(57)【要約】【課題】流体輸送管路の内部を流れる液体の圧力と流速の運動エネルギーを回転運動に変換して発電することにより、設備コストが安価で稼動コストが少なく、しかも、天候等の条件に左右されることなく効率的に発電することができる発電装置を提供する。【解決手段】流体輸送管路１の内部に発電機２を組み込み、この発電機２に直接羽根車３を設け、管路１内を流れる液体によって回転する羽根車３で発電機２を直接駆動することにより発電する。【選択図】図２
2006307821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体輸送管路の内部に、この流体輸送管路内を流れる流体によって羽根車が回転し、この羽根車の回転で発電する発電機を組み込み、該発電機で発電した電力を流体輸送管路の外部に取出すようにしたことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
上記流体輸送管路の内部に複数台の発電機を、流体の流れ方向に沿って所定の間隔で配置したことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
上記流体輸送管路の途中で発電機の羽根車と対応する部分の位置が、羽根車に対して流体の流速を速くするベンチュリー構造になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、流体輸送管路の内部に発電機を組み込み、流体輸送管路を流れる流体（以下、液体という）のエネルギーを利用して発電機の羽根車を回転させ、この回転で発電機を駆動して発電するようにした発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、公共施設、大型店舖、ホテルやマンション、各種工場等の施設において、内部を所定の流速で各種液体が流れる流体輸送管路が多く存在し、具体的に流体輸送管路としては、給水管、排水管、冷却用水管、洗浄用水管、プラント配管等を挙げることができる。【０００３】  通常、これらの流体輸送管路で送られる液体は、給水、排水、冷却水、洗浄水、その他の目的に対して使用されているのであり、近年、このような流体輸送管路の内部を流れる液体の持つ運動エネルギーに着目し、液体の持つ運動エネルギーで発電機を駆動する発電装置が提案されている。【０００４】  従来、流体輸送管路の液体を利用して発電する装置は、図５（ａ）に示すように、流体輸送管路２１の内部に隔壁室２２を外部に開放するよう設け、この隔壁室２２で支持した回転軸２３に流体輸送管路２１内を流れる流体で回転する羽根車２４を固定し、流体輸送管路２１の外部に配置した発電機２５と回転軸２３をプーリとＶベルト等の回転伝達機構２６を介して連動し、羽根車２４による回転軸２３の回転を発電機２５に伝達することにより発電するようになっている（例えば特許文献１参照）。【０００５】  また、これとは別に、図５（ｂ）に示すように、流体輸送管路２１の貫通軸２７と、流体輸送管路２１内に位置する回転軸２８を直角に配置し、貫通軸２７と回転軸２８を直角歯車２９で連動すると共に、回転軸２８の先端に流体輸送管路２１内を流れる流体で回転する羽根車３０を固定し、流体輸送管路２１の外部に配置した発電機３１と貫通軸２７を連動し、羽根車３０による回転軸２８の回転を直角歯車２９と貫通軸２７を介して発電機３１に伝達することにより発電するようにしたものもある。
【特許文献１参照】
特開２００４−２２５５３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ところで、上記したような発電装置は、羽根車で発生した回転エネルギーが発電機に対して間接的に伝達されるために、途中でエネルギーロスが発生して回転エネルギーが発電機に伝わるまでに大幅に減少され、その分発電効率が悪くなるという問題がある。【０００７】  そこで、この発明の課題は、流体輸送管路の内部に発電機を組み込んで羽根車を直接発電機の回転軸に取付け、羽根車で発生した回転エネルギーを直接発電機に伝えることにより、エネルギーロスの発生をなくし、発電効率を飛躍的に改善することができる発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、流体輸送管路の内部に、この流体輸送管路内を流れる流体によって羽根車が回転し、この羽根車の回転で発電する発電機を組み込み、該発電機で発電した電力を流体輸送管路の外部に取出すようにした構成を採用したものである。【０００９】  請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記流体輸送管路の内部に複数台の発電機を、流体の流れ方向に沿って所定の間隔で配置した構成を採用したものである。【００１０】  請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、上記流体輸送管路の途中で発電機の羽根車と対応する部分の位置が、羽根車に対して流体の流速を速くするベンチュリー構造になっている構成を採用したものである。【００１１】  ここで、上記流体輸送管路としては、各種工場の施設において、給排水管やプラント配管のほか、これと同様、内部を液体が流れる流体輸送管路として、工事現場、水道設備、公共施設、大型店舗、ホテルやマンション等の給水管、排水管、冷却用水管、洗浄用水管、給湯用管等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１２】  この発明によると、流体輸送管路の内部に発電機を組み込み、この管路内を流れる液体によって回転が生じる羽根車で発電機を直接駆動することにより発電するようにしたので、流体輸送管路の内部を流れる液体の持つ運動エネルギーを羽根車の回転運動に変換して直接発電機を駆動することができ、エネルギーロスの発生をなくし、発電効率を飛躍的に改善することができる。