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JP2004076637A - Water supply and discharge generator and water supply and discharge generation system - Google Patents

Water supply and discharge generator and water supply and discharge generation system Download PDF

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JP2004076637A
JP2004076637A JP2002236684A JP2002236684A JP2004076637A JP 2004076637 A JP2004076637 A JP 2004076637A JP 2002236684 A JP2002236684 A JP 2002236684A JP 2002236684 A JP2002236684 A JP 2002236684A JP 2004076637 A JP2004076637 A JP 2004076637A
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water supply
water
power
generator
drainage
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Masaru Sato
佐藤 勝
Shigetora Cho
趙 林虎
Koichi Hashimoto
橋本 浩一
Nobuyuki Hashimoto
橋本 伸之
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HASHIMOTO SANGYO KK
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water supply and discharge generation system capable of enhancing the generation quantity of a generator to a maximum and effectively distributing the generated power. <P>SOLUTION: This water supply and discharge generator 110 has a water supplying cylinder 1 having inflow and outflow ports of water and a connecting port not shown for connecting a body housing described below; a connecting ring 2 provided on the connecting port of the cylinder 1, which is fixed after the connection with the body housing; a seal ring 3 for preventing the leak from the cylinder 1; a hydraulic turbine 4 for converting the force of water flow to a rotating force; and an electromagnet 12 arranged on the upper part of the cylinder 1 with a distance magnetically connectable to a blade 5 in no contact. The electromagnet 12 is water-proofed by a waterproof cover 12a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給排水発電機及び給排水発電システムに関し、さらに詳しくは、給排水管に流れる水流の圧力を利用した発電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境の悪化に