JP2000283017A - 発電装置 - Google Patents

発電装置

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JP2000283017A
JP2000283017A JP11085707A JP8570799A JP2000283017A JP 2000283017 A JP2000283017 A JP 2000283017A JP 11085707 A JP11085707 A JP 11085707A JP 8570799 A JP8570799 A JP 8570799A JP 2000283017 A JP2000283017 A JP 2000283017A
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JP
Japan
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impeller
fluid
flow
energy
flow rate
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Pending
Application number
JP11085707A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Kayahara
敏広 茅原
Yasutoshi Senoo
泰利 妹尾
Akira Wakasa
暁 若狭
Hideo Furukawa
英夫 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miura Co Ltd
Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Miura Co Ltd
Miura Institute of Research and Development Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の流量が少ないときも前記羽根車が回転
を開始できるようにし、小流量のときの稼動効率を向上
させることを目的としている。 【解決手段】 流体の流れにより回転する羽根車4と、
この羽根車4の回転エネルギーを電気エネルギーに変換
するエネルギー変換手段13と、このエネルギー変換手
段13からの電気エネルギーを蓄える蓄電手段15と、
流体が流れ始めたとき前記蓄電手段15から前記エネル
ギー変換手段13へ電流を所定時間流す電流供給手段1
7とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、流体の流れを利
用して発電する発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】流体が流れるときのエネルギーを利用し
て電気エネルギーを発生させ、その電気エネルギーを機
器の駆動源として用いるために蓄電池に蓄えておくよう
にした発電装置がある。たとえば、自動水栓において
は、人間の手が蛇口に近づいたことをセンサが検知し、
開閉弁が自動的に開くようになっているが、その駆動源
となる電気エネルギーを、水が流れるときのエネルギー
を利用して発生させ、蓄電池に蓄えるようにしたもので
ある。水が流れるときのエネルギーにより羽根車が回転
し、この羽根車の回転エネルギーが電気エネルギーに変
換されて取り出される。前記羽根車の回転エネルギーを
電気エネルギーに変換するには、前記羽根車の回転軸に
磁石を設け、この磁石の周囲に、鉄芯を備えたコイルを
配置した構成とし、電磁誘導により電気エネルギーを発
生させるようにしている。
【0003】流体の流れがなく前記羽根車が停止してい
るときは、前記磁石と前記鉄芯とが引き合った状態で停
止している。流体が流れ始めても、小流量の間は、前記
磁石と前記鉄芯とが引き合う力の方が、流体が前記羽根
車を回転させようとする力より大きいため、前記羽根車
は回転しない。図3に示すように、流体の流量が所定値
(回転開始流量:約7.4リットル/分)以上になった
とき、前記羽根車は回転を開始する。すなわち、前記羽
根車が回転を開始するには、前記所定値以上の大きな流
量を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、流体の流
量が少ないときも前記羽根車が回転を開始できるように
し、小流量のときの稼動効率を向上させることを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、流体の流れにより回転する羽根車と、この羽根車の
回転エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー
変換手段と、このエネルギー変換手段からの電気エネル
ギーを蓄える蓄電手段と、流体が流れ始めたとき前記蓄
電手段から前記エネルギー変換手段へ電流を所定時間流
す電流供給手段とを備えたことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】流体の流れにより回転する羽根車
が、流路中に回転自在に設けられている。前記羽根車の
回転エネルギーは、エネルギー変換手段により電気エネ
ルギーに変換される。前記エネルギー変換手段として
は、たとえば、前記羽根車の回転軸に磁石を設け、この
磁石の周囲に、鉄芯を備えたコイルを配置した構成と
し、電磁誘導により電気エネルギーを発生させる。前記
エネルギー変換手段からの電気エネルギーは、蓄電手段
に蓄えられる。この蓄電手段としては、たとえば、充電
と放電の両方が可能な二次電池(蓄電池)が用いられ
る。
【0007】前記エネルギー変換手段と前記蓄電手段と
の間には、電流供給手段が設けられている。この電流供
給手段は、流体が流れ始めたとき、前記蓄電手段から前
記エネルギー変換手段へ電流を所定時間流すように働
く。流体の流れ始めは、たとえばフロースイッチにより
検出したり、給水タンク内に設けられた水位センサから
の信号に基づいて検出する。前記所定時間は、ごく短時
間でよく、たとえば0.5秒に設定する。
【0008】流体が流れ始めたとき、前記電流供給手段
が作動し、前記蓄電手段から前記エネルギー変換手段へ
電流が所定時間流れると、前記羽根車に回転エネルギー
が発生する。この回転エネルギーが前記羽根車に加わる
