JP2002089429A

JP2002089429A - 小型水力発電装置

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Publication number: JP2002089429A
Application number: JP2000280773A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Yumita; 行宣弓田; Toshifumi Tsuruta; 稔史鶴田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP4011842B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少量の流水で効率よく発電をすべく、ロータ
マグネットと極歯間のディテントトルクを低く抑え、か
つ発電に有効な磁束のロスの少ない構成の小型水力発電
装置を提供する。【解決手段】流体通路を備えた本体ケース１と、流体
通路に配設され所定流量の流体通過に伴って回転する水
車３を備えると共に、この水車３に連結され水車３と共
に回転する回転体４をステータ部６に対向配置させたロ
ータ部とし、このロータ部を流体の通過に伴ってステー
タ部６に対して相対回転させることにより電力を発生さ
せる小型水力発電装置において、ステータ部６は、ロー
タ部のロータマグネットＭｇの外周面に対向するように
周方向に等間隔に配置された櫛歯状の極歯６１ａ，６２
ａを有し、隣接する極歯間の周方向における隙間を各極
歯６１ａ，６２ａとロータマグネットＭｇとの径方向に
おける隙間の１．５倍以下に設定したことを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、蛇口を通過する水の流れによっ
て発生する水力を利用した小型水力発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蛇口の下側に手を差し出すこ
とによってこれをセンサーが感知し、このセンサー感知
をもとに蛇口から水を流す自動水栓装置が広く知られて
いる。また、近年においては、このような自動水栓装置
の流体流路に小型発電装置を配設し、この小型発電装置
で得られた電力を蓄電しておき、上述のセンサー等の回
路の消費電力を補う装置等も提案されている（実開平２
−６５７７５号参照）。

【０００３】上述の小型発電装置の構成を簡単に述べる
と以下のようになる。流水の通路となる流体通路に水車
が配設され、流水の水力を受けてこの水車が回転する。
水車の回転軸には一体的に固定された回転体が設けられ
ている。この回転体の外周面は、着磁されたロータマグ
ネットとなっており、このロータマグネットが非磁性部
材の壁を隔ててステータ部の櫛歯状の極歯に対向配置さ
れている。また、このステータ部には、極歯を通過する
磁束と鎖交するようにステータコイルが設けられてい
る。そして、上述の水車が流水の水力を受けて回転する
ことによりロータマグネットがステータ部に対して相対
回転する。ロータが多極に着磁されているため、ステー
タ部に流れる磁束の流れに変化が生じる。この結果、ス
テータコイルにはこの磁束の流れの変化を妨げる方向に
起電力が発生し、この起電力は整流された後、蓄電池に
蓄えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような小型水
力発電装置は、水車が流水の水力を受けることにより、
水車と共に多極着磁されたロータマグネットが回転する
構成となっている。ところで、このロータマグネットと
その外側に対向配置された極歯との間にはディテントト
ルクが発生する。このディテントトルクは、水車の回転
に抵抗を与えてしまう。そのため、水車が滑らかに回ら
なかったり、あるいは流水の流量が少ないと水車が全く
回らないという問題が生じる。なお、ロータマグネット
と極歯との間の隙間を広げれば、ディテントトルクは低
減され、上述の問題は回避できるが、発電を行うために
必要な有効な磁束も一緒に減少してしまう。したがっ
て、この間の隙間を必要以上に広げると、効率の良い発
電ができない。このような理由から、このタイプの小型
水力発電装置では、従来より少量の流水で効率よく発電
を行うという命題を解決できなかった。

