(57)【要約】【課題】  本発明は、水路の水位が低下しても、ロータの回転に必要な水位を確保して発電することのできる、横軸水車装置を提供するものである。【解決手段】  水路Ｒの底に設けられるダクト２を平面視で、隘路部４の前部に入水口３Ａを横長とした受水部３を有するものとし、隘路部４の後部に排水口５Ａを横長とした排水部５を設け、側面視で全体をロータ１２の入る高さの扁平とし、ロータ１２を受水部３に配設し、かつロータブレード１３を隘路部４のやや前方に位置させた。【選択図】  図１
2019070369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路の底に設けられるダクトを平面視で、隘路部の前方に入水口を横長とした受水部を有するものとし、かつ、隘路部の後方に排水口を横長とした排水部を設け、全体として側面視においてロータの入る高さの扁平とし、ロータを受水部に配設し、かつロータブレードを隘路部のやや前方に位置させたことを特徴とする横軸水車装置。 
【請求項２】
前記排水部の排水口と、受水部の入水口の横幅を、その高さの少なくとも２倍以上大としてあることを特徴とする請求項１に記載の横軸水車装置。
【請求項３】
前記排水部の前後方向の長さを、受水部の前後方向の長さよりも長くしてあることを特徴とする請求項１または２に記載の横軸水車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路の水位が低下しても、ロータの回転に必要な水位を確保して発電することができるようにした横軸水車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車のロータの後部にある、排水管の後端を広くした発電装置は、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】特開平５−２６１４７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に記載の発明においては、隘路部分にロータが配設されているので、ロータによって隘路の内部を堰止めて通水性を阻害している。
排水管体の後部は上方へ高く開いており、ロータの前方部分はロータの高さの２倍以上の直径の円管となっているので、水位の低い水路に配設しても水位を高めることはできない。
【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。      
【０００６】
（１）水路の底に設けられるダクトを、平面視で隘路部の前方に入水口を横長とした受水部を有するものとし、かつ隘路部の後方に、排水口を横長とした排水部を設け、全体を側面視においてロータの入る高さの扁平とし、ロータを受水部に配設し、かつロータブレードを隘路部のやや前方に配置させた横軸水車装置。
【０００７】
（２） 前記排水部の排水口と、受水部の入水口の横幅を高さの少なくとも２倍以上大としてある前記（1）に記載の横軸水車装置。
【０００８】
（３）前記排水部の前後方向の長さを、受水部の前後方向の長さよりも長くしてある前記（1）または（2）に記載の横軸水車装置。    
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００１０】
前記（1）に記載の発明において、ダクトの全体が扁平で、受水部の入水口が横長となっているので、水路の水位が低くても、左右両側から中央へ水を集合させることが出来、ダクト内に十分の水を通過させることができる。  
【００１１】
前記（2）に記載の発明において、排水口と入水口の横幅をその高さの少なくとも２倍以上大としてあるので、水位が、仮にダクトの高さの２分の１であっても、周囲からダクトに集められる水位はダクトの高さまで至り、隘路部を通過する水流の速度は高められ、その吸引力により、ロータブレードの回転効率を高めることが出来る。
【００１２】
前記（3）に記載の発明において、排水部の前後方向の長さを、受水部の前後方向の長さよりも大としてあるので、水中においては、受水部における水圧よりも排水部における水圧の方が低く、隘路部を通過する水流の速度は高められて、隘路部の直前にあるロータブレードの回転効率を高めることができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水路の底に設置されている本発明の横軸水車装置の正面図である。
【図２】本発明の横軸水車装置の後面図である。
【図３】図１におけるIII−III線横断平面図である。
【図４】図２におけるIV−IV線縦断側面図である。
【図５】図３に対応した別の実施例を示す平面図である。
【図６】図４に対応した別の実施例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図に示すように、本発明の横軸水車装置１は、水路Ｒの底に設置される水平のダクト２の受水部３内の前部に、前後方向を向く水平軸の水車６を配設して構成されている。
【００１５】
ダクト２は平面視において、図３に示すように、隘路部４の前側に入水口３Ａを正面視で高さの３倍ほどの横長とした受水部３を備え、かつ、隘路部４の後側に、排水口５Ａを後面視で高さの３倍ほどの横長とした排水部５を備える鼓形のものとされている。
