JP3168174U - Power supply - Google Patents

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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１Provided is a power supply device capable of stably supplying electricity necessary to operate an electric device even if the rotational speed of the rotating body is unstable. A rotating body 1 such as a water wheel or a wind turbine that rotates by a fluid flow such as a wind flow or a river water flow, a generator 2 that generates electric power by the rotation of the rotating body, and an electric power generated by the generator. And a battery 5 that charges the charged electric power to the electric device B. An inverter 6 is provided between the battery and the electric device, and the maximum output and / or instantaneous maximum output of the inverter exceeds the rated output of the generator. That is, the electric power generated by the rotation of the rotating body due to the fluid flow is charged in the battery, and the electric device B is operated with the charged electricity, so even if the rotational speed of the rotating body 4 is unstable, Necessary power can be stably supplied. [Selection] Figure 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。   The present invention relates to a power supply apparatus that uses power generated by using fluid flow as a power source.

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。   A power supply device that uses power generated by using fluid flow such as river flow and wind flow as a power source includes a rotating body that rotates by fluid flow and a generator that generates power by rotating the rotating body. Things are known. Such a power supply device directly uses electricity generated by the rotation of the rotating body as a power source.

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。   However, the power supply device of the prior art uses electricity generated by the rotation of the rotating body as a direct power source, and the rotating body is not always constant using the flow of fluid such as a river flow or a wind flow. Since the rotating body is rotated, the rotational speed of the rotating body becomes unstable, and there is a problem that power necessary for the operation of the electric device cannot be stably generated.

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。   In addition, when an electric device (load) that requires electric power exceeding the rated output of the power supply device is driven, there is a problem that electric power necessary for the electric device (load) cannot be supplied.

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。   An object of the present invention is to deal with such a problem. That is, it is an object of the present invention to stably supply electric power necessary for operating an electric device even when the rotational speed of the rotating body is unstable.

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。   In addition, since there is no prior art document related to the present invention that the applicant knows at the time of filing the utility model registration, there is no prior art document information to be disclosed.

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。   In order to achieve the above object, a power supply apparatus according to the present invention has at least the following configuration.

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。   A rotating body that rotates by fluid flow; a generator that generates electric power by rotating the rotating body; and a battery that charges the electric power generated by the generator and supplies the charged electricity to an electrical device. It is characterized by that.

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。   An inverter is provided between the battery and the electrical device, and the maximum output and / or instantaneous maximum output of the inverter exceeds the rated output of the generator.

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。   The fluid flow is generated by a flow of river water or a flow of wind.

前記回転体が、水車又は風車であることを特徴とする。   The rotating body is a water wheel or a windmill.

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。   With this feature, the present invention has the following effects. That is, the electric power generated by the rotation of the rotating body due to the fluid flow is charged in the battery, and the electric device is operated by supplying the charged electricity to the electric device. Even if the rotational speed is unstable, it is possible to stably supply the electric power necessary to operate the electric device.

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。   Moreover, electric power can be stably supplied to an electric device including a high-output motor that requires a large amount of electric power for a short time.

本考案に係る電源装置の実施形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows embodiment of the power supply device which concerns on this invention. 電源装置の他の実施形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows other embodiment of a power supply device.

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。   Hereinafter, embodiments of a power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a power supply device A. In the first embodiment, the fluid flow is generated by the flow of river water, and the rotating body is a water wheel that rotates with the flow of river water described above.

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。   A power supply device A according to the first embodiment includes a rotating body (hereinafter referred to as “water turbine”) 1, a generator 2 that generates electric power by rotating the water turbine 1, a transformer 3, a converter 4, a battery 5, and an inverter 6. The transformer 7 and the connection portion 8 for connecting the electric device B are provided.

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。   The water turbine 1 is installed in a relatively small river (including agricultural water) and can rotate with a relatively gentle flow. The rotating shaft 10 that is the rotation center of the water turbine 1 rotates the rotating shaft 20 of the generator 2 via the gear train 11.

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。   The gear train 11 has a gear ratio such that the rotation speed of the rotation shaft 20 is larger than the rotation speed of the rotation shaft 10. Even when the rotation speed of the rotation shaft 10 is small due to a gentle flow, the rotation shaft 20 The number of revolutions is such that power can be generated.

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。   The generator 2 has a three-phase AC of 200 V and a rated output of 1 KVA, and is connected to the transformer 3. The transformer 3 transforms the voltage of AC200V to the voltage of AC100V, and is connected to the converter 4. The converter 4 converts AC 100V to DC 12V and is connected to the battery 5.

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。   The battery 5 has a performance of a rated output DC 12 V and a rated input current 185 A, is connected to the converter 4, and sequentially charges electricity from the converter 4. Two batteries 5 are provided, and one battery 5 is always used as a power source. When one battery 5 is used as a power source, the other battery 5 is charged.

