JP5219854B2 - Cylindrical fluid vibration power generator - Google Patents
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Description
本発明は、風力や水力による流体エネルギーを利用して発電を行う筒形流体振動発電装置に関する。 The present invention relates to a cylindrical fluid vibration power generation device that generates power using fluid energy generated by wind power or hydraulic power.
従来より、自然エネルギーを有効活用する技術が様々提案されている。その一例として、風力発電機、太陽電池、水力発電機等が知られている。 Conventionally, various techniques for effectively using natural energy have been proposed. As an example, a wind power generator, a solar battery, a hydroelectric power generator, and the like are known.
ここで、風力発電機は、風の流れを利用して風車を回し、その動力で発電機を回転させて発電する装置である。また、太陽電池は、性質の異なったP型とN型と呼ばれる半導体物質を張り合わせた薄い板型の構造を有するパネル(ソーラーパネルと呼ばれている)に照射される太陽光を受けて電流を発生させる装置である。また、水力発電機は、水の流れを利用してプロペラを回し、その動力で発電機を回転させて発電する装置である。 Here, the wind power generator is a device that rotates a wind turbine using the flow of wind and rotates the power generator with the power to generate power. In addition, a solar cell receives a current by receiving sunlight applied to a thin plate type panel (called a solar panel) in which semiconductor materials called P-type and N-type having different properties are bonded to each other. It is a device to generate. A hydroelectric generator is a device that rotates a propeller using the flow of water and rotates the generator with the power to generate electricity.
ところが、これらの装置においては、それぞれ一長一短があり、使用目的や設置場所等を考慮した上で利用されることが多い。 However, these apparatuses have advantages and disadvantages, and are often used in consideration of the purpose of use and the installation location.
一方、近年においては、圧電材料を利用し、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電装置が着目されている。この振動発電装置は、上述した風力発電機、太陽電池、水力発電機等に比べて小型化及び軽量化が図れるという利点がある。また、運動エネルギーとしては、風や水等の流体やあらゆる振動のエネルギーを利用することができるという利点もある。 On the other hand, in recent years, a vibration power generation apparatus that uses a piezoelectric material and converts kinetic energy into electric energy has attracted attention. This vibration power generation apparatus has an advantage that it can be reduced in size and weight as compared with the above-described wind power generator, solar battery, hydroelectric power generator and the like. Further, as kinetic energy, there is an advantage that fluids such as wind and water and energy of any vibration can be used.
このような圧電材料を利用したものとして、特許文献1では、振動板と、振動板に固定されており、風を受けた際に振動板を振動させるような空気の渦流を発生させるための渦発生部材と、振動板に固定されており、かつ振動板の振動を受けて電力を取り出すことを可能とする圧電素子とを備えた圧電型風力発電機を提案している。 As a material using such a piezoelectric material, in Patent Document 1, a vibration plate is fixed to the vibration plate, and a vortex for generating an eddy current of air that vibrates the vibration plate when receiving wind. A piezoelectric wind power generator has been proposed that includes a generating member and a piezoelectric element that is fixed to the diaphragm and that can extract electric power by receiving vibration from the diaphragm.
また、特許文献2では、流体流を受けて一方向にギャロッピング振動する振動発生体と、振動発生体で生じた運動が伝達されて撓み振動を行う振動体と、振動体の撓み振動による歪みエネルギーを電気エネルギーに変換するトランスデューサーとを備えた発電装置を提案している。
In
上述した特許文献1では、振動板に風を受けた際に空気の渦流を発生させる渦発生部材を固定し、その空気の渦流によって振動板が振動するようにし、その振動板に振動を受けて電力を取り出すことを可能とする圧電素子を固定したことにより、エネルギー変換効果に優れ、比較的簡単な構造を有し、小型に構成することができるものと考えられる。 In Patent Document 1 described above, a vortex generating member that generates an eddy current of air when wind is received by the diaphragm is fixed, and the diaphragm is vibrated by the eddy current of the air. By fixing the piezoelectric element that can extract electric power, it is considered that it has an energy conversion effect, has a relatively simple structure, and can be configured in a small size.
