JPH0730937Y2

JPH0730937Y2 - 貫流水車

Info

Publication number: JPH0730937Y2
Application number: JP1989034772U
Authority: JP
Inventors: ▲ひと▼師山本
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2004-03-29
Also published as: JPH02126079U

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本考案は貫流水車に関し、低落差大流量で用いて好適な
ものである。

B.従来の技術水力エネルギー回収の一環として貫流水車を利用した発
電システムが知られている。

下水処理場等では、不純物を沈殿させ、上ずみの水を放
出することから、貫流水車には越流水を使用している。
また、放水庭は河川等であるため水位が変動する。この
様な施設は下水を集積することから低地に作られ、使用
できる落差が小さい。このため、下水処理場等で使用さ
れる貫流水車は、ランナの長さが長いものとなってい
た。

C.考案が解決しようとする課題従来、下水処理場のように悪条件が重なった場所で使用
される貫流水車のランナは細長いものとなっているた
め、剛性が不足して両端で支えると中央部が撓んでしま
う。ランナに撓みが生じると、ケーシングとの隙間が広
がりもれ水が多くなると共に、強度剛性不足のため実用
に耐えられなくなる。

本考案は上記状況に鑑みてなされたもので、ランナの長
尺化を可能にして悪条件下でも使用できる貫流水車を提
供することを目的とする。

D.課題を解決するための手段上記目的を達成するための本考案の構成は、放水庭側の
水中に円筒状のランナを回転自在に支持し、該ランナに
水を導く導水管を備え、前記ランナの回転方向で水の出
口部と入口部との間における該ランナ外周位置に該ラン
ナに付着して旋回する水を導入する空洞部を設ける一
方、前記ランナと同心状の支承盤を該ランナに設け、該
支承盤を転接支持すると共に該支承盤を介して伝えられ
る前記ランナの回転を被駆動機に伝達する支承車輪を該
ランナの下部に転動自在に設けたことを特徴とする。

E.作用導水管によってランナに水が導かれランナが回転し、ラ
ンナに付着して旋回する水は空洞部に導入され、水の排
出はスムーズに行なわれる。支承盤に支承車輪を転接さ
せることによりランナを支承車輪で支えてランナの撓み
を防止すると共に、ランナで発生した動力を支承車輪か
ら被駆動機に伝達する。

F.実施例第１図には本考案の一実施例に係る貫流水車の断面側
面、第２図にはその正面、第３図にはその導水管支持部
の側面、第４図にはその動力伝達機構部の側面を示して
ある。

第１図に示すように、１は水処理場等の越流水堰口、２
は越流水堰口１の角落とし（水の流れを止める水門）で
ある。３はランナ４に水を導くための導水管で、導水管
３の一端は越流水堰口１の下部に開口し、導水管３の他
端にはノズル部５が形成されている。また、導水管３の
他端には空洞部６を形成する延長部７が形成され、空洞
部６はランナ４の回転方向で水の出口部と入口部との間
に位置すると共に、ランナ４の外周位置に形成されてい
る。図中で示す如く、上水位が低い場合は導水管３に
よって全水量がランナ４に送り込まれ、で示す如く、
上水位が高い場合は導水管３を越流して水はオーバーフ
ローし放水庭８に流出する。この時、延長部７によって
越流した水がランナ４に直接かからないようになってい
る。

第２図に示すように、放水庭基礎９には脚10が固定さ
れ、脚10にはランナ軸受11が設けられている。ランナ４
は多数のランナブレード12がランナ軸4aに円筒状に配さ
れることで構成され、ランナ軸受11にランナ軸4aが支持
されることによりランナ４が放水庭８の水中に回転自在
に支持される。ランナ４の軸方向途中部の適宜箇所には
ランナブレード12を保持する仕切板13が設けられてい
る。仕切板13はランナ４と同心状をなし、外周面が円滑
に仕上げられると共に、ランナ４の径よりも大径となっ
ている。つまり、仕切板13は支承盤となっている。

第２図に示すように、放水庭基礎９の仕切板13の下部に
は軸受台14が固定され、軸受台14には軸受15を介して支
承車輪16が回転自在に支持されている。支承車輪16は一
本の車軸17で連結され、車軸17の端部は脚10に設けられ
た軸受18に支持されている。車軸17の軸受18側の軸端に
はスプロケット19が設けられ、ランナ軸4aのランナ軸受
11側の軸端にはスプロケット20が設けられている。第２
図、第４図に示すように、スプロケット19は被駆動機21
のスプロケット22にチェーン23を介して連結され、スプ
ロケット20は被駆動機21のスプロケット24にチェーン25
を介して連結されている。尚、各車軸17のスプロケット
19同士はチェーン26によって連結されている。ランナ４
の駆動力はスプロケット19,20,22,24を介して被駆動機2
1に伝えられる。この時、ランナ４の外径D₁と支承車輪1
6の直径D₂とに差があるため、スプロケット19,22とスプ
ロケット20,24の直径比または歯数比をD₁とD₂の比に合
わせ、同一回転速度として被駆動機21に駆動力を伝達す
る。第３図に示すように、軸受18及びランナ軸受11が設
けられる脚10には導水管３が結合されている。

