JPH04292577A - 水力原動装置 - Google Patents

水力原動装置

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JPH04292577A
JPH04292577A JP3055216A JP5521691A JPH04292577A JP H04292577 A JPH04292577 A JP H04292577A JP 3055216 A JP3055216 A JP 3055216A JP 5521691 A JP5521691 A JP 5521691A JP H04292577 A JPH04292577 A JP H04292577A
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water
power
prime mover
water turbines
water turbine
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JP3055216A
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Inventor
Koji Tonouchi
殿内　幸二
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other 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
    • F03B17/063—Other 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 no movement relative to the rotor during its rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/96—Mounting on supporting structures or systems as part of a wind turbine farm
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は水力原動装置、特に水
力発電用等に適した水力原動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年特に高まりつつあるエネルギー問題
の一環として、風力，水力，太陽光線等の天然エネルギ
ーの広汎な活用が注目されており、種々の動力装置や発
電装置が提案，開発されてきている。このうち、水力を
利用する原動機に関しては、特に大落差を有しない自然
水流を利用する比較的小容量の例えば農業用作業装置や
自家用発電装置等の原動機としては、水平軸を中心とし
て垂直平面内を回転する木製等のバケット式水車が古く
から広く用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の水車形式の原動装置にあっては、比較的低
速の自然水流をそのまま無落差、あるいは比較的小落差
で利用するものであるため、一基である程度の動力容量
を得るためには水車の直径や幅を相当大形化する必要が
あり、それが製作または設置等の諸制約から実現困難な
場合には、それより小形の比較的小容量の複数の水車を
それぞれ単独に並列に設置する必要があった。
【０００４】さらにまた、これら並列配置の複数の各水
車は、小形のためそれぞれの回転慣性モーメントは比較
的小さく、かつそれぞれが独立であるため、フライホイ
ール（はずみ車）効果が比較的小さく、例えば源水流の
流量，流速あるいは作業装置の負荷等の比較的短周期的
変動の影響を受けて、各水車の回転速度が変動し易いと
いう傾向があった。
【０００５】この発明は、以上のような従来のこの種の
水車形式原動機における問題的にかんがみてなされたも
ので、比較的大きい動力容量を要するが、大直径の単一
水車の設置が困難であるような場合、より小形の複数の
水車を直列に配設することにより、一体として必要動力
容量を確保すると同時に、全体として大きなフライホイ
ール効果を期待し得る水力原動機装置の提供を目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、それぞれ一水平回転軸中心に垂直面内を回転す
る複数基の外周バケット形式水車原動機を、それぞれ動
力伝達手段を介して互いに直列に結合するよう構成する
ことにより、前記目的を達成しようとするものである。
【０００７】
【作用】以上のような構成により、複数基の適当直径の
外周バスケット形式水車原動機を、例えば前記各水車外
周部に配設した大歯車による直接噛合係合、もしくは前
記各水平回転軸間のチェーン伝動等の動力伝達手段によ
り互いに直列に直結したため、適当直径寸法の各水車に
より一体として必要容量の動力が得られると共に、単独
のそれの前記複数倍のフライホイール効果を期待し得る
ため、全体としての速度変動率を向上させることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下に、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１に、この発明に係る発電用の水力原動装置の一
実施例の３基直列結合例の正面図、図２にその一基の側
面図を示す。
【０００９】（構成）１，１Ａ，１Ｂは、それぞれ実質
的に同一の３基の外周のバケット形成水車（原動機）で
あり、中央の水車１について構成を説明する（図１の水
車１Ａ及び１Ｂについては細部の詳細図示は省略して示
す）。水車１は、地表上に立設された枠組（フレーム）
