JP2012237300A - Power generating apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact power generating apparatus with less noise, which effectively utilizes rolling of a ship or the like and is easily installed.SOLUTION: When a weight 5 of the power generating apparatus is moved from the right to the left, upper and lower two sprockets 3-2, 3-3 attached to the weight 5 are also moved to the left together with the weight 5. However, by the action of rotational resistance of a generator 2 and a ratchet in each sprocket, the upper sprocket 3-2 is moved to the diagonally right rear upper part against a spring incorporated in a sprocket attaching part. Thus, a chain 7 is fitted between a chain braking projection 4a and the sprocket 3-2. The upper chain 7 is pulled to the left together with the weight 5 by this fitting. In this condition, the lower sprocket 3-3 makes the chain run in the right direction while being turned clockwise by the action of the incorporated ratchet, and drives the generator counterclockwise.

Description

海上における船舶のように、揺動する場所において、揺動を用いて発電する発電装置に関する。  The present invention relates to a power generation apparatus that generates electric power by using rocking in a rocking place like a ship at sea.

波のような揺動を活用する発電は、多くの方法が開発されているが大がかりなものが大多数で、小型のものでは船舶が航行するための浮標などの信号灯が一般的である。
大型の装置では、揺動によるエネルギーで圧電フィルムを緊張と弛緩で発電(例えば特許文献1参照)するものや、タービンを用いて発電する方法が開発されている。
小型のものでは、ブイなどで圧電素子に鋼球を衝突する方法(例えば特許文献2参照)が開発されている。
Many methods have been developed for power generation utilizing oscillation such as waves, but most of them are large-scale, and small ones generally use signal lights such as buoys for navigating ships.
In a large apparatus, a method of generating electricity by tension and relaxation of a piezoelectric film with energy generated by rocking (see, for example, Patent Document 1) and a method of generating electricity using a turbine have been developed.
In the case of a small size, a method (for example, see Patent Document 2) in which a steel ball collides with a piezoelectric element with a buoy or the like has been developed.

特開 平7−216859  JP 7-216859 A 実開 平7−30558  Hei 7-30558

しかし、手軽に設置して使用する小型船舶などに適した波のエネルギーを用いるものがないので、開発が望まれている。  However, since there is nothing that uses wave energy suitable for small ships that are easily installed and used, development is desired.

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、船舶などの揺動を有効に利用する騒音の少ない小型で容易に設置できる発電装置を提供することを目的とする。  The present invention has been made based on such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a small-sized and easily installed power generation device that effectively uses swinging of a ship or the like.

上記の目的を達成するため、本発明によると、揺動によって装置内の錘が移動することで、可変速型でインバータ回路を有する発電機を、チェーンとスプロケット、或いはベルトとプーリーで駆動する発電装置が提供される。
上記の発電機を駆動する錘は、どの方向に動揺しても前記発電機を同一方向に回転させるラチェットとバネ機構を内蔵するチェーン嵌着装置を有しているものが提供される。
また、揺動方向によって本装置の設置方向を選べるよう、容易に前記発電装置の方向を変更できる器具が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a generator in a variable speed type having an inverter circuit is driven by a chain and a sprocket or a belt and a pulley by moving a weight in the apparatus by swinging. An apparatus is provided.
The weight for driving the generator is provided with a chain fitting device incorporating a ratchet and a spring mechanism for rotating the generator in the same direction regardless of which direction is shaken.
Moreover, the instrument which can change the direction of the said electric power generating apparatus easily so that the installation direction of this apparatus can be selected with a rocking | fluctuation direction is provided.

小型船舶などの揺動する部分に手軽に設置でき、揺動によるエネルギーを電力に変換するだけでなく、発電するエネルギー相当分、上記錘によって揺動が緩和される。
例えば小型の船舶に設置すれば、揺動の緩和によって居住性の向上につながり、発電を停止して錘を固定すれば、バランス・ウエイトの役割を果たす。
揺動するもの、或いは場所であれば、手軽に設置し電力を得ることができる。
It can be easily installed on a swinging part of a small ship and the like, and not only converts the energy generated by the swinging into electric power, but also reduces the swinging by the weight corresponding to the energy generated.
For example, if it is installed on a small ship, it will lead to improved habitability by relaxing the swing, and if it stops power generation and fixes the weight, it plays the role of balance weight.
If it is a rocking thing or a place, it can be installed easily and electric power can be obtained.

