(57)【要約】【課題】大型の羽根のテコの原理を利用して大きな下向きへの推力を発生することにより、発電機能が向上した強化混流式タービンの提供。【解決手段】水を充満する循環貯水管路と、該循環貯水管路に貯める水に侵入する羽根を有し、水の流れによって力学的エネルギーを生じる羽根車と、前記循環貯水管路内において、前記循環貯水管路の水に侵入した羽根車の羽根と径方向に対向して配置される水入口、及び前記循環貯水管路の水に侵入した羽根車の羽根の前方に配置される水出口を有し、水を吸引し加圧した後に前記羽根へ衝撃することにより、羽根車を回転させる加圧ポンプとを備えている。【選択図】図１
2010077967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を充満する循環貯水管路と、
前記循環貯水管路に貯める水に侵入する羽根を有し、水の流れによって力学的エネルギーを生じる羽根車と、
前記循環貯水管路内において、前記循環貯水管路の水に侵入した前記羽根車の羽根と径方向に対向して配置される水入口、及び前記循環貯水管路の水に侵入した前記羽根車の羽根の前方に配置される水出口を有し、水を吸引し加圧した後に前記羽根へ衝撃することにより、前記羽根車を回転させる加圧ポンプと
を有することを特徴とする強化混流式タービン。
【請求項２】
循環貯水管路が、長円形を呈している請求項１に記載の強化混流式タービン。
【請求項３】
循環貯水管路における上側の長手縁部が、羽根を通過するための長い溝状の開口を有している請求項２に記載の強化混流式タービン。
【請求項４】
羽根が、プレート形状を呈している請求項１から３のいずれかに記載の強化混流式タービン。
【請求項５】
羽根が、ボウル形状を呈している請求項１から３のいずれかに記載の強化混流式タービン。
【請求項６】
上側の長手縁部が、羽根車を密封するカバーを構成している請求項３に記載の強化混流式タービン。
【請求項７】
強化混流式タービンの回転軸に、羽根車と平行するように釣り合いリングが取り付けられている請求項１から６のいずれかに記載の強化混流式タービン。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の強化混流式タービンを少なくとも１基と、
前記強化混流式タービンの回転軸に接続されるシャフトを有する発電機と、
を少なくとも有することを特徴とする発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電に用いられるタービンに関し、特に強化混流式タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、石油の価格が高騰し、高価なエネルギー価格時代を迎えるために、世界中の科学者は、一所懸命により望ましい代替エネルギーを探している。エネルギーの利用効率を向上させることができるタービンとしては、本発明者より開発された気液混合動力式の発電システムが知られている（特許文献１参照）。
しかし、前記特許文献１に記載の気液混合動力式の発電システムでは、発電機に多数の小型の羽根が軸支される構成を採るが、経済効果を一層高めるために、その発電規模及び効率には、更なる改良が要求されているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中華民国特許出願公告第３９５０８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、大型の羽根車における大型の羽根のテコの原理を利用して大きなトルクを発生させることにより、発電機能が向上した強化混流式タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  水を充満する循環貯水管路と、
前記循環貯水管路に貯める水に侵入する羽根を有し、水の流れによって力学的エネルギーを生じる羽根車と、
前記循環貯水管路内において、前記循環貯水管路の水に侵入した前記羽根車の羽根と径方向に対向して配置される水入口、及び前記循環貯水管路の水に侵入した前記羽根車の羽根の前方に配置される水出口を有し、水を吸引し加圧した後に前記羽根へ衝撃することにより、前記羽根車を回転させる加圧ポンプと
を有することを特徴とする強化混流式タービンである。
該＜１＞に記載の強化混流式タービンにおいては、循環貯水管路と、羽根車と、加圧ポンプとを有することにより、大型の羽根のテコの原理及び加圧ポンプの加圧作用を組み合わせることによって、水を循環貯水管路内に持続的に流動させながら発電を行うことができ、発電機能の向上が図れる。
＜２＞  循環貯水管路が、長円形を呈している前記＜１＞に記載の強化混流式タービンである。
＜３＞  循環貯水管路における上側の長手縁部が、羽根を通過するための長い溝状の開口を有している前記＜２＞に記載の強化混流式タービンである。
＜４＞  羽根が、プレート形状を呈している前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の強化混流式タービンである。
＜５＞  羽根が、ボウル形状を呈している前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の強化混流式タービンである。
＜６＞  上側の長手縁部が、羽根車を密封するカバーを構成している前記＜３＞に記載の強化混流式タービンである。
＜７＞  強化混流式タービンの回転軸に、羽根車と平行するように釣り合いリングが取り付けられている前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の強化混流式タービンである。
＜８＞  前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の強化混流式タービンを少なくとも１基と、
前記強化混流式タービンの回転軸に接続されるシャフトを有する発電機と、
