(57)【要約】【課題】水栓などに接続することで、水栓から供給される水の流れによって発電し、生成された電力を用いて二次電池の充電を行える水道用水力発電ユニットを提供する。【解決手段】上流側の水道用継手４と、この水道用継手４によって水道に連通連結される流路１０，１１と、この流路１０，１１内を流れる水Ｗの流れによって発電する水力発電部６と、この水力発電部６によって生成された電力を二次電池７に蓄電可能な電圧に調整する充電制御部１３と、この二次電池７を充電制御部１３に対して着脱自在に接続すると共に二次電池７を保持する保持部８とを有する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の水道用継手と、
この水道用継手によって水道に連通連結される流路と、
この流路内を流れる水の流れによって発電する水力発電部と、
この水力発電部によって生成された電力を二次電池に蓄電可能な電圧に調整する充電制御部と、
この二次電池を充電制御部に対して着脱自在に接続すると共に二次電池を保持する保持部と、
を有することを特徴とする水道用水力発電ユニット。
【請求項２】
前記流路内を流れる水を吐水する部分に下流側の水道用継手を設けてなる請求項１に記載の水道用水力発電ユニット。
【請求項３】
前記上流側の水道用継手または下流側の水道用継手が簡易着脱機構である請求項１または２に記載の水道用水力発電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道用水力発電ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、利用者が水栓に触れることなく手を差し延べるだけで吐水するいわゆる自動水栓が広く用いられており、この自動水栓を駆動するための電力を得るために吐水する水の勢いで水車を回して発電機を回転させる小型の水力発電部を備えた自動水栓が使用されるに至っている。つまり、水の吐水に伴って生じる水の流れを用いて水力発電部を回動させて発電することで、吐水する水の勢いを電力に変換して活用することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の水力発電部を用いて生成された電力は専ら自動水栓への電力供給に用いられるものであるから、余剰した電力は捨てられるのが現状である。一方、近年特に地球環境の保全のためにエネルギー資源の有効利用を行なうことが重要な課題となっている。
【０００４】
ところで、特に近年は電気エネルギーを必要とする機器（電子機器）が溢れており、これらの電子機器に対して電力を供給することが生活の中で必要な要素となってきている。これらの電子機器による消費電力は比較的小さなものであっても毎日少しずつの電力を消費するので定期的に電池を交換する必要が生じていた。つまり、新しい一次電池を購入して交換する必要が生じていた。
【０００５】
あるいは、二次電池を繰り返し充電することで、電池の廃棄量を削減することも行われている。ところが、二次電池を充電するためには安定した電力供給を受けることができる電源を占領する必要が生じるだけでなく、安定した電力供給を受けることができない戸外に出たときには、二次電池の充電を行えないという事態が生じることもあった。このため、多くの利用者が比較的高価で充電する必要のある二次電池よりも安価にて購入できる一次電池を好んで用い、エネルギー資源の有効利用が達成できないのが現状である。
【０００６】
本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は水栓などに接続することで、水栓から供給される水の流れによって発電し、生成された電力を用いて二次電池の充電を行える水道用水力発電ユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の水道用水力発電ユニットは、上流側の水道用継手と、この水道用継手によって水道に連通連結される流路と、この流路内を流れる水の流れによって発電する水力発電部と、この水力発電部によって生成された電力を二次電池に蓄電可能な電圧に調整する充電制御部と、この二次電池を充電制御部に対して着脱自在に接続すると共に二次電池を保持する保持部とを有することを特徴としている。（請求項１）
【０００８】
