JP2019138215A - Power generation device - Google Patents

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タン グエン レー
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Abstract

To provide a power generation device which causes a rotating member to rotate using the flow of a plurality of fluids thereby making it possible to stabilize the rotation of the rotating member and perform stable power generation.SOLUTION: The power generation device comprises: a floating base 10 with a flow passage 11 through which a fluid flows; a rotating member 20 that is rotatably supported by a support part 1 disposed on the floating base 10 and rotates about an axis by means of the flow of the fluid through the flow passage 11; and a rotation transmitting mechanism 60 that transmits the rotation of the rotating member 20 to a power generation part 50 mounted on the floating base 10. On the inlet opening 11a side of the flow passage 11 in the floating base 10, a fluid introduction part 30 is formed that takes in wind and water as fluids from an intake opening 31 formed to have a larger opening area than the inlet opening 11a and causes the fluids to flow into the inlet opening 11a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発電装置に関する。   The present invention relates to a power generator.

近年、環境に対する意識の高まりから、風力発電装置が注目を集めている。小型の風力発電装置は、風のある場所であれば、基本的にどこでも設置することができる。風力発電装置は、電力需要の多いビル等の建物において、共有部分の照明等の付帯設備に電力を供給する役割や、停電等の際に補完的に電力を供給する役割を担う設備として設置され、活用されることが期待されている。風力発電装置は、例えば、ビル等の建物の周囲や屋上等に設置される。このような風力発電装置に用いられる装置の一例として、特許文献1には集風型風車が開示されている。   In recent years, wind power generators have attracted attention due to an increase in environmental awareness. A small wind power generator can be installed basically anywhere where there is wind. A wind turbine generator is installed as a facility that plays a role of supplying power to ancillary facilities such as lighting in a common area in buildings where there is a large demand for electric power, or supplementary power in the event of a power failure, etc. , Is expected to be utilized. The wind power generator is installed, for example, around a building such as a building or on a rooftop. As an example of an apparatus used for such a wind power generator, Patent Document 1 discloses a wind collecting wind turbine.

特許文献1に開示された集風型風車は、前方風胴体と、風車が内部に設置されている中間風胴体と、後方風胴体とから一体的に構成されている。前記前方風胴体は、風流入口を有し、かつその横断面積が前記風流入口から前記中間風胴体との接続部分までの間で縮小するように構成されており、前記中間風胴体は、前記前方風胴体の縮小した横断面積が、前記後方風胴体との接続部分までの間で拡大するか又は同じ横断面積を保持するように構成されている。そして前記後方風胴体は、風流出口を有し、かつその横断面積が前記中間風胴体との接続部分から前記風流出口までの間で拡大するように構成されている。   The wind-collecting wind turbine disclosed in Patent Document 1 is integrally configured from a front wind tunnel, an intermediate wind tunnel in which the wind turbine is installed, and a rear wind tunnel. The front wind tunnel has a wind inlet, and is configured such that a cross-sectional area thereof is reduced between the wind inlet and a connection portion with the intermediate wind tunnel, The reduced cross-sectional area of the wind tunnel is configured to increase or maintain the same cross-sectional area up to the connection with the rear wind tunnel. The rear wind tunnel has a wind outlet, and a cross-sectional area thereof is configured to expand from a connection portion with the intermediate wind tunnel to the wind outlet.

特開2016−1001号公報JP 2006-1001 A

ところで、前記従来の集風型風車は、風を集めて風車が回転するように構成されているものであるが、風のみに依存する構成であるため、風速が低い場合には、風車の回転速度が低くなるため、安定した発電を行うことができないという課題があった。   By the way, the conventional wind-collecting type windmill is configured to collect wind and rotate the windmill. However, since the structure depends only on the wind, when the wind speed is low, the windmill rotates. Since the speed is low, there is a problem that stable power generation cannot be performed.

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、複数の流体の流れを利用して回転部材を回転させることにより回転部材の回転を安定させ、安定した発電を行うことが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 in view of the above circumstances, and provides a power generation apparatus capable of stabilizing the rotation of a rotating member by rotating the rotating member using a plurality of fluid flows and performing stable power generation. For the purpose.

前記目的を達成するために、本発明に係る発電装置は、流体が流れる流路を備えた浮台と、前記浮台の上に設けられた支持部によって回転可能に支持され、前記流路における前記流体の流れによって軸回りに回転する回転部材と、前記回転部材の回転を、前記浮台の上に設置された発電部に伝達する回転伝達機構とを備え、前記浮台における前記流路の流入口側には、流入口より大きな開口面積で形成された取込口から前記流体としての風および水を取り込むとともに、前記流体を前記流入口に流入させる流体導入部が形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power generator according to the present invention is rotatably supported by a buoy with a flow path through which a fluid flows, and a support provided on the buoy. A rotating member that rotates about an axis by the fluid flow; and a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the rotating member to a power generation unit installed on the buoy. The inlet side is formed with a fluid introduction part that takes in the wind and water as the fluid from an inlet formed with an opening area larger than the inlet, and allows the fluid to flow into the inlet. Features.