駆動用にチェーンとスプロケットを用いた場合の発電装置の断面図。  Sectional drawing of an electric power generating apparatus at the time of using a chain and a sprocket for a drive. 図1を上方より見た断面図。  Sectional drawing which looked at FIG. 1 from upper direction. 発電装置の設置方向を変更するためのレバー操作の説明図。  Explanatory drawing of the lever operation for changing the installation direction of an electric power generating apparatus. 揺動方向によってチェーンを嵌着する部位を変えて、チェーンの回転方向を同一方向に維持する機構の詳細図で(a)錘内のスプロケット、(b)前記が内蔵するバネ機構、(c)スプロケットとバネの関連を示す。  FIG. 4 is a detailed view of a mechanism for maintaining the same rotational direction of the chain by changing the part where the chain is fitted according to the swinging direction; (a) a sprocket in the weight; (b) a spring mechanism built in the above; (c) The relationship between sprockets and springs is shown. チェーンの張りを調節する緊張装置の詳細図。  The detail drawing of the tension device which adjusts the tension of a chain. チェーン嵌着装置のスプロケットが内蔵するラチェットを表す。  Represents a ratchet built in the sprocket of the chain fitting device.

図1及び図2は本発明の好ましい実施形態による発電装置1を示す。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。(各図は、ローラーチェーンとスプロケットを用いて駆動しているものだけ示しているが、ベルトとプーリーを用いても、同様に発電機を駆動することができる)
発電機2を駆動する装置は、チェーン7と、4つのスプロケットと、上下に車輪6を有する錘5と、チェーン緊張装置11と、発電機2で構成される。ここで、チェーン7は、全てのスプロケットに嵌合している。そして、錘5は、動揺によって発電装置1の底部1−2を車輪6で走行する。錘上部の車輪6は、大きな上下の衝撃が発生した場合にも安定して錘5を走行させるためのものである。
また、錘5に装着されているスプロケット3−2、3−3は、上下に配され、それぞれのスプロケットの上部にチェーン7が嵌合しており、錘5を上下に分割する分離塊5aの上下の空間をチェーン7が貫通している。錘5内のスプロケットにはラチェットが内蔵されていて、上部スプロケット3−2は反時回り、下部スプロケット3−3は時計回りにのみ回転可能である。
発電機2は、反時計回りの回転でのみ発電する回路となっている。すなわち、反時計回りの回転方向では、回転エネルギーを電気エネルギーに変換するため機械的な抵抗が発生して、この方には回転し難くなる。
1 and 2 show a power generator 1 according to a preferred embodiment of the present invention. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. (Each figure shows only what is driven using a roller chain and sprocket, but the generator can be driven in the same way using a belt and pulley)
The device for driving the generator 2 includes a chain 7, four sprockets, a weight 5 having wheels 6 on the top and bottom, a chain tensioning device 11, and the generator 2. Here, the chain 7 is fitted to all the sprockets. The weight 5 travels on the wheel 6 on the bottom 1-2 of the power generator 1 by shaking. The wheel 6 on the upper part of the weight is for stably running the weight 5 even when a large vertical impact occurs.
Further, the sprockets 3-2 and 3-3 mounted on the weight 5 are arranged up and down, and the chain 7 is fitted to the upper part of each sprocket, and the separation block 5a that divides the weight 5 up and down is formed. The chain 7 penetrates the upper and lower spaces. A ratchet is built in the sprocket in the weight 5, the upper sprocket 3-2 rotates counterclockwise, and the lower sprocket 3-3 can rotate only clockwise.
The generator 2 is a circuit that generates power only by counterclockwise rotation. That is, in the counterclockwise direction of rotation, mechanical resistance is generated because the rotational energy is converted into electric energy, and it becomes difficult to rotate in this direction.

