(57)【要約】【課題】流路内に配設された羽根車形状の回転体と発電用コイルに対峙して流路外に配設された発電用マグネットを第１回転部と第２回転部を介して非接触で係合し、発電効率を向上させた屋内設備用水力発電ユニットを提供する。【解決手段】流路内に配設され水流により回転する回転体と、前記流路内に配設され前記回転体により回転駆動される第１回転部と、前記流路外に且つ前記第１回転部と対峙し空隙をおいて配設され前記第１回転部との間に働く磁力による吸引力で回転駆動される第２回転部と、前記第２回転部の回転に伴い電力を生ずる発電用コイルとを有することで、発電効率を向上させた。【選択図】  図１
2004285953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内に配設され水流により回転する回転体と、
前記流路内に配設され前記回転体により回転駆動される第１回転部と、
前記流路外に且つ前記第１回転部と対峙し空隙をおいて配設され前記第１回転部との間に働く磁力による吸引力で回転駆動される第２回転部と、
前記第２回転部の回転に伴い電力を発生する発電用コイルとを有することを特徴とする屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項２】
前記第１回転部と前記第２回転部にマグネットを装着し、両回転部間の異極同士が近接となるよう配設されたことを特徴とする請求項１記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項３】
前記第１回転部と前記第２回転部の回転軸方向が略同一となるよう配設されたことを特徴とする請求項１乃至２何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項４】
前記第１回転部を円柱形状、前記第２回転部を円筒形状とし、両者が径方向に重なりを持つよう配設されたことを特徴とする請求項１乃至３何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項５】
主流路内に前記回転体が流入口に露出するよう配設され、前記第１回転部が主流路外に配設されたことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項６】
前記流路壁は電気絶縁体であることを特徴とする請求項１乃至５何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項７】
水道管の一部に挿入され水道管の水流によって回転体が駆動されることを特徴とする請求項１乃至６何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項８】
前記第１回転部に防錆性強磁性体を装着したことを特徴とする請求項１乃至７記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項９】
前記第１回転部を樹脂製の防水カバーで覆ったことを特徴とする請求項１乃至８何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項１０】
前記第１回転部の外周部に前記第２回転部の磁極部と対峙して局所的に近接した強磁性体の突出部を設け、前記第１回転部を当該回転軸と略同一な中心軸を持つ円柱形状の防水カバーで覆ったことを特徴とする請求項１乃至９記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項１１】
前記第１回転部と前記第２回転部を円盤形状とし、円盤の径方向が回転軸と略垂直となるよう配設され、前記第１回転部と前記第２回転部の回転軸方向を略同一にしたことを特徴とする請求項１乃至３、請求項５乃至１０何れか一項記載の屋内設備用水力発電ユニット。
【請求項１２】
前記第２回転部に接続された変速機と、変速された回転に伴い電力を発生する前記発電用コイルとを有することを特徴とする請求項１乃至１１何れか一項記載の屋内設備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、屋内設備用水力発電ユニットに関するものである。本明細書において屋内設備とは、オフィス、駅等の公共施設や住宅で使用される水回り設備であって、上水、中水、下水、井戸水、雨水等を使用する設備を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
流路内に羽根車形状の回転体を配設し、流路外に発電用マグネットと発電用コイルを配設した屋内設備用発電ユニットが、特許文献１に開示されている。
