水力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水力发电装置，利用在圆筒空间内落下的水流使驱动水轮机旋转，并从连动于与该驱动水轮机一同旋转的旋转轴的发电机获得电力。
【背景技术】
[0002]以往，根据安装场所的条件、用途、规模等，提出了各种类型的水力发电装置。这种水力发电装置均利用从高处向低处落下的水的势能使水轮机旋转，并将该旋转力作为发电机的驱动源而进行发电。尤其是在最近，作为利用自然能源的环保型发电装置比以往更受人们关注。
[0003]作为这种水力发电装置，具体地说，例如，在流经坡地的水路或利用河流的流水路的途中设置水轮机，设定为使水流与该水轮机中央靠下方的一部分相接触，从而将水轮机的旋转力传递到发电机。这样，通过发电机将水轮机的旋转力即机械能转换为电能的水力发电装置广为人知(例如，专利文献I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2013-15089号公告
【发明内容】
[0007]然而，上述专利文献I所述的水力发电装置，水流只与水轮机整个圆周方向上的一部分碰撞，因此存在从水流获得的能源比例较低、发电效率也较低的问题。特别是，如果水流的水位低，则施加到水轮机的力度变得非常小，可能无法获得所需的发电量。
[0008]另外，如上所述，在倾斜的水路上利用了以水平的旋转轴为中心旋转的水轮机的水力发电机中，为了安装装置需要比较大的空间，存在很难安装于空间受限的场所的问题。另外，若想获得大容量电力，则装置整体的规模会变大，结构也变得复杂，不仅增加成本，而且还需要更大的安装空间，存在安装场所极其受限的问题。
[0009]本发明着眼于如上所述的现有技术中存在的问题而完成，其目的在于提供一种水力发电装置，上述水力发电装置能够将落下的水的势能高效地转换成电能，从而提高发电效率，并且还能够减小安装空间，同时，还能够使结构变得简单，降低成本。
[0010]用于达到上述目的的本发明的内容，存在于以下的各方案中。
[0011][I]—种水力发电装置，在从上方接收水并使之向下方落下的圆筒空间内，具备安装于沿着在该圆筒空间内的纵向上延伸的中心线配置的旋转轴的驱动水轮机，通过在上述圆筒空间内落下的水流使上述驱动水轮机旋转，并从连动于与该驱动水轮机一同旋转的旋转轴的发电机获得电力，上述水力发电装置的特征在于，
[0012]上述驱动水轮机具备多个水流叶片，该多个水流叶片在从上述旋转轴延伸的旋转臂的前端侧，在以该旋转轴为中心的圆周方向上空开间隔地排列，并且沿着从该旋转轴离开的上述圆筒空间的内周面向与旋转方向同向的斜上方延伸，
[0013]在上述圆筒空间内上述旋转轴上配置一个上述驱动水轮机，
[0014]在上述圆筒空间内的比上述驱动水轮机靠上方，设置有导入部，该导入部使从外部流入的水在上述圆筒空间中沿着从上述旋转轴离开的上述内周面的区域内遍及整个圆周方向地落下，
[0015]沿着上述导入部和上述驱动水轮机之间的上述圆筒空间的内周面设置有整流单元，该整流单元将从上述导入部落下的水流转换成与上述驱动水轮机的水流叶片的表侧倾斜面以对置的预定角度碰撞的直线状水流。
[0016][2]根据上述[I]中所述的水力发电装置，上述整流单元由固定为从上述圆筒空间的内周面突出的状态并且沿着该内周面在上下方向上延伸为直线状或者中途弯曲的形状的窄幅状部件构成，
[0017]并在圆周方向上以等间隔排列的方式配置有与上述驱动水轮机的水流叶片的数量相同的数量。
