JP2003106247A - サボニウス型水車およびこのサボニウス型水車を備える発電装置 - Google Patents
サボニウス型水車およびこのサボニウス型水車を備える発電装置Info
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- JP2003106247A JP2003106247A JP2001299690A JP2001299690A JP2003106247A JP 2003106247 A JP2003106247 A JP 2003106247A JP 2001299690 A JP2001299690 A JP 2001299690A JP 2001299690 A JP2001299690 A JP 2001299690A JP 2003106247 A JP2003106247 A JP 2003106247A
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- 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
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 山間地の小河川等に設置でき、小型にしてよ
り大きな出力が得られる簡便なサボニウス型水車および
これを用いた発電装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係るサボニウス型水車は、支持
体１２間に、半円筒状の複数のブレード１４を周方向に
等間隔をおいて配置した水車本体１０と、支持体１２の
中心軸上に設けた出力軸１５と、該出力軸１５を軸受け
する軸受部１６を有する支持フレーム１８とを具備する
サボニウス型水車であって、水車本体１０が、ブレード
１４が水流に対して直交かつ水平方向を向くように水流
中に横置きされることを特徴とする。
り大きな出力が得られる簡便なサボニウス型水車および
これを用いた発電装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係るサボニウス型水車は、支持
体１２間に、半円筒状の複数のブレード１４を周方向に
等間隔をおいて配置した水車本体１０と、支持体１２の
中心軸上に設けた出力軸１５と、該出力軸１５を軸受け
する軸受部１６を有する支持フレーム１８とを具備する
サボニウス型水車であって、水車本体１０が、ブレード
１４が水流に対して直交かつ水平方向を向くように水流
中に横置きされることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサボニウス型水車お
よびこのサボニウス型水車を備える発電装置に関する。
よびこのサボニウス型水車を備える発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水力は古くから利用されてきた自然エネ
ルギーであるが、近年になってクリーンエネルギーとし
てその利用が注目されるようになった。フランシス水車
を代表とする大規模発電で用いられる水車は、技術的に
はほぼ完成の域にあるといえる。これに対し、マイクロ
タービンとよばれる小型の水車は、近年大規模発電の建
設の困難性から、分散型発電への移行に伴って需要が増
加しつつあり、ポンプ逆転水車、クロスフロー水車、ダ
リウス水車などいろいろなものが造られている。
ルギーであるが、近年になってクリーンエネルギーとし
てその利用が注目されるようになった。フランシス水車
を代表とする大規模発電で用いられる水車は、技術的に
はほぼ完成の域にあるといえる。これに対し、マイクロ
タービンとよばれる小型の水車は、近年大規模発電の建
設の困難性から、分散型発電への移行に伴って需要が増
加しつつあり、ポンプ逆転水車、クロスフロー水車、ダ
リウス水車などいろいろなものが造られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらは構造
が複雑で高価となり、また使用環境が限定されるという
課題がある。そこで、本発明は、上記課題を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、山間地
の小河川等にも設置でき、小型にしてより大きな出力が
得られる簡便なサボニウス型水車およびこれを用いた発
電装置を提供するにある。
が複雑で高価となり、また使用環境が限定されるという
課題がある。そこで、本発明は、上記課題を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、山間地