また、上述した特許文献2では、流体流のカルマン渦による強制振動をエネルギー源とするのではなく、振動発生体の断面に流体流の流れ方向と直角な面を設けることで生じるギャロッピング振動をエネルギー源としたことにより、水流や風などの流体流を利用し、簡単な構造で、幅広い流速に対して発電することが可能となるものと考えられる。
Further, in
ところで、これらの特許文献1,2に示される圧電素子やトランスデューサーによる起電力による発電効率を高めるためには、これらの圧電素子やトランスデューサーを複数用いる必要がある。
By the way, in order to increase the power generation efficiency by the electromotive force generated by the piezoelectric elements and transducers disclosed in
ところが、特許文献1では、震動源として左右に開いた振動板が必要となるため、振動板と圧電素子との組み合わせが増えることにより、装置の小型軽量化を図ることが困難となるばかりか、単に振動板と圧電素子との組み合わせを増やしただけでは振動板に風を効率よくあてることができないため発電効率を高めることができないという問題があった。 However, in Patent Document 1, since a diaphragm that is opened to the left and right is required as a vibration source, the number of combinations of the diaphragm and the piezoelectric element increases, which makes it difficult to reduce the size and weight of the device. There has been a problem that power generation efficiency cannot be increased because wind cannot be efficiently applied to the diaphragm simply by increasing the combination of the diaphragm and the piezoelectric element.
また、特許文献2では、震動源に付随するものとして、直角な面を有する振動発生体が取り付けられた振動体と、この振動体の後方に延設された流体流に対する方向決定材とが必要となるため、これらの震動源に付随するものとトランスデューサーとの組み合わせが増えることにより、上記同様に、装置の小型軽量化を図ることが困難となるばかりか、直角な面を有する振動発生体に水流や風などの流体を効率よくあてることができないため発電効率を高めることができないという問題があった。
Further, in
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、発電効率を高めることができる筒形流体振動発電装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the cylindrical fluid vibration electric power generating apparatus which can improve electric power generation efficiency with a simple structure.
本発明の筒形流体振動発電装置は、筒形部材と、該筒形部材内に配置され、流体エネルギーを受けて起電力を発生する複数の振動起電力発生手段と、前記振動起電力発生手段からの起電力を集電する集電手段と、前記集電手段によって集電された起電力を蓄電手段に充電する充電手段と、を備え、前記振動起電力発生手段は、前記筒形部材に装着される振動板と圧電素子とを有し、前記集電手段は、前記圧電素子によって発生される起電力から得られる電流の直流成分と交流成分とを分離し、該分離した直流成分と交流成分の電力を電力線を介して前記充電手段に出力するインピーダンスボンドを有し、前記インピーダンスボンドは、前記圧電素子に接続される一次コイルと、前記電力線に接続される二次コイルと、該二次コイルの中央に接続されるダイオードとを有し、前記二次コイルの両端間の起電力により発生する交流成分と、前記二次コイルの一方端と前記ダイオードの出力端との間、及び前記二次コイルの他方端と前記ダイオードの出力端との間での前記ダイオードにより整流された直流成分とが取り出されることを特徴とする。
また、前記筒形部材には、風向板と回転手段とが設けられ、前記風向板に風があたると、前記回転手段を介して前記筒形部材の向きが風上に向けられるようにすることができる。
また、前記筒形部材には、該筒形部材を傾斜自在とする傾斜手段が設けられているようにすることができる。
本発明の筒形流体振動発電装置では、筒形部材の内部に風力や水力による流体エネルギーを受けて起電力を発生する複数の振動起電力発生手段を配置し、これらの振動起電力発生手段からの起電力を集電手段によって集電すると、該集電手段によって集電された起電力が充電手段によって蓄電手段に充電される。
ここで、筒形部材には風又は水が進入するようになっており、これらの風又は水が筒形部材の内部を通過するとき、風速又は水の流速が高まるとともに、乱気流又は渦流が発生するため、振動起電力発生手段が比較的小さくても起電力が効率よく生じることになる。
Tubular fluid vibration generator according to the present invention includes a cylindrical member, disposed within said cylindrical-shaped member, a plurality of vibration electromotive force generating means for generating an electromotive force by receiving the fluid energy, the vibration electromotive force generating means a collector means for collect the electromotive force from, e Bei and a charging means for charging an electromotive force which is the current collector to the storage means by said collector means, the vibration electromotive force generating means, said cylindrical member And the current collecting means separates a DC component and an AC component of current obtained from an electromotive force generated by the piezoelectric element, and the separated DC component An impedance bond for outputting AC component power to the charging means via a power line, the impedance bond comprising: a primary coil connected to the piezoelectric element; a secondary coil connected to the power line; Next to the center of the next coil An AC component generated by electromotive force between both ends of the secondary coil, between one end of the secondary coil and the output end of the diode, and the other end of the secondary coil And a direct current component rectified by the diode between the diode and the output terminal of the diode .
