[发明专利]使用水流能量的无底杯式水力转换装置

说明书

本发明的目的在于通过使用阻力型水轮机解决升力型中存在的难点，提供一种廉价且无公害、可用于大容量发电的水力转换装置，作为水下水轮机，其特征在于，水轮机为绕旋转轴旋转的旋转水轮机或在一对擒纵轮之间敷设有连续皮带的循环链带水轮机，在所述旋转水轮机的外轮上或所述循环链带水轮机的连续皮带上通过枢轴可自由立起/自由倒伏地枢转安装有无底杯，在所述外轮或所述连续皮带与水流方向同向行进的状态下，所述无底杯成为立起状态，杯底部由设置在所述外轮上或所述连续皮带上的底板封堵，从而作为水流阻力大的受水杯发挥作用，在与水流方向逆向行进的状态下，所述无底杯成为倒伏状态，由于杯底部成为开口状态而减小水流阻力，从而利用两种状态的阻力差进行自转或公转，通过在所述无底杯成为倒伏状态的上游侧设置挡水板，使逆向行进路径形成停滞水域，使离心力作用于无底杯，从而从倒伏状态回归到立起状态。

技术领域

本发明涉及将水流的能量转换为旋转力的水力转换装置，特别涉及阻力型水下水轮机以及水下循环链带水轮机。

背景技术

已经发表了各种各样的利用海洋能进行发电的方法，但在其中，如果着眼于利用海洋能的基本，也就是水流进行水力转换的方法，则目前还处于开始实验性使用升力型叶轮的阶段。

对于阻力型而言，非专利文献1所示的、可以在水下使用的方法都未被实用化，在专利文献1中，有在挤压口中产生大损耗的危险，因此，目前没有可以在阻力型水轮机上实用的方法。

也就是说，对于利用流体动能的方法，大致分为升力型和阻力型两种，但是如果将其按照旋转轴相对流向的方向划分，则平行的为升力型，正交的为阻力型，没有可以在水下使用的阻力型，升力型也尚未在水下有取得实际成果。

因此，如果列举通用的风力发电机为代表例对问题点进行说明，则为，升力型的风力发电是将动能最大化后进行利用的方式，但另一方面，对于过大能量的控制方法只有切断，另外也存在失速现象、适应流速范围窄的缺点，平均一架发电机的最大发电量存在限度。

进一步阐述，当旋转面为一个圆形并使其高速旋转时，产生扰动，未发挥叶片效果，因此如非专利文献2那样减小叶片宽度和叶片个数，但是产生直接通过叶片间空隙而不产生任何力的无用流量增多的矛盾，功率为每台30％，另外，通过大功率产生小转矩的动力不适用于需要大转矩的发电机。

而且，由于相邻的彼此间不能连结，因此不能进行大容量发电，即使建立多个也不能降低成本。

专利文献1：日本国专利第4917690号

非专利文献1：波力发电(从原理到应用)海流、潮流发电系统P7能量株式会社(波力発電(原理から応用まで)海流·潮流発電システムP7パワー社)

非专利文献2：图解风力发电的全部风车的基础知识P48株式会社工业调查会(図解風力発電のすべて風車の基礎知識P48株式会社工業調査会)

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于通过使用阻力型水轮机解决上述的升力型的难点，从而提供一种廉价且无公害、可用于大容量发电的水力转换装置。

解决问题的手段

本发明的水力转换装置，为水下水轮机，其特征在于，水轮机为绕旋转轴旋转的旋转水轮机或在一对擒纵轮之间敷设有连续皮带的循环链带水轮机，在旋转水轮机的外轮上或循环链带水轮机的连续皮带上通过枢轴可自由立起/自由倒伏地枢转安装有无底杯，在外轮或连续皮带与水流方向同向行进的状态下，无底杯成为立起状态，杯底部由设置在外轮上或连续皮带上的底板封堵，作为水流阻力大的受水杯发挥作用，在与水流方向逆向行进的状态下，无底杯成为倒伏状态，由于杯底部成为开口状态而减小水流阻力，从而利用两种状态的阻力差进行自转或公转，通过在无底杯成为倒伏状态的上游侧设置挡水板，使逆向行进路形成停滞水区域，使离心力作用于无底杯，从而从倒伏状态回归到立起状态。