(57)【要約】      （修正有）【課題】ダクトの前部の幅を大とし、側壁で水流を幅寄せして、水流をダクトの後部において加速させて送るようにした、加速ダクトを提供する。【解決手段】ダクト１後部における筒状部２の底板３前部を、前方へ次第に広幅となる平坦状として延伸し、その側部に側壁４、５を立設し、かつその上部は解放として、前方の水を幅寄せするとともに、嵩上げして筒状部２へ通過させるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後部における筒状部の底板前部を、前方へ次第に広幅となる平坦状として延伸し、その側端部に側壁を立設し、かつその上部を解放としてなることを特徴とする加速ダクト。
【請求項２】
前記、底板の前端部分の幅は、筒状部の幅より大としてあることを特徴とする請求項１に記載の加速ダクト。
【請求項３】
前記、底板の側端部の一側は、筒状部と平行であり、同じく他側は、先端にかけて外方向へ突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の加速ダクト。
【請求項４】
前記、底板の側端部は、左右対称に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の加速ダクト。  
【請求項５】
前記、側壁の先端部が、筒状部の外面よりも外側へ突出しているものにおいては、その内側面の中間部を内方へ膨出状に湾曲させ、かつ先端部の高さが筒状部の高さよりも高く設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加速ダクト。
【請求項６】
前記、側壁の先端部上部が、筒状部の高さよりも高いものにおいては、側壁の先端部分から、筒状部先端の中央部へかけて庇状の被蓋部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加速ダクト。
【請求項７】
前記、底板の先端部には、前下方向へ傾斜する弾力性のある導水板が配設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の加速ダクト。    
【請求項８】
前記、筒状部の後端部の周面には、他の管体と結合させるための外向フランジが形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の加速ダクト。
【請求項９】
前記、筒状部とこれに連続する底板部分を、連結可能に左右に分割状としてあることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の加速ダクト。
【請求項１０】
前記、側板が弾力性のある材質で形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の加速ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電機におけるロータの前部に配設され、水路の水流を、加速させて、ロータブレードに当てることができるようにした加速ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
水車ロータの前部にダクトを配設することは、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１２１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明は、長いダクトの内部に、水車ロータを配設するものであり、ダクトの前端をラッパ管状に大径としてあるが、前端が大径であっても、通過する水量が大量になる事はなく、また加速されることはない。
本発明は、ダクトの前部の幅を大とし、側壁で水流を幅寄せして、水流をダクトの後部において加速させて送るようにした、加速ダクトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために、次のような技術的手段を講じたものである。     
【０００６】
（１）後部における筒状部の底板前部を延伸し、前方へ次第に広幅となる平坦状とし、その側部に側壁を立設し、かつその上部を解放としてなる加速ダクト。
【０００７】
（２）前記、底板の前端部分の幅は、筒状部の幅より大としてある前記（1）に記載の加速ダクト。
【０００８】
（３）前記、底板の側端部の一側は筒状部と平行であり、同じく他側は、先端にかけて外側方向へ突出している前記（1）または（2）に記載の加速ダクト。
【０００９】
（４）前記、底板の側端部は、左右対称に形成されている前記（1）または（2）に記載の加速ダクト。  
【００１０】
（５）前記、側壁の先端部が、筒状部の外面よりも外側へ突出しているものにおいては、その内側面の中間部を内方へ膨出状に湾曲させ、かつ、先端部の高さが、筒状部の高さよりも高く設定されている前記（1）〜（4）のいずれかに記載の加速ダクト。
【００１１】
（６）前記、側壁の先端部上部が、筒状部の高さよりも高いものにおいては、側壁の先端部分から、筒状部先端の中央部へかけて庇状に被蓋部が形成されている前記（1）〜（5）のいずれかに記載の加速ダクト。
