TWI656280B - 水輪翼片型發電裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係在於提供一種水輪翼片型發電裝置,其提高水流的利用效率,俾可實現增加旋轉體之轉數,亦即提升發電機之發電輸出。
本發明之水輪翼片型發電裝置61係具有:漂浮體51;發電裝置本體62,係安裝於該漂浮體51,利用由漂浮體51所造成的漂浮力漂浮於水中,並且可使水流流入、流出;繫住手段52,係將發電機裝置本體62繫住於水流中的固定位置;旋轉體1,係以可旋轉的方式軸支在發電機裝置本體62內,並且配置為與水流的方向正交;翼片群,係在旋轉體1的外周具有安裝成在該旋轉體1的下側為開啟而在上側為關閉的可自動開啟關閉狀態的複數個翼片10,且以開啟狀態的翼片來承受由流入至發電裝置本體62的水流所造成的力,而使前述旋轉體1旋轉;引導水流用的斜板24,係一端安裝於發電裝置本體62之水流入側的上端,且使突出端靠近安裝在前述旋轉體1之翼片10的附 近;及發電機30,係藉由前述旋轉體1的旋轉所造成的旋轉力之傳遞,而獲得發電輸出;其中,將前述斜板24的傾斜角度設為20度至45度,並將斜板24之突出端的位置設為以旋轉體1之軸中心的相當位置作為基準而相對於其上下為前述旋轉體1之直徑的±30%範圍。

Description

水輪翼片型發電裝置
本發明係關於一種利用河川水或海水等之水流來進行水力發電的水輪翼片型發電裝置,詳言之,係關於一種提高河川水或海水等之水流的利用效率,俾可實現增加旋轉體之轉數、提升發電機之發電輸出的水輪翼片型發電裝置。
本案申請人先前已提出一種利用河川水或海水等之水流來進行水力發電的水輪翼片型發電裝置,且已獲准專利(專利文獻1)。
專利文獻1的水輪翼片型發電裝置具備:發電裝置本體,係可使水流流入及流出;旋轉體,係以可旋轉的方式軸支在發電機裝置本體內、並且配置為與水流的方向正交;翼片群,係在旋轉體的外周具有安裝成在該旋轉體的下側為開啟而在上側為關閉的可自動開啟關閉狀態的複數個翼片,且以開啟狀態的翼片來承受由流入至前述發電裝置本體的水流所造成的力,而使旋轉體旋轉;引導水流用的斜板,係一端安裝於前述發電裝置本體之水流 入側的上端,且使突出端靠近安裝在前述旋轉體之翼片的附近;及發電機,係藉由前述旋轉體的旋轉所造成的旋轉力之傳遞,而獲得發電輸出。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1:日本特許第4659917號公報
本發明課題在於以上述專利文獻1之水輪翼片型發電裝置之構成為前提,為其改良構成者,具體而言提供一種水輪翼片型發電裝置,其係嚴密地檢討藉由漂浮體使之拉動而漂浮之水輪翼片型發電裝置中之引導水流用之斜板的位置、底板的長度及位置、斜板的傾斜角度、相對於旋轉體之配置等,而提高水流的利用效率,可實現增加旋轉體之轉數,亦即提升發電機之發電輸出。
本發明之水輪翼片型發電裝置主要特徵在於具有:漂浮體;發電裝置本體,係安裝於該漂浮體,利用由漂浮體所造成的漂浮力漂浮於水中,並且可使水流流入、流出;繫住手段,係將發電機裝置本體繫住於水流中的固定位置;旋轉體,係以可旋轉的方式軸支在發電機裝置本體內,並且配置為與水流的方向正交;翼片群,係在旋轉體的外周具有安裝成在該旋轉體的下側為開啟而在上 側為關閉的可自動開啟關閉狀態的複數個翼片,且以開啟狀態的翼片來承受由流入至前述發電裝置本體的水流所造成的力,而使前述旋轉體旋轉;引導水流用的斜板,係一端安裝於前述發電裝置本體之水流入側的上端,且使突出端靠近安裝在前述旋轉體之翼片的附近;及發電機,係藉由前述旋轉體的旋轉所造成的旋轉力之傳遞,而獲得發電輸出;其中,將前述斜板的傾斜角度設為20度至45度,將斜板之突出端的位置設為以前述旋轉體之軸中心的相當位置作為基準而相對於其上下為前述旋轉體之直徑的±30%範圍。