上記の条件下で、例えば、図1及び図2において錘5が右から左に移動すると、錘5に装着されている上下2個のスプロケット3−2,3−3も錘5と共に左に移動するが、発電機2の回転抵抗と、スプロケット内のラチェットの作用で上部のスプロケット3−2は、このスプロケット装着部に内蔵しているバネに抗して、斜め右後方上部に移動する。そのため、チェーン制動突起4aとスプロケット3−2の間にチェーン7が嵌着する。こうして、この嵌着により、上側チェーン7は、錘5と共に静止突起1−3に錘5が接するまで左に引っ張られる。
このとき、下部のスプロケット3−3は、内蔵するラチェットの回転方向にあり、時計回りに回転している。すなわち、下側チェーン7は、右方向に走行して、発電機2の反時計回りの回転を妨げない。
次に、発電装置1の傾斜が右傾斜になると、これまでのチェーン7の緊張が緩み、スプロケット3−2の軸を、斜め左下部から引っ張っていたバネの張力で、上部スプロケット3−2によるチェーン7の嵌着状態が解除され、スプロケット3−2が反時計回りに回転しながら錘5と共に右に移動することで、上側チェーン7は、左に走行する。
一方、下部スプロケット3−3は、チェーン7の抵抗で、斜め左後方上部に引っ張られて、チェーン制動突起4bにチェーン7を嵌着させ、錘5と共に右の静止突起1−3に接するまで移動する。
すなわち、チェーン7は下部の嵌着部に引っ張られて、発電機2の反時計回りの回転を維持する。
上記のように、本発明の発電装置1が、左右どちらに傾斜しても、発電機2に反時計方向の回転力を与えて発電させることを特徴としている。
Under the above conditions, for example, when the weight 5 moves from right to left in FIGS. 1 and 2, the two upper and lower sprockets 3-2 and 3-3 attached to the weight 5 also move to the left together with the weight 5. However, the upper sprocket 3-2 moves diagonally to the upper right rear against the spring built in the sprocket mounting portion by the action of the rotation resistance of the generator 2 and the ratchet in the sprocket. Therefore, the chain 7 is fitted between the chain braking protrusion 4a and the sprocket 3-2. Thus, by this fitting, the upper chain 7 is pulled leftward together with the weight 5 until the weight 5 contacts the stationary protrusion 1-3.
At this time, the lower sprocket 3-3 is in the rotation direction of the built-in ratchet and is rotating clockwise. That is, the lower chain 7 travels in the right direction and does not hinder the counterclockwise rotation of the generator 2.
Next, when the power generator 1 is tilted to the right, the tension of the chain 7 so far is relaxed, and the spring of the sprocket 3-2 is pulled from the lower left side by the upper sprocket 3-2. The upper chain 7 travels to the left as the chain 7 is released and the sprocket 3-2 moves to the right together with the weight 5 while rotating counterclockwise.
On the other hand, the lower sprocket 3-3 is pulled to the left rear upper part by the resistance of the chain 7, and the chain 7 is fitted to the chain braking protrusion 4b and moved together with the weight 5 until it contacts the right stationary protrusion 1-3. To do.
That is, the chain 7 is pulled by the lower fitting portion and maintains the counterclockwise rotation of the generator 2.
As described above, the power generation device 1 of the present invention is characterized in that, regardless of whether it is inclined to the left or right, the generator 2 is caused to generate power by applying a counterclockwise rotational force.