また、流路内に羽根車形状の回転体を配設し、発電用マグネットを流路の延在方向に配設し、流路外に発電用コイルを配設した屋内設備用発電ユニットが、特許文献２に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７２６２
【特許文献２】実公平３−５３１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術として特許文献１に開示された図９（ａ）に示すような水力発電ユニットは、羽根車形状の回転体１００を流路の延在方向と略垂直になるよう流路内に配設し、流路外に発電用マグネット１０１と発電用コイル１０２を配設している。流路内において水流が翼部１０３に衝突することによって、回転体１００が回転駆動する。流路内から流路外への動力伝達は、回転体１００と発電用マグネット１０１を、軸封部１０６を設け管壁１０５を貫通させた回転軸１０４で接続することにより行われ、回転体１００が発電用マグネット１０１を回転駆動する。発電用マグネット１０１と回転の径方向に対峙して配設された発電用コイル１０２により電力が発生する。このように特許文献１に開示された図９（ａ）に示すような水力発電ユニットは、管壁１０５に軸封部１０６を設けシールする必要があり、当該軸封部１０６で摺動ロスが発生し、発電効率が低下してしまう問題があった。
また、従来技術として特許文献２に開示された図９（ｂ）に示すような従来の水力発電ユニットは、羽根車形状の回転体２００と、当該回転体２００と同一回転軸の発電用マグネット２０２を流路内に配設し、流路外に発電用コイル２０３を配設している。流路内において水流が翼部２０４に衝突することによって、回転体２００が回転駆動する。回転体２００は回転軸２０１を介して発電用マグネット２０２を回転駆動し、発電用マグネット２０２と回転の径方向に対峙して配設された発電用コイル２０３により電力が発生する。このように特許文献２に開示された図９（ｂ）に示すような水力発電ユニットは、軸封部がなく摺動ロスは少ないが、発電用マグネット２０２が流路内に配設されていおり、異物が付着しやすいので、発電用マグネット２０２と管壁２０５の間隔を広げて空隙２０６を設ける必要がある。一般的に発電効率は発電用コイルを通過する磁力強さに比例するが、図９（ｂ）では、発電用マグネット２０２と管壁２０５間の空隙２０６、ひいては、間壁２０５の厚みにより、発電用マグネット２０２と発電用コイル２０３との径方向の距離を縮めることが出来ない。そのため、発電用コイル２０３を通過する磁力が弱まり、発電効率が低下するという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、流路内に配設された羽根車形状の回転体と発電用コイルに対峙して流路外に配設された発電用マグネットを第１回転部と第２回転部を介し、、発電効率を向上させた屋内設備用発電ユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
請求項１に記載の屋内設備用水力発電ユニットは、流路内に配設され水流により回転する回転体と、流路内に配設され前記回転体により回転駆動される第１回転部と、流路外に且つ第１回転部と対峙し空隙をおいて配設され第１回転部との間に働く磁力による吸引力で回転駆動される第２回転部と、前記第２回転部の回転に伴い電力を生ずる発電用コイルとを有することを特徴としている。第１回転部と第２回転部の間に磁力による吸引力が働くことで、流路内から流路外へ非接触で動力を伝達できるため、図９（ａ）に示したように、軸受部をシールする必要がなく摺動ロスが少ない。また、図９（ｂ）に示したように、発電用マグネットの磁束を、管壁を介して発電用コイルに通過させる必要がなく、流路内の異物が発電用マグネットに付着することがないので、発電用マグネットと発電用コイルの間隔が小さくなり、発電効率を上げることが出来る。また、発電効率は発電用マグネットの磁力が直接影響するが、流路外に発電用マグネットが取り付けられており、磁力の強い発電用マグネットを取り付けることが出来るので、発電効率を向上させることが出来る。
【０００６】
請求項２記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部と第２回転部にマグネットを装着し、両回転部間の異極同士が近接となるよう配設したことを特徴としている。こうすることにより、第１回転部と第２回転部間の磁力による吸引力が向上し、回転力を非接触で確実に伝えることが出来、脱調を防ぐことが出来る。
【０００７】
