JP3425663B2 - 堰板を備えた水車及び水力発電装置 - Google Patents
堰板を備えた水車及び水力発電装置Info
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- JP3425663B2 JP3425663B2 JP18553197A JP18553197A JP3425663B2 JP 3425663 B2 JP3425663 B2 JP 3425663B2 JP 18553197 A JP18553197 A JP 18553197A JP 18553197 A JP18553197 A JP 18553197A JP 3425663 B2 JP3425663 B2 JP 3425663B2
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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
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水が流れる河川あ
るいは水路に簡易に設置できるフランシス水車、プロペ
ラ水車、カプラン水車あるいは斜流水車等の反動型水車
を設けた堰板を備えた水車及び水力発電装置に関する。
るいは水路に簡易に設置できるフランシス水車、プロペ
ラ水車、カプラン水車あるいは斜流水車等の反動型水車
を設けた堰板を備えた水車及び水力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地球上には、水の落差を利用した水車と
発電機とによる水力発電所が多数設置されている。水車
は落差と流量により出力を発生し、発電に利用される水
車は反動型と衝動型とに大別され、反動型水車は主に中
低落差に使用されている。通常、水力発電所で反動型水
車を利用する場合、ダム、送水路、水圧鉄管、水車発電
機室等の大がかりな土木建設工事が必要である。そのた
め、発生電力に対するｋＷ当りの単価が非常に高価とな
っている。
発電機とによる水力発電所が多数設置されている。水車
は落差と流量により出力を発生し、発電に利用される水
車は反動型と衝動型とに大別され、反動型水車は主に中
低落差に使用されている。通常、水力発電所で反動型水
車を利用する場合、ダム、送水路、水圧鉄管、水車発電
機室等の大がかりな土木建設工事が必要である。そのた
め、発生電力に対するｋＷ当りの単価が非常に高価とな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、この水力を利用
するためには、低落差で小水量の立地点でも同様に土木
建設工事の費用は多額となり、小出力の場合は、特に、
単位出力当りの建設単価が高価となり、その普及が進ま
ない状況である。
するためには、低落差で小水量の立地点でも同様に土木
建設工事の費用は多額となり、小出力の場合は、特に、
単位出力当りの建設単価が高価となり、その普及が進ま
ない状況である。
【０００４】現在残されている水力立地点は、低落差で
あり、また、小水量で発生出力の小さい水力所のみであ
る。そのため、このような水力所の開発費は、少額に抑
える必要がある。開発費を少額に抑えるためには、土木
建設工事費を最小限に抑えることが肝要であり、さら
に、水車発電機もコンパクトに集約した機種でなければ
ならない。しかしながら、低落差で小水量の立地点で水
車により出力を得ることは行なわれていないのが実情で
ある。
あり、また、小水量で発生出力の小さい水力所のみであ
る。そのため、このような水力所の開発費は、少額に抑
える必要がある。開発費を少額に抑えるためには、土木
建設工事費を最小限に抑えることが肝要であり、さら
に、水車発電機もコンパクトに集約した機種でなければ
ならない。しかしながら、低落差で小水量の立地点で水
車により出力を得ることは行なわれていないのが実情で
ある。
【０００５】そこで、本発明は、低落差で小水量の立地
点において、コンパクトな水車により出力を得ることが
でき、土木建設工事費を最小限に抑えることができる反
動型水車を設けた堰板を備えた水車及び水力発電装置を
提供するものである。
点において、コンパクトな水車により出力を得ることが
でき、土木建設工事費を最小限に抑えることができる反
動型水車を設けた堰板を備えた水車及び水力発電装置を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の投げ込み設置す
る水車は、水通路の上部にガイドベーンを備えた水取入
口が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられた
Ｌ字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合わ
せて開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口は
堰板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフトチ
ューブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りには
流量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に移
動可能に設けられていることを特徴とする。
る水車は、水通路の上部にガイドベーンを備えた水取入
口が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられた
Ｌ字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合わ
せて開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口は
