JP2012510788A - 音波共鳴発電機 - Google Patents

Abstract

本発明は、大きな騷音が多く発生する地下鉄または一般道路のトンネルまたは空港の飛行機離着陸場の周辺に設置され、周辺の騷音を集音して共振器の振動運動に変換し、共振器の振動運動を電気エネルギーに変換して負荷駆動の駆動源として利用するようにした音波共鳴発電機に関する。

Description

本発明は大きな騷音が多く発生する地下鉄または一般道路のトンネルまたは空港の飛行機離着陸場の周辺に設置され、周辺の騷音を集音して共振器の振動運動に変換し、共振器の振動運動を電気エネルギーに変換して駆動源として利用するようにした音波共鳴発電機に関する。

一般に、電気を生産する方法としては、大規模発電設備を備えた火力発電、原子力発電、水力発電、太陽熱発電、風力発電、波力／潮力発電などの多様なエネルギー源から電気を得る技術が開発されており、現在にも多く利用されている。

近年、無公害エネルギーに対する関心が高くなるにつれて、太陽光、風力、潮力、波力などのエネルギー源から電気を得る技術に対する関心が一層高くなっており、エネルギー生産という側面で多様な方法が研究されている。

ところが、音波、つまり音は波長を持つエネルギーの一種として思われるが、このような音波を利用した発電設備はいまだに知られていていない。地下鉄、飛行場またはトンネルではすごく大きな騒音が発生するが、このような騷音は騷音として消滅されているばかり、これを活用することができる方案がなかった。

したがって、本発明の目的は、音波を用いて電気を得るようにした音波共鳴発電機を提供することである。

本発明の他の目的は、地下鉄の地下線路、一般道路のトンネル、飛行場の離着陸場など、大きな騷音が多く発生する所に音波共鳴発電機を設置して、騷音を集音して共鳴させることにより電気を生産し、この電気を用いて自体案内照明に利用するようにした音波共鳴発電機を提供することである。

前記目的を達成するために、周辺の音を集音するための集音管と；集音管の後端に連結され、集音された音を共鳴させるための共鳴タンクと；前記共鳴タンクの外側壁に付着設置され、共鳴タンクを介して伝達される音波の波動に共振して振動を発生する複数の共振器と；永久磁石の磁極が交互に繰り返し配列されて前記各共振器の端部に共振方向に設置され、共振器の共振によって往復運動するように設置されるアクチュエータと；前記アクチュエータの上下にコイルが配設され、前記アクチュエータの往復運動によって誘導される起電力を発生させて出力するステータと；を含んでなる音波共鳴発電機が提供される。

本発明によれば、前記音波共鳴発電機は、前記共振器、アクチュエータ及びステータが設置された共振室が形成されるように前記共鳴タンクの外側に所定間隔で離隔して取り囲むように設置され、前記共鳴タンクを支持するとともに前記ステータを固着し、両端面が開口した外側ケーシングと；前記外側ケーシングの開口した両端面と前記共鳴タンクの間に設置され、前記共振器が設置された共振室を密閉するとともに共振器の共振時に空気の流動ができるようにするダイヤフラムと；前記共鳴タンクの内部に設置され、共鳴タンクの内部領域の容積を調節するための共鳴調節板と；前記共鳴タンクの後端部に露出して設置され、前記共鳴調節板の前進及び後進を調節するための共鳴調節器と；をさらに含む。

本発明によれば、前記集音管は、外側端部が広くて共鳴タンクに連結された内側端部が狭い喇叭管状のもので、喇叭管の内壁に螺旋形突出部が形成されて蝸牛管の形態を取っている。

本発明によれば、前記ステータは誘起される起電力を外部に出力するように構成されて、電圧安定回路と倍電圧回路を介して充電バッテリーを充電させるか、あるいは負荷（例えば、照明灯）の駆動電源に供給されように構成される。

本発明によれば、共鳴発電機は、地下鉄の地下線路の側壁、飛行場または道路のトンネルに設置され、周辺の騷音を集音して電気を生産して負荷を駆動する。集音管に外部音が集音されれば、共鳴タンクの内部に音波が伝達され、共鳴タンクは集音され、伝達された音波によって共鳴することになり、共鳴タンクの外側壁に付着された共振器は共振することになる。

共振器は端部が音波によって振動して共振することになる。この際、共振器の端部に付着されたアクチュエータは共振器の共振によって水平に振動運動する。アクチュエータは複数の磁石を有し、ステータはアクチュエータの上下に配列されたコイルを有するので、アクチュエータが水平に振動すれば、コイルであるステータに磁場によって起電力が誘導されて電力が発生することになる。この電力は外部の電源装置によって充電及び昇圧されて負荷の駆動に用いられる。

