WO2005090778A1 - 水力発電装置および該装置を備えた給水システム - Google Patents

水力発電装置および該装置を備えた給水システム Download PDF

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WO2005090778A1
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water supply
bypass
water
pipe
supply pipe
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PCT/JP2005/004962
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Inventor
Hidetaka Yamamura
Hiroshi Motonaka
Original Assignee
Kakudai Mfg. Co., Ltd.
Taiyo Chemicals Co., Ltd.
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    • 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
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • 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
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/60—Application making use of surplus or waste energy
    • F05B2220/602—Application making use of surplus or waste energy with energy recovery turbines
    • 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
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/50—Hydropower in dwellings
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a hydroelectric power generator that generates electric power by using the pressure of water flowing through a water supply pipe, and a water supply system including the power generator.
  • Patent Document 1 includes a hydroelectric generator that generates electric power by using the pressure of water flowing through a water supply pipe, and a raw water / purified water switching unit is driven by electric power supplied from the apparatus.
  • a sink with a built-in water purifier is described.
  • This hydraulic power generator usually rotates an impeller arranged in a water supply pipe by flowing water pressure, and a magnet installed on an outer peripheral portion of the rotating impeller and an armature coil arranged around the magnet.
  • the electric power is generated by an electromagnetic induction effect generated between the two.
  • Patent Document 1 JP 2003-260460 A
  • An object of the present invention is to provide a hydroelectric power generation device that can secure a large flow rate and can generate power even at a small flow rate without any trouble in a water supply system including an electric unit. is there.
  • a hydroelectric power generator includes a main flow passage communicating with both connection ports in a housing having a primary water supply pipe connection port at one end and a secondary water supply pipe connection port at the other end.
  • a power generation unit that generates power using the pressure of the water flowing through the channel, and at least a portion of the water that has flowed in from the primary water supply pipe connection bypassing the power generation unit to the secondary water supply pipe connection. It is characterized by being provided with one bypass passage and an on-off valve for opening and closing each bypass passage according to an increase or decrease of the primary pressure.
  • the operating pressures of the on-off valves of the respective bypass flow paths are set to different values so that the plurality of bypass flow paths are sequentially opened as the primary pressure increases. May have been.
  • a water supply system includes an electric unit, in which the above-described hydraulic power generator according to the present invention is provided in the middle of a water supply pipe, and the electric power unit is powered by the power supplied by the hydraulic power generator. Is now driven! /
  • the electric unit can be driven by the electric power supplied from the hydraulic power generation device using the pressure of the water flowing through the water supply pipe. Energy saving can be achieved without the need to use it. In addition, a large flow rate can be ensured, and power generation can be performed without any problem even when the flow rate is small.
  • At least one bypass pipe connecting the water supply pipe on the primary side and the water supply pipe on the secondary side so as to bypass the hydroelectric generator, and
  • there is an on-off valve that opens and closes the bypass path according to the increase or decrease of the primary pressure.
  • At least one bypass pipe connecting the primary-side water supply pipe and the secondary-side water supply pipe of the hydraulic power generation device so as to bypass the device.
  • a flow control valve for controlling the amount of water flowing through the bypass pipe may be provided.
  • the amount of water flowing through each bypass pipe is arbitrarily adjusted by the flow control valve. be able to. Therefore, for example, when the flow rate of water supplied to the hydroelectric generator is small, as much water as possible can be supplied to the hydroelectric generator by reducing the flow rate of the no-pass pipe. Also, when the flow rate of water supplied to the hydroelectric generator is large, increasing the flow rate of the bypass pipe can ensure the supply of water to the secondary side while maintaining power generation by the hydroelectric generator. it can. Particularly in the above case, it is advantageous in that fine tuning according to the use environment of the water supply system can be performed.
  • another water supply system includes an electric unit, in which a hydraulic power generator is provided in the middle of a water supply pipe, and the electric unit is operated by electric power supplied from the hydraulic power generator.
  • At least one bypass pipe connecting the primary water supply pipe and the secondary water supply pipe so as to bypass the hydroelectric generator, and each bypass pipe And an on-off valve that opens and closes according to the increase or decrease of the primary pressure.
  • Still another water supply system is a system provided with an electric unit, wherein a hydraulic power generator is provided in the middle of a water supply pipe, and the electric unit is powered by electric power supplied from the hydraulic power generator. And at least one bypass pipe connecting the primary side water supply pipe and the secondary side water supply pipe so as to bypass the hydraulic power generation apparatus, and each of the bypass pipes.
  • a flow control valve for controlling the amount of water flowing through the pipe is provided.
  • the amount of water flowing through each bypass pipe can be arbitrarily adjusted by the flow control valve. Therefore, for example, when the flow rate of water supplied to the hydroelectric generator is low, the flow rate of the bypass Can be supplied to the hydroelectric generator. Also, when the flow rate of water supplied to the hydroelectric generator is large, the flow rate of the no-pass pipe is increased to secure the supply of water to the secondary side while maintaining power generation by the hydroelectric generator. be able to.
  • the electric unit may be an irrigation control unit.
  • the electric unit may be a water tap water emitting unit.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a schematic view of a water supply system.
  • FIG. 2 is a front view showing a control box of the water supply system.
  • FIG. 3 is a front view showing a unit including a hydroelectric generator, a solenoid valve, and a bypass pipe in the water supply system.
  • FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of a hydroelectric power generator.
  • FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of a bypass pipe.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a main part of a water supply system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a transverse sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 1 to FIG. 5 show a first embodiment of a water supply system according to the present invention.
  • the present invention is applied to an automatic irrigation system having an irrigation control unit.
  • This automatic irrigation system is used, for example, for watering condominiums and other apartment buildings and stores.
  • FIG. 1 schematically shows an automatic irrigation system.
  • the water supply path from the water supply source (S) to the multiple watering points consists of a water supply main pipe (P1) and a plurality of water supply branch pipes (P2) that branch off at the end of the water supply main pipe (P1).
  • the main water supply pipe (P1) is usually buried underground.
  • the end of the water supply branch pipe (P2) is exposed above the ground, and a sprinkler or other watering means (D) is provided here.
  • a water supply tap (VI) for stopping water and adjusting the flow rate is provided.
  • the water tap (VI) is housed, for example, in a box (not shown) buried in the ground, and is configured so that it can be operated on the ground through a lid of a bottas.
  • the irrigation control unit provided in the automatic irrigation system includes an electromagnetic valve (V2) provided on the secondary side of the water supply tap (VI) in the water supply main pipe (P1), and opening and closing of the electromagnetic valve (V2).
  • FIG. 2 shows a control box (B) containing a control device (61), an operation panel (62), and a power supply unit (63).
