JP7055351B2 - Power generator - Google Patents
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Description
本発明は、ドラム形の水車とスクリュー形の水車とを備えた船形の発電装置であり、更に詳しくは、河川や用水路等の流水上に係留して、水の流れで水車を回転させて、効率的に発電をおこなう発電装置に関するものである。 The present invention is a ship-shaped power generator equipped with a drum-shaped water wheel and a screw-shaped water wheel. More specifically, the present invention is moored on running water such as a river or an aqueduct, and the water wheel is rotated by the flow of water. It relates to a power generation device that efficiently generates power.
従来、この種の考案としては、実用新案登録第3173631号のドラム式水車筏発電装置を本願出願人が提案している(特許文献1参照)。 Conventionally, as a device of this kind, the applicant of the present application has proposed a drum type water turbine raft power generation device of Utility Model Registration No. 3173631 (see Patent Document 1).
図8及び図9に示すように、このドラム式水車筏発電装置1は、船体2の両側部にドラム式水車3を二対設けており、このドラム式水車3の中心部には車軸4が軸通している。車軸4は、船内部分においてデフギア(デファレンシャルギア)5と連結し、また、デフギア5はシャフト6が連結して、シャフト6は発電機7に接続した構成である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the drum-type turbine raft
このような構成のドラム式水車筏発電装置1は、水の流れでドラム式水車3を回転させることで車軸4を回転させて、その回転力をデフギア5を介してシャフト6から発電機7へと伝達して発電する仕組みである。
The drum-type turbine
発電機7で発電した電力は、図10に示すように、陸地に立設する支柱8へ送電線9で送り、さらに送電線9から外部送電線10を介在して、所定の電力供給施設に電力を供給する。なお、図9及び図10中の符号WL(water-line)は喫水線を示す。
As shown in FIG. 10, the electric power generated by the
この従来例のドラム式水車筏発電装置1においては、ドラム式水車3を増設したり、あるいは、ドラム式水車3の幅を拡張することで、回転力やトルクを増幅して発電する電力を増大することができるものの、当該ドラム式水車3の構造においては、その発電量が限られる。
In this conventional example of the drum type turbine
従って、従来例におけるドラム式水車筏発電装置1においては、水車の構造等を改良することによって、さらに効率的な発電をおこなって発電量を増大することに解決しなければならない課題を有している。
Therefore, the drum type water turbine raft
前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、河川や用水路に係留して、水の流れでドラム形水車及びスクリュー形水車を回転させて発電をおこなう発電装置であって、該発電装置は、流水上に浮かべる船体と、該船体の両側部に少なくとも一対設ける前記ドラム形水車と、該ドラム形水車の中心部に軸通して当該ドラム形水車の回転と共に回転する車軸と、該車軸と連結してその回転が伝達される第1ギアと、該第1ギアと連結する第1シャフトを介してその回転が伝達される変速機と、該変速機と連結する第2シャフトを介してその回転が伝達されて発電する発電機と、前記船体の船尾側の船底近傍に設ける前記スクリュー形水車と、該スクリュー形水車と連結する第3シャフトを介してその回転が伝達される第2ギアと、該第2ギアと連結する第4シャフトを介してその回転が伝達されて発電する前記発電機と、を少なくとも備え、前記ドラム形水車は、筒体と、該筒体に設けられる複数枚の羽根とを有し、該羽根は、前記筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されており、前記船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、前記スクリュー形水車の前方を開放していることである。 The gist of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example is a power generation device that is moored in a river or an irrigation canal and rotates a drum type water wheel and a screw type water wheel by a flow of water to generate power. The device includes a hull that floats on running water, at least a pair of the drum-shaped turbines provided on both sides of the hull, an axle that passes through the center of the drum-shaped turbine and rotates with the rotation of the drum-shaped turbine, and the axle. A first gear connected to and transmitted its rotation, a transmission whose rotation is transmitted via a first shaft connected to the first gear, and a second shaft connected to the transmission. The rotation is transmitted to the generator to generate power, the screw type water turbine provided near the bottom of the hull, and the second gear whose rotation is transmitted via the third shaft connected to the screw type water turbine. The drum-shaped water turbine includes, at least, a generator whose rotation is transmitted via a fourth shaft connected to the second gear to generate power, and the drum-shaped water turbine includes a cylinder and a plurality of pieces provided on the cylinder. The blade has a bent portion in a state of being bent toward the receiving surface side of the water flow along the edge portion at a position separated from the tubular body, and the bottom of the hull is formed. It is formed with a required inclination angle from the central portion to the stern side to open the front of the screw type turbine.