ことにより、流体が小流量でも前記羽根車が回転を開始
する。したがって、上述の構成によれば、小流量のとき
の稼動効率を格段に向上させることができる。
【0009】この発明の発電装置は、自動水栓の外、軟
水器等の水処理装置に用いるのに好適である。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面に基
づいて説明する。図1に、この発明の一実施例を示す。
本体1に蓋2が取り付けられ、内部に流路3が形成され
ている。この流路3内に、羽根車4が、その両端を第一
軸受5および第二軸受6で軸支されて、回転自在に配置
されている。前記第一軸受5は、3つの支持部材7によ
り、前記本体1の内壁に固定されている。前記第二軸受
6は、前記蓋2に固定されている。
【0011】前記羽根車4の回転軸8の一端に多数の羽
根9が設けられ、他端に円板状の磁石10が設けられて
いる。この磁石10を挟んで相対する位置に、一対の鉄
芯11,11が設けられている。これらの鉄芯11,1
1には、コイル12がそれぞれ巻回されている。一方の
鉄芯11に巻回されたコイル12と、他方の鉄芯11に
巻回されたコイル12とは、互いに連結されている。流
体が流れると、前記羽根車4の回転に伴い前記磁石10
が回転し、前記コイル12中を通過する磁束が変化し
て、前記コイル12に電気エネルギーが発生する。前記
磁石10,前記鉄芯11および前記コイル12により、
前記羽根車4の回転エネルギーを電磁誘導を利用して電
気エネルギーに変換する、エネルギー変換手段13が構
成されている。
【0012】前記コイル12には、充電回路14を介し
て蓄電手段15が接続されている。この蓄電手段15と
しては、充電と放電の両方が可能な蓄電池(二次電池)
が用いられ、たとえばリチウム電池が用いられる。前記
充電回路14は、前記蓄電手段15の電圧に応じて、電
圧を所定の範囲に維持するように充電を制御する。前記
蓄電手段15には、制御機器16が接続されている。こ
の制御機器16としては、軟水器(図示省略)の制御回
路および弁機構が該当する。前記蓄電手段15に蓄えら
れた電気エネルギーは、必要に応じて前記制御機器16
へ送られる。
【0013】前記充電回路14と並列に、電流供給手段
17が接続されている。この電流供給手段17は、電流
パルス発生回路により構成されており、流体が前記流路
3を流れ始めたとき、前記蓄電手段15から前記コイル
12へ電流を所定時間流すように働く。流体の流れ始め
は、前記流路3に設けられたフローセンサ18により検
出される。このフローセンサ18は、流体の流れの有
無,あるいは流体の流量を検出するもので、前記電流供
給手段17に接続されている。
【0014】上述の実施例について、その作用を説明す
る。前記フローセンサ18により流体が流れ始めたこと
が検出されると、前記電流供給手段17が作動し、前記
蓄電手段15から前記コイル12へ電流が所定時間流れ
る。そうすると、前記鉄芯11に磁界が発生し、前記磁
石10が前記鉄芯11と反発する。この反発力が、前記
羽根車4の回転力となり、前記羽根車4が回転を開始す
る。前記羽根車4は、一旦回転し始めると、流体の流れ
を受けて継続して回転する。
【0015】前記蓄電手段15から前記コイル12へ電
流を流したとき、電流の向きによっては前記磁石10と
前記鉄芯11とが引き合う可能性もあるが、電流の向き
を変えて印加し磁界が変化するようにし、必ず反発力が
発生するようにする。また、前記鉄芯11の近傍にホー
ル素子等の磁極検知手段を設け、一対の前記鉄芯11,
11に対して前記磁石10のN極およびS極がどのよう
に向いているかを検出し、検出した磁極に応じて最初に
流す電流の向きを決定することもできる。
【0016】図2に、この発明における、前記流路3を
流れる流体の流量と前記羽根車4の回転数との関係を示
す。前記羽根車4の回転開始に当たって前記コイル12
へ電流を供給して、前記羽根車4の回転開始の力を補助
する構成にしているので、前記羽根車4の回転開始流量
(前記磁石10と前記鉄芯11とが引き合う力に打ち勝
って前記羽根車4が回転を開始する流量)が、回転停止
流量(回転中の前記羽根車4が停止する下限流量:図2
では約3.4リットル/分)と同じ値になっている。流
体が流れ始めたときに前記コイル12へ電流を流すタイ
ミングは、前記フローセンサ18からの信号に基づい
て、流量が回転開始流量(約3.4リットル/分)に達
したことを検出したときになるように制御することもで
きる。
【0017】上述の実施例によれば、従来のものと比較
して、前記羽根車4の回転開始流量を大幅に低減するこ
とができ、小流量でも発電を可能とし、小流量のときの
稼動効率を格段に向上させることができる。前記羽根車
4の回転開始を小流量で行うことができるので、前記羽
根9を小さくして前記羽根車4の小型化を図ることがで
き、また、前記エネルギー変換手段13を大きくして高
効率化を図ることもできる。
【0018】
【発明の効果】この発明によれば、流体の流量が少ない
ときも羽根車の回転を開始させて発電することができ、
小流量のときの稼動効率を格段に向上させることができ
る。また、蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを利用
するので、余分なエネルギーを必要とせず省エネルギー
であり、実用上頗る効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す説明図である。
【図2】この発明における、流体の流量と羽根車の回転
数との関係の一例を示す説明図である。
【図3】従来における、流体の流量と羽根車の回転数と
の関係の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
4 羽根車 13 エネルギー変換手段 15 蓄電手段 17 電流供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若狭 暁 愛媛県松山市堀江町7番地 株式会社三浦 研究所内 (72)発明者 古川 英夫 愛媛県松山市堀江町7番地 株式会社三浦 研究所内 Fターム(参考) 3H073 AA12 BB04 BB16 BB25 CC02 CD02 CD12 CE34 FF02 5H621 AA03 BB08 GA04 GB11 JK08 JK14 JK15 JK17

