TW201643313A - 簡易水力發電裝置 - Google Patents

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water tank
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Masahiko Suzuki
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Abstract

本發明提供一種設置於小水道，集中水流而可進行有效率的發電之簡易水力發電裝置。 在貫通於水車箱體之導水道內，將轉子軸支撐在隔著垂直的軸支撐體而設置之前後軸承間，並配置具有揚力型翼片之横軸轉子，且以傳動機構連結設置於水車箱體之上方部的發電機、及横軸轉子之主軸，進而在水車箱體之前部左右設置有開閉導水板。

Description

簡易水力發電裝置 發明領域
本發明是有關於一種簡易水力發電裝置，特別是有關於一種設置於的水道，集中水流而進行有效率的發電之簡易水力發電裝置。
發明背景
沉入設置於用水道等而使之發電之代表性的水力發電裝置是例如專利文獻1所記載。
先行技術文獻 專利文獻
【專利文獻1】日本特開2007-177797號公報
發明概要
專利文獻1記載之水力發電裝置是在殼體構件內設置左右1對之縱軸之旋轉翼，且於殼體構件之上部形成漂浮部。當使其漂浮於水道時，旋轉翼藉由水流而旋轉，但殼體構件因為水流而大幅地搖動。
又，在殼體構件的前部，形成有水流增速部，但在殼體 構件內，只有沖擊到其前面之水流進入，又，縱軸之旋轉翼隨著旋轉而使水流往離心方向移動，因此在左右1對之旋轉翼中，會產生水流的干擾，難以提升旋轉效率。
本發明在殼體的前面設置朝左右對開式開閉的導水板，藉此，即使水位低也可以藉由開閉導水板圍堵，有效利用其水，而可進行有效率的發電。
本發明之具體內容如下。
(1)一種簡易水力發電裝置，其特徵在於：在貫通於水車箱體前後之導水道內，將轉子軸支撐在隔著垂直的軸支撐體而設置之前後軸承間，並配置具有揚力型翼片之横軸轉子，且以傳動機構連結設置於水車箱體之上方部的發電機、及横軸轉子之主軸，進而在水車箱體之前部左右樞接有開閉導水板。
(2)如前述(1)記載之簡易水力發電裝置，其中前述導水道之左右側板在後部為朝側方擴展的後開部，且導水道之幅寬形成較寬闊。
(3)如前述(1)或(2)記載之簡易水力發電裝置，其中前述導水道內之軸支撐體作為水密性之筒體，且內部設置有連結轉子軸與發電機之主軸的傳動軸。
(4)如前述(1)~(3)中任一項之簡易水力發電裝置，其中前述開閉導水板樞接成在水車箱體之前部朝左右對開，且在打開時從平面看，前面形成為朝前方凸出之彎曲。
(5)如前述(1)~(4)中任一項之簡易水力發電裝置， 其中前述開閉導水板形成前端的高度比基端部之高度低。
(6)如前述(1)~(5)中任一項之簡易水力發電裝置，其中前述水車箱體之底板設定為前端較低且朝向横軸轉子之配置部分漸高。
依據本發明，可發揮如下效果。
前述(1)記載之簡易水力發電裝置是將横軸轉子設置於水車箱體之導水道，並且於其水車箱體之前部設有對開式開閉導水板，因此，在水車箱體內，藉開閉導水板導引大量之水流，而進行有效率的發電。
又，水深較淺時，開閉導水板發揮圍堵水流的作用，又，可配合水道之幅寬而將開閉導水板開閉，進而亦可藉開閉導水板封閉水車箱體之導入口。
後部之軸支撐體亦可為較細者，因此難以成為水流之障礙，製作成本也較低。
前述(2)記載之導水道之側板的後部為往側方擴展的後開部，且導水道之幅寬形成較寬闊，因此通過導水道之水流往水壓之變化的後部成為高速而通過，有效率地提高轉子之旋轉速度。
前述(3)記載之簡易水力發電裝置將後部之軸支撐體作成水密性之管狀，安全地保護傳動軸。
前述(4)記載之簡易水力發電裝置是將開閉導水板在水車箱體之前部作成朝左右對開，因此在幅寬較寬的用水道等，於中央部分設置發電裝置，藉由將左右之開閉 導水板展開，即使水深較淺，也可以集中多量的水流。又，由於開閉導水板從平面看，打開時前面形成往前方凸出之彎曲，因此沿著前面之水流加快速度而進入導水道。藉由關上開閉導水板，可控制沖擊到轉子之水量。
前述(5)記載之簡易水力發電裝置是導水板之前端部的高度比其基端部之高度低，因此在導水板打開時，流來的灰塵往高度低的導水板之前端部分靠近後流往下游。
前述(6)記載之簡易水力發電裝置之水車箱體的底板設定為前面較低，且朝向轉子之位置而漸高，因此底層之水流導往上方而增加水量，並且被加壓而提高轉子之旋轉速度。
1‧‧‧簡易水力發電裝置
2‧‧‧水車箱體
2A‧‧‧上板
2B‧‧‧底板
2C‧‧‧側板
