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JP6026786B2 - Hydroelectric generator - Google Patents

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JP6026786B2
JP6026786B2 JP2012130648A JP2012130648A JP6026786B2 JP 6026786 B2 JP6026786 B2 JP 6026786B2 JP 2012130648 A JP2012130648 A JP 2012130648A JP 2012130648 A JP2012130648 A JP 2012130648A JP 6026786 B2 JP6026786 B2 JP 6026786B2
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Description

本発明は、少水量の用水路や小川などに、容易に設置することができ、効率の良い発電をすることの出来る軽便な水力発電装置に関する。   The present invention relates to a convenient hydroelectric power generation apparatus that can be easily installed in a small water channel, a stream, or the like and can generate power efficiently.

小水路における水力発電装置において考慮すべき問題点は、水路が狭いこと、水量が少ないこと、並びに足場の悪い地域に設置されること等である。特許文献1には、ダクト内に水車を収容した発電装置が開示されている。   Problems to be considered in a hydroelectric power generation device in a small water channel are that the water channel is narrow, the amount of water is small, and that it is installed in an area with poor scaffolding. Patent Document 1 discloses a power generation device in which a water turbine is accommodated in a duct.

特開2000−9012号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-9012

前記、特許文献1においては、一定の直径のダクト内に架設した支軸に、複数のスクリュを固定している。このスクリュはキャビテーションが生じ、水の流れが悪いので、ダクトの中は水流が流れにくくなり、発電効率は極めて劣る。
同時にダクトは、前後で同じ直径であるので、水流は、ダクトの後部になるに従って目づまり状となり水流が悪化する。
本発明は、設置が容易で、小水路で少水量の場所においても、効率良く回転して発電しうる水力発電装置を提供するものである。
In Patent Document 1, a plurality of screws are fixed to a support shaft installed in a duct having a constant diameter. Since this screw causes cavitation and the flow of water is poor, the flow of water becomes difficult to flow in the duct, and the power generation efficiency is extremely poor.
At the same time, since the duct has the same diameter in the front and rear, the water flow becomes clogged toward the rear of the duct, and the water flow deteriorates.
The present invention provides a hydroelectric power generation device that is easy to install and that can efficiently rotate to generate power even in a small water channel and a small amount of water.

本発明の具体的な内容は、次の通りである。   The specific contents of the present invention are as follows.

(1) 基盤上に、平面視流入口よりも排出口が大きな台形状ダクトを形成し、その内部における発電水路の流入口の直後に水車の横軸ロータを臨ませて設け、外部に設けた発電機と横軸ロータのロータ軸間に伝動手段を連係し、横軸ロータのブレードは、翼根から翼端へ次第に弦長を広くした逆テーパ状とし、かつ最大弦長部から翼端へかけて正面方向へ傾斜する傾斜部とし、ブレードの傾斜部に当った流水が、斜め遠心方向へ抜け、発電水路の内側壁面に沿って排出するようになっている水力発電装置。 (1) A trapezoidal duct with a larger outlet than the plan view inlet is formed on the base , and the horizontal axis rotor of the turbine is faced immediately after the inlet of the power generation channel inside, and provided outside. Transmission means is linked between the generator and the rotor shaft of the horizontal axis rotor, and the blades of the horizontal axis rotor have a reverse taper shape that gradually increases the chord length from the blade root to the blade tip, and from the maximum chord length portion to the blade tip. A hydroelectric generator that is configured to be inclined toward the front direction, and the flowing water hitting the inclined portion of the blade is discharged in an oblique centrifugal direction and discharged along the inner wall surface of the power generation channel.

(2) 前記ブレードは、最大弦長部における前面が、回転方向に対して前縁から後縁へかけての傾斜角が0度〜6度としてなる前記(1)に記載の水力発電装置。 (2) The hydroelectric generator according to (1), wherein the blade has a front surface in a maximum chord length portion having an inclination angle from a front edge to a rear edge in a rotation direction of 0 degrees to 6 degrees.