堰板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフトチ
ューブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りには
流量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に移
動可能に設けられていることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の投げ込み設置する水力発電
装置は、水通路の上部にガイドベーンを備えた水取入口
が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられたＬ
字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合わせ
て開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口は堰
板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフトチュ
ーブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りには流
量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に移動
可能に設けられ、反動型水車の回転を伝達する伝達装置
を介して発電機が設けられていることを特徴とする。
装置は、水通路の上部にガイドベーンを備えた水取入口
が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられたＬ
字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合わせ
て開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口は堰
板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフトチュ
ーブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りには流
量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に移動
可能に設けられ、反動型水車の回転を伝達する伝達装置
を介して発電機が設けられていることを特徴とする。
【０００８】本発明の水車は、水が流れる河川並びに水
路に投げ込めば、堰板により自動的に水が堰き止められ
て落差が生じ、Ｌ字型のドラフトチューブの水通路の水
取入口から水流出口へ向かって水が流れ、その落差と流
量によって定まる水車の出力が発生する。
路に投げ込めば、堰板により自動的に水が堰き止められ
て落差が生じ、Ｌ字型のドラフトチューブの水通路の水
取入口から水流出口へ向かって水が流れ、その落差と流
量によって定まる水車の出力が発生する。
【０００９】したがって、その水車に取付ける堰板の高
さにより発生出力は容易に調整出来る。発電機を付加す
れば水力発電装置となる。
さにより発生出力は容易に調整出来る。発電機を付加す
れば水力発電装置となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の堰板を備えた投込
式の反動型水車を利用した水力発電機の側面図、図２は
同平面図、図３同断面図、図４は同斜視図である。
式の反動型水車を利用した水力発電機の側面図、図２は
同平面図、図３同断面図、図４は同斜視図である。
【００１１】水通路１が形成されたＬ字型のドラフトチ
ューブ２の下部の水流出口３の先端には堰板４が固定さ
れ、堰板４には、水流出口３に合わせて開口５が設けら
れている。堰板４には、木材、金属、コンクリート、合
成樹脂等を使用し、堰き止められた水量に耐える強度を
有するように設計する。水流出口３は堰板４に向かって
末広がりに形成されている。
ューブ２の下部の水流出口３の先端には堰板４が固定さ
れ、堰板４には、水流出口３に合わせて開口５が設けら
れている。堰板４には、木材、金属、コンクリート、合
成樹脂等を使用し、堰き止められた水量に耐える強度を
有するように設計する。水流出口３は堰板４に向かって
末広がりに形成されている。
【００１２】ドラフトチューブ２内の上部には、反動型
水車６を設ける。図１に示す実施例は特公昭７−１８３
９９号公報で公知のプロペラ又はカプラン水車を適用し
た例で、ランナ７の周りには流量調整環８がランナ７と
同軸にガイドベーン９内を上下に移動可能に設けられて
いる。流量調整環８の上下動は、リンク機構の操作レバ
ー１０を動かすことにより行う。流量調整環８の移動に
より、ガイドベーン９との間に形成される流路の面積を
調整して流量を調整する。
水車６を設ける。図１に示す実施例は特公昭７−１８３
９９号公報で公知のプロペラ又はカプラン水車を適用し
た例で、ランナ７の周りには流量調整環８がランナ７と
同軸にガイドベーン９内を上下に移動可能に設けられて
いる。流量調整環８の上下動は、リンク機構の操作レバ
ー１０を動かすことにより行う。流量調整環８の移動に
より、ガイドベーン９との間に形成される流路の面積を
調整して流量を調整する。
【００１３】反動型水車６には、反動型水車６の回転を
伝達する伝達装置１１として増速装置を介して立軸一体
型の発電機１２が設けられ、増速装置は、ランナ７の軸
に固定された大径のプリー１３をＶベルト１４を介して
中間の小径のプーリ１５に伝達し、さらに、Ｖベルト１
６で発電機１２の回転軸に固定された小径プーリ１７に
伝達して増速する。もちろん、発電機１２は接水しない
ようにするため、収納ケース２０内に収納する。水力発