【００１６】
排水部５の長さは、受水部３の長さより長く、かつその排水口５Ａの幅は、受水部３の入水口３Ａの幅と同等か、入水口３Ａの幅よりも小さく形成されている。
またダクト２は、図４に示すように、水車６のロータ１２が入る高さを有し、全体として扁平とされている。排水口５Ａと入水口３Ａの幅は、その高さの少なくとも２倍〜３倍までの幅としてあり、水深が浅い場合にも側の水流をダクト内に集めることができる。
【００１７】
このダクト２を、図１に示すように、水路Ｒの底に前後方向に向けて配設すると、仮りに水深がダクト２の高さの１／２であるとしても、入水口３Ａの横幅が高さの２倍以上あると、左右からダクト２内に流入する水は、ダクト２の上面を超えて下流に溢水するほどに嵩高となり、発電に支障がなくなる。
【００１８】
水車６は、側面視において、前後方向を向く水平の軸受筐体７の上面に垂直の支持管９を固定し、その上面に発電機１１を固定して構成されている。
発電機１１は、図１に示すように、水路Ｒの両岸に跨がって横架される支持枠１４に固定支持されている。支持管９の長さは、あらかじめ現場の状況に合わせてあり、ダクト２の上面に支持管９の前部を固定具１５で固定してある。
【００１９】
軸受筐体７の内部には、図４に示すようにロータ軸８が水平に支持され、前方に突出するロータ軸８の先端に装着されているロータ１２の揚力型のロータブレード１３が、隘路部４の直前に位置するように設置されている。
ロータブレード１３の先端は、前方、すなわち上流方向へ傾斜する前向傾斜部１３Ａとされている。
【００２０】
支持管９の中には、上端を発電機１１に連結された伝動軸１０が配設され、その下端に固定されている傘歯車１０Ａは、ロータ軸８に固定された傘歯車８Ａと噛合されている。これによって、ダクト２の入水口３Ａから入る水流により、ロータブレード１３が回転すると、その回転力は、ロータ軸８、傘歯車８Ａ、１０Ａ及び伝動軸１０を介して、発電機１１に伝えられて発電する。                  
【００２１】
図３において、上流（図の右方）からの水流を受ける受水部３では水圧が高まるのに対して、排水部５は受水部３よりも断面積が大であるので水圧が低下し、そのため、隘路部４を通過する水流は、排水部５に吸引されて高速化される。
【００２２】
このダクト２内で、ロータブレード１３の前向傾斜部１３Ａには、回転方向を向く高い回転力が作用し、更に隘路部４を抜ける高速流が、前向傾斜部１３Ａを通過する水流を吸引するため、回転効率は高まる。
【００２３】
この場合、隘路部４内にロータブレード１３があると、隘路部４内の水流をロータ６が塞ぐことになるが、本発明では、隘路部４の前方の受水部３にロータブレード１３を配置することにより、隘路部４内を塞ぐことはなく、かつロータブレード１３の外回りを通過する水流が、隘路部４を通過する高速水流によって吸引されるため、ロータブレード１３の回転効率が高まる。
【００２４】
図５はダクトの別の実施例を示す、図３に対応する平面図で、図６はその側面図である。前例と同じ部材には同じ符号を付して設明を省略する。この実施例においては、排水口５Ａの後端部にＵ溝状の案内溝１７を形成し、これに上下に摺動させる開閉蓋１６が配設される。その開閉は、開閉蓋１６の上縁部に取り着けられたワイヤ１８を手動もしくは機械により吊り上げることにより開閉する。
【００２５】
水深が低い時に開閉蓋１８がなければ、入水口３Ａから入る水はそのまま排水口から流下してしまうので、水深が低い場合には、設置初期に開閉縁１８を閉じてタクト内が満水
となった時に開閉蓋１８を開けると排水部５の水が流下して、入水部３に入っている水が隘路部４を高速で通過する。以後は入水部３で堰止められたように溜まる流水により、隘路部４に高速流を維持することができる。
【００２６】
なお、ダクト２の入水口３Ａの横幅は、これを設置する水路Ｒの幅に合わせることが好ましく、水路Ｒの幅よりも、入水口３Ａの横幅が小さい時には、入水口３Ａの横に導水板などを固定する。  
【産業上の利用可能性】
【００２７】
ダクトの入水口の側方から水を集めることができるので、水深の浅い水路もしくは水量の豊でない水路においても、効果的に発電をさせることができ、効率の高い水力発電装置を形成することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１．横軸水車装置
２．ダクト
２Ａ．底板
２Ｂ．上板
２Ｃ、２Ｄ．側板
３．受水部
３Ａ．入水口
４．隘路部
５．排水部
５Ａ．排水口
６．水車  
７．軸受筐体
８．ロータ軸
８Ａ．傘歯車
９．支持管
１０伝動軸
１０Ａ.傘歯車
１１．発電機
１２．ロータ
１２Ａ．ハブ
１３．ロータブレード
１３Ａ．前向傾斜部
１４．支持枠
１５．固定具
Ｒ．水路
【図１】
2019070369.tif 000003
【図２】
2019070369.tif 000004
【図３】
2019070369.tif 000005
【図４】
2019070369.tif 000006
【図５】
2019070369.tif 000007
【図６】
2019070369.tif 000008