請求項３記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部と第２回転部の回転軸方向が略同一となるよう配設されたことを特徴としている。第１回転部と第２回転部の回転軸方向を略同一としているので、回転中の偏心ブレが発生しにくく、安定した状態で回転させることが出来る。その結果、回転のエネルギー損失を少なくすることが出来、発電効率を向上させることが出来る。
【０００８】
請求項４記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部を円柱形状、第２回転部を円筒形状とし、両者が径方向に重なりを持つよう配設したことを特徴としている。こうすることにより、第１回転部と第２回転部間の磁力による吸引力が向上し、大きい回転トルク時においても、脱調を防ぐことが出来る。
【０００９】
請求項５記載の屋内設備用水力発電ユニットは、主流路内に回転体を流入口に露出するよう配設し、第１回転部を主流路外に配設したことを特徴としている。主流路内に回転体を流入口に露出するよう配設しているので、回転体が水力エネルギーを効率良く得ることが出来、さらに、第１回転部を主流路外に配設しているので、第１回転部に流入する総流量が軽減され、圧力損失の増大や異物付着を防止することが出来る。
【００１０】
請求項６記載の屋内設備用水力発電ユニットは、流路壁が電気絶縁体であることを特徴としている。流路壁が電気伝導体である場合、磁力が流路壁を貫通し横切ることにより流路壁表面に渦電流が発生し、エネルギーのロスが発生するが、流路壁を電気絶縁体とすることにより渦電流は発生せず、エネルギーのロスを低減させることが出来る。
【００１１】
請求項７記載の屋内設備用水力発電ユニットは、水道管の一部に挿入され水道管の水流によって回転体が駆動されることを特徴としている。水道水によって回転体が駆動するので、流れの安定した供給が可能となり、発電効率を上げることが出来る。
【００１２】
請求項８記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部に防錆性強磁性体を装着している。第１回転部の被水による腐蝕を防止することが出来、第１回転部の耐久性を向上させることが出来る。
【００１３】
請求項９記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部を樹脂製の防水カバーで覆ったことを特徴としている。マグネットには磁力を強くする目的として希土類が配合される場合がある。この場合、第１回転部を小型化しても、脱調を防ぐことが出来るが、錆び易いといった欠点があるため、第１回転部を樹脂製の防水カバーで覆うことにより、マグネットへの被水を防止することが出来、耐久性を向上させることが出来る。また、第一回転部を安価にすることを目的とし、第一回転部に装着する強磁性体を鉄やニッケル、あるいはそれらを含む合金とした場合にも、当該回転部を防水カバーで覆おうことにより、錆びを防止し、耐久性を向上させることが出来る。
【００１４】
請求項１０記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部の外周部に第２回転部の磁極部と対峙して局所的に近接した強磁性体の突出部を設け、第１回転部を当該回転軸と略同一な中心軸を持つ円柱形状の防水カバーで覆ったことを特徴としている。第１回転部の外周部に、第２回転部の磁極部と対峙して局所的に近接した突出部を設けることで、第１回転部と第２回転部間の磁力を分散させることなく、磁極部と突出部間で磁力を集中させることが出来るので、第１回転部から第２回転部へ脱調することなく回転力を伝達することが出来る。しかし、回転の際に突出部の側面で流動抵抗が増大するが、第一回転部に円柱形状で樹脂製の防水カバーを装着することにより、外周が滑らかな形状になるので、無用な流動抵抗を生じさせることなく、脱調を防ぐことが出来る。
【００１５】
請求項１１記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第１回転部と第２回転部を円盤形状とし、円盤の径方向が回転軸と略垂直となるよう配設し、第１回転部と第２回転部の回転軸方向を略同一にしたことを特徴としている。第１回転部と第２回転部を円盤形状にすることで、両回転部を回転軸方向にコンパクトにすることが出来る。さらに、両者の外周縁近傍で、磁力を保持できるため、小さな回転トルクで回転初期からスムーズに駆動することが出来る。その結果、強力な磁石を使う必要がなくなる。
【００１６】