また、前記スクリュー形水車は、中央の中央部に沿って4枚又は複数枚の羽根片を有し、該羽根片の外側の縁部が水流の受面側に折曲していること、;
を含むものである。
Further, the screw type turbine has four or a plurality of blade pieces along the central portion of the center, and the outer edge of the blade pieces is bent toward the receiving surface side of the water flow.
Is included.
本発明に係る発電装置によれば、船体の両側部に設ける一対のドラム形水車と、船体の船尾側の船底近傍に設けるスクリュー形水車との2種類の水車を用いて発電機で発電するので、発電量が増加していっそう効率的な発電が可能となる。
また、ドラム形水車の羽根は、筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されているので、水流が折曲部に当たって押圧力が増大し、その結果、ドラム形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。
According to the power generation device according to the present invention, power is generated by a generator using two types of water wheels, a pair of drum-type water wheels provided on both sides of the hull and a screw-type water wheel provided near the bottom of the hull on the stern side. , The amount of power generation increases and more efficient power generation becomes possible.
Further, since the blade of the drum type water turbine has a bent portion formed in a bent state on the receiving surface side of the water flow along the edge portion at a position separated from the cylinder, the water flow hits the bent portion and presses the pressure. As a result, the torque and rotational force of the drum-type turbine are amplified, which is an excellent effect.
また、スクリュー形水車は、中央の中央部に沿って4枚又は複数枚の羽根片を有し、羽根片の外側の縁部が水流の受面側に折曲していることによって、この折曲している折曲部分に水流が当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。 Further, the screw type water turbine has four or a plurality of blade pieces along the central portion of the center, and the outer edge of the blade pieces is bent toward the receiving surface side of the water flow. The water flow hits the bent portion to increase the pressing force, and as a result, the torque and rotational force of the screw type turbine are amplified, which is an excellent effect.
そして、船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、スクリュー形水車の前方を開放していることによって、この開放している部分の水流がスクリュー形水車の前面に当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。 The bottom of the hull is formed with a required inclination angle from the center to the stern side, and the front of the screw-type turbine is opened, so that the water flow in this open portion is screw-shaped. The pressing force increases when it hits the front surface of the water turbine, and as a result, the torque and rotational force of the screw type water turbine are amplified, which is an excellent effect.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解を容易にするために、従来例に対応する部分には従来例と同一の符号を付けて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in order to facilitate understanding, the parts corresponding to the conventional example will be described with the same reference numerals as those of the conventional example.
