(57)【要約】【課題】  機器内で循環している冷媒の運動エネルギーを有効利用して省電力化を実現可能な発電装置およびそれを備えた冷蔵庫を提供すること。【解決手段】  冷蔵庫の冷媒循環路には発電装置１０が挿入され、この発電装置１０は、冷媒を流入させる１本の冷媒流入管１１、および冷媒を流出させる１本の冷媒流出管１２が接続されたケース２０を有している。ケース２０内には、インペラ７０および発電用ロータ８０が回転可能に配置され、冷媒が循環すると、インペラ７０が回転する。【選択図】    図３
2005330906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する冷媒循環路の途中位置に配置されたインペラと、該インペラに連動して回転する発電用ロータと、該発電用ロータの回転を電力に変換する発電用ステータとを有することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１において、前記冷媒循環路の途中位置には、前記インペラおよび前記発電用ロータが内部に収納されたケースが挿入されているとともに、
前記インペラおよび前記発電用ロータは、当該ケース内に回転中心軸線を共通にして軸線方向に並んで配置され、
前記ケースには、冷媒を前記インペラの外周位置から当該インペラに向けて供給するための冷媒射出部が形成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ケースの軸線方向の一方側端面には、前記回転中心軸線を挟む反対側位置に冷媒流入管および冷媒流出管がそれぞれ連結され、
前記冷媒射出部は、前記冷媒流入管の連結位置から前記ケースの内壁に沿って軸線方向に延びて前記インペラの外周位置で開口する流路状に形成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに規定する発電装置を備えた冷蔵庫であって、前記冷媒循環路には、冷蔵庫内を冷却するための冷媒が流通していることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置および冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種機器において消費電力の低減や新たな機能の追加は、市場ニーズにマッチしている。そこで、本願出願人は、洗面台や流し台において水流を利用して発電可能な小型水力発電装置を発明し、特許出願している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８１３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
また、冷蔵庫のように一年中、通電されているような機器の低消費電力化は、特に市場ニーズにマッチしており、冷蔵庫などでは、断熱性の向上や冷却効率の向上に大きな力が注がれている。しかしながら、冷蔵庫内では、冷媒が０．３〜２ＭＰａの高圧で、かつ常時、循環しているにもかかわらず、従来は、かかる冷媒の運動エネルギーを有効利用することが一切、検討されていない。
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、機器内で循環している冷媒の運動エネルギーを有効利用して省電力化を実現可能な発電装置およびそれを備えた冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、冷媒が循環する冷媒循環路の途中位置に配置されたインペラと、該インペラに連動して回転する発電用ロータと、該発電用ロータの回転を電力に変換する発電用ステータとを有することを特徴とする。
【０００６】
冷蔵庫などの冷媒循環路内では冷媒が０．３〜２ＭＰａの高圧で、かつ常時、循環しているので、本発明では、その冷媒循環路の途中位置にインペラを配置し、冷媒の運動エネルギーにより、インペラを高速で回転させる。その結果、インペラの回転に連動して発電用ロータが回転し、発電が行われる。それ故、本発明では、冷媒の運動エネルギーを有効利用して発電を行うことができるので、各種機器の低消費電力化を図ることができる。
【０００７】
本発明において、前記冷媒循環路の途中位置には、前記インペラおよび前記発電用ロータが内部に収納されたケースが挿入されているとともに、前記インペラおよび前記発電用ロータは、当該ケース内に回転中心軸線を共通にして軸線方向に並んで配置され、前記ケースには、冷媒を前記インペラの外周位置から当該インペラに向けて供給するための冷媒射出部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、冷媒循環路の途中位置にケースを挿入するだけ発電を行うことができ、大掛かりな改造が不要である。
【０００８】