【００１２】
（７）前記、底板の先端部には、前下方へ傾斜する弾力性のある導水板が配設されている前記（1）〜（6）のいずれかに記載の加速ダクト。 
【００１３】
（８）前記、筒状部の後端部の周面には、他の管体と連結するための外向フランジが形成されている前記（1）〜（7）のいずれかに記載の加速ダクト。 
【００１４】
（９）前記、筒状部とこれに連続する底板部分を、連結可能に左右に分割状としてある前記（1）〜（8）のいずれかに記載の加速ダクト。 
【００１５】
（10）前記、側板が弾力性のある材質で形成される前記（1）〜（9）のいずれかに記載の加速ダクト。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００１７】
前記（1）に記載の発明においては、筒状部の底板前部が、前方へ次第に幅広く平坦状としてあり、その側端部に側壁を立設してあるため、これを水路に配設すると、幅の広い底板の前部から入る水流は、側壁によって次第に幅寄せされて筒状部に到達する。
仮に水深が筒状部の高さの半分の浅い場合においても、底板の前部の幅が、例えば筒状部の幅の２倍あれば、筒状部に入る水流は満杯の状態となり、かつ加圧されるので、水路の流速よりも加速される。
筒状部が長い場合には、筒状部の内周面との摩擦抵抗が大となるが、筒状部の長さが短いので、短時間で通過し、ダクトの後部に配設されるロータブレードに均等な水圧を与えることができる。
【００１８】
前記（2）に記載の発明においては、底板の前端部分の幅は、筒状部の幅より大きく、例えば１．５倍より大とされているので、水路における流量の、例えば１．５倍量の水流を筒状部に導くことができる。  
【００１９】
前記（3）に記載の発明においては、底板の一側端は、筒状部と平行であり、同じく他側は、先端にかけて外側方向へ突出しているので、筒状部と平行な側部を、例えば水路の側壁に近接させて配設すると、他側の前端から水流を幅寄せして、筒状部に水流を集めることができる。
【００２０】
前記（4）に記載の発明においては、底板の側端部は、左右対称に形成されているので、左右の側壁に沿ってダクト後部の中央部へ水を集合させることができる。
【００２１】
前記（5）に記載の発明においては、側壁の先端部が、筒状部の外面よりも外側へ突出しているものについては、その内側面の中間部を内方へ膨出状に湾曲させ、かつ先端部の高さが筒状部の高さよりも高く設定されているので、側壁の内側面に沿う水流を持ち上げつつ、コアンダ効果によって高速化して筒状部を通過させることができる。
【００２２】
前記（6）に記載の発明においては、前記側壁の上部先端が、筒状部の高さよりも高いものにおいては、側壁の先端部分から、筒状部先端の中央部へかけて、屋根の庇状に被蓋部が形成されているので、側壁の内側面に沿って、競り上りながら通過する水流は、被蓋部に沿って内方下流に降下し、筒状部へ通過する。
【００２３】
前記（7）に記載の発明においては、底板の先端部には、前下方向へ傾斜する軟質の導水板が配設されているので、導水板の先端は、水圧により水路の底面に密接し、かつ、底層流をダクト内に導くことができる。
【００２４】
前記（8）に記載の発明においては、筒状部の後端部の周面には、外向きフランジが形成されているので、その後部に水力発電ユニットなどを、フランジ結合により連結することができる。
【００２５】
前記（9）に記載の発明においては、筒状部と、これに連続する底板部分を、連結可能に左右に分割状としてあるので、大形であっても製造が容易であり、かつ現場で組立てることができるので、搬送、作業性に優れている。 
【００２６】
前記（10）に記載の発明においては、側板が弾力性のある材質で形成されているので、水路に設置する時に、側壁に衝突したり、あるいは大な流下物が衝突しても破損しにくい。
また弾力性があるので、側壁面に密着して水漏れが生じず、ダクトにかかる水圧の低下を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の加速ダクトの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断側面図である。
【図３】図１における正面図である。
【図４】図１における後面図である。
【図５】本発明の加速ダクトの使用状態を示す側面図である。
【図６】本発明の加速ダクトの他の実施形態を示す平面図である。
【図７】図６におけるVII−VII線縦断側面図である。
【図８】図６における正面図である。
【図９】図６における後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１において、加速ダクト１は、筒状部２の底板３前部が、平面視で前方に長く延出し、かつ図１における右側視において、右側外方向へ突出して右側面は大きく湾曲している。
【００２９】
図１において、右側視における左側面は、筒状部２と直線状となっている。底板３の左右側端には、それぞれ側壁４、５が立設されている。
