JP3168174U - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の回転数が不安定であっても、電気機器を作動させるのに必要な電気を安定して供給することができる電源装置を提供する。【解決手段】風の流れや川の水の流れ等、流体の流動によって回転する水車や風車等の回転体１と、該回転体の回転によって発電する発電機２と、該発電機で発電された電力を充電するとともに、充電された電気を電気機器Ｂに供給するバッテリー５と、を備える。前記バッテリーと前記電気機器の間にインバータ６を備え、該インバータの最大出力及び／又は瞬間最大出力が前記発電機の定格出力を超えるものとする。すなわち、流体の流動によって回転体が回転して発電される電力を、バッテリーに充電し、この充電した電気で電気機器Ｂを動作させるので、回転体４の回転数が不安定であっても、必要な電力を安定して供給することができる様になる。【選択図】図１

Description

本考案は、流体の流動を利用して発電する電力を電源とする電源装置に関する。

川の流れや風の流れ等の流体の流動を利用して発電する電力を電源とする電源装置は、流体の流動によって回転する回転体と、回転体の回転によって発電する発電機とを備えたものが知られている。このような電源装置は、回転体の回転によって発電される電気を直接電源とするものである。

しかしながら、従来技術の電源装置は、回転体の回転によって発電される電気を直接電源とするものであり、常に一定ではない川の流れや風の流れ等の流体の流動を利用して回転体を回転させるものであるため、回転体の回転数が不安定になってしまい、電気機器の作動に必要な電力を安定して発電できないという問題があった。

また、電源装置の定格出力を超える電力を必要とする電気機器（負荷）を駆動した場合に、電気機器（負荷）に必要な電力を供給できないという問題があった。

本考案は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、回転体の回転数が不安定であっても、電気機器を作動させるのに必要な電力を安定して供給することが本考案の目的である。

尚、本考案に関連する先行技術文献のうち、出願人が当該実用新案登録出願時に知っているものがないので、開示すべき先行技術文献情報はない。

前記目的を達成するため、本考案に係る電源装置は、次の構成を少なくとも具備する。

流体の流動によって回転する回転体と、該回転体の回転によって発電する発電機と、該発電機で発電された電力を充電するとともに、充電された電気を電気機器に供給するバッテリーと、を備えたことを特徴とする。

前記バッテリーと前記電気機器の間にインバータを備え、該インバータの最大出力及び／又は瞬間最大出力が前記発電機の定格出力を超えるものであることを特徴とする。

前記流体の流動が、川の水の流れ又は風の流れにより発生するものであることを特徴とする。

前記回転体が、水車又は風車であることを特徴とする。

このような特徴を有することで本考案は、以下の効果を奏する。すなわち、流体の流動によって回転体が回転して発電される電力を、バッテリーに充電し、この充電した電気を電気機器に供給することでこの電気機器を動作させるようにしているので、回転体の回転数が不安定であっても、電気機器を作動させるのに必要な電力を安定して供給することができる。

また、短時間ではあるが大きな電力を必要とする大出力の電動機を備えた電気機器に対しても、安定して電力を供給することができる。

本考案に係る電源装置の実施形態を示す概略構成図。 電源装置の他の実施形態を示す概略構成図。

以下、本考案に係る電源装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、電源装置Ａの第１実施形態を示している。この第１実施形態では、流体の流動が川の水の流れにより発生するものであり、回転体を前述の川の水の流れで回転する水車としたものである。

第１実施形態の電源装置Ａは、回転体（以下「水車」という）１と、水車１の回転で発電する発電機２と、変圧器３と、コンバータ４と、バッテリー５と、インバータ６と、変圧器７と、電気機器Ｂを接続する接続部８とを備えている。

水車１は、比較的小さい川（農業用水を含む）に設置され、比較的緩やかな流れで回転可能なものである。水車１の回転中心となる回転軸１０は、歯車列１１を介して発電機２の回転軸２０を回転させるようになっている。

歯車列１１は、回転軸１０の回転数よりも回転軸２０の回転数が多くなるようなギヤ比となっており、緩やかな流れによって回転軸１０の回転数が少ない場合でも、回転軸２０が発電できる程度の回転数となるようにされている。

発電機２は、三相ＡＣ２００Ｖで定格出力が１ＫＶＡのものであり、変圧器３に接続されている。変圧器３は、ＡＣ２００Ｖの電圧をＡＣ１００Ｖの電圧に変圧するものであり、コンバータ４に接続されている。コンバータ４は、ＡＣ１００ＶをＤＣ１２Ｖに変換するものであり、バッテリー５に接続されている。

バッテリー５は、定格出力ＤＣ１２Ｖ・定格入力電流１８５Ａの性能のものであり、コンバータ４に接続され、コンバータ４からの電気を逐次充電するものである。バッテリー５は、２個備えられており、常に一方のバッテリー５を電源として使用するようになっている。また、一方のバッテリー５が電源として使用しているときには、他方のバッテリー５に充電されるようになっている。

