JPH03509B2 - - Google Patents

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JPH03509B2
JPH03509B2 JP57228233A JP22823382A JPH03509B2 JP H03509 B2 JPH03509 B2 JP H03509B2 JP 57228233 A JP57228233 A JP 57228233A JP 22823382 A JP22823382 A JP 22823382A JP H03509 B2 JPH03509 B2 JP H03509B2
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JP
Japan
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water
rotating frame
blade
main shaft
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JP57228233A
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JPS59120783A (ja
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Hidekazu Ueda
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/067Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation the cyclic relative movement being positively coupled to the movement of rotation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水車に関する。従来、水車にはペルト
ン水車、フランシス水車、スクリユー水車、クロ
スフロー水車等がある。本発明の水車はクロスフ
ロー水車に属すると言える。
以下図面を参照しながら本発明の水車の特徴を
明らかにすべく説明する。
第1図に従来の水車の横断面を略示する。複数
枚の羽根10が回転枠14に円周方向に沿つて等
間隔を置いて固着されている。回転枠14は中心
Oのまわりに回転可能である。流水aは羽根10
に当つて回転枠14を回転させる。
第2図には前記の水車において流水がa,b,
cの如く増水して来た場合を示す。先ずb付近ま
で増水した場合、この水位の水は羽根10を平行
に通過するのみで回転枠14を何ら回転させるに
役立たない。更にc付近まで増水した場合、この
水位の水は、水位aの水が回転枠14を回動させ
ようとする回転方向とは、逆の方向に作用する。
以上の説明から理解される如く、かかる従来の
水車は第1図に示す如き状態で使用しなければな
らない。すなわちかかる従来の水車は流水の増加
に対して良好に対応し得ない。
本発明は流水の水位の増加に対して良好に対応
する水車を提供することを目的とするものであ
る。
すなわち、回転枠14に設けられた羽根10の
角度が第3図の如きものであれば、流水がa,
b,cの如く増水しても、いずれの水位において
も羽根10は回転枠14を同一の方向に回転させ
るべく流水を受け取るであろう。本発明は羽根1
0を第3図に示す如く制御することを特徴とする
ものである。
第4図を参照して本発明の水車の基本原理を説
明する。
第4図において、円Mは水車の回転枠14を意
味する。従つてこの円Mは中心Oのまわりに回転
可能である。この円Mに等間隔を置いて点Pにお
いて羽根10が枢動可能に装着されている。かく
して羽根10は円Mに沿つて移動しつつしかも点
Pを中心に枢動するものであるということが理解
されよう。このままであると羽根10の姿勢は乱
れたものになる。そこで羽根10の姿勢を図示の
如く制御するために、羽根10に破線で示された
腕12を固着し、その自由端Rを一点鎖線で示す
円Sに従わせる。かくして羽根10の姿勢が図示
の如く制御されることが理解されよう。円Sは中
心Qを有し、この中心Qは円Mの中心Oより距離
eだけ偏心された位置に固定されている。なお図
示の場合円Mの半径fと円Sの半径gとは等し
く、腕12の長さlは羽根10の幅nの半分であ
り、羽根10の幅nは隣接する二点P間の弧の長
さkが張る弦の長さに等しく、弧の長さkは円M
の円周の長さを12等分したものに等しい。そして
偏心距離eは腕の長さlの約5分の4であり、腕
12は羽根10に直角に配置されており、羽根1
0が回転枠14の回転につれて水車の下方位置に
来たとき羽根10に対して流水の上流側に延出
し、前記点Qの偏心の方向も上流側である。
なお、これに限定されることはない。すなわ
ち、羽根10の幅nは弧kの張る弦の長さよりも
適当に長くできる。かくして羽根10が受ける水
の面積を増大できる。このように羽根10の幅を
適当に拡げても、互いに隣接する羽根が当ること
はない。しかし腕12の自由端Rは隣接する羽根
の点Pより内側を通過しなければならないので、
弧kの張る弦の長さ以下でなければならない。円
Sの半径gも円Mの半径fに関して多少増減して
もよい。しかし偏心距離eは、e<l−|g−f
|を満足させるものでなければならない。e>l
−|g−f|であると回転枠14そのものが連続
的に回転し得ない。点Qの偏心の方向は羽根10
に対する腕12の方向に依在する。例えば、羽根
10に対して腕12を図示の場合と反対の方向に
延ばすと、点Qは点Oに関して下流側に位置す
る。
以上の説明より本発明の水車は回転枠14に羽
根10を枢動可能に装着し、この羽根の姿勢を腕
12で制御したものであることが理解されよう。
次に、第5図から第8図を参照して本発明の水
車の具体的な構造を説明する。
第5図は本発明の水車に使用する羽根10を斜
視図で以つて示す。この羽根10の両端には副軸
11が突出している。この副軸11の軸端には腕
12が直角に固着されている。腕12は羽根10
の面に直角に後方に延びている。その腕12の自
由端にはカム従動子13が直角に外方に突出する
ように設けられている。副軸11の中心線Pは第
4図の点Pに対応するものであり、カム従動子1
3の中心線Rは第4図の点Rに対応するものであ
り、これらの二点間の距離lが第4図に示す腕の
長さlに対応する。
なお、羽根10は水の受けを良くするためと、
羽根10の長手方向に沿う曲げに対する強度を上
げるために図示の如く羽根10の幅方向に沿つて
彎曲せしめられている。副軸11は羽根10の全
体に渡つて延びていてもよいし、羽根10の長手
方向の両端に整合せしめて適当に固着してもよ
い。いずれにしても副軸11と羽根10との間に
実質的な相対的回転がないようにすればよい。腕