  • the control box (B) is fixed to a column or a wall fixed to a building or the like, and a lid (not shown) is closed except during operation.
  • the control device (61) is provided with a timer, which presets the watering date, start time, watering day time, etc., and sends a signal to the solenoid valve (V2) based on that to control opening and closing. is there.
  • the panel (62) includes an operation button (621) on which letters A to E, M, and S are displayed, and a display section (622) for displaying settings and the like.
  • the power supply unit (63) stores power supplied from a hydroelectric power generator (1) described later, and is stored in a storage battery (631) (see FIG. 1) used as a main power supply and a battery box (633). And a dry battery (632) used as an auxiliary power source for the power supply.
  • a rain sensor may be added to the above control unit.
  • FIG. 3 shows a part of a main water supply pipe (P1) including a hydroelectric power generator (1) and a solenoid valve (V2). These are housed as a single unit, for example, in a box (not shown) and buried underground.
  • the solenoid valve (V2) is connected by a cable to the power supply (63) and the control device (61) in the control box.
  • the hydroelectric generator (1) is located on the secondary side of the solenoid valve (V2).
  • the water supply pipe (P12) on the secondary side of the hydroelectric power generator (1) is made of a pipe material such as a -pple as shown in FIG.
  • these water supply pipes (P11XP12) are not limited to those shown in FIG. 3 and may be made of any other appropriate pipe material.
  • the primary unit water supply pipe (P11) and the secondary side water supply pipe (P12) of the device (1) are connected to the above-mentioned unit so as to bypass the hydraulic power generation device (1).
  • FIG. 4 shows details of the hydroelectric power generator (1).
  • the device (1) includes a housing (2) having a primary water supply pipe connection port (21) at one end and a secondary water supply pipe connection port (22) at the other end.
  • a main flow path (31) communicating with both connection ports (21X22), and a power generation unit (4) for generating power by using the pressure of water flowing through the main flow path (31), 1 Two bypass flow paths (32AX32B), which lead a part of the water flowing in from the secondary water supply pipe connection (21) to the secondary water supply pipe connection (22), bypassing the main flow path (31), and each bypass An on-off valve (5AX5B) that opens and closes the flow path (32AX32B) according to an increase or decrease in the primary side pressure is provided.
  • An on-off valve (5AX5B) that opens and closes the flow path (32AX32B) according to an increase or decrease in the primary side pressure
  • the housing (2) includes a rectangular box portion (2a) and two short cylindrical portions (2b) protruding outward from left and right end walls of the rectangular box portion (2a). Each short cylindrical portion (2b) has an internal thread.
  • the force housing (2) not shown in FIG. 4 usually includes one short cylindrical portion (2b). Is divided into a front housing, a rear housing including the other short cylindrical portion (2b), and an intermediate housing located between them, and these housings are formed integrally by screws or the like. .
  • the primary-side water supply pipe connection port (21) is constituted by one short cylindrical portion (2b) of the housing (2), in which the primary-side water supply pipe (P11) having a male screw is inserted. The tip is connected.
  • the secondary water supply pipe connection port (22) is constituted by the other short cylindrical portion (2b), to which the proximal end of the secondary water supply pipe (P12) having a male screw is connected. I have.
  • a water inlet passage (33) is formed at one end thereof to a primary water supply pipe connection port (21), and a secondary water supply pipe is formed at the other end thereof.
  • a water outlet path (34) leading to the connection port (22) is formed.
  • the main flow path (31) is formed in a portion located between the water introduction path (33) and the water introduction path (34) at the axis of the rectangular box section (2a).
  • the water introduction path (33) is provided with a circular injection plate (23) for deflecting the flow of water flowing from the primary-side water supply pipe connection port (21) radially outward.
  • the injection plate (23) doubles as a partition wall for partitioning the water introduction path (33) and the main flow path (31).
  • the peripheral edge of the injection plate (23) is formed integrally with one end of the peripheral wall (24) forming the main flow path (31).
  • the water introduction path (33) and the main flow path (31) are connected to each other by two thin communication holes (241) formed at one end of the peripheral wall (24).
  • the peripheral wall (24) defining the main flow path (31) is integrally formed with the peripheral wall of the rectangular box (2a).
  • the main flow path (31) and the water outlet path (34) are separated from each other and communicate with each other through a communication hole (251) formed in the center of the vertical partition wall (25). T! /
  • the two bypass flow paths (32AX32B) have one end communicating with the water introduction path (31) and the other end communicating with the water discharge path (34) on the outer peripheral portion of the peripheral wall (24) of the main flow path (31). Is formed.
  • the power generation unit (4) includes an impeller (41) rotatably arranged in the main flow path (31), a magnet (42) provided on an outer peripheral portion of the impeller (41), and a magnet (42). ) And an armature winding (43) disposed on the inner surface of the peripheral wall (25) of the main flow path (31).
  • the impeller (41) is attached to a shaft (44) fixedly provided at the axis of the main flow path (31).
  • the impeller (41) extends in the radial direction with an outer cylindrical portion (411), a plurality of blade portions (412) connected to one end of the outer cylindrical portion (411) and provided at predetermined intervals in the radial direction.
  • Multiple connections An inner cylindrical portion (413) connected to one end of the inner surface of the outer cylindrical portion (411) via the shaft and fitted to one end of the shaft (44).
  • the water that has flowed into the main flow path (31) through the two communication holes (241) of the peripheral wall (24) impinges on the impeller (412), thereby rotating the impeller (4), and then turning the outer cylinder (4).
  • the space extends from the communication hole (251) of the vertical partition wall (25) to the water outlet path (34) through the space between the inner cylinder part (413) and the inner cylinder part (413).
  • the magnet (42) is formed of a cylindrical ferrite magnet, and is mounted on the outer surface of the outer cylinder portion (411) of the impeller (41). Note that a cylindrical yoke is usually arranged and fixed on the back surface of the force magnet (42) not shown.
  • the armature winding (43) is made of an iron core coil, and is housed in a casing (45) so as not to come into contact with water flowing through the main flow path (31).
  • the casing (45) is integrally provided with a shaft holding part (451) for holding one end of the shaft (44) via a bearing at an end on the water outlet path (34) side.
  • the other end of the shaft (44) is held via a bearing by a shaft holding portion (231) formed at the center of the back surface of the injection plate (23).
  • the on-off valve (5AX5B) that opens and closes each bypass flow path (32AX32B) is configured so that the valve body (51) also abuts the secondary force against the valve seat (53) by the elastic force of the spring (52). Have been.
  • the valve seat (53) is constituted by an annular step formed at an end of the bypass flow path (32AX32B) on the water introduction path (33) side.