の小河川等にも設置でき、小型にしてより大きな出力が
得られる簡便なサボニウス型水車およびこれを用いた発
電装置を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、本発明に係るサ
ボニウス型水車は、支持体間に、半円筒状の複数のブレ
ードを周方向に等間隔をおいて配置した水車本体と、前
記支持体の中心軸上に設けた出力軸と、該出力軸を軸受
けする軸受部を有する支持フレームとを具備するサボニ
ウス型水車であって、前記水車本体が、ブレードが水流
に対して直交かつ水平方向を向くように水流中に横置き
されることを特徴とする。上記のように、ブレードが水
平横方向に水流中に配置される構成としたので、浅い水
流中でも、ブレードを長くすることで大きな出力が得ら
れる。また、サボニウス型水車は、ブレードの数も少な
く、またブレード間に間隙があるので、異物が通過しや
すく、キャンプ等で、山間地の小河川等に設置するなど
して簡便に用いることができる。
するため次の構成を備える。すなわち、本発明に係るサ
ボニウス型水車は、支持体間に、半円筒状の複数のブレ
ードを周方向に等間隔をおいて配置した水車本体と、前
記支持体の中心軸上に設けた出力軸と、該出力軸を軸受
けする軸受部を有する支持フレームとを具備するサボニ
ウス型水車であって、前記水車本体が、ブレードが水流
に対して直交かつ水平方向を向くように水流中に横置き
されることを特徴とする。上記のように、ブレードが水
平横方向に水流中に配置される構成としたので、浅い水
流中でも、ブレードを長くすることで大きな出力が得ら
れる。また、サボニウス型水車は、ブレードの数も少な
く、またブレード間に間隙があるので、異物が通過しや
すく、キャンプ等で、山間地の小河川等に設置するなど
して簡便に用いることができる。
【０００５】また、前記支持フレームに、前記支持アー
ムが水流の流れ方向に回動自在に支持されていることを
特徴とする。また、前記支持フレームに、前記水車本体
が水流中に位置する位置と、水流から上方に位置する位
置との間に亙って支持アームを介して上下動自在に支持
されていることを特徴とする。これにより、洪水で水位
が上昇した際には、水車本体を水流中から引き上げるこ
とにより、故障を回避できる。
ムが水流の流れ方向に回動自在に支持されていることを
特徴とする。また、前記支持フレームに、前記水車本体
が水流中に位置する位置と、水流から上方に位置する位
置との間に亙って支持アームを介して上下動自在に支持
されていることを特徴とする。これにより、洪水で水位
が上昇した際には、水車本体を水流中から引き上げるこ
とにより、故障を回避できる。
【０００６】また、前記水車本体への水流の流入側に、
水車本体の下半部に位置するブレード側に水流を集中し
て供給すべくリフレクター板を配置したことを特徴とす
る。これにより流速を速くでき、より出力特性を向上で
きる。また、前記リフレクター板の水流の入口側に位置
して、上方に延出する堰き止め板を配設したことを特徴
とする。これにより、水位を高くすることができ、より
水流の流速を高めることができる。
水車本体の下半部に位置するブレード側に水流を集中し
て供給すべくリフレクター板を配置したことを特徴とす
る。これにより流速を速くでき、より出力特性を向上で
きる。また、前記リフレクター板の水流の入口側に位置
して、上方に延出する堰き止め板を配設したことを特徴
とする。これにより、水位を高くすることができ、より
水流の流速を高めることができる。
【０００７】また、前記堰き止め板の前方両側に位置し
て、対向間隔が、上流側が広く、下流側が狭くなるよう
に集水板を立設すると好適である。さらに、前記水車本
体からの水流の出口側に、下流側に向けて断面積が大き
くなる吸い出し流路を設けると好適である。これにより
さらに流速を速めることができる。また、本発明に係る
発電装置では、上記サボニウス型水車を備えることを特
徴とする。
て、対向間隔が、上流側が広く、下流側が狭くなるよう
に集水板を立設すると好適である。さらに、前記水車本
体からの水流の出口側に、下流側に向けて断面積が大き
くなる吸い出し流路を設けると好適である。これにより
さらに流速を速めることができる。また、本発明に係る
発電装置では、上記サボニウス型水車を備えることを特
徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２にサ
ボニウス型水車を用いた発電装置の第１の実施の形態を
示す。図１はその概略的平面図、図２は概略的側面図で