2D‧‧‧後開部
3‧‧‧導水道
3A‧‧‧導入口
3B‧‧‧隘路
3C‧‧‧排出口
4‧‧‧横軸轉子
4A‧‧‧輪轂
5‧‧‧揚力型翼片
5A‧‧‧傾斜部
6‧‧‧轉子軸
6A‧‧‧傳動機構
7‧‧‧支撐伸臂
8‧‧‧軸承
9‧‧‧軸承
10‧‧‧軸支撐體
11‧‧‧傳動軸
11A,11B‧‧‧傳動機構
12‧‧‧發電機
13‧‧‧主軸
13A‧‧‧傳動機構
14‧‧‧罩蓋
15‧‧‧鉸鏈
16‧‧‧開閉導水板
17‧‧‧水道
18‧‧‧支撐板
19‧‧‧懸吊支撐桿
20‧‧‧除塵具
圖1是顯示本發明之簡易水力發電裝置之一例的縱截側面圖。
圖2是圖1中的II-II線橫截平面圖。
圖3是圖1中的正面圖。
圖4是架設於水道之狀態之簡易水力發電裝置的正面圖。
較佳實施例之詳細說明
以下參照圖式說明本發明。
【實施例1】
圖1中，在簡易水力發電裝置1中之水車箱體2之 朝前後方向貫通的導水道3內，朝向前後方向之横軸轉子4的轉子軸6可旋轉地由前後之軸承8、9支撐。
水車箱體2為方形的箱形，導水道3形成為由導入口3A往內部，左右側板2C之幅寬漸漸變窄後，從其隘路3B往排出口3C，側板2C之幅寬漸漸變寬，後部為後端往側方展開的後開部2D，其長度也形成較長。藉此流入導水道3之流水在後部成為負壓，且因為水壓差而導往後方，以高速通過並且提高轉子的旋轉速度。
前述前部之軸承8以位於導水道3之上下之中央的方式固定於支撐伸臂7，該支撐伸臂7是從由水車箱體2之上板2A垂直地設置之筒狀的軸支撐體10凸出設置。後部之軸承9固定於軸支撐體10之下端部。
在後部之軸支撐體10的內部設置傳動機構之傳動軸11，且在傳動軸11與轉子軸6之後部分別裝設有由傘齒輪構成之傳動機構11A、6A而彼此咬合。
在上板2A上方設置發電機12，且在往其後方突出之主軸13的後端部，透過由傘齒輪構成之傳動機構13A而連結有由固定在前述傳動軸11之上端的傘齒輪構成之傳動機構11B。發電機12及軸支撐體10是以可保持不透水的罩蓋14覆蓋著。
横軸轉子4之揚力型翼片5配置成位於前述隘路3B部分，且轉子軸6之前部支撐於設置在導水道3內之前部的軸承8，轉子軸6之後部呈水平地支撐於後部之軸承9。
横軸轉子4固定於轉子軸6，且固定於輪轂4A之 周面之複數個揚力型翼片5的前端部作為往上游方向傾斜之傾斜部5A。
沖擊於傾斜部5A之水流產生會朝向後方往離心方向移動的作用，使揚力型翼片5旋轉。
如圖2所示，在水車箱體2之左右兩側壁的前端透過上下方向之鉸鏈15、15而樞接有可呈對開狀開閉之開閉導水板16、16。
開閉導水板16、16可270度旋轉，前面作成朝前方凸出之彎曲面。亦可由左右封閉水車箱體2之前口。
圖2中，即使水道17之幅寬比水車箱體2之幅寬大，也會如圖示，當展開成將開閉導水板16、16之前端抵接於水道17之壁面時，可藉由彎曲之前面將水道17之水有效地導引至水車箱體2之導水道3內。
此種情況下，當水道17之水深較淺時，導水板16、16發揮堰板的角色，可圍堵流水，提高水車箱體2內之水位。
又，如圖1所示，開閉導水板16、16之前端部的高度比基部的高度還低，且如圖2展開開閉導水板16、16時，流來的固形物等往開閉導水板16、16之高度較低的前端部分移動，而流向下游方向。
圖4是顯示透過以螺絲安裝於横架在水道17之側壁頂部間之支撐板18的懸吊支撐桿19，懸吊設置水車箱體2之狀態的正面圖。懸吊支撐桿19支撐水車箱體2之前後2處以達安定，且轉動螺絲使之上下移動。
如上述構成之簡易水力發電裝置1在圖2所示之開閉導水板16、16呈對開狀展開的狀態下，沿著彎曲之導水板16流動之水流藉由附壁效應而提高流速且導引至水車箱體2之導入口3A，有效的進入導水道3內。
導水道3內的水流從導入口3A之縱截面積來看，具有相當大的縱截面積，因此快速通過隘路3B而產生強大的水流，並且在通過隘路3B之同時成為高速，從水車箱體2之排出口3C往後方通過。
因此，比水道17之水流快的水流藉由水車箱體2與開閉導水板16而產生，可在狹小的水道、或流速緩慢的水道等中，進行有效率的發電。在圖2中之水車箱體2的前部裝設有除塵具20。
產業上之可利用性
由於小型輕量，因此可簡易地設置於小水道等，使之簡易地發電。
1‧‧‧簡易水力發電裝置
2A‧‧‧上板
3‧‧‧導水道
3A‧‧‧導入口
3B‧‧‧隘路
4‧‧‧横軸轉子
4A‧‧‧輪轂
5‧‧‧揚力型翼片
5A‧‧‧傾斜部
6‧‧‧轉子軸
6A‧‧‧傳動機構
7‧‧‧支撐伸臂
8‧‧‧軸承
9‧‧‧軸承
10‧‧‧軸支撐體
11‧‧‧傳動軸
11A,11B‧‧‧傳動機構
12‧‧‧發電機
13‧‧‧主軸
13A‧‧‧傳動機構
14‧‧‧罩蓋
15‧‧‧鉸鏈
16‧‧‧開閉導水板