【０００５】本発明は、上述した問題に鑑み、少量の流
水で効率よく発電をすべく、ロータマグネットと極歯間
のディテントトルクを低く抑え、かつ発電に有効な磁束
のロスの少ない構成の小型水力発電装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体通路を備
えた本体ケースと、流体通路に配設され所定流量の流体
通過に伴って回転する水車を備えると共に、この水車に
連結され水車と共に回転する回転体をステータ部に対向
配置させたロータ部とし、このロータ部を流体の通過に
伴ってステータ部に対して相対回転させることにより電
力を発生させる小型水力発電装置において、ステータ部
は、ロータ部のロータマグネットの外周面に対向するよ
うに周方向に等間隔に配置された櫛歯状の極歯を有し、
隣接する極歯間の周方向における隙間を各極歯とロータ
マグネットとの径方向における隙間の１．５倍以下に設
定したことを特徴としている。

【０００７】上述したように、極歯間の隙間を各極歯と
ロータマグネットとの間の隙間の１．５倍以下とするこ
とにより極歯間の隙間を従来より大幅に狭くしたため、
ディテントトルクが小さくなり、少量の流水でもスムー
ズに水車及び回転体が回転し、効率よく発電を行うこと
が可能となる。なお、上述の構成により、各極歯とロー
タマグネットとの間の径方向における隙間を広げずにデ
ィテントトルクを低減できるため、ロータを回転させる
ための有効な磁束を減少させず、大きなトルクでロータ
を回転させることができる。

【０００８】また、他の発明は、上述の小型水力発電装
置において、ステータ部は、位相をずらした２層のステ
ータ部から構成されたことを特徴としている。そのた
め、ディテントトルクがさらに小さくなり、水車及び回
転体がよりスムーズに回転可能となる。

【０００９】また、他の発明は、上述の小型水力発電装
置において、２層のステータ部の隣り合うステータコア
間を磁気的に絶縁したことを特徴としている。そのた
め、各相のステータ部が互いのディテントトルクを打ち
消し合うと共にディテントトルクが正弦波形に近くな
り、さらにディテントトルクが小さくなる。このため、
水車及び回転体が、さらにスムーズに回転可能となる。

【００１０】また、他の発明は、上述の小型水力発電装
置において、２層のステータ部をそれぞれ覆うように配
置された２つのステータケースを設け、これら２つのス
テータケースは磁気的に接続されていることを特徴とし
ている。そのため、磁気的に絶縁された各ステータコア
間のディテントトルクの打ち消し合いがより強くなり、
ディテントトルクのさらなる低減が可能となる。

【００１１】また、他の発明は、上述の小型水力発電装
置において、極歯は、各々略台形形状で形成されている
ことを特徴としている。そのため、さらにディテントト
ルクが小さくなると共に、ロータを回転させるための有
効な磁束はより大きくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態となる小型水
力発電装置について、図１から図６を用いて説明する。

【００１３】図１に示すように、本実施の形態の小型水
力発電装置は、流体通路の入路１２及び出路１３を備え
た本体ケース１と、本体ケース１内に設けられ流体通路
の一部となっている注水用のリング状壁部２と、リング
状壁部２の内周側に配置され所定流量の流体通過に伴っ
て回転する水車３と、水車３に連結され水車３と共に回
転する回転体４と、回転体４の外周側に配置されると共
に本体ケース１にはめ込まれ本体ケース１と協動して内
部空間を形成するステンレス製のカップ状ケース５と、
このカップ状ケース５の外側に配置されたステータ部６
とを備えている。

【００１４】本体ケース１は、本体部１１と、この本体
部１１の外側に突出している筒状の入路１２及び出路１
３を備えている。本体部１１は、水車３の外側を囲繞す
る注水部２と、回転体４を支承する軸７の一端をはめ込
んで保持する軸受け孔１１ｂを有している。

【００１５】リング状壁部２は、入路１２から浸入して
きた水の流路を絞り、水の勢いを強くして水車３の羽根
部材３１に吹き付けてぶつけ、かつ羽根部材３１にぶつ
かった後の水を出路１３へ導くためのものである。この
リング状壁部２は、本体ケース１に一体的に形成された
複数の壁（図示省略）と、これらの壁の先端側に被せら
れるカバー１５から構成される。そして、複数の壁の先
端側にカバー１５を被せることにより、その周壁には水
車３の羽根部分３１に流量を絞って流体を吹き付ける複
数の射出孔２２が形成される。