本発明において、前記ケースの軸線方向の一方側端面には、前記回転中心軸線を挟む反対側位置に冷媒流入管および冷媒流出管がそれぞれ連結され、前記冷媒射出部は、前記冷媒流入管の連結位置から前記ケースの内壁に沿って軸線方向に延びて前記インペラの外周位置で開口する流路状に形成されていることが好ましい。このように構成すると、インペラの回転中心軸線を挟む反対側位置に冷媒流入管および冷媒流出管がそれぞれ連結されているので、冷媒はインペラを効率よく回転させる。また、ケースの一方側端面に冷媒流入管および冷媒流出管が接続されているが、冷媒流入管から流入する冷媒は、冷媒射出部によってインペラの外周位置に導かれ、そこからインペラに向けて射出される。従って、冷媒は、インペラに効率よく供給されるため、インペラが効率よく回転するので、発電効率が高い。
【０００９】
冷蔵庫では、冷蔵庫内を冷却するための冷媒が冷媒循環路内を流通しているので、この冷媒循環路をそのまま、本発明の発電装置用に利用できる。従って、本発明に係る発電装置を冷蔵庫に搭載する際、わずかな部材を追加するだけで発電を行うことができ、冷蔵庫の低消費電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷媒の運動エネルギーを利用して発電を行うため、冷蔵庫などといった各種機器の低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
（全体構成）
図１は、冷媒によって冷却が行われている電子機器の一例としての冷蔵庫に構成されている冷媒循環路の説明図である。図２、図３および図４はそれぞれ、本発明に係る発電装置の底面図、そのＡ−Ａ′断面図、およびインペラ室の平面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明を適用した冷蔵庫１には、庫内を冷却するための冷媒（低沸点溶剤）が循環する冷媒循環路２が構成されており、この冷媒循環路２の途中位置には、コンプレッサ３、コンデンサ４、ドライヤ５などが挿入されている。ここに示す冷蔵庫１では、切換弁６によって冷媒循環路２が２つに分岐しており、一方側に配置されたキャピラリ７１およびエバポレータ８１は、例えば、冷蔵室を冷却するためのものであり、他方側に配置されたキャピラリ７２およびエバポレータ８２は、例えば、冷凍室を冷却するためのものである。
【００１４】
本形態の冷蔵庫１では、冷媒循環路２のうち、例えば、コンデンサ４とドライヤ５との間に、図２、図３および図４を参照して説明する発電装置１０が挿入されている。
【００１５】
（発電装置の構成）
図２および図３に示すように、本発明を適用した発電装置１０は、冷媒を流入させる１本の冷媒流入管１１、および冷媒を流出させる１本の冷媒流出管１２が接続されたケース２０を有しており、このケース２０内には、冷媒流入管１１から流入した冷媒を冷媒流出管１２へ導くインペラ室２１が密閉空間として形成されている。ケース２０は、ステンレス鋼板をプレス絞り加工して形成した略カップ状の第１ケース部材２６と第２ケース部材２７とから構成され、第１ケース部材２６と第２ケース部材２７とは連結部において、それぞれに設けられたフランジ部が突き合わされた状態で連結されている。ケース２０の胴部には、発電装置１０を冷蔵庫内の所定位置に取り付けるための固定具３０が取り付けられており、この固定具３０は、第２ケース部材２７が嵌る開口が形成された水平板部３１、およびこの水平板部３１から直角に折り曲げられた垂直板部３２とから構成されている。また、ケース２０には第２ケース部材２７を覆うようにカバー４０が取り付けられている。
【００１６】
ケース２０において、第１ケース部材２６は、上面部分が開口面となっている略カップ形状を有しており、その底面側に冷媒流入管１１および冷媒流出管１２が接続されている。第１ケース部材２６の内部には樹脂成形部分５０が一体形成され、この樹脂成形部分５０の底部には、回転中心軸６０の下端部６１を支持する軸穴６６が形成されている。
【００１７】
第２ケース部材２７は、その底面部分が開口面となっている略カップ形状を有している。第２ケース部材２７の上半部分２７１は円筒状に突き出ており、その上面部分には回転中心軸６０の上端部６２を支持する凹部６７が形成されている。
【００１８】
ケース２０内において、インペラ室２１では、回転中心軸６０の下端側にインペラ７０が回転可能に支持され、インペラ７０に対して軸線方向で隣接する位置には発電用ロータ８０が回転中心軸６０に回転可能に支持されている。インペラ７０は、回転中心軸６０が嵌る円筒部７１と、この円筒部７１から外周側に放射状に延びた複数枚の羽根部分７２とを備えている。発電用ロータ８０は、インペラ７０の円筒部７１の上端部と係合して発電用ロータ８０とインペラ７０とを一体に回転可能とするロータ本体部分８１と、このロータ本体部分８１の周囲に固着されている永久磁石８２とを備えている。永久磁石８２は周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されている。発電用ロータ８０と第２ケース部材６７の上面部分との間には皿バネ８５が配置されており、発電用ロータ８０は、皿バネ８５によってインペラ７０の側に弾性をもって押し付けられている。