  • the valve body (51) includes a disc portion (511) having a peripheral portion on one side abutting against the valve seat (53), and a conical portion (512) provided continuously with the center portion of the disc portion (513) on one side.
  • the disk part (511) is composed of a column part (513) provided continuously to the center of the other surface.
  • One end of the spring (52) is fitted to the cylindrical portion (513) of the valve body (51), and the other end of the spring (52) is the end wall of the bypass passage (32AX32B) on the water outlet path (34) side.
  • the valve body (51) is biased toward the valve seat (53) side.
  • the operating pressures of the on-off valves (5AX5B) of the bypass passages (32AX32B) at different opening values are different values so that the two bypass passages (32AX32B) are sequentially opened with an increase in the primary pressure. Is set to. Specifically, the spring (52) of the one on-off valve (5A) and the spring (52) of the other on-off valve (5B) have different tensions from each other.
  • FIG. 5 shows the on-off valve (7) provided in the middle of the bypass pipe (P13).
  • the bypass pipe (P13) is, for example, an elbow, It is composed of tubing.
  • the on-off valve (7) is formed in a cylindrical pipe joint (8) having female threads (81) at both ends, and the valve body (71) is moved to the secondary side by the elastic force of a spring (72). It is configured to abut against the valve seat (73).
  • the valve seat (73) is constituted by an annular step (82) formed on the primary side portion in the pipe joint (8).
  • the valve body (71) has a disc portion (711) having a peripheral portion on one side abutting against the valve seat (73), and a rod portion (712) provided continuously with the center of the other surface of the disc portion (711). ).
  • the rod portion (712) is slidably inserted into a valve body holding hole (831) opened at the center of an end wall (83) formed on the secondary side portion in the pipe joint (8).
  • a water passage hole (not shown) is formed in the outer peripheral portion of the end wall (83).
  • watering and its control are performed as follows. That is, first, the water supply main plug (VI) of the water supply main pipe (P1) is opened, and the watering date, the start time, and the like are appropriately set by the operation buttons on the operation panel (62) of the control unit. Based on these settings, when the solenoid valve (V2) operates and opens according to a signal from the control device (61), water flow starts.
  • the electric power at the start of use is usually supplied from a dry battery (632) as an auxiliary power supply.
  • the water that has passed through the solenoid valve (V2) flows into the housing (2) of the hydroelectric power generator (1) and flows through the main flow path (31) in the housing (2).
  • the impeller (41) is rotated.
  • an electromagnetic induction action occurs between the magnet (42) rotating with the impeller (41) and the armature winding (43) arranged around the magnet (42), thereby generating electric power.
  • the obtained electric power is sent to the storage battery (631) of the control unit through a cable, where it is stored.
  • the power generation lamp (623) see FIG. 2) of the control box (B) is turned on, whereby the power generation can be confirmed.
  • the water that has passed through the hydroelectric power generator (1) is supplied to a predetermined watering point via a water supply main pipe (P1) and a water supply branch pipe (P2), and is watered by a watering means (D).
  • the flow rate of the supplied water can be adjusted by the water supply tap (VI).
  • the impeller (41) of the power generation unit (4) is sized so that it can sufficiently rotate and generate power even when the flow rate is considerably small (for example, about 1.5 liters Z seconds). I have.
  • the no-pass flow path (32AX32B) and the bypass pipe (P13) in the housing (2) are both closed, and the entire amount of water flowing through the water supply main pipe (P1) is used for power generation. You.
  • the primary side pressure of the bypass passage (32AX32B) and the bypass pipe (P13) increases, and accordingly, first, the on-off valve (32A) of the one bypass passage (32A) 5A) is opened, and then the on-off valve (5B) of the other binos flow path (32B) is opened.
  • the main flow path (31) having a high flow resistance a desired watering amount can be obtained while continually generating electricity.
  • the on-off valve (7) of the bypass pipe (P13) opens, and a part of the water bypasses the hydroelectric generator (1). Since the water is sent to the sprinkling point, a larger amount of water can be obtained and large-scale irrigation is possible.
  • FIG. 6 and FIG. 7 show a second embodiment of the water supply system according to the present invention.
  • a flow control valve (9) is provided in the middle of the bypass pipe (P13) instead of the on-off valve (7) shown in FIGS. 1, 3, and 5.
  • the flow control valve (9) moves the valve element (91) in a direction perpendicular to the length direction of the bypass pipe (P13) by rotating the handle (92), thereby forming the bypass pipe. (P13) It is configured to regulate the amount of water flowing inside.
  • the primary water supply pipe connection port (21) and the secondary water supply pipe connection port (22) of the hydroelectric power generator (1) are each bent in the shape of an L toward the same side. It has a shaped shape.
  • each of the L-shaped connection ports (22) is formed integrally with the housing (2) as shown in FIG. 6 and also has a short cylindrical portion of the housing (2) substantially similar to that of the first embodiment. (Refer to reference numeral (22) in FIG. 4), it can be formed by connecting and fixing one end of an L-shaped pipe joint separate from the housing (2) using an E-ring or the like. Monkey
  • connection port (21X22) is inserted into an insertion port (101a) formed so as to branch radially near both ends of the pipe (101), and the E-ring (102) (See Fig. 7).
  • An annular seal member (106) such as an O-ring is interposed between the tip (211X221) of the connection port (21X22) and the insertion port (101a).
  • One end of a pipe joint (103) is inserted into both ends (101b) of the pipe (101), and is connected and fixed by an E-ring (102).
  • An annular seal member (106) such as an O-ring is also interposed between the end (101b) of the pipe (101) and the pipe joint (103).
  • the bypass pipe (P13) is constituted by the middle part (101c) of the pipe (101). .
  • a cylindrical valve body accommodating section (104) having an external thread is formed so as to protrude in the radial direction.
  • the opening of the valve body housing (104) is covered with a lid (105) screwed into the valve body housing (104).
  • a screw hole (105a) is formed in the center of the lid (105).
  • the valve element (91) has a hemispherical shape such that one end thereof is substantially along the inner surface of the bypass pipe (P13), and the other end of the valve element (91) has an annular sealing member ( It has a short columnar shape that is slidably fitted through 106).
  • the other end of the valve body (91) is formed integrally with a rod-shaped male screw part (93) force valve body (91) screwed into the screw hole (105a) of the lid (105).
  • the tip of the male screw part (93) is attached to the handle (92) by a screw (94).
  • the structure of the flow control valve (9) is not limited to the above as long as it can adjust the flow rate of the bypass pipe (P13) arbitrarily.
  • a conventional hydraulic power generator that is, a primary water supply pipe connection port at one end is provided.
