(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を導入する導水管と、前記導水管に導入された水によって回転するランナーと、前記導水管及び前記ランナーを支持する筐体とを有する複数の水車ユニットを備え、
複数の前記水車ユニットが前記ランナーの回転軸に平行な方向に沿って配列されるように互いに接続されて一体となることによって形成されており、
前記筐体が、前記ランナーの回転軸に直交する壁面を構成する壁と、前記壁面に平行であって且つ前記ランナーを露出させる開口とが形成された箱形形状を有しており、
前記壁が、隣接する前記水車ユニットの前記開口を塞いでいることを特徴とする貫流水車。
【請求項２】
前記壁が、隣接する前記水車ユニットの前記導水管の一部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の貫流水車。
【請求項３】
複数の前記水車ユニットのうち一方の端に接続されたものの前記開口を塞ぐ閉塞部材をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫流水車。
【請求項４】
水を導入する導水管と、
前記導水管に導入された水によって回転するランナーと、
前記導水管及び前記ランナーを支持する筐体とを備え、
複数が前記ランナーの回転軸に平行な方向に沿って配列されるように互いに接続されて一体となることによって貫流水車が形成されるように構成されており、
前記筐体が、前記ランナーの回転軸に直交する壁面を構成する壁と、前記壁面に平行であって且つ前記ランナーを露出させる開口とが形成された箱形形状を有しており、
前記壁が、隣接する前記水車ユニットの前記開口を塞いでいることを特徴とする水車ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の流れによって回転する貫流水車及び貫流水車を構成する水車ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電を行うために水路に設置される水車として、水路から導水管に導入された水によってランナーが回転する貫流水車がある。このような貫流水車においては、処理可能な水の流量が決まっているため、設置する水路の流量に応じて専用の設計とする必要があり、汎用性に欠けるという問題があった。このような問題を解決するため、特許文献１に記載のタンデム式クロスフロー水車（貫流水車）では、水路の流量に合わせて、複数のクロスフロー水車を水路の流れに平行に配置し、各クロスフロー水車の回転軸を軸カップリングにより接続している。そして、各クロスフロー水車には、水路と各フロー水車のノズルとを接続するダクトを介して水が導入される。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１７３５６７号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のタンデム式クロスフロー水車では、各クロスフロー水車に対応してダクトを設ける必要があるため構造が複雑になる。
【０００５】
本発明の目的は、汎用性が高く、構造が簡単な貫流水車及びこのような貫流水車を構成する水車ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の貫流水車は、水を導入する導水管と、導水管に導入された水によって回転するランナーと、導水管及びランナーを支持する筐体とを有する複数の水車ユニットを備え、複数の水車ユニットがランナーの回転軸に平行な方向に沿って配列されるように互いに接続されて一体となることによって形成されており、筐体が、ランナーの回転軸に直交する壁面を構成する壁と、壁面に平行であって且つランナーを露出させる開口とが形成された箱形形状を有しており、壁が、隣接する水車ユニットの前記開口を塞いでいる。
【０００７】
これによると、複数の水車ユニットを接続して一体とした簡単な構成により、水路の流量によって最適な貫流水車を形成することができる。
【０００８】
また、これによると、隣接する水車ユニット同士が接続されたときに、一方の水車ユニットの開口が他方の水車ユニットの壁によって塞がれるため、各水車ユニットにおいて、ランナーが露出しないように筐体を完全に塞いでおく必要がなく水車ユニットの構成が簡単になる。また、メンテナンスを行う際、貫流水車を複数の水車ユニットに分解したときに、各水車ユニットの開口においてランナーが露出しているため、水車ユニットをさらに分解することなく、ランナー内に溜まった異物の除去などを容易に行うことができる。
【０００９】
このとき、壁が、隣接する水車ユニットの導水管の一部を構成していてもよい。これによると、貫流水車を複数の水車ユニットに分解したときに、各水車ユニットの開口において導水管が露出しているため、水車ユニットをさらに分解することなく、導水管内に溜まった異物の除去などを容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明の貫流水車においては、複数の水車ユニットのうち一方の端に接続されたものの開口を塞ぐ閉塞部材をさらに有していてもよい。これによると、一方の端に配置された水車ユニットの筐体の開口は隣接する水車ユニットの筐体の壁によって塞がれないが、その水車ユニットの筐体の開口を閉塞部材で塞ぐことにより全ての水車ユニットの筐体の開口を塞ぐことができる。
【００１１】
本発明の水車ユニットは、水を導入する導水管と、導水管に導入された水によって回転するランナーと、導水管及び前記ランナーを支持する筐体とを備え、複数がランナーの回転軸に平行な方向に沿って配列されるように互いに接続されて一体となることによって貫流水車が形成されるように構成されており、筐体が、ランナーの回転軸に直交する壁面を構成する壁と、壁面に平行であって且つランナーを露出させる開口とが形成された箱形形状を有しており、壁が、隣接する水車ユニットの前記開口を塞いでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
