JPH0721897Y2 - 潜水式貫流水車 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は既設の貯水部に設置可能な潜水式貫流水車に関
する。

B.従来技術 既に建設されている貯水池，ダム等で取水を利用した水
力発電を実施する場合、発電用の水車を取付けるため、
貯水池等の堤体に取水用の穴を設けたり、発電所の設置
場所を確保するための建設を実施する必要があった。

C.考案が解決しようとする問題点 既設の貯水池，ダム等で水力発電を実施する場合、大が
かりな建設工事を必要とし、莫大な費用と場所の確保が
必要となる。また、建設期間もかかり実施の困難さがあ
った。本考案は上記状況に鑑みてなされたもので、既設
の貯水部に大がかりな建設工事を必要とせずに設置可能
な潜水式貫流水車を提供し、もって既設貯水部への発電
設備設置の容易化と時間短縮を図ることを目的とする。

D.問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本考案の潜水式貫流水車は、
取水管を潜水ケースの外部に臨ませると共に貯水部の取
水口と連通可能に吐出管を該潜水ケースの底部から外部
に臨ませて貫流水車を該潜水ケース内に設け、前記貯水
部の取水口と前記吐出管を連通して前記潜水ケースを該
貯水部内に配した際に該貯水部外部と該潜水ケース内を
連通する外気導入管を該潜水ケースに形成したことを特
徴とする。

E.作用 吐出管と貯水部の取水口を連通して潜水ケースを貯水部
内に配して貯水部の取水口を開くことにより貫流水車内
のベーン下流は空気が充満する。ベーンを開くと水車は
回転を始め水は取水管から水車を回転させて吐出管を通
して取水口に流される。取水口近傍は若干負圧になって
いるため、潜水ケース内には外気導入管から空気が導入
される。

F.実施例 第１図には本考案の一実施例に係る潜水式貫流水車を設
置した貯水池の断面側面、第２図にはその潜水ケースの
底部の要部拡大状態を示してある。

第１図において１は潜水ケース、２は貫流水車である。
貫流水車２の取水管３の取水口3aは潜水ケース１の側部
から外部に臨んでおり、貫流水車２の吐出管４の吐出口
4aは潜水ケース１の底部から外部に臨み貯水部としての
貯水池５の取水口5aに連結している。貫流水車２の吐出
口4aと貯水池５の取水口5aとを連結して潜水ケース１を
貯水池５に配した際、外気を潜水ケース１内に導入する
ため、潜水ケース１には外気導入管６が設けられてい
る。外気導入管６の先端には呼吸装置７が取付けられ、
地上側電力線端８と貫流水車２の発電機を結ぶ電力線９
が外気導入管６を通して配されている。外気導入管６内
には排水管10が配され、排水管10の下部は第２図に示す
ように、潜水ケース１の底面に対向しており、排水管10
には排水ポンプ11が設けられている。貫流水車２の外気
導入弁12には吸入管13が連結され、吸入管13の吸入口14
は第２図に示すように、潜水ケース１内の底部に対向し
ている。吸入管13は、貫流水車２内と潜水ケース１内と
の圧力差でもって潜水ケース１内底部の空気及び溜水を
貫流水車内に吸入する。第２図中15は排水ポンプ11の始
動停止を支持する水位スイッチ、第１図中16は潜水ケー
ス１の底面に取付けられたパッキン、17は潜水ケース１
の吊具である。

尚、貯水池５の取水口5aが側壁に形成されている場合、
貫流水車２の吐出管４を第３図に示すように、取水口5a
まで延長することで容易に対処することができる。

次に上記構成の潜水式貫流水車の作用を説明する。

潜水ケース１の中に貫流水車２と発電機を設置し、取水
管３の取水口3aを潜水ケース１の外部に開口し、吐出管
４の吐出口4aを貯水池５の取水口5aに開口する。吐出管
４の周辺にはパッキン16が配されているので、取水口5a
への漏水が防止される。この装置では、取水口5a内はほ
とんど無圧となるため、第１図の場合は貯水池５の底面
へ、第３図の場合は貯水池の壁面に、吐出口4aが水圧で
強く押し付けられ、吐出管４をフランジ継手などで強固
に取付けなくても漏水が防止できる。