  • a hydraulic power station is provided with a flow path communicating with both connection ports and a power generation unit that generates power using the pressure of water flowing through the flow path.
  • Generators may be incorporated into the water supply system. In this case, the amount of watering is adjusted by the on-off valve (5A) or the flow control valve (9) provided exclusively in the bypass pipe (P13).
  • the present invention can also be applied to a water supply system provided with other electric units, for example, a water supply tap provided with a light emitting unit, an automatic water supply provided with a sensing / opening / closing control unit, and the like.

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Abstract

　本発明による水力発電装置１は、一端に１次側給水管接続口２１を有し他端に２次側給水管接続口２２を有するハウジング２内に、両接続口２１，２２に通じる主流路３１と、主流路３１を流れる水の圧力を利用して発電を行う発電ユニット４と、１次側給水管接続口２１から流入した水の一部を主流路３１を迂回して２次側給水管接続口２２に導くバイパス流路３２Ａ，３２Ｂと、バイパス流路３２Ａ，３２Ｂを１次側圧力の増減に応じて開閉する開閉弁５Ａ，５Ｂとを設けたものである。 　上記の水力発電装置１を、電動ユニットを備えた給水システムに組み込めば、大流量を確保することができる上、小流量でも発電を支障なく行うことができる。

Description

明 細 書
水力発電装置および該装置を備えた給水システム
技術分野
[0001] 本発明は、給水管を流れる水の圧力を利用して発電を行う水力発電装置および該 装置を備えた給水システムに関する。
背景技術
[0002] 近年、給水システムとして、電動ユニットを組み込んだものが多く見受けられる。代 表的なものとしては、自動水栓の感知 ·開閉制御ユニットがよく知られている。また、 自動灌水システムにおける灌水制御ユニットや、ビルトイン浄水器付き流し台におけ る原水 ·浄水切替ユニットも、電動ユニットの例として挙げられる。さらに、最近では、 給水栓のハンドルや水栓本体に LEDを組み込んでこれを発光させたり、あるいは吐 水口付近に LEDを配置して吐水に光を当てる給水栓用発光ユニットも提案されてい る。
[0003] 上述のような電動ユニットを給水システムに付加する場合には、同ユニットを駆動す るための電源が必要となるが、 AC電源を使用すると、電気工事が必要となる上、配 線が邪魔になる。一方、電源として乾電池を使用すると、取り替えが手間であった。ま た、いずれの電源を使用する場合でも、省エネルギーの面では問題がある。
[0004] そこで、電動ユニットの駆動に必要な電力を確保するために、給水システムに水力 発電装置を組み込むことが行われるようになつてきた。
[0005] 例えば、下記特許文献 1には、給水管を流れる水の圧力を利用して発電を行う水 力発電装置を備え、該装置から供給される電力によって原水 ·浄水切替ユニットが駆 動されるビルトイン浄水器付き流し台が記載されている。
[0006] この水力発電装置は、通常、給水管中に配置された羽根車を流水圧によって回転 させ、回転する羽根車の外周部に設置されたマグネットとその周囲に配された電機 子コイルとの間で生じる電磁誘導作用により電力を発生させるものである。
[0007] 上記のような水力発電装置を備えた給水システムにおいて、例えば比較的大規模 な自動灌水システムのように、給水管の末端から吐出する水量を十分に多く取りた 、 場合には、水力発電装置内を通過する水の流量を多くする必要があり、そためには 羽根車のサイズを大きくする必要があった。ところが、羽根車のサイズを大きくすると、 羽根車を回転させて発電を行うのに必要な水の流量も多くなつてしまうため、少量の 水を流すときには発電できな 、と 、う問題がある。
特許文献 1：特開 2003— 260460号公報
発明の開示
[0008] 本発明の目的は、電動ユニットを備えた給水システムにお 、て、大流量を確保する ことができる上、小流量でも発電を支障なく行うことのできる水力発電装置を提供する ことにある。
[0009] 本発明による水力発電装置は、一端に 1次側給水管接続口を有しかつ他端に 2次 側給水管接続口を有するハウジング内に、両接続口に通じる主流路と、主流路を流 れる水の圧力を利用して発電を行う発電ユニットと、 1次側給水管接続口から流入し た水の一部を発電ユニットを迂回して 2次側給水管接続口に導く少なくとも 1つのバ ィパス流路と、各バイパス流路を 1次側圧力の増減に応じて開閉する開閉弁とが設け られて 、ることを特徴とするものである。
[0010] 上記の水力発電装置にあっては、 1次側給水管接続口から流入する水の流量が少 ない場合、各バイパス流路の開閉弁は閉じた状態であって、全量の水が主流路を流 れて発電ユニットによる発電に利用される。一方、 1次側給水管接続口から流入する 水の流量が多い場合、各バイパス流路の開閉弁が開いた状態となり、一部の水が主 流路を迂回してバイパス流路を流れ、残りの水が主流路を流れて発電に利用される 。したがって、本発明の水力発電装置によれば、大流量を確保することができる上、 小流量の場合でも支障なく発電を行うことが可能である。
[0011] 本発明による水力発電装置において、複数のバイパス流路が 1次側圧力の増大に 伴って順次開くように、各バイパス流路の開閉弁の開弁時作動圧力が異なる値に設 定されている場合がある。
[0012] 上記の場合、複数のバイパス流路が 1次側圧力の増大に伴って順次開くため、水 力発電装置への水の供給量に応じて、該装置の 2次側に供給される水の流量をコン スタントに増減する事が可能となる。 また、開閉弁として、弁体をスプリングの弾性力によって 2次側力 弁座に当接させ る構成のものを用いた場合、複数の開閉弁が同時に開弁するように設定しておくと、 弁体がチャタリングを起こしてノイズが発生するおそれがある力 例えばテンションが 異なるスプリングを用いることによって各開閉弁の開弁時作動圧力を変えておけば、 そのようなノイズの発生を回避することができる。
