JPH0742930B2

JPH0742930B2 - 海川流水力発電機

Info

Publication number: JPH0742930B2
Application number: JP60255764A
Authority: JP
Inventors: 直美菊池
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPS62113865A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は水の低い落差を利用して発電する海川流水力発
電機に関する。

（従来の技術）従来、水車発電の水車は水タービンとよばれて水車の軸
は発電機に直結され、これを回転させるものであり、落
差は数10mから1700mに及ぶものまである。また１台の水
車の出力も20万キロワット程度のものが知られている。

ところで、水車発電としての交流発電機は我国において
は毎分300回転に設定している。これは東日本の周波数
が50Hz、西日本の周波数が60Hzとし、これらの最小公倍
数である300を回転数としている。

このように毎分300回転としている水車発電機は、日本
の大きい河川、例えば黒部川，天竜川，信濃川などには
川に沿って多くの水力発電所がある。例えば黒部ダムで
は落差が約100m程度と大きく、このために巨大なダムを
建設している。

このように、従来の水車発電機は巨大なダムを建設し、
落差を大きくして水車発電機を毎分300回転と、するも
のであるが、ダム建設には数年の建設期間と巨大な建設
費が必要である。

これに対して例えば特開昭59−183080号公報や特開昭58
−117363号公報に記載されているようなダムを用いない
水車発電機も知られている。特開昭59−183080号公報に
は、河川に係留して発電を行う水車が記載されている。
その際、例えば４個のフロート間にそれぞれ水車を一対
ずつ軸架して２列の水車列を構成し、両列の水車の主軸
の回転を、スプロケットおよびチェーンを介して一つの
増速装置に伝達し、さらにこの増速装置から鎖車および
チェーンを介して一つの発電機に伝達するようにしてい
る。両列すなわち上流側の列および下流側の列の水車は
それぞれ同軸的に並んでいる。

しかし前記特開昭59−183080号公報に記載の水力発電機
では、フロートに水車を設けたものであるため、水流の
上部のみが水車に作用し、水流のエネルギーを効率よく
利用できない。また全ての水車の回転を一つの発電機に
伝達するようにしているため効率が悪い。また伝達に鎖
車およびチェーンを用いているため、効率が悪いと共に
信頼性に欠ける。これに対して、発電機をそれぞれ連結
した歯車式の増速装置を各水車の主軸の両端部にそれぞ
れ直結するようなことも考えられるが、複数の水車が同
軸的に並んでいるのでは、増速装置や発電機の分、水車
の長さが短くなり、電力を得るのに損失が大きくなる。

また特開昭56−154166号公報には、一つの傾斜水路を挟
んで配した一対の機枠間に複数の主軸を水流の方向に並
べて配し、各主軸に複数の水車を設けた水車発電機が提
案されている。そして隣接する主軸は水車の半径以上離
し、隣接する主軸では、水車を互いにその軸方向長さ以
上ずらして配している。すなわち複数の水車は全体とし
て千鳥状に配置されている。また全ての水車の回転を一
つの発電機に伝達するようにしている。

