(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧ガスとルーツブロワーを用いてルーツブロワーの回転軸を回転させて発電を行うルーツブロワーを用いた発電装置を提供する。【解決手段】ルーツブロワーを用いた発電装置は互いに接合する一対のロータ２，ロータ３とこれ等を回転自在に収納し高圧ガスの吸入する吸入口５と低圧（大気圧）のガスを吐出する吐出口６とを有するケーシング１と高圧ガスを発生させるガス発生手段４等とからなる。ロータ２及びロータ３には夫々回転軸７及び８が設けられている。また、回転軸７，８は発電機９に連結される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
大気圧より高圧のガスをルーツブロワーに導入しルーツブロワーのロータを回転させてその回転軸の回転によって発電を行う発電機であって、該発電機は前記ロータと該ロータを回転自在に収納し前記ガスの吸入口と吐出口を有するケーシングと前記ガスを発生させるガス発生手段とからなり、前記ガスを吸入口から吸引しその圧力でロータを回転させて前記吐出口よりガスを圧送させて前記ロータを前記ケーシング内で回転させて発電を行うことを特徴とするルーツブロワーを用いた発電装置。
【請求項２】
前記ガスが大気圧より０．７ｋｇ／ｃｍ２乃至２．０ｋｇ／ｃｍ２だけ高圧のものからなることを特徴とする請求項１に記載のルーツブロワーを用いた発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、ルーツブロワーの吸入口から高圧のガスを導入しそのガス圧力によりルーツブロワーのロータを回転させて発電を行うように構成されるルーツブロワーを用いた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  排熱を利用した発電装置としては従来より数多くのものが開示されている。例えば「特許文献１」の如きものがある。また、似たような従来技術として「特許文献２」や「特許文献３」の如きものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１２３３０号（図１）
【特許文献２】特開平７−２７０８３号（図１）
【特許文献３】ＵＳ−Ａ１−２０１１  ０３０００１４（Ｆｉｇ１）
【０００４】  「特許文献１」の「特開平２００８−３１２３３０号」の「排熱発電装置、排熱発電装置の製造方法」は排熱源からの排熱媒体を蒸気発生器に導入し、発生した作動媒体蒸気を膨脹機に導き、膨脹機で発電気を駆動するもので構造が複雑であると共に本考案とは基本的構成において相異するものである。
「特許文献２」の「特開平７−２７０８３号」の「液冷媒ポンプ」はバイナリー発電装置に関連するもので基本的にポンプに関するものであり、Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ，Ｓｃｒｅｗ  ｅｘｐａｎｄｅｒ，Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ等を用いてＭｅｄｉｕｍ  Ｐｕｍｐを作動するものであり、このものも本考案では構成において相異するものである。
また、「特許文献３」の「ＵＳ−Ａ１−２０１１  ０３０００１４」は構造上本考案に似ている部分もあるが脈動防止装置付きの送風機又はポンプに関するものであり基本的構成において本考案とは相異するものである。【０００５】  また、公報ではないが日本冷凍空調学会論文集のＶｏｌ２２、Ｎｏ３に「排熱発電装置の開発」なる論文があるが、これはライキンサイクルを用いて膨脹タービンを作動し発電機を駆動するものであり、この技術も本考案とは相異する。
また、スチームを利用した小型蒸気発電機であるＳＴＥＡＭ  ＳＴＡＲと言う小型発電装置があるがスクリュコンプレッサの技術とインバータ制御技術を結集した発電装置であり、このものも本考案とは相異するものである。また、その他の排熱利用発電装置として本考案と類似するものは見当らない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  本考案はガス発生手段による大気圧よりも高圧のガスをルーツブロワーに導入しルーツブロワーのロータを回転させてその回転軸の回転によって発電機を回転させるものであり、導入ガスのガス発生手段は任意のものでよく、大気圧よりも高圧（０．７ｋｇ／ｃｍ２から２．０ｋｇ／ｃｍ２程度）のものでよく、そのガス圧力を用いてルーツブロワーのロータを回転させる簡便の構造のものであり、コストが安く、メンテナンスも現地で可能な発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本考案は、以上の目的を達成するため、請求項１の考案は、大気圧より高圧のガスをルーツブロワーに導入しルーツブロワーのロータを回転させてその回転軸の回転によって発電を行う発電機であって、該発電機は前記ロータと該ロータを回転自在に収納し前記ガスの吸入口と吐出口を有するケーシングと前記ガスを発生させるガス発生手段とからなり、前記ガスを吸入口から吸引しその圧力でロータを回転させて前記吐出口よりガスを圧送させて前記ロータを前記ケーシング内で回転させて発電を行うことを特徴とする。【０００８】  また、請求項２の考案は、前記ガスが大気圧より０．７ｋｇ／ｃｍ２乃至２．０ｋｇ／ｃｍ２だけ高圧のものからなることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】  本考案の請求項１のルーツブロワーを用いた発電装置によれば、一般に使用されているルーツブロワーのケーシングに大気圧より高圧のガスを導入しロータを駆動して回転し発電を行うものであり、構造が簡単で安価に出来、メンテナンスも容易に出来る効果を上げることが出来る。【００１０】  また、本考案の請求項２のルーツブロワーを用いた発電装置によれば、高圧ガスの圧力が大気圧よりも０．７ｋｇ／ｃｍ２から２．０ｋｇ／ｃｍ２で平均で１．４ｋｇ／ｃｍ２程度のものであり、ガス発生手段としては特別のものでなく容易に実施する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案のルーツブロワーを用いた発電装置の概要構成図。