) 前記水車は、横軸ロータと、そのロータ軸を支持する筐体とからなり、ダクトの上板に支持筒を介して水平に吊設されている前記(1)または(2)のいずれかに記載の水力発電装置。 ( 3 ) The water turbine includes a horizontal shaft rotor and a housing that supports the rotor shaft, and is suspended horizontally on a top plate of a duct via a support tube. The hydroelectric power generator according to any one of the above.

) 前記ダクトの側壁より前の基盤が前方向へ延出し、その先端部に横条状に凸条を形成してある前記(1)〜(3)のいずれかに記載の水力発電装置。 ( 4 ) The hydroelectric power generator according to any one of (1) to (3), wherein a base in front of the side wall of the duct extends in a forward direction, and a projecting ridge is formed at a tip of the base. .

) 前記ダクトの側壁の後部は前部よりも低く設定されている前記(1)〜(4)のいずれかに記載の水力発電装置。 ( 5 ) The hydroelectric generator according to any one of (1) to ( 4 ), wherein a rear portion of the side wall of the duct is set lower than a front portion.

) 前記水車は、筐体の内部に2本のロータ軸を直列として設け、その前後に、それぞれのブレードが正反対方向へ回転するロータを配設した前記(5)に記載の水力発電装置。 ( 6 ) The hydroelectric generator according to ( 5 ), wherein the turbine is provided with two rotor shafts in series inside a casing, and a rotor in which each blade rotates in the opposite direction before and after the rotor shaft. .

本発明によると、次のような効果が奏せられる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

前記(1)に記載の水力発電装置は、水車を配置するダクト内の発電水路が、流入口は小で排出口は大としてあるので、流水は排出口の方へ拡散され、排出口の部分よりも流入口の方が水圧が高くなり、水圧の差で高速で通過するため、ロータは効果的に高速回転し、高い発電効率を得られる。
ダクトの側壁は、後部が側方張り出しているので、これを水路内に配設すると、ダクトの側壁後部が水流を堰き止める役割をして、水を前方へ押し返してダクトの流入口をあふれさせる。
ダクトに入ってブレードに当る水流は、ブレードを回転させ、その遠心力で回転方向の後方へ移動し、その反動でブレードを回転させるので、その周速は流速より速く、効果的に回転効率を高める。流出する水流は、後部の広がった側壁に沿って排出口へ、滑らかに流れる。
In the hydroelectric generator described in (1) above, since the power generation channel in the duct in which the water turbine is arranged has a small inlet and a large outlet, the flowing water is diffused toward the outlet, and the portion of the outlet Since the water pressure at the inlet becomes higher than that at the inlet and passes at a high speed due to the difference in water pressure, the rotor effectively rotates at a high speed and high power generation efficiency can be obtained.
Since the rear side of the side wall of the duct protrudes sideways, if this is arranged in the water channel, the rear side of the side wall of the duct plays a role of blocking the water flow, and pushes the water forward to overflow the inlet of the duct. .
The water flow that enters the duct and hits the blade rotates the blade, moves backward in the direction of rotation by its centrifugal force, and rotates the blade by its reaction, so its peripheral speed is faster than the flow velocity, effectively increasing the rotation efficiency. Increase. The outflowing water stream flows smoothly to the outlet along the widened side wall at the rear.

前記(2)に記載の水力発電装置は、最大弦長部分の前面の傾斜角度が6度より小なので、回転抵抗にならない。然し断面が翼型で回転により揚力を生じるので、高速回転をする。   In the hydroelectric power generation device described in (2) above, since the inclination angle of the front surface of the maximum chord length portion is smaller than 6 degrees, rotation resistance does not occur. However, since the cross section is an airfoil and lift is generated by rotation, it rotates at high speed.

前記(3)に記載の水力発電装置は、ダクト内に水車が配設されているので、ダクトを水路底に沈設するだけで容易に設置することができる。 The hydroelectric generator described in ( 3 ) above can be easily installed simply by sinking the duct to the bottom of the water channel because the water turbine is disposed in the duct.