請求項１２記載の屋内設備用水力発電ユニットは、第２回転部に接続された変速機と、変速された回転に伴い電力を発生する発電用コイルとを有することを特徴としている。変速機を配設することにより、羽根車の出力が最高となる回転数で、発電用マグネットと発電用コイルとが形成するモーター型発電ユニットを駆動することが可能となり、屋内設備用水力発電ユニットの発電効率が向上する。また、羽根車形状、発電用マグネット、発電用コイルの設計を変更することなく、屋内設備用発電ユニットの電気出力を必要に応じて変更することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る屋内設備用水力発電ユニット１を説明する。
図１（ａ）は屋内設備用水力発電ユニット１の側面図であり、図１（ｂ）は上面図であり、図２（ａ）はＡ−Ａ断面であり、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面であり、これら図１、図２に基づき本発明の実施例を説明する。
【００１８】
屋内設備用水力発電ユニット１は、管壁２の中央部に開口部３が形成された真直筒状の第１ケーシング４を備え、主流路６を形成している。また、流路外から開口部３を覆うように主流路６の延在方向と直交する方向へ有底筒状、且つ樹脂製の第２ケーシング７が備え付けられている。第１ケーシング４と第２ケーシング７は外壁部８とフランジ９でネジ１０により接合されている。さらに当接合部１１はＯリング１２によりシールされている。回転体１３は羽根車形状になっており、円板状の端壁１４ａ、１４ｂが互いに間隔を隔てて第１回転軸１５に固定されている。端板１４ａの周縁部から端板１４ｂの周縁部へ差し渡されて、且つ周方向に互いに間隔を隔てて、複数の長方形板状の湾曲翼１６が配設され、端壁１４ａ、１４ｂとに固定されている。湾曲翼１６と第１回転軸１５との間には隙間Ｓ１が形成されている。回転体１３は流入口５に露出しており、第１ケーシング４内に配設されている。回転体１３の第１回転軸１５は主流路６の延在方向と直交する方向へ差し向けられ、軸受１７により支持されている。さらに、第１回転軸１５は回転体１３直近上流の主流路６の中心軸線１８から径方向外方へオフセットされている。従って、第１回転軸１５のオフセット方向の管壁２と湾曲翼１６との間の隙間Ｓ２は狭く、第１回転軸１５のオフセット方向とは逆方向の管壁２と湾曲翼１６との間の隙間Ｓ３は広い。第１回転軸１５上には円柱状の第１回転部１９が、第２ケーシング７の側壁部２０と空隙をおいて配設されている。
【００１９】
流路外には円筒状の第２回転部２２が第２ケーシング７と空隙をおいて、第２回転軸２３上に配設されている。第１回転部１９にはマグネット３３、第２回転部２２にはマグネット３４が装着されている。マグネット３３、３４の磁極部に関して、第１回転部１９は外周部２４の周方向に、また第２回転部２２は内周部２５の周方向にＮ極とＳ極とが交互に繰り返すよう着磁されており、第１回転部１９と第２回転部２２は両回転部間で異極同士が近接となるよう、径方向に対峙して配設されている。さらに、第２回転部２２には第２回転軸２３を介して、発電用マグネット２６ａと発電用コイル２６ｂを有すモーター型発電ユニット２６が備え付けられている。
【００２０】
屋内設備用水力発電ユニット１は、図示しない電磁弁への通電により水流をオンし所定時間経過後に自動的に水流をオフする屋内設備用水栓２７と、屋内設備用水栓２７の下流に配設されたバキュームブレーカー２８との間に配設されている。第１ケーシング４の上流端２９が屋内設備用水栓２７の下流端３０に接続され、第１ケーシング４の他端３１がバキュームブレーカー２８の上流側に接続されている。バキュームブレーカー２８は、図示しない配管を介して図示しない水栓便器に接続している。
【００２１】
屋内設備用水力発電ユニットの作動を図１に基づき説明する。
屋内設備用水栓２７の図示しない電磁弁が通電され、当該電磁弁によりオンされた水流が、屋内設備用水力発電ユニットの主流路６へ流入する。
水流は回転体１３の湾曲翼１６に衝突して回転体１３を回転駆動する。回転体１３は第１回転部１９を回転駆動する。第１回転部１９は第２回転部２２と両回転部間で異極同士が近接されているため、磁力による吸引力の作用により第２回転部２２を回転駆動し、ひいては発電用マグネット２６ａを回転駆動する。発電用コイル２６ｂを通過する発電用マグネット２６ａの磁束が変化することにより、発電用コイル２６ｂに電力が発生する。発電用コイル２６ｂに発生した電力は、屋内設備用水栓２７が備える図示しない電磁弁の駆動電力の一部として利用される。