右側の側壁４は、筒状部２の前端から側壁４の前端へかけて、次第に高くなるように立ちあがり、その上面は湾曲面となっている。
左側の側壁５は、筒状部２の高さと、ほぼ同じ高さとされて直状となっている。これにより、この左側の側壁５を水路の側壁に接して、ロープ等により固定させる。
【００３０】
各側壁４、５の上面から、内向きの庇状の被蓋部６、７が一定の幅で、前端から筒状部２の前端へかけて延設され、側壁４、５と被蓋部６、７との境界は、弧曲面とされている。
【００３１】
従って、側壁４、５に沿って競り上った水流は、円滑に被蓋部６、７の下面に沿って下流に通過する。側板４、５の材質を弾力性のある材質とすることによって、水路Ｒにダクト１を配設した時に、側壁に衝突し、あるいは流下物が衝突しても、破損するおそれがない。
【００３２】
底板３の下面前部には、高さ調節可能として左右の支脚８，８が配設されている。また底板３の前端には、前部を水路Ｒの底に接するように、下向きに傾斜する導水板９が配設されている。導水板９は、前端下面が水路の底に密接しうるように、合成ゴム等の弾力性のある材質からなっている。
【００３３】
図５は、前記加速ダクト１を、水路において使用する状態を示す側面図である。
図５に示すように、加速ダクト１の筒状部２の後端周面に、外向フランジ１０が形成されている。この外向フランジ１０は、図５に示すように、水力発電ユニット１１の支持環体１２の、外向フランジ１３と連結される。
【００３４】
水力発電ユニット１１は、支持環体１２の上部に突出させた吊管１４を、水路Ｒの両岸間に架設した吊枠１５に吊設してあり、吊管１４の上端は、発電機１６に連結されている。吊管１４の下端部には軸受筐体１７が固定されている。
軸受筐体１７に、水平に支持されたロータ軸の先端に、ロータ１８が固定されている。ロータ軸は、吊管１４内の図示しない伝動軸を介して、発電機１６に連結されている。
【００３５】
図５において、支持環体１２の後部の外向フランジ１３Ａは、後部に連結される排水ダクト１９の、前部の外向フランジ２０と連結される。
排水ダクト１９は、前口１９Ｂよりも後口１９Ａを大径としてある。これによって、ロータ１８の部分は隘路となり、ロータ１８の回転効率が高められる。
【００３６】
図５において、水路Ｒの水位Ｗが低い場合においても、加速ダクト１の底板３前部に、導水板９から導かれる水流は、図１に示すように、側壁４によって、中央部へ幅寄せさせられる。
側壁４の内側面は、その中間部分が内方向へ膨出しているので、コアンダ効果によって、側壁４内側面に沿って通過する水の流速が高速化される。
【００３７】
底板３の中央へ寄せられる水流は、水位を上げながら筒状部２へ進み、筒状部２の筒内一杯に満ちて通過し、直後のロータ１８に均一な水圧をかけて、これを回転させる。筒状部２の直前で、余分の水は筒状部２の上面に溢れて通過する。
【００３８】
排水ダクト１９は、後口１９Ａが、前口１９Ｂよりも大きく形成されているので、ロータ１８の収まっている支持環体１２の内部は隘路となり、水流の通過速度が高速となる。  
【００３９】
また排水ダクト１９は、後口１９Ａが大きいため、支持環体１２の内部にかかる水圧よりも、排水ダクト１９の後部は負圧となり、前部の水流を、水圧の差によって、高速流となって通過させ、ロータ１８の回転効率を高めることができる。
【００４０】
更に、用水路Ｒの底面は勾配があり、加速ダクト１は、前部を支柱８により高く持上げているので、内部を通過する水流は、重力が後方へかかり、水路Ｒの水流よりも流速が早くなる。
【００４１】
図６は、加速ダクトの別の実施例を示す平面図である。前例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
図６において、加速ダクト１は、平面視で、幅の中央から左右が２っ割となり、左右の結合部１Ｃ、１Ｃを合わせて、ボルト１Ｄにより結合させる。
【００４２】
この加速ダクト１の左右の側壁４、５は、左右対称に形成されている。これによって、大形のダクトも、金型で容易に製造することができる。また現場へ搬送して、現場で組立てることができるので、運搬及び作業性に優れている。
なお、底板の前部の下面に、重錘を着脱可能に固定することによって、浮上がりを抑止する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
水流を多量に集めることができるので、水位の低い水路などにおける水力発電装置に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１．加速ダクト
２．筒状部
３．底板
４、５．側壁
６、７．被蓋部
８．支脚
９．導水板
１０．外向フランジ
１１．水力発電ユニット
１２．支持環体
１３、１３Ａ．外向フランジ
１４．吊管
１５．吊枠体
１６．発電機
１７．軸支持筐体
１８．ロータ
１９．排出ダクト
１９Ｂ．前口
１９Ａ．後口
２０．外向フランジ
Ｒ．水路
Ｗ‥水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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