前記水道用水力発電ユニットは、水栓などの吐水口に水道用継手を接続するだけで水が流れるたびに保持部に保持された二次電池に対して電力を蓄積することができる。つまり、吐水する水の勢いを有効に活用して電気エネルギーに変換することで、二次電池を充電することができ、従来は廃棄していたエネルギーを多目的な分野で有効に活用できる。
【０００９】
本発明の水道用水力発電ユニットを一般家庭で使用する場合、保持部に二次電池を保持させた状態で日常の生活を行うことにより、二次電池は徐々に充電されるので、必要が生じたときにはこの二次電池を種々の電気機器の電源として用いることができる。とりわけ、本発明の水道用水力発電ユニットを、洗濯機や浴槽に水を供給する水栓に取り付けた場合は、多量の水を一度に流すので毎回多くの電力を発電でき、二次電池を速やかに充電できる。
【００１０】
また、充電制御部を設けることで二次電池が満充電となった状態を保つことができ、この二次電池を最善の状態に保たせることができる。
【００１１】
吐水口に対する水道用水力発電ユニットの取付けは上流側の水道用継手を用いて容易に行なうことができる。特に水栓の吐水口の形状はほゞ同一の形に揃えられているので、水道用継手は多くの水栓の吐水口に接続可能である。
【００１２】
さらに、二次電池の充電時に生じる熱は二次電池の寿命を短くするものとなるが、二次電池の近傍を流れる水を用いて、二次電池の温度上昇を抑えることも可能であると共に、二次電池に対する充電は緩やかに行われるので、二次電池の寿命を引き延ばすという相乗効果を期待することができる。
【００１３】
前記流路内を流れる水を吐水する部分に下流側の水道用継手を設けてなる場合（請求項２）には、この下流側の水道用継手に対してさらに下流側の配水管または排水ホースなどを取り付けることにより、水道用水力発電ユニットを一連の流路の途中に設けることも可能である。
【００１４】
前記上流側の水道用継手または下流側の水道用継手が簡易着脱機構である場合（請求項３）には、吐水口に対してワンタッチの操作で取り付けるだけでこの吐水口を流れる水の流れを利用した発電を行うことができ、操作性が向上する。また、水道用水力発電ユニットを容易に取り外して、他の吐水口に付け替えることもできる。なお、吐水口から供給される水道水をホースなどを用いて任意の場所に導くための簡易着脱機構は多数用いられており、また、広く実用されるに至っているので、この水道用水力発電ユニットを取付け可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４は本発明の水道用水力発電ユニット１の一実施例の構成を示す図であって、図１は水道用水力発電ユニット１を活用例を示す斜視図、図２は水道用水力発電ユニット１の一実施例を示す全体図、図３は本例の水道用水力発電ユニット１の一部を切断して示す図、図４は電気的な接続を説明するブロック図である。
【００１６】
図１において、２は水道用水力発電ユニット１を接続する給水ホース、３は水道用水力発電ユニット１の下流側に連設された全自動洗濯機である。すなわち、本例の水道用水力発電ユニット１は給水ホース２の吐水口２ａ（図３参照）を構成する管体の外周に形成された環状の溝２ｂに対して着脱自在に取り付けられる雌継手（上流側の水道用継手）４と、全自動洗濯機３の給水口３ａに嵌合する環状の溝５ａを有する雄継手（下流側の水道用継手）５とを形成している。
【００１７】
したがって、図１には本発明の水道用水力発電ユニット１は水道用継手が簡易着脱機構であるから、給水ホース２の下流端の吐水口２ａと全自動洗濯機３の給水口３ａの間に挟むようにワンタッチ操作で取り付けた例を示している。なお、この水道用水力発電ユニット１は給水ホース２の上流側に取付けることも、その他の簡易着脱機構を有する給水流路の途中に介在させることが可能である。
【００１８】
図２において、６は水の流れによって発電する水力発電部、７は充電する対象となるニッカド電池などの二次電池、８はこの二次電池を保持する保持部、９は保持部８内を外部の水から保護するための蓋体である。すなわち、本例の水道用水力発電ユニット１はコンパクトに構成されており、同一形状の雄継手と雌継手からなる簡易着脱機構を有する給水流路に介在させることで、戸外においても容易に二次電池の充電を行うことができる。
【００１９】
なお、本発明の上流側の水道用継手４の形状は上述した形状の雌継手であることに限定されるものではなく、ネジ止めや締付けによって水栓の吐水口に連通連結するための継手であっても、袋ナットの締付けによって水栓または給水配管に取り付けられるものであってもよい。