Further, the tubular member is provided with a wind direction plate and a rotating means, and when the wind blows on the wind direction plate, the direction of the cylindrical member is directed to the windward via the rotating means. Can do.
The cylindrical member may be provided with a tilting means for tilting the cylindrical member.
In the cylindrical fluid vibration power generation device of the present invention, a plurality of vibration electromotive force generating means for generating electromotive force by receiving fluid energy by wind power or hydraulic power is arranged inside the cylindrical member, and from these vibration electromotive force generating means When the electromotive force is collected by the current collecting means, the electromotive force collected by the current collecting means is charged to the power storage means by the charging means.
Here, wind or water enters the tubular member, and when these wind or water passes through the inside of the tubular member, the wind speed or the flow rate of water increases and turbulence or vortex flow is generated. Therefore, even if the vibration electromotive force generating means is relatively small, the electromotive force is efficiently generated.
本発明の筒形流体振動発電装置によれば、筒形部材の内部で風速又は水の流速が高められるとともに、乱気流又は渦流が発生し、振動起電力発生手段が比較的小さくても起電力を効率よく生じさせるようにしたので、簡素な構成で、発電効率を高めることができる。 According to the cylindrical fluid vibration power generation device of the present invention, the wind speed or the flow rate of water is increased inside the cylindrical member, turbulence or vortex is generated, and the electromotive force is generated even if the vibration electromotive force generating means is relatively small. Since it was made to produce efficiently, electric power generation efficiency can be improved with a simple structure.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の詳細について説明する。図1は本発明の筒形流体振動発電装置に係る第1の実施形態を説明するための図であり、図2は振動起電力発生部材を説明するための図であり、図3は起電力集電装置を説明するための図である。
(First embodiment)
Details of the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the cylindrical fluid vibration power generation device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a vibration electromotive force generating member, and FIG. 3 is an electromotive force. It is a figure for demonstrating a current collector.
まず、図1に示す筒形流体振動発電装置1は、風力による流体エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、風力を受けやすい環境に設置されるものであって、ポール、支柱、台座等に取り付けられるようになっている。また、筒形流体振動発電装置1の用途としては、電子機器センサーの電源、路側の電光標識等の道路安全支援装置の電源、防犯システムの電源等とすることができる。 First, the cylindrical fluid vibration power generation device 1 shown in FIG. 1 converts fluid energy generated by wind power into electric energy, and is installed in an environment that is susceptible to wind power. It can be attached. The cylindrical fluid vibration power generator 1 can be used as a power source for electronic equipment sensors, a power source for road safety support devices such as roadside lightning signs, and a power source for a crime prevention system.
