(57)【要約】    【課題】磁性コアを用いることなく送電線上の電力を利用して発電することが可能な静電発電装置を提供する。    【解決手段】静電発電装置３は、送電線２に固定して使用され、内部に空間５ｓを有する金属筐体５と、金属筐体５の内部に収容された発電回路１０とを備えている。金属筐体５は、送電線２に近接して配置された内側金属部材６ａと、内側金属部材よりも送電線２の径方向の外側に配置され、内側金属部材６ａから絶縁分離された外側金属部材６ｃと、内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとを絶縁分離する絶縁部材７ａ，７ｂを含み、発電回路１０は、送電線２に電流が流れているとき内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間に発生する電界Ｅ又は電位差を利用して発電する。    【選択図】図３
2020162402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線に固定して使用され、内部に空間を有する金属筐体と、
前記金属筐体の内部に収容された発電回路とを備え、
前記金属筐体は、
前記送電線に近接して配置された内側金属部材と、
前記内側金属部材よりも前記送電線の径方向の外側に配置され、前記内側金属部材から絶縁分離された外側金属部材と、
前記内側金属部材と前記外側金属部材とを絶縁分離する絶縁部材を含み、
前記発電回路は、前記送電線に電流が流れているとき前記内側金属部材と前記外側金属部材との間に発生する電界又は電位差を利用して発電することを特徴とする静電発電装置。
【請求項２】
前記発電回路は、前記電界を電位差に変換する発電コンデンサと、前記発電コンデンサが発生した前記電位差を利用して所定の電圧を出力する電源回路を含む、請求項１に記載の静電発電装置。
【請求項３】
前記内側金属部材及び前記外側金属部材は、円筒形状を有し、前記送電線を取り囲むように同心円状に配置されている、請求項１又は２に記載の静電発電装置。
【請求項４】
前記内側金属部材は、導電性又は絶縁性の接着固定部材を介して前記送電線に取り付けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記径方向の少なくとも二か所に設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項６】
前記絶縁部材は、前記径方向の第１の位置に設けられた第１絶縁部材と、前記第１の位置と異なる前記径方向の第２の位置に設けられ、前記第１絶縁部材と異なる誘電率を有する第２絶縁部材を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項７】
前記金属筐体は、上部筐体と下部筐体とに分割されており、前記上部筐体と前記下部筐体は蝶番によって連結された開閉可能な構造を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の静電発電装置と、
前記静電発電装置から電力の供給を受けて前記送電線の監視動作を行うＩｏＴデバイスとを備えることを特徴とする送電線監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線に取り付けて使用する静電発電装置及びこれを用いた送電線監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線に取り付けられてその状態を監視するＩｏＴデバイスが知られている。例えば、特許文献１には、送電線の異常振動を検出するための振動検出装置が記載されている。振動検出装置の電源には、送電線の周囲に発生する磁界の変化による電磁誘導を利用した発電装置、あるいは太陽光発電装置が用いられている。
【０００３】
また特許文献２には、電磁誘導方式の電源装置を用いた監視カメラシステムが記載されている。この監視カメラシステムは、送・配電線路に着脱可能に設けられ、電磁誘導方式で電力を生成する発電用ＣＴコアと、発電用ＣＴコアから発生した交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、動画を撮影するカメラモジュールと、カメラモジュールの出力データを外部に伝送する無線通信モジュールとを備えている。
【０００４】
特許文献３には、架空地線の誘導電流を利用した発電装置が記載されている。この発電装置は、分割型コアを用いた２個のカレントトランスを架空地線に取り付け、さらに各カレントトランスの出力端子にコンデンサをそれぞれ接続したものである。架空地線に流れる誘導電流を各カレントトランスによって取り出し、その出力電流をダイオード整流器により整流した後、電力変換回路を介して負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９３３４２号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１７２６１号公報