このような構成によれば、風または水の一方の流速が低い場合でも、他方の流速によって回転部材の回転が維持されるため、安定した発電を行うことができる。また、風および水の双方の流れを利用して回転部材を回転させるため、回転部材が高速に回転し、より大きな発電量を得ることができる。   According to such a configuration, even when one flow rate of wind or water is low, the rotation of the rotating member is maintained by the other flow rate, and thus stable power generation can be performed. Further, since the rotating member is rotated using both the flow of wind and water, the rotating member rotates at a high speed, and a larger amount of power generation can be obtained.

また、本発明の前記構成において、前記流体導入部は、前記取込口から前記流入口に向かうほど流路断面積が小さくなるように形成されているのが好ましい。   In the configuration of the present invention, it is preferable that the fluid introduction portion is formed so that a cross-sectional area of the flow path becomes smaller from the intake port toward the inflow port.

このような構成によれば、取り込んだ風および水の流速を上げたうえで、流入口に流入させることができる。このため、流速が低い場合であっても、回転部材を高速に回転させ、発電を安定させることができる。   According to such a configuration, the flow rate of the taken wind and water can be increased and then flowed into the inflow port. For this reason, even if the flow rate is low, the rotating member can be rotated at high speed to stabilize power generation.

また、本発明の前記構成において、前記支持部は、前記回転部材の外周の接線方向と、前記流路における前記流体の流れ方向とが一致するように前記回転部材を支持していることが好ましい。   In the configuration of the present invention, it is preferable that the support portion supports the rotating member so that a tangential direction of an outer periphery of the rotating member coincides with a flow direction of the fluid in the flow path. .

このような構成によれば、風および水が回転部材の外周部分に当たるため、より効率的に回転部材を回転させることができる。これにより、発電を安定させ、発電量をより大きくすることができる。   According to such a configuration, since the wind and water hit the outer peripheral portion of the rotating member, the rotating member can be rotated more efficiently. Thereby, electric power generation can be stabilized and electric power generation amount can be enlarged more.

また、本発明の前記構成において、前記回転部材は、径方向外側の側面に、周方向に沿って所定の間隔ごとに立設された薄板状の羽根を備え、前記羽根は、前記回転部材の軸方向に対する寸法である幅の中央部が、前記回転部材の回転方向に向かって突出した湾曲形状となっていることが好ましい。   In the above configuration of the present invention, the rotating member includes thin plate-like blades erected at predetermined intervals along the circumferential direction on a radially outer side surface. It is preferable that the center part of the width which is the dimension with respect to an axial direction becomes the curved shape which protruded toward the rotation direction of the said rotation member.

このような構成によれば、羽根に当たった風および水が幅方向外側に逃げるのが阻止されるため、風および水の流れが、より効率的に回転部材の回転に利用され、回転部材がより高速で回転する。これにより、発電を安定させ、発電量をより大きくすることができる。   According to such a configuration, since the wind and water that hit the blades are prevented from escaping outward in the width direction, the flow of wind and water is more efficiently used for the rotation of the rotating member, and the rotating member is Rotate faster. Thereby, electric power generation can be stabilized and electric power generation amount can be enlarged more.

本発明によれば、安定した発電を行うことが可能な発電装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power generating apparatus which can perform the stable electric power generation can be provided.