[0013] 次に、本発明による給水システムは、電動ユニットを備えたものにおいて、給水管の 途中に上述した本発明の水力発電装置が設けられ、該水力発電装置力 供給され た電力によって電動ユニットが駆動されるようになって!/、ることを特徴として 、る。
[0014] 上記の給水システムによれば、給水管を流れる水の圧力を利用する水力発電装置 から供給された電力によって電動ユニットを駆動することができるので、従来のように AC電源や乾電池を電源として使用する必要がなぐ省エネルギー化を図ることがで きる。また、大流量を確保することができると共に、小流量の場合でも支障なく発電を 行うことができる。
[0015] 本発明による給水システムにおいて、さらに、水力発電装置を迂回するように該装 置の 1次側の給水管と 2次側の給水管とを接続する少なくとも 1つのバイパス管と、各 ノ ィパス管を 1次側圧力の増減に応じて開閉する開閉弁とが設けられている場合が ある。
[0016] 上記の場合、水力発電装置に供給される水の流量が少ないと、各バイパス管の開 閉弁は閉じたままであって、全量の水が水力発電装置に供給される。一方、水力発 電装置に供給される水の流量が大きくなると、各バイパス管の開閉弁が開き、一部の 水が水力発電装置を迂回してバイパス管を流れ、残りの水が水力発電装置に供給さ れる。したがって、上記構成によれば、より大きな流量を確保することが可能となり、例 えば、大規模な自動灌水システムにおいて好適に用いることができる。
[0017] また、本発明による給水システムにおいて、さらに、水力発電装置を迂回するように 該装置の 1次側の給水管と 2次側の給水管とを接続する少なくとも 1つのバイパス管 と、各バイパス管を流れる水の量を調節する流量調節弁とが設けられて 、る場合もあ る。
[0018] 上記の場合、各バイパス管を流れる水の量を流量調節弁によって任意に調節する ことができる。したがって、例えば、水力発電装置に供給される水の流量が少ない時 には、ノ ィパス管の流量を絞ることによって、できるだけ多量の水を水力発電装置に 供給することができる。また、水力発電装置に供給される水の流量が多い時には、バ ィパス管の流量を多くすることによって、水力発電装置による発電を維持しながら 2次 側への水の供給量を確保することができる。特に上記の場合、給水システムの使用 環境に応じたきめ細かいチューニングが可能となる点で有利である。
[0019] 次に、本発明によるもう 1つの給水システムは、電動ユニットを備えたものにおいて、 給水管の途中に水力発電装置が設けられ、該水力発電装置から供給された電力に よって電動ユニットが駆動されるようになっており、さらに、水力発電装置を迂回する ように該装置の 1次側の給水管と 2次側の給水管とを接続する少なくとも 1つのバイパ ス管と、各バイパス管を 1次側圧力の増減に応じて開閉する開閉弁とが設けられてい ることを特徴としている。
[0020] 上記の給水システムにあっては、水力発電装置に供給される水の流量が少ないと、 各バイパス管の開閉弁は閉じたままであって、全量の水が水力発電装置に供給され る。一方、水力発電装置に供給される水の流量が大きくなると、各バイパス管の開閉 弁が開き、一部の水が水力発電装置を迂回してバイパス管を流れ、残りの水が水力 発電装置に供給される。したがって、上記の給水システムによれば、大流量を確保す ることが可能となり、例えば、大規模な自動灌水システムにおいて好適に用いることが できる。
[0021] また、本発明による更にもう 1つの給水システムは、電動ユニットを備えたものにお いて、給水管の途中に水力発電装置が設けられ、該水力発電装置から供給された 電力によって電動ユニットが駆動されるようになっており、さらに、水力発電装置を迂 回するように該装置の 1次側の給水管と 2次側の給水管とを接続する少なくとも 1つの バイパス管と、各バイパス管を流れる水の量を調節する流量調節弁とが設けられて ヽ ることを特徴としている。
[0022] 上記の給水システムにあっては、各バイパス管を流れる水の量を流量調節弁によつ て任意に調節することができる。したがって、例えば、水力発電装置に供給される水 の流量が少ない時には、バイパス管の流量を絞ることによって、できるだけ多量の水 を水力発電装置に供給することができる。また、水力発電装置に供給される水の流 量が多い時には、ノ ィパス管の流量を多くすることによって、水力発電装置による発 電を維持しながら 2次側への水の供給量を確保することができる。
[0023] 本発明による給水システムにおいて、電動ユニットが灌水制御ユニットである場合 がある。
[0024] 上記の場合、灌水に必要な流量を確実に得ることができる一方、小流量のときでも 発電を支障なく行うことができる。
[0025] また、本発明による給水システムにおいて、電動ユニットが給水栓用発光ユニットで ある場合ちある。
[0026] 上記の場合、吐水に必要な流量を確実に得ることができ、また、小流量のときでも 発電を支障なく行うことができる。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]本発明の第 1の実施形態を示すものであって、給水システムの概略図である。
[図 2]給水システムの制御ボックスを示す正面図である。
[図 3]給水システムにおける水力発電装置、電磁弁およびバイパス管を含むユニット を示す正面図である。
[図 4]水力発電装置の拡大縦断面図である。
[図 5]バイパス管の要部拡大縦断面図である。
[図 6]本発明の第 2の実施形態に係る給水システムの要部を示す縦断面図である。
[図 7]図 6の VII-VII線に沿う横断面図である。
符号の説明
[0028] (1) :水力発電装置
(2) :ハウジング
(21) : 1次側給水管接続口
(22) : 2次側給水管接続口
(31) :主流路
(32AX32B) :バイパス流路
(4) :発電ユニット (5A)(5B) :開閉弁
(7) :開閉弁
(8) :流量調節弁
(P11)：水力発電装置の 1次側の給水管
(P12)：水力発電装置の 2次側の給水管
(P13) :バイパス管
発明を実施するための最良の形態
[0029] 図 1一図 5には、本発明による給水システムの第 1の実施形態が示されている。この 実施形態は、本発明を、灌水制御ユニットを備えた自動灌水システムに適用したもの である。この自動灌水システムは、例えば、マンション等の集合住宅や店舗の植え込 みへの灌水に用いられる。
[0030] 図 1は、自動灌水システムの概略を示したものである。給水源 (S)から複数の散水箇 所までの給水経路は、給水主管 (P1)と、給水主管 (P1)の末端力 分岐した複数の給 水分岐管 (P2)とで構成されている。給水主管 (P1)は、通常、地中に埋設される。給水 分岐管 (P2)の末端部は、それぞれ地上に露出していて、ここにスプリンクラー等の散 水手段 (D)が設けられる。
[0031] 給水主管 (P1)の途中には、止水および流量調整を行う給水元栓 (VI)が設けられて いる。給水元栓 (VI)は、例えば、地中に埋設されたボックス（図示略）に収容され、ボ ッタスの蓋を通じて地上カゝら操作できるように構成される。