回転体１３に衝突した水流は、回転体１３を回転駆動した後、回転体１３よりも下流の主流路６を流れ、屋内設備用水力発電ユニットからバキュームブレーカー２８へ流入し、更に図示しない水洗便器へ流入し、便器内の汚物を便器から排出する。
【００２２】
屋内設備用水力発電ユニット１において、第１回転部１９と第２回転部２２の間に磁力による吸引力が作用することにより、流路内から流路外へ非接触で動力を伝達することが出来る。第１回転部１９が磁力により第２回転部２２を回転駆動させる際、脱調が起こらない程度で空隙を設ける必要はあるが、当該空隙は発電効率には直接影響しないため、第１回転部１９に付着した異物の影響を受けにくく、空隙による発電効率の低下を抑えることが出来る。また、軸封部を設ける必要がなく摺動ロスが生じない。その結果、従来の屋内設備用水力発電ユニットに比べ、発電性能を向上させることが出来る。
【００２３】
屋内設備用発電ユニット１において、回転体１３は羽根車形状になっており、回転体１３の湾曲翼１６と第１回転軸１５との間に隙間Ｓ１が形成されている。周速の早い回転体１３の外周縁近傍で効率良く湾曲翼１６に力を与えた水流の一部は、湾曲翼１６の内周縁から回転体１３の内部へ流入する。第１回転軸１５と湾曲翼１６との間に隙間Ｓ１がないと、水流が湾曲翼１６内に溜まって回転抵抗となるが、隙間Ｓ１があると、回転体１３内へ流入した水流は隙間Ｓ１を通って再び湾曲翼１６の内周縁へ流入し、湾曲翼１６に再度効率良く力を与えた後、湾曲翼１６の外周縁から回転体１３外へ流出する。この結果、羽根車効率が向上し、且つ回転体１３の回転抵抗が抑制され、回転体１３による圧力損失が抑制される。また、回転体１３直近上流の部位と回転体１３直近下流の部位とが回転体１３の外周部３２へ差し向けられているので、水流は回転体１３の外周部３２へ流入し外周部３２から流出する。この結果、第１回転軸１５方向への水流が大幅に抑制されるので、第１回転軸１５と係合する第１回転部１９方向への水流も大幅に抑制され、第１回転部１９の被水が大幅に抑制され、第１回転部１９の腐蝕や第１回転部１９への異物付着が大幅に抑制される。
【００２４】
主流路６内に回転体１３を流入口５に露出するよう配設されている。一方、第１回転部１９は主流路外の第２ケーシング７内に配設されているので、当該回転部に衝突する水力が軽減される。その結果、圧力損失を軽減することが出来、さらに第１回転軸１５を支持する軸受１７への負荷が軽減され、摺動ロスによる発電効率の低下を抑制することが出来る。さらに、第２ケーシング７内に流入する総流量も少なくなり、第１回転部１９への異物付着をさらに少なくすることが出来る。その結果、第１回転部１９の耐久性を向上させることが出来る。また、第１ケーシング４の開口部３の面積を小さくすることによって、第２ケーシング７内に流入する総流量をさらに少なくすることが出来、異物付着が大幅に軽減する。
【００２５】
第１回転部１９と第２回転部２２はマグネット３３、３４の異極間が近接となるよう、径方向に対峙して配設されているので、第１回転部１９から第２回転部２２へ脱調することなく回転力が確実に伝わり発電効率を上げることが出来る。さらに、第１回転軸１５方向と第２回転軸２３方向を略同一としているで、第１回転部１９の外周部２４と第２回転部２２の内周部２５との間に働く磁力による吸引力が回転の径方向に均一となるため、回転中の偏心ブレ等が発生しにくく、安定した状態で回転することが出来る。その結果、回転のエネルギー損失を少なくすることが出来、発電効率が向上する。
【００２６】
屋内設備用水力発電ユニット１において、第２ケーシング７の材質をＡＢＳやＰＰＳといった樹脂製、あるいはガラス等の電気絶縁体にするのが好ましい。本発明において電気絶縁体とは抵抗率が１０８（Ω・ｃｍ）程度より大きいものとする。第２ケーシング７の材質を、抵抗率（Ω・ｃｍ）の小さい黄銅とした場合、第１回転部１９と第２回転部２２が回転駆動する際、第２ケーシング７側面を磁力が貫通し横切ることで第２ケーシング７の表面に渦電流が発生する。その影響で回転に対しブレーキがかかり、回転エネルギーのロスが発生するが、第２ケーシング７の材質を、電気を通しにくい樹脂製にしているので、渦電流の発生を低減することが出来、エネルギーロスを防止することが出来る。その結果、発電効率を向上させることが出来る。ただし、金属類の中でもＳＵＳは比較的、抵抗率（Ω・ｍ）が高いため、第２ケーシング７の材質をＳＵＳとすれば、渦電流を抑えながら、第２ケーシング７の耐水圧性を高めることが出来る。
【００２７】
屋内設備用水力発電ユニット１のケーシングは水道管の一部を形成するよう構成されており、屋内設備用水力発電ユニットを水道管に組み込んで、簡便に発電を行うことが出来る。また、水道水によって回転体１３が駆動するので流れの安定した供給が可能となり、水道水の流量に適した発電制御を行うことが出来、発電効率を上げることができる。