【特許文献３】特開２００６−１９７７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電磁誘導型発電装置には鉄系の磁性コアを用いられている。しかし、送電線監視用の発電装置は屋外で使用されるものであるため、鉄系の磁性コアは錆による発電能力の低下の懸念がある。また鉄系の磁性コアは重いため架空送電線が伸びて劣化する懸念がある。
【０００７】
また磁性コアを用いた従来の電磁誘導型発電装置は、磁界による発電を行っているため、例えば、小型の磁気センサを用いて磁場の変化から送電線の異常を検知することが困難である。そのため、磁性コアを使用しない別の発電方法が望まれている。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、磁性コアを用いることなく送電線上の電力を利用して発電することが可能な静電発電装置及びこれを用いた送電線監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明による静電発電装置は、送電線に固定して使用され、内部に空間を有する金属筐体と、前記金属筐体の内部に収容された発電回路とを備え、前記金属筐体は、前記送電線に近接して配置された内側金属部材と、前記内側金属部材よりも前記送電線の径方向の外側に配置され、前記内側金属部材から絶縁分離された外側金属部材と、前記内側金属部材と前記外側金属部材とを絶縁分離する絶縁部材を含み、前記発電回路は、前記送電線に電流が流れているとき前記内側金属部材と前記外側金属部材との間に発生する電界又は電位差を利用して発電することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、送電線に電流が流れているとき金属筐体の内側金属部材と外側金属部材との間に発生する電界又は電位差を利用して送電線からエネルギーを取り出すことができる。特に、磁性コアを使用しないので発電装置の軽量・長寿命化を図ることができるだけでなく、ＩｏＴデバイスにおいて使用可能なセンサを増やすことが可能となる。
【００１１】
本発明において、前記発電回路は、前記電界を電位差に変換する発電コンデンサと、前記発電コンデンサが発生した電位差を利用して所定の電圧を出力する電源回路を含むことが好ましい。この構成によれば、発電コンデンサに発生する電位差を利用して送電線からエネルギーを取り出すことができる。
【００１２】
本発明において、前記内側金属部材及び前記外側金属部材は、円筒形状を有し、前記送電線を取り囲むように同心円状に配置されていることが好ましい。この構成によれば、送電線に対する取り付けの安定性を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記内側金属部材は、導電性又は絶縁性の接着固定部材を介して前記送電線に取り付けられていることが好ましい。導電性の接着固定部材を用いた場合には、送電線と同電位を内側金属部材に付与することができる。また、接着固定部材を絶縁材料で構成した場合には、送電線と内側金属部材との間に絶縁層が介在することになるので、送電線から発電コンデンサまでの間の絶縁層の数を増やして発電コンデンサに印加される電界の強度を弱めることができ、発電電力を調整して安全性を高めることができる。また、内側金属部材の電位を下げることができ、内側金属部材と外側金属部材との間の絶縁部材の層数を減らすことができる。
【００１４】
本発明において、前記絶縁部材は、前記径方向の少なくとも二か所に設けられていることが好ましい。この構成によれば、金属筐体内の限られた面積の中で、内側金属部材と外側金属部材との間の電界又は電位差を調整することができ、これにより発電電圧を調整することができる。したがって、送電線から安全にエネルギーを取り出すことができ、送電線の高電圧にも対応可能である。
【００１５】
本発明において、前記絶縁部材は、前記径方向の第１の位置に設けられた第１絶縁部材と、前記第１の位置と異なる前記径方向の第２の位置に設けられ、前記第１絶縁部材と異なる誘電率を有する第２絶縁部材を含むことが好ましい。これにより、内側金属部材と外側金属部材との間の電界又は電位差を適切な大きさに調整することができる。
【００１６】
本発明において、前記金属筐体は、上部筐体と下部筐体とに分割されており、前記上部筐体と前記下部筐体は蝶番によって連結された開閉可能な構造を有することが好ましい。この構成によれば、送電線に金属筐体を容易に取り付けることができる。
【００１７】
本発明において、前記絶縁部材の材料はＢａＴｉＯ３であることが好ましい。誘電率が高いＢａＴｉＯ３を絶縁部材として使用した場合には、内側金属部材と外側金属部材との間に発生する電界又は電位差が過度に大きくなることを抑制して発電回路に耐圧の低い電子部品を使用することが可能となる。
【００１８】