前記(4)に記載の水力発電装置は、基盤がダクト側壁よりも前方へ延出しているので、用水路などの底に設置すると、水圧が前部の基盤にかかり、浮き上がりが生じず、簡単な係留で装置全体を固定することができる。 In the hydroelectric generator described in ( 4 ) above, since the base extends forward from the side wall of the duct, if it is installed at the bottom of a water channel or the like, the water pressure is applied to the front base, so that it does not rise, The entire device can be fixed by mooring.

前記(5)に記載の水力発電装置は、ダクトの側壁の後部が前部よりも低く設定されているので、水流は背丈の低い後部へと流れ、流塵も側壁の後部に寄って流したする。 In the hydroelectric generator described in ( 5 ) above, the rear part of the side wall of the duct is set lower than the front part, so that the water flow flows to the rear part having a low height, and the dust flows to the rear part of the side wall. To do.

前記(6)に記載の水力発電装置は、ダクト内において、水車の筐体の前後に配設した前後のロータを、それぞれ反対方向に回転させるようにしたので、発電機に対して強いトルクを得ることができ、併せて、発電機に回転力を伝える伝動軸に対する安定した負荷で回転させる。 In the hydroelectric generator described in ( 6 ), the front and rear rotors arranged in front of and behind the casing of the water turbine are rotated in opposite directions in the duct, so that a strong torque is applied to the generator. At the same time, it is rotated with a stable load on the transmission shaft that transmits the rotational force to the generator.

本発明の水力発電装置の実施例1の一部縦断側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 図1における、II-II線横断平面図である。FIG. 2 is a cross-sectional plan view taken along line II-II in FIG. 1. 図1の正面図である。It is a front view of FIG. ブレードの最大弦長部の断面図である。It is sectional drawing of the largest chord length part of a braid | blade. 水力発電装置の設置状態を示す一部横断平面図である。It is a partial cross-sectional top view which shows the installation state of a hydroelectric generator. 水力発電装置の実施例2の一部横断平面図である。It is a partial cross section top view of Example 2 of a hydroelectric generator. 水力発電装置の実施例3の一部横断平面図である。It is a partial cross section top view of Example 3 of a hydroelectric generator.

以下本発明を、図面を参照して説明する。   The present invention will be described below with reference to the drawings.

図1、図2において、水力発電装置(以下単に発電装置という)1は、基盤2と上板3との間に、左右の側板4、5を、その後部(図における左方)を外側方向へ向けて拡げ、平面視で後広がりのテーパ状として、流入口6よりも排出口7の面積を大としたダクト8の内部に、前部の幅の狭い平面視台形の発電水路8Aを形成して構成されている。  1 and 2, a hydraulic power generation apparatus (hereinafter simply referred to as a power generation apparatus) 1 includes left and right side plates 4 and 5 between a base 2 and an upper plate 3, and a rear portion (left side in the figure) in an outward direction. A trapezoidal power generation channel 8 </ b> A having a narrow front portion in a plan view is formed inside the duct 8 having a larger area of the discharge port 7 than the inflow port 6. Configured.

基盤2の上面における前縁部分には、横に長い凸条2Aを形成してある。この凸条2Aは、用水路の水底に基盤2を置いたとき、水流が乗上げることにより、基盤2の前部を下方へ押しつけるように作用する。   On the front edge portion of the upper surface of the base 2, a laterally long ridge 2 </ b> A is formed. When the base 2 is placed on the bottom of the irrigation channel, the ridges 2A act so as to press the front part of the base 2 downward as the water flow rides up.

ダクト8における台形の発電水路8Aには、前部にロータ9を備える水平の筐体11Aを有する水車11を、垂直の支持筒12をもって上板3に吊設してある。
筐体11Aの内部には、ロータ9のロータ軸9Aが横架され、支持筒12の内部には、垂直の伝動軸12Aが、軸受12Bをもって支持されている。
In the trapezoidal power generation channel 8 </ b> A in the duct 8, a water turbine 11 having a horizontal casing 11 </ b> A having a rotor 9 at the front is suspended from the upper plate 3 with a vertical support cylinder 12.
A rotor shaft 9A of the rotor 9 is horizontally mounted inside the casing 11A, and a vertical transmission shaft 12A is supported inside the support cylinder 12 by a bearing 12B.