本発明の実施の形態に係る発電装置を示すもので、外観を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the perspective view which shows the electric power generating apparatus which concerns on embodiment of this invention, and shows an external appearance. 同、前方から見た正面図であり、異物除去部を取り外した状態を示している。It is the same front view seen from the front and has shown the state which removed the foreign material removal part. 同、回転部材を示す図であり、図3(a)は回転部材を左側方から見た側面図である。図3(b)は回転部材を前方から見た正面図である。図3(c)は回転部材を前方側から見た斜視図である。FIG. 3 is a view showing the rotating member, and FIG. 3A is a side view of the rotating member as viewed from the left side. FIG. 3B is a front view of the rotating member as viewed from the front. FIG.3 (c) is the perspective view which looked at the rotation member from the front side. 同、後方側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the back side same as the above. 同、流路と回転部材との位置関係について説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating the positional relationship of a flow path and a rotation member equally. 同、上方から見た平面図である。It is the top view seen from the same as the above. 同、左側方から見た側面図である。It is the side view seen from the left side. 同、発電部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a power generation part. 同、発電部の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the power generation unit. 同、発電部と回転部材との関係を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the relationship between an electric power generation part and a rotation member equally. 同、回転部材の回転を発電部に伝達する回転機構を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the rotation mechanism which transmits rotation of a rotation member to an electric power generation part similarly.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1は、発電装置100の外観を示す斜視図である。発電装置100は、浮台10、回転部材20、流体導入部30、異物除去部40および発電部50等を備えている。
発電装置100は、川や海等の水上に設置され、流体の流れを利用して回転部材20を回転させ、発電するようになっている。以下、発電装置100における流体導入部30側を「前」とし、流体導入部30側とは反対側を「後」とする。また、発電装置100を前方から見て、発電装置100の上端側を「上」、下端側を「下」、右端側を「右」、左端側を「左」とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the power generation apparatus 100. The power generation apparatus 100 includes a buoyancy platform 10, a rotating member 20, a fluid introduction unit 30, a foreign matter removal unit 40, a power generation unit 50, and the like.
The power generation apparatus 100 is installed on water such as a river or the sea, and rotates the rotating member 20 using a fluid flow to generate power. Hereinafter, the fluid introduction unit 30 side in the power generation apparatus 100 is referred to as “front”, and the side opposite to the fluid introduction unit 30 side is referred to as “rear”. Further, when the power generation device 100 is viewed from the front, the upper end side of the power generation device 100 is “upper”, the lower end side is “lower”, the right end side is “right”, and the left end side is “left”.

発電装置100は、上方から見た形状が略矩形状である台状の浮台10を備えている。浮台10は、水に浮く部材で形成されている。以下、浮台10が長方形状に形成されている場合について説明するが、浮台10の形状はこれに限定されるものではなく、正方形状等であってもよい。
浮台10における短手方向略中央部には、長手方向に沿って流路11が形成されている。流路11は、断面コの字状に形成された溝であり、底部および側部の一部が水面より低い位置に配置されるようになっている。発電装置100は、流路11の長手方向一端側から流体を取り込むとともに、当該流体の流れを利用して回転部材20を回転させ、当該流体を流路11の長手方向他端側から排出するようになっている。流路11を流れる流体の方向と、回転部材20の軸方向とは直交するようになっている。流路11は、流体の流入口11aと、流体の排出口11b(図4に示す)とを備えている。
The power generation device 100 includes a trapezoidal floating base 10 having a substantially rectangular shape when viewed from above. The floating base 10 is formed of a member that floats on water. Hereinafter, although the case where the floating base 10 is formed in a rectangular shape will be described, the shape of the floating base 10 is not limited to this, and may be a square shape or the like.
A flow path 11 is formed along the longitudinal direction at a substantially central portion in the lateral direction of the buoy 10. The flow path 11 is a groove formed in a U-shape in cross section, and a part of the bottom part and the side part is arranged at a position lower than the water surface. The power generation apparatus 100 takes in the fluid from one end side in the longitudinal direction of the flow path 11 and rotates the rotating member 20 using the flow of the fluid so as to discharge the fluid from the other end side in the longitudinal direction of the flow path 11. It has become. The direction of the fluid flowing through the flow path 11 and the axial direction of the rotating member 20 are orthogonal to each other. The channel 11 includes a fluid inlet 11a and a fluid outlet 11b (shown in FIG. 4).

浮台10の流入口11a側には、より多くの流体を取り込むための流体導入部30が設けられている。図2を用いて流体導入部30について説明する。図2は、発電装置100を前方から見た正面図であり、異物除去部40を取り外した状態を示している。流体導入部30は、前方側から見て四角形状となるように形成されている。流体導入部30は、流入口11aより大きな開口面積で形成された取込口31を備えている。流体導入部30は、取込口31の上下の横縁、取込口31の左右の縦縁から流入口11aに向けて延在する4つの板部材32a,32b,32c,32dを有している。流体導入部30は、取込口31から流入口11aに向かうほど流路断面積が小さくなるように形成されている。流入口11aの左右の縦縁および上下の横縁の長さは、取込口31の縦縁および横縁の長さより十分に短くなっている。これにより、流体導入部30は、取込口31から大量の流体を取り込み、その流れを板部材32a,32b,32c,32dによって曲げて(絞って)高密度の流体とし、流入口11aに流入させるようになっている。   A fluid introduction part 30 for taking in more fluid is provided on the inlet 11a side of the buoy 10. The fluid introduction part 30 is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a front view of the power generation device 100 as viewed from the front, and shows a state where the foreign matter removing unit 40 is removed. The fluid introduction part 30 is formed to have a quadrangular shape when viewed from the front side. The fluid introduction part 30 includes an intake port 31 formed with an opening area larger than that of the inflow port 11a. The fluid introduction part 30 has four plate members 32a, 32b, 32c, and 32d extending from the upper and lower horizontal edges of the intake port 31 and the left and right vertical edges of the intake port 31 toward the inflow port 11a. Yes. The fluid introduction part 30 is formed so that the cross-sectional area of the flow path decreases as it goes from the intake port 31 toward the inflow port 11a. The lengths of the left and right vertical edges and the upper and lower horizontal edges of the inflow port 11a are sufficiently shorter than the lengths of the vertical and horizontal edges of the intake port 31. As a result, the fluid introduction unit 30 takes in a large amount of fluid from the intake port 31, and the flow is bent (squeezed) by the plate members 32a, 32b, 32c, and 32d to form a high-density fluid that flows into the inlet 11a. It is supposed to let you.

