JP2017002874A

JP2017002874A - 発電装置

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Publication number: JP2017002874A
Application number: JP2015120083A
Authority: JP
Inventors: 孝平吉村; Kohei Yoshimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP6511642B2

Abstract

【課題】河川や用水路に係留して水の流れで水車を回転させて効率的に発電をおこなう発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１１は、流水上に浮かべる船体２と、船体の両側部に設ける水車１２と、水車の中心部に軸通して当該水車の回転と共に回転する車軸４と、車軸と連結してその回転が伝達されるデフギア５と、デフギアと連結してその回転が伝達されるシャフト６と、シャフトが接続しその回転が伝達されて発電する発電機７とを備える。水車は、円盤状の外枠１３と、外枠の内側に設けられ当該外枠よりも縮径の筒体１４と、筒体から間隔を開けて設けられる円盤状の内枠１５と、筒体の外周面１４ａに設けられると共に外枠から内枠に渡って配設される４枚の羽根１６とを備える。羽根は、車軸方向に向かって延出する延出片１７が形成され、延出片と車軸との間には隙間部１８を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ドラム形状の水車を備えた船形の発電装置であり、更に詳しくは、河川や用水路等の流水上に係留して、水の流れで水車を回転させて、効率的に発電をおこなう発電装置に関するものである。

従来、この種の考案としては、実用新案登録第３１７３６３１号のドラム式水車筏発電装置を本願出願人が提案している（特許文献１参照）。

図４及び図５に示すように、このドラム式水車筏発電装置１は、船体２の両側部にドラム式水車３を二対設けており、このドラム式水車３の中心部には車軸４を軸通している。車軸４は、船内部分においてデフギア（デファレンシャルギア）５と連結し、また、デフギア５はシャフト６が連結して、シャフト６は発電機７に接続した構成である。

このような構成のドラム式水車筏発電装置１は、水の流れでドラム式水車３を回転させることで車軸４を回転させて、その回転力をデフギア５を介してシャフト６から発電機７へと伝達して発電する仕組みである。

発電機７で発電した電力は、図６に示すように、陸地に立設する支柱８へ送電線９で送り、さらに送電線９から外部送電線１０を介在して、所定の電力供給施設に電力を供給する。なお、図５及び図６中の符号ＷＬ（water-line）は喫水線を示す。

実用新案登録第３１７３６３１号公報

この従来例のドラム式水車筏発電装置１においては、ドラム式水車３を増設したり、あるいは、ドラム式水車３の幅を拡張することで、回転力やトルクを増幅して発電する電力を増大することができるという特徴があるものの、当該ドラム式水車３の構造においては、その発電量が限られることとなる。

従って、従来例におけるドラム式水車筏発電装置１においては、水車の構造や、水車に設けられる羽根の形状、あるいはその他の装置の構造等を工夫することによって、さらに効率的な発電をおこない発電量を増大することができる点に解決しなければならない課題を有している。

前記従来例の課題を解決するための本発明の要旨は、河川や用水路に係留して、水の流れで水車を回転させて発電をおこなう発電装置であって、該発電装置は、流水上に浮かべる船体と、該船体の両側部に複数対設ける水車と、該水車の中心部に軸通して当該水車の回転と共に回転する車軸と、該車軸と連結してその回転が伝達されるデフギアと、該デフギアと連結してその回転が伝達されるシャフトと、該シャフトが接続しその回転が伝達されて発電する発電機とを少なくとも備え、前記水車は、円盤状の外枠と、該外枠の内側に設けられ当該外枠よりも縮径の筒体と、該筒体から間隔を開けて設けられる円盤状の内枠と、前記筒体の外周面に設けられると共に前記外枠から前記内枠に渡って配設される４枚又は複数枚の羽根とを備え、該羽根は、前記車軸方向に向かって延出する延出片が形成され、該延出片と前記車軸との間には隙間部を有することである。

また、前記隙間部は、前記内枠方向に行くほど広く形成されることと、；
を含むものである。

本発明に係る発電装置によれば、流水が水車の羽根を押したときに、盛り上がって溢れた水が延出片に向かって集中することとなり、その結果、トルクや回転力が増幅して、発電する電力量が増大することとなる。
そのとき、延出片に向かって集中した水の一部が隙間部から後方へ流れることとなり、つまり、延出片の手前に留まらないので、回転力が低減しないでさらに向上するという優れた効果を奏する。

また、隙間部は、内枠方向に行くほど広く形成されることによって、延出片に向かって大量の水が集中したときに、大量の水が広い隙間部から後方へ流れることとなり、延出片の手前に大量の水が留まらないので、回転力が低減しないでいっそう向上するという優れた効果を奏する。

