JP2013007273A - 発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電装置2は、回転軸R1を中心とした回転が可能な本体部4と、上記回転が可能なように上記本体部4を支持する支持部6と、上記本体部4の回転エネルギーを電気エネルギーに変換しうる発電機8とを備えている。上記本体部4が流路形成体を有している。この流路形成体の内面14が、流路12を形成している。上記流路形成体の内面14が、上記流路12を流れる液体の衝突によって上記本体部4の上記回転を生じさせるトルク発生面T1を有している。好ましくは、上記流路形成体が管状体10である。好ましくは、上記内面14がこの管状体10の内面である。好ましくは、上記流路形成体の上記内面14において、上記トルク発生面T1とそれ以外の部分とが段差なく連続している。
【選択図】図1
Description
Cx(%)=[(Dmax−Dmin)/Dmax]×100
ただし、Dmaxは、流路全体における断面積の最大値であり、Dminは、流路全体における断面積の最小値である。流路の断面積は、中心軸線Z1に垂直な平面による断面において測定される。
図3において両矢印αで示されているのは、回転軸R1に対するトルク発生面T1の傾斜角度である。この角度αは、回転軸R1を含む仮想平面H1による断面において測定される。より詳細には次の通りである。この角度αの定義では、上記回転軸R1を含む仮想平面H1が考慮される。この仮想平面H1は多数存在するが、トルク発生面T1上の一つの点P1を通る仮想平面H1は一つに決まる。更に、この角度αの定義では、上記仮想平面H1を断面とする上記トルク発生面T1の断面線L1が考慮される。上記点P1における上記角度αは、上記点P1を通る上記断面線L1と上記回転軸R1との成す角度である。トルク発生面T1が曲面である場合、上記断面線L1は、上記点P1における接線とされうる。この角度αは、トルク発生面T1上の各点のそれぞれにおいて定まる。
図8は、角度βを説明するための図である。図8では、トルク発生面T1が破線ハッチングで示されている。この角度βの定義では、上記回転軸R1を中心軸とし且つトルク発生面T1上の点P1を含む仮想円筒面C1が考慮される。この仮想円筒面C1の半径rは、上記点P1の位置によって変化する。この半径rは、回転軸R1と点P1との距離に等しい。更に、この角度βの定義では、上記仮想円筒面C1の周方向S1、及び、上記仮想円筒面C1を断面とする上記トルク発生面T1の断面線L2が考慮される。上記角度βは、上記周方向S1と上記断面線L2との成す角度である。この角度βは、仮想円筒面C1を展開して平面C2とした上で測定される。この平面C2においては、上記周方向S1は直線となる。この平面C2において断面線L2が曲線である場合、角度βは、上記点P1における接線に基づき測定される。この角度βは、プロペラ等における迎え角に相当しうる。この角度βは、トルク発生面T1上の各点のそれぞれにおいて定まる。
(X)直線
(Y)断面線Lx2の両端を結んだ直線がLQとされるとき、断面線Lx2は、直線LQよりも内側に突出しない凹形状である。図9(c)は、この凹形状の一例を示す。この凹形状の曲率は、一定であってもよいし、変化していてもよい。
回転軸R1は、鉛直方向であってもよいし、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。流体の重力エネルギーを効率良く回転エネルギーに変換する観点から、回転軸R1の方向は、鉛直方向に対して±20度以内であるのが好ましく、±10度以内であるのがより好ましい。
上記流路を流れる液体として、上水、下水その他の排水、雨水等が挙げられる。排水として、家庭排水及び工場排水が例示される。家庭排水として、一戸建て住宅からの排水、集合住宅(マンション等)からの排水が例示される。水以外の液体も用いられうる。