根據申請專利範圍第1、2項記載的發明, 係構成為將斜板的傾斜角度設為20度至45度,將斜板之突出端的位置設為以前述旋轉體之軸中心的相當位置作為基準而相對於該其上下為前述旋轉體之直徑的±30%範圍,且更將斜板之水流入側的端部的形狀設為三角柱狀、半圓柱狀、大致半圓柱狀或平板狀的任一者,藉此,使該等各要素優化作為水力發電用,實現提供一種能夠有效率地利用水流之力而獲得較大發電輸出的水輪翼片型發電裝置。
根據申請專利範圍第3至6項記載的發明,係設為與申請專利範圍第1項所記載的發明大致相同的構成且附加了底面板的構成,並且,將斜板的傾斜角度設為20度至45度,將斜板之突出端的位置設為以前述旋 轉體之軸中心的相當位置為基準而相對於其上下為前述旋轉體之直徑的±30%範圍,又將斜板之水流入側的端部的形狀設為三角柱狀、半圓柱狀、大致半圓柱狀或平板狀之任一者,且將前述底面板構成為具有:基端側的水平部、及傾斜部,該傾斜部係使基端側的水平部截止在較旋轉體中心部偏近側(第13圖之構成)、或自該水平部以較大於斜板之傾斜角度的傾斜角度之方式朝向下側傾斜突出(第12圖之構成);或將前述底面板構成為具有:基端側的水平部、及前端突出部,該前端突出部係自該水平部以前述旋轉體之半徑的距離以上之方式由垂下部朝下側降下後,使前端水平部朝水平方向突出;以使該等各要素優化作為水力發電用,實現提供一種能夠有效率地利用水流之力而獲得較大發電輸出的水輪翼片型發電裝置。
1‧‧‧旋轉體
2‧‧‧鼓輪體
3‧‧‧側板
4‧‧‧旋轉軸
5‧‧‧固定具
6‧‧‧軸承
10、101至105、107至112‧‧‧翼片
11‧‧‧擋止部
12‧‧‧流體承受部
13‧‧‧支軸
14‧‧‧固定具
20‧‧‧基底板
21‧‧‧側板
22‧‧‧軸承
23‧‧‧頂板
24‧‧‧斜板
30‧‧‧發電機
31‧‧‧輸入軸
32、33‧‧‧齒輪
34‧‧‧鏈條
40‧‧‧托架
41‧‧‧托架底板
42‧‧‧側板固定部
43‧‧‧托架固定部
44、46‧‧‧螺栓插入孔
45‧‧‧支軸插入孔
51‧‧‧漂浮體
52‧‧‧繫住手段
53‧‧‧錘重體
54‧‧‧連結材
61、61A、61B‧‧‧水輪翼片型發電裝置
62‧‧‧發電裝置本體
72、72A‧‧‧底面板
72a、72c‧‧‧水平部
72b‧‧‧傾斜部
72d‧‧‧垂下部
72e‧‧‧前端水平部
73‧‧‧前端突出部
第1圖(a)係顯示本發明實施例之水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖。第1圖(b)係顯示本發明實施例之水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖,且為顯示不需要基底板而構成發電裝置本體之狀態的水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖。
第2圖係顯示本發明實施例之水輪翼片型發電裝置之概略構成的側視圖。
第3圖係本實施例之水輪翼片型發電裝置之旋轉體的側視圖。
第4圖係本實施例之水輪翼片型發電裝置之旋轉體的剖面圖。
第5圖係顯示本實施例之水輪翼片型發電裝置之翼片,第5圖(a)係側視圖,第5圖(b)係前視圖。
第6圖係構成本實施例之水輪翼片型發電裝置之鼓輪體之托架的立體圖。
第7圖係顯示本實施例之水輪翼片型發電裝置之鼓輪體之組裝狀態的局部立體圖。
第8圖(a)至(c)係本實施例之水輪翼片型發電裝置之翼片之3種變形例的立體圖。
第9圖(a)至(c)係顯示與本實施例相關連之實驗例的模型之概略構成之圖。
第10圖係顯示將本實施例之水輪翼片型發電裝置的斜板之水流的流入側的形狀設為三角形突出形狀的例子的概略說明圖。
第11圖係顯示將本實施例之水輪翼片型發電裝置的斜板之水流的流入側的形狀設為圓形(半圓柱狀)的例子的概略說明圖。
第12圖係顯示本發明實施例之變形例的水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖。
第13圖係顯示本發明實施例之另一變形例的水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖。
第14圖係顯示本發明實施例之其他變形例的水輪翼片型發電裝置之概略構成的剖面圖。