前記外側ケーシングによって形成される共振室は両端のダイヤフラムによって密閉され、共振器の共振時に発生する空気の流動ができるようするとともに外部に対する密閉によって外部空気を遮断して安定した共振がなされる。そして、共鳴タンクは共鳴調節板が内部に設置され、共鳴タンクの内部容積を調節して定在波比、つまり最大共振点を調節するようになっている。共鳴調節板は、外部で共鳴調節器を操作して前進及び後進されるため、共鳴タンクの内部領域の容積が適宜調節可能である。

本発明によれば、音を集音し、音によって共鳴されて共振される共振器を設置し、共振器の共振によってアクチュエータを水平に往復運動させてステータコイルに電力を誘導させる方式で電気を生産するものであるので、騷音が多く発生する場所に設置されて騷音を電力に変換して負荷駆動に利用できる音波共鳴発電機が提供される。したがって、地下鉄、トンネル、飛行場などのように騷音が発生する場所に音波共鳴発電機を設置して照明などの駆動電源に利用することができる効果がある。

本発明による音波共鳴発電機の構成を示す断面図である。 本発明による音波共鳴発電機のアクチュエータとステータの構成を示す断面図及び斜視図である。 本発明による音波共鳴発電機のアクチュエータとステータの構成を示す断面図及び斜視図である。 本発明による音波共鳴発電機を示す水平断面図である。

以下、本発明の好適な実施例による音波共鳴発電機を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明による音波共鳴発電機の構成を示す断面図である。

本発明によれば、周辺の音を集音するための集音管１０と；集音管２０の後端に連結され、集音された音を共鳴させるための共鳴タンク２０と；前記共鳴タンク２０の外側壁に付着設置され、共鳴タンク２０を介して伝達される音波の波動に共振して振動を発生する複数の共振器３０と；磁石の磁極が交互に繰り返し配列されて前記各共振器３０の端部に共振方向に設置され、共振器３０の共振によって往復運動するアクチュエータ４０と；前記アクチュエータ４０の上下にコイルが配設され、前記アクチュエータ４０の往復運動によって誘導される起電力を発生させて出力するステータ５０とを含んでなる音波共鳴発電機が提供される。

本発明によれば、前記音波共鳴発電機は、前記共振器３０、アクチュエータ４０及びステータ５０が設置された共振室６１が形成されるように、前記共鳴タンク２０の外側に所定間隔で離隔して取り囲むように設置され、前記共鳴タンク２０を支持するとともに前記ステータ５０を固着し、両端面が開口した外側ケーシング６０と；前記外側ケーシング６０の開口した両端面と前記共鳴タンク２０の間に設置されて、前記共振器３０が設置された共振室６１を密閉するとともに、共振器３０の共振の際、空気の流動ができるようにするダイヤフラム７０と；前記共鳴タンク２０の内部に設置され、共鳴タンク２０の内部領域の大きさを調節するための共鳴調節板８０と；前記共鳴タンク２０の後端部に露出して設置され、前記共鳴調節板８０の前進及び後進を調節するための共鳴調節器９０とをさらに含む。

図２及び図３は本発明による音波共鳴発電機のアクチュエータとステータの構成を示す断面図及び斜視図である。円形ステータブラケットの内部に前記アクチュエータ４０に対応するコイルが配設され、アクチュエータ４０の往復運動によってコイルに電力が誘起されるように構成され、ステータブラケットは外側ケーシング６０に固定設置される。前記アクチュエータは磁石の極性が交互に繰り返されるように配設された複数の磁石を有する。

図４は本発明による音波共鳴発電機の水平断面図である。同図に示すように、共鳴タンク２０の外周面に複数の共振器が設置され、本発明の実施例によって、４方向に前記共振器３０がそれぞれ設置され、各共振器３０にアクチュエータ４０がそれぞれ設置され、アクチュエータ４０ごとに対応するようにステータ５０が設置された構造である。

そして、前記集音管１０は、外側端部が広くて共鳴タンク２０に連結された内側端部が狭い喇叭管状のもので、喇叭管の内壁に螺旋形突出部１１が形成されて蝸牛の形状を取っている。