Claims (6)

  1. 一種簡易水力發電裝置，其特徵在於：在貫通於水車箱體前後之導水道內，將轉子軸支撐在隔著垂直的軸支撐體而設置之前後軸承間，並配置具有揚力型翼片之横軸轉子，且以傳動機構連結設置於水車箱體之上方部的發電機、及横軸轉子之主軸，進而在水車箱體之前部左右樞接有開閉導水板。
  2. 如請求項1之簡易水力發電裝置，其中前述導水道之左右側板在後部為朝側方擴展的後開部，且導水道之幅寬形成較寬闊。
  3. 如請求項1或2之簡易水力發電裝置，其中前述導水道內之軸支撐體作成水密性之筒體，且內部設置有連結轉子軸與發電機之主軸的傳動軸。
  4. 如請求項1至3中任一項之簡易水力發電裝置，其中前述開閉導水板樞接成在水車箱體之前部朝左右對開，且在打開時從平面看，前面形成為往前方凸出之彎曲。
  5. 如請求項1至4中任一項之簡易水力發電裝置，其中前述開閉導水板形成前端的高度比基端部之高度低。
  6. 請求項1~5中任一項之簡易水力發電裝置，其中前述水車箱體之底板設定為前端較低且朝向横軸轉子之配置部分漸高。
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