ロータ軸9Aの基端部と伝動軸12Aの下端とは、傘歯車からなる伝動手段13、14をもって連係され、ロータ9の回転力は、伝動軸12Aに伝えられるようになっている。上板3の4隅には、用水路の岸などに係留するための吊具3A、3Aが固定されている。   The base end portion of the rotor shaft 9A and the lower end of the transmission shaft 12A are linked by transmission means 13 and 14 comprising bevel gears, and the rotational force of the rotor 9 is transmitted to the transmission shaft 12A. At the four corners of the upper plate 3, suspension tools 3A and 3A for mooring on the shore of the irrigation channel are fixed.

伝動軸12Aの上端部は、上板3の上方に突出し、上板3の上に設けた発電機15の主軸15Aとの間に、歯車からなる増速手段16A、16Bが設けられている。発電機15と増速手段16A、16Bは、開閉可能で水密性のある被蓋17で覆われている。   The upper end portion of the transmission shaft 12A protrudes above the upper plate 3, and speed increasing means 16A and 16B made of gears are provided between the main shaft 15A of the generator 15 provided on the upper plate 3. The generator 15 and the speed increasing means 16A, 16B are covered with a lid 17 that can be opened and closed and is watertight.

前記支持筒12は、図2に平面を示すように、前部は小テーパの円形断面で、後部へかけて細くして、全体として水滴形にしてある。
これによって、支持筒12の前部から当る水流は、コアンダ効果により、後方へ円滑に通過して、乱流が生じることはない。
As shown in a plan view in FIG. 2, the support cylinder 12 has a circular section with a small taper at the front and is thinned toward the rear to form a water droplet as a whole.
As a result, the water flow that hits from the front of the support cylinder 12 smoothly passes rearward due to the Coanda effect, and turbulence does not occur.

ロータ9は、ハブ9Aの周囲に複数のブレード10を固定して形成されている。ブレード10は、正面視において、翼根から翼端へかけて次第に幅を広くし、最大弦長部10Bから先端を、前方向へ傾斜する傾斜部10Aとしてある。   The rotor 9 is formed by fixing a plurality of blades 10 around the hub 9A. The blade 10 gradually increases in width from the blade root to the blade tip in a front view, and has a tip 10A as an inclined portion 10A inclined forward from the maximum chord length portion 10B.

最大弦長部10Bにおける断面は、図4に示すように、前縁10Dが厚く、後縁10Eへかけて次第に薄くされ、水流を受ける前面10Cは、前縁10Dから後縁10Eへかけて、背面10F方向へ0度から6度の範囲で傾斜されている。   As shown in FIG. 4, the cross section of the maximum chord length portion 10B is such that the front edge 10D is thicker and gradually thinner toward the rear edge 10E, and the front surface 10C receiving the water flow is from the front edge 10D to the rear edge 10E. It is inclined in the range of 0 degrees to 6 degrees in the back 10F direction.

ブレード10の最大厚みは弦長の13%〜20%の範囲としてあり、揚力型であるので、傾斜度が0度ないしこれに近くても、回転速度は次第に高まる。従って傾斜部10Aがな物であっても回転効率は高い。 The maximum thickness of the blade 10 is in the range of 13% to 20% of the chord length and is a lift type, so that the rotational speed gradually increases even when the inclination is 0 degree or close to this. Thus rotation efficiency even those not Gana inclined portion 10A is high.

傾斜部10Aの作用は、ロータ9の回転時に、遠心方向へ移動する水流を抑止させて、強い水流の力を受ける。
同時に、その水流は、傾斜部10Aの前面を、翼端における回転する逆方向の斜め遠心方向へ抜けるので、反作用として回転力を高める。
回転と共に傾斜部10Aの外方へ抜ける水流は、側壁4、5の傾斜した内壁面に沿って、円滑に排出口7へ流動する。
The action of the inclined portion 10A receives a strong water flow force by suppressing the water flow moving in the centrifugal direction when the rotor 9 rotates.
At the same time, the water flow passes through the front surface of the inclined portion 10A in the direction of oblique centrifugal rotation in the reverse direction at the blade tip, so that the rotational force is increased as a reaction.
The water flow that goes out of the inclined portion 10 </ b> A along with the rotation smoothly flows to the discharge port 7 along the inclined inner wall surfaces of the side walls 4 and 5.