ある。１０はサボニウス型の水車本体である。水車本体
１０は、２枚の平行に配設した円板状の支持板（支持
体）１２（一方のみ図示）間に、半円筒状のブレード１
４を周方向に複数枚（図では２枚）等間隔をおいて配置
している。２枚の半円筒状のブレード１４は凹部を互い
に対向させて、かつ対向位置から軸線をずらして配置さ
れて、公知のサボニウス型のものに形成されている。ブ
レードが３枚の場合には、１２０°ずつ周方向にずらし
て配置されることはいうまでもない。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２にサ
ボニウス型水車を用いた発電装置の第１の実施の形態を
示す。図１はその概略的平面図、図２は概略的側面図で
ある。１０はサボニウス型の水車本体である。水車本体
１０は、２枚の平行に配設した円板状の支持板（支持
体）１２（一方のみ図示）間に、半円筒状のブレード１
４を周方向に複数枚（図では２枚）等間隔をおいて配置
している。２枚の半円筒状のブレード１４は凹部を互い
に対向させて、かつ対向位置から軸線をずらして配置さ
れて、公知のサボニウス型のものに形成されている。ブ
レードが３枚の場合には、１２０°ずつ周方向にずらし
て配置されることはいうまでもない。
【０００９】両支持体１２、１２の外面の軸線上には、
回転軸１５が設けられ、この回転軸１５は、軸受１６を
有する支持フレーム１８に水平に軸受けされている。水
車本体１０上方には、発電機２０が支持フレーム１８に
支持されて配設されている。２１はその支持桟である。
回転軸１５は出力軸１５に構成され、この出力軸１５の
一端に設けられたスプロケット２２と発電機２０の回転
軸２４の一端に設けられたスプロケット２５との間にチ
エーン２７が掛け渡されて回転が伝達される。なお、チ
エーン２７やスプロケット２２が水に浸らないようにチ
エーンカバー１７を取りつけると好適である。
回転軸１５が設けられ、この回転軸１５は、軸受１６を
有する支持フレーム１８に水平に軸受けされている。水
車本体１０上方には、発電機２０が支持フレーム１８に
支持されて配設されている。２１はその支持桟である。
回転軸１５は出力軸１５に構成され、この出力軸１５の
一端に設けられたスプロケット２２と発電機２０の回転
軸２４の一端に設けられたスプロケット２５との間にチ
エーン２７が掛け渡されて回転が伝達される。なお、チ
エーン２７やスプロケット２２が水に浸らないようにチ
エーンカバー１７を取りつけると好適である。
【００１０】支持フレーム１８の前面上部には、堰き止
め板２８が配設されている。この堰き止め板２８は、水
車本体１０よりも前方の空間に上下方向に配設されてい
る。２９はリフレクター板であり、堰き止め板２８の下
端から、水車本体１０方向に徐々に低くなるように配設
され、堰き止め板２８で堰き止めされた水流を水車本体
１０の下半部に位置するブレード（進みブレード）側に
集中して供給する水路を形成している。
め板２８が配設されている。この堰き止め板２８は、水
車本体１０よりも前方の空間に上下方向に配設されてい
る。２９はリフレクター板であり、堰き止め板２８の下
端から、水車本体１０方向に徐々に低くなるように配設
され、堰き止め板２８で堰き止めされた水流を水車本体
１０の下半部に位置するブレード（進みブレード）側に
集中して供給する水路を形成している。
【００１１】このリフレクター板２９に引き続いて、断
面円弧状の遮蔽板３０により水車本体１０の上半部が覆
われている。すなわち、遮蔽板３０は、戻りブレード側
を覆っている。また遮蔽板３０に引き続いて、吸い出し
流路３２の一壁面をなす天板３３が水車本体１０の下流
側に設けられている。このように、リフレクター板２
９、遮蔽板３０、天板３３と、支持フレーム１８に固定
された両側板３４と、底板とで、水流の流路を形成す
る。戻り側のブレード１４は遮蔽板３０で覆われている
から、水流は主として、水車本体１０の下半部のブレー
ド１４に作用し、効率よく、水車を回転させる。吸い出
し流路３２は、図示のように、水車本体１０からの水流
の出口側に、下流側に向けて断面積が大きくなるように
設定されている。これにより、水車本体１０からの出口
の、水車本体１０に直近する側の圧力が下流側の圧力よ
りも低圧になるので、吸い込み力が生じ、水流の流速が
より大きくなって、高い効率が得られる。
面円弧状の遮蔽板３０により水車本体１０の上半部が覆
われている。すなわち、遮蔽板３０は、戻りブレード側
を覆っている。また遮蔽板３０に引き続いて、吸い出し
流路３２の一壁面をなす天板３３が水車本体１０の下流