本発明の発電装置は、流路を流れる液体を取り込める場所に設置される。この場所として、給水管、排水管、ホース、蛇口等が挙げられる。排水管として、戸建て住宅や集合住宅における生活排水の排水管、下水管、雨樋に接続された排水管等が挙げられる。本発明の発電装置は、小型化が可能なため、一戸建て住宅や集合住宅の排水管に好適に取り付けられ得る。また、この発電装置は、自然環境中で生じる液体の流れを利用することもできる。即ちこの発電装置は、河川、湖沼、滝、海等にも設置されうる。この発電装置は、例えばダム、排水溝等に設置されてもよい。
上記軸受は限定されず、公知の軸受が用いられうる。上記軸受として、転がり軸受、すべり軸受、磁気軸受及び流体軸受が例示される。転がり軸受として、玉軸受、ころ軸受及び針軸受が例示される。ころ軸受として、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受等が挙げられる。汎用性及びコストの観点からは、転がり軸受が好ましく、玉軸受及びころ軸受がより好ましい。
軸受の配置は、前述された発電装置2に記載された形態に限定されない。例えば、図11に示す実施形態のように軸受が配置されてもよい。
発電機は限定されず、公知の発電機が用いられうる。一般的な発電機は、永久磁石と導線とを有し、これら永久磁石又は導線が回転する。電磁誘導の法則により、この回転エネルギーが電気エネルギーに変換される。発電機は、直流発電機であってもよいし、交流発電機であってもよい。
4・・・本体部
6・・・支持部
8・・・発電機
10・・・管状体
12・・・流路
13・・・流路形成体の外面(管状体の外面)
14・・・流路形成体の内面(管状体の内面)
25・・・筐体
26・・・軸受
35・・・外部配管
36・・・補助配管
T1・・・トルク発生面
R1・・・本体部の回転軸
G1・・・発電機の回転軸
Z1・・・内面の中心軸線
Claims (10)
- 回転軸R1を中心とした回転が可能な本体部と、
上記回転が可能なように上記本体部を支持する支持部と、
上記本体部の回転エネルギーを電気エネルギーに変換しうる発電機とを備え、
上記本体部が流路形成体を有しており、
この流路形成体の内面が、流路を形成しており、
上記流路形成体の内面が、上記流路を流れる液体の衝突によって上記本体部の上記回転を生じさせるトルク発生面を有している発電装置。 - 上記流路形成体が管状体であり、上記内面がこの管状体の内面である請求項1に記載の発電装置。
- 上記流路形成体の上記内面において、上記トルク発生面とそれ以外の部分とが段差なく連続している請求項1又は2に記載の発電装置。
- 上記トルク発生面が、上記回転軸R1に対して傾斜した傾斜面を有している請求項1から3のいずれかに記載の発電装置。
- 上記流路の中心軸線Z1が曲がっている請求項1から4のいずれかに記載の発電装置。
- 上記回転軸R1が上記トルク発生面に交わっている請求項1から5のいずれかに記載の発電装置。
- 上記回転軸R1に垂直な平面Phによる断面によって、上記トルク発生面が存在する位置での上記内面の断面線Lx1が定義されるとき、回転軸R1方向のあらゆる位置において、この断面線Lx1は、一本の無端の線のみからなる請求項1から6のいずれかに記載の発電装置。
- 上記回転軸R1に垂直な平面Phによる断面によって、上記トルク発生面の断面線Lx2が定義されるとき、上記回転軸R1方向のあらゆる位置において、この断面線Lx2は、曲率半径が5mm以上の線のみからなる請求項1に記載の発電装置。
- 上記本体部が管状体を有しており、
上記発電機が、上記本体部の上記回転軸R1と交わる位置に配置されており、
上記発電機の上記配置が可能となるように、上記管状体が曲げられている請求項1から8のいずれかに記載の発電装置 - 上記支持部が、筐体と、この筐体に取り付けられた軸受とを有しており、
上記軸受が、上記回転が可能なように上記本体部を支持しており、
上記筐体が、上記回転を阻害しない状態で上記本体部を覆っている請求項1から9のいずれかに記載の発電装置。
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