ロータ9の位置は、ブレード10の傾斜部10Aが、ダクト8の流入口6から、やや内側に入った所に位置するように定められている。従って、ダクト8に入る水流は、このブレード10に当って、これを回転させて排出口7へ高速で通過する。   The position of the rotor 9 is determined so that the inclined portion 10 </ b> A of the blade 10 is located at a position slightly inside from the inlet 6 of the duct 8. Accordingly, the water flow entering the duct 8 hits the blade 10 and rotates it to pass to the discharge port 7 at high speed.

すなわち、ダクト8は、小さな流入口6に対して、排出口7が大きなトンネル状となっており、流入口6から水流が入るとき、ダクト8の中では、後部で水が拡散されて負圧となるので、流水は速度を高めて通過し、ロータ9を高速回転させることになる。   In other words, the duct 8 has a tunnel shape in which the discharge port 7 is larger than the small inlet 6, and when water flows from the inlet 6, water is diffused in the rear portion of the duct 8, resulting in negative pressure. Therefore, the flowing water passes at a high speed, and the rotor 9 is rotated at a high speed.

図2において、前方向から側板4、5に直進して当る水流は、側板4、5で抵抗を受けるので、流れが強ければ、逆流してダクト8の流入口6から発電水路8Aに入り、流入口6の部分の水圧を高めて通過することとなり、側板4、5が集水板の作用をすることが確認されている。   In FIG. 2, the water flow that goes straight from the front direction to the side plates 4 and 5 receives resistance at the side plates 4 and 5, so if the flow is strong, the water flows backward and enters the power generation channel 8 </ b> A from the inlet 6 of the duct 8. It is confirmed that the water pressure in the portion of the inflow port 6 is increased and the side plates 4 and 5 act as a water collecting plate.

一般的に、集水のために、漏斗状やラッパ状のガイドを設けることが行われているが、ロータ9の前に、そのような漏斗状やラッパ状のガイドを設けると、もし流入口に入った水流の半分しか、流出口7から通過させることが出来なければ、残りの半分は、漏斗状やラッパ状ガイドの中に留まることになり、その留まった水流は、実質的に流入口6を塞いでいることと同じことになる。   In general, a funnel-shaped or trumpet-shaped guide is provided for collecting water, but if such a funnel-shaped or trumpet-shaped guide is provided in front of the rotor 9, If only half of the incoming water flow can be passed through the outlet 7, the other half will remain in the funnel-shaped or trumpet-shaped guide, and the remaining water flow will be substantially the inlet This is the same as blocking 6.

図2において、ダクト8の流入口6には、側面が側板4、5の延長線上になるように、ネット状或いは格子状で、先端の尖った防塵具18を装着してある。
図5に示すように、側板4、5の後端部が、用水路19の側壁19A.19Bとの間に間隙20、20を開けて配置されていると、防塵具18に当って滑る塵は、この間隙20から流下する。
In FIG. 2, the dust inlet 18 having a pointed tip is attached to the inlet 6 of the duct 8 in a net shape or a lattice shape so that the side surface is on the extended line of the side plates 4 and 5.
As shown in FIG. 5, the rear ends of the side plates 4 and 5 are connected to the side walls 19 </ b> A. When the gaps 20 and 20 are disposed with respect to 19B, the dust that slides on the dustproof tool 18 flows down from the gap 20.

図5において、用水路19を流れる水は、間隙20から流下する水量よりも多いので、側板4、5によって堰止められた水は、水圧を高め、逆流して流入口6へ流入する。
そのため、流入口6付近の水圧は、排出口7付近の水圧よりも高くなり、ダクト8内の発電水路8Aを高速で通過するので、ロータ9の回転速度は高められる。
In FIG. 5, the amount of water flowing through the irrigation channel 19 is greater than the amount of water flowing down from the gap 20, so the water blocked by the side plates 4, 5 increases the water pressure and flows backward to flow into the inlet 6.
Therefore, the water pressure in the vicinity of the inlet 6 becomes higher than the water pressure in the vicinity of the outlet 7 and passes through the power generation channel 8A in the duct 8 at a high speed, so that the rotational speed of the rotor 9 is increased.