【００１６】本体ケース１には、カップ状ケース５及び
カップ状ケース５の外側に密着固定されたステータ部６
の軸方向一端側をはめ込むための構造を有する凹部が設
けられている。凹部の底面は、本体ケース１とカップ状
ケース５との間に配置されるドーナツ形状のカバー１５
の平面部１５ａを載置するための部位となっている。こ
の底面の中心部位は、本体ケース１側の流体通路とカッ
プ状ケース５の内部空間とを連通するために孔となって
おり、この孔によってカップ状ケース５の内部空間が流
体通路の入路１２及び出路１３と連通されている。

【００１７】カップ状ケース５は、非磁性のステンレス
製部材で形成されており、絞り加工によって最外周部と
なる鍔部５ｂと、鍔部５ｂの内側に連続して形成された
外側円筒状部５ａと、この外側円筒部５ａの内側に配置
され水が浸入する内部空間とステータ部６とを隔絶する
隔壁部５ｃと、対向壁５ａと隔壁部５ｃとを連結する連
結面部５ｄと、底部５ｅとが形成されたものとなってい
る。

【００１８】そして、このように構成されたカップ状ケ
ース５は、上述した本体ケース１の凹部内に、カバー１
５の平面部１５ａを挟み込みながらはめ込まれる。外側
円筒部５ａの外側には、Ｏリング８が配置される。Ｏリ
ング８は、この外側円筒部５ａによって径方向外側に押
圧を受けながら、この外側円筒部５ａと凹部の内壁とに
よって挟持される。底部５ｅには、水車３及び回転体４
を支承する軸７の他端をはめ込む軸受け孔５ｆが形成さ
れている。このカップ状ケース５は、本体ケース１内を
通過する水からステータ部６を隔離すると共に、本体ケ
ース１外への水の流出を防止するためのものとなってい
る。

【００１９】なお、本体ケース１に形成された入路１
２、出路１３及びこれらを連結する本体部１１は、蛇口
やバルブ等から構成される水栓装置（図示省略）の流体
通路の一部に配設されるものとなっており、流体源から
入路１２へ入り込んできた流体が本体部１１の内部に配
置された注水部２を通過して出路１３から吐出されるよ
うになっている。なお、流体は、この通過の際に水車３
に回転力を与える。

【００２０】なお、上述したように、カップ状ケース５
を本体ケース１にはめ込み、その外側にステータ部６を
配置した後は、カップ状ケース５及びステータ部６を覆
うように樹脂ケース９が被せられる。この樹脂ケース９
には、ステータ部６から半径方向外側に突出するように
設けられた端子部６ａを覆うフード部９ｂが設けられて
いる。そして、このフード部９ｂには、端子部６ａに一
端が接続されたリード線６ｂの他端側を外部へ引き出す
ための引き出し部９ｃが設けられている。この引き出し
部９ｃには、外部とステータ部６とを封止するシール剤
（図示省略）が充填され、外部から引き出し部９ｃを通
ってステータ部６へ水が浸入するのを防止する構造とな
る。なお、この樹脂ケース９は、本体ケース１にネジ止
め固定されている。この構成は、カップ状ケース５及び
ステータ部６の本体ケース１からの脱落や固定状態から
の位置ズレ等を防止するためのものとなっている。

【００２１】上述の注水用のリング状壁部２の内側に配
置された水車３は、所定流量の流体通過に伴って回転す
るものとなっている。図２に示すように、水車３は、上
述の軸７に挿通された回転中心部３３と、この回転中心
部３３に内周端部が接続された羽根部材３１とから構成
されている。なお、図２は、水車３及び回転体４を示す
図で、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が（Ａ）を矢示Ｂから見
た平面図、（Ｃ）が（Ａ）を矢示Ｃから見た底面図であ
る。

