(57)【要約】【課題】特に水の位置エネルギーによって発電する垂直型水力発電装置を提供する。【解決手段】本考案の垂直型水力発電装置は、内部に貯水空間１１が設けられる貯水ユニット１０と、前記貯水ユニット１０と連通するように設置されると共に、下方に向かう下部開口が形成される水流通路１２と、前記貯水ユニット１０の下方に設置され、横方向に取り付けられる軸２４及び、水流通路１２の下部開口に対応するようにそれぞれ間隔をおいて軸２４に環状に取り付けられる複数の羽根２５を備える、発電ユニット２０とを有し、それによれば、貯水ユニット１０に蓄えられた水が重力によって垂直方向に落下して羽根２５に当たり発電ユニット２０によって発電を行うことができ、発電の効率を向上させる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部に貯水空間が設けられる貯水ユニットと、
前記貯水ユニットと連通するように設置されると共に、下方に向かう下部開口が形成される水流通路と、
前記貯水ユニットの下方に設置され、横方向に取り付けられる軸及び、水流通路の下部開口に対応するようにそれぞれ間隔をおいて軸に環状に取り付けられる複数の羽根を備える、発電ユニットと、を有することを特徴とする垂直型水力発電装置。
【請求項２】
前記水流通路は、横方向部及び縦方向部を備え、該横方向部は、貯水ユニットと連通するように取り付けられ、該縦方向部は、横方向部の末端から垂直かつ下方に延設され、また、該横方向部の内径は、該縦方向部の内径よりも大きいと共に、該横方向部と縦方向部との接着箇所は、断面ラッパ状を呈することを特徴とする請求項１に記載の垂直型水力発電装置。
【請求項３】
前記水流通路の下部開口と連通するように案内通路が下方に向って延設されることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直型水力発電装置。
【請求項４】
前記発電ユニットに排水ユニットが連結され、該排水ユニットは、殻体及び横方向に伸びるように該殻体と連通する排水通路を備え、また、前記発電ユニットの複数の羽根が殻体の内部に収容されることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直型水力発電装置。
【請求項５】
前記羽根はそれぞれ時計回りまたは逆時計回りに湾曲するように設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直型水力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特に水の位置エネルギーによって発電する垂直型水力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電は、上流に位置する河川、湖、ダムなどにおける水の重力による落下によって、位置エネルギーで物体を動かしてエネルギーに転換するものであり、通常は、上流に位置する河川やダムなどの水を低位置に導いて羽根を動かして発電を行う。
【０００３】
図４に示すように、既存の水力発電装置は、貯水ユニット５０と、水流通路６０と、発電ユニット７０とを有し、そのうち、水流通路６０は、貯水ユニット５０と連通するように斜め下方に延設され、該発電ユニット７０は、水流通路６０の下端と連通するように設置され、その下部に軸７１が垂直に取り付けられ、該軸７１には羽根７２が回動可能に取り付けられる。この構成によれば、発電する時、その貯水ユニット５０に蓄えられた水を重力によって水流通路６０から斜め下方に流し、発電ユニット７０の羽根７２を回動させて発電を行うことができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、既存の水力発電装置における水流通路は斜め下方に向って延設されることから、水流の衝撃力は鉛直方向の力及び水平方向の力に分割される。また、既存の水力発電装置は、水平方向の力で羽根を回動させて発電することはできるが、鉛直方向の力では羽根を回転させることができないと共に、水流通路の内壁との間で摩擦が生じて水流の衝撃力が弱まってしまい、発電効率を低下させてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案に係る垂直型水力発電装置は、
内部に貯水空間が設けられる貯水ユニットと、
前記貯水ユニットと連通するように設置されると共に、下方に向かう下部開口が形成される水流通路と、
前記貯水ユニットの下方に設置され、横方向に取り付けられる軸及び、水流通路の下部開口に対応するようにそれぞれ間隔をおいて軸に環状に取り付けられる複数の羽根を備える、発電ユニットと、を有するものである。
【０００６】
かかる垂直型水力発電装置において、前記水流通路は、横方向部及び縦方向部を備え、該横方向部は、貯水ユニットと連通するように取り付けられ、該縦方向部は、横方向部の末端から垂直かつ下方に延設され、また、該横方向部の内径は、該縦方向部の内径よりも大きいと共に、該横方向部と縦方向部との接着箇所は、断面ラッパ状を呈することが好ましい。
【０００７】
かかる垂直型水力発電装置において、前記水流通路の下部開口と連通するように案内通路が下方に向って延設されることが好ましい。
【０００８】
かかる垂直型水力発電装置において、前記発電ユニットに排水ユニットが連結され、該排水ユニットは、殻体及び横方向に伸びるように該殻体と連通する排水通路を備え、また、前記発電ユニットの複数の羽根が殻体の内部に収容されることが好ましい。
【０００９】