ブレード10は、図4に示すように、全体として翼端部に捻れがないため、回転時にキャビテーションを起すことはなく、流入口6から染料を流しても、直線帯状となって乱れを生じることはない。翼端部が水を切っても乱流が生じないので、翼端部に水泡が生じることはない。このことは、目視によって確認することができた。   As shown in FIG. 4, since the blade 10 as a whole has no twist, the blade 10 does not cause cavitation at the time of rotation. There is no. Since no turbulent flow is generated even when the blade tip is drained, no water bubbles are generated at the blade tip. This could be confirmed visually.

本発明の発電装置1の水流出力試験を、T国立大学で行った。
プロペラ翼 5枚 回転直径600mm
ダクト最大部 直径1000mm
発電機の出力 24V 330w(流速1.2m/s)
風路付造波回流水槽-幅1800mm、水面深さ1050mm
その流速毎の発電出力は、別表1の通りであった。
The water flow output test of the power generator 1 of the present invention was conducted at T National University.
5 propeller wings, rotating diameter 600mm
Maximum diameter of duct 1000mm
Generator output 24V 330w (flow velocity 1.2m / s)
Wave-making water tank with wind channel-width 1800mm, water depth 1050mm
The power generation output for each flow rate is shown in Appendix 1.

Figure 0006026786
Figure 0006026786

表1で示すように、流速0.5m/sで発電しており、流速が2倍の1.0m/sでは、8〜9倍の出力となっている。流速1.2m/sでは、334〜338wの発電が認められた。
またダクトがない時でも、流速1.2m/sで111wの発電をしており、これは、ダクトをつけることにより発電性能が約3倍も高くなったことを示している。
As shown in Table 1, power is generated at a flow rate of 0.5 m / s, and when the flow rate is 1.0 m / s, which is twice as high, the output is 8-9 times. At a flow rate of 1.2 m / s, power generation of 334 to 338 w was observed.
Even when there was no duct, it generated 111 w at a flow rate of 1.2 m / s, which indicates that the power generation performance has increased about three times by attaching the duct.

スクリュ型の従来の水力発電機では、同じ大きさで、発電開始流速は1m/sであり、出力は流速4m/sで100wである。
すなわち、本発明の発電装置1では、流速が1.2m/sで100wも発電しうるのに対して、従来型では、4m/sの流速がなければ発電することが出来ず、両者は比較の対照にならない。
The conventional screw-type hydroelectric generator has the same size, a power generation start flow velocity of 1 m / s, and an output of 100 w at a flow velocity of 4 m / s.
That is, the power generation device 1 of the present invention can generate 100 w at a flow rate of 1.2 m / s, whereas the conventional type cannot generate power without a flow rate of 4 m / s. Not a control.

図6は、水力発電装置の実施例2の要部横断平面図である。前例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例2は、ダクト8の形状を、図2における台形の発電水路8A部分の流入口6を、そのまま前方向に平行移動させて、方形の発電水路8B部分を形成したものである。   FIG. 6 is a cross-sectional plan view of the main part of the second embodiment of the hydroelectric generator. The same members as those of the previous example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In Example 2, the shape of the duct 8 is such that the inlet 6 of the trapezoidal power generation channel 8A in FIG. 2 is translated in the forward direction as it is to form a square power generation channel 8B.

ロータ99、9は、1本のロータ軸9Bの前後に装着され、前部のロータ99は、方形の発電水路8Bの入水口66の直後に位置している。後部のロータ9は、台形の発電水路8Aの流入口6の直後に位置している。この場合、前後のロータ9におけるブレート10が、前後で重ならないように、その位相を変位させてある。   The rotors 99 and 9 are mounted in front of and behind one rotor shaft 9B, and the front rotor 99 is located immediately after the water inlet 66 of the rectangular power generation channel 8B. The rear rotor 9 is located immediately after the inlet 6 of the trapezoidal power generation channel 8A. In this case, the phases of the blades 10 in the front and rear rotors 9 are displaced so that they do not overlap in the front and rear.