側に設けられている。このように、リフレクター板２
９、遮蔽板３０、天板３３と、支持フレーム１８に固定
された両側板３４と、底板とで、水流の流路を形成す
る。戻り側のブレード１４は遮蔽板３０で覆われている
から、水流は主として、水車本体１０の下半部のブレー
ド１４に作用し、効率よく、水車を回転させる。吸い出
し流路３２は、図示のように、水車本体１０からの水流
の出口側に、下流側に向けて断面積が大きくなるように
設定されている。これにより、水車本体１０からの出口
の、水車本体１０に直近する側の圧力が下流側の圧力よ
りも低圧になるので、吸い込み力が生じ、水流の流速が
より大きくなって、高い効率が得られる。
【００１２】また、堰き止め板２８、リフレクター板２
９、遮蔽板３０、天板３３、両側板３４と、支持フレー
ム１８に固定された後面板３５とで密閉空間を形成し、
発電機２０はこの密閉空間内に配設されていて、水濡れ
を防止できるようになっている。また、３７は集水板で
あり、堰き止め板２８の前方両側に位置して、対向間隔
が、上流側が広く、下流側が狭くなるように立設されて
いる。この集水板３７は、支持フレーム１８に回動自在
に設け、その開き角を調整できるようにすると好適であ
る。
９、遮蔽板３０、天板３３、両側板３４と、支持フレー
ム１８に固定された後面板３５とで密閉空間を形成し、
発電機２０はこの密閉空間内に配設されていて、水濡れ
を防止できるようになっている。また、３７は集水板で
あり、堰き止め板２８の前方両側に位置して、対向間隔
が、上流側が広く、下流側が狭くなるように立設されて
いる。この集水板３７は、支持フレーム１８に回動自在
に設け、その開き角を調整できるようにすると好適であ
る。
【００１３】上記のように構成されている。この実施の
形態の発電装置は、水車本体１０が、ブレード１４が水
流に対して直交かつ水平方向を向くように水流中に横置
きされるものである。この装置の大きさは、河川の大き
さに合わせてその高さ、横幅（ブレード１４の長さ）が
適宜設定される。河川中に、横置き式に配置されるか
ら、浅い河川であっても、ブレード１４の長さを長くす
ることによって、それだけ大きい発電量を得ることがで
きる。
形態の発電装置は、水車本体１０が、ブレード１４が水
流に対して直交かつ水平方向を向くように水流中に横置
きされるものである。この装置の大きさは、河川の大き
さに合わせてその高さ、横幅（ブレード１４の長さ）が
適宜設定される。河川中に、横置き式に配置されるか
ら、浅い河川であっても、ブレード１４の長さを長くす
ることによって、それだけ大きい発電量を得ることがで
きる。
【００１４】集水板３７によって、水が集水され、堰き
止め板２８に堰き止められるから、比較的高い水位を確
保できる。このように堰き止められた水がリフレクター
板２９によって狭められた流路から、流速を増して水車
本体１０の下半部のブレード（進み側ブレード）１４に
集中され、水車が回転されることによって発電がなされ
る。また、水車本体１０の出口側を吸い出し流路３２に
形成したことにより、吸い込み力が生じ、より流速が高
められて発電効率が上昇する。
止め板２８に堰き止められるから、比較的高い水位を確
保できる。このように堰き止められた水がリフレクター
板２９によって狭められた流路から、流速を増して水車
本体１０の下半部のブレード（進み側ブレード）１４に
集中され、水車が回転されることによって発電がなされ
る。また、水車本体１０の出口側を吸い出し流路３２に
形成したことにより、吸い込み力が生じ、より流速が高
められて発電効率が上昇する。
【００１５】図３、図４はさらに簡易な機構の発電装置
の第２の実施の形態を示す。なお、第１の実施の形態と
同一の部材は同一符号をもって示し、説明を省略する。
本実施の形態では、アングル等によって簡易に形成した
支持フレーム１８上に、水位よりも上となる位置に発電
機２０を載置するようにしている。支持フレーム１８に
は、水車本体１０への水流の流入側に、水車本体１０の
下半部に位置するブレード（進みブレード）１４側に水
流を集中して供給すべくリフレクター板２９を配置し、
また、リフレクター板２９の水流の入口側に位置して、
上方に延出する堰き止め板２８を配設し、さらに、堰き
止め板２８の前方両側に位置して、対向間隔が、上流側
が広く、下流側が狭くなるように集水板３７を立設して
いる。
の第２の実施の形態を示す。なお、第１の実施の形態と
同一の部材は同一符号をもって示し、説明を省略する。
本実施の形態では、アングル等によって簡易に形成した
支持フレーム１８上に、水位よりも上となる位置に発電