また、筒形流体振動発電装置1は、筒形部材10と、振動起電力発生手段である振動起電力発生部材20と、集電手段である起電力集電装置30と、充電手段である充電装置40とを備えている。なお、図中符号50は蓄電池を示し、符号60は負荷制御装置を示し、符号70は負荷を示している。
Moreover, the cylindrical fluid vibration power generation device 1 includes a
筒形部材10は、風が入り込む入口11から風が抜け出る出口12までの径がほぼ同一とされ、風が入り込む入口11から風が抜け出る出口12まで空洞とされている。筒形部材10の断面は、円形、楕円形、菱形、四角形、六角形、八角形等のように、様々な形状とすることができる。
The
また、筒形部材10は、室外に設置されることを想定し、たとえば耐食性等に優れたPVC管(ポリカーボネイト)、管(ポリ塩化ビニール)、SUS管(ステンレス)、Al(アルミ管)等で構成することができる。また、筒形部材10の下面側には、回転軸13aと回転軸受け13bとからなる回転テーブル13が取り付けられている。また、筒形部材10の下面側には、後述の圧電素子22を装着する複数の装着穴15が設けられている。
The
また、筒形部材10の上面側には、風向板14が取り付けられている。この風向板14に風があたることで、回転テーブル13を介して筒形部材10の入口11が風上に向けられるようになっている。
A
振動起電力発生部材20は、風による流体エネルギーを受けて起電力を発生するものであり、筒形部材10の下面側の複数の装着穴15にそれぞれ装着されている。なお、振動起電力発生部材20は、筒形部材10の軸方向に沿って同一線上に配置されていてもよいが、好ましくは千鳥状に配置する。このように千鳥状に配置することで、前方の振動起電力発生部材20に後方の振動起電力発生部材20が重ならないことから、前方の振動起電力発生部材20によって弱められた風が後方の振動起電力発生部材20にあたるようなことがなくなり、風力を効率良く受けることができる。
The vibration electromotive
また、振動起電力発生部材20は、図2に示すように、振動板21と圧電素子22とを有している。振動板21は、棒状をなし、耐食性や耐衝撃性及びある程度の可撓性とを有する部材で構成されている。また、振動板21としては、振幅の復元性、耐久性が要求されることから、SUS(ステンレス)の薄板加工、燐青銅の薄板加工、バネ材の薄板加工等によって成型することができる。また、振動板21の下端側が圧電素子22の上面側に直付けされている。
Moreover, the vibration electromotive
圧電素子22は、圧電セラミックス23,24が結合部材25を介して張り合わされた構成となっている。また、図2のように、圧電素子22は、筒形部材10の装着穴15に装着されるとともに、たとえば左端部側が固定部材26を介して筒形部材10の装着穴15の縁部に取り付けられるようになっている。これにより、圧電素子22の右端部側が自由端となり、左端部側を支点としてその右端部側が振動板21の振動に応じて上下に変位するようになっている。また、圧電セラミックス23,24には、起電力集電装置30に接続されるリード線23a,23bの一端側が接続されている。
The
起電力集電装置30は、圧電素子22によって発生される起電力を集電するものである。また、起電力集電装置30は、圧電素子22によって発生される起電力から得られる電流の直流成分と交流成分とを分離する、たとえば図3に示すようなインピーダンスボンドを有しており、そのインピーダンスボンドによって分離された直流成分と交流成分の電力を電力線80aを介して充電装置40に送出する。
The electromotive force
すなわち、図3に示すインピーダンスボンド31は、一次コイル32と、磁心33と、二次コイル34とを有している。
That is, the
一次コイル32には、上述したリード線23a,23bに接続されるリード端子32a,32bが設けられている。二次コイル34には、端子34a,34b,34cが設けられている。ここで、端子34bは、二次コイル34のほぼ中央に接続されるようになっている。また、端子34bと二次コイル34との間には、ダイオード35が設けられている。
The
このようなインピーダンスボンド31では、上述した圧電素子22による起電力によって発生した電流(交流成分)が一次コイル32に流れることで、二次コイル34には一次コイル32の磁界の変化を妨げる方向に起電力が発生する。
In such an
このとき、端子34a,34c間の起電力によって発生した電流(交流成分)が取り出される。また、端子34a,34b間、及び端子34b,34c間では、ダイオード35によって整流された電流(直流成分)が取り出される。
At this time, the current (alternating current component) generated by the electromotive force between the
充電装置40は、起電力集電装置30に集電された電力を電力線80bを介して蓄電池50に充電する。蓄電池50としては、バッテリーやリチウムイオン蓄電池等を用いることができる。
The charging
負荷制御装置60は、電力線80cを介して蓄電池50に接続されている。負荷制御装置60は、電力線80dを介して負荷70へ供給する蓄電池50の充電電力の供給制御を行う。ここで、負荷70としては、屋外に設置されているLED照明灯、警告灯、案内灯等とすることができる。よって、負荷制御装置60は、たとえば周囲が暗くなり始めると、負荷70への電力供給を開始するような制御を行うことができる。
The
なお、負荷制御装置60には、負荷70への電力供給の開始を知らせるタイマーや、負荷70への電力供給の開始を示すデータ等が持たされているようにしてもよい。また、負荷制御装置60に受信器を搭載しておいて、外部からの無線で負荷70への電力供給の開始を制御するようにすることも可能である。また、負荷70としては、携帯端末等のようなモバイル機器とすることも可能である。