[0032] 自動灌水システムに備えられた灌水制御ユニットは、給水主管 (P1)における給水元 栓 (VI)よりも 2次側に設けられた電磁弁 (V2)と、電磁弁 (V2)の開閉を制御する制御装 置 (マイクロコンピュータ) (61)と、制御装置 (61)を操作する操作パネル (62)と、該ュニ ットを駆動するための電力を供給する電源部 (63)とを備えている。
[0033] 図 2は、制御装置 (61)、操作パネル (62)および電源部 (63)が収容された制御ボックス (B)を示したものである。この制御ボックス (B)は、地上に立てられた支柱に固定される 力 或いは建物の壁面等に固定され、操作時以外は蓋（図示略）が閉じられる。制御 装置 (61)は、タイマーを備えており、水やり日、開始時間、水やり日時間等を予め設 定し、それに基づいて電磁弁 (V2)に信号を送って開閉を制御するものである。操作 パネル (62)は、 A— Eおよび M、 Sの文字が表示された操作ボタン (621)と、設定内容 等を表示する表示部 (622)とを備えている。電源部 (63)は、後述する水力発電装置 (1) から供給された電力を蓄え、主電源として用いられる蓄電池 (631) (図 1参照）と、電池 ボックス (633)に収容され、立上り時等の補助電源として用いられる乾電池 (632)とを備 えている。なお、図示は省略したが、上記の制御ユニットに、雨センサーが付加され ていてもよい。
[0034] 図 3は、水力発電装置 (1)および電磁弁 (V2)を含む給水主管 (P1)の一部を示したも のである。これらは、 1つのユニットとして、例えば、ボックス（図示略）に収容されて地 中に埋設される。電磁弁 (V2)は、ケーブルによって、制御ボックス内の電源部 (63)お よび制御装置 (61)に接続されている。水力発電装置 (1)は、電磁弁 (V2)よりも 2次側に 配置されている。電磁弁 (V2)の 1次側の給水管、電磁弁 (V2)と水力発電装置 (1)との 間の給水管 (P11) (水力発電装置 (1)の 1次側の給水管）、および水力発電装置 (1)の 2 次側の給水管 (P12)は、図 3に示すような-ップル等の管材によって構成されている。 もっとも、これらの給水管 (P11XP12)は、図 3に示すものに限らず、その他の適宜の管 材によって構成することも勿論可能である。さらに、上記のユニットには、水力発電装 置 (1)を迂回するように該装置 (1)の 1次側の給水管 (P11)と 2次側の給水管 (P12)とを接 続するバイパス管 (P13)と、該バイパス管 (P13)を 1次側圧力の増減に応じて開閉する 開閉弁 (7) (図 5参照)とが備えられている。
[0035] 図 4は、水力発電装置 (1)の詳細を示すものである。この装置 (1)は、一端に 1次側給 水管接続口 (21)を有し、他端に 2次側給水管接続口 (22)を有するハウジング (2)を備 えている。そして、このハウジング (2)内に、両接続口 (21X22)に通じる主流路 (31)と、 主流路 (31)を流れる水の圧力を利用して発電を行う発電ユニット (4)と、 1次側給水管 接続口 (21)から流入した水の一部を主流路 (31)を迂回して 2次側給水管接続口 (22) に導く 2つのバイパス流路 (32AX32B)と、各バイパス流路 (32AX32B)を 1次側圧力の 増減に応じて開閉する開閉弁 (5AX5B)とが設けられている。
[0036] ハウジング (2)は、方形箱部 (2a)と、方形箱部 (2a)の左右両端壁から外方に突出した 2つの短円筒部 (2b)とを備えている。各短円筒部 (2b)には、雌ネジが形成されている。 なお、図 4では図示を省略した力 ハウジング (2)は、通常、一方の短円筒部 (2b)を含 む前部ハウジングと、他方の短円筒部 (2b)を含む後部ハウジングと、これらの中間に 位置する中間ハウジングとに分割され、これらのハウジングがビス等によって一体に 組み立てられることによって形成されている。
[0037] 1次側給水管接続口 (21)は、ハウジング (2)の一方の短円筒部 (2b)によって構成され ており、ここに、雄ネジを有する 1次側給水管 (P11)の先端部が接続されている。 2次 側給水管接続口 (22)は、他方の短円筒部 (2b)によって構成されており、ここに、雄ネ ジを有する 2次側給水管 (P12)の基端部が接続されている。
[0038] 方形箱部 (2a)内には、その一端側に、 1次側給水管接続口 (21)に通じる水導入路 (33)が形成され、他端側に、 2次側給水管接続口 (22)に通じる水導出路 (34)が形成さ れている。前記主流路 (31)は、方形箱部 (2a)の軸心部における水導入路 (33)と水導 出路 (34)との間に位置する部分に形成されている。
[0039] 水導入路 (33)には、 1次側給水管接続口 (21)から流入した水の流れを径方向外方 に偏向させる円形の噴射板 (23)が配されている。噴射板 (23)は、水導入路 (33)と主流 路 (31)とを区画する仕切壁を兼ねている。噴射板 (23)の周縁部は、主流路 (31)を形成 する周壁 (24)の一端部と一体に形成されている。そして、周壁 (24)の一端部に形成さ れた 2つの細い連通孔 (241)によって、水導入路 (33)と主流路 (31)とが互いに連通させ られている。主流路 (31)を画定している周壁 (24)は、方形箱部 (2a)の周壁と一体ィ匕さ れている。
[0040] 一方、主流路 (31)と水導出路 (34)とは、これらを区画して 、る垂直仕切壁 (25)の中心 部にあけられた連通孔 (251)を通じて互いに連通させられて!/、る。
[0041] 2つのバイパス流路 (32AX32B)は、主流路 (31)の周壁 (24)の外周部分に、一端が水 導入路 (31)に通じ他端が水導出路 (34)に通じるように形成されている。
[0042] 発電ユニット (4)は、主流路 (31)に回転自在に配置された羽根車 (41)と、羽根車 (41) の外周部に設けられたマグネット (42)と、マグネット (42)と向かい合うように主流路 (31) の周壁 (25)内面に配された電機子卷線 (43)とを備えている。
[0043] 羽根車 (41)は、主流路 (31)の軸心部に固定状に設けられたシャフト (44)に取り付けら れている。羽根車 (41)は、外筒部 (411)と、外筒部 (411)の一端部に連なって径方向に 所定間隔おきに設けられた複数の羽根部 (412)と、径方向に伸びる複数の連結部を 介して外筒部 (411)内面の一端側部分に接続されかつシャフト (44)の一端側部分に 嵌められている内筒部 (413)とを備えている。周壁 (24)の 2つの連通孔 (241)を通じて 主流路 (31)に流入した水は、羽根部 (412)に当たり、それによつて羽根車 (4)を回転さ せた後、外筒部 (411)と内筒部 (413)の間を通って、垂直仕切壁 (25)の連通孔 (251)か ら水導出路 (34)に至るようになつている。
