JP2016043878A

JP2016043878A - 水流を利用した発電システム

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Publication number: JP2016043878A
Application number: JP2014171624A
Authority: JP
Inventors: 宮本　忠; Tadashi Miyamoto; 忠宮本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-04-04

Abstract

【課題】効率的な船舶用の発電システムを提供する。【解決手段】両端が開口した紡錘形の形状のケーシング１２と、軸線がケーシング１２の長さ方向軸線と一致する様にケーシング内に回転可能に配置され、両端が開口した管状の本体を備え、本体の一端から他端までの少なくとも一部にわたって螺旋状の羽根が中心に向かって延びるように取り付けられており、本体の一端がケーシング１２の一方の開口に合致し、本体の他端がケーシング１２の他方の開口に合致するように配置されており、ケーシング１２内に配置された発電機と、ケーシング１２と船舶とを連結するワイヤと、船舶に配置された蓄電池とをさらに備え、海上又は湖上で船舶が前進すると、本体の一端から流入した水流が羽根に当たって本体を回転させ、このようにして得られた回転力を発電機の回転軸に伝達して発電を行い、得られた電気を蓄電池に蓄電するように構成されている発電システム１０が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は一般に、発電システムに関する。より詳細には、本発明は、専ら船舶用として開発した発電システムに関する。

水流を利用した発電システムとしては、典型的にはダムの上部から落下する水流を利用して発電する水力発電設備などの種々の型式のものが提案されている。本発明者は、ダム式水力発電設備のような膨大な建設コストを必要としない、比較的簡単な構造の水流を利用した発電システムを提案している（特許文献１参照）。

登録実用新案公報第３１８７０４８号公報

船舶内では、種々の機器の動力源として電気は必要不可欠なものであるが、船舶はスペースが限られているため、発電設備を如何に効率的に設置するかは重要な課題になっている。本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、本発明者が開発した上記の発電システムを改良発展させ、効率的な船舶用の発電システムを提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の水流を利用した発電システムは、両端が開口した全体として紡錘形の形状のケーシングと、長さ方向軸線が前記ケーシングの長さ方向軸線と一致するように前記ケーシング内に回転可能に配置され、両端が開口した管状の本体とを備え、前記本体の一端から他端までの少なくとも一部にわたって螺旋状の羽根が中心に向かって延びるように取り付けられており、前記本体の前記一端が前記ケーシングの一方の開口に合致し、前記本体の前記他端が前記ケーシングの他方の開口に合致するように配置されており、前記ケーシング内に配置された発電機と、前記ケーシングと船舶とを連結するワイヤと、前記船舶に配置された蓄電池とをさらに備え、海上又は湖上で船舶が前進すると、前記本体の前記一端から流入した水流が前記羽根に当たって前記本体を回転させ、このようにして得られた回転力を前記発電機の回転軸に伝達して発電を行い、得られた電気を前記蓄電池に蓄電するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の水流を利用した発電システムは、前記請求項１の発電システムにおいて、前記ケーシングの底部に、前記ケーシングの曳航時の揺れを抑えるためのフィンスタビライザーが取り付けられていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の水流を利用した発電システムは、前記請求項１又は２の発電システムにおいて、前記本体の前記一端にラッパ状の水流受け口が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の発電システムによれば、船舶の前進に伴い発生する水流により発電が行われるので、船舶上で効率的に電気が得られる。本発明の発電システムでは、蓄電池の設置スペースのみを確保すればよいので、スペースの限られた船舶上では、特に有用である。また、ケーシングにフィンスタビライザーを取り付けることにより、ケーシングの揺れを抑え、船舶の進行へ悪影響が及ぼされるのを回避することができる。さらに、本体にラッパ状の水流受け口を設けることにより、本体内への水流の流入を円滑にすることができる。

本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムの正面図である。図２（ａ）は図１の線２ａ−２ａに沿った断面図、図２（ｂ）は図１の線２ｂ−２ｂに沿った側面図である。図１の発電システムに設置される本体の拡大斜視図である。図１の発電システムの使用の一例を示した模式図である。図１の発電システムの変形形態を示した図である。

次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る水流を利用した発電システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る発電システムの正面図、図２（ａ）は、図１の線２ａ−２ａに沿った断面図である。図１および図２（ａ）において全体として参照符号１０で示される発電システムは、ケーシング１２を備えている。ケーシング１２は、中央に位置し、両端が開口した円筒形の中央部１２ａと、開口した一方の端に位置する切頭円錐形の第１端部１２ｂと、開口した他方の端に位置する切頭円錐形の第２端部１２ｃとを有し、第１端部１２ｂの端１２ｂ１および第２端部１２ｃの端１２ｃ１が開口した全体として紡錘形の形状に形作られている。

ケーシング１２は、後述するように、水中又は海中に浸漬して使用されるため、軽比重の合成樹脂材料で形成するのが好ましい。

発電システム１０はまた、ケーシング１２の長さ方向軸線ｘ―ｘ上に配置された管状の本体１４を備えている。本体１４は、図３に示されるように、一端１４ｂから他端１４ｃまでの少なくとも一部にわたって（図示される例では、一端１４ｂから他端１４ｃまでの全体にわたって）螺旋状の羽根１４ａが中心に向かって延びるように取り付けられている。