機２０を載置するようにしている。支持フレーム１８に
は、水車本体１０への水流の流入側に、水車本体１０の
下半部に位置するブレード（進みブレード）１４側に水
流を集中して供給すべくリフレクター板２９を配置し、
また、リフレクター板２９の水流の入口側に位置して、
上方に延出する堰き止め板２８を配設し、さらに、堰き
止め板２８の前方両側に位置して、対向間隔が、上流側
が広く、下流側が狭くなるように集水板３７を立設して
いる。
【００１６】本実施の形態では、このように簡易に形成
したから、小型で軽量のものとすることができ、キャン
プなどに携行して、キャンプ場近くの小河川に容易に設
置することができ、簡易に発電することができる。集水
板３７は折りたためるので、小型に折りたたんで容易に
持ち運ぶことができる。なお、リフレクター板２９は適
宜ストッパ（図示せず）により、角度調節自在に設けて
おくとよい。これにより、水流の状態に合わせて、リフ
レクター板２９の角度を最適に調整できる。
したから、小型で軽量のものとすることができ、キャン
プなどに携行して、キャンプ場近くの小河川に容易に設
置することができ、簡易に発電することができる。集水
板３７は折りたためるので、小型に折りたたんで容易に
持ち運ぶことができる。なお、リフレクター板２９は適
宜ストッパ（図示せず）により、角度調節自在に設けて
おくとよい。これにより、水流の状態に合わせて、リフ
レクター板２９の角度を最適に調整できる。
【００１７】図３の装置において、ブレード１４の長さ
（高さ）が１ｍ、幅０．３ｍのブレード１４を２枚有す
る装置を試作し、流速約２ｍ／ｓの水流中において発電
量を計測したところ、約３６０Ｗ（Ｊ／ｓ）の発電量を
得た。出力 Ｗ＝η・１／２・ρＵ3．Ａで、 Ｗ＝３６０Ｊ／ｓ ρ＝１０3Ｋｇ／ｍ3 Ｕ＝２ｍ／ｓ Ａ＝０．３ｍ2 であるから、効率ηは約０．３であった。
（高さ）が１ｍ、幅０．３ｍのブレード１４を２枚有す
る装置を試作し、流速約２ｍ／ｓの水流中において発電
量を計測したところ、約３６０Ｗ（Ｊ／ｓ）の発電量を
得た。出力 Ｗ＝η・１／２・ρＵ3．Ａで、 Ｗ＝３６０Ｊ／ｓ ρ＝１０3Ｋｇ／ｍ3 Ｕ＝２ｍ／ｓ Ａ＝０．３ｍ2 であるから、効率ηは約０．３であった。
【００１８】図５、図６、図７は第３の実施の形態を示
す。前記実施の形態と同一の部材は同一符号を付し、説
明を省略する。本実施の形態では、支持フレーム１８
を、河川を横切って橋渡し状態に配置できる大きさに設
けている。この支持フレーム１８に２本のアーム４０
を、回動軸４１を中心にして、水流の流れ方向に揺動自
在に取りつけている。アーム４０の中途であって、水流
から上方になる位置に、２本のアーム４０間に支持枠体
４２を取り付け、この支持枠体４２上に発電機２０を載
置した。
す。前記実施の形態と同一の部材は同一符号を付し、説
明を省略する。本実施の形態では、支持フレーム１８
を、河川を横切って橋渡し状態に配置できる大きさに設
けている。この支持フレーム１８に２本のアーム４０
を、回動軸４１を中心にして、水流の流れ方向に揺動自
在に取りつけている。アーム４０の中途であって、水流
から上方になる位置に、２本のアーム４０間に支持枠体
４２を取り付け、この支持枠体４２上に発電機２０を載
置した。
【００１９】また、水流に没する位置に、アーム４０に
支持して水車本体１０を配設している。すなわち、水車
本体１０の、支持体１２から外方に突出する回転軸（出
力軸）１５をそれぞれアーム４０、４０に回転自在に軸
受けする。一方の出力軸１５に設けたスプロケット２２
と、発電機２０の回転軸２４に設けたスプロケット２５
との間にチエーン２７を掛け渡している。また、水車本
体１０の前方側の上半部（戻り側ブレード）を覆う遮蔽
板３０を両アーム４０間に取りつけている。３７は河川
中に配設した集水板である。
支持して水車本体１０を配設している。すなわち、水車
本体１０の、支持体１２から外方に突出する回転軸（出
力軸）１５をそれぞれアーム４０、４０に回転自在に軸
受けする。一方の出力軸１５に設けたスプロケット２２
と、発電機２０の回転軸２４に設けたスプロケット２５
との間にチエーン２７を掛け渡している。また、水車本
体１０の前方側の上半部（戻り側ブレード）を覆う遮蔽
板３０を両アーム４０間に取りつけている。３７は河川
中に配設した集水板である。
【００２０】続いて図７を中心に水車本体１０の揺動、
かつ上下動機構の一例を説明する。回動軸４１は、各ア
ーム４０を挟む位置に配置された軸受４５にベアリング
（図示せず）を介して回動自在に支持されている。両軸
受４５間に位置する回動軸４１上には、アーム４０がス