発電水路8A、8Bを通過する流水によって、ロータ99、9は回転させられるが、キヤビテーシヨンが生じないので、乱流が生じることはなく,直進して流れるので、前後のロータ99、9の回転による水流の干渉は生じない。またロータが2基あるので、回転トルクは約2倍となる。
従って、ロータ9を小型として、小水路に設置することができる。
The rotors 99 and 9 are rotated by the flowing water passing through the power generation channels 8A and 8B. However, since no cavity is generated, turbulent flow does not occur and the straight flow flows. There is no water flow interference. Moreover, since there are two rotors, the rotational torque is approximately doubled.
Therefore, the rotor 9 can be reduced in size and installed in a small water channel.

図7は、水力発電装置の実施例3の一部縦断側面図である。前例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例3では、図6に示したダクト8を使用して、前後のロータ99、9の回転方向を逆にして、その双方の回転力を伝動軸12に伝えるものである。
FIG. 7 is a partially longitudinal side view of Example 3 of the hydroelectric generator. The same members as those of the previous example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the third embodiment, the duct 8 shown in FIG. 6 is used to reverse the rotational directions of the front and rear rotors 99 and 9 and transmit both rotational forces to the transmission shaft 12.

筐体11の中央部は、支持筒12をもって上板3に支持されている。筐体11の内部に、前後2本のロータ軸9B、9Cが直列に設けられ、その対向端部に、伝動軸12Aの伝動手段14と連係された、傘歯車からなる伝動手段13、13が、固定されている。   A central portion of the housing 11 is supported by the upper plate 3 with a support cylinder 12. In the housing 11, two front and rear rotor shafts 9B and 9C are provided in series, and at opposite ends thereof, transmission means 13 and 13 comprising bevel gears linked to the transmission means 14 of the transmission shaft 12A are provided. It has been fixed.

前部のロータ軸9Cの先端部と、後部のロータ軸9Bの後端部に、それぞれロータ99、9を装着してあるので、両ロータ99、9は逆回転をする。
この場合、前部のロータ99におけるブレード10は、図4における前縁10Dが右側となり、前面10Cの傾斜方向も逆向き形となる。
Since the rotors 99 and 9 are respectively attached to the front end portion of the front rotor shaft 9C and the rear end portion of the rear rotor shaft 9B, both the rotors 99 and 9 rotate in the reverse direction.
In this case, the blade 10 in the front rotor 99 has the front edge 10D in FIG. 4 on the right side, and the inclination direction of the front surface 10C is also opposite.

そのため、発電水路8B、8Aを通過する水流によって、前後のロータ99、9はそれぞれ逆方向に回転し、その回転力は、伝動軸12Aを介して発電機15を2倍のトルクで回転させる。   Therefore, the front and rear rotors 99 and 9 rotate in opposite directions by the water flow passing through the power generation channels 8B and 8A, respectively, and the rotational force causes the generator 15 to rotate with twice the torque via the transmission shaft 12A.

流入口よりも排出口を大としたダクト内に、水車を配置してあるので、ダクト内を通過する水流の速度が大となって、水車を回転させて発電することとなり、小水路において効率の高い発電装置とすることができる。   Since the turbine is placed in a duct with a larger outlet than the inlet, the speed of the water flow passing through the duct is increased, and the turbine is rotated to generate power. It can be set as a high power generator.

1.水力発電装置
2.基盤
2A.凸条
3.上板
3A.吊具
4.5.側板
6.流入口
7.排出口
8.ダクト
8A.台形発電水路
8B.方形発電水路
9.ロータ
9A.ハブ
9B.ロータ軸
10.ブレード
10A.傾斜部
10B.最大弦長部
10C.前面
10D.前縁
10E.後縁
10F.背面
11.水車
11A.筐体
12.支持筒
12A.伝動軸
13.14.伝動手段
15.発電機
15A.主軸
16A、16B.増速手段
17.被蓋
18.防塵具
19.用水路
19A.19B.側壁
1. Hydroelectric generator 2. Base 2A. 2. ridges Upper plate 3A. Hanging tool 4.5. Side plate 6. Inlet 7. Discharge port 8. Duct 8A. Trapezoidal power channel 8B. Rectangular power generation channel 9. Rotor 9A. Hub 9B. Rotor shaft
10. Blade
10A. Slope
10B. Maximum chord length
10C. Front
10D. Leading edge
10E. Trailing edge
10F. back
11.wheel
11A. Enclosure
12. Support tube
12A. Transmission shaft
13.14 Transmission means
15.Generator
15A. Spindle
16A, 16B. Speed increasing means
17.Cover
18. Dustproof
19. Irrigation channel
19A.19B. Sidewall