【００２０】
さらに、下流側の水道用継手５の形状も上述した形状の雄継手であることに限定されるものではなく、合成樹脂からなるホースを抜け止め保持する抜け止めを形成された管体であってもよい。とりわけ、浴槽に水を供給する水栓に取り付けられる水道用水力発電ユニット１の場合には、下流側の水道用継手５を省略することもできる。
【００２１】
図３に示すように、本発明の水道用水力発電ユニット１は前記雄継手５に連通する流路１０を形成すると共に、前記水力発電部６を保持する本体１ａと、前記雌継手４に連設する第１流路１１を形成すると共に、前記水力発電部６の上面を閉鎖する本体カバー１ｂとを有し、これらの部材１ａ，１ｂは例えばステンレスなどの金属によって形成する。また、１２は流路１０，１１の水密を保って外部への水の漏出を防ぐ非磁性体金属からなる隔壁である。
【００２２】
前記水力発電部６は、隔壁１２の内側で流路１０，１１内に位置すると共に水の流れる方向を変えることなく、その流れによって回動する水車６ａと、この水車６ａの周囲に形成された回転磁性体６ｂと、隔壁１２を挟んでその外側に生じる回転磁界を受け止めることで水車６ａの回転にほゞ同期して回転するリング状の従動回転磁性体６ｃと、この従動回転磁性体６ｃの回転に伴って生じる回転磁界を用いて起電力を得ることで電気エネルギーに変換する電磁コイルなどの固定子６ｄとを有している。
【００２３】
本例に示す水力発電部６は水Ｗの流れの方向を変えることなく、その勢いを回転力を変えることができ、従動回転磁性体６ｃに伝達された回転力を効率よく電力に変換できるので、水Ｗの流れから効率よく発電できるように構成されている。また、本体１ａは二次電池７に広い面積で接触しており、二次電池７から生じる熱を流水によって冷却できるように構成している。
【００２４】
すなわち、本発明の水力発電部６は水Ｗの流れを効率よく用いて発電すると共に、二次電池７が異常加熱することを未然に防止しながらこれを充電できるので、二次電池７に対する充電効率を可及的に高めることができる。
【００２５】
しかしながら、本発明は水力発電部６の構成を上述のものに限定されない。また、本体１ａが二次電池７の冷却効率を高めるように構成された点に限定されるものでもない。
【００２６】
また、図４に示すように、本発明の水道用水力発電ユニット１は水力発電部６によって生成された電力を二次電池７に蓄電可能な電圧に調整する充電制御部１３を有している。したがって、本発明の水道用水力発電ユニット１は二次電池７が過充電にならないように監視することも可能である。
【００２７】
なお、上述の例では、二次電池７の一例としてニッカド電池を例示しているが、本発明は二次電池７の種類を限定するものではなく、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など他の二次電池を使用することも考えられる。さらには、本来は一次電池であるアルカリ電池を再充電可能とする充電制御部１３を設けた場合には、これを二次電池７として用いることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、水栓によって制御された水の流れを電力に変換し、これを用いて手持ちの二次電池を充電できるので、従来は捨てていたエネルギーを有効に用いることができる。とりわけ安定した電力供給を得ることなく水道管を流れる水の勢いだけを用いて二次電池を充電することが可能となり、二次電池の活用範囲が広くなり、地球環境の保全に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である水道用水力発電ユニットの使用例を示す図である。
【図２】前記水道用水力発電ユニットの全体構成を示す図である。
【図３】前記水道用水力発電ユニットの一部を切断して示す図である。
【図４】前記水道用水力発電ユニットの電気的な構成を示す図である。
【符号の説明】
１…水道用水力発電ユニット、４…上流側の水道用継手（簡易着脱機構）、５…下流側の水道用継手（簡易着脱機構）、６…水力発電部、７…二次電池、８…保持部、１０，１１…流路、１３…充電制御部、Ｗ…水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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