本発明の装置を小型船舶に設置した場合、進行方向と海面状況によって揺動方向が変わるので、本発明の発電装置1の設置方向を容易に変更できるよう、通常は脚12−5で床に設置している本装置を、床から浮かす器具を有している。図1から図3で、本装置の設置方向の変更方法を説明する。
前記の器具は、レバー12−1と、支点12−2と、車輪12−3と、板バネ付固定ピン12−4を有する。また、発電装置カバー1−1上部には、蓋がついた覗き窓1−4を有し、発電機2の軸端には、ハンドル2−1を取り付けることができる構造となっている。(図2は、ハンドル2−1を発電機2に取付けたところを表す)
そこで、発電装置1の方向を変えるときは、レバー側面において、バネの作用で穴12−4’に押し込まれている板バネ付固定ピン12−4を引き上げ、レバー12−1を、支点12−2を枢軸にして押し下げると、発電装置1下部の空間に、板バネ付固定ピン12−4がバネの作用で再びレバー12−1を固定してくれる。{図3(a)から図3(b)の状態にする}
発電装置1を、レバーの車輪12−3で、安定して支えるため、板バネ固定ピン12−4を用いるだけでなく、車輪12−3の固定位置を、支点12−2の直下になる手前にして、常に板バネ付固定ピン12−4と支点12−2にも荷重がかかる状態を維持させている。
上記の状態で、ハンドル2−1で発電機2の軸を回転して、錘5を覗き窓1−4から見える位置に移動し、ハンドル2−1の板バネ2−3のバネの作用でピン2−2を発電装置カバー1−1に差し込んでハンドル2−1を固定する。
錘5の移動で、重心がレバーによる方向転換装置に乗った状態にし、レバー12−1とハンドル2−1を固定して、発電装置1の方向を安全に変えることができる。
When the apparatus of the present invention is installed in a small vessel, the swinging direction changes depending on the traveling direction and the sea surface condition, so that the installation direction of the power generation apparatus 1 of the present invention can be easily changed, usually with a leg 12-5 on the floor. It has a device that floats the installed device from the floor. A method of changing the installation direction of the apparatus will be described with reference to FIGS.
The instrument has a lever 12-1, a fulcrum 12-2, wheels 12-3, and a fixed pin 12-4 with a leaf spring. Further, the top of the power generator cover 1-1 has a viewing window 1-4 with a lid, and a handle 2-1 can be attached to the shaft end of the generator 2. (FIG. 2 shows the handle 2-1 attached to the generator 2)
Therefore, when changing the direction of the power generator 1, on the side of the lever, the leaf spring fixing pin 12-4 pushed into the hole 12-4 'by the action of the spring is pulled up, and the lever 12-1 is moved to the fulcrum 12- When the shaft 2 is pushed down, the fixing pin 12-4 with leaf spring fixes the lever 12-1 again in the space below the power generator 1 by the action of the spring. {From FIG. 3 (a) to FIG. 3 (b)}
In order to stably support the power generation device 1 with the lever wheel 12-3, not only the leaf spring fixing pin 12-4 is used, but also the fixing position of the wheel 12-3 is just before the fulcrum 12-2. Thus, the state where the load is always applied to the fixed pin 12-4 with the leaf spring and the fulcrum 12-2 is maintained.
In the above state, the shaft of the generator 2 is rotated by the handle 2-1, the weight 5 is moved to a position where it can be seen from the viewing window 1-4, and the spring of the leaf spring 2-3 of the handle 2-1. The pin 2-2 is inserted into the power generator cover 1-1 to fix the handle 2-1.
With the movement of the weight 5, the center of gravity is placed on the direction changing device using the lever, the lever 12-1 and the handle 2-1 are fixed, and the direction of the power generation device 1 can be changed safely.

図4にて錘内部のスプロケットとスプロケットを装着する装置内部のバネ8の動作を説明する。
図(a)では上部のスプロケット3−2が制限突起4aと共にチェーン7を嵌着している。このとき、スプロケット軸3aは、スライディングスペース9a内を、固定軸3cとスプロケット軸3aの軸受3bに、バネ端8aで取付けられて緊張している緊張バネ8に抗して、右斜め上方端に位置{図(b)参照}し、チェーン7を制限突起4aに押し付けている。
一方、下部スプロケット3−3は、チェーン7が右方向に走行しているため、スライディングスペース9bの下端に位置して、制限突起4bとスプロケット3−3は、離隔が保たれているためチェーン7の走行を妨げることはない。
スプロケット軸3aは、スライディングスペース9a、9bをスライドするとき、留め具9−1と留め具9−2よって滑らかにスライドする。
上記の機構は、点検スペース10a、10bから容易に点検できる{図(c)参照}。
The operation of the spring 8 inside the apparatus for mounting the sprocket and the sprocket inside the weight will be described with reference to FIG.
In the figure (a), the upper sprocket 3-2 is fitting the chain 7 together with the restricting projection 4a. At this time, the sprocket shaft 3a is placed in the sliding space 9a at the diagonally upper right end against the tension spring 8 attached to the fixed shaft 3c and the bearing 3b of the sprocket shaft 3a by the spring end 8a and being in tension. The position {see FIG. (B)} and the chain 7 is pressed against the restricting projection 4a.
On the other hand, the lower sprocket 3-3 is located at the lower end of the sliding space 9b because the chain 7 is traveling in the right direction, and the separation projection 4b and the sprocket 3-3 are kept apart from each other. Will not interfere with the running.
The sprocket shaft 3a smoothly slides by the fasteners 9-1 and 9-2 when sliding in the sliding spaces 9a and 9b.
The above mechanism can be easily inspected from the inspection spaces 10a and 10b {see FIG. (C)}.