を有することを特徴とする発電設備である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来の前記諸問題を解決することができ、大型の羽根のテコの原理及び加圧ポンプの加圧作用を組み合わせることによって、水を循環貯水管路内に持続的に流動させながら発電を行うことができ、発電機能の向上が図れる強化混流式タービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る強化混流式タービンの模式図である。
【図２】図２は、図１に示すタービン２基を並列接続して構成される発電設備の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る強化混流式タービン１００を示す。この強化混流式タービン１００は、水を充満する循環貯水管路１０と、多数の羽根２２を有する羽根車２０と、加圧ポンプ４０とを備えている。
【０００９】
図１に示すように、前記循環貯水管路１０は略長円形、即ち、トラック形状を呈し、上側の長手縁部１２に長い溝状の開口１４が形成されているので、水を循環貯水管路１０全体に充満することを確保すると共に、羽根車２０の羽根２２の通過を許容する。また、循環貯水管路１０を通過する羽根２２が、循環貯水管路１０に貯まった水に侵入しているので、羽根２２が水の流れに押されて下流側に回ることによって、力学的なエネルギーが発生する。
この図１に示す循環貯水管路１０は略長円形を呈するが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、円形を呈してもよい。また、上側の長手縁部１２も同様に、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水がタービンの外部へ漏れないように、上側の長手縁部１２は、羽根車２０を密封するカバーを構成してもよい。
【００１０】
図１に示す羽根車２０は１２本の羽根２２を有するが、羽根２２の数は必要に応じて適宜変化させることが可能である。また、羽根２２はプレート形状を呈することが好ましいが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、羽根２２はアーク状、即ち、ボウル形状に形成することにより、羽根２２の水流を受ける面積を拡大させてもよい。
【００１１】
加圧ポンプ４０は、循環貯水管路１０内において、循環貯水管路１０の水に侵入した羽根車２０の羽根２２と径方向に対向して配置される水入口４２と、循環貯水管路１０の水に侵入した羽根車２０の羽根２２の前方に配置される水出口４４を有し、水を吸引し加圧した後に羽根２２へ衝撃することにより、羽根車２０を回転させる。また、加圧ポンプ４０から送出された水流は、循環貯水管路１０内を流れる水を吸引して羽根２２に当たって羽根車２０を回転させる。羽根車２０の大型の羽根２２の回転によってテコの原理を利用して大きなトルクが得られる。そして、羽根２２を通過した後、水流のエネルギーは減少するが、この水が循環貯水管路１０の下側の長手縁部を流れる際に、一部が加圧ポンプ４０の水入口４２に流入して、加圧ポンプ４０による加圧した後の水が水出口４４から送出されることにより、羽根２２への水の流れを加速する。このことから、加圧ポンプ４０によって、循環貯水管路１０内の水流を加圧し、羽根２２へ衝撃することにより、羽根車２０を回転させることができる。
【００１２】
従って、加圧ポンプ４０と循環貯水管路１０との組み合わせにより、循環貯水管路１０内の水が図１の矢印方向に示すように持続的に流動することにより、発電を行うことができる。
【００１３】
図２は、並列に接続している２基のタービン１００’、１００”から構成される発電設備２００を示す。この発電設備２００は、タービン１００’、１００”の回転軸６０と接続する発電機１２０を有することにより、タービンからの運動エネルギーを電気エネルギーに転換して発電に供する。
図２に示す発電機１２０は、ベルト６５の伝動を介してタービン１００’、１００”の回転軸６０と接続する構成を採るが、ベルトによる伝動のエネルギーロスを低減するために、発電機のシャフトを直接に回転軸６０と接続してもよい。また、タービンの回転を安定化させるために、回転軸６０には、羽根車と平行するように釣り合いリング（不図示）を取り付けてもよい。
【００１４】
図２に示すように、羽根２２が循環貯水管路１０内の水に侵入した後、上側の長手縁部１２に長い溝状の開口１４が形成されているので、羽根２２が循環貯水管路１０から容易に離れ、通過することができる。
【００１５】
本発明の強化混流式のタービンによれば、羽根２２の一部を循環貯水管路１０内の水に侵入させ、大型の羽根２２のテコの原理及び加圧ポンプ４０の加圧作用を組み合わせることによって、水を循環貯水管路１０内に持続的に流動させながら発電を行うことができる。
【００１６】
上記の説明では、２基のタービンを接続してなる構成の例を説明しているが、２基以上のタービンを接続した構成で発電を行うこともできる。例えば、３基のタービンを接続した構成により発電を行う場合、中間にあるタービンの羽根については、その重量を増加させてモーメントアームの長さを長くすることにより、より大きなトルクを発生させることができる。
【００１７】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をその実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係る強化混流式タービンは、大型の羽根のテコの原理及び加圧ポンプの加圧作用を組み合わせることによって、水を循環貯水管路内に持続的に流動させながら発電を行うことができるので、水力発電に利用することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１０      循環貯水管路
１２      上側の長手縁部
１４      長い溝状の開口
２０      羽根車
２２      羽根
４０      加圧ポンプ
４２      水入口
４４      水出口
１００      強化混流式タービン
【図１】
2010077967.tif 000003
【図２】
2010077967.tif 000004