ライド可能に挿通する支持リング４６が介挿、固定され
ている。この支持リング４６は回動軸４１と共に回動す
る。したがって、この支持リング４６を挿通するアーム
４０も回動軸４１を中心に回動（揺動）することにな
る。
かつ上下動機構の一例を説明する。回動軸４１は、各ア
ーム４０を挟む位置に配置された軸受４５にベアリング
（図示せず）を介して回動自在に支持されている。両軸
受４５間に位置する回動軸４１上には、アーム４０がス
ライド可能に挿通する支持リング４６が介挿、固定され
ている。この支持リング４６は回動軸４１と共に回動す
る。したがって、この支持リング４６を挿通するアーム
４０も回動軸４１を中心に回動（揺動）することにな
る。
【００２１】４８は支持フレーム１８上に固定されたウ
インチであり、ワイヤ４９を巻き上げ可能になってい
る。ワイヤ４９は、両アーム４０間を連結する連結桟５
０に連結されている。したがって、ウインチ４８により
ワイヤ４９を巻き上げることによって、水車本体１０を
引き上げることができる。なお、水車本体１０の引き上
げ機構（上下動機構）はウインチ４８に限られず、例え
ば、アーム４０をネジ桿に形成し、このネジ桿にナット
を螺合し、このナットをギアを介してモータ等により回
転することによって、アーム４０を上下動させる機構と
してもよいし、アーム４０にラックを形成し、このラッ
クにピニオンを噛合させ、ピニオンをモータ等によって
回転してアーム４０を上下動させる機構としてもよい。
なお、アーム４０を単に回動（揺動）自在に設け、上下
動機構は設けなくともよい。この場合は、ウインチ等に
より単にアーム４０を回動させて、水車本体１０を水面
から上方に引き上げられるようにするとよい。
インチであり、ワイヤ４９を巻き上げ可能になってい
る。ワイヤ４９は、両アーム４０間を連結する連結桟５
０に連結されている。したがって、ウインチ４８により
ワイヤ４９を巻き上げることによって、水車本体１０を
引き上げることができる。なお、水車本体１０の引き上
げ機構（上下動機構）はウインチ４８に限られず、例え
ば、アーム４０をネジ桿に形成し、このネジ桿にナット
を螺合し、このナットをギアを介してモータ等により回
転することによって、アーム４０を上下動させる機構と
してもよいし、アーム４０にラックを形成し、このラッ
クにピニオンを噛合させ、ピニオンをモータ等によって
回転してアーム４０を上下動させる機構としてもよい。
なお、アーム４０を単に回動（揺動）自在に設け、上下
動機構は設けなくともよい。この場合は、ウインチ等に
より単にアーム４０を回動させて、水車本体１０を水面
から上方に引き上げられるようにするとよい。
【００２２】本実施の形態でも効率よく発電が行える。
水量が増減して水面の位置が上下した場合でも、水車本
体１０は、回動可能なアーム４０に吊持されているか
ら、水面の動きに追随して回動し、水面下のほぼ一定位
置に位置するから、水底を転がる石などの衝突を回避で
きる。また、水量が増加した場合、当然流速が大きくな
り、水車を押し流そうとする力が大きくなるが、本実施
の形態では、流速に応じてアーム４０の傾きが変わるの
で、アーム４０、支持フレーム１８等に加わる曲げモー
メントを大幅に軽減でき、耐久性に優れる発電装置を提
供できる。また、洪水など、水量が急増した場合には、
ウインチ装置４８を作動させて、ワイヤ４９を巻き上げ
ることにより、水車本体１０を水面から上方に引き上げ
ることができ、洪水による水車本体１０の破壊を回避で
きる。なお、本実施の形態では、両アーム４０の先端部
等にに浮き（図示せず）を配設して、水車本体１０側が
常に水面の動きに追随して動くようにすると好適であ
る。
水量が増減して水面の位置が上下した場合でも、水車本
体１０は、回動可能なアーム４０に吊持されているか
ら、水面の動きに追随して回動し、水面下のほぼ一定位
置に位置するから、水底を転がる石などの衝突を回避で
きる。また、水量が増加した場合、当然流速が大きくな
り、水車を押し流そうとする力が大きくなるが、本実施
の形態では、流速に応じてアーム４０の傾きが変わるの
で、アーム４０、支持フレーム１８等に加わる曲げモー
メントを大幅に軽減でき、耐久性に優れる発電装置を提
供できる。また、洪水など、水量が急増した場合には、
ウインチ装置４８を作動させて、ワイヤ４９を巻き上げ
ることにより、水車本体１０を水面から上方に引き上げ
ることができ、洪水による水車本体１０の破壊を回避で
きる。なお、本実施の形態では、両アーム４０の先端部
等にに浮き（図示せず）を配設して、水車本体１０側が
常に水面の動きに追随して動くようにすると好適であ
