JP6315260B2 - 振動発電装置 - Google Patents
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Description
また、回転慣性質量機構1を回転慣性質量ダンパーとして扱う場合には、発電機構2の回転抵抗力を回転慣性質量ダンパーの減衰として利用することができる。
図2に示したモデルにおいて、発電機構2で生じる電力は以下のように求めることができる。
すなわち、慣性質量比が小さいほど電力増幅率が高く、上記の式(8)から減衰係数cが小さくなるので発生電力は小さいが、効率よく発電できることが分かる。
そして、この式(15)の関係を図示すると、図5となる。
但し、増幅率は常に1より大きいので発電機構2を回転慣性質量機構1に一体化するだけで、他の場所に設置するよりはるかに発電効率を高めることができると言える。
これにより、例えば、回転慣性質量機構1と発電機構2を一体に備えた振動発電装置Aにおいては、慣性質量Ψを構造物10の5%にした場合(μ=0.05)、構造物10と固定端との間に設けて変位応答を同じにする場合の0.1倍の減衰係数で、1.07倍の吸収エネルギー、すなわち1.07倍の発電電力を得ることができる。
なお、図6及び図7より、μ≧0.25ならR>1となり、本実施形態の振動発電装置Aの方がより多くの電力が得られることが分かるが、これは回転慣性質量機構1と付加ばね3を直列して同調型にすることで共振時に両者を逆位相にし、回転慣性質量機構1と一体化した発電機構2の振幅を拡大することによる。
2 発電機構
3 付加ばね
4 ボールねじ
5 ボールナット
6 回転錘
7 軸受け
8 一端部
9 他端部
10 構造物
11 照明
A 振動発電装置
O1 軸方向
Claims (2)
- 振動する構造物に連結して設けられ、該構造物が変位すると錘が回転して回転慣性質量効果を発生させる回転慣性質量機構と、
前記回転慣性質量機構に連結して設けられ、前記回転慣性質量機構の回転によって駆動して発電する発電機構と、
前記回転慣性質量機構及び前記発電機構に直列に連結された付加ばねとを備え、
前記回転慣性質量機構と前記付加ばねとにより定まる振動数を前記構造物の卓越する振動数に同調させ、前記回転慣性質量機構で構造物の振動を低減させるとともに前記発電機構で発電するように構成されていることを特徴とする振動発電装置。
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