【００１９】
冷媒流入管１１および冷媒流出管１２はいずれも、ケース２０の一方側端面を構成する第１ケース部材２６の底部２６１に対して、回転中心軸６０を挟む反対側位置にそれぞれ連結されている。第１ケース部材２６の内側において、樹脂成形部分５０と第１ケース部材２６との間には隙間が形成されており、この隙間によって、冷媒流入管１１の第１ケース部材２６への連結位置から第１ケース部材２６の内壁に沿って軸線方向に延びる流路状の冷媒射出部５５が形成されており、この冷媒射出部５５は、インペラ７０の外周位置で開口している。冷媒射出部５５は、図４に示すように、インペラ７０の外周位置から周方向に向いて開口しており、インペラ７０を効率よく回転するように冷媒を射出する。
【００２０】
第２ケース部材２７とカバー４０とに挟まれた環状空間には、発電用ロータ８０の周りを取り巻くように発電用ステータ９０が配置されている。発電用ステータ９０は、ステッピングモータと同様、軸線方向に隣接配置された２つのステータ９１、９２から構成され、これらのステータ９１、９２のいずれにおいても、周方向に多数の極歯を備えたコアに対して絶縁スペーサを介してステータコイルが巻回されている。また、発電用ステータ９０には配線基板９６を介してコネクタ部９７が接続されている。
【００２１】
（本形態の動作、主な効果）
このように構成した発電装置１０は、図１に示すように、冷蔵庫１の冷媒循環路２の途中位置に冷媒流入管１１および冷媒流出管１２がそれぞれ接続されて使用される。ここで、冷媒循環路２では、矢印Ｌで示すように、冷媒が液体の状態で０．３〜２ＭＰａの高圧で、かつ常時、循環している。従って、図４に示すように、発電装置１０のインペラ室２１には、矢印Ｌで示すように、冷媒が冷媒流入管１１から冷媒射出部５５を介して流れ込むとともに、インペラ室２１に流れ込んだ冷媒は、冷媒流出管１２から排出される。その際、インペラ室２１では、冷媒の運動エネルギーにより、インペラ７０が高速で回転する。それ故、インペラ７０の回転に連動して発電用ロータ８０が回転し、発電が行われる。それ故、本発明では、冷媒の運動エネルギーを有効利用して発電を行うことができるので、各種機器の低消費電力化を図ることができる。
【００２２】
また、本形態では、インペラ７０および発電用ロータ８０がケース２０に収納され、ケース２０には、冷媒をインペラ７０の外周位置からインペラ７０に向けて供給する冷媒射出部５５が形成されている。従って、冷媒循環路２の途中位置にケース２０を挿入するだけ発電を行うことができ、大掛かりな改造が不要である。
【００２３】
また、インペラ７０の回転中心軸６０を挟む反対側位置に冷媒流入管１１および冷媒流出管１２がそれぞれ連結されているので、冷媒はインペラ７０を効率よく回転させてから排出される。また、ケース２０の一方側端面（第１ケース部材２６の底部２６１）に冷媒流入管１１および冷媒流出管１２が接続されているが、冷媒流入管１１から流入する冷媒は、冷媒射出部５５によってインペラ７０の外周位置に導かれ、そこからインペラ７０に向けて射出される。従って、冷媒は、インペラ７０に効率よく供給されるため、インペラ７０が効率よく回転するので、発電効率が高い。
【００２４】
［その他の実施の形態］
上記形態では、冷媒循環路２のうち、コンデンサ４とドライヤ５との間に発電装置１０を挿入したが、その他の位置に挿入してもよい。また、発電装置１０の挿入位置については、冷媒が液体の状態で流通している位置に限らず、エバポレータ８１、８２内など、冷媒が気体の状態で流通している位置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用された冷蔵庫の冷媒循環路の説明図である。
【図２】本発明に係る発電装置の底面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ′断面図である。
【図４】図２に示す発電装置のインペラ室の平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  冷蔵庫
２  冷媒循環路
１０  発電装置
１１  冷媒流入管
１２  冷媒流出管
２０  ケース
５５  冷媒射出部
６０  回転中心軸
７０  インペラ
８０  発電用ロータ
９０  発電用ステータ
【図１】
2005330906.tif 000003
【図２】
2005330906.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005330906.tif 000006