[0044] マグネット (42)は、筒状のフェライト磁石によって構成されており、羽根車 (41)の外筒 部 (411)外面に装着されている。なお、図示を省略した力 マグネット (42)の裏面には 、通常、円筒状のヨークが配置固定されている。
[0045] 電機子卷線 (43)は、鉄心コイルよりなり、主流路 (31)を流れる水と接触しないようにケ 一シング (45)に収容されている。ケーシング (45)は、水導出路 (34)側の端部に、シャフ ト (44)の一方の端部をベアリングを介して保持するシャフト保持部 (451)を、一体に備 えている。シャフト (44)の他方の端部は、噴射板 (23)の裏面中心部に形成されたシャ フト保持部 (231)に、ベアリングを介して保持されている。
[0046] 各バイパス流路 (32AX32B)を開閉する開閉弁 (5AX5B)は、弁体 (51)をスプリング (52) の弾性力によって 2次側力も弁座 (53)に当接させるように構成されている。弁座 (53)は 、バイパス流路 (32AX32B)における水導入路 (33)側の端部に形成された環状段差に よって構成されている。弁体 (51)は、片面の周縁部が弁座 (53)に当接する円板部 (511)と、円板部 (513)片面の中心部に連なって設けられた円錐部 (512)と、円板部 (511)他面の中心部に連なって設けられた円柱部 (513)とよりなる。スプリング (52)は、 その一端部が弁体 (51)の円柱部 (513)に嵌められているとともに、その他端部がバイ パス流路 (32AX32B)における水導出路 (34)側の端壁に形成された円筒状突出部 (54) に嵌められていて、弁体 (51)を弁座 (53)側に向かって付勢している。
[0047] 2つのバイパス流路 (32AX32B)が 1次側圧力の増大に伴って順次開くように、各バイ パス流路 (32AX32B)の開閉弁 (5AX5B)の開弁時作動圧力は、異なる値に設定されて いる。具体的には、一方の開閉弁 (5A)のスプリング (52)と、他方の開閉弁 (5B)のスプリ ング (52)と力 互いに異なるテンションを有するものとなされて 、る。
[0048] 図 5は、バイパス管 (P13)の途中に設けられた開閉弁 (7)を示したものである。なお、 バイパス管 (P13)は、例えば、図 3に示すようなエルボ、 -ップル、フレキシブル管等の 管材によって構成される。開閉弁 (7)は、両端部に雌ネジ (81)を有する円筒状の管継 手 (8)内に形成されていて、弁体 (71)をスプリング (72)の弾性力によって 2次側から弁 座 (73)に当接させるように構成されている。弁座 (73)は、管継手 (8)内の 1次側部分に 形成された環状段差 (82)によって構成されている。弁体 (71)は、片面の周縁部が弁座 (73)に当接する円板部 (711)と、円板部 (711)の他面の中心部に連なって設けられた 棒部 (712)とよりなる。棒部 (712)は、管継手 (8)内の 2次側部分に形成された端壁 (83) の中心部にあけられた弁体保持孔 (831)にスライド自在に挿通されている。なお、端 壁 (83)の外周部には、水通過孔（図示略）があけられている。
[0049] 上記の自動灌水システムにあっては、例えば、次のようにして灌水およびその制御 が行われる。即ち、まず、給水主管 (P1)の給水元栓 (VI)を開けておくとともに、制御ュ ニットの操作パネル (62)の操作ボタンによって、水やり日、開始時間等を適宜設定し ておく。これらの設定に基づいて、制御装置 (61)からの信号により電磁弁 (V2)が作動 して開弁すると、通水が開始される。なお、使用開始時の電力は、通常、補助電源で ある乾電池 (632)から供給される。
[0050] 電磁弁 (V2)を通過した水は、水力発電装置 (1)のハウジング (2)に流入し、ハウジン グ (2)内の主流路 (31)を流れることによって、その流水圧により羽根車 (41)が回転させ らせる。そして、羽根車 (41)とともに回転するマグネット (42)と、マグネット (42)の周囲に 配された電機子卷線 (43)との間に電磁誘導作用が生じ、それによつて電力が発生す る。得られた電力は、ケーブルを通じて制御ユニットの蓄電池 (631)に送られ、ここに 蓄電される。蓄電池 (631)への充電が行われると、制御ボックス (B)の発電ランプ (623) ( 図 2参照）が点灯し、それによつて発電を確認することができるようになつている。
[0051] 水力発電装置 (1)を通過した水は、給水主管 (P1)および給水分岐管 (P2)を経て、所 定の散水箇所に供給され、散水手段 (D)により散水される。供給する水の流量は給水 元栓 (VI)によって調整することができる。
[0052] 発電ユニット (4)の羽根車 (41)は、流量がかなり少ない場合 (例えば 1. 5リットル Z秒 程度)であっても、十分に回転して発電し得るようなサイズとなされている。流量が少 ない場合、ハウジング (2)内のノ ィパス流路 (32AX32B)およびバイパス管 (P13)は、い ずれも閉じられており、給水主管 (P1)を流れる水の全量が発電に利用される。 [0053] 一方、供給流量を多くして散水量を多くしたい場合、水力発電装置 (1)の主流路
(31)の流通抵抗が大きくなるため、バイパス流路 (32AX32B)およびバイパス管 (P13)の 1次側圧力が増大し、それに伴って、まず、一方のバイパス流路 (32A)の開閉弁 (5A) が開き、次いで他方のバイノス流路 (32B)の開閉弁 (5B)が開く。これによつて、水の一 部が、流通抵抗の大きい主流路 (31)を迂回するため、発電を良好に継続しながら、所 望の散水量が得られる。
[0054] そして、供給流量を更に多くした場合 (例えば 40リットル Z秒以上）には、バイパス 管 (P13)の開閉弁 (7)が開き、水の一部が水力発電装置 (1)を迂回して散水箇所に送ら れるので、より多くの散水量が得られ、大規模な灌水が可能である。
[0055] 図 6および図 7には、本発明による給水システムの第 2の実施形態が示されている。
この実施形態では、バイパス管 (P13)の途中に、図 1、図 3および図 5に示す開閉弁 (7) に代えて、流量調節弁 (9)が設けられている。
[0056] 流量調節弁 (9)は、ハンドル (92)の回動操作によって、弁体 (91)を、バイパス管 (P13) の長さ方向に対して直角方向に移動させることにより、バイパス管 (P13)内を流れる水 の量を調節するように構成されて 、る。
[0057] 図 6に示すように、水力発電装置 (1)の 1次側給水管接続口 (21)および 2次側給水管 接続口 (22)は、それぞれ同じ側に向かって L形に屈曲した形状を有している。ここで、 L形の各接続口 (22)は、図 6に示すようにハウジング (2)と一体的に形成される他、第 1 の実施形態とほぼ同様のハウジング (2)の短円筒部（図 4の参照符号 (22))に、ハウジ ング (2)とは別体の L形管継手の一端側を Eリング等を用いて連結固定することによつ てち形成することがでさる。