しかし前記特開昭56−154166号公報に記載の水力発電機
では、複数の水車を千鳥状に配置しているため、必要以
上に大型になる。

（発明が解決しようとする課題）前述のように、複数の水車を用いた水力発電機は従来か
らあるものの、特開昭59−183080号公報に記載のもので
は、複数の水車を水流と直交する方向に並べるにあたっ
て、複数の水車を同軸的に並べていたため、各水車の主
軸の両端部に発電機への増速装置をそれぞれ直結したと
すると、水車の長さが短くなり、電力を得るのに損失が
大きくなる問題が生じる。また特開昭56−154166号公報
に記載のように、複数の水車を千鳥状に配置した水力発
電機も提案されているが、それでは、水力発電機全体が
必要以上に大型になる問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、複数
の水車を水流と直交する方向に並べた海川流水力発電機
において、効率を高め、損失少なく大発電量を得られる
ようにするとともに、全体をコンパクトに構成すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は前記目的を達成するために、ベースと、このベ
ースに回転自在に支持された複数の水車と、これら複数
の水車の主軸の両端部にそれぞれ入力軸が直接連結され
た歯車式の増速装置と、これら増速装置の出力軸にそれ
ぞれ駆動軸が連結された発電機とを備え、前記ベースに
水流の方向および上方へ開口した複数の水路を水流とほ
ぼ直交する方向に一列に並べて形成するとともに、各水
路の幅を前記水車の軸方向長さよりも若干大きくし、前
記複数の水車は、主軸を水流に対しほぼ直交させて、前
記ベースの各水路内にそれぞれ一つずつ位置させるとと
もに、外周を水路内の底面に近接させて位置させ、隣接
する水車は、主軸を水流の方向で水車の半径以下互いに
ずらし、隣接する水車に連結された増速装置および発電
機は、ベース上に前記水流の方向に並べて配設したもの
である。

（作用）本発明の海川流水力発電機では、水流とほぼ直交する方
向に並んだ複数の水路を水流が通り、各水路にそれぞれ
位置した水車が水流を受けてそれぞれ回転し、各水車の
主軸の回転がその両端部にそれぞれ直結された歯車式の
増速装置を介して発電機に伝達され、発電が行われる。
前述のように各水車の主軸の両端部にそれぞれ増速装置
および発電機が連結されているが、隣接する水車は主軸
が水流の方向で互いにずれており、隣接する水車に連結
された増速装置および発電機は水流の方向に並んでいる
ため、水車の長さを長くすることが可能である。しかも
各水車は一つずつ水路内に小さな隙間のみを保持して位
置しているから、水流のほとんど全部が水車に作用す
る。

（実施例）第１図〜第４図は本発明の一実施例を示しており、河川
の幅方向に複数の水車発電機Ｇを並設する。この水車発
電機Ｇは川底10に水車発電機Ｇのコンクリートベース５
を設けると共に、このコンクリートベース５に後述する
発電機２のコンクリートベース４を水面11に突出させて
設ける。このコンクリートベース４は所定間隔毎に設
け、これらコンクリートベース４間に水流３の方向およ
び上方へ開口した水路4Aがそれぞれ形成されている。こ
れら水路4Aは水流３とほぼ直交する方向に一例に並んで
いる。また、コンクリートベース５の一側壁20には舟21
の通過用水門22を設ける。１は川の堤防又は海岸であ
る。

さらにコンクリートベース４に水車Ｗの主軸８を軸架す
る。この主軸８は水面11より上方に位置すると共に、水
流３とほぼ直交する方向性を有し、コンクリートベース
４に立設したコンクリート製の水車支柱９に端部を架設
する。そして主軸８に水車羽根７を複数放射状に固着す
る。この水車羽根７の取付けは主軸８に支持鉄骨６を放
射状に取付け、この支持鉄骨６に前記水車羽根７を固着
するものである。水車Ｗの幅は水路4Aの幅よりも若干小
さくなっており、水車Ｗは各水路4A内に小さい隙間を介
して一つずつ位置している。水車Ｗの外周も水路4A内の
底面に近接して位置している。

前記主軸８の両端部は水車支柱９に設けたベアリング12
に支承されると共に、増速装置Ｉの入力軸13aと直結接
続される。この増速装置Ｉは歯車軸16をベアリング14に
支承した複数段の歯車群13をケース15に内蔵し、出力軸
19を発電機２の駆動軸17に連結する。

そして複数ある水車Ｗは水流３とほぼ直交する方向に並
んでいるが、隣接する水車Ｗは主軸８が水流３の方向で
水車Ｗの半径以下互いにずれており、隣接する水車Ｗに
連結された増速装置Ｉおよび発電機２はコンクリートベ
ース４上に水流３の方向に並べて配設されている。

