特許 7055351 発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-08

(45)【発行日】2022-04-18

(54)【発明の名称】発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 3/12 20060101AFI20220411BHJP

【ＦＩ】

F03B3/12

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018038558

(22)【出願日】2018-03-05

(65)【公開番号】P2019152163

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】518075532

【氏名又は名称】株式会社中央発電

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】特許業務法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉村 孝平

【審査官】吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５３－１３０３３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－０５４３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８１３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００２８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１７９６８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特許第６２４５４８６（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｂ ３／１２

Ｆ０３Ｂ ７／００

Ｆ０３Ｂ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

河川や用水路に係留して、水の流れでドラム形水車及びスクリュー形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、該船体の両側部に少なくとも一対設ける前記ドラム形水車と、該ドラム形水車の中心部に軸通して当該ドラム形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第１ギアと、該第１ギアと連結する第１シャフトを介してその回転が伝達される変速機と、該変速機と連結する第２シャフトを介してその回転が伝達されて発電する発電機と、前記船体の船尾側の船底近傍に設ける前記スクリュー形水車と、該スクリュー形水車と連結する第３シャフトを介してその回転が伝達される第２ギアと、該第２ギアと連結する第４シャフトを介してその回転が伝達されて発電する前記発電機と、を少なくとも備え、
前記ドラム形水車は、筒体と、該筒体に設けられる複数枚の羽根とを有し、
該羽根は、前記筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されており、
前記船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、前記スクリュー形水車の前方を開放していること
を特徴とする発電装置。

【請求項2】

前記スクリュー形水車は、中央の中央部に沿って４枚又は複数枚の羽根片を有し、該羽根片の外側の縁部が水流の受面側に折曲していること
を特徴とする請求項１に記載の発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドラム形の水車とスクリュー形の水車と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。

【背景技術】

【0002】

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）。

【0003】

図８及び図９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が軸通している。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。

【0004】

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。

【0005】

発電機７で発電した電力は、図１０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９及び図１０中の符号ＷＬ（water-line）は喫水線を示す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実用新案登録第３１７３６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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。

【0008】

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、水車の構造等を改良することによって、さらに効率的な発電をおこなって発電量を増大することに解決しなければならない課題を有している。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、水の流れでドラム形水車及びスクリュー形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、該船体の両側部に少なくとも一対設ける前記ドラム形水車と、該ドラム形水車の中心部に軸通して当該ドラム形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第１ギアと、該第１ギアと連結する第１シャフトを介してその回転が伝達される変速機と、該変速機と連結する第２シャフトを介してその回転が伝達されて発電する発電機と、前記船体の船尾側の船底近傍に設ける前記スクリュー形水車と、該スクリュー形水車と連結する第３シャフトを介してその回転が伝達される第２ギアと、該第２ギアと連結する第４シャフトを介してその回転が伝達されて発電する前記発電機と、を少なくとも備え、前記ドラム形水車は、筒体と、該筒体に設けられる複数枚の羽根とを有し、該羽根は、前記筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されており、前記船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、前記スクリュー形水車の前方を開放していることである。

【0010】

また、前記スクリュー形水車は、中央の中央部に沿って４枚又は複数枚の羽根片を有し、該羽根片の外側の縁部が水流の受面側に折曲していること、；
を含むものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る発電装置によれば、船体の両側部に設ける一対のドラム形水車と、船体の船尾側の船底近傍に設けるスクリュー形水車との２種類の水車を用いて発電機で発電するので、発電量が増加していっそう効率的な発電が可能となる。
また、ドラム形水車の羽根は、筒体と離隔した位置の縁部に沿って水流の受面側に折曲した状態の折曲部が形成されているので、水流が折曲部に当たって押圧力が増大し、その結果、ドラム形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。

【0012】

また、スクリュー形水車は、中央の中央部に沿って４枚又は複数枚の羽根片を有し、羽根片の外側の縁部が水流の受面側に折曲していることによって、この折曲している折曲部分に水流が当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。

【0013】

そして、船体の船底は、中央部から船尾側に渡って所要の傾斜角度を持って形成されて、スクリュー形水車の前方を開放していることによって、この開放している部分の水流がスクリュー形水車の前面に当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車のトルクや回転力が増幅するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る発電装置１１を略示的に示す平面図である。

【図2】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3】本発明に係る発電装置１１を、一方のドラム形水車１２と一方の側部１９とを省略して略示的に示す側面図である。

【図4】ドラム形水車１２の正面図である。

【図5】図４のＡ－Ａ線断面図である。

【図6】スクリュー形水車２１の正面図である。

【図7】スクリュー形水車２１の側面図である。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

まず、図１から図３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の両側部に一対設けるドラム形水車１２と、ドラム形水車１２の中心部に軸通して当該ドラム形水車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第１ギア５ａと、第１ギア５ａと連結する第１シャフト６ａを介してその回転が伝達される変速機１３と、変速機１３と連結する第２シャフト６ｂを介してその回転が伝達されて発電する発電機７と、船体２の船尾２ａ側の船底２ｂ近傍に設けるスクリュー形水車２１と、スクリュー形水車２１と連結する第３シャフト６ｃを介してその回転が伝達される第２ギア５ｂとから構成されている。そして、この第２ギア５ｂと連結する第４シャフト６ｄを介してその回転が発電機７に伝達されて発電する仕組みである。