また、図面に示されてはいないが、前記ステータ５０の出力を安定化させて負荷駆動電源として供給する電源装置がさらに含まれる。

通常、電源装置は、前記ステータの出力を整流回路、電圧安定回路と倍電圧回路などを介して充電バッテリーに充電させるか、あるいは負荷（例えば、照明灯）の駆動電源として供給するように構成される。

本発明によれば、音波共鳴発電機は、地下鉄の地下線路の側壁、飛行場またはトンネルなどに設置され、周辺の騷音を集音して電気を生産して負荷を駆動するように利用される。集音管１０に外部音が集音されれば、共鳴タンク２０の内部に音波が伝達され、共鳴タンク２０は集音されて伝達された音波によって共鳴することになり、共鳴タンク２０の外側壁に付着された共振器３０は共振することになる。集音管１０は、図面に示すように、内壁に螺旋形突出部が形成された蝸牛管形状を有するので、外部から流入する音波が螺旋形突出部を介して共鳴タンク２０に集音される。共振器３０は共鳴タンク２０を介して伝達される音波によって共振器３０の端部が振動して共振することになる。共振器３０は通常の馬蹄形磁石の形態を有する鉄板でなることができる。この際、共振器３０の端部に付着されたアクチュエータ４０は共振器３０の共振によって水平に振動運動することになる。

アクチュエータ４０は、図２に示すように、複数の磁石を有し、ステータ５０はアクチュエータの上下に配列されている。アクチュエータ４０が水平に往復運動で振動すれば、コイルであるステータ５０に磁場によって起電力が誘導されて電力が発生することになる。この電力は外部の電源装置によって充電及び昇圧されて負荷の駆動に用いられる。

前記外側ケーシング６０によって形成される共振室は両端のダイヤフラム７０によって密閉されるので、共振器３０の共振時に発生する空気の流動ができるようにするとともに外部に対する密閉によって気圧変動を遮断して安定した共振がなされることができる。

したがって、本発明による音波共振発電機は、地下鉄、飛行場またはトンネルの騷音を集音管１０によって集音して共鳴タンク２０及び共振器３０を介してアクチュエータ４０を振動させ、ステータ４０によって電気エネルギーに変換させることができる。

１０ 集音管
２０ 共鳴タンク
３０ 共振器
４０ アクチュエータ
５０ ステータ

Claims (5)

1. 周辺の音を集音するための集音管１０と；
   集音管２０の後端に連結され、集音された音を共鳴させるための共鳴タンク２０と；
   前記共鳴タンク２０の外側壁に付着設置され、共鳴タンク２０を介して伝達される音波の波動に共振して振動を発生する複数の共振器３０と；
   永久磁石の磁極が交互に繰り返し配列されて前記各共振器３０の端部に共振方向に設置され、共振器３０の共振によって往復運動するように設置されるアクチュエータ４０と；
   前記アクチュエータ４０の上下にコイルが配設され、前記アクチュエータ４０の往復運動によって誘導される起電力を発生させて出力するステータ５０と；を含んでなることを特徴とする、音波共鳴発電機。
2. 前記音波共鳴発電機は、
   前記共振器３０、アクチュエータ４０及びステータ５０が設置された共振室６１が形成されるように前記共鳴タンク２０の外側に所定間隔で離隔して取り囲むように設置され、前記共鳴タンク２０を支持するとともに前記ステータ５０を固着し、両端面が開口した外側ケーシング６０と；
   前記外側ケーシング６０の開口した両端面と前記共鳴タンク２０の間に設置され、前記共振器３０が設置された共振室６１を密閉するとともに共振器３０の共振時に空気の流動ができるようにするダイヤフラム７０と；
   前記共鳴タンク２０の内部に設置され、共鳴タンク２０の内部領域の容積を調節するための共鳴調節板８０と；
   前記共鳴タンク２０の後端部に露出して設置され、前記共鳴調節板８０の前進及び後進を調節するための共鳴調節器９０と；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の音波共鳴発電機。
3. 前記ステータ５０は、円形ステータブラケットの内部に装着されたコイルを有することを特徴とする、請求項１に記載の音波共鳴発電機。
4. 前記共鳴タンク２０の外周面に沿って４方向に前記共振器３０が設置され、各共振器３０はアクチュエータ４０をそれぞれ有し、アクチュエータ４０に対応するようにステータ５０が設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の音波共鳴発電機。
5. 前記集音管１０は、外側端部が広くて共鳴タンク２０に連結された内側端部が狭い喇叭管状のもので、喇叭管の内壁に螺旋形突出部１１が形成されて蝸牛管の形態を取っていることを特徴とする、請求項１に記載の音波共鳴発電機。