本發明係藉由構成為:一種水輪翼片型發電裝置,係具有:漂浮體;發電裝置本體,係安裝於該漂浮體,利用由漂浮體所造成的漂浮力漂浮於水中,並且可使水流流入、流出;繫住手段,係將發電機裝置本體繫住於水流中的固定位置;旋轉體,係以可旋轉的方式軸支在發電機裝置本體內,並且配置為與水流的方向正交;翼片群,係在旋轉體的外周具有安裝成在該旋轉體的下側為開啟而在上側為關閉的可自動開啟關閉狀態的複數個翼片,且以開啟狀態的翼片來承受由流入至前述發電裝置本體的水流所造成的力,而使前述旋轉體旋轉;引導水流用的斜板,係一端安裝於前述發電裝置本體之水流入側的上端,且使突出端靠近安裝在前述旋轉體之翼片的附近;底面板,係配置於前述斜板下方的流路;及發電機,係藉由前述旋轉體的旋轉所造成的旋轉力之傳遞,而獲得發電輸出;其中,將前述斜板的傾斜角度設為20度至45度,將斜板之突出端的位置設為以前述旋轉體之軸中心的相當位置作為基準而相對於其上下為前述旋轉體之直徑的±30%範圍,而前述底面板的位置係設在較前述旋轉體的軸中心靠下側且從前述旋轉體1之直徑的3/4到6/4倍的下方位置,並且配置在與前述斜板之設置部為上下重疊的部分,且將前述斜板之水流入側的端部的形狀,設為三角柱狀、半圓柱狀、大致半圓柱狀或平板狀;藉此實現提供一種水輪翼片型發電裝置之目的,該水輪翼片型發電裝置係將藉 由漂浮體拉動使之漂浮之水輪翼片型發電裝置中之引導水流用之斜板的位置、底板的長度及位置、斜板的傾斜角度、對於旋轉體之配置等予以優化而提高水流的利用效率,可實現增加旋轉體之轉數,亦即提升發電機之發電輸出。
(實施例)
以下,參照圖式,詳細地說明本發明實施例之水輪翼片型發電裝置。
如第1圖、第2圖所示,本實施例之水輪翼片型發電裝置61係具備:漂浮體51,係配置於海水中或河川等之水中以產生漂浮力;中空長方體狀的發電裝置本體62,係由該漂浮體51支持為垂吊狀態,利用由前述浮體51所造成的漂浮力而漂浮在水中,並且可使水流(海水的流動或河川水的流動)流入及流出;繫住手段52,係將發電機裝置本體62繫住於水流中的固定位置;旋轉軸4,係透過鏈條34而將用以發電的旋轉力傳遞至安裝在發電裝置本體62的發電機30;旋轉體1,係固定於該旋轉體4;及由複數個翼片10所構成的翼片群,係以預定間隔設置於該旋轉體1的外周,以承受水的流動而使前述旋轉體1旋轉。
前述發電裝置本體62係由漂浮體51所支持,且以漂浮於水中的狀態下配置在海或河川等之預定場所,並且構成為使用由錘重體53、及連結材54所構成之繫住手段52,藉此繫住於預定場所且防止流失,該錘重體53係設置在海或河川等之水底之具有預定重量者,而該連 結材54係連結至發電裝置本體62的底部,且由繩索、鏈條等所構成者。
前述漂浮體51及水輪翼片型發電裝置61,係考量到水流之流動的穩定性來設定其尺寸、重量,俾使其在例如設置於海水中時距離水面的深度L成為10m到50m等。
如第1圖至第4圖所示,前述旋轉體1係由外周形成為12面體之鼓輪體2、及分別固定於該鼓輪體2之兩側面的側板3所構成,而側板3的外徑係形成為較鼓輪體2的外徑更大。側板3係藉由固定具5而固定於旋轉軸4。在側板3中較鼓輪體2更朝上方突出的部分,係以分別對應12面體之方式固定軸承6。
在前述旋轉體1安裝複數個第5圖所示的翼片10而構成翼片群。
前述翼片10係由長度較短的擋止部11、及較該擋止部11立起的流體承受部12所構成,且藉由固定具14而固定於支軸13。
前述支軸13的兩端部係以旋轉自如的方式支承於相對向而配設的前述軸承6。
前述流體承受部12的流體承受面側係形成為凹陷呈R形的形狀,俾使在擋止部11抵接於旋轉體1的鼓輪體2而豎起時承受較多流體。
此外,如第1圖所示,前述流體承受部12的突出長度係設定為,在翼片10傾倒時覆蓋傾倒側之翼片10的擋止部11與流體承受部12的下方部。
如第1圖(a)及第2圖所示,安裝有前述翼片10之旋轉體1的旋轉軸4,是以旋轉自如的方式透過軸承22而支承於構成發電裝置本體62之基底板20兩側的側板21。
此外,在兩邊的側板21上係固定有頂板23。亦即,以基底板20、側板21及頂板23構成發電裝置本體62的框架。