上述した貫流水車は幅方向複数台設けられ、水量が少な
い時は越流水堰口２を閉じて小数台で運転し、水量が多
い時は越流水堰口２を開けて運転台数を増加し、水量が
極めて多い時は導水管３を越流させて放水する。

導水管３で導かれた水はノズル部５からランナ４に導入
され、ランナ４を回転させて放水庭８内に放出される。
ランナ４に付着して旋回する水は空洞部６に導入され放
水庭８にスムーズに排出される。

ランナ４の仕切板13は支承車輪16で支えられ、ランナ４
は撓みが防止される。また、ランナ４の回転動力は支承
車輪16及び車軸17からも伝達される。このため、ランナ
４の長尺化が可能になると共に、ランナ４で発生するト
ルクを十分に伝達することが可能になる。

第５図、第６図に基づいて空洞部の他の例を説明する。

第５図に示したものは、空洞部51を閉塞させ、空洞部51
内で旋回流れを自由に旋回させるようにしたものであ
る。第６図に示したものは、導水管３の延長部７とラン
ナ４との間（ランナ４の外周位置）に空洞部61を形成
し、空洞部61をランナ４内に封じ込み、旋回流がランナ
４内で強く生じるようにしたものである。

第７図、第８図に基づいて本考案の第二実施例に係る貫
流水車を説明する。第７図には本考案の第二実施例に係
る貫流水車の正面、第８図にはその動力伝達機構部の側
面を示してある。尚、第一実施例の貫流水車と同一部材
には同一符号を付して重複する説明は省略する。

前述した第一実施例の貫流水車では、ランナ４側と支承
車輪16側との回転速比を定める必要があり、速比のとり
方に限界がある。また、ランナ４の長さが長大になって
ねじれや撓みが大きくなった場合、伝達動力がランナ軸
4aまたは車軸17に偏重することがある。そこで、図示の
貫流水車では、動力伝達は車軸17側からのみ行なう。即
ち、スプロケット20同士はチェーン26によって連結さ
れ、スプロケット20はチェーン25によって被駆動機21の
スプロケット24に連結されている。ランナ４は支承車輪
16上で回転するのみであり、ランナ４は両端にだけラン
ナ軸4aが設けられている。

従って、上述した貫流水車では、動力伝達の自由度が大
きくなり、スプロケット20を大きくし被駆動機21側のス
プロケット24を動力伝達に必要な最少直径とすることが
可能である。また、非常に長大なランナ４を製作した場
合、車軸17が動力伝達によってねじれてもランナ４にね
じれは生じない。このため、ランナ４に無理な力が加わ
ることなく動力伝達が円滑に行なえる。

尚、上記各実施例では、軸受は水中で用いるため水軸受
を採用しているので、伝達動力損失が非常に小さく水車
全体での騒音も小さい。

G.考案の効果本考案の貫流水車は、水中に支持されたランナに水を導
く導水管を設け、ランナに支承盤を設けると共に、支承
盤に転接し被駆動機に動力を伝達する支承車輪を設けた
ので、ランナを支承車輪で支えることができる。このた
め、ランナ径に対しランナ長さを長くしてもランナが撓
むことがなくなり、ランナ長の非常に長い貫流水車が得
られ、低落差の場所でも水力の有効活用が可能となる。
また、ランナ長さに制約がないので、ランナ径をできる
だけ小さくランナ長さを長くした設計とし、回転速度の
速い水車が得られるので、被駆動機への連結のための増
速比を小さくできる。また、流況に合わせた経済設計を
することで余剰水をオーバーフローさせる放水路を必要
とせず、水車の外側で流し得ると共に余剰水が水車自身
の効率を低下させることがなく円滑に排水できる。更
に、落差を最大限使用することから総合出力が大きくな
り経済性が向上すると共に、放水庭基礎に据付するので
据付力が強固で洪水時や出水時に流出のおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例に係る貫流水車の断面側面
図、第２図はその正面図、第３図はその導水管支持部の
側面図、第４図はその動力伝達機構部の側面図、第５
図、第６図は空洞部の他の例を説明する断面図、第７図
は本考案の第二実施例に係る貫流水車の正面図、第８図
はその動力伝達機構部の側面図である。図面中、３は導水管、４はランナ、6,51,61は空洞部、９は放水
庭基礎、13は仕切板、16は支承車輪、19,22はスプロケ
ット、21は被駆動機、23はチェーンである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】放水庭側の水中に円筒状のランナを回転自
在に支持し、該ランナに水を導く導水管を備え、前記ラ
ンナの回転方向で水の出口部と入口部との間における該
ランナ外周位置に該ランナに付着して旋回する水を導入
する空洞部を設ける一方、前記ランナと同心状の支承盤
を該ランナに設け、該支承盤を転接支持すると共に該支
承盤を介して伝えられる前記ランナの回転を被駆動機に
伝達する支承車輪を該ランナの下部に転動自在に設けた
ことを特徴とする貫流水車。