[0018][3]根据上述[I]或[2]所述的水力发电装置，其特征在于，上述导入部具备:在接收沿着上述圆筒空间内的中心线流入的水后使之在整个圆周方向上溢出的溢流部；以及使以该溢流部为顶部而溢出的水遍及全周方向地向斜下方流下，并沿着上述圆筒空间的内周面落下的圆锥台状的倾斜部。
[0019][4] 一种水力发电装置，在从上方接收水并使之向下方落下的圆筒空间内，具备安装于沿着在该圆筒空间内的纵向上延伸的中心线配置的旋转轴的驱动水轮机，通过在上述圆筒空间内落下的水流使上述驱动水轮机旋转，并从连动于与该驱动水轮机一同旋转的旋转轴的发电机获得电力，上述水力发电装置的特征在于，
[0020]上述驱动水轮机具备多个水流叶片，该多个水流叶片在从上述旋转轴延伸的旋转臂的前端侧，在以该旋转轴为中心的圆周方向上空开间隔地排列，并且沿着从该旋转轴离开的上述圆筒空间的内周面向与旋转方向同向的斜上方延伸，
[0021]在上述圆筒空间内上述旋转轴上配置一个上述驱动水轮机，
[0022]在上述圆筒空间内的比上述驱动水轮机靠上方，设置有导入部，该导入部使从外部流入的水在上述圆筒空间中沿着从上述旋转轴离开的上述内周面的区域内遍及整个圆周方向地落下，
[0023]上述导入部将从外部流入而落下的水流转换成与上述驱动水轮机的水流叶片的表侧倾斜面以对置的预定角度碰撞的直线状水流。
[0024]以下，对其作用进行说明。
[0025]根据上述[I]所述的水力发电装置(10)，在圆筒空间内，从其上方的导入部(13)流入来自外部的水。流入导入部(13)的水，在圆筒空间内沿着远离旋转轴(20)的内周面(12)的区域内遍及整个圆周方向地落下。如果该水流以预定角度碰撞驱动水轮机(21)上各个水流叶片(24)的表侧的倾斜面，则能够对驱动水轮机(21)赋予旋转力，该驱动水轮机(21)向与水流叶片(24)斜上方延伸的方向相同的方向旋转。
[0026]通过沿着上述导入部(13)与上述驱动水轮机(21)之间的上述圆筒空间的内周面
(12)设置有整流单元(30)，因此从上述导入部(13)落下的水流通过整流单元(30)转换成以预定角度碰撞下侧驱动水轮机(21)的水流叶片(24)的表侧倾斜面的直线状水流(以下，称为“直线层流”)。据此，能够使来自上方的水流始终以预定角度碰撞驱动水轮机(21)的各个水流叶片(21)，还能够高效地对驱动水轮机(21)施加旋转力。
[0027]上述整流单元(30)能够为板状，沟槽状或管状等，其形态并不受特别限定。即，整流单元(30)能够将从上方落下的水的流动方向相对于水流叶片(24)以较佳的旋转效率并且朝向碰撞后落下的方向的力度也不被过度削弱的方向转换，再有，只要能够转换成直线状流动的直线层流，则不特别限定其具体的结构。
[0028]具体地说，例如，只要构成为如上述[2]所述即可。即，上述整流单元(30)由从上述圆筒空间的内周面(12)以突出的状态被固定并且沿着该内周面(12)以上下方向直线状形或者中途弯曲的形状延伸的窄幅状部件构成。在圆周方向上等间隔排列配置这种整流单元(30)，使其数量与上述驱动水轮机(21)的水流叶片(24)的数量相同。根据这种简单的结构，能够很容易实现上述水流的方向转换以及直线状的整流。
[0029]另外，如上述[3]所述，上述导入部(13)可以包括:在接收沿着圆筒空间内的中心线而流入的水之后，使其向整个圆周方向溢出的溢流部(131);以及使将该溢流部(131)作为顶部而溢出的水遍及整个圆周方向向斜下方流下，并使其沿着圆筒空间的内周面(12)落下的圆锥台状的倾斜部(135)。通过这样的导入部(13)，即使使很多水流入圆筒空间内，也能够不偏颇于内周面(12)的一