再者,如第1圖(b)所示,就不需構成發電裝置本體62的前述基底板20而言,亦可以具有固定於頂板23兩側的各側板21之方式構成發電裝置本體62。此時,前述連結材54係使用繫住手段52而連結在側板21的部分。
在前述頂板23的前端部,係設有朝內側往斜下方傾斜(傾斜角度θ)而配置的斜板24。
在此,前述斜板24係發揮變更流動方向功能,而將流動方向A的水流導引朝向較旋轉軸4下方的翼片10。
在前述頂板23上,係以使發電機30的輸入軸31與旋轉軸4成平行的方式設置發電機30。
在前述旋轉軸4的一端部與輸入軸31的一端部係分別配置有齒輪32、33,且在前述齒輪32、33搭接鏈條34,以使旋轉軸4的旋轉力透過鏈條34而傳遞至發電機30的輸入軸31。
根據本實施例的水輪翼片型發電裝置61,係以前述斜板24相對於水的流動方向A成逆流的方式, 將發電裝置本體62配置於水中,藉此,朝向斜板24流入的水流會接觸到較旋轉軸4下方的翼片10(101至105)的流體承受部12,而使旋轉體1及旋轉軸4朝箭號B方向旋轉驅動。
前述旋轉軸4的旋轉力係經由齒輪32、鏈條34、齒輪33而傳遞到發電機30的輸入軸31,藉此,可獲得由發電機30之因應前述旋轉體1之旋轉的發電輸出。
在本實施例的水輪翼片型發電裝置61中,由於前述翼片10之流體承受部12係較擋止部11長且較重,故較旋轉軸4上方的翼片10(107至112)會因受自身重量而自然地傾倒。
亦即,當翼片10傾倒時,翼片10之承受流體的流體承受面積會顯著縮小,故在返回移動側的阻力會減輕。
此外,在翼片10傾倒時,流體承受部12會覆蓋下個翼片10的擋止部11與流體承受部12的下方部,故流體承受部12會抵接於擋止部11。藉由這一點,在返回移動側中,翼片10相對於流體的阻力也會減輕。
本實施例之水輪翼片型發電裝置61除了上述效果之外還可以獲得如下之效果。
亦即,由於藉由前述斜板24而使水朝旋轉體1的下方側流動,故水流中的泥、砂、垃圾等不會堆積在旋轉體1、翼片10等之中。
此外,旋轉體1是由單純的形狀所構成, 並且,擋止部11及流體承受部12可藉由相同構件製作,故可謀求裝置大幅得降低成本。
第6圖、第7圖係顯示前述鼓輪體2之一部分製作步驟,故顯示以12個托架40來構成鼓輪體2的例子。
前述托架40係形成有:側板固定部42,係由四角形之托架底板41之短邊側的兩側以使之固定於側板3之方式折彎成直角;及托架固定部43,係由長邊側的兩側以使之固定於相鄰的托架40之方式朝斜外側傾斜折彎。
在側板固定部42係形成有:供利用螺栓與螺帽固定於側板3之複數個螺栓插入孔44;及供支軸13插入的支軸插入孔45。
在前述托架固定部43也形成有:用以將相鄰接之托架40彼此以螺栓與螺帽固定的複數個螺栓插入孔46。
再者,雖未圖示,但在側板3以與螺栓插入孔44相對應之方式形成有螺栓插入孔。此外,固定於側板3的軸承6係以在將托架40固定於側板3時與支軸插入孔45相對應之方式形成。
接著,針對鼓輪體2的組裝進行說明。使托架40的側板固定板42之螺栓插入孔44與側板3的螺栓插入孔對合,將螺栓插入至側板固定板42之螺栓插入孔44與側板3的螺栓插入孔並以螺帽固定。
如此,而將12個托架40固定於側板3。然後,將螺栓插入至相鄰接之托架40彼此的螺栓插入孔46並以螺帽固定。
藉此,將12個托架40固定於側板3,並且將托架40彼此固定而構成旋轉體1。
然後,在將支軸13插入至托架40的支軸插入孔45之後,將軸承6安裝於支軸13的兩端部,將軸承6固定於側板3。
接著,如第5圖所示,以固定具14將翼片10固定於支軸13。
如此,鼓輪體2係由以安裝有翼片10的支軸13為單位所形成之12個托架40所構成,且在托架40係形成有用以固定於側板3之側板固定部42與用以固定托架40彼此的托架固定部43。
亦即,托架40係由於使側板固定部42固定於側板3,且使托架固定部43彼此固定,故強度增加,且能夠充分抵抗水壓。此外,側板固定部42及托架固定部43係折彎而形成,故加工簡單且可廉價地製作。