Claims (7)

基盤上に、平面視流入口よりも排出口が大きな台形状ダクトを形成し、その内部における発電水路の流入口の直後に水車の横軸ロータを臨ませて設け、外部に設けた発電機と横軸ロータのロータ軸間に伝動手段を連係し、横軸ロータのブレードは、翼根から翼端へ次第に弦長を広くした逆テーパ状とし、かつ最大弦長部から翼端へかけて正面方向へ傾斜する傾斜部とし、ブレードの傾斜部に当った流水が、斜め遠心方向へ抜け、発電水路の内側壁面に沿って排出するようになっていることを特徴とする水力発電装置。 On the base, a trapezoidal duct having a larger discharge port than the inflow port in plan view is formed, and the horizontal axis rotor of the turbine is faced immediately after the inflow port of the power generation channel inside the generator. Transmission means is linked between the rotor shafts of the horizontal axis rotor, and the blades of the horizontal axis rotor have a reverse taper shape in which the chord length gradually increases from the blade root to the blade tip, and the front surface extends from the maximum chord length to the blade tip. A hydroelectric generator characterized in that a sloping portion that inclines in a direction, and the flowing water that hits the sloping portion of the blade passes through in an oblique centrifugal direction and is discharged along the inner wall surface of the power generation channel. 前記ブレードは、最大弦長部における前面が、回転方向に対して前縁から後縁へかけての傾斜角が0度〜6度としてなることを特徴とする請求項1に記載の水力発電装置。   2. The hydroelectric power generator according to claim 1, wherein the blade has a front surface in a maximum chord length portion having an inclination angle from a front edge to a rear edge with respect to a rotation direction of 0 degrees to 6 degrees. . 前記水車は、横軸ロータと、そのロータ軸を支持する筐体とからなり、ダクトの上板に支持筒を介して水平に吊設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の水力発電装置。 The water wheel has a horizontal axis rotor, consists of a housing for supporting the rotor shaft, according to claim 1 or 2, characterized in that it is suspended horizontally through the support tube to the upper plate of the duct Hydroelectric generator. 前記ダクトの側壁より前の基盤が前方向へ延出し、その先端部に横条状に凸条を形成してあることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の水力発電装置。 The hydroelectric power generator according to any one of claims 1 to 3 , wherein a base in front of the side wall of the duct extends in a forward direction, and has a horizontal stripe formed at a tip portion thereof. 前記ダクトの側壁の後部は前部よりも低く設定されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の水力発電装置。 The hydroelectric generator according to any one of claims 1 to 4 , wherein a rear portion of the side wall of the duct is set lower than a front portion. 前記ダクトの発電水路は、平面視で台形の発電水路の前部に方形の発電水路を連設し、台形の発電水路と、方形の発電水路とにそれぞれロータを配設したことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の水力発電装置。 The power generation channel of the duct is characterized in that a square power generation channel is connected to the front of the trapezoidal power generation channel in a plan view, and a rotor is disposed in each of the trapezoidal power generation channel and the square power generation channel. The hydroelectric generator according to any one of claims 1 to 5 . 前記水車は、筐体の内部に2本のロータ軸を直列として設け、その前後に、それぞれのブレードが正反対方向へ回転するロータを配設したことを特徴とする請求項に記載の水力発電装置。 The hydroelectric power generator according to claim 6 , wherein the water turbine is provided with two rotor shafts in series inside a casing, and a rotor in which each blade rotates in the opposite direction before and after the rotor shaft. apparatus.
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