図5にて、チェーン7の張り具合を調節するチェーン緊張装置11を説明する。この装置の主要構成部材は調節ネジ11−1とスプロケット軸3aで、調節ネジ11−1は、留め具11−3とワッシャ11−4で移動することなく、その位置を維持しながら回転する。このネジ部11−2は、スプロケット軸3aと嵌合しており、調節ネジ11−1の回転方向で、スプロケット軸3aが移動することで、チェーン7の緊張を調節する。調節ネジ11−1を調節するときは、図面で発電装置カバー1−1左端に位置する調節孔1−1aから調節ネジ端末11−1aを回転させて、チェーン7の緊張具合を調節する。  The chain tensioning device 11 that adjusts the tension of the chain 7 will be described with reference to FIG. The main components of this apparatus are an adjusting screw 11-1 and a sprocket shaft 3a, and the adjusting screw 11-1 rotates while maintaining its position without moving by the fastener 11-3 and the washer 11-4. The screw portion 11-2 is fitted to the sprocket shaft 3a, and the tension of the chain 7 is adjusted by the movement of the sprocket shaft 3a in the rotation direction of the adjusting screw 11-1. When adjusting the adjusting screw 11-1, the tension of the chain 7 is adjusted by rotating the adjusting screw terminal 11-1a from the adjusting hole 1-1a located at the left end of the power generator cover 1-1 in the drawing.

図6では、スプロケット3−2、3−3が内蔵するラチェットを示す。これは一般に用いられるものでよい。図の場合は、反時計回りの回転では、一方のみに折れ曲がるバネを内蔵する爪3d、3eが対応する爪3fに止められることなく、スプロケットが回転している様子を示す。  FIG. 6 shows a ratchet built in the sprockets 3-2 and 3-3. This may be a commonly used one. In the case of the figure, in the counterclockwise rotation, the state where the sprocket is rotating without being stopped by the corresponding claw 3f of the claw 3d, 3e containing the spring that is bent only in one side is shown.

1 発電装置
2 発電機
3−3 上部スプロケット
4a 制限突起
5 錘
6 車輪
7 チェーン
8 バネ
9a スライディングスペース
10a 点検スペース
11 チェーン緊張装置
12−1 レバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Generator 3-3 Upper sprocket 4a Limiting protrusion 5 Weight 6 Wheel 7 Chain 8 Spring 9a Sliding space 10a Inspection space 11 Chain tensioning device 12-1 Lever

Claims (3)

揺動によって装置内の錘が移動することで、可変速型でインバータ回路を有する発電機をチェーンとスプロケット、或いはベルトとプーリーで駆動することを特徴とする発電装置。  A power generator comprising: a variable speed type generator having an inverter circuit driven by a chain and a sprocket, or a belt and a pulley by moving a weight in the apparatus by swinging. 上記の発電機を駆動する錘は、どの方向に動揺しても前記発電機を同一方向に回転させるラチェットとバネ機構を内蔵するチェーン嵌着装置を有することを特徴とする請求項1に記載の発電装置。  The weight for driving the generator includes a chain fitting device including a ratchet and a spring mechanism for rotating the generator in the same direction regardless of which direction is shaken. Power generation device. 揺動方向によって本装置の設置方向を選べるよう、容易に前記発電装置の方向を変更できる器具を有することを特徴とする請求項1及び2に記載の発電装置。  The power generation device according to claim 1 or 2, further comprising an instrument that can easily change the direction of the power generation device so that the installation direction of the device can be selected according to the swinging direction.
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