JP4426453B2 - 小型水力発電システム - Google Patents
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Description
Claims (29)
- 水力発電システムにおいて、
給水設備と、
前記給水設備内に回転可能に配設されたハウジングであって、該ハウジングは、凹状に形成された複数のパドルであって該ハウジングの外面から外方に延在すべく配置された複数のパドルを備えるというハウジングと、
前記ハウジング内に配設された発電器であって、該発電器は前記ハウジングの内面に結合した回転子と、前記ハウジング内に固定的に配置された固定子とを備え、前記ハウジングが回転するときに、前記回転子が前記固定子の回りで回転して電力を発生する発電器と、
前記給水設備内に配設されたノズルであって、液体流を前記パドルに向けて導向することで前記ハウジングの回転を誘起すべく構成されたノズルと、
前記給水設備内に配設されると共に、前記ノズルに流動液体を供給すべく構成された電動バルブと、
前記発電器と前記電動バルブとに結合されたエネルギ蓄積デバイスと、
前記電動バルブと前記エネルギ蓄積デバイスとに結合された電圧制御器であって、前記エネルギ蓄積デバイスにおける電圧が所定スレッショルド値レベルより低いときに前記電動バルブを操作して開成させるべく構成された電圧制御器とを備え、
前記ハウジングは前記発電器に対する液体連通を許容する複数の通孔を更に備えており該通孔の各々を前記外面の回りに同心的に構成することで、前記ハウジングが回転したときに、前記ハウジングが実質的に気体により充填された状態とするように、該ハウジング内に存在する液体の量を可及的に低減するようにした水力発電システム。 - 前記ハウジングは、前記パドルに対する0.44リットル/分から4.16リットル/分の範囲における流動液体の衝当に応じて5,000回転/分より高速で回転する請求項1記載の水力発電システム。
- 前記ハウジングは、前記外面上の所定位置に前記パドルを維持すべく且つ前記発電器を同心的に囲繞すべく一体的に結合される様に構成された第1ハブおよび第2ハブを備える請求項1記載の水力発電システム。
- 前記ノズルを0.44リットル/分から4.16リットル/分の範囲で液体が流れる結果、0.25ワットから30ワットの範囲の電力を発生する請求項1記載の水力発電システム。
- 前記給水設備は洗面所用設備である請求項1記載の水力発電システム。
- 外側ハウジングに固定され、内側ハウジングを貫通させて延設されたセンタリングロッドを更に具備し、
前記内側ハウジングは前記外側ハウジング内で前記センタリングロッドを中心に回転可能となっている請求項1に記載の水力発電システム。 - 前記パドルの各々は、
前記外面に対して直交して位置決めされた第1楕円形状パドル区画および第2楕円形状パドル区画と、
前記外面に結合されるべく構成された基部であって前記外面の近傍にて前記各パドルにより形成される連続的同心リングの一部を形成する基部とを備えて成る請求項1記載の水力発電システム。 - 水力発電システムにおいて、
給水設備と、
前記給水設備内に配設されたハウジングであって、凹状に形成された複数のパドル備えて成るハウジングと、
前記ハウジング内に配設された発電器であって、該発電器は前記ハウジングと共に回転自在の永久磁石と、前記永久磁石の直近に配置された固定とを具備し前記ハウジングが回転すると前記永久磁石が固定子に対して回転して電力が発生する発電器と、
前記給水設備内に配設され、前記ノズルに流動液体を供給すべく構成された電動バルブと、
前記発電器と前記電動バルブとに結合されたエネルギ蓄積デバイスとを備え、
前記ハウジングは前記発電器に対する液体連通を許容する複数の通孔を更に備えており該通孔の各々を前記外面の回りに同心的に構成することで、前記ハウジングが回転したときに、前記ハウジングが実質的に気体により充填された状態とするように、該ハウジング内に存在する液体の量を可及的に低減するようにした水力発電システム。 - 前記エネルギ蓄積デバイスがバッテリを具備する請求項8に記載の水力発電システム。
- 前記発電器は、前記エネルギ蓄積デバイスを再充電する電力を発生するよう作動する請求項8に記載の水力発電システム。
- 前記電動バルブに接続されたセンサを更に含み、該センサは、検知したパラメータに応答して前記電動バルブを起動するように構成されている請求項8に記載の水力発電システム。
- 前記検知したパラメータは、前記給水設備近傍の動作である請求項11に記載の水力発電システム。
- 給水設備と、
前記給水設備内に回転可能に配設されたハウジングであって、該ハウジングは、凹状に形成された複数のパドルであって該ハウジングの外面から外方に延在すべく配置された複数のパドルを備えるというハウジングと、
前記ハウジング内に配設された発電器であって、該発電器は前記ハウジングの内面に結合した回転子と、前記ハウジング内に固定的に配置された固定子とを備え、前記ハウジングが回転するときに、前記回転子が前記固定子の回りで回転して電力を発生する発電器と、
前記給水設備内に配設されたノズルであって、液体流を前記パドルに向けて導向することで前記ハウジングの回転を誘起すべく構成されたノズルと、
前記給水設備内に配設されると共に、前記ノズルに流動液体を供給すべく構成された電動バルブと、
前記発電器と前記電動バルブとに結合されたエネルギ蓄積デバイスとを備え、