Note that the
次に、筒形流体振動発電装置1の動作を、図4〜図6を用いて説明する。ここで、図4は図1の振動起電力発生部材20を示す図であり、図5は圧電素子22による起電力による発生電流の概要を説明するための図であり、図6は負荷抵抗に対する電流と電圧の発生の概要を説明するための図である。
Next, operation | movement of the cylindrical fluid vibration electric power generating apparatus 1 is demonstrated using FIGS. Here, FIG. 4 is a diagram showing the vibration electromotive
まず、筒形部材10を室外に設置する。この場合、回転テーブル13の回転軸受け13bを任意の部位にボルト等の締結部材を用いて固定する。また、振動起電力発生部材20起電力集電装置30、充電装置40、蓄電池50、負荷制御装置60を所定の収納ボックスに収納しておく。
First, the
そして、筒形部材10の上面側に取り付けられている風向板14に風があたると、回転テーブル13を介して筒形部材10の入口11が風上に向けられる。このとき、筒形部材10の入口11から進入した風が筒形部材10の内部を通過するとき、風速が高まるとともに、乱気流が生じる。
Then, when wind blows on the
これにより、振動起電力発生部材20の振動板21への風力が高められるため、振動板21が棒状であっても、図4(a)又は図4(b)のように少なくとも左側(矢印a方向)又は右側(矢印b方向)に交互に振動する。このとき、図4(a)の状態では圧電素子22の圧電セラミックス23が縮み、圧電素子22の圧電セラミックス24が伸びることになるため、リード線23a側が−でリード線23b側が+となる起電力が発生する。
Thereby, since the wind force to the
一方、図4(b)の状態では圧電素子22の圧電セラミックス23が伸び、圧電素子22の圧電セラミックス24が縮むことになるため、リード線23a側が+でリード線23b側が−となる起電力が発生する。
On the other hand, in the state shown in FIG. 4B, the
この場合、圧電素子22による起電力により、図5に示すような電流が発生する。この発生した電流には、上述したように、直流成分と交流成分とが含まれているため、起電力集電装置30のインピーダンスボンドにより直流成分と交流成分とに分離され、充電装置40に送出される。
In this case, a current as shown in FIG. 5 is generated by the electromotive force generated by the
これにより、起電力集電装置30により、圧電素子22による起電力によって発生する電流が効率よく集電されることになる。なお、図5はあくまでも圧電素子22による起電力による電流の発生の概要を示すものであり、圧電素子22等の構成や数によって電流波形が異なることは勿論である。
Thus, the current generated by the electromotive force generated by the
そして、充電装置40により、起電力集電装置30に集電された電力が電力線80bを介して蓄電池50に充電され、たとえば所定時間に達すると、負荷制御装置60により、電力線80dを介して負荷70へ供給する蓄電池50の充電電力の供給が開始される。
Then, the power collected by the electromotive force
ここで、振動起電力発生部材20の圧電素子22による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する際の変換効率は、負荷70による負荷抵抗との関係で左右される。つまり、負荷70による負荷抵抗と、圧電素子22の起電力による電流及び電圧とは、図6に示すような関係となることが知られている。同図から分かる通り、電圧は負荷抵抗が大きくなるに従い、その値が大きくなる。これに対し、電流は10000Ω程度までは10mA程度の一定の値を示すが、10000Ωを超えると、1mA程度まで下がる。
Here, the conversion efficiency when the kinetic energy generated by the
よって、振動起電力発生部材20の圧電素子22による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する際の変換効率を高めるためには、たとえば電流が10mA程度の一定の値を示す10000Ω程度までとすればよいことが分かる。なお、図6はあくまでも負荷抵抗と、起電力による電流及び電圧との関係の概要を示すものであり、上記同様に、圧電素子22等の構成や数によってその関係が異なることは勿論である。
Therefore, in order to increase the conversion efficiency when converting the kinetic energy generated by the
このように、第1の実施形態では、筒形部材10の内部に風力による流体エネルギーを受けて起電力を発生する複数の振動起電力発生手段である振動板21と圧電素子22とからなる振動起電力発生部材20を配置し、これらの振動起電力発生部材20からの起電力を集電手段である起電力集電装置30によって集電すると、該起電力集電装置30によって集電された起電力が充電手段である充電装置40によって蓄電手段である蓄電池50に充電されるようにした。
As described above, in the first embodiment, the vibration composed of the
これにより、筒形部材10の内部を風が通過するとき、風速が高まるとともに、乱気流が発生するため、振動起電力発生部材20が比較的小さくても起電力を効率よく生じさせることができることから、簡素な構成で、発電効率を高めることができる。