る。
【００２３】図８は第４の実施の形態を示す。前記実施
の形態と同一の部材は同一符号を付し、説明を省略す
る。本実施の形態でも、図５に示す実施の形態と同様
に、河川に橋渡し状態にした支持フレーム１８に水車本
体１０を支持させている。本実施の形態では、支持フレ
ーム１８から、水面には届かない位置まで延びる２本の
スライドアーム５２を垂下し、この各スライドアーム５
２内に、図５に示すアーム４０を上下方向にスライド可
能に設けている。各アーム４０の上端にはウインチ装置
４８のワイヤ４９の端部を連結し、ウインチ装置４８を
作動させることにより、水車本体１０を引き上げ可能に
なっている。また、アーム４０先端部に浮き５４を配設
し、水車本体１０が常に水面下一定の位置となるように
している。本実施の形態でも、図５に示す装置と同様の
効果を奏する。
の形態と同一の部材は同一符号を付し、説明を省略す
る。本実施の形態でも、図５に示す実施の形態と同様
に、河川に橋渡し状態にした支持フレーム１８に水車本
体１０を支持させている。本実施の形態では、支持フレ
ーム１８から、水面には届かない位置まで延びる２本の
スライドアーム５２を垂下し、この各スライドアーム５
２内に、図５に示すアーム４０を上下方向にスライド可
能に設けている。各アーム４０の上端にはウインチ装置
４８のワイヤ４９の端部を連結し、ウインチ装置４８を
作動させることにより、水車本体１０を引き上げ可能に
なっている。また、アーム４０先端部に浮き５４を配設
し、水車本体１０が常に水面下一定の位置となるように
している。本実施の形態でも、図５に示す装置と同様の
効果を奏する。
【００２４】なお、上記実施の形態では、発電装置を例
として説明したが、水車本体１０の出力軸１５の回転力
を伝達機構を介して取り出すことによって、発電装置で
なく、他の装置の動力源としても用いることができるこ
とはいうまでもない。
として説明したが、水車本体１０の出力軸１５の回転力
を伝達機構を介して取り出すことによって、発電装置で
なく、他の装置の動力源としても用いることができるこ
とはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】請求項１によれば、ブレードが水平横方
向に水流中に配置される構成としたので、浅い水流中で
も、ブレードを長くすることで大きな出力が得られる。
また、サボニウス型水車は、ブレードの数も少なく、ま
たブレード間に間隙があるので、異物が通過しやすく、
キャンプ等で、山間地の小河川等に設置するなどして簡
便に用いることができる。請求項２、３によれば、さら
に、洪水で水位が上昇した際には、水車本体を水流中か
ら引き上げることができ、故障を回避できる。請求項
４、５、６、７によれば、さらに、流速を大きくでき、
より出力特性を向上できる。
向に水流中に配置される構成としたので、浅い水流中で
も、ブレードを長くすることで大きな出力が得られる。
また、サボニウス型水車は、ブレードの数も少なく、ま
たブレード間に間隙があるので、異物が通過しやすく、
キャンプ等で、山間地の小河川等に設置するなどして簡
便に用いることができる。請求項２、３によれば、さら
に、洪水で水位が上昇した際には、水車本体を水流中か
ら引き上げることができ、故障を回避できる。請求項
４、５、６、７によれば、さらに、流速を大きくでき、
より出力特性を向上できる。
【図１】発電装置の第１の実施の形態を示す概略的な平
面図である。
面図である。
【図２】図１の概略的な側面図である。
【図３】発電装置の第２の実施の形態を示す概略的な平
面図である。
面図である。
【図４】図３の概略的な側面図である。
【図５】発電装置の第３の実施の形態を示す概略的な平
面図である。
面図である。
【図６】図５の概略的な側面図である。
【図７】アームの回動、上下動機構を示す説明図であ
る。
る。
【図８】第４の実施の形態を示す説明図である。
１０ 風車本体
１２ 支持体
１４ ブレード
１５ 回転軸（出力軸）
１６ 軸受
１８ 支持フレーム
２０ 発電機
２２、２５ スプロケット
２７ チエーン
２８ 堰き止め板
２９ リフレクター板
３０ 遮蔽板
３２ 吸い出し流路
３７ 集水板
４０ アーム（支持アーム）
４２ 支持枠体
４８ ウインチ装置
４９ ワイヤ
５２ スライドアーム
５４ 浮き
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H072 AA03 AA13 AA26 BB07 BB16
BB24 CC11 CC42 CC71 CC82