電装置には、吊り下げ用のフック１８を設ける。 次
に、本実施例の堰板を備えた反動型水車の使用方法につ
いて説明する。
伝達する伝達装置１１として増速装置を介して立軸一体
型の発電機１２が設けられ、増速装置は、ランナ７の軸
に固定された大径のプリー１３をＶベルト１４を介して
中間の小径のプーリ１５に伝達し、さらに、Ｖベルト１
６で発電機１２の回転軸に固定された小径プーリ１７に
伝達して増速する。もちろん、発電機１２は接水しない
ようにするため、収納ケース２０内に収納する。水力発
電装置には、吊り下げ用のフック１８を設ける。 次
に、本実施例の堰板を備えた反動型水車の使用方法につ
いて説明する。
【００１４】図４は本発明の水力発電装置を水路内に投
込式に設置した状態を示す斜視図である。
込式に設置した状態を示す斜視図である。
【００１５】水力発電装置のフック１８にワイヤーロー
プを掛け、発電機１２が上流側、ドラフトチューブ２先
端の堰板４が下流側となるように方向を定め、水路又は
河川の壁に設けた溝の中に堰板４を入れて堰板４が川底
に着底するまで吊降ろす。
プを掛け、発電機１２が上流側、ドラフトチューブ２先
端の堰板４が下流側となるように方向を定め、水路又は
河川の壁に設けた溝の中に堰板４を入れて堰板４が川底
に着底するまで吊降ろす。
【００１６】堰板４が水路又は河川を閉鎖し、ガイドべ
ーン９が全閉状態になっているのでドラフトチューブ２
内に水が流れ込まず、水は堰き止められて、自動的にダ
ムが形成されて水位が上昇し、水は堰板４をオーバーフ
ローし、水力発電装置は水没する。
ーン９が全閉状態になっているのでドラフトチューブ２
内に水が流れ込まず、水は堰き止められて、自動的にダ
ムが形成されて水位が上昇し、水は堰板４をオーバーフ
ローし、水力発電装置は水没する。
【００１７】堰板４の周囲からの漏水が無いように設置
するため、堰板が短い場合は、堰板の両側に石等を投げ
込んで堰き止めることが好ましい。
するため、堰板が短い場合は、堰板の両側に石等を投げ
込んで堰き止めることが好ましい。
【００１８】このようにして水力発電装置が設置される
と、水車６を取り巻く水の水位とドラフトチューブ２先
端の水流出口３の水位との間に落差が生じる。そこで、
ガイドべーン９を開くと、水はガイドべーン９から流入
し、ランナ７を通過してドラフトチューブ２内にいた
り、ドラフトチューブ２内で流速を低下させながら先端
の水流出口３から流出する。この間にランナ７に水が作
用して水車が回転する。また、落差を一定に保つ必要が
あるため、流入水量と流出水量が同じになるようにガイ
ドべーン９により流量を調節する。もちろん、その立地
点の流量は前もって測定してあるから、その流量に適合
した水車を設計すれば良い。
と、水車６を取り巻く水の水位とドラフトチューブ２先
端の水流出口３の水位との間に落差が生じる。そこで、
ガイドべーン９を開くと、水はガイドべーン９から流入
し、ランナ７を通過してドラフトチューブ２内にいた
り、ドラフトチューブ２内で流速を低下させながら先端
の水流出口３から流出する。この間にランナ７に水が作
用して水車が回転する。また、落差を一定に保つ必要が
あるため、流入水量と流出水量が同じになるようにガイ
ドべーン９により流量を調節する。もちろん、その立地
点の流量は前もって測定してあるから、その流量に適合
した水車を設計すれば良い。
【００１９】ドラフトチューブ２の水流出口３から出た
水のレベルは、水流出口より上に常に一定に維持する必
要があるため、例えば、堰の外側に盛石１９を設ける。
水のレベルは、水流出口より上に常に一定に維持する必
要があるため、例えば、堰の外側に盛石１９を設ける。
【００２０】こうして水力により水車が回転し、回転が
伝達装置１１により発電機１２に伝達し、発電機１２が
回ると電力が発生する。また、洪水や水路の補修等の現
場の状況の変化により水力発電装置を撤去する場合は、
フック１８にワイヤロープを掛けて水力発電装置を吊上
げて撤去すればよい。
伝達装置１１により発電機１２に伝達し、発電機１２が
回ると電力が発生する。また、洪水や水路の補修等の現
場の状況の変化により水力発電装置を撤去する場合は、
フック１８にワイヤロープを掛けて水力発電装置を吊上
げて撤去すればよい。
【００２１】実施例では、流量調整機構として、特公昭
７−１８３９９号公報（特許第１９９５３１８号）記載
のものを使用しているが、従来型のガイドべーン開閉機
構を採用してもよい。
７−１８３９９号公報（特許第１９９５３１８号）記載
のものを使用しているが、従来型のガイドべーン開閉機
構を採用してもよい。
【００２２】また、本発明の水力発電機を複数並べて堰
を形成して発電量を増やこともできる。
を形成して発電量を増やこともできる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は堰板を備えた水車及び水力発電
装置を水流がある河川又は水路に単に投げ込み設置する
ことにより、水車回転し、水力発電装置は回転して電力
を発生する。その際堰板の高さを調整することにより出
力を加減することができる。
装置を水流がある河川又は水路に単に投げ込み設置する
ことにより、水車回転し、水力発電装置は回転して電力
を発生する。その際堰板の高さを調整することにより出
力を加減することができる。
【００２４】また、投げ込まれた装置自体のガイドべー
ン調整により水量を制御し、出力の加減ができる。した
がって、その水車に取付ける堰板の高さにより発生出力
は容易に調整出来る。また、大がかりな土木建設工事を
必要としない、投込式であるため、その撒去も簡単であ
る。
ン調整により水量を制御し、出力の加減ができる。した
がって、その水車に取付ける堰板の高さにより発生出力
は容易に調整出来る。また、大がかりな土木建設工事を
必要としない、投込式であるため、その撒去も簡単であ
