body is placed on the upper end surface of the side wall, and the side end portion of the support frame is placed on the frame mounting portion. And fix it. Then, the inner wall surface and the outer surface of the side wall are sandwiched between the sandwiching portions of the inner fixing body and the outer fixing body, and the fixture is fixed to the side wall. Since the fixture is divided into an inner fixing body and an outer fixing body, it is easy to adjust the distance between the pair of sandwiching portions according to the width of the upper end of the side wall. Further, since it is not necessary to provide a mechanism for adjusting the distance between the pair of sandwiching portions in each sandwiching portion, each sandwiching portion can have a simple configuration.
この発明の水力発電装置は、水力を回転力に変換する翼車およびこの翼車の回転により発電する発電機を有する水力発電装置本体と、この水力発電装置本体を支持する支持フレームと、この支持フレームを水路の両側の側壁にそれぞれ固定する複数の固定具とを備え、前記各固定具は、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部と、このフレーム載せ部の両端からそれぞれ下方に延び、前記側壁の内壁面および外壁面にそれぞれ当接して前記側壁を挟み込む一対の挟込み部とを有するため、水路およびその周辺に対して工事をしないで、水路に簡単かつ安価に設置することができる。 The hydroelectric power generation device of the present invention includes a hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates power by the rotation of the impeller, a support frame that supports the hydroelectric power generation device main body, and the support thereof. A frame mounting portion provided with a plurality of fixtures for fixing the frame to the side walls on both sides of the water channel, each of which is mounted on the upper surface of the side wall of the water channel and on which the side end portions of the support frame are mounted and fixed. And, since it has a pair of sandwiching portions that extend downward from both ends of the frame mounting portion and abut on the inner wall surface and the outer wall surface of the side wall to sandwich the side wall, construction work is performed on the waterway and its surroundings. It can be installed easily and inexpensively in the waterway without it.
この発明の水力発電装置用の固定具は、水力を回転力に変換する翼車およびこの翼車の回転により発電する発電機を有する水力発電装置本体と、この水力発電装置本体を支持する支持フレームとを備えた水力発電装置を水路の側壁に固定するために用いられ、前記側壁の内壁面に当接する挟込み部を有する内側固定体と、前記側壁の外壁面に当接する挟込み部を有する外側固定体と、前記一対の挟込み部の相互間隔を調節可能に前記内側固定体および前記外側固定体を互いに結合する結合手段とで構成され、前記内側固定体および前記外側固定体のどちらか一方または両方に、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部が設けられているため、水路の側壁を傷つけることなく、水力発電装置を水路の側壁に簡単かつ安価に固定することができる。 The fixture for the hydroelectric power generation device of the present invention is a hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates power by the rotation of the impeller, and a support frame that supports the hydroelectric power generation device main body. It is used to fix a hydroelectric power generator equipped with a It is composed of an outer fixed body and a connecting means for binding the inner fixed body and the outer fixed body to each other so that the mutual spacing between the pair of sandwiching portions can be adjusted, and either the inner fixed body or the outer fixed body. Since one or both are provided with a frame mounting portion that is mounted on the upper surface of the side wall of the water channel and mounts and fixes the side end portion of the support frame, the hydroelectric power generation device can be installed in the water channel without damaging the side wall of the water channel. It can be easily and inexpensively fixed to the side wall of the.
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1はこの発明の一実施形態に係る水力発電装置の設置状態を示す斜視図、図2は同水力発電装置が設置された水路を水流方向から見た正面図である。この水力発電装置1は、例えば河川、用水路等の流水のある水路50に設置され、流水の力で発電を行う。水路50は、底部51と両側の側壁52とからなる断面U字状である。側壁52の上端には、水路50の外側に張り出す補強縁52aが形成されている。底部51および側壁52は、例えばコンクリートにより一体に形成されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an installed state of a hydroelectric power generation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of a water channel in which the hydroelectric power generation device is installed as viewed from the water flow direction. This hydroelectric
水力発電装置1は、水力発電装置本体2と、この水力発電装置本体2を支持する支持フレーム3と、この支持フレーム3の側端部を水路50の両側の側壁52にそれぞれ固定する複数の固定具4Aとを備える。
The hydroelectric
水力発電装置本体2は、流水中に没する状態で設けられる翼車5と、流水の上方に設けられる発電機6とを有する。水流を受けて翼車5が水力を回転力に変換し、その翼車5の回転により発電機6が発電する。図の例の翼車5は、回転軸心Lが水流方向と平行なプロペラ型である。翼車5は、前記回転軸心Lに設けられるハブ5aと、このハブ5aの外周面から半径方向外側に放射状に延びる複数枚(例えば5枚)のブレード5bとを有する。
The hydroelectric power generation device
翼車5のハブ5aは、ギヤボックス7から水流方向に沿って延びる翼軸(図示せず)に取り付けられている。翼軸は、ギヤボックス7内の軸受(図示せず)によって回転自在に支持されている。ギヤボックス7は、発電機6の底面から下向きに延びる支持筒8の下端に支持されている。支持筒8内には動力伝達軸(図示せず)が設けられている。前記翼軸と動力伝達軸とが、ギヤボックス7内のギヤ機構(図示せず)を介して動力伝達可能に連結されている。ギヤ機構は例えば傘歯車の組み合せからなり、翼軸から動力伝達軸へ回転動力を増速して伝達する。これら翼軸、ギヤ機構、および動力伝達軸を介して、翼車5の回転が発電機6に伝達される。
The
支持フレーム3は、それぞれが水路50の両側の側壁52間に架け渡される2本の梁10からなる。各梁10は、互いに水流方向に離れて配置されている。そして、これら2本の梁10で発電機6の水流方向の両端をそれぞれ支持することで、水力発電装置本体2が支持される。
The
[固定具の第1例]
図3および図4に示すように、固定具4Aは、使用状態において水路50(図1、図2)の側壁52(図1、図2)の上面に載置されるフレーム載せ部11と、このフレーム載せ部11の両端からそれぞれ下方に延び側壁52の内壁面および外壁面にそれぞれ当接される一対の挟込み部12,13とを有する。この実施形態の場合、固定具4Aは、内側固定体14と外側固定体15とに分割されており、これら内側固定体14および外側固定体15を結合手段16により互いに着脱可能に結合するようになっている。内側固定体14は、フレーム載せ部11と側壁52の内壁面に当接される挟込み部12とが一体に形成されている。外側固定体15は、側壁52の外壁面に当接される挟込み部13を含む。
[First example of fixture]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
内側固定体14のフレーム載せ部11は、梁10(図1、図2)の端部が載せられる底板11aと、この底板11aの前後方向の両端縁からそれぞれ上方に立ち上がる板状の2つのストッパ11bとからなる。各ストッパ11bは、底板11aの内外方向の全域から立ち上がっている。ここで、前後方向は、水力発電装置1の設置時における水流方向を指す。また、内外方向は、水力発電装置1の設置時における水路幅方向を指し、水路50(図1,図2)に近い側と内側、遠い側を外側としている。なお、梁10の端部は、請求項で言う「支持フレームの側端部」に相当する。
The
また、フレーム載せ部11には、底板11a上の梁10の端部の内外方向の位置を決めるための位置決め用部材18が設けられている。この位置決め用部材18は、内外方向に薄い板状で、内外方向に貫通する複数のねじ孔19が設けられている。なお、位置決め用部材18は、底板11aおよび両側のストッパ11bに溶接等により固定されている。位置決め用部材18の内外方向の固定位置は、フレーム載せ部11に載せられる梁10の側端部の長さに応じて変更される。
Further, the
各ストッパ11bの内端寄りの位置に、後述の固定用ボルト35(図4)が挿通される固定用ボルト孔20が複数(例えば3つ)設けられている。また、各ストッパ11bの外端部に、平面形状L字状の結合用部材21が複数のボルト22およびナット23により取り付けられている。結合用部材21は、ストッパ11bよりも前後方向に突出した部分21aに、結合用ボルト孔24(図4)が設けられている。さらに、フレーム載せ部11の底板11aの内側端部における上面および下面に、ゴム材等からなる弾性体25,26がそれぞれ設けられている。
A plurality (for example, three) of fixing bolt holes 20 through which the fixing bolts 35 (FIG. 4) described later are inserted are provided at positions near the inner end of each
内側固定体14の挟込み部12は、フレーム載せ部11の内側端部から幅方向に沿って下方に延びる側壁当接部12aと、この側壁当接部12aの両端からそれぞれ内側に延びる前後2つの補強部12bとからなる。補強部12bの上端は、ストッパ11bと繋がっている。側壁当接部12aにおける側壁52との接触面である外側面に、前記同様のゴム材等からなる弾性体27が設けられている。
The sandwiching
外側固定体15は、正面から見てL字状で、その前後方向に沿う部分が、側壁52の外壁面に当接される挟込み部13である。挟込み部13には、結合用部材21の前記結合用ボルト孔24に対応する位置に結合用ボルト孔28(図4)が設けられている。挟込み部13における側壁52との接触面である内側面に、前記同様のゴム材等からなる弾性体29が設けられている。
The outer
結合手段16は、結合用部材21および挟込み部13の各結合用ボルト孔24,28に挿通されるボルト31、このボルト31に螺着させるナット32等からなる。
The coupling means 16 includes a
[水力発電装置の設置]
この水力発電装置1を水路50に設置するに際しては、支持フレーム3の2本の梁10の両端部を、それぞれ固定具4Aを用いて水路50の両側の側壁52に固定する。以下、その固定方法について説明する。
[Installation of hydroelectric power generation equipment]
When the hydroelectric
まず、図5に示すように、側壁52の上端面の上に、挟込み部12が側壁52の内側に位置するように内側固定体14を載置する。内側固定体14は、弾性体26を介して側壁52の上端面と接する。そして、側壁52の外側に外側固定体15を配置し、内側固定体14および外側固定体15の各結合用ボルト孔24,28に挿通したボルト31、このボルト31に螺着したナット32等により、図6のように、内側固定体14と外側固定体15とを結合する。この状態からボルト31をさらに締め込むことにより、内側固定体14および外側固定体15の各挟込み部12,13で側壁52の内壁面および外側面を挟み込んで、固定具4Aを側壁52に固定する。
First, as shown in FIG. 5, the
上記固定具4Aの固定状態において、フレーム載せ部11における側壁52との接触面、および各挟込み部12,13における側壁52との接触面に弾性体26,27,29がそれぞれ設けられているため、側壁52を傷つけることがない。また、側壁52と挟込み部12,13との接触がより緊密になり、側壁52に対する固定具4の固定強度が増す。
In the fixed state of the
次に、図7に示すように、梁10の端部をフレーム載せ部11の底板11aの上に載せるとともに、梁10の端面と位置決め用部材18との間に押付け部品34を挿入する。押付け部品34は、梁10の端面とほぼ同じ大きさの板状の部品である。そして、図8に示すように、梁10の端部を固定具4Aに固定する。
Next, as shown in FIG. 7, the end portion of the
梁10の端部の固定は、固定用ボルト35を、一方のストッパ11bの固定用ボルト孔20、梁10の端部に設けられた長孔36(図7参照)、および他方のストッパ11bの固定用ボルト孔20の順に挿入し、その固定用ボルト35の突出端にナット(図示せず)を螺着することで行う。なお、梁10の長孔36は、梁10の幅方向に貫通し、梁10の長さ方向に長い孔である。このような固定用ボルト35による固定を、複数の固定用ボルト孔20について行う。図8の例では、3つの固定用ボルト孔20のうち2つの固定用ボルト孔20について行っている。
To fix the end of the
フレーム載せ部11がストッパ11bを有するため、上記梁10の端部をフレーム載せ部11に固定する作業を容易に行うことができる。つまり、設置作業中、翼車5が水流を受けることで、支持フレーム3の梁10に水流方向の力が作用している。しかし、梁10の端部に作用する水流方向の力を下流側のストッパ11bが受けるため、梁10がフレーム載せ部11に固定されていなくても、梁10が水流方向に動くことはない。このため、梁10が動かないように人手等によって支えておく必要がなく、梁10の端部をフレーム載せ部11に固定する作業を容易に行える。フレーム載せ部11の底板11aの両側にストッパ11bが設けられているので、水流の向きにかかわらず、ストッパ11bにより梁10に作用する水流方向の力を受けることができる。
Since the
梁10の端部を固定具4Aに固定した後、図9に示すように、位置決め用部材18のねじ孔19(図3参照)にボルトからなる押付け部材37をねじ込み、押付け部品34を介して前記押付け部材37の先端を梁10の端面に押し付ける。押付け部材37のねじ込み量を変更することで、梁10の端面の内外方向の位置を調節する。水路30の両側の固定具4Aにつき、上記のように押付け部材37を梁10の両端面に押し付けることにより、梁10が内外方向に移動しないように拘束されて、梁10が水路幅方向に位置決めされる。一旦位置決めした後、梁10の水路幅方向の位置を調整することも可能である。押付け部材37として、ボルトの代わりにばね等を用いて、押付け部品34を梁10の端面に押し付けてもよい。
After fixing the end of the
このように、固定具4Aのフレーム載せ部11の上に梁10の端部を載せて固定し、その固定具4Aを、一対の挟込み部12,13で水路50の側壁52を両側から挟み込むことで側壁52に固定する。梁10の水流方向の位置はストッパ11bによって決められ、水路幅方向の位置は押付け部材37によって決められる。これにより、水力発電装置本体2の水流方向の位置および水路幅方向の位置が定まる。
In this way, the end portion of the
この方法で梁10の端部を水路50の側壁52に固定すると、側壁52やその周辺に対して、基礎工事やアンカ打込み等の工事を行わず済む。このため、側壁52を傷つけることなく、水力発電装置1を水路50に簡単かつ安価に設置することができる。また、水力発電装置1の設置位置を変更することが容易である。さらに、水路50の側壁52を傷つけないため、側壁52の強度劣化が生じない。
When the end portion of the
固定具4Aが内側固定体14と外側固定体15とに分割されているため、一対の挟込み部12,13の間の距離を側壁52の上端の幅に合わせて調整し易い。また、一対の挟込み部12,13の間の距離を調整する機構を各挟込み部12,13に設けなくてよいので、各挟込み部12,13を簡易な構成とすることができる。
Since the
[固定具の第2例]
図10、図11は固定具の第2例を示す。この固定具4Bは、内側固定体14と外側固定体15との間座40が介在する。間座40は、両端面が内側固定体14および外側固定体15にそれぞれ接触するブロック状であり、内外方向に貫通する結合用ボルト孔41を有する。他は、第1例と同じである。
[Second example of fixture]
10 and 11 show a second example of the fixative. The
この固定具4Bは、固定部材14、間座40、および外側固定体15の各結合用ボルト孔24,41,28に挿通したボルト31、このボルト31に螺着したナット32等により、図11のように、内側固定体14と外側固定体15を、間座40を介して結合する。このように内側固定体14と外側固定体15との間座40を介在させることで、側壁52の上端の幅が広く、内側固定体14と外側固定体15だけでは内外方向の寸法が不足する場合に、固定具4Bの長さを容易に調節することができる。水力発電装置1の設置位置を変更する場合や、別の水路に水力発電装置1を設置する場合にも、その水路の側壁の上端の幅に応じて、その幅に合った内外方向の寸法を有する間座40を製作し、かつそれに合わせた長さのボルト31を用意することで対応できる。
The
[固定具の第3例]
図12、図13は固定具の第3例を示す。この固定具4Cは、第1例における結合用部材21の代わりに、内側固定体14に対して内外方向に位置調節可能な中間部材42を有する。中間部材42には内外方向に長い長孔43が設けられており、この長孔43と内側固定体14のストッパ11bに設けられたボルト孔(図示せず)とに挿通したボルト22、このボルト22に螺着したナット23等により、中間部材42が内側固定体14に固定される。長孔43におけるボルト22の挿通位置を変更することで、中間部材42の内外方向の位置を調節することができる。結合用部材21と同様に、中間部材42も、ストッパ11bよりも前後方向の外側に突出した部分42aで、ボルト31、ナット32等からなる結合手段16により外側固定体15に結合される。
他は、第1例と同じである。
[Third example of fixture]
12 and 13 show a third example of the fixative. The
Others are the same as the first example.
この構成によると、内側固定体14に対する中間部材42の内外方向の位置を調節して、固定具4Cの有効長さ、すなわち一対の挟込み部12,13の間の距離を調節することができる。図12は固定具4Cの有効長さを最も短くした状態を示し、図13は固定具4Cの有効長さを最も長くした状態を示す。このように、固定具4Cの有効長さを大きく調整することができるため、水路50の側壁52の上端の幅に合わせて、固定具4Cの長さを広い範囲で容易に調節することができる。また、第2例の間座40を使用する場合のように、側壁52の上端の幅に合わせてボルト31やナット32を用意しなくても済む。
According to this configuration, the position of the
[固定具の第4例]
図14は固定具の第4例を示す。この固定具4Dは、第1例ないし第3例の固定具4A,4B,4Cと比べて外側固定体15が異なっている。すなわち、固定具4Dの外側固定体15は、正面視L字状の外側固定体本体15aに対して、付勢手段により弾性体29が内側へ付勢されている。この場合、弾性体29が外側固定体15の挟込み部13となる。言い換えると、外側固定体15の挟込み部13が、付勢手段により、内側固定体14の挟込み部12の側に付勢されている。
[Fourth example of fixture]
FIG. 14 shows a fourth example of a fixture. This
図の例では、付勢手段が圧縮ばね45からなる。詳しくは、弾性体29に固定のガイド棒46が、外側固定体本体15aに設けられた貫通孔(図示せず)に内外方向に進退自在に挿通されている。そして、このガイド軸46の外周で、かつ弾性体29と外側固定体本体15aとの間に、コイルばねからなる前記圧縮ばね45が設けられている。ガイド軸46の先端に設けられたねじ部に、抜け止め用のダブルナット48が螺着されている。付勢手段は、圧縮ばね45以外のものであってもよい。
他は、第1例と同じである。
In the example shown in the figure, the urging means comprises a
Others are the same as the first example.
この構成によると、固定具4Dを水路50の側壁52に固定したとき、付勢手段である圧縮ばね45の復元力により、挟込み部13である弾性体29が側壁52の外壁面に押し付けられる。これにより、内側固定体14の挟込み部12も側壁52の内壁面に押し付けられ、両挟込み部12,13により側壁52を両側から挟み込む。
According to this configuration, when the
このように、圧縮ばね45により一対の挟込み部12,13を側壁52の内壁面および外壁面に押し付けることで、一対の挟込み部12,13で側壁52を挟み込む力が安定し、固定具4Dを側壁52に安定的に固定することができる。例えば、結合手段16のボルト31およびナット32を締め過ぎたとしても、一対の挟込み部12,13の挟込み力が、圧縮ばね45の最大圧縮時の復元力を超えることがない。このため、強すぎる挟込み力により、側壁52または固定具4D自体に損傷を与えることがない。また、挟込み部12,13の弾性体27,29が摩耗等で劣化した場合でも、圧縮ばね45の復元力により側壁52を挟み込む力を保持できる。
In this way, by pressing the pair of sandwiching
上記第1例ないし第4例の各固定具4A,4B,4C,4Dは、内側固定体14にフレーム載せ部11が設けられているが、フレーム載せ部11は外側固定体15に設けられていてもよい。また、フレーム載せ部11が、内側固定体14および外側固定体15の両方に設けられていてもよい。
In each of the
[固定具の第5例]
図15は固定具の第5例を示す。この固定具4Eは、前記各固定具4A,4B,4C,4Dのように内側固定体14と外側固定体15とに分割されていない。一方(例えば内側)の挟込み部12は、固定具4A,4B,4C,4Dと同様に、フレーム載せ部11の一端から下方に延びて、その側壁52との接触面に弾性体27が設けられている。これに対し、他方(例えば外側)の挟込み部13は、フレーム載せ部11の他端から下方に延びる垂下部49に対して、付勢手段であるが圧縮ばね45により、一方の挟込み部12の側(内側)へ付勢されている。挟込み部13は弾性体からなる。圧縮ばね45とその周辺部の構成は、第4例と同じである。
[Fifth example of fixture]
FIG. 15 shows a fifth example of a fixture. The fixative 4E is not divided into an
この固定具4Eは、圧縮ばね45が自然長であるときの、すなわち圧縮ばね45に外力が作用していないときの挟込み部12と挟込み部13との距離Aよりも上端の幅が広い側壁52に固定することができる。ダブルナット48を締めて圧縮ばね45の長さを短くした状態で、一対の挟込み部12,13により側壁52を挟み込み、その後、ダブルナット48を緩めて圧縮ばね45を解放状態とすることで、圧縮ばね45の復元力により側壁52を挟み込む。
The width of the upper end of the
この固定具4Eは、内側固定体14と外側固定体15とに分割されていないため、部品点数を少なくできる。また、圧縮ばね45の復元力のみで一対の挟込み部12,13が側壁52を挟み込むため、側壁52を挟み込む箇所と挟込み力を発生させる箇所が同一直線上に位置している。このため、余分なモーメントが発生させることなく、固定具4Eを側壁52に固定することができる。
Since the
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the examples, the embodiments disclosed here are exemplary in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1…水力発電装置
2…水力発電装置本体
3…支持フレーム
4A,4B,4C,4D,4E…固定具
5…翼車
6…発電機
11…フレーム載せ部
11b…ストッパ
12,13…挟込み部
14…内側固定体
15…外側固定体
16…結合手段
18…位置決め用部材
26,27,29…弾性体
37…押付け部材
40…間座
42…中間部材
45…圧縮ばね(付勢手段)
50…水路
52…側壁
1 ... Hydroelectric
50 ...