本発明の貫流水車について、図１〜図５を用いて説明する。図１は、本発明における実施の形態に係る貫流水車１の概略斜視図である。図２は、図１の貫流水車１を構成する水車ユニット２の正面図である。図３は、図１の水車ユニット２の背面図である。図４は、図１の水車ユニット２の側面図である。図５は、図１の貫流水車１の側面図である。図１に示すように貫流水車１は、３つの水車ユニット２と、閉塞板３とが後述する水車ユニット２のランナー１１の回転軸４に平行な方向に配列されるように互いに接続され、一体となることによって形成されている。
【００１４】
各水車ユニット２は、水路からの水を導入する導水管１２と、導水管１２に導入された水の流れによって回転するランナー１１と、導水管１２及びランナー１１を支持する筐体１３とを有する。図２に示すように、導水管１２には上方から水が流れ込み、導水管１２に流れ込んだ水がランナー１１に衝突する。ランナー１１は、互いに対向した２枚の円形の側板１１ａの周縁部分に側板１１ａの円周方向に沿って複数のランナー羽根１１ｂが形成された構造になっている。また、２枚の側板１１ａのうちの１つ（図１の手前側に配置されているもの）には、その中央部に軸受け１１ｃが形成され、軸受け１１ｃの中央部には貫通孔１１ｄが形成されており、貫通孔１１ｄに回転軸４が取り付けられている。ランナー羽根１１ｂは、導水管１２からランナー１１に水が流れ込むとき（図２の矢印Ａ参照）には、流れ込んだ水により押し下げられ、ランナー１１に流れ込んだ水が外部に流れ出るとき（図２の矢印Ｂ参照）には、流れ出る水によって押し上げられる。したがって、ランナー１１は、図２において、回転軸４を中心として反時計回りに回転する。なお、ランナー１１は金属材料又は樹脂材料からなる
【００１５】
筐体１３は、図１〜図５に示すように、略直方体の箱型形状である。図２に示すように、筐体１３の上面には導水管１２に水を導入するための導入口１３ａが形成され、下面にはランナー１１から流れ出した水を外部に流出させる流出口１３ｂが形成されている。また、筐体１３の回転軸４と直交する側面のうちの一方（図１の手前側）は開口しており、この開口において、導水管１２及びランナー１１が露出している。また、このように筐体１３が開口していることにより、導水管１２の一方の側面も開口している。
【００１６】
また、筐体１３の開口と反対側の側面には、壁１３ｃが形成されている。壁１３ｃは、図３、図４に示すように、閉塞部１３ｄと突出部１３ｅとからなる。閉塞部１３ｄは、略長方形状の板状体であり、筐体１３の開口と反対側の側面全体を塞ぐとともに、導水管１２の筐体１３の開口と反対側の側壁となっている。また、閉塞部１３ｄには、回転軸４に平行な方向に関して貫通孔１１ｄと重なる領域に貫通孔１３ｆが形成されており、貫通孔１３ｆに回転軸４が取り付けられている。突出部１３ｅは、閉塞部１３ｄの回転軸４と直交する方向に関して導水管１２に重なり且つランナー１１には重ならない部分から閉塞部１３ｄに垂直に筐体１３の外側に突出している。
【００１７】
３つの水車ユニット２は、図１、図５に示すように、各水車ユニット２の筐体１３の壁１３ｃと、この水車ユニット２に隣接する水車ユニット２の筐体１３の壁１３ｃと反対側の開口とが対向するように配置されている。これにより、図５に示すように、閉塞部１３ｄにより隣接する水車ユニット２の筐体１３の開口が塞がれるとともに、突出部１３ｅにより隣接する水車ユニット２の導水管１２の側面の開口が塞がれ、突出部１３ｅにより導水管１２の筐体１３の開口側の側壁が形成される。
【００１８】
また、３つの水車ユニット２のうち一方（図１の手前側、図５の左側）の端に配置されたものの筐体１３の開口は、略長方形状の板状体である閉塞板３により塞がれている。このように、３つの水車ユニット２と閉塞板３とが接続されることによって貫流水車１が形成される。
【００１９】
以上、説明した実施の形態によると、複数の水車ユニット２を接続して一体とした簡単な構成により、水路の流量によって最適な貫流水車１を形成することができる。
【００２０】
また、隣接する水車ユニット２同士が接続されたときに、一方の水車ユニット２の筐体１３の開口が他方の水車ユニット２の壁１３ｃによって塞がれるため、各水車ユニット２において、ランナー１１が露出しないように筐体１３を完全に塞いでおく必要がなく水車ユニット２の構成が簡単になる。また、メンテナンスを行う際、貫流水車１を複数の水車ユニット２に分解したときに、各水車ユニット２の筐体１３の開口においてランナー１１が露出しているため、水車ユニット２をさらに分解することなく、ランナー１１内に溜まった異物の除去などを容易に行うことができる。
【００２１】
また、筐体１３の閉塞部１３ｄにより隣接する水車ユニット２の導水管１２の側壁が形成されるため、貫流水車１を複数の水車ユニット２に分解したときに、各水車ユニット２の開口において導水管１２が露出し、水車ユニット２をさらに分解することなく、導水管１２内に溜まった異物の除去などを容易に行うことができる。
【００２２】
さらに、複数の水車ユニット２のうち端に配置されたものの開口を閉塞板３により塞ぐことにより、全ての水車ユニット２の筐体１３の開口を塞ぐことができる。
【００２３】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
【００２４】
本実施の形態では、３つの水車ユニット２により貫流水車２を形成したが、水路の流量に合わせて、水車ユニット２の数を適宜変更してもよい。
【００２５】
本実施の形態では、筐体１３の壁面を形成する閉塞部１３ｃ及び突出部１３ｄにより隣接する水車ユニット２の筐体１３の開口を塞いでいたが、隣接する水車ユニット２の間に筐体１３の開口を塞ぐための部材が別途設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明における実施の形態に係る貫流水車の斜視図である。
【図２】図１の水車ユニットの正面図である。
【図３】図１の水車ユニットの背面図である。
【図４】図１の水車ユニットの側面図である。
【図５】図１の貫流水車の側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  貫流水車
２  水車ユニット
３  閉塞板
４  回転軸
１１  ランナー
１２  導水管
１３  筐体
１３ｃ  壁
【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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