[0058] 接続口 (21X22)の先端部 (211X221)は、管材 (101)の両端寄りにラジアル方向に分岐 するように形成された差込口 (101a)に差し込まれて、 Eリング (102)により連結固定され ている（図 7参照)。接続口 (21X22)の先端部 (211X221)と差込口 (101a)との間には、 O リング等の環状シール部材 (106)が介在されている。管材 (101)の両端部 (101b)には、 管継手 (103)の一端側が差し込まれて、 Eリング (102)により連結固定されている。管材 (101)の端部 (101b)と管継手 (103)との間にも、 Oリング等の環状シール部材 (106)が介 在されている。バイパス管 (P13)は、管材 (101)の長さ中間部 (101c)によって構成される 。この実施形態では、以上のような配管構造を採用したため、組立作業が容易である
[0059] バイパス管 (P13)の長さ中央部には、雄ネジを有する円筒状の弁体収容部 (104)が、 ラジアル方向に突出するように形成されている。弁体収容部 (104)の開口は、弁体収 容部 (104)にねじ嵌められた蓋 (105)で覆われている。蓋 (105)の中心部にはネジ孔 (105a)があけられている。
[0060] 弁体 (91)は、その一端側がバイパス管 (P13)の内面にほぼ沿うような半球状をなし、 他端側が弁体収容部 (104)内に Oリング等の環状シール部材 (106)を介して摺動可能 に嵌め込まれる短円柱状をなすものである。弁体 (91)の他端には、蓋 (105)のネジ孔 (105a)にねじ込まれる棒状の雄ネジ部 (93)力 弁体 (91)と一体的に形成されている。 雄ネジ部 (93)の先端は、ビス (94)によってハンドル (92)に取り付けられている。なお、 流量調節弁 (9)の構造は、バイパス管 (P13)の流量を任意に調節することができるもの であればよぐ上記のものには限定されない。
[0061] 上記の給水システムの場合、供給流量が少な 、時には、流量調節弁 (9)のハンドル (92)を閉方向に回動させてバイノス管 (P13)の流量を絞ることにより、ほぼ全量の水を 水力発電装置 (1)に供給することができる。また、供給流量が多い時には、流量調節 弁 (9)のハンドル (92)を開方向に回動させてバイパス管 (P13)の流量を増大させること によって、水力発電装置 (1)による発電を維持しつつ所望の散水量を確保することが できる。即ち、この実施形態の場合、流量調節弁 (9)を現場で操作することによって自 動灌水システムの使用環境に応じたきめ細かいチューニングが可能であり、また、安 定した弁の作動が確保される。
[0062] 上記第 1および第 2の実施形態のバリエーションとして、図 4に示す水力発電装置 (1)に代えて、従来の水力発電装置、即ち、一端に 1次側給水管接続口を有しかつ他 端に 2次側給水管接続口を有するハウジング内に、両接続口に通じる流路と、該流 路を流れる水の圧力を利用して発電を行う発電ユニットとが設けられている水力発電 装置が、給水システムに組み込まれる場合がある。この場合、専らバイパス管 (P13)に 備えられた開閉弁 (5A)または流量調節弁 (9)によって、散水量の調整が行われる。
[0063] なお、上記の実施形態では、自動灌水システムへの適用例を示したが、本発明は 、それ以外の電動ユニットを備えた給水システム、例えば、発光ユニットを備えた給水 栓ゃ、感知 ·開閉制御ユニットを備えた自動水栓等にも適用することが可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 一端に 1次側給水管接続口 (21)を有しかつ他端に 2次側給水管接続口 (22)を有す るハウジング (2)内に、両接続口 (21)(22)に通じる主流路 (31)と、主流路 (31)を流れる水 の圧力を利用して発電を行う発電ユニット (4)と、 1次側給水管接続口 (21)から流入し た水の一部を主流路 (31)を迂回して 2次側給水管接続口 (22)に導く少なくとも 1つの バイパス流路 (32AX32B)と、各バイパス流路 (32AX32B)を 1次側圧力の増減に応じて 開閉する開閉弁 (5AX5B)とが設けられていることを特徴とする、水力発電装置。
[2] 複数のバイパス流路 (32AX32B)が 1次側圧力の増大に伴って順次開くように、各バ ィパス流路 (32AX32B)の開閉弁 (5AX5B)の開弁時作動圧力が異なる値に設定されて いることを特徴とする、請求項 1記載の水力発電装置。
[3] 電動ユニットを備えた給水システムにおいて、給水管の途中に請求項 1または 2記 載の水力発電装置 (1)が設けられ、該水力発電装置 (1)から供給された電力によって 電動ユニットが駆動されるようになっていることを特徴とする、給水システム。
[4] さらに、水力発電装置 (1)を迂回するように該装置 (1)の 1次側の給水管 (P11)と 2次 側の給水管 (P12)とを接続する少なくとも 1つのバイパス管 (P13)と、各バイパス管 (P13) を 1次側圧力の増減に応じて開閉する開閉弁 (7)とが設けられていることを特徴とする 、請求項 3記載の給水システム。
[5] さらに、水力発電装置 (1)を迂回するように該装置 (1)の 1次側の給水管 (P11)と 2次 側の給水管 (P12)とを接続する少なくとも 1つのバイパス管 (P13)と、各バイパス管 (P13) を流れる水の量を調節する流量調節弁 (9)とが設けられていることを特徴とする、請求 項 3記載の給水システム。
[6] 電動ユニットを備えた給水システムにおいて、給水管の途中に水力発電装置が設 けられ、該水力発電装置から供給された電力によって電動ユニットが駆動されるよう になっており、さらに、水力発電装置を迂回するように該装置の 1次側の給水管と 2次 側の給水管とを接続する少なくとも 1つのバイパス管と、各バイパス管を 1次側圧力の 増減に応じて開閉する開閉弁とが設けられていることを特徴とする、給水システム。
[7] 電動ユニットを備えた給水システムにおいて、給水管の途中に水力発電装置が設 けられ、該水力発電装置から供給された電力によって電動ユニットが駆動されるよう になっており、さらに、水力発電装置を迂回するように該装置の 1次側の給水管と 2次 側の給水管とを接続する少なくとも 1つのバイパス管と、各バイパス管を流れる水の量 を調節する流量調節弁とが設けられていることを特徴とする、給水システム。
[8] 電動ユニットが灌水制御ユニットである、請求項 3— 7のいずれか 1つに記載の給水 システム。
[9] 電動ユニットが給水栓用発光ユニットである、請求項 3— 7のいずれか 1つに記載の 給水システム。
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