そして発電機２により発電した電気を電柱23に架設した
電線24により送電する。

したがって、各水路4Aを通る比較的遅い水流３によって
水車羽根７が回転すると、この回転力は主軸８に伝達さ
れる。この主軸８の回転は増速装置Ｉによって回転数が
増加させられて出力し、発電機２の駆動軸17を回転させ
て発電する。

このように各個の水車発電機Ｇで発電した電力を合わせ
て電線24により送電する。

以上のように増速装置Ｉを介して主軸８と駆動軸17を連
結することによって、例えば毎分50回転の主軸８によっ
て毎分300回転の駆動軸17の回転が得られ発電が良好に
行われると共に、水車発電機Ｇを横に並設することによ
って各個の水車発電機Ｇの発電量を合わせて巨大な発電
量を得ることができる。

しかも各水車Ｗの主軸８の両端部にそれぞれ増速装置Ｉ
および発電機２が連結されているので、高い効率が得ら
れるが、隣接する水車Ｗは主軸８が水流３の方向で互い
にずれており、隣接する水車Ｗに連結された増速装置Ｉ
および発電機２は水流３の方向に並んでいるので、水車
Ｗの長さを長くできる。さらに各水車Ｗは一つずつ水路
4A内に小さな隙間のみを保持して位置しているので、水
流３のほとんど全部が水車Ｗに作用する。したがって損
失少なく大発電量を得られる。

さらに複数の水車Ｗを一列に並べるとともに、水流３の
方向では水車Ｗの半径以下だけ互いにずらしたので、水
力発電機全体を小型にできる。

尚、前記実施例においては河川の場合を示したが、海の
入江又は防波堤等に横一列に水車発電機Ｇを並設して、
潮の満ち引きを利用して、水車羽根７を回転させて発電
しても良い等種々の変形例がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の水車を水流とほぼ直交する方向
に並べた水力発電機において、水車の主軸の両端部にそ
れぞれ歯車式の増速装置を介して発電機を連結したの
で、効率を高められ、また隣接する水車は、主軸を水流
の方向で互いにずらし、隣接する水車に連結された増速
装置および発電機は、ベース上に水流の方向に並べて配
設したので、各水車の主軸の両端部にそれぞれ増速装置
および発電機が連結してあるにもかかわらず水車を長く
できて、いっそう効率を高められ、さらにベースに形成
した複数の水路にこの水路よりも若干幅の小さい水車を
一つずつ位置させるとともに、この水車の外周を水路内
の底面に近接させて位置させたので、水流のほとんど全
てが水車に作用して、さらに効率を高められ、損失少な
く大発電量を得られる。また複数の水車を一列に並べる
とともに、水流の方向では水車の半径以下だけ互いにず
らしたので、水力発電機全体を小型にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示しており、第１
図は平面図、第２図は水車の側面図、第３図は斜視図、
第４図は縦断面図である。２……発電機、３……水流、4,5……コンクリートベー
ス（ベース）、4A……水路、13a……入力軸、８……主
軸、17……駆動軸、19……出力軸、Ｗ……水車、Ｉ……
増速装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、このベースに回転自在に支持さ
れた複数の水車と、これら複数の水車の主軸の両端部に
それぞれ入力軸が直接連結された歯車式の増速装置と、
これら増速装置の出力軸にそれぞれ駆動軸が連結された
発電機とを備え、前記ベースに水流の方向および上方へ開口した複数の水
路を水流とほぼ直交する方向に一列に並べて形成すると
ともに、各水路の幅を前記水車の軸方向長さよりも若干
大きくし、前記複数の水車は、主軸を水流に対しほぼ直交させて、
前記ベースの各水路内にそれぞれ一つずつ位置させると
ともに、外周を水路内の底面に近接させて位置させ、隣
接する水車は、主軸を水流の方向で水車の半径以下互い
にずらし、隣接する水車に連結された増速装置および発
電機は、ベース上に前記水流の方向に並べて配設したこ
とを特徴とする海川流水力発電装置。