また、本発明による送電線監視システムは、上記特徴を有する本発明による静電発電装置と、前記静電発電装置から電力の供給を受けて前記送電線の監視動作を行うＩｏＴデバイスとを備えることを特徴とする。本発明によれば、大型の磁性コアを用いない発電装置から電力の供給を受けて動作する送電線監視システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、磁性コアを用いることなく送電線上の電力を利用して発電することが可能な静電発電装置及びこれを用いた送電線監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による送電線監視システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、金属筐体の構造を分解及び一部破断して示す略斜視図である。
【図３】図３は、図２の金属筐体を用いた静電発電装置の構成を示す略断面図である。
【図４】図４は、静電発電装置の構成を示す略平面図である。
【図５】図５は、静電発電装置の等価回路図である。
【図６】図６は、静電発電装置の変形例を示す略平面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態による金属筐体の構造を分解及び一部破断して示す略斜視図である。
【図８】図８は、図７の金属筐体を用いた静電発電装置の構成を示す略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態による送電線監視システムの構成を概略的に示す斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、送電線監視システム１は、送電線２に電流Ｉが流れているときに発生する電界Ｅを受けて発電する静電発電装置３と、静電発電装置３から電力の供給を受けて送電線２の監視動作を行うＩｏＴデバイス４とを備えている。静電発電装置３はＩｏＴデバイス４の電源となるものであり、ＩｏＴデバイス４は静電発電装置３の出力端子に接続されている。ＩｏＴデバイス４の種類は特に限定されず、送電線２の物理的又は電気的な状態を計測する各種センサモジュールであってもよく、遠隔監視カメラなどであってもよい。ＩｏＴデバイス４は通信機能を有し、センサやカメラで収集したデータをサーバに向けて送信することができる。
【００２４】
送電線２は架空送電線であることが好ましく、送電電圧が６６ｋＶ以上の高圧送電線であることがさらに好ましい。架空送電線は地上から数十メートル以上の高所に架設されているため、ＩｏＴデバイス４の設置やメンテナンスが極めて困難であり、さらに送電線２に流れる電流の変動範囲（ダイナミックレンジ）が５０Ａ〜３０００Ａと非常に広く、本発明の効果が顕著だからである。送電線２には商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電流が流れており、送電線２の周囲には交番電界が発生している。電界Ｅは送電線２の径方向に放射状に発生しており、電界Ｅの大きさは送電線２の電圧の大きさによって変化する。
【００２５】
静電発電装置３は、送電線２に取り付け可能な円環状の金属筐体５と、金属筐体５の内部に収容された発電回路１０とを備えている。図１ではＩｏＴデバイス４が金属筐体５の外側に配置されているが、発電回路１０と共にＩｏＴデバイス４を金属筐体５の内部に収容することも可能である。
【００２６】
発電回路１０は、送電線２に電流Ｉが流れているとき金属筐体５内に発生する電界Ｅを受けて発電する発電コンデンサ１１と、発電コンデンサ１１に接続された電源回路１２とを有している。詳細は後述するが、電源回路１２は、発電コンデンサ１１の交流出力電圧を整流する整流回路と、整流回路から出力される直流電圧を一定の電圧レベルに制限するレギュレータ回路を有している。
【００２７】
図２は、金属筐体５の構造を分解及び一部破断して示す略斜視図である。また図３は、図２の金属筐体５を用いた静電発電装置３の構成を示す略断面図である。
【００２８】
図２及び図３に示すように、金属筐体５は、凹部５ａと蓋部５ｂとの組み合わせからなり、凹部５ａは、送電線２の延在方向（ｚ方向）と直交する略円板状の主面部５ｃと、円筒形状の内壁部５ｄと、円筒形状の外壁部５ｅとが一体的に形成されたものである。蓋部５ｂは、凹部５ａの主面部５ｃと同様に、送電線２の延在方向（ｚ方向）と直交する略円板状の部材である。このように、凹部５ａに蓋部５ｂを被せた構造により、金属筐体５の内部には発電回路１０を収容可能な空間５ｓが形成されている。
【００２９】
金属筐体５は、主要な素材は金属であるが、部分的に絶縁材料を用いて構成されている。特に蓋部５ｂは、絶縁材料を用いて構成されている。
【００３０】
金属筐体５の凹部５ａは、内周側から外周側に向かって、内側金属部材６ａ、中間金属部材６ｂ及び外側金属部材６ｃが同心円状に配置されたものであり、これらは互いに絶縁分離されている。金属筐体５に用いる金属材料の種類は特に限定されないが、例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。内側金属部材６ａと中間金属部材６ｂとの間には第１絶縁部材７ａが介在しており、中間金属部材６ｂと外側金属部材６ｃとの間には第２絶縁部材７ｂが介在している。すなわち、金属筐体５は、内周側から外周側に向かって、内側金属部材６ａ、第１絶縁部材７ａ、中間金属部材６ｂ、第２絶縁部材７ｂ、外側金属部材６ｃが順に積層された同軸円筒コンデンサを構成している。
【００３１】