本発明に係る発電装置１１を略示的に示す平面図である。本発明に係る発電装置１１を略示的に示す側面図である。図２のＡ矢視図である。従来例に係るドラム式水車筏発電装置１の平面図である。従来例に係るドラム式水車筏発電装置１の側面図である。従来例に係るドラム式水車筏発電装置１の稼働状態を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解を容易にするために、従来例に対応する部分には従来例と同一の符号を付けて説明する。

まず、図１及び図２において、符号１１は発電装置を示し、この発電装置１１は、流水上に浮かべる船体２と、船体２の両側部に複数対設ける水車１２と、水車１２の中心部に軸通して当該水車１２の回転と共に回転する車軸４と、車軸４と連結してその回転が伝達されるデフギア５と、デフギア５と連結してその回転が伝達されるシャフト６と、シャフト６が接続しその回転が伝達されて発電する発電機７とから構成される。

船体２は、船形あるいは筏形に形成されて、河川や用水路等に係留して流水上に浮かべて設置する。

水車１２は、円盤状の外枠１３と、外枠１３の内側に設けられ当該外枠１３よりも縮径の筒体１４と、筒体１４から間隔を開けて設けられる円盤状の内枠１５と、筒体１４の外周面１４ａに設ける４枚（又は複数枚）の羽根１６とから構成される。

羽根１６は、外枠１３から内枠１５に渡って配設される。また、羽根１６からは、車軸４方向に向かって延出する延出片１７が一体に形成されている。延出片１７と車軸４との間には隙間部１８を有する。

また、延出片１７は、途中から内枠１５方向に沿ってテーパー部１９が形成されて、その結果、隙間部１８が内枠１５方向に行くほど広く形成される。

車軸４は、水車１２の中心部に軸通して、当該水車１２の回転と共に回転し、水車１２の回転をデフギア５に伝達する。

デフギア５は、車軸４と連結してその回転を向きを変えてシャフト６へと伝達すると共に、両方の水車１２の回転を調整する役目を果たす。

シャフト６は、デフギア５と連結してその回転が伝達されると共に、当該デフギア５からの回転を発電機７へ伝達する役目を果たす。

発電機７は、シャフト６が接続し、その回転が伝達されて発電する役目を果たす。発電機７は、従来例と異なり、一台のみ設けられており発電効率を向上させている。

以上のように構成される発電装置１１は、流水が水車１２の羽根１６を押したときに、図３に示すように、盛り上がって溢れた水２０が延出片１７に向かって集中することとなる（矢印Ｂ参照）。その結果、トルクや回転力が増幅して、発電する電力量が増大する。なお、図２及び図３中の符号ＷＬ（water-line）は喫水線を示す。また、矢印Ｅは水流方向を示し、矢印Ｆは水車１２の回転方向を示す。

そのとき、延出片１７に向かって集中した水の一部が隙間部１８から後方へ流れることとなり（矢印Ｃ参照）、従って、水が延出片１７の手前に留まらないので、回転力が低減しないでさらに向上する。

また、隙間部１８は、テーパー部１９が存在することで、内枠１５方向に行くほど広く形成される。従って、延出片１７に向かって大量の水が集中したときに、大量の水がテーパー部１９を乗り越えて広い隙間部１８から後方へ流れることとなり（矢印Ｄ参照）、延出片１７の手前に大量の水が留まらない。つまり、回転力が低減しないでいっそう向上することとなる。

このようにして発電した電力は、従来例で説明したように、陸地に立設する支柱８へ送電線９で送り、さらに送電線９から外部送電線１０を介在して、所定の電力供給施設に電力を供給する（図６参照）。

ＷＬ（water-line）喫水線
１ドラム式水車筏発電装置
２船体
３ドラム式水車
４車軸
５デフギア（デファレンシャルギア）
６シャフト
７発電機
８支柱
９送電線
１０外部送電線
１１発電装置
１２水車
１３外枠
１４筒体
１４ａ外周面
１５内枠
１６羽根
１７延出片
１８隙間部
１９テーパー部
２０溢れた水

Claims

河川や用水路に係留して、水の流れで水車を回転させて発電をおこなう発電装置であって、
該発電装置は、流水上に浮かべる船体と、該船体の両側部に複数対設ける水車と、該水車の中心部に軸通して当該水車の回転と共に回転する車軸と、該車軸と連結してその回転が伝達されるデフギアと、該デフギアと連結してその回転が伝達されるシャフトと、該シャフトが接続しその回転が伝達されて発電する発電機とを少なくとも備え、
前記水車は、円盤状の外枠と、該外枠の内側に設けられ当該外枠よりも縮径の筒体と、該筒体から間隔を開けて設けられる円盤状の内枠と、前記筒体の外周面に設けられると共に前記外枠から前記内枠に渡って配設される４枚又は複数枚の羽根とを備え、
該羽根は、前記車軸方向に向かって延出する延出片が形成され、
該延出片と前記車軸との間には隙間部を有すること
を特徴とする発電装置。
前記隙間部は、前記内枠方向に行くほど広く形成されること
を特徴とする請求項１に記載の発電装置。