２上の一対の軸受３上に回転可能に軸支された水平回転
軸４を有し、その上に固設されたボス部から半径方向放
射状に複数のスポーク５を有し、それら先端の円周部に
は、半径方向断面が外側開放みぞ形を呈し、円周方向に
等間隙に複数の半径方向隔壁６によって仕切られた複数
のバケット７が連続的に形成されている。このバケット
部の両側外周上には、それぞれ直結伝動用大歯車８を形
成する各歯が等ピッチで植設されている。
【００１０】一方、フレーム１上には、水車１の一方の
外径部に近接して直立フレーム９が立設され、その上部
には、この水車１のバケット７部への原動水を落下供給
するための水槽部１０が支持され、不図示の水源から適
当な水路を介して原動水が連続的に導入されるよう構成
され、これにより水車１は矢印Ａ方向に回転駆動され、
各バケット７内の水は水車回転と共に落下して不図示の
排水路から放出される。
【００１１】これにより、水車１の回転軸４に発生した
回動動力は、回転軸４の両端部にそれぞれ固設された歯
車１５，フレーム２の下方部材上に軸支された小歯車（
ピニオン）１２及びそれと一体の歯車１３を介して発電
機１５の軸端に固設された小歯車（ピニオン）１４によ
り、水車回転軸４の回転速度を２段増速して両側の発電
機１５を所定回転速度で駆動するよう構成されている。
【００１２】図１の水車１の両側にそれぞれ大歯車８の
外接に嵌合により互いに結合された各水車１Ａ，１Ｂは
、水車１における水槽部１０と直径対称位置の各水槽部
１０ａにより、それぞれ水車１と反対方向Ｂに回転駆動
され、これらの直結構造により、３基の水車１，１Ａ，
１Ｂは動力的に一体化され、また回転慣性モーメントも
１基当りの３倍となり、これに対応して、フライホイー
ル効果も増大し、水車全体、すなわち各発電機１６の速
度変動率の向上に寄与する。
【００１３】（試作例）なお、本発明者は、実際に、各
水車直径２．６ｍ，水車幅０．６ｍの寸法で、鋼製材料
の前記構成による３連水車を試作し、基礎試験により、
所定の成果が確認された。また、本試作は鋼製部材の組
立式に構成したため、小形堅牢であり、その製作，運搬
，据付，保守のすべてに便利であり、利用範囲が極めて
広い。
【００１４】（他の実施例）なお、前記実施例及び試作
例は、３基の水車の直結事例について説明したが、これ
のみに限定されることなく、２基もしくは４基以上であ
ってもよく、また要すれば単一の基数でも使用し得るこ
とはもちろんである。
【００１５】また、各水車の直列結合用の動力伝達合手
段としては、図例の大歯車直接に噛合式のほか、例えば
各回転に固設したスプロケットホイール（鎖車）と動力
用チェーン等を用いても差支えない、この場合には、各
水車の回転方向は全部同一となる。
【００１６】さらに、また前記実施例は、各水車の上部
に水槽部を設けて、例えば前記試作例においては約１．
５ｍの落差を利用したが、これのみに限定されるもので
なく、各水車の下端バケット部で直接流水表面部に接す
る無落差方式であっても差支えない。このような場合に
は、実施例の発電機及び関連増速装置は、下方でなく、
水平方向に配設することはもちろんである。
【００１７】また、本実施例においては、発電装置とて
、各水車水の両側にそれぞれ一対の発電機を配設した図
例を示したが、片側のみもしくは直列構造により、適当
数の配設例とすることもできる。さらにまた、これらの
動力負荷は発電機のみに限定されるものでなく、例えば
揚水ポンプ脱穀機など、他の適当な動力作業機であって
もよい。また、それぞれに適した形式の増速または減速
機構を利用することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、複数基の外周バケット形式水車をそれぞれ動力伝達
手段を介して互いに直列に直結したため、適当直径寸法
により、一体として必要容量の動力が得られ、また、単
独のそれの前記複数の倍のフライホイール効果が得られ
るため、全体としての速度変動率の向上に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　発電用の３基直結形水力原動装置の位置実
施例の正面図
【図２】　　その一基の側面図
【符号の説明】
１　　水車（原動機） ４　　水平回動軸 ７　　バケット ８　　大歯車

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　それぞれ一水平回転軸中心に垂直面内
    を回転する複数基の外周バケット形式水車原動機を、そ
    れぞれ動力伝達手段を介して互いに直列に直結したこと
    を特徴とする水力原動装置。
JP3055216A 1991-03-20 1991-03-20 水力原動装置 Pending JPH04292577A (ja)

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JP3055216A JPH04292577A (ja) 1991-03-20 1991-03-20 水力原動装置
EP91914663A EP0533934B1 (en) 1991-03-20 1991-08-22 Hydraulic power device
PCT/JP1991/001117 WO1992016744A1 (en) 1991-03-20 1991-08-22 Hydraulic power device
AU83938/91A AU8393891A (en) 1991-03-20 1991-08-22 Hydraulic power device

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970916