内側金属部材６ａは、凹部５ａの主面部５ｃの一部（内側部分）と円筒状の内壁部５ｄとを構成する部材であり、外側金属部材６ｃは、凹部５ａの主面部５ｃの一部（外側部分）と円筒状の外壁部５ｅとを構成する部材である。また、中間金属部材６ｂは、凹部５ａの主面部５ｃの一部（中間部分）を構成する部材である。そのため、内側金属部材６ａ及び外側金属部材６ｃのｚ方向の幅は、中間金属部材６ｂ及び第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂよりも広い。そして凹部５ａの主面部５ｃが同軸円筒コンデンサの主要部分を構成している。
【００３２】
金属筐体５の凹部５ａの主面部５ｃを構成する部分における内側金属部材６ａの径方向の幅は、金属筐体５の凹部５ａの内壁部５ｄを構成する内側金属部材６ａの径方向の幅よりも広いことが好ましい。同様に、金属筐体５の凹部５ａの主面部５ｃを構成する部分における外側金属部材６ｃの径方向の幅は、金属筐体５の凹部５ａの内壁部５ｄを構成する外側金属部材６ｃの径方向の幅よりも広いことが好ましい。これにより、金属筐体５の内部にできるだけ広い空間５ｓを確保しつつ、第１絶縁部材７ａ及び第２絶縁部材７ｂをできるだけ薄く形成することができる。
【００３３】
以上のような構造を有する金属筐体５は同心円筒コンデンサを構成しており、一方の電極を構成する内側金属部材６ａには送電線２からの高電位が付与されている。これにより、内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間の空間５ｓには、内側金属部材６ａから外側金属部材６ｃに向かう電界Ｅが放射状に発生している。また内側金属部材６ａと中間金属部材６ｂとの間には第１絶縁部材７ａが設けられているので、両者の電極間の電位差を大きくすることができ、さらに中間金属部材６ｂと外側金属部材６ｃとの間には第２絶縁部材７ｂが設けられているので、電極間に発生する電位差をできるだけ大きくすることができる。
【００３４】
以上のような構造により、金属筐体５の内部には空間５ｓが形成されており、発電回路１０は金属筐体５の内部に設置されている。金属筐体５と電気的に接続されることがないように、発電回路１０は例えば絶縁シート９を介して凹部５ａの内側表面に取り付けられている。発電コンデンサ１１は誘電体を挟んで対向する一対の平行平板電極を有し、送電線２から発生する電界Ｅを受けて一対の平行平板電極間に電位差を生じさせる発電素子である。発電コンデンサ１１の一対の平行平板電極間にそれぞれ接続された一対の端子は電源回路１２に接続されている。
【００３５】
送電線２と金属筐体５との間には接着固定部材８が充填されている。接着固定部材８は、導電性又は絶縁性の材料からなり、送電線２の外周面と円環形状の金属筐体５の内周面との間に介在して金属筐体５を送電線２に固定する役割を果たす。接着固定部材８を導電性材料で構成した場合、接着固定部材８と接する内側金属部材６ａは、送電線２と同電位となる。また、接着固定部材８を絶縁材料で構成した場合には、送電線２から発電コンデンサ１１までの間に３層の絶縁層が介在することになるので、発電コンデンサ１１に印加される電界の強度を弱めて発電電力を小さくすることができる。また、接着固定部材８を絶縁材料で構成する場合には、送電線２と内側金属部材６ａとの間に絶縁層が介在することになるので、内側金属部材６ａの電位を下げることができ、第１絶縁部材７ａを省略しつつ２層の絶縁層として構成することも可能である。
【００３６】
図４は、静電発電装置３の構成を示す略平面図である。
【００３７】
図４に示すように、第１絶縁部材７ａ及び第２絶縁部材７ｂは、金属筐体５内において同心円状に配置されている。第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂは、第１絶縁部材７ａ及び第２絶縁部材７ｂによって形成される円筒コンデンサの静電容量を大きくし、これにより第１絶縁部材７ａと第２絶縁部材７ｂとの間に発生する電界の強度を大きくするために設けられている。送電線２から発電コンデンサ１１までの間に絶縁部材がまったく介在しない場合、発電コンデンサ１１に印加される電界は非常に小さくなる。しかし、内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間に誘電率の高い材料を配置した場合には、内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間の電位差が大きくなるので、発電コンデンサ１１に大きな電界を印加することができ、発電コンデンサ１１からより大きな電圧を取り出すことができる。
【００３８】