る。
【００２５】水車発電機もコンパクトに集約した機種を
利用でき、流量の大小に関係なく低落差の水力所に簡易
に据付られ、最適な効率を維持した運転が可能である。
利用でき、流量の大小に関係なく低落差の水力所に簡易
に据付られ、最適な効率を維持した運転が可能である。
【図１】本発明の堰板を備えた投込式の反動型水車を利
用した水力発電機の側面図である。
用した水力発電機の側面図である。
【図２】本発明の堰板を備えた投込式の反動型水車を利
用した水力発電機の平面図である。
用した水力発電機の平面図である。
【図３】本発明の堰板を備えた投込式の反動型水車を利
用した水力発電機の断面図である。
用した水力発電機の断面図である。
【図４】本発明の水力発電装置を水路内に投込式に設置
した状態を示す斜視図である。
した状態を示す斜視図である。
１ 水通路
２ ドラフトチューブ
３ 水流出口
４ 堰板
５ 開口
６ 反動型水車
７ ランナ
８ 流量調整環
９ ガイドベーン
１０ 操作レバー
１１ 伝達装置
１２ 発電機
１３ プリー
１４ Ｖベルト
１５ プーリ
１６ Ｖベルト
１７ プーリ
１８ フック
１９ 盛石
２０ 収納ケース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F03B 1/00 - 15/22
Claims (2)
- 【請求項１】水通路の上部にガイドベーンを備えた水取
入口が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられ
たＬ字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合
わせて開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口
は堰板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフト
チューブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りに
は流量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に
移動可能に設けられていることを特徴とする堰板を備え
た投げ込み設置する水車。 - 【請求項２】水通路の上部にガイドベーンを備えた水取
入口が設けられるとともに、下部に水流出口が設けられ
たＬ字型のドラフトチューブの前記水流出口の先端に合
わせて開口が設けられた堰板が固定され、前記水流出口
は堰板の開口に向かって末広がりに形成され、ドラフト
チューブ内の上部に反動型水車を設け、ランナの周りに
は流量調整環がランナと同軸にガイドベーン内を上下に
移動可能に設けられ、反動型水車の回転を伝達する伝達
装置を介して発電機が設けられていることを特徴とする
堰板を備えた投げ込み設置する水力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18553197A JP3425663B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 堰板を備えた水車及び水力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18553197A JP3425663B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 堰板を備えた水車及び水力発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130179A JPH1130179A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3425663B2 true JP3425663B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=16172440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18553197A Expired - Fee Related JP3425663B2 (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 堰板を備えた水車及び水力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3425663B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4148519B2 (ja) * | 2004-05-07 | 2008-09-10 | 電源開発株式会社 | 農業用水路等の落差工に設置する水力発電装置 |
| WO2008007567A1 (fr) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Système d'irrigation utilisant un canal d'eau |
| JP2020051267A (ja) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Ntn株式会社 | 水力発電装置 |
-
1997
- 1997-07-10 JP JP18553197A patent/JP3425663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1130179A (ja) | 1999-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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