流体導入部30は、集風部33と集水部34とからなる。集風部33は、流体導入部30のうち、水面Fより高い位置に形成されている部位である。集風部33は、風を取り込むとともに、取り込んだ風を流入口11aに流入させている。一方、集水部34は、流体導入部30のうち、水面Fより低い位置(水没位置)に形成されている部位である。集水部34は、水を取り込むとともに、取り込んだ水を流入口11aに流入させている。このように、流入口11aには、風および水の両方が流入するようになっている。   The fluid introduction unit 30 includes an air collection unit 33 and a water collection unit 34. The air collecting part 33 is a part formed in a position higher than the water surface F in the fluid introducing part 30. The air collecting unit 33 takes in the wind and causes the taken-in air to flow into the inflow port 11a. On the other hand, the water collection part 34 is a site | part currently formed in the position (submersion position) lower than the water surface F among the fluid introduction parts 30. FIG. The water collecting unit 34 takes in water and flows the taken-in water into the inflow port 11a. Thus, both wind and water flow into the inflow port 11a.

図3(a)は回転部材20を左側方から見た側面図である。図3(b)は回転部材20を前方から見た正面図である。図3(c)は回転部材20を前方側から見た斜視図である。回転部材20は、回転板21、羽根22、回転軸23、および大径リングギア24を備えている。回転板21は円板状であり、その軸方向寸法である幅は、流路11の幅に合わせて決定されている。回転板21における径方向外側の側面には、周方向に沿って所定の間隔ごとに複数の羽根22が立設されている。羽根22は薄板状の部材であり、回転板21の回転中心から径方向外側に向かう方向に突出するように形成されている。また、羽根22は、回転板21の軸方向に対しても複数並べて設けられている。ここで、回転部材20(回転板21)の軸方向に対する羽根22の寸法を幅とすると、羽根22は、幅方向の略中央部が、回転部材20の回転方向に向かって突出した湾曲形状となっている。このような湾曲形状を採用することで、羽根22に当たった流体が幅方向外側に逃げるのが阻止され、流体の流れが、より効率的に回転部材20の回転に利用されることとなる。   FIG. 3A is a side view of the rotating member 20 as viewed from the left side. FIG. 3B is a front view of the rotating member 20 as viewed from the front. FIG. 3C is a perspective view of the rotating member 20 as viewed from the front side. The rotating member 20 includes a rotating plate 21, a blade 22, a rotating shaft 23, and a large diameter ring gear 24. The rotating plate 21 has a disc shape, and the width that is the dimension in the axial direction is determined in accordance with the width of the flow path 11. On the radially outer side surface of the rotating plate 21, a plurality of blades 22 are erected at predetermined intervals along the circumferential direction. The blade 22 is a thin plate-like member, and is formed so as to protrude in the direction toward the radially outer side from the rotation center of the rotating plate 21. A plurality of blades 22 are also provided side by side in the axial direction of the rotating plate 21. Here, when the dimension of the blade 22 with respect to the axial direction of the rotating member 20 (the rotating plate 21) is a width, the blade 22 has a curved shape in which a substantially central portion in the width direction protrudes in the rotating direction of the rotating member 20. It has become. By adopting such a curved shape, the fluid hitting the blades 22 is prevented from escaping to the outside in the width direction, and the flow of the fluid is used for the rotation of the rotating member 20 more efficiently.

回転軸23は、回転板21の回転中心に設けられた孔を軸方向に貫通させた状態で回転板21に固定されている。回転軸23の両端部は、回転板21における軸方向両側の側面から突出しており、その形状は段付円柱状となっている。大径リングギア24は、中央に設けられた孔に回転軸23を挿通させた状態で、回転板21における軸方向両側の側面にそれぞれ固定されている。大径リングギア24は、回転板21と一体となって回転する。大径リングギア24は、後述する小径リングギア61と噛合するようになっている。   The rotating shaft 23 is fixed to the rotating plate 21 in a state in which a hole provided at the rotation center of the rotating plate 21 is penetrated in the axial direction. Both end portions of the rotating shaft 23 protrude from side surfaces on both sides in the axial direction of the rotating plate 21, and the shape thereof is a stepped columnar shape. The large-diameter ring gear 24 is fixed to side surfaces on both sides in the axial direction of the rotary plate 21 with the rotary shaft 23 inserted through a hole provided in the center. The large diameter ring gear 24 rotates integrally with the rotating plate 21. The large diameter ring gear 24 meshes with a small diameter ring gear 61 described later.

