[發明專利]水力發電裝置和發電系統

有效

• 申請號: 201980054476.4
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN112585348B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 川合智哉;近藤博光;金村泰成
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F03B15/04
• 分類號: F03B15/04;F03B7/00;F03B11/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曼

水力發電裝置(100)包括：包括水輪機(10)和發電機(20)的水力發電模塊(M)、驅動部以及控制裝置。驅動部構成為驅動水力發電模塊(M)成為以下所示的第一狀態和第二狀態。第一狀態是如下那樣的狀態：水輪機翼(11)的至少一部分存在于水路的水中，使水輪機翼(11)受到在水路中流動的水的力而旋轉，從而通過發電機(20)進行發電。第二狀態是如下那樣的狀態：水輪機翼(11)的至少一部分存在于水路的水面(Uw)的上方，并且水路的水面(Uw)相對于水輪機(10)的位置比第一狀態低。若在水力發電模塊(M)處于第一狀態時規定的提升條件成立，則控制裝置控制上述驅動部將水力發電模塊(M)設為第二狀態。

技術領域

本發明涉及一種水力發電裝置和發電系統。

背景技術

水力發電裝置是將流水所具有的動能用于發電的裝置。水力發電裝置的主要結構包括：受到在水路中流動的水的力而旋轉的水輪機、與水輪機連結并將旋轉能量轉換成電能的發電機、以及控制發電機的輸出(進而發電量)的控制裝置。

在農業用水路中使用上述水力發電裝置的情況下，從上游漂來的異物(例如水草、枝條以及串狀的垃圾)與水輪機纏繞而可能成為發電量降低的主要原因。因此，在水力發電裝置中，異物對策變得重要。例如，日本專利特開2013-189837號公報(專利文獻1)公開了將用于去除異物的除塵設備設置于比水輪機的設置部位靠近上游的水路的例子。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2013-189837號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

在小型且能輕松地設置于水路的小水力發電裝置中，使用上述專利文獻1所記載的大型的除塵設備會導致提高成本。因此，考慮在小水力發電裝置中設置簡易的除塵器。

然而，當在水輪機的上游設置簡易的除塵器(例如梳型的過濾器)時，認為會有些許異物(例如水草和垃圾)流入水輪機。流到水輪機的異物有的直接通過而不停留，有的被水輪機的葉片(水輪機翼)鉤住。被水輪機翼鉤住的異物處于被水流的水壓向水輪機翼按壓的狀態，難以從水輪機翼脫落。由于異物從上游不斷地漂流至水輪機，因此隨著時間的流逝，附著于水輪機翼的異物的量增加。此外，當附著于水輪機翼的異物增加時，水輪機翼的旋轉速度降低，會導致水力發電裝置的發電能力(進而發電量)降低。因此，簡易的除塵器不能成為完美的異物應對措施，即使在將上述除塵器設置于水輪機的上游的情況下，認為也需要定期地去除附著于水輪機的異物的作業。如上所述，由于被向水輪機翼按壓的異物難以從水輪機翼脫落，因此認為上述水力發電裝置的維護并不容易。

本發明是為了解決上述技術問題而作出的，其目的在于提供一種水力發電裝置和發電系統，能容易以低成本進行用于對因在水路中流動的異物而引起的發電能力降低進行抑制的處理。

解決技術問題所采用的技術方案

本發明的水力發電裝置包括水力發電模塊、驅動部以及控制裝置。水力發電模塊包括水輪機和發電機，上述水輪機包括利用在水路中流動的水的力進行旋轉的水輪機翼，上述發電機利用水輪機翼的旋轉力進行發電。驅動部構成為驅動水力發電模塊成為以下所示的第一狀態和第二狀態。

第一狀態是如下那樣的狀態：水輪機翼的至少一部分存在于水路的水中，使水輪機翼受到在水路中流動的水的力而旋轉，從而通過發電機進行發電。第二狀態是如下那樣的狀態：水輪機翼的至少一部分存在于水路的水面的上方，并且水路的水面相對于水輪機的位置比第一狀態低。

控制裝置構成為控制上述驅動部。此外，控制裝置構成為，若在水力發電模塊處于第一狀態時規定的提升條件成立，則將水力發電模塊設為第二狀態。

另外，水路可以是用水路(即人造水路)，也可以是河川，還可以是海。