電源となるバッテリー５と充電されるバッテリー５の切替えは、切替部５０の切替動作によって切替えられようになっている。切替部５０は、例えば、電源として使用しているバッテリー５の電圧が設定された電圧以下になると、電源として使用するバッテリー５を他のバッテリー５に自動的に切替えるようになっている。

バッテリー５は、例示した２個で限定するものではなく、３個以上でもよい（図示せず）。バッテリー５が３個以上である場合、電源として使用するバッテリー５を常に１個とし、他の複数個に充電するように設定するとよい。

バッテリー５は、複数個に限定するものではなく、１個でもよい（図示せず）。バッテリー５が１個である場合、電源として使用中に充電されるようにするとよい。

切替部５０は、例示したように自動的に電源として使用するバッテリー５に切替える構成に限定するものではなく、電圧計を目視して、バッテリー５の電圧が一定電圧未満となったときに、手動によって切替えるようにした構成としてもよい。

インバータ６は、ＤＣ１２ＶをＡＣ２００Ｖに変換するものであり、定格出力が３ＫＶＡ、最大出力が３．５ＫＶＡ、瞬間最大出力が６ＫＶＡのものであって、バッテリー５に接続されている。すなわち、このインバータ６は、最大出力及び瞬間最大出力が発電機２の定格出力よりも大きいものであるため、発電機２の定格出力を上回る起動電力、或いは消費電力の電気機器Ｂを使用することができる。

変圧器７は、ＡＣ２００ＶをＡＣ１００Ｖに変圧するものであり、インバータ６に接続されている。

接続部８は、各種電気機器Ｂを接続するコンセントやソケット等であり、変圧器７に接続されている。電気機器Ｂは、各種家電、電球や蛍光灯等の照明装置等であり、接続部８に接続することによって電気が供給される。

このような構成の電源装置Ａによると、川の流れによる水車１の回転で発電機２が発電する。発電された電力は、バッテリー５に充電され、このバッテリー５から電気機器Ｂに電力を供給する。したがって、川の流れが一定でなく、水車１の回転数が不安定となる場合であっても、電気機器Ｂを作動させるのに必要な電力を安定して供給することができる。

発電機２・変圧器３、７・コンバータ４・バッテリー５・インバータ６の性能や仕様に関する各種数値は、例示した数値に限るものではない。

図２は、電源装置Ａの第２実施形態を示している。この第２実施形態では、流体の流動が風の流れにより発生するものであり、回転体１を前述の風の流れで回転する風車としたものである。

第２実施形態の電源装置Ａは、回転体（以下「風車」という）１と、風車１の回転で発電する発電機２と、変圧器３と、コンバータ４と、バッテリー５と、インバータ６と、変圧器７と、電気機器Ｂを接続する接続部８とを備えている。

風車１は、風の通りが良好な場所に設置され、比較的緩やかな風力で回転可能なものである。風車１の回転中心となる回転軸１０は、スプロケット及びチェーン、或いはプーリー及びベルトからなる回転伝達機構１２を介して発電機２の回転軸２０を回転させるようになっている。

回転伝達機構１２は、回転軸１０の回転数よりも回転軸２０の回転数が多くなるような回転比となっており、緩やかな風力によって回転軸１０の回転数が少ない場合でも、回転軸２０が発電できる程度の回転数となるようにされている。

尚、発電機２、変圧器３、コンバータ４、バッテリー５、インバータ６、変圧器７、電気接続部８、切替部５０の構成及び作用効果は、第１実施形態と同様であるので、図面に同符号を付すことによって、説明は省略する。

このような構成の電源装置Ａによると、風の流れによる風車１の回転で発電機２が発電する。発電された電気は、バッテリー５に充電され、このバッテリー５から電気機器Ｂに電気を供給する。したがって、風の流れが一定でなく、風車１の回転数が不安定となる場合であっても、電気機器Ｂを作動させるのに必要な電気を安定して供給することができる。

尚、本考案は、例示した実施の形態に限定するものではなく、実用新案登録請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。

Ａ：電源装置
Ｂ：電気機器
１：水車（回転体）
１：風車（回転体）
２：発電機
５：バッテリー
６：インバータ

Claims (4)

1. 流体の流動によって回転する回転体と、該回転体の回転によって発電する発電機と、該発電機で発電された電力を充電するとともに、充電された電気を電気機器に供給するバッテリーと、を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 前記バッテリーと前記電気機器の間にインバータを備え、該インバータの最大出力及び／又は瞬間最大出力が前記発電機の定格出力を超えるものであることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記流体の流動が、川の水の流れ又は風の流れにより発生するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の電源装置。
4. 前記回転体が、水車又は風車であることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の電源装置。

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