まず、貫流水車２の運転状況を説明する。外気導入管６
の呼吸装置７は水面より高い位置に開口し、外気を自由
に吸引できるように構成する。貫流水車２にはガイドベ
ーンがあり、貫流水車２の水呑量を自由に設定できる。
潜水ケース１を潜水させると貫流水車２内部は水が充満
する。外気導入弁12は不環弁になっており、外気導入弁
12から水が潜水ケース１内に浸入することはなく、従っ
て潜水ケース１内部は空気が充満している。この状態で
取水口5aの先端に設けた図示しない取水弁（一般にはジ
ェットフロー弁又はバンガーハウエル弁等を設けてい
る）を全開として吐出管４と取水口5a内の水を吐出させ
る。これにより貫流水車２内のガイドベーン下流に空気
が充満する。この状態でガイドベーンを開くと貫流水車
２は回転を始め発電機を駆動して発電を開始し、発電し
た電力は電力線９を通じ地上側電力線端８に供給され
る。貫流水車２の運転が開始すると、取水口5a内に水が
流れ、通常取水口5a以下は低くなっていることからその
落差で水が流れ出す。水が流れ出すと吐出管４と取水口
5a内部は若干負圧となり、貫流水車２は吸入管13,外気
導入弁12を通して潜水ケース１内の空気をどんどん吸引
する。潜水ケース１内部の空気が不足すると外気導入管
６から外気が導入され、潜水ケース１内部は常に大気圧
近傍に保たれ、且つ常に新鮮な空気が充満する。従っ
て、潜水ケース１内部の電気品等は、水中で閉鎖された
室内にも係らず冷却が良好である。

次に第２図に基づいて潜水ケース１内部に溜った水の排
水について説明する。上述した構造物では綿密に製作し
ても若干の水漏れが生じる。もし水漏れがなくても結露
した水が集まり水溜りができる。殊に貫流水車２は前述
の如く常に新しい空気を吸引していることから結露が蓄
積し、潜水ケース１の底面に設けた釜場に落下する。第
２図には潜水ケース１の底部を示しているが、ここには
吸入管13の吸入口14が底面を向いて開口している。水位
がH₁に達すると吸入管13により空気と共にこの水も一緒
に吸い込んで潜水ケース１内部にH₁以上に水が溜ること
を防止する。貫流水車２の停止中に異常水漏れが生じ水
位がH₂に達すると、水位スイッチ15が働き排水ポンプ11
が動作して水を潜水ケース１の外部に汲出す。これによ
り潜水ケース１内部に水が溜まることがない。

この潜水式貫流水車は、潜水ケース１と貫流水車２内部
との圧力差による外気導入弁12の働きにより、吸入管13
を通して潜水ケース１下部の水を貫流水車２内に吸入す
ることができ、特別な動力源を用いることなく漏れ水の
回収が行なえる。

G.考案の効果 本考案の潜水式貫流水車では以下の効果を奏する。

土木構築物に一切手を加えることなく貯水部に水車
発電機を設置できるので、発電設備の敷地が不要で工事
費が安くできると共に、工事期間も機器を工場で製作す
ることから極めて短縮できる。

水面及び放流口の構築物がほとんど無いので、風景
や景観を変えることなく、例えば公園等の中でも容易に
設置できる。

据付は取水口に合わせて潜水ケースを置くだけで良
く、据付が簡単で必要に応じて位置決めを行なうだけで
良い。

潜水ケース内には外気導入管を通して常に新しい空
気が入り、機器の冷却が良好に行なえる。

一般に水の放流では放流弁部で水圧エネルギーを放
出することから、音や振動が発生し騒音の原因となる
が、本考案の潜水式貫流水車では水中で水圧エネルギー
を吸収するので、騒音が発生することがなく静粛であり
放流弁の損耗が極めて小さい。

取水路が長くなると取水開始、停止に伴い管路の圧
力上昇、下降（ΔＰ）及び水車の回転速度の異常上昇
（Δｎ）を生じるが、本考案の潜水式貫流水車では取水
路が極めて短かいのでΔP,Δｎが全く問題にならず安全
である。

以上により、既設貯水部への発電設備設置の容易化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る潜水式貫流水車を設置
した貯水池の断面側面図、第２図はその潜水ケースの底
部の要部拡大図、第３図は本考案の他の実施例に係る潜
水式貫流水車を設置した貯水池の断面側面図である。 図面中、 １は潜水ケース、２は貫流水車、３は取水管、４は吐出
管、５は貯水池、5aは取水口、６は外気導入管である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】取水管を潜水ケースの外部に臨ませると共
   に貯水部の取水口と連通可能に吐出管を該潜水ケースの
   底部から外部に臨ませて貫流水車を該潜水ケース内に設
   け、前記貯水部の取水口と前記吐出管を連通して前記潜
   水ケースを該貯水部内に配した際に該貯水部外部と該潜
   水ケース内を連通する外気導入管を該潜水ケースに形成
   したことを特徴とする潜水式貫流水車。