【００２２】羽根部材３１は、各射出孔２２から射出さ
れる水の圧力を受けやすいように途中部分が湾曲してい
る。このため、水車３は、入路１２に入り込み各射出孔
２２で絞られて圧力を高められた流体が羽根部材３１に
勢い良くぶつかり、その水力で軸７を回転中心として回
転するようになっている。なお、羽根部材３１にぶつけ
られた水は、上述したように空間内で循環した後、出路
１３側へ移動する。

【００２３】回転中心部３３は、軸７に摺動回転する円
筒状の小筒部３３ａと、この小筒部３３ａより径の大き
い大筒部３３ｂと、両筒部３３ａ，３３ｂを軸方向にお
ける両端部分でそれぞれ連結した複数の骨部３３ｃから
形成されている。なお、両筒部３３ａ，３３ｂの間は軸
方向に貫通された中空となっており、水車３側の各骨部
３３ｃ間の隙間を入り口とし、回転体４側の各骨部３３
ｃ間の隙間を出口とした貫通空部３３ｄとなっている。
この貫通空部３３ｄは、水車３に射出される水を上述の
入り口から入れて出口から出すことにより、水車３及び
水車３に連結されている回転体４が配置されている空間
内に循環させ、水車３及び回転体４の回転を滑らかにす
る。回転体４は、水車３と一体的に形成されており、水
車３と同軸上に配置されている。このため、回転体４は
水車３が水力によって回転すると、水車３と一体的に軸
７を回転中心として回転する。

【００２４】このように水車３に連結され水車３と共に
回転する回転体４は、ステータ部６に対向配置されたロ
ータ部となっており、その面には円筒状のロータマグネ
ットＭｇがはめ込まれている。このロータマグネットＭ
ｇの外周面には、多極着磁がなされている。そして、こ
の外周面が、カップ状ケース５の隔壁部５ｃを通してス
テータ部６に対向配置されている。このため、回転体４
は、水車３と共に回転する場合、ステータ部６に対して
相対回転するようになっている。

【００２５】ステータ部６は、軸方向に重ねると共に位
相をずらして配置された２つの層６ｃ，６ｄで構成され
ている。このようにステータ部６を２層で構成すること
により、各層６ｃ，６ｄが互いのディテントトルクを打
ち消し合い、全体としてロータマグネットＭｇとステー
タ部６との間に発生するディテントトルクを低減するも
のとなる。なお、各層６ｃ，６ｄは、それぞれ外ステー
タコア（重ねた状態において外側に配置されている）６
１と、内ステータコア（重ねた状態において内側に配置
されている）６２と、コイルボビンに巻回されたコイル
６３とを備えている。

【００２６】そして、本実施の形態では、各層６ｃ，６
ｄの隣り合って配置される内ステータコア６２，６２同
士の間は、磁気的に絶縁されている。また、各層６ｃ，
６ｄの各外ステータコア６１，６１は、共に略カップ形
状で構成されており、外側の端部同士が接続されて磁気
的に連結された状態となっている。これらの構成も、各
層６ｃ，６ｄに発生する互いのディテントトルクを打ち
消し合う力をより引き出し、ディテントトルクを低減す
る効果を奏するものとなる。なお、コイル６３の巻き始
め部分及び巻き終わり部分は、外ステータコア６１，６
１の接続部位に形成された窓（図示省略）から外ステー
タコア６１，６１の外側に引き出され、それぞれ端子部
６ａに接続されている。