此外,前述托架40與側板3、及托架40彼此,係以螺栓與螺帽的結合而固定。亦即,當不銹鋼為熔接時使其組成變化而生銹劣化,但本案是以螺栓與螺帽結合,故不會氧化劣化。
第8圖顯示翼片10的3種變形例。前述翼片10(參照第5圖)之流體承受部12的流體承受面側係 形成為凹陷呈R形的形狀。
第8圖(a)係流體承受面側形成為V字形,第8圖(b)係形成為梯形。即使如此形成,亦可與第5圖所示的情形同樣地承受較多的水,故此為佳。
第8圖(c)之流體承受部12的流體承受面側形成為直線的平面。
此時,雖然無法獲得如第5圖、第8圖(a)、第8圖(b)之翼片的效果,但可獲得本裝置的效果。
再者,於上述實施例中,雖然將鼓輪體2設為12面而設置12個翼片10,但翼片10的數量並無特別限定。此外,鼓輪體2亦可不形成角形而形成為圓形。
接著,針對關連於本實施例之水輪翼片型發電裝置61所進行的水槽模型實驗的一例進行說明。
第9圖(a)至(c)係顯示將斜板24設為一定的傾斜角度(θ=30度),並將斜板24之旋轉體1側的突出端的位置分別設為旋轉體1的軸中心、較軸中心偏下方、較軸中心偏上方(距離軸中心的位置±14mm的範圍)之情形。表1係將翼片10設為相對於旋轉體1以45度之角度範圍可動的狀態之情形下的總計3個態樣,各5次之旋轉體1的每分鐘轉數(rpm)之實驗結果、及各者之平均值。再者,水的流速設為約0.2m/s。
由表1可知,在將翼片10設為可動的狀態,且將斜板24之旋轉體1側的突出端的位置設為較旋轉體1的軸中心靠下方之情形,可獲得最佳結果(37.8(rpm))。
此外,在將斜板24之旋轉體1側的突出端的位置設為旋轉體1的中心時、及設為較軸中心靠上方時,亦可獲得與上述的情形近似的結果。
再者,本實施例之水輪翼片型發電裝置61的旋轉體1、翼片10、頂板23、斜板24等各個要素與在各實驗例中對應於前述該等的各要素,當然在尺寸上有所差異,但為了方便說明,係對兩者中對應的要素附加相同的符號來表示。
本實施例的水輪翼片型發電裝置61中,係以上述實驗結果為基礎,而將前述斜板24的傾斜角度θ設為20度至45度,並將斜板24之突出端的位置設定在以前述旋轉體1之軸中心的相當位置為基準而相對於其上下為前述旋轉體1之直徑的±30%範圍。
此外,在本實施例的水輪翼片型發電裝置61中,係如第10圖所示之方式將前述斜板24之水流的流入側的形狀設為三角形突出形狀、或如第11圖所示之方式將前述斜板24之水流的流入側的形狀設為圓形(半圓柱狀)。
再者,雖未圖示,但亦可將前述斜板24之水流的流入側的形狀設為大致半圓柱或平板狀。
藉由如前述之實施例之水輪翼片型發電裝置61中斜板24的傾斜角度θ、斜板24之突出端的位置、斜板24之水流的流入側的形狀之上述各種設定,可使該等各要素優化作為水力發電用,實現提供一種能夠有效率地 利用水流之力而獲得較大發電輸出的水輪翼片型發電裝置61。
第12圖係顯示變形例之水輪翼片型發電裝置61A,其基本的構成與實施例的水輪翼片型發電裝置61相同,惟特徵在於將底面板72附加於前述斜板24之下方。此外,第13圖係顯示與第12圖又另一變形例的水輪翼片型發電裝置61A。
亦即,在變形例之水輪翼片型發電裝置61A中,係將前述底面板72設在較前述旋轉體1的軸中心靠下側且前述旋轉體1之直徑的3/4至6/4倍的下方位置,並且配置在與前述斜板24之設置部呈上下重疊的部分。
前述底面板72之構成,係具備基端側的水平部72a、及自該水平部72a以大於前述斜板24之傾斜角度θ之傾斜角度θ 1(θ<θ 1)之方式朝向下側傾斜突出的傾斜部72b。
此外,在變形例之水輪翼片型發電裝置61A中,亦可將前述斜板24之水流的流入側的形狀構成為與前述實施例之情形相同。
藉由如前述第12圖所示之變形例的水輪翼片型發電裝置61A中斜板24的傾斜角度θ、斜板24之突出端的位置、斜板24之水流的流入側的形狀及底面板72的配置/形狀,可使該等各要素優化作為水力發電用,實現提供一種能夠有效率地利用水流之力而獲得較大發電輸出的水輪翼片型發電裝置61A。