図4は、発電装置100を後方側から見た斜視図である。浮台10の上面には、回転部材20の軸方向を流路11の流路方向と直交させた状態で、回転部材20を回転可能に支持する一対の支持部1,1が設けられている。支持部1,1は、櫓状に形成されており、回転部材20の回転軸23を軸方向両側から挟み込むように支持している。   FIG. 4 is a perspective view of the power generation device 100 as seen from the rear side. A pair of support portions 1 and 1 that rotatably support the rotating member 20 are provided on the upper surface of the floating base 10 in a state where the axial direction of the rotating member 20 is orthogonal to the flow path direction of the flow path 11. . The support parts 1 and 1 are formed in a bowl shape, and support the rotating shaft 23 of the rotating member 20 so as to be sandwiched from both sides in the axial direction.

図5は、流路11と回転部材20との位置関係について説明するための側面図である。図5に示すように、回転部材20が支持されている状態における、回転軸23と浮台10の上面との間の垂直方向距離を、支持部1の軸支高さSとする。支持部1の軸支高さSは、回転部材20の外周の接線方向と、流路11における流体の流れ方向とが一致し、流路11を流れる流体が回転部材20の外周部分に当たるように設定されている。なお、ここでいう一致とは完全一致のみを指すものではなく、略一致も含むものとする。また、図5に示すように、軸支高さSで回転部材20が支持されている状態では、回転部材20の径方向外側の一部が流路11の水面Fより低い位置となっている。回転部材20の水没量は、支持部1の軸支高さSを変更することで、調整することができる。   FIG. 5 is a side view for explaining the positional relationship between the flow path 11 and the rotating member 20. As shown in FIG. 5, the vertical distance between the rotating shaft 23 and the upper surface of the buoy 10 in the state where the rotating member 20 is supported is defined as the shaft support height S of the support portion 1. The shaft support height S of the support portion 1 is such that the tangential direction of the outer periphery of the rotating member 20 matches the flow direction of the fluid in the flow path 11, and the fluid flowing in the flow path 11 hits the outer peripheral portion of the rotating member 20. Is set. Note that the term “match” here means not only a complete match but also a substantially match. Further, as shown in FIG. 5, in a state where the rotating member 20 is supported at the shaft support height S, a part of the radially outer side of the rotating member 20 is at a position lower than the water surface F of the flow path 11. . The amount of submersion of the rotating member 20 can be adjusted by changing the shaft support height S of the support portion 1.

上記のように構成されているため、流路11を流れる風および水が、複数の羽根22に効率的に次々に当たり、回転部材20を回転させるようになっている。これにより、回転部材20がスムーズに回転することとなる。また、回転部材20の回転に利用された流体は、後方の排出口11bから排出されるため、回転部材20の回転を妨げることはない。   Since it is configured as described above, the wind and water flowing through the flow path 11 efficiently hit the plurality of blades 22 one after another to rotate the rotating member 20. Thereby, the rotating member 20 rotates smoothly. Moreover, since the fluid utilized for rotation of the rotation member 20 is discharged | emitted from the back discharge port 11b, rotation of the rotation member 20 is not prevented.

図6は、発電装置100を上方から見た平面図である。図7は、発電装置100を左側方から見た側面図である。集風部33における左右方向両側の上端には、警告灯2が設置されている。警告灯2は、例えば、LED、白熱電球等である。警告灯2は、周囲の船舶等に発電装置100の存在を示すために設置されている。また、警告灯2は、浮台10の後方側の上面左右両端にも設置されている。また、警告灯2は、後述する支柱41の上端にも設置されている。
また、集風部33の上端部には、迂回指示部3が形成されている。迂回指示部3は、例えば、矢印形状の板状部材であり、集風部33に接着固定されている。迂回指示部3は、集風部33の前方側の面および後方側の面に接着されている。迂回指示部3は、周囲の船舶等に迂回を促すために設けられている。また、迂回指示部3は、浮台10における後方側の側面にも形成されている。
FIG. 6 is a plan view of the power generation device 100 as viewed from above. FIG. 7 is a side view of the power generation device 100 as viewed from the left side. Warning lights 2 are installed at the upper ends of both sides of the air collecting unit 33 in the left-right direction. The warning light 2 is, for example, an LED or an incandescent bulb. The warning light 2 is installed to indicate the presence of the power generation device 100 in a surrounding ship or the like. The warning lights 2 are also installed on both the left and right upper surfaces on the rear side of the floating base 10. Moreover, the warning light 2 is also installed at the upper end of a support column 41 to be described later.
Further, a bypass instruction unit 3 is formed at the upper end of the air collecting unit 33. The detour instruction unit 3 is, for example, an arrow-shaped plate member, and is bonded and fixed to the air collecting unit 33. The detour instruction unit 3 is bonded to the front side surface and the rear side surface of the air collecting unit 33. The detour instruction unit 3 is provided for encouraging surrounding ships and the like to detour. Further, the detour instruction unit 3 is also formed on the side surface on the rear side of the floating base 10.