第１絶縁部材７ａ及び第２絶縁部材７ｂの材料は特に限定されないが、誘電率が高いＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）を好ましく用いることができる。ＢａＴｉＯ３のような誘電率が高い材料を使用した場合には、一対の金属部材間（例えば内側金属部材６ａと中間金属部材６ｂとの間）に発生する電界が過度に大きくなることを抑制して発電回路１０に耐圧の低い電子部品を使用することができる。より大きな電界を発生させる必要がある場合には、誘電率が低い材料を使用すればよく、これにより発電電力を調整することができる。第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂは同一の材料であってもよく、互いに異なる材料であってもよい。第１絶縁部材７ａの材料を第２絶縁部材７ｂの材料と異ならせた場合には、金属筐体５内の限られた空間の中で静電容量を変えることができ、発電コンデンサ１１の発電電圧を調整することができる。
【００３９】
図４に示すように、金属筐体５は分割可能なクランプ型筐体であることが好ましい。クランプ型筐体は、分割可能な上部筐体５ｍと下部筐体５ｎとの組み合わせにより構成され、上部筐体５ｍは蝶番５ｈを介して下部筐体５ｎに連結された開閉可能な構造を有している。この場合、第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂも上部筐体５ｍ及び下部筐体５ｎと一緒に分割可能に構成される。また、閉止状態において上部筐体５ｍ及び下部筐体５ｎはねじ止め機構５ｊによって固定される。これにより、送電線２に対する取り付けを容易に行うことができる。
【００４０】
送電線２に電流Ｉが流れるとき、送電線２から放射線状に電界Ｅが発生する。電界Ｅの向きは送電線２の表面の法線方向である。架空送電線の送電電圧が６６ｋＶ以上と非常に高い場合、送電線２の周囲には大きな電界が発生する。さらに、交流電圧の場合、電界も周期的に変化する。したがって、このような電界Ｅを受けた発電コンデンサ１１の端子間には交流電圧が発生する。
【００４１】
図５は、静電発電装置３の等価回路図である。
【００４２】
図５に示すように、静電発電装置３は、キャパシタンスＣ１，Ｃ２，Ｃ３の直列回路と、キャパシタンスＣ１、Ｃ２の直列回路と並列に接続されたキャパシタンスＣ４，Ｃ５，Ｃ６の直列回路とを有している。ここで、キャパシタンスＣ１は、第１絶縁部材７ａを挟んで対向する内側金属部材６ａと中間金属部材６ｂによって形成されるキャパシタンスであり、キャパシタンスＣ２は、第２絶縁部材７ｂを挟んで対向する中間金属部材６ｂと外側金属部材６ｃによって形成されるキャパシタンスであり、キャパシタンスＣ３は、外側金属部材６ｃと地面との間のキャパシタンスである。さらに、キャパシタンスＣ４は、内側金属部材６ａと発電コンデンサ１１との間のキャパシタンスであり、キャパシタンスＣ５は、発電コンデンサ１１のキャパシタンスであり、キャパシタンスＣ６は、発電コンデンサ１１と外側金属部材６ｃとの間のキャパシタンスである。そして、キャパシタンスＣ５の端子間電圧が発電電圧として電源回路１２に供給される。上記のように、電源回路１２は、発電コンデンサ１１の交流出力電圧を整流する整流回路１３と、整流回路１３から出力される直流電圧を一定の電圧レベルに制限するレギュレータ回路１４を有している。レギュレータ回路１４の直流出力電圧ＶｏはＩｏＴデバイス４に供給される。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態による送電線監視システム１は、送電線２に取り付けられた静電発電装置３と、静電発電装置３から電力の供給を受けて動作するＩｏＴデバイス４とを備え、静電発電装置３は、送電線２に固定して使用され、内部に空間５ｓを有する金属筐体５と、金属筐体５の内部に収容された発電回路１０とを備え、金属筐体５は、送電線２に近接して配置された内側金属部材６ａと、内側金属部材６ａよりも送電線２の径方向の外側に配置され、内側金属部材６ａから絶縁分離された外側金属部材６ｃと、内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとを絶縁分離する絶縁部材７を含み、発電回路１０は、送電線２に電流が流れているとき内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間に発生する電界Ｅを利用して発電するので、磁性コアを用いることなく発電することができる。
【００４４】
図６は、静電発電装置３の変形例を示す略平面図である。
【００４５】
図６に示すように、この静電発電装置３の特徴は、分割型の金属筐体５の上部筐体５ｍにのみ第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂを設けたものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。下部筐体５ｎの内部は空洞であり、第１及び第２絶縁部材７ｂ、内側金属部材６ａ及び中間金属部材６ｂは設けられていない。発電回路１０は、第１及び第２絶縁部材７ａ，７ｂが設けられた上部筐体５ｍの内部に設けられる。本実施形態によれば、静電発電装置３の大幅な軽量化を図ることができる。
【００４６】