第14圖係顯示另一變形例之水輪翼片型發電裝置61B,基本的構成與前述實施例的水輪翼片型發電裝置61相同,惟特徵在於將底面板72A附加於前述斜板24之下方,並且,使底面板72A的形狀與第12圖所示之底面板72不同。
在另一變形例之水輪翼片型發電裝置61B中,係將前述底面板72A設在較前述旋轉體1的軸中心靠下側且前述旋轉體1之直徑的3/4至6/4倍的下方位置,並且配置在與前述斜板72之設置部呈上下重疊的部分。
此外,前述底面板72A之構成,係具備基端側的水平部72c、垂下部72d、及自該水平部72c以前述旋轉體1之半徑的距離以上之方式由垂下部72d朝下側降下後使前端水平部72e朝水平方向突出的前端突出部73。
藉由如前述第14圖所示之變形例的輪翼片型發電裝置61B中斜板24的傾斜角度θ、斜板24之突出端的位置、斜板24之水流的流入側的形狀及底面板72A的配置/形狀,可使該等各要素優化作為水力發電用,實現提供一種能夠有效率地利用水流之力而獲得較大發電輸出的水輪翼片型發電裝置61B。
(產業上的可利用性)
本發明之水輪翼片型發電裝置係可廣泛地應用作為在有水流產生的河川、及可期待海流之流水力的海等比較小規模的水力發電裝置。

Claims (4)

  1. 一種水輪翼片型發電裝置,係具有:漂浮體;發電裝置本體,係安裝於前述漂浮體,利用由該漂浮體所造成的漂浮力漂浮於水中,並且可使水流流入、流出;繫住手段,係將前述發電機裝置本體繫住於水流中的固定位置;旋轉體,係以可旋轉的方式軸支在前述發電機裝置本體內,並且配置為與水流的方向正交;翼片群,係在旋轉體的外周具有安裝成在前述旋轉體的下側為開啟而在上側為關閉的可自動開啟關閉狀態的複數個翼片,且以開啟狀態的翼片來承受由流入至前述發電裝置本體的水流所造成的力,而使前述旋轉體旋轉;引導水流用的斜板,係將一端安裝於前述發電裝置本體之水流入側的上端,且使另一端之突出端靠近安裝在前述旋轉體之翼片的附近;底面板,係配置於前述斜板下方的流路;及發電機,係藉由前述旋轉體的旋轉所造成的旋轉力之傳遞,而獲得發電輸出;其中將前述斜板的傾斜角度設為20度至45度,將斜板之前述突出端的位置設為以前述旋轉體之軸中心的相當位置作為基準而相對於其上下為前述旋轉體之直徑 的±30%範圍,而前述底面板的位置係設在較前述旋轉體的軸中心靠下側且前述旋轉體之直徑的3/4至6/4倍的下方位置,並且設置在與前述斜板之設置部為上下重疊的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水輪翼片型發電裝置,其中前述底面板係具備:基端側的水平部、及傾斜部,該傾斜部係該水平部截止在距離端部較旋轉體中心部之前側、或自該水平部以較大於前述斜板之傾斜角度的傾斜角度之方式朝向下側傾斜突出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之水輪翼片型發電裝置,其中前述底面板係具備:基端側的水平部、垂下部、及前端突出部,該前端突出部係自該水平部以前述旋轉體之半徑的距離以上之方式由前述垂下部朝下側降下後,使前端水平部朝水平方向突出。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水輪翼片型發電裝置,其中前述斜板之水流入側的端部的形狀,係三角柱狀、半圓柱狀、大致半圓柱狀或平板狀。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6762728B2 (ja) * 2016-02-18 2020-09-30 Ntn株式会社 水力発電装置
CN105952568A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 毛永波 轮向流力活动板拉吊张合水轮或风轮与发电系统
JP6871698B2 (ja) * 2016-09-08 2021-05-12 Ntn株式会社 水車吊支装置
WO2018152208A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 KNIGHT, Bradford G. Modular envelope hydrodynamic electrification system