【0017】

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。

【0018】

ドラム形水車１２は、図４及び図５に示すように、ドラム形状の筒体１４と、筒体１４に設けられる複数枚の羽根１５とからなる。

【0019】

羽根１５は、図５に示すように、略Ｌ字状に形成されており、筒体１４の外周部１４ａと一方の側部１４ｂとに沿って設けられる一方の羽根１５ａと、筒体１４の外周部１４ａと他方の側部１４ｃとに沿って設けられる他方の羽根１５ｂとで一対の羽根１５を構成し、一方の羽根１５ａと他方の側部１４ｃとの間には、隙間１６が設けられている。
そして、この一対の羽根１５が、所定の間隔を開けて複数対（図４においては８対）設けられている。
なお、図４及び図５中の符号２５は、筒体１４に設けられた軸孔を示す。

【0020】

また、羽根１５（一方の羽根１５ａ、他方の羽根１５ｂ）は、筒体１４と離隔した位置の縁部に沿って水流（矢印Ｂ参照）の受面側に折曲した状態の折曲部１７が形成されている（図５参照）。
この折曲部１７の存在によって、水流が折曲部１７に当たって押圧力が増大し、その結果、ドラム形水車１２のトルクや回転力が増幅する。

【0021】

車軸４は、ドラム形水車１２の中心部に軸通して、当該ドラム形水車１２の回転と共に回転し、ドラム形水車１２の回転を第１ギア５ａに伝達する。

【0022】

第１ギア５ａは、車軸４と連結してその回転を向きを変えて第１シャフト６ａへと伝達する役目を果たす。

【0023】

第１シャフト６ａは、端部が変速機１３と連結してその回転が伝達される。

【0024】

変速機１３は、第１シャフト６ａの端部が接続して、その回転速度の比率を変える役目を果たすと共に、当該変速機１３からの回転を第２シャフト６ｂを介して発電機７へ伝達する。

【0025】

発電機７は、第２シャフト６ｂの端部が接続して、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。

【0026】

スクリュー形水車２１は、図６に示すように、中央の中央部２２に沿って４枚（又は複数枚）の羽根片２３を有する。
羽根片２３は、外側の縁部２４が水流（矢印Ｂ参照）の受面側に折曲している。この折曲した縁部２４に水流が当たって押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車２１のトルクや回転力が増幅する。

【0027】

また、スクリュー形水車２１は、長尺の第３シャフト６ｃと連結しており、第３シャフト６ｃは、端部が第２ギア５ｂと連結してその回転が伝達される。

【0028】

第２ギア５ｂは、第４シャフト６ｄと連結しており、その回転の向を変えて変速機１８を介して、発電機７に伝達する役目を果たし、その回転が発電機７に伝達されて発電する仕組みである。

【0029】

船体２の船底２ｂは、図３に示すように、中央部２ｃから船尾２ａ側に渡って所要の傾斜角度を持った傾斜部２０が形成されている。このように、船底２ｂに傾斜部２０が形成されることにより、スクリュー形水車２１の前方が開放される。
したがって、開放されている部分を流れる水流、換言すれば、傾斜部２０に沿って流れる水流がスクリュー形水車２１の前面に当たるので、押圧力が増大し、その結果、スクリュー形水車２１のトルクや回転力が増幅する。

【0030】

また、図３に示すように、傾斜部２０の両側には、壁状の側部１９を有する。この側部１９の存在によって、傾斜部２０を流れる水流が船底２ｂの両側方向に流れることなく、スクリュー形水車２１の前面に集中することとなり、その結果、スクリュー形水車２１の押圧力がさらに増大する。

【0031】

以上のように構成される発電装置１１は、船体２の両側部に設ける一対のドラム形水車１２と、船体２の船尾２ａ側の船底２ｂ近傍に設けるスクリュー形水車２１との２種類の水車を同時に用いて発電機で発電するので、発電量が増加していっそう効率的な発電が可能となる。
なお、図１から図３中の矢印Ｂは水流方向を示している。
また、ドラム形水車１２とスクリュー形水車２１とのどちらか一方の水車を選択的に用いて発電機で発電することも可能である。

【0032】

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１０参照）。

【符号の説明】

【0033】

ＷＬ（water-line） 喫水線
１ ドラム式水車筏発電装置
２ 船体
２ａ 船尾
２ｂ 船底
２ｃ 中央部
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）
５ａ 第１ギア
５ｂ 第２ギア
６ シャフト
６ａ 第１シャフト
６ｂ 第２シャフト
６ｃ 第３シャフト
６ｄ 第４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 ドラム形水車
１３ 変速機
１４ 筒体
１４ａ外周部
１４ｂ、１４ｃ側部
１５ 羽根
１５ａ一方の羽根
１５ｂ他方の羽根
１６ 隙間
１７ 折曲部
１８ 変速機
１９ 側部
２０ 傾斜部
２１ スクリュー形水車
２２ 中央部
２３ 羽根片
２４ 縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】