かかる垂直型水力発電装置において、前記羽根はそれぞれ時計回りまたは逆時計回りに湾曲するように設置されることが好ましい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の垂直型水力発電装置においては、水が水平方向に流れてから重力により垂直に落下することから、落下時に水平方向の力はないと共に、案内通路４０の内壁との摩擦力も少なくなるので、より大きな位置エネルギーを羽根２５に伝えて発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係る垂直型水力発電装置の側面断面図である。
【図２】本考案に係る垂直型水力発電装置における水流通路の上部開口及び下部開口を示す部分拡大断面図である。
【図３】本考案に係る垂直型水力発電装置における発電ユニットの軸及び羽根の正面図である。
【図４】既存の水力発電装置の側面断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２に示すように、本考案に係る垂直型水力発電装置は、貯水ユニット１０と、水流通路１２と、発電ユニット２０と、排水ユニット３０と、案内通路４０を有する。
【００１３】
そのうち、貯水ユニット１０は、その内部に水を蓄えるための貯水空間１１が設けられ、ダムや給水塔であってもよく、前記水流通路１２は、該貯水ユニット１０と連通するように設置され、横方向部１２１及び縦方向部１２２を備え、該横方向部１２１は、貯水空間１１と連通するように貯水ユニット１０の上部に横方向に取り付けられ、その一部が半円形を呈し、該縦方向部１２２は、横方向部１２１と連通するように、横方向部１２１の末端から垂直かつ下方に延設され、その下端に下方に向かって下部開口が形成され、また、該横方向部１２１の内径が縦方向部１２２の内径よりも大きいと共に、該横方向部１２１と縦方向部１２２との接着箇所が断面ラッパ状または漏斗状を呈する。尚、本実施例では、水流通路１２における横方向部１２１と縦方向部１２２とを接する箇所に上部開口が上方に向かって形成されることが好ましい。
【００１４】
前記発電ユニット２０は、貯水ユニット１０の下方に設置され、ケース２１と、固定子２２と、ローター２３と、軸２４と、複数の羽根２５を有し、そのうち、ケース２１は、貯水ユニット１０の下方に設置され、該固定子２２は、ケース２１に取り付けられ、該ローター２３は、回転可能に固定子２２に取り付けられ、該軸２４は、貯水ユニット１０の横方向部１２１と平行するように、ローター２３に横方向に取り付けられ、該複数の羽根２５は、水流通路１２の縦方向部１２２の下部開口に対応するように、それぞれ間隔をおいて軸２４に環状に取り付けられる。また、図３に示すように、それらの羽根２５はそれぞれ、軸２４の外周面に時計回りまたは逆時計回りに湾曲するように間隔をおいて環状に取り付けられ、稼動時は、外部からの力が羽根２５に当たり軸２４が回転し、ローター２３を固定子２２に対して回転させることによって、発電を行う。
【００１５】
前記排水ユニット３０は、発電ユニット２０に連結され、殻体３１及び排水通路３２を備え、該殻体３１の内部に前記発電ユニット２０における、軸２４及び羽根２５が収容されるように設置され、該排水通路３２は、殻体３１と連通するように、その一側の下部から横方向に延設される。尚、本実施例における排水通路３２は、殻体３１と連通する管状のパイプであり、殻体３１からの水を導いて河川に流したり、または他の貯水装置に送り循環させて再利用することができる。
【００１６】
前記案内通路４０は、水流通路１２と排水ユニット３０との間において、水流通路１２の下部開口と連通するように設置される。尚、本実施例では、案内通路４０の上端が水流通路１２の縦方向部１２２に環装されると共に、下端が発電ユニット２０の羽根２５に対応するように、排水ユニット３０の殻体３１に連結される。この構成によれば、貯水ユニット１０に蓄えられた水が水流通路１２を通って案内通路４０から殻体３１の内部に流れ込み、発電ユニット２０の羽根２５に当たり回転させるので、水が落下する過程で空気抵抗を受けてずれることはない。
【００１７】
図１に示すように、本考案を実際に使用する時は、貯水ユニット１０に蓄えられた水が溢れそうになると、水流通路１２の横方向部１２１を通って水平方向に流れてから縦方向部１２２に送られる。この時、重力によって水が垂直方向に落下し、案内通路４０を通過して垂直方向に羽根２５に当たり発電ユニット２０によって発電を行う。
【００１８】
このように、本考案の垂直型水力発電装置によれば、水が水平方向に流れた後、重力により垂直に落下することから、落下時に水平方向の力はないと共に、案内通路４０の内壁との摩擦抵抗も少なくなるので、位置エネルギーは殆ど、羽根２５を回転させるためのエネルギーとなり、発電の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１０    貯水ユニット
１１    貯水空間
１２    水流通路
１２１    横方向部
１２２    縦方向部
２０    発電ユニット
２１    ケース
２２    固定子
２３    ローター
２４    軸
２５    羽根
３０    排水ユニット
３１    殻体
３２    排水通路
４０    案内通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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