12は着脱可能に副軸11に設けるのが好まし
い。
カム従動子13は中心線Rのまわりで回転しう
るように腕12に設けるのが好ましい。
第6図は本発明の水車に使用する回転枠14を
斜視図で以つて示す。この回転枠14は主軸16
とこの主軸16に軸方向に間隔を置いて垂直に固
着された二枚の円盤19,19とからなる。各円
盤19は複数個の孔15を有する。主軸16の中
心線Oは第4図の点Oに対応するものであり、こ
の中心線Oを中心に持つ円Mに沿つて等間隔を置
いて前記孔15が円盤19に設けられている。前
記円Mは第4図の円Mに対応するものである。二
つの円盤19における孔15の位置はそれぞれ整
合している。その整合線Pは第4図の点Pに対応
するものであり、これらの孔15に第5図に示す
羽根10の副軸11が回転可能に装着される。な
お円盤9は第5図の腕つき羽根10を回転可能に
装着できればどのような構造のものでもよい。
第7図は羽根10を担持した回転枠14がその
主軸16で基礎支持部材17,17により回転可
能に装着されていることを示す。の基礎支持部材
17は姿勢制御盤18を固着した状態で担持して
いる。姿勢制御盤18は環状の溝20を有し、こ
の溝20に腕12のカム従動子13が摺動可能に
係合している。なお溝20は第4図の円Sに相当
するものである。この図においては理解しやすく
するために羽根10と腕12との角度関係は第5
図で述べた90゜の関係から0゜あるいは180゜に変更し
て示されている。それに伴なつて溝20も変位し
て図示されている。
第8図は一方の側の基礎支持部材17とそれに
固着された姿勢制御盤18を図示する。姿勢制御
盤18は所望の厚さの円盤である。これが基礎支
持部材17に適当な数のボルトナツト25,26
により固着されている。この姿勢制御盤18は比
較的大きな孔22を有する。この孔22は第7図
で示した回転枠14の主軸16を自由に通すため
のものである。また姿勢制御盤18は点Qを中心
とする円環状の溝20を有する。基礎支持部材1
7は回転枠14の主軸16を回転可能に支持する
孔21を有する。この孔21の中心Oと前記点Q
とはそれぞれ第4図の点O,Qに対応するもので
ある。
以上の説明より本発明の水車の基本構造が理解
されたであろう。次に本発明の水車の効果につい
て簡単に説明する。
本発明の水車は第3図に示す如く流水の水位が
上昇しても有効に作動することは前述の通りであ
るが、一定の水位の流水の場合に対しては水車の
直径を小さく設計できるのである。更に本発明で
は羽根10の両側に制御腕12が設けられている
ために羽根の長さを長くすることが出来るのであ
る。かくして所定の幅の、所定の水位の流水に対
して、その幅に合わせてかつ直径の小さな水車を
提供することが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の水車を示す概略
図、第3図は本発明の水車が達成しようとする状
態を示す図、第4図は本発明の水車の基本機構を
示す幾何学図、第5図は本発明の水車に使用する
羽根の一例を示す斜視図、第6図は本発明の水車
に使用する回転枠の一例を示す斜視図、第7図は
本発明の水車を示す正面図、第8図は本発明の水
車に使用する基礎支持部材およびこれに固着され
た制御盤の一例を示す斜視図である。 なお、図中、同一符号は同一部材を示し、10
は羽根、11は副軸、12は制御腕、13はカム
従動子、14は回転枠、16は主軸、19は回転
枠の円盤、15は孔、17は基礎支持部材、18
は姿勢制御盤、20は溝、21は孔を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 間隔を置いて垂直に配置された一対の支持部
    材17,17からなる基礎、これらの支持部材1
    7,17に回転可能に装着された主軸16、前記
    支持部材17,17の間で軸方向に間隔を置いて
    前記主軸16に固着された一対の回転枠盤19,
    19、前記主軸16を中心Oとする円周Mに沿つ
    て等間隔を置き前記主軸に平行に前記の一対の回
    転枠盤19,19に回転可能に装着された複数本
    の副軸11,11,…11、前記の一対の回転枠
    盤19,19の間で前記の副軸11の各々に固着
    して支持された羽根10,10,…10、前記の
    一対の回転枠盤14,14の外側であつてしかも
    前記の一対の支持部材17,17の間で前記副軸
    11の軸端に固着されて副軸11の軸線より偏心
    した位置にカム従動子13を有する制御腕12、
    および前記カム従動子13が前記主回転軸16に
    垂直な一平面上を遊動するのを規制して前記羽根
    10の姿勢を制御すべく前記カム従動子13を所
    定の経路に沿つて案内する姿勢制御装置18,2
    0を具備したことを特徴とする可動羽根式かご型
    水車。
JP57228233A 1982-12-27 1982-12-27 可動羽根式かご型水車 Granted JPS59120783A (ja)

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JP57228233A JPS59120783A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 可動羽根式かご型水車

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JP57228233A JPS59120783A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 可動羽根式かご型水車

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JPS59120783A JPS59120783A (ja) 1984-07-12
JPH03509B2 true JPH03509B2 (ja) 1991-01-08

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ID=16873247

Family Applications (1)

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JP57228233A Granted JPS59120783A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 可動羽根式かご型水車

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JPS59120783A (ja) 1984-07-12

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