Thereby, when the wind passes through the inside of the
また、第1の実施形態では、筒形部材10に、風向板14と、回転手段である回転軸13aと回転軸受け13bとからなる回転テーブル13と設け、風向板10に風があたると、回転テーブル13を介して筒形部材10の向きが風上に向けられるようにしたので、筒形部材10内部への風の取り込みを効率よく行うことができる。
Further, in the first embodiment, the
なお、第1の実施形態では、筒形部材10の径が、風が入り込む入口11から風が抜け出る出口12までほぼ同一とされた場合としているが、この例に限らず、たとえば図7のように、風が入り込む入口11a側が出口12の径より大きくなるようなラッパ状の構成としてもよい。
In the first embodiment, the diameter of the
この場合、筒形部材10の入口11aから進入する風量が多くなるため、その風が筒形部材10の内部を通過するとき、風速がさらに高まるため、筒形部材10の周囲の風速が弱くても振動起電力発生部材20の振動板21をより確実に振動させることが可能となる。
In this case, since the amount of air entering from the
(第2の実施形態)
図8は、水力による流体エネルギーを電気エネルギーに変換する筒形流体振動発電装置1Aに係る第2の実施形態を示す図である。なお、以下の説明においては、図1と共通する部分には同一符号を付し、重複する説明は適宜行うものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a second embodiment of a cylindrical fluid vibration
同図に示す筒形流体振動発電装置1Aは、図1の風向板14が省かれているとともに、図1の回転テーブル13が傾斜テーブル16に置き換えられている点で、図1の筒形流体振動発電装置1とは相違している。また、筒形流体振動発電装置1Aは、水力による流体エネルギーを利用するものであるため、圧電素子22の周囲が防水部材20aによって覆われている点でも図1の筒形流体振動発電装置1とは相違している。
The cylindrical fluid vibration
また、本実施形態での筒形流体振動発電装置1Aは、水力用とされることから、たとえば家屋の雨樋配水管等に接続して利用される。このような筒形流体振動発電装置1Aでは、たとえば商用電源を利用できない地域であっても、上記同様に、電子機器センサーの電源、路側の電光標識等の道路安全支援装置の電源、防犯システムの電源等として用いることができる。
Moreover, since the cylindrical fluid vibration
ここで、傾斜テーブル16は、上端側が筒形部材10の下面側に取り付けられるとともに、下端側にたとえば回転球16aを有する回動支持軸16bと、回転球16aを回動自在に支持する回動支持部16cを有する回動支持軸受け16dとを有している。このような傾斜テーブル16が筒形流体振動発電装置1Aの筒形部材10の下面側に取り付けられることで、入口11の向きを、少なくとも上下に傾斜させることができ、水の流れに沿った方向にその入口11を向けることができる。
Here, the tilting table 16 is attached to the lower surface side of the
なお、傾斜テーブル16にあっては、筒形部材10を少なくとも上下に傾斜させることができればよいため、ヒンジ状の簡単な継ぎ手構成としてもよい。
In addition, in the inclination table 16, since the
このような筒形流体振動発電装置1Aでは、たとえば家屋の雨樋配水管等に接続し、雨樋配水管内の水が筒形部材10内に進入するものとすると、筒形部材10の入口11から進入した水が筒形部材10の内部を通過するとき、その水の流速が高まるとともに、渦流が生じる。
In such a cylindrical fluid vibration power generation device 1 </ b> A, for example, when connected to a gutter water distribution pipe of a house and the water in the gutter water distribution pipe enters the
これにより、振動起電力発生部材20の振動板21は、上述した図4(A)又は図4(B)のように少なくとも左側(矢印a方向)又は右側(矢印b方向)に交互に振動する。
Thereby, the
そして、上述したように、圧電素子22による起電力により、直流成分と交流成分とが含まれている電流が発生し、起電力集電装置30のインピーダンスボンドにより直流成分と交流成分とに分離され、充電装置40に送出される。
As described above, an electromotive force generated by the
さらに、充電装置40により、起電力集電装置30に集電された電力が電力線80bを介して蓄電池50に充電され、たとえば所定時間に達すると、負荷制御装置60により、電力線80dを介して負荷70へ供給する蓄電池50の充電電力の供給が開始される。
Furthermore, the power collected by the electromotive force
このように、第2の実施形態では、筒形部材10に、該筒形部材10を傾斜自在とする傾斜手段である傾斜テーブル16を設けるようにしたので、水の流れに沿った方向に筒形部材10の向きを調整でき、筒形部材10内部への水の取り込みを効率よく行うことができることから、第1の実施形態と同様に、振動起電力発生部材20が比較的小さくても起電力を効率よく生じさせることができ、簡素な構成で、発電効率を高めることができる。