まず、図1から図3において、符号11は発電装置を示し、この発電装置11は、流水上に浮かべる船体2と、船体2の両側部に一対設けるドラム形水車12と、ドラム形水車12の中心部に軸通して当該ドラム形水車12の回転と共に回転する車軸4と、車軸4と連結してその回転が伝達される第1ギア5aと、第1ギア5aと連結する第1シャフト6aを介してその回転が伝達される変速機13と、変速機13と連結する第2シャフト6bを介してその回転が伝達されて発電する発電機7と、船体2の船尾2a側の船底2b近傍に設けるスクリュー形水車21と、スクリュー形水車21と連結する第3シャフト6cを介してその回転が伝達される第2ギア5bとから構成されている。そして、この第2ギア5bと連結する第4シャフト6dを介してその回転が発電機7に伝達されて発電する仕組みである。
First, in FIGS. 1 to 3,
船体2は、船形あるいは筏形に形成されて、河川や用水路等に係留して流水上に浮かべて設置する。
The
ドラム形水車12は、図4及び図5に示すように、ドラム形状の筒体14と、筒体14に設けられる複数枚の羽根15とからなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the drum-
羽根15は、図5に示すように、略L字状に形成されており、筒体14の外周部14aと一方の側部14bとに沿って設けられる一方の羽根15aと、筒体14の外周部14aと他方の側部14cとに沿って設けられる他方の羽根15bとで一対の羽根15を構成し、一方の羽根15aと他方の側部14cとの間には、隙間16が設けられている。
そして、この一対の羽根15が、所定の間隔を開けて複数対(図4においては8対)設けられている。
なお、図4及び図5中の符号25は、筒体14に設けられた軸孔を示す。
As shown in FIG. 5, the
A plurality of pairs (8 pairs in FIG. 4) of the pair of
また、羽根15(一方の羽根15a、他方の羽根15b)は、筒体14と離隔した位置の縁部に沿って水流(矢印B参照)の受面側に折曲した状態の折曲部17が形成されている(図5参照)。
この折曲部17の存在によって、水流が折曲部17に当たって押圧力が増大し、その結果、ドラム形水車12のトルクや回転力が増幅する。
Further, the blade 15 (one
Due to the presence of the
車軸4は、ドラム形水車12の中心部に軸通して、当該ドラム形水車12の回転と共に回転し、ドラム形水車12の回転を第1ギア5aに伝達する。
The
第1ギア5aは、車軸4と連結してその回転を向きを変えて第1シャフト6aへと伝達する役目を果たす。
The
第1シャフト6aは、端部が変速機13と連結してその回転が伝達される。
The end of the
変速機13は、第1シャフト6aの端部が接続して、その回転速度の比率を変える役目を果たすと共に、当該変速機13からの回転を第2シャフト6bを介して発電機7へ伝達する。
The
発電機7は、第2シャフト6bの端部が接続して、その回転が伝達されて発電する役目を果たす。発電機7は、従来例と異なり、一台のみ設けられており発電効率を向上させている。
The
スクリュー形水車21は、図6に示すように、中央の中央部22に沿って4枚(又は複数枚)の羽根片23を有する。
羽根片23は、外側の縁部24が水流(矢印B参照)の受面側に折曲している。この折曲した縁部24に水流が当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車21のトルクや回転力が増幅する。
As shown in FIG. 6, the
The
また、スクリュー形水車21は、長尺の第3シャフト6cと連結しており、第3シャフト6cは、端部が第2ギア5bと連結してその回転が伝達される。
Further, the screw
第2ギア5bは、第4シャフト6dと連結しており、その回転の向を変えて変速機18を介して、発電機7に伝達する役目を果たし、その回転が発電機7に伝達されて発電する仕組みである。
The
船体2の船底2bは、図3に示すように、中央部2cから船尾2a側に渡って所要の傾斜角度を持った傾斜部20が形成されている。このように、船底2bに傾斜部20が形成されることにより、スクリュー形水車21の前方が開放される。
したがって、開放されている部分を流れる水流、換言すれば、傾斜部20に沿って流れる水流がスクリュー形水車21の前面に当たるので、押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車21のトルクや回転力が増幅する。
As shown in FIG. 3, the bottom 2b of the
Therefore, the water flow flowing through the open portion, in other words, the water flow flowing along the
また、図3に示すように、傾斜部20の両側には、壁状の側部19を有する。この側部19の存在によって、傾斜部20を流れる水流が船底2bの両側方向に流れることなく、スクリュー形水車21の前面に集中することとなり、その結果、スクリュー形水車21の押圧力がさらに増大する。
Further, as shown in FIG. 3, wall-shaped
以上のように構成される発電装置11は、船体2の両側部に設ける一対のドラム形水車12と、船体2の船尾2a側の船底2b近傍に設けるスクリュー形水車21との2種類の水車を同時に用いて発電機で発電するので、発電量が増加していっそう効率的な発電が可能となる。
なお、図1から図3中の矢印Bは水流方向を示している。
また、ドラム形水車12とスクリュー形水車21とのどちらか一方の水車を選択的に用いて発電機で発電することも可能である。
The
The arrow B in FIGS. 1 to 3 indicates the water flow direction.