5H607 BB02 CC05 DD19 EE28 FF27
Claims (8)
- 【請求項１】 支持体間に、半円筒状の複数のブレード
を周方向に等間隔をおいて配置した水車本体と、前記支
持体の中心軸上に設けた出力軸と、該出力軸を軸受けす
る軸受部を有する支持フレームとを具備するサボニウス
型水車であって、 前記水車本体が、ブレードが水流に対して直交かつ水平
方向を向くように水流中に横置きされることを特徴とす
るサボニウス型水車。 - 【請求項２】 前記支持フレームに、前記支持アームが
水流の流れ方向に回動自在に支持されていることを特徴
とする請求項１記載のサボニウス型水車。 - 【請求項３】 前記支持フレームに、前記水車本体が水
流中に位置する位置と、水流から上方に位置する位置と
の間に亙って支持アームを介して上下動自在に支持され
ていることを特徴とする請求項１または２記載のサボニ
ウス型水車。 - 【請求項４】 前記水車本体への水流の流入側に、水車
本体の下半部に位置するブレード側に水流を集中して供
給すべくリフレクター板を配置したことを特徴とする請
求項１、２または３記載のサボニウス型水車。 - 【請求項５】 前記リフレクター板の水流の入口側に位
置して、上方に延出する堰き止め板を配設したことを特
徴とする請求項１、２、３または４記載のサボニウス型
水車。 - 【請求項６】 前記堰き止め板の前方両側に位置して、
対向間隔が、上流側が広く、下流側が狭くなるように集
水板を立設したことを特徴とする請求項１、２、３、４
または５記載のサボニウス型水車。 - 【請求項７】 前記水車本体からの水流の出口側に、下
流側に向けて断面積が大きくなる吸い出し流路を設けた
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のサボ
ニウス型水車 - 【請求項８】 請求項１〜７いずれか１項記載のサボニ
ウス型水車を備えることを特徴とする発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001299690A JP2003106247A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | サボニウス型水車およびこのサボニウス型水車を備える発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001299690A JP2003106247A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | サボニウス型水車およびこのサボニウス型水車を備える発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003106247A true JP2003106247A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19120397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001299690A Pending JP2003106247A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | サボニウス型水車およびこのサボニウス型水車を備える発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003106247A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2008126786A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Seabell International Co., Ltd. | 水力発電装置 |
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| WO2010150406A1 (ja) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | 株式会社竹内製作所 | 流水を用いた発電装置 |
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- 2001-09-28 JP JP2001299690A patent/JP2003106247A/ja active Pending
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