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。   Switching between the battery 5 as a power source and the battery 5 to be charged is switched by a switching operation of the switching unit 50. For example, when the voltage of the battery 5 used as the power source becomes equal to or lower than the set voltage, the switching unit 50 automatically switches the battery 5 used as the power source to another battery 5.

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。   The battery 5 is not limited to the two illustrated, and may be three or more (not shown). When the number of the batteries 5 is three or more, it is preferable that the number of the batteries 5 used as a power source is always one and the other plural batteries are charged.

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。   The battery 5 is not limited to a plurality, and may be one (not shown). When the number of the batteries 5 is one, it is good to be charged during use as a power source.

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。   The switching unit 50 is not limited to the configuration that automatically switches to the battery 5 that is used as a power source as illustrated, but when the voltage of the battery 5 becomes less than a certain voltage by visually observing the voltmeter, the switching unit 50 is manually operated. It is good also as a structure made to switch by.

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。   The inverter 6 converts DC12V into AC200V, has a rated output of 3 KVA, a maximum output of 3.5 KVA, and an instantaneous maximum output of 6 KVA, and is connected to the battery 5. That is, since the maximum output and the instantaneous maximum output of the inverter 6 are larger than the rated output of the generator 2, the starting power or the electric device B with power consumption exceeding the rated output of the generator 2 should be used. Can do.

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。   The transformer 7 transforms AC200V to AC100V, and is connected to the inverter 6.

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。   The connection unit 8 is an outlet, a socket, or the like for connecting various electrical devices B, and is connected to the transformer 7. The electric device B is various home appliances, lighting devices such as a light bulb and a fluorescent lamp, and is supplied with electricity when connected to the connection unit 8.

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。   According to the power supply device A having such a configuration, the generator 2 generates power by the rotation of the water turbine 1 caused by the river flow. The generated electric power is charged in the battery 5, and electric power is supplied from the battery 5 to the electric device B. Therefore, even when the river flow is not constant and the rotation speed of the water turbine 1 becomes unstable, it is possible to stably supply power necessary to operate the electric device B.

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。   Various numerical values related to the performance and specifications of the generator 2, transformer 3, 7, converter 4, battery 5, and inverter 6 are not limited to the illustrated numerical values.

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。   FIG. 2 shows a second embodiment of the power supply device A. In the second embodiment, the fluid flow is generated by the flow of wind, and the rotating body 1 is a windmill that rotates by the wind flow described above.

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。   The power supply device A of the second embodiment includes a rotating body (hereinafter referred to as “windmill”) 1, a generator 2 that generates electric power by the rotation of the windmill 1, a transformer 3, a converter 4, a battery 5, and an inverter 6. The transformer 7 and the connection portion 8 for connecting the electric device B are provided.

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。   The windmill 1 is installed in a place where the wind is good and can be rotated by a relatively gentle wind force. A rotating shaft 10 serving as a rotation center of the windmill 1 rotates a rotating shaft 20 of the generator 2 via a rotation transmission mechanism 12 including a sprocket and a chain, or a pulley and a belt.

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。   The rotation transmission mechanism 12 has a rotation ratio such that the rotation speed of the rotation shaft 20 is larger than the rotation speed of the rotation shaft 10. The rotation speed is such that power can be generated.

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。   In addition, since the structure and the effect of the generator 2, the transformer 3, the converter 4, the battery 5, the inverter 6, the transformer 7, the electrical connection part 8, and the switching part 50 are the same as that of 1st Embodiment, it is shown in drawing. The description is omitted by giving the same reference numerals.

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。   According to the power supply device A having such a configuration, the generator 2 generates power by the rotation of the windmill 1 due to the flow of wind. The generated electricity is charged in the battery 5, and electricity is supplied from the battery 5 to the electric device B. Therefore, even when the wind flow is not constant and the rotational speed of the windmill 1 becomes unstable, it is possible to stably supply electricity necessary to operate the electric device B.

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。   It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and can be implemented with configurations within a range that does not deviate from the contents described in each section of the claims for utility model registration.

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 A: Power supply device B: Electric equipment 1: Water wheel (rotary body)
1: Windmill (rotating body)
2: Generator 5: Battery 6: Inverter

Claims (4)

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。   A rotating body that rotates by fluid flow; a generator that generates electric power by rotating the rotating body; and a battery that charges the electric power generated by the generator and supplies the charged electricity to an electrical device. A power supply device characterized by that. 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。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein an inverter is provided between the battery and the electric device, and the maximum output and / or instantaneous maximum output of the inverter exceeds a rated output of the generator. 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。   3. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the fluid flow is generated by a river water flow or a wind flow. 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。   The power supply device according to claim 1, wherein the rotating body is a water wheel or a windmill.
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