【図２】本考案の構成と発電方法を説明するための断面図（ａ）と説明図（ｂ）。
【図３】ロータの駆動状態と夫々の段階における発電量を説明するための説明図。
【図４】図２のロータの回転角度とその場合の発電量を示す線図。
【図５】本考案の発電装置に用いた送電の構成図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】  以下、本考案のルーツブロワーを用いた発電装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。
【実施例】
【００１３】  以下、本考案のルーツブロワーを用いた発電装置を「ルーツタービン」と称呼する。
ルーツタービンは一対のロータとこのロータを回転自在に収納しガスの吸入口と吐出口を有するケーシングと高圧ガスを発生させるガス発生手段とからなりガス発生手段は高圧ガス（大気圧よりも０．７ｋｇ／ｃｍ２から２．０ｋｇ／ｃｍ２高いもの）を発生させる任意のものでよく、以下の説明では高圧ガスによって回転するロータ及びケーシングの部分についてのみ説明する。【００１４】  本考案のルーツブロワーを用いた発電装置（ルーツタービン１００）は図１に示すように互いに接合する一対のロータ２，ロータ３とこれ等を回転自在に収納し高圧ガスの吸入する吸入口５と低圧（大気圧）のガスを吐出する吐出口６とを有するケーシング１と高圧ガスを発生させるガス発生手段４等とからなる。なお、ロータ２及びロータ３には夫々回転軸７及び８が設けられている。また、回転軸７，８は発電機９に連結される。【００１５】  ガス発生手段４からの高圧ガス（大気圧より０．７ｋｇ／ｃｍ２から２．０ｋｇ／ｃｍ２で平均１．４ｋｇ／ｃｍ２のもの）がケーシング１の吸入口５よりケーシング１内に吸入され、このガス圧力によりロータ２及びロータ３を回転させる。高圧ガスはロータ２及びロータ３を回転させた後、大気圧となってケーシング１の吐出口より吐出される。ロータ２及びロータ３の回転軸７及び８は発電機９に連結し発電機９を回転させて発電を行う。【００１６】  図３（ａ）はロータ２及びロータ３が０°状態で接触している状態を示すものであり、図３（ｂ）はロータ２が１５°回転した状態であり、図３（ｃ）は３０°，図３（ｄ）は４５°，図３（ｅ）は６０°，図３（ｆ）は７５°図３（ｇ）は９０°夫々回転した状態を示す。勿論ロータ２の回転と共にロータ３も夫々同一角度分だけ回転する。この回転によりロータ２及びロータ３の回転軸７及び８が回転し発電を行う。【００１７】  次に、発電動力について説明するが図３（ａ）乃至図３（ｇ）の夫々についての発電動力の説明は詳略し、図３における図３（ｄ）の状態における発電動力について図２（ａ），（ｂ）により説明する。【００１８】  図２（ａ），（ｂ）は図３（ｄ）の状態を示す。この場合ロータ２についてａｂの部分に高圧ガスの圧力がかかりｃｄの部分は大気圧の作用している部分である。ｂｃの部分やａｅｄの部分は圧力のバランス範囲であってロータ２の駆動力は発生しない。即ち、ロータ２については図２（ｂ）に示すようにＢＬの面積に高圧ガスが作用して駆動となる。
よって、受圧面巾                          Ｂ（ｍｍ）
受圧面の中心とロータ中心との距離  Ｒ
ロータの長さ                      Ｌ（ｍｍ）
高圧ガスと大気圧との差圧          △Ｐ（ｋｇ／ｃｍ２）
よって、ＴＫ（ｋｇ・ｍ）はＴＫ＝Ｂ×Ｌ×Ｒ×△Ｐとなる。
ここで、ＢとＲはロータの回転位置により変化するもので受圧部の総面積ＴａはＴａ＝Ｂ×Ｒとなりこれをタービン値とする。
以上より、発生動力Ｐｋｗ／ｈｒ￣は高圧ガスによるロータの１分間の回転数をＮとする。
Ｐ＝ＴＫ×Ｎ／９７５  ｋｗ／ｈｒとなる。
図４はロータの回転角とこの位置における発電馬力を示したものである。このように発電馬力は変化するが高圧ガスの導入によりルーツブロワーによって発電が発生することが解る。【００１９】  図５は本考案のルーツタービンを用いた発電機による送電構成を示した構成図である。
以上のようにして発電した発電力は図示のようにインバータを通して交流化され、更にコンバータを用いて直流化して所望の所に送電する事が出来る。【００２０】  以上の説明はロータ２の１つの場合（４５°）についてのみの説明であるが、０°から１８０°の範囲についても同一的の内容の発電が発生する。また、ロータ２のみでなくロータ３によっても同時に発電が行われる。また、実際上はロータ２やロータ３トケーシング１との間には若干のクリエランスが存在するがこの影響については微少であり、説明を省略した。【００２１】  本考案のルーツブロワーを用いた発電装置については以上の内容の説明であるが内容については以上のものに限定するものではなく、同一技術的範疇のものが適用される事は勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】  本考案のルーツブロワーを用いた発電装置は各形態のルーツブロワーに対して適用可能であり、高圧ガスの発生手段についても限定するものではなく、その利用範囲は広い。
【符号の説明】
【００２３】  １      ケーシング
２      ロータ
３      ロータ
４      ガス発生手段
５      吸入口
６      吐出口
７      回転軸
８      回転軸
９      発電機
１００  ルーツタービン
【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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