【００２７】外ステータコア６１は、絞り加工によって
形成されたカップ形状の部材の中心部分を切り起こして
形成した複数の極歯６１ａを有している。これらの各極
歯６１ａは略台形形状で形成されていると共に、ロータ
マグネットＭｇの外周面に対向するように周方向に等間
隔に配置された櫛歯状のものとなっている。また、内ス
テータコア６２も同様に、複数の極歯６２ａを有してお
り、これらの極歯６２ａは、ロータマグネットＭｇの外
周面に対向するように周方向に等間隔に配置された櫛歯
状のものとなっている。そして、両ステータコア６１，
６２を重ね合わせて配置すると、各ステータコア６１，
６２に設けられた各極歯６１ａ，６２ａが千鳥状に交互
に周方向に配置される。

【００２８】このように構成されたステータ部６は、カ
ップ状ケース５の隔壁部５ｃの外側部分にはめ込まれて
いる。このため、このステータ部６の各極歯６１ａ，６
２ａと、回転体４の着磁部との間には磁束が流れてい
る。上述したように水車３と共に回転体４が回転する
と、この磁束の流れに変化が生じ、この流れの変化を防
止する方向にコイル６３に誘起電圧が発生する。この誘
起電圧は、端子部６ａから取り出される。このような形
で取り出された誘起電圧は、回路により直流に変換さ
れ、所定の回路（図示省略）を通して整流され電池に充
電される。

【００２９】なお、本実施の形態では、図３及び図４に
示すように、隣接する極歯６１ａ，６２ａ間の周方向に
おける隙間Ｇ２は０．６ｍｍに設定されている。一方、
各極歯６１ａ，６２ａと上述したカップ状ケース５の隔
壁部５ｃを挟んでその内側に配置されるロータマグネッ
トＭｇの外周面との間に形成される径方向の磁気的な隙
間Ｇ１は、０．７ｍｍに設定されている。すなわち、周
方向の隙間Ｇ２は径方向の磁気的な隙間Ｇ１よりやや小
さい程度の寸法に設定されており、従来の小型水力発電
装置における各極歯間の隙間に比して非常に狭く形成さ
れている（従来は、通常、各極歯間の周方向における隙
間が１．５ｍｍ以上に設定されている）。

【００３０】そのため、ディテントトルクが小さいもの
となり、少量の流水で水車３がスムーズに回転可能とな
る。すなわち、図５に示すように、各極歯間の隙間Ｇ２
が広くなると、ロータマグネットＭｇとステータ間に発
生するディテントトルクが大きくなる。具体的には、上
述の磁気的な隙間Ｇ１を０．７ｍｍと設定した際に隙間
Ｇ２が約１．１ｍｍ以上となると急激にディテントトル
クが大きくなる。そのため、ディテントトルクを低減す
るという観点から鑑みると、各極歯間の隙間Ｇ２は少な
くとも約１．１ｍｍ以下、隙間Ｇ１の寸法の１．５倍以
下程度とするのが望ましい。

【００３１】なお、隙間Ｇ２を狭く構成すると、極歯面
積が大きくなり、ロータマグネットＭｇから各極歯６１
ａ，６２ａに到達する有効磁束が大となり水車３の回転
を効率よく発電力に変化させることが可能となる。すな
わち、図６に示すように、各極歯間の隙間Ｇ２が広くな
ると、具体的には上述の磁気的な隙間Ｇ１を０．７ｍｍ
と設定した際に隙間Ｇ２が１．６ｍｍ以上となると急激
に有効磁束が減少する。そのため、この有効磁束の観点
から鑑みて、各極歯間の隙間Ｇ２は、少なくとも１．６
ｍｍ以下に設定するのが望ましい。なお、ディテントト
ルクの低減及び有効磁束の確保を共に満足するために
は、周方向の隙間Ｇ２を磁気的な隙間Ｇ１の寸法の１．
５倍以下程度とする必要があり、本発明ではこの値を採
用するものとする。