【００２８】
屋内設備用水力発電ユニット１において、第１回転部１９に例えば、フェライト系ステンレスや焼結フェライトのマグネット、あるいはこれらを配合したフェライト系マグネット、さらには樹脂類を配合したマグネット、表面にメッキ処理を施したマグネット等の、水中で繰り返し使用しても磁力が半減しない防錆性強磁性体を装着するのが好ましい。そうすることによって、第１回転部１９の被水による腐蝕を防止することが出来、第１回転部１９と第２回転部２２の間に働く磁力の劣化を防ぐことが出来る。さらに、温水を使用した場合においても、磁力の劣化を防ぐことが出来るので、発電効率と耐久性を向上させることが出来る。
【００２９】
屋内設備用水力発電ユニット１において、図３に示すように、第１回転部１９は材質が樹脂製の、例えばＡＢＳやＰＰＳ等の防水カバー３５で覆っても良い。そうすることで、第一回転部１９の錆びを防ぐことが出来、磁力に影響を与えることなく、第１回転部１９の耐久性を向上させることが出来る
【００３０】
屋内設備用水力発電ユニット１において、図４（ａ）に示すように、第１回転部１９の外周部２４に第２回転部２２の磁極部と対峙して局所的に近接した強磁性体の突出部３６を設け、第１回転部１９を、当該回転軸と略同一な中心軸を持つ、円柱形状で樹脂製のＡＢＳやＰＰＳ等の防水カバー３５で覆っても良い。第１回転部１９の外周部２４に、第２回転部２２の磁極部と対峙して局所的に近接した突出部３６を設けているので、第１回転部１９と第２回転部２２間の磁力を分散させることなく、磁極部と突出部３６間で磁力を集中させることが出来る。その結果、第１回転部１９から第２回転部２２へ脱調することなく回転力を伝達することが出来、第１回転部１９を軽量化させることが出来る。また、第一回転部１９に円柱形状であり樹脂製のＡＢＳやＰＰＳ等の防水カバー３５を装着しているので、回転の際に突出部の側面３７に生じる流動抵抗を防ぐことが出来、第１回転部１９の発電効率を向上させることが出来る。  また、図４（ｂ）に示すように、第１回転部１９に関して、材質が樹脂製である円筒状の防水カバー３５の内周３８に強磁性体を第２回転部２２の磁極部と対峙した部３９のみに接着し、さらに軽量化させても良い。
【００３１】
また、第１回転部１９と第２回転部２２の配設方法を次のようにしても良い。図５（ａ）に示すように、第１回転部１９と第２回転部２２には、形状が円盤状であり外周部４０の周方向にＮ極とＳ極とが交互に繰り返すよう着磁したマグネット３３´、３４´が装着されている。両回転部の円盤の径方向が回転軸に略垂直となり、異極同士が管壁２を介して近接となるよう配設されている。水流により羽根車形状の回転体１３が回転し、第１回転部１９を回転駆動させる。当該回転部は磁力の吸引力により、第２回転部２２を回転駆動される。第２回転部２２はモーター型発電ユニット２６を回転駆動し、電力が発生する。その結果、両回転部を回転軸方向にコンパクトにすることが出来、管壁２２上で流路の延在方向と垂直な方向に突出した第２ケーシング５８を小さくすることが出来る。さらに、両者の外周縁近傍で、磁力を保持できるため、小さな回転トルクで、回転初期からスムーズに駆動することが出来る。その結果、強力な磁石を使う必要がなくなる
【００３２】
屋内設備用水力発電ユニット１において、図６に示すように、第２回転部２２を変速機４１を介してモーター型発電ユニット２６に係合させても良い。
羽根車形状の回転体１３の出力特性Ｗ１と、発電用マグネットと発電発電用コイルとが形成するモーター型発電ユニット２６の入力特性Ｗ２とは、一般に図７に示すようなものになる。従って、回転体１３と発電ユニット２６とを接続すると、回転体１３の出力と発電機の入力とが釣り合った点、すなわちＷ１とＷ２との交点Ｐで発電ユニット２６は作動する。変速機４１を介して発電用マグネットを回転体１３に係合させ、回転体１３の回転数ベースの発電ユニットの入力特性Ｗ２′を図７に破線で示すように左方へ移動させることにより、Ｗ１とＷ２′の交点、ひいては発電ユニット２６の作動点を回転体１３の最高出力点Ｍへ移動させることが出来る。発電ユニット２６の出力は発電ユニット２６の入力の増減に応じて増減するので、発電機の作動点を回転体１３の最高出力点Ｍへ移動させることにより、回転体１３の最高出力で発電ユニット２６を駆動し、発電ユニット２６の出力を最大にすることができる。この結果、屋内設備用水力発電ユニット１の発電効率が向上する。
【００３３】
次に第２実施例を説明する。