US10774806B1 (en) * 2019-04-01 2020-09-15 Shun Tsung Lu Hydropower system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158378A (ja) * 1982-03-15 1983-09-20 Nippon Kokan Kk <Nkk> 流水発電設備
JP2012002220A (ja) * 2010-05-05 2012-01-05 Nippon System Kikaku Kk 水車羽根型発電装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US376357A (en) * 1888-01-10 Water-wheel
US4383797A (en) * 1979-07-16 1983-05-17 Lee Edmund M Underwater turbine device with hinged collapsible blades
US4296602A (en) * 1980-01-10 1981-10-27 Hales Marwood J Apparatus for extracting energy from water waves
GB2190144A (en) * 1986-05-03 1987-11-11 George Henry Worrall Vaned water wheel
US5051059A (en) 1989-10-13 1991-09-24 Rademacher T Peter Fluid powered electric generator having hinged vane rotor
JP2003307173A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Masaru Ijuin 浮力式発電装置
US6877968B2 (en) * 2002-11-27 2005-04-12 The Salmon River Project Limited Low head water turbine
JP4653036B2 (ja) * 2006-07-27 2011-03-16 通博 大江 水力発電装置
US20080231057A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-25 Zeuner Kenneth W System and method for harvesting electrical power from marine current using turbines
JP4787286B2 (ja) * 2008-03-25 2011-10-05 通博 大江 水力発電装置
JP4808799B2 (ja) * 2008-06-11 2011-11-02 日本システム企画株式会社 水車羽根型発電装置
JP4482116B1 (ja) 2010-01-18 2010-06-16 株式会社東芝 情報記憶媒体と情報再生方法と情報記録方法と情報再生装置
JP5389082B2 (ja) * 2011-03-24 2014-01-15 日本システム企画株式会社 水車羽根型発電装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158378A (ja) * 1982-03-15 1983-09-20 Nippon Kokan Kk <Nkk> 流水発電設備
JP2012002220A (ja) * 2010-05-05 2012-01-05 Nippon System Kikaku Kk 水車羽根型発電装置

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