本実施形態による静電発電装置３も第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、発電回路１０は、送電線２に電流が流れているとき内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間に発生する電界Ｅを利用して発電するので、磁性コアを用いることなく発電することができる。さらに、静電発電装置３の軽量化と製造コストの低減を図ることができる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施の形態による金属筐体５の構造を分解及び一部破断して示す略斜視図である。また図８は、図７の金属筐体を用いた静電発電装置３の構成を示す略断面図である。
【００４８】
図７及び図８に示すように、本実施形態による静電発電装置３の特徴は、金属筐体５の蓋部５ｂが、凹部５ａの主面部５ｃと同様に、内周側から外周側に向かって、内側金属部材６ａ、第１絶縁部材７ａ、中間金属部材６ｂ、第２絶縁部材７ｂ、外側金属部材６ｃが順に積層された同軸円筒コンデンサを構成している点にある。その他の構成は図２及び図３と同様である。本実施形態による静電発電装置３は、このような構成であっても第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲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。
【００５０】
例えば、上記実施形態においては、分割型の金属筐体５を用いて静電発電装置３を構成しているが、本発明は一体型の金属筐体５を用いて静電発電装置３を構成してもよい。また、絶縁部材の数は特に限定されず、いくつ設けられていてもよい。さらに、金属筐体５内に小さな発電コンデンサ１１を設けずに金属筐体５自体を発電コンデンサとして構成することも可能である。この場合、発電回路１０は、送電線２に電流が流れているとき金属筐体５の内側金属部材６ａと外側金属部材６ｃとの間に発生する電位差を利用して所定の電圧を生成することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    送電線監視システム
２    送電線
３    静電発電装置
４    ＩｏＴデバイス
５    金属筐体
５ａ    金属筐体の凹部
５ｂ    金属筐体の蓋部
５ｃ    金属筐体の凹部の主面部
５ｄ    金属筐体の凹部の内壁部
５ｅ    金属筐体の凹部の外壁部
５ｈ    蝶番
５ｊ    ねじ止め機構
５ｍ    上部筐体
５ｎ    下部筐体
５ｓ    空間
６ａ    内側金属部材
６ｂ    中間金属部材
６ｃ    外側金属部材
７    絶縁部材
７ａ    第１絶縁部材
７ｂ    第２絶縁部材
８    接着固定部材
９    絶縁シート
１０    発電回路
１１    発電コンデンサ
１２    電源回路
１３    整流回路
１４    レギュレータ回路
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６    キャパシタンス
Ｅ    電界
Ｉ    電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月24日(2020.6.24)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線に固定して使用され、内部に空間を有する金属筐体と、
前記金属筐体の内部に収容された発電回路とを備え、
前記金属筐体は、
前記送電線に近接して配置された内側金属部材と、
前記内側金属部材よりも前記送電線の径方向の外側に配置され、前記内側金属部材から絶縁分離された外側金属部材と、
前記内側金属部材と前記外側金属部材とを絶縁分離する絶縁部材を含み、
前記発電回路は、前記送電線に電流が流れているとき前記内側金属部材と前記外側金属部材との間に発生する電界又は電位差を利用して発電することを特徴とする静電発電装置。
【請求項２】
前記発電回路は、前記電界を電位差に変換する発電コンデンサと、前記発電コンデンサが発生した前記電位差を利用して所定の電圧を出力する電源回路を含む、請求項１に記載の静電発電装置。
【請求項３】
前記内側金属部材及び前記外側金属部材は、円筒形状を有し、前記送電線を取り囲むように同心円状に配置されている、請求項１又は２に記載の静電発電装置。
【請求項４】
前記内側金属部材は、導電性又は絶縁性の接着固定部材を介して前記送電線に取り付けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記径方向の少なくとも二か所に設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項６】
前記絶縁部材は、前記径方向の第１の位置に設けられた第１絶縁部材と、前記第１の位置と異なる前記径方向の第２の位置に設けられ、前記第１絶縁部材と異なる誘電率を有する第２絶縁部材を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の静電発電装置。
【請求項７】
前記金属筐体は、上部筐体と下部筐体とに分割されており、前記上部筐体と前記下部筐体は蝶番によって連結された開閉可能な構造を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の静電発電装置。