屋内設備用水力発電ユニット１において、図８に示すように、流路内に配設され回転軸５０が流路の延在方向へ差し向けられた回転体５１と、回転軸５０に対して周方向に傾斜した案内路を有し流路内に且つ流路内を流れる水流に関して回転体５１の上流側に配設され、且つ水流によって回転しない予旋回発生部材５２と、流路内に配設され、回転体５１により回転駆動される材質が強磁性体である第１回転部５３と、当該回転部５３と管壁２を隔てて流路外に且つ第１回転部５３と対峙して配設され、軸受５４により支持されている第２回転部５５と、当該回転部５５に対峙して配設された発電用コイル５６を備えた軸流式の実施形態にしても良い。予旋回発生部材５２に流入した水流は、案内路により周方向へ差し向けられ旋回流となる。旋回流は回転体５１へ流入し、回転軸５０に対して周方向へ且つ案内路とは反対方向へ傾斜した翼部５７に衝突して回転駆動し、ひいては回転体５１に固定された第１回転部５３を回転駆動する。第１回転部５３と第２回転部５５間では磁力による吸引力が働き、第１回転部５３は第２回転部５５を軸受５４上で回転駆動する。第２回転部５５は材質がマグネットとなっており、ひいてはモーター型発電ユニットの発電用マグネットを兼ねているので、第２回転部５５の磁束が発電用コイル５６を通過することにより、発電用コイル５６に起電力が発生する。このような実施形態においても、流路内で得た回転力を第１回転部５０と第２回転部５３を介して非接触で流路外へ伝達し発電させることで、従来の水力発電ユニットに比べて軸封による摺動ロスが無くなり、発電用マグネットと発電用コイル間の距離が狭められ、発電効率を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る屋内設備用発電ユニットを説明した図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の実施例に係る屋内設備用発電ユニットの断面図である。（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】防水カバーを装着した第一回転部を横断面視し、説明した図である。
【図４】突出部を設けた第一回転部を横断面視し、説明した図である。
【図５】第１回転部と第２回転部に円板形状のマグネットを装着した本発明の他の実施例に係る屋内設備用水力発電ユニットを説明した図である。
【図６】第２回転部とモーター型水力発電ユニットの間に変速機を配設した本発明の他の実施例に係る屋内設備用水力発電ユニットを説明した図である。
【図７】羽根車出力特性と発電機入力特性の相関を示す図である。
【図８】回転体を軸流式羽根車とした本発明の他の実施例に係る屋内設備用水力発電ユニットを説明した図である。
【図９】従来の技術を説明した図である。
【符号の説明】
１  屋内設備用水力発電ユニット１
２  管壁
３  開口部
４  第１ケーシング
５  流入口
６  主流路
７  第２ケーシング
８  外壁部
９  フランジ
１０  ネジ
１１  接合部
１２  Ｏリング
１３  回転体
１４  端壁
１５  第１回転軸
１６  湾曲翼
１７  軸受
１８  中心軸線
１９  第１回転部
２０  側壁部
２２  第２回転部
２３  第２回転軸
２４  外周部
２５  内周部
２６ａ  発電用マグネット
２６ｂ  発電用コイル
２６  モーター型発電ユニット
２７  屋内設備用水栓
２８  バキュームブレーカー
２９  上流端
３０  下流端
３１  他端
３２  外周部
３３、３４  マグネット
３５  防水カバー
３６  突出部
３７  側面
３８  内周
３９  対峙部
４０  外周部
４１  変速機
５０  回転軸
５１  回転体
５２  予旋回発生部材
５３  第１回転部
５４  軸受
５５  第２回転部
５６  発電用コイル５６
５７  翼部
５８  第２ケーシング
１００  回転体
１０１  発電用マグネット
１０２  発電用コイル
１０３  翼部
１０６  軸封部
１０４  回転軸
１０５  管壁
２００  回転体
２０１  回転軸
２０２  発電用マグネット
２０３  発電用コイル
２０４  翼部
２０５  管壁
２０６  空隙
Ｓ１  隙間
Ｓ２  隙間
Ｓ３  隙間
Ｗ１  出力特性
Ｗ２  入力特性
Ｐ  交点
Ｍ  最高出力点
【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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【図９】
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