【００３２】また、本実施の形態では、極歯間の隙間Ｇ
２を狭めると共に、上述したその他の種々の構成によ
り、ディテントトルクを小さくしている。以下に、この
ような工夫が施されていない従来のものと、少なくとも
各極歯間の隙間Ｇ２を狭めた構成を有する本発明の小型
水力発電装置の各実施例との違いを、図７を用いて説明
する。

【００３３】図７の（１）〜（６）で示した各グラフ
は、以下に示す各タイプの小型水力発電装置の電気角
（位相差）とディデントトルクとの関係を示したもので
ある。（１）は、各極歯間の隙間が大きく（１．５ｍｍ
以上）かつステータ部を上述の実施の形態のように２層
とせず１層で構成した従来の小型水力発電装置のもので
ある。（２）は、各極歯間の隙間が大きく（１．５ｍｍ
以上）かつステータ部を上述の実施の形態のように２層
とした小型水力発電装置のものである。（３）〜（６）
は、それぞれ本発明の実施例の１つであり各極歯間の隙
間が狭く（０．６ｍｍ程度）構成されている。（３）
は、ステータ部を上述の実施の形態のように２層とせず
１層で構成した小型水力発電装置のものである。（４）
は、ステータ部を上述の実施の形態のように２層とした
小型水力発電装置のものである。（５）は、（４）の構
成に加え、２層の各内ステータコア間を磁気的に絶縁し
たものである。（６）は、（５）の構成に加え、２層の
各外ステータコアの外側部分を接触させ磁気的に連結し
たものである。

【００３４】図７に示すように、（１）は正弦波形で構
成されているもののその波形が大きく、ディテントトル
クが非常に大きい。そのため、少量の流水では水車が回
転しなかったり、回転したとしてもスムーズには動作が
なされない等の不具合が生じる。また、（２）はステー
タ部を２層にしたため、ステータ部が１層で構成された
ものに比して波形自体は小さくなり、ディテントトルク
は小さくなるが波形が正弦波とはなっておらず、このた
めスムーズな回転が期待できない。また、以下に説明す
る（３）〜（６）と比較すると、ディテントトルクも決
して小さいとはいえない。

【００３５】（３）は２層と比較するとディテントトル
クが大きくなる１層タイプではあるが、各極歯間の隙間
を小さくしたことによりディテントトルクが大幅に低減
されている。加えて、正弦波形に近い形状となっている
ため、水車３がスムーズに回転可能となる。（４）はス
テータ部が２層で構成されているため、（３）と比較す
るとさらにディテントトルクが小さくなっており、水車
３がさらにスムーズに回転するようになっている。な
お、（５）及び（６）は、（３）及び（４）と比較する
と、さらにディテントトルクが低減される。

【００３６】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形
実施可能である。例えば、上述の実施の形態の小型水力
発電装置では、両内ステータコア６２，６２間を磁気的
に絶縁すると共に、両外ステータコア６１，６１を外周
部分で磁気的に接続し、これによってディテントトルク
のさらなる低減を実現しているが、これらの両構成はな
くても良い。

【００３７】また、上述の実施の形態では、各極歯６１
ａ，６２ａ間の隙間を狭く構成したため、組み立て誤差
等により両極歯６１ａ，６２ａが接触してしまう恐れが
あるが、この接触を避けるため各極歯６１ａ，６２ａ間
にスペーサーを設けるようにしても良い。また、上述の
実施の形態では、発電部となるステータ部６を２層式の
ステッピングモータ式としたが、発電部は１層式でも良
い。