図2に示すように、浮台10と一体に形成された集水部34の開口には、錨鎖4が連結されている。錨鎖4は、鎖の他、ケーブル等であってもよい。錨鎖4の先端には、錨5が取り付けられている。錨5は、例えば、金属製のおもりである。錨5が水中に沈み、水底に接触している状態では、浮台10が漂流せずに一定の場所に留まるようになっている。   As shown in FIG. 2, the anchor chain 4 is connected to the opening of the water collecting portion 34 formed integrally with the buoy 10. The anchor chain 4 may be a cable or the like in addition to the chain. A hook 5 is attached to the tip of the hook chain 4. The cage 5 is, for example, a metal weight. In a state where the ridge 5 is submerged in the water and is in contact with the bottom of the water, the floating base 10 does not drift but stays at a certain place.

図6および図7に示すように、集水部34における開口の前方側には、異物除去部40が形成されている。異物除去部40は、上方から見た形状が略三角形状となるように形成されている。異物除去部40は、水中のゴミ等が流入口11aに入るのを防ぐために設けられている。
異物除去部40は、支柱41、円管42、および網43を備えている。支柱41は、集水部34の左右方向略中央部の前方側であって、集水部34の開口から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。円管42は、支柱41と集水部34の開口の左右方向両端とを連結するように配置されている。網43は、支柱41、円管42、および集水部34の開口端に端部が固定された状態で、集水部34の前方側を覆うようにして配置されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a foreign matter removing unit 40 is formed on the front side of the opening in the water collecting unit 34. The foreign matter removing portion 40 is formed so that the shape seen from above is substantially triangular. The foreign matter removing unit 40 is provided to prevent underwater dust and the like from entering the inflow port 11a.
The foreign matter removing unit 40 includes a support column 41, a circular tube 42, and a net 43. The support column 41 is disposed in front of the substantially central portion in the left-right direction of the water collecting portion 34 and at a position away from the opening of the water collecting portion 34 by a predetermined distance. The circular pipe 42 is disposed so as to connect the support column 41 and both ends in the left-right direction of the opening of the water collecting portion 34. The net 43 is arranged so as to cover the front side of the water collecting portion 34 in a state where the ends are fixed to the opening ends of the support column 41, the circular pipe 42, and the water collecting portion 34.

図8は、発電部50の外観を示す斜視図であり、図9は、発電部50の軸方向断面図である。また、図10は、発電部50と回転部材20の関係を説明するための断面図であり、図11は、回転部材20の回転を発電部50に伝達する回転伝達機構60を示す拡大図である。
発電部50は、浮台10の上面に設置されている。図4に示すように、発電部50は、支持部1の上部に設置することもできる。また、図1等では、発電部50が回転部材20の軸方向両側に3箇所ずつ設置されている場合を示したが、発電部50の設置数はこれに限定されるものではなく、任意の数とすることができる。発電部50は浮台10の上面に設置されているため、メンテナンスや交換作業を容易に行うことができる。また、発電部50は水面Fより高い位置に設置されているため、水の侵入等による故障が抑制され、維持費用が低減される。
FIG. 8 is a perspective view showing an appearance of the power generation unit 50, and FIG. 9 is an axial sectional view of the power generation unit 50. 10 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the power generation unit 50 and the rotating member 20, and FIG. 11 is an enlarged view showing a rotation transmission mechanism 60 that transmits the rotation of the rotating member 20 to the power generation unit 50. is there.
The power generation unit 50 is installed on the upper surface of the buoy 10. As shown in FIG. 4, the power generation unit 50 can also be installed on the upper portion of the support unit 1. Moreover, in FIG. 1 etc., the case where the power generation unit 50 is installed at three locations on both sides in the axial direction of the rotating member 20 is shown, but the number of power generation units 50 is not limited to this and any number of power generation units 50 is installed. Can be a number. Since the power generation unit 50 is installed on the upper surface of the buoy 10, maintenance and replacement work can be easily performed. Moreover, since the electric power generation part 50 is installed in the position higher than the water surface F, the failure by the penetration | invasion of water etc. is suppressed and a maintenance cost is reduced.