本体１４は、一端１４ｂがケーシング１２の第１端部１２ｂの開口１２ｂ１に合致し、他端１４ｃがケーシング１２の第２端部１２ｃの開口１２ｃ１に合致した状態で長さ方向軸線ｘ―ｘを中心として回転するように、軸受部１６によってケーシング１２内に回転可能に支持されている。

なお、開口１２ｂ１と本体１４との間、および開口１２ｃ１と本体１４との間には、適当なシール１２ｄが設けられており、ケーシング１２内に水が侵入しないようになっている。

発電システム１０はまた、発電機１８と、本体１４の回転力を発電機１８の回転軸１８ａに伝達するための伝動手段２０とを備えている。伝動手段２０としては、例えば、伝動ベルトやチェーンが使用される。図２（ａ）に示される例では、本体１４の回転力が第１伝動ベルト２０ａに伝達され、伝達された回転力が変速機２２により所望のように変速されて第２伝動ベルト２０ｂを介して発電機１８の回転軸１８ａに伝達されるようになっている。

発電システム１０はさらに、船舶とケーシング１２とを連結するワイヤ２２を備えている。ワイヤ２２の長さＬ（図４参照）は、本体１４内に水流が容易に流入するように、船舶のスクリューにより生ずる乱流の影響が及ばない程に選定するのが好ましい。

船舶には蓄電池２４が配置されており、ケーシング１２内に収容された発電機１８とケーブル２４ａを介して接続されている。

好ましくは、ケーシング１２の底部には、ケーシング１２の曳航時にケーシング１２の揺れを抑えるため、フィンスタビライザー２６が取り付けられている。

次に図４を参照して、発電システム１０の使用について説明する。船舶とケーシング１２とをワイヤ２２で連結し、海上や湖上で船舶を前進させる。すると、本体１４の一端１４ｂから流入した水流が羽根１４ａに当たって本体１４が回転する。そして、本体１４の回転力は、伝動手段２０（第１伝動ベルト２０ａ、第２伝動ベルト２０ｂ）を介して発電機１８に伝達され、発電が行われる。発電された電気は、ケーブル２４ａを介して、船舶に配置された蓄電池２４に蓄電され、所望の用途に供される。本体１４の一端１４ｂから流入した水流は、本体１４の他端１４ｃから本体１４外に流出する。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施形態では、ケーシング１２が全体として紡錘形の形状に形作られているが、水流の抵抗をより小さくするため流線形状のケーシング１２′（図５（ａ）参照）を採用してもよく、本体１４内への水流の流入を容易にするためラッパ状の水流受け口２８（図５（ｂ）参照）を本体１４の一端１４ｂに設けてもよい。また、図示されているケーシング１２、１２′や本体１４などの寸法や形状などは例示的なものであり、これらに限定されるものではない。

また、前記実施の形態では、水中に置かれたケーシング１２を船舶で曳航することによって生ずる水流を利用して本体１４を回転させ、これにより発電を行っているが、例えば車両の適所にケーシング１２を設置し、車両が走行することによって生ずる気流を利用して本体１４を回転させるような設備に応用することもできる。

１０発電システム
１２、１２′ ケーシング
１２ａ中央部
１２ｂ第１端部
１２ｃ第２端部
１４本体
１４ａ羽根
１４ｂ一端
１４ｃ他端
１６軸受部
１８発電機
２０伝動手段
２０ａ第１伝動ベルト
２０ｂ第２伝動ベルト
２２ワイヤ
２４蓄電池
２４ａケーブル
２６フィンスタビライザー
２８水流受け口

Claims

水流を利用した発電システムであって、
両端が開口した全体として紡錘形の形状のケーシングと、
長さ方向軸線が前記ケーシングの長さ方向軸線と一致するように前記ケーシング内に回転可能に配置され、両端が開口した管状の本体とを備え、前記本体の一端から他端までの少なくとも一部にわたって螺旋状の羽根が中心に向かって延びるように取り付けられており、前記本体の前記一端が前記ケーシングの一方の開口に合致し、前記本体の前記他端が前記ケーシングの他方の開口に合致するように配置されており、
前記ケーシング内に配置された発電機と、
前記ケーシングと船舶とを連結するワイヤと、
前記船舶に配置された蓄電池とをさらに備え、
海上又は湖上で船舶が前進すると、前記本体の前記一端から流入した水流が前記羽根に当たって前記本体を回転させ、このようにして得られた回転力を前記発電機の回転軸に伝達して発電を行い、得られた電気を前記蓄電池に蓄電するように構成されていることを特徴とする発電システム。
前記ケーシングの底部に、前記ケーシングの曳航時の揺れを抑えるためのフィンスタビライザーが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載された発電システム。
前記本体の前記一端にラッパ状の水流受け口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載された発電システム。