【００３８】また、上述の実施の形態では、図４に示す
ように、各極歯６１ａ，６２ａを略台形形状とし、これ
によりさらにディテントトルクを低減させると共により
有効磁束を確保したが、各極歯６１ａ，６２ａの形状
は、特に略台形形状としなくても良く、矩形や三角形状
としても良い。この場合、上述の実施の形態で説明した
各極歯を略台形形状としたものと比べると、ディテント
トルクの低減及び有効磁束の確保という点で劣るが、各
極歯間の周方向における隙間を狭く構成すれば、従来技
術の小型水力発電装置と比べると効果が生じる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の小型水力発電装置によれば、ス
テータ部の隣接する極歯間の周方向における隙間を各極
歯とロータマグネットとの径方向における隙間の１．５
倍以下に設定したことを特徴としている。このように極
歯間の隙間を従来より大幅に狭くすることにより、ディ
テントトルクが小さくなり、少量の流水でもスムーズに
水車及び回転体が回転し、効率よく発電を行うことが可
能となる。また、この構成により有効磁束も大となるた
め、水車の回転を効率よく発電力に変化させることがで
き、少量の流量で効率よく発電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の小型水力発電装置の縦断
面図である。

【図２】水車及び回転体の構成を示す図で、（Ａ）は図
１と同方向から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）を矢示Ｂ方
向から見た平面図、（Ｃ）は（Ａ）を矢示Ｃ方向から見
た底面図である。

【図３】図１の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図１に示した小型水力発電装置の極歯部分を展
開した展開図である。

【図５】小型水力発電装置の各極歯間の周方向における
隙間とディテントトルクとの関係を示した図で（１）は
ステータ部が１層式の場合、（２）はステータ部が２層
式の場合をそれぞれ示したグラフである。

【図６】小型水力発電装置の各極歯間の周方向における
隙間と有効磁束との関係を示したグラフである。

【図７】従来技術の小型水力発電装置と本発明の各実施
例における小型水力発電装置との電気角とディテントト
ルクとの関係を比較するための図で、（１）は各極歯間
の隙間が大きくかつステータ部を１層で構成した従来の
タイプ、（２）は各極歯間の隙間が大きくかつステータ
部を２層としたタイプ、（３）はステータ部を１層で構
成した本発明の小型水力発電装置の一実施例、（４）は
ステータ部を２層とした本発明の他の実施例、（５）は
（４）の構成に加え２層の各内ステータコア間を磁気的
に絶縁したタイプ、（６）は（５）の構成に加え２層の
各外ステータコアの外側部分を接触させ磁気的に連結し
たタイプをそれぞれ示したグラフである。

【符号の説明】

１本体ケース３水車４回転体（ロータ部）６ステータ部６１外ステータコア６２内ステータコア６１ａ，６２ａ極歯Ｍｇロータマグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H074 AA01 AA12 BB09 BB10 BB11 CC11 CC43 5H002 AA01 AA09 AB06 AE02 5H621 BB09 GA07 GA12 GA13 GA16 GB09 HH01 JK07 JK14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体通路を備えた本体ケースと、上記流
体通路に配設され所定流量の流体通過に伴って回転する
水車を備えると共に、この水車に連結され水車と共に回
転する回転体をステータ部に対向配置させたロータ部と
し、このロータ部を上記流体の通過に伴って上記ステー
タ部に対して相対回転させることにより電力を発生させ
る小型水力発電装置において、上記ステータ部は、上記
ロータ部のロータマグネットの外周面に対向するように
周方向に等間隔に配置された櫛歯状の極歯を有し、隣接
する極歯間の周方向における隙間を、各極歯と上記ロー
タマグネットとの径方向における隙間の１．５倍以下に
設定したことを特徴とする小型水力発電装置。
【請求項２】前記ステータ部は、位相をずらした２層
のステータ部から構成されたことを特徴とする請求項１
記載の小型水力発電装置。
【請求項３】前記２層のステータ部の隣り合うステー
タコア間を磁気的に絶縁したことを特徴とする請求項２
記載の小型水力発電装置。
【請求項４】前記２層のステータ部をそれぞれ覆うよ
うに配置された２つのステータケースを設け、これら２
つのステータケースは磁気的に接続されていることを特
徴とする請求項３記載の小型水力発電装置。
【請求項５】前記極歯は、各々略台形形状で形成され
ていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項
記載の小型水力発電装置。