図9に示すように、発電部50は、シャフト51、ロータ52、ステータ53、およびケース54等を備えている。ケース54は、有底円筒形状となるように形成されており、シャフト51、ロータ52、およびステータ53を内部に収容可能に形成されている。シャフト51は、軸回りに回転可能となるようにケース54に支持されており、一端である端部51aがケース54の外部に突出している。ロータ52は、シャフト51と一体となって回転するように形成されており、外周面には永久磁石52aが固定されている。ステータ53は、コイル53aが巻回された部材であり、ケース54の内周面に沿って配置されている。径方向において、永久磁石52aとコイル53aとの間には所定の間隔の隙間が形成されている。   As shown in FIG. 9, the power generation unit 50 includes a shaft 51, a rotor 52, a stator 53, a case 54, and the like. The case 54 is formed so as to have a bottomed cylindrical shape, and is formed so that the shaft 51, the rotor 52, and the stator 53 can be accommodated therein. The shaft 51 is supported by the case 54 so as to be rotatable about an axis, and an end 51 a which is one end protrudes outside the case 54. The rotor 52 is formed so as to rotate integrally with the shaft 51, and a permanent magnet 52a is fixed to the outer peripheral surface. The stator 53 is a member around which a coil 53 a is wound, and is disposed along the inner peripheral surface of the case 54. In the radial direction, a gap with a predetermined interval is formed between the permanent magnet 52a and the coil 53a.

図10に示すように、シャフト51の端部51aには、小径リングギア61が挿入されて固定されている。図11に示すように、小径リングギア61は、大径リングギア24と噛合している。小径リングギア61と大径リングギア24とにより、回転部材20の回転を発電部50に伝達する回転伝達機構60が構成されている。大径リングギア24が1回転すると、小径リングギア61が複数回、回転するように歯数や径が設定されている。回転部材20(大径リングギア24)の回転に伴い、小径リングギア61が回転し、図10で示した発電部50の永久磁石52aが回転するようになっている。これにより、発電部50において、永久磁石52aとコイル53aとの協働によって発電されるようになっている。発電部50で発電された電気は、バッテリーに蓄電されたり、直接使用されるようになっている。なお、発電部50において、ステータ53に永久磁石52aを固定し、ロータ52にコイル53aを固定してもよい。   As shown in FIG. 10, a small-diameter ring gear 61 is inserted and fixed to the end 51 a of the shaft 51. As shown in FIG. 11, the small-diameter ring gear 61 meshes with the large-diameter ring gear 24. The small-diameter ring gear 61 and the large-diameter ring gear 24 constitute a rotation transmission mechanism 60 that transmits the rotation of the rotating member 20 to the power generation unit 50. The number of teeth and the diameter are set so that when the large-diameter ring gear 24 rotates once, the small-diameter ring gear 61 rotates a plurality of times. With the rotation of the rotating member 20 (large diameter ring gear 24), the small diameter ring gear 61 rotates, and the permanent magnet 52a of the power generation unit 50 shown in FIG. 10 rotates. Thereby, in the electric power generation part 50, it generates electric power by cooperation with the permanent magnet 52a and the coil 53a. The electricity generated by the power generation unit 50 is stored in a battery or used directly. In the power generation unit 50, the permanent magnet 52 a may be fixed to the stator 53 and the coil 53 a may be fixed to the rotor 52.

以上のように本実施の形態に係る発電装置100によれば、風または水の一方の流速が低い場合でも、他方の流速によって回転部材20の回転が維持されるため、安定した発電を行うことができる。また、風および水の双方の流れを利用して回転部材20を回転させるため、回転部材が高速に回転し、より大きな発電量を得ることができる。   As described above, according to the power generation device 100 according to the present embodiment, even when one of the flow rates of wind or water is low, the rotation of the rotating member 20 is maintained by the other flow rate, so that stable power generation is performed. Can do. Moreover, since the rotating member 20 is rotated using both the flow of wind and water, the rotating member rotates at a high speed, and a larger amount of power generation can be obtained.

また、流体導入部30が、取込口31aから流入口11aに向かうほど流路断面積が小さくなるように形成されている。このため、取り込んだ風および水の流速を上げたうえで、流入口11aに流入させることができる。これにより、流速が低い場合であっても、回転部材20を高速に回転させ、発電を安定させることができる。   Moreover, the fluid introduction part 30 is formed so that the flow path cross-sectional area becomes smaller as it goes from the intake port 31a toward the inflow port 11a. For this reason, after raising the flow velocity of the taken-in wind and water, it can be made to flow in into the inflow port 11a. Thereby, even if it is a case where the flow velocity is low, the rotating member 20 can be rotated at high speed, and electric power generation can be stabilized.