As described above, in the second embodiment, since the
外部からの電力供給を受けない無給電型装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a non-powered device that does not receive external power supply.
1,1A 筒形流体振動発電装置
10 筒形部材
11,11a 入口
12 出口
13 回転テーブル
14 風向板
15 装着穴
16 傾斜テーブル
20 振動起電力発生部材
20a 防水部材
21 振動板
22 圧電素子
23,24 圧電セラミックス
26 固定部材
30 起電力集電装置
40 充電装置
50 蓄電池
60 負荷制御装置
70 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該筒形部材内に配置され、流体エネルギーを受けて起電力を発生する複数の振動起電力発生手段と、
前記振動起電力発生手段からの起電力を集電する集電手段と、
前記集電手段によって集電された起電力を蓄電手段に充電する充電手段と、を備え、
前記振動起電力発生手段は、前記筒形部材に装着される振動板と圧電素子とを有し、
前記集電手段は、前記圧電素子によって発生される起電力から得られる電流の直流成分と交流成分とを分離し、該分離した直流成分と交流成分の電力を電力線を介して前記充電手段に出力するインピーダンスボンドを有し、
前記インピーダンスボンドは、前記圧電素子に接続される一次コイルと、前記電力線に接続される二次コイルと、該二次コイルの中央に接続されるダイオードとを有し、
前記二次コイルの両端間の起電力により発生する交流成分と、前記二次コイルの一方端と前記ダイオードの出力端との間、及び前記二次コイルの他方端と前記ダイオードの出力端との間での前記ダイオードにより整流された直流成分とが取り出される
ことを特徴とする筒形流体振動発電装置。 A tubular member;
A plurality of vibration electromotive force generating means arranged in the cylindrical member and receiving electromotive force to generate electromotive force;
A collector means for collect the electromotive force from the oscillating electromotive force generating means,
Bei give a, a charging means for charging an electromotive force which is the current collector to the storage means by said collector means,
The vibration electromotive force generating means has a diaphragm and a piezoelectric element attached to the cylindrical member,
The current collecting means separates a DC component and an AC component of a current obtained from an electromotive force generated by the piezoelectric element, and outputs the separated DC component and AC component power to the charging means via a power line. Has an impedance bond to
The impedance bond has a primary coil connected to the piezoelectric element, a secondary coil connected to the power line, and a diode connected to the center of the secondary coil,
AC component generated by electromotive force between both ends of the secondary coil, between one end of the secondary coil and the output end of the diode, and between the other end of the secondary coil and the output end of the diode And a direct current component rectified by the diode in between .
前記風向板に風があたると、前記回転手段を介して前記筒形部材の向きが風上に向けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の筒形流体振動発電装置。 The cylindrical member is provided with a wind direction plate and a rotating means,
The cylindrical fluid vibration power generator according to claim 1, wherein when the wind blows on the wind direction plate, the cylindrical member is directed upward on the wind via the rotating means.
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