【００１３】  また、流体輸送管路を流れる液体で発電機の羽根車を回転させるので、流体輸送管路本来の給、排水機能を全く阻害することがなく、流体輸送管路のあらゆる箇所から低コストでクリーンな電力を得ることができる。【００１４】  更に、流体輸送管路内に発電機を収納することにより、発電機に対して液体による冷却効果が得られ、発電機の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。【００１６】  図１はこの発明の発電装置を用いた発電方法の基本構成を示し、液体が流れる流体輸送管路１の内部にロケット型の発電機２を組み込み、発電機２にはこの管路１内を流れる水流によって回転が付与される羽根車３を設け、この羽根車３の回転で発電機２を直接駆動することにより発電し、発電した電力を流体輸送管路１の外部に取出すようにしたものである。【００１７】  図２において、上記流体輸送管路１は、垂直となる本管１ａに対して入側端と出側端が連通するバイパス管１ｂを垂直に設け、このバイパス管１ｂの内部途中に発電機２を組み込み、バイパス管１ｂの入側端と出側端及び本管１ａのバイパス管１ｂが分岐する入側端の下流側の位置とにそれぞれ開閉弁４、５、６が設けられている。【００１８】  上記発電機２は、図３に示すように、バイパス管１ｂの内径よりも小径となる上下に長い円筒型ケーシング７を複数の取付け金具８でバイパス管１ｂと同軸心の配置に固定し、バイパス管１ｂとケーシング７の間に液体の流動空間を確保し、前記ケーシング７の内部に、発電に必要な固定コイルや回転コイル等を収納し、ケーシング７の上端を水流の抵抗を少なくする紡錘部９にしてロケット型にすると共に、ケーシング７の下端から突出する回転コイルの回転軸１０にスクリュウのような羽根車３が直接取付けられている。【００１９】  上記羽根車３が水流によって回転することで発電機２が駆動され、発電機２によって発生した電力は、バイパス管１ｂを水密に貫通するコード１１でバイパス管１ｂの外部に取出すようになっている。【００２０】  ちなみに、発電機２は、直径が８０ｍｍ、長さが５００ｍｍの大きさを有し、ロケット型にすることによって、水流に対する抵抗の発生を少なくしている。【００２１】  上記バイパス管１ｂにおいて、発電機２の羽根車３と対応する部分の位置が、羽根車３に対して流体の流速を速くするため管径の一部を絞ったベンチュリー構造部１２になっている。【００２２】  このベンチュリー構造部１２の内径には、図示省略したが水流に回転を与える旋回羽根を設けるようにしてもよい。【００２３】  上記発電機２の発電による電力は、例えば整流器や制御装置１３を介して蓄電装置１４に蓄え、インバータ１５で交流に変換して各種電気機器や照明、工事現場の機器等の電源として使用する。【００２４】  ここで、上記流体輸送管路１としては、各種工場の冷却水配管、工業用水配管、排水管、マンション、ホテル、大型ビル等の排水管、ポンプアップされた水を蓄える受水槽に接続された給水管等を挙げることができる。【００２５】  図２に示す例は、垂直配置となるバイパス管１ｂの内部に複数台の発電機２を、流体の流れ方向に沿って所定の間隔で直列の多段に配置し、液体の持つ流動エネルギーを有効に利用するようにしたものである。【００２６】  また、図４に示す例は、液体がポンプで圧送される水平の本管１ａに水平のバイパス管１ｂを設け、このバイパス管１ｂ内に複数の発電機２を組み込んだものである。【００２７】  この発明の発電装置は、上記のような構成であり、開閉弁４と５を開いて本管１ａの開閉弁６を閉じ、バイパス管１ｂに流���を流すと、水流によって羽根車３が回転し、この羽根車３で回転コイルが駆動されることにより発電機２に発電が生じ、発電機２の発電による電力は、例えば各種電気機器や照明、工事現場の機器等の電源として使用する。【００２８】  上記発電機２は、バイパス管１ｂを流れる流体に浸漬状態になるので、冷却効果が向上し、耐久性が飛躍的に伸びると共に、発電機２の回転軸１０に羽根車３が直接固定されているので、回転の伝達効率が非常によく、羽根車３で発生した回転エネルギーを直接発電機２に伝えることにより、エネルギーロスの発生がなく、効率的な発電が行えると共に、発電機２を多段に配置することにより、発電能力の更に大幅な向上が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の発電装置の基本構造を示す縦断正面図
【図２】この発明の発電装置を示す縦断正面図
【図３】発電装置の要部を拡大した縦断正面図、（ｂ）は同横断平面図
【図４】流体輸送管路が水平となる発電装置の他の例を示す斜視図
【図５】（ａ）は流体輸送管路を利用した従来の発電装置を示す縦断正面図、（ｂ）は同他の例を示す縦断正面図
【符号の説明】
【００３０】１          流体輸送管路
２          発電機
３          羽根車
４、５、６  開閉弁
７          ケーシング
８          取付け金具
９          紡錘部
１０        回転軸
１１        コード
１２        ベンチュリー構造部
【図１】
2006307821.tif 000003
【図２】
2006307821.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006307821.tif 000006
【図５】
2006307821.tif 000007