また、支持部1,1が、回転部材20の外周の接線方向と、流路11における流体の流れ方向とが一致するように回転部材20を支持している。このため、風および水が回転部材20の外周部分に当たり、より効率的に回転部材20を回転させることができる。これにより、発電を安定させ、発電量をより大きくすることができる。   Further, the support portions 1 and 1 support the rotating member 20 so that the tangential direction of the outer periphery of the rotating member 20 and the fluid flow direction in the flow path 11 coincide. For this reason, wind and water hit the outer peripheral part of the rotating member 20, and the rotating member 20 can be rotated more efficiently. Thereby, electric power generation can be stabilized and electric power generation amount can be enlarged more.

また、回転部材20は、径方向外側の側面に、周方向に沿って所定の間隔ごとに立設された薄板状の羽根22を備え、羽根22は、回転部材20の軸方向に対する寸法である幅の中央部が、回転部材20の回転方向に向かって突出した湾曲形状となっている。このため、羽根22に当たった風および水が幅方向外側に逃げるのが阻止され、風および水の流れが、より効率的に回転部材20の回転に利用されて、回転部材20がより高速で回転する。これにより、発電を安定させ、発電量をより大きくすることができる。   Further, the rotating member 20 includes thin plate-like blades 22 erected at predetermined intervals along the circumferential direction on the radially outer side surface, and the blades 22 have dimensions with respect to the axial direction of the rotating member 20. A central portion of the width is a curved shape protruding in the rotation direction of the rotating member 20. For this reason, the wind and water hitting the blades 22 are prevented from escaping to the outside in the width direction, and the flow of wind and water is more efficiently used for the rotation of the rotating member 20 so that the rotating member 20 becomes faster. Rotate. Thereby, electric power generation can be stabilized and electric power generation amount can be enlarged more.

なお、本実施の形態に係る発電装置100は、川、湖、海等に設置できるものであるが、地上に設置して風力発電装置として利用することもできる。   In addition, although the electric power generating apparatus 100 which concerns on this Embodiment can be installed in a river, a lake, the sea, etc., it can also be installed on the ground and utilized as a wind power generator.

1 支持部
10 浮台
11 流路
11a 流入口
20 回転部材
22 羽根
30 流体導入部
31 取込口
50 発電部
60 回転伝達機構



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support part 10 Floating base 11 Flow path 11a Inlet 20 Rotating member 22 Blade 30 Fluid introduction part 31 Inlet 50 Power generation part 60 Rotation transmission mechanism



Claims (4)

流体が流れる流路を備えた浮台と、
前記浮台の上に設けられた支持部によって回転可能に支持され、前記流路における前記流体の流れによって軸回りに回転する回転部材と、
前記回転部材の回転を、前記浮台の上に設置された発電部に伝達する回転伝達機構とを備え、
前記浮台における前記流路の流入口側には、流入口より大きな開口面積で形成された取込口から前記流体としての風および水を取り込むとともに、前記流体を前記流入口に流入させる流体導入部が形成されていることを特徴とする発電装置。
A buoy with a channel through which fluid flows;
A rotating member that is rotatably supported by a support portion provided on the floating base and rotates about an axis by the flow of the fluid in the flow path;
A rotation transmission mechanism for transmitting rotation of the rotating member to a power generation unit installed on the buoy;
Fluid introduction that takes in the wind and water as the fluid from the intake port formed with an opening area larger than the inflow port and allows the fluid to flow into the inflow port on the inflow side of the flow path in the floating base A power generator characterized in that a portion is formed.
前記流体導入部は、前記取込口から前記流入口に向かうほど流路断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の発電装置。   The power generation device according to claim 1, wherein the fluid introduction part is formed so that a cross-sectional area of the flow path decreases from the intake port toward the inflow port. 前記支持部は、前記回転部材の外周の接線方向と、前記流路における前記流体の流れ方向とが一致するように前記回転部材を支持していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発電装置。   The said support part is supporting the said rotation member so that the tangent direction of the outer periphery of the said rotation member and the flow direction of the said fluid in the said flow path may correspond. The power generator described in 1. 前記回転部材は、径方向外側の側面に、周方向に沿って所定の間隔ごとに立設された薄板状の羽根を備え、
前記羽根は、前記回転部材の軸方向に対する寸法である幅の中央部が、前記回転部材の回転方向に向かって突出した湾曲形状となっていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の発電装置。
The rotating member is provided with thin plate-like blades erected at predetermined intervals along the circumferential direction on a radially outer side surface,
4. The blade according to claim 1, wherein the blade has a curved shape in which a central portion of a width corresponding to an axial direction of the rotating member protrudes in a rotating direction of the rotating member. The power generator of any one of them.
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