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体の流れにより回転する羽根車4と、
    この羽根車4の回転エネルギーを電気エネルギーに変換
    するエネルギー変換手段13と、このエネルギー変換手
    段13からの電気エネルギーを蓄える蓄電手段15と、
    流体が流れ始めたとき前記蓄電手段15から前記エネル
    ギー変換手段13へ電流を所定時間流す電流供給手段1
    7とを備えたことを特徴とする発電装置。
JP11085707A 1999-03-29 1999-03-29 発電装置 Pending JP2000283017A (ja)

Priority Applications (1)

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JP11085707A JP2000283017A (ja) 1999-03-29 1999-03-29 発電装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008114482A1 (ja) * 2007-03-19 2008-09-25 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha 水力発電装置及びそれを備えた水力発電システム
JP2011530122A (ja) * 2008-08-02 2011-12-15 ベー/エー エアロスペース システムズ ゲー.エム.ベー.ハー. 流体の圧力及び/又は流量を制御する方法及び装置
CN114837877A (zh) * 2022-05-05 2022-08-02 杭州传一科技有限公司 可发电的潮汐波浪监测浮标及发电方法

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JP2011530122A (ja) * 2008-08-02 2011-12-15 ベー/エー エアロスペース システムズ ゲー.エム.ベー.ハー. 流体の圧力及び/又は流量を制御する方法及び装置
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