前記ハウジングは前記発電器に対する液体連通を許容する複数の通孔を更に備えており該通孔の各々を前記外面の回りに同心的に構成することで、前記ハウジングが回転したときに、前記ハウジングが実質的に気体により充填された状態とするように、該ハウジング内に存在する液体の量を可及的に低減するようにした水力発電システム。 - 前記電動バルブと前記エネルギ蓄積デバイスとに結合された電圧制御器を更に備え、
該電圧制御器は、前記エネルギ蓄積デバイスにおける電圧が所定スレッショルド値レベルより低いときに、前記電動バルブを操作して開成させるべく構成されている請求項13に記載の水力発電システム。 - 前記ハウジングは、第1と第2のハブの内側にキャビティを形成すべく前記第2ハブと係合可能な第1ハブを備え、
前記パドルは、前記第1と第2のハブが係合したときに、該第1と第2のハブの間に保持されるべく構成されている請求項13に記載の水力発電システム。 - 前記エネルギ蓄積デバイスは、充放電可能なバッテリおよびコンデンサを具備する請求項13に記載の水力発電システム。
- 前記発電器は、前記エネルギ蓄積デバイスと前記電動バルブの双方に電力を供給するように構成されている請求項13に記載の水力発電システム。
- 前記電動バルブは、該電動バルブの位置を検知する位置検知デバイスを具備する請求項13に記載の水力発電システム。
- 前記エネルギ蓄積デバイスと前記電動バルブの間、および、前記発電器と前記電動バルブとの間に接続されたプロセッサを更に具備し、
該プロセッサは、前記発電器とエネルギ蓄積デバイスの少なくとも一方から前記電動バルブへ電力を選択的に供給可能となっている請求項13に記載の水力発電システム。 - 前記プロセッサが、前記電動バルブの動作を制御し、該水力発電システムの作動状態を提供するように構成されている請求項19に記載の水力発電システム。
- 前記プロセッサは、更に、前記エネルギ蓄積デバイスの充電速度および完全充電に対する百分率を提供するように構成されている請求項19に記載の水力発電システム。
- 前記エネルギ蓄積デバイスは複数のエネルギ蓄積デバイスを具備し、前記プロセッサは、更に、前記エネルギ蓄積デバイスに接続され該プロセッサによって制御される直列/並列スィッチによって、前記エネルギ蓄積デバイスの幾つかを並列形態と直列形態との間で選択的に切換えるように構成されている請求項19記載の水力発電システム。
- 水力発電システムにより電力を発生する方法において、
給水設備を準備し、
前記給水設備内に配設されると共に、前記ノズルに流動液体を供給すべく構成された電動バルブを選択的に開成し、
前記給水設備内に回転可能に配設されたハウジングであって、該ハウジングは、凹状に形成された複数のパドルであって該ハウジングの外面から外方に延在すべく配置された複数のパドルを備えるというハウジングを液体流によって回転させ、
前記ハウジング内に配設された発電器であって、該発電器は前記ハウジングと共に回転自在の永久磁石と、前記永久磁石の直近に固定、配置された固定子とを具備し、前記ハウジングが回転すると、前記永久磁石が固定子に対して回転して電力が発生するようにした発電器によって電力を発生させると共に、前記ハウジングの外面の回りに同心的に配置され前記発電器に対する液体連通を許容する複数の通孔を通して、前記ハウジングが回転したときに、前記ハウジングが実質的に気体により充填された状態とするように、該ハウジング内に存在する液体の量を可及的に低減し、
前記電力を前記電動バルブとエネルギ蓄積デバイスの少なくとも一方に電力を供給するようにした水力発電システムにより電力を発生する方法。 - 前記エネルギ蓄積デバイスの電圧を監視し、該エネルギ蓄積デバイスの電圧が所定スレッショルド値レベルより低いときに前記電動バルブを自動的に所定時間開成することによって、前記電動バルブおよび前記エネルギ蓄積デバイスへ電力を供給するようにした請求項23に記載の方法。
- 前記エネルギ蓄積デバイスは複数のエネルギ蓄積デバイスと、複数の充電スィッチとを具備しており、
前記電動バルブおよび前記エネルギ蓄積デバイスへの電力供給が、前記複数のエネルギ蓄積デバイスの電圧レベルおよび該複数のエネルギ蓄積デバイスの放電時間に従って、前記複数の充電スィッチを選択的に閉成、開成することを含む請求項23に記載の方法。 - 前記エネルギ蓄積デバイスが複数のエネルギ蓄積デバイスと、直列/並列スィッチとを具備し、
前記電動バルブおよび前記エネルギ蓄積デバイスへの電力供給が、放電時間を最長化し、出力電圧を維持し、或いは、出力電圧の振幅を変更するために、直列形態と並列形態との間でエネルギ蓄積デバイスを自動的、選択的に切換えることを含む請求項23に記載の方法。 - 前記電動バルブおよびエネルギ蓄積デバイスへの電力供給が、更に、エネルギ蓄積デバイスへの充電と、完全充電に対する百分率、充電速度および充電百分率を決定するために、エネルギ蓄積デバイスの充電速度を計時とを含む請求項23に記載の方法。
- 給水設備内に配設された電動バルブの選択的な開成が、エネルギ蓄積デバイスを放電して、前記電動バルブを励起することを含む請求項23に記載の方法。
- 前記電動バルブを励起するための前記エネルギ蓄積デバイスの放電は、放電速度とエネルギ蓄積デバイスの充電百分率を決定するためにエネルギ蓄積デバイスの放電速度の計時を含む請求項28に記載の方法。
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