Claims (4)
前記各固定具は、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部と、このフレーム載せ部の両端からそれぞれ下方に延び、前記側壁の内壁面および外壁面にそれぞれ当接して前記側壁を挟み込む一対の挟込み部とを有し、
前記固定具が、前記側壁の内壁面に当接する挟込み部を有する内側固定体と、前記側壁の外壁面に当接する挟込み部を有する外側固定体と、前記一対の挟込み部の相互間隔を調節可能に前記内側固定体および前記外側固定体を互いに結合する結合手段とで構成され、
前記内側固定体と前記外側固定体との間に、両端面が前記内側固定体および前記外側固定体にそれぞれ直接または間接的に接触する間座が介在する水力発電装置。 A hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates electricity by the rotation of the impeller, a support frame that supports the hydroelectric power generation device body, and the support frames on the side walls on both sides of the waterway. Equipped with multiple fixtures to fix each,
Each of the fixtures is mounted on the upper surface of the side wall of the waterway and extends downward from both ends of the frame mounting portion on which the side end portion of the support frame is mounted and fixed, and the inner wall surface of the side wall. It also has a pair of sandwiching portions that abut on the outer wall surface and sandwich the side wall.
Mutual spacing between the pair of sandwiches, the inner fixing body having the sandwiching portion in which the fixture abuts on the inner wall surface of the side wall, the outer fixing body having the sandwiching portion in contact with the outer wall surface of the side wall, and the sandwiching portion. Consists of an inner fixation body and a coupling means for binding the outer fixation body to each other in an adjustable manner.
A hydroelectric power generation device in which a spacer is interposed between the inner fixed body and the outer fixed body so that both end surfaces are in direct or indirect contact with the inner fixed body and the outer fixed body, respectively.
前記各固定具は、前記水路の側壁の上面に載置され前記支持フレームの側端部を載せて固定するフレーム載せ部と、このフレーム載せ部の両端からそれぞれ下方に延び、前記側壁の内壁面および外壁面にそれぞれ当接して前記側壁を挟み込む一対の挟込み部とを有し、
前記固定具が、前記側壁の内壁面に当接する挟込み部を有する内側固定体と、前記側壁の外壁面に当接する挟込み部を有する外側固定体と、前記一対の挟込み部の相互間隔を調節可能に前記内側固定体および前記外側固定体を互いに結合する結合手段とで構成され、
前記固定具は、前記内側固定体および前記外側固定体のうちのどちらか一方の固定体に前記水路の幅方向の位置を調節可能に固定される中間部材を有し、この中間部材が前記内側固定体および前記外側固定体のうちのどちらか他方の部材に対して前記結合手段により結合される水力発電装置。 A hydroelectric power generation device main body having an impeller that converts hydraulic power into rotational force and a generator that generates electricity by the rotation of the impeller, a support frame that supports the hydroelectric power generation device body, and the support frames on the side walls on both sides of the waterway. Equipped with multiple fixtures to fix each,
Each of the fixtures is mounted on the upper surface of the side wall of the waterway and extends downward from both ends of the frame mounting portion on which the side end portion of the support frame is mounted and fixed, and the inner wall surface of the side wall. It also has a pair of sandwiching portions that abut on the outer wall surface and sandwich the side wall.
Mutual spacing between the pair of sandwiches, the inner fixing body having the sandwiching portion in which the fixture abuts on the inner wall surface of the side wall, the outer fixing body having the sandwiching portion in contact with the outer wall surface of the side wall, and the sandwiching portion. Consists of an inner fixation body and a coupling means for binding the outer fixation body to each other in an adjustable manner.
The fixative has an intermediate member that is adjustablely fixed to the fixation body of either the inner fixation body or the outer fixation body so that the position in the width direction of the water channel can be adjusted, and the intermediate member is the inner side. A hydroelectric power generation device that is coupled to a member of either a fixed body or the outer fixed body by the coupling means.
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