It is also possible to selectively use either the
このようにして発電した電力は、従来例で説明したように、陸地に立設する支柱8へ送電線9で送り、さらに送電線9から外部送電線10を介在して、所定の電力供給施設に電力を供給する(図10参照)。
As described in the conventional example, the electric power generated in this way is sent to the support column 8 erected on land by the
WL(water-line) 喫水線
1 ドラム式水車筏発電装置
2 船体
2a 船尾
2b 船底
2c 中央部
3 ドラム式水車
4 車軸
5 デフギア(デファレンシャルギア)
5a 第1ギア
5b 第2ギア
6 シャフト
6a 第1シャフト
6b 第2シャフト
6c 第3シャフト
6d 第4シャフト
7 発電機
8 支柱
9 送電線
10 外部送電線
11 発電装置
12 ドラム形水車
13 変速機
14 筒体
14a外周部
14b、14c側部
15 羽根
15a一方の羽根
15b他方の羽根
16 隙間
17 折曲部
18 変速機
19 側部
20 傾斜部
21 スクリュー形水車
22 中央部
23 羽根片
24 縁部
WL (water-line)
Claims (2)
該発電装置は、流水上に浮かべる船体と、該船体の両側部に少なくとも一対設ける前記ドラム形水車と、該ドラム形水車の中心部に軸通して当該ドラム形水車の回転と共に回転する車軸と、該車軸と連結してその回転が伝達される第1ギアと、該第1ギアと連結する第1シャフトを介してその回転が伝達される変速機と、該変速機と連結する第2シャフトを介してその回転が伝達されて発電する発電機と、前記船体の船尾側の船底近傍に設ける前記スクリュー形水車と、該スクリュー形水車と連結する第3シャフトを介してその回転が伝達される第2ギアと、該第2ギアと連結する第4シャフトを介してその回転が伝達されて発電する前記発電機と、を少なくとも備え、
前記ドラム形水車は、筒体と、該筒体に設けられる複数枚の羽根とを有し、
該羽根は、前記筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されており、
前記船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、前記スクリュー形水車の前方を開放していること
を特徴とする発電装置。 A power generation device that is moored in a river or irrigation canal and rotates a drum-type turbine and a screw-type turbine with the flow of water to generate electricity.
The power generation device includes a hull that floats on running water, at least a pair of the drum-shaped turbines provided on both sides of the hull, and an axle that passes through the center of the drum-shaped turbine and rotates with the rotation of the drum-shaped turbine. A first gear that is connected to the axle and whose rotation is transmitted, a transmission whose rotation is transmitted via a first shaft that is connected to the first gear, and a second shaft that is connected to the transmission. The rotation is transmitted via a generator to generate power, the screw-type water wheel provided near the bottom of the hull, and a third shaft connected to the screw-type water wheel. It is provided with at least two gears and the generator whose rotation is transmitted via a fourth shaft connected to the second gear to generate power.
The drum-shaped water turbine has a cylinder and a plurality of blades provided on the cylinder.
The blade is formed with a bent portion in a state of being bent toward the receiving surface side of the water flow along the edge portion at a position separated from the tubular body .
The bottom of the hull is formed with a required inclination angle from the central part to the stern side, and the front of the screw type water turbine is open.
A power generation device featuring.
を特徴とする請求項1に記載の発電装置。 The screw type water turbine has four or a plurality of blade pieces along the central portion of the center, and the outer edge of the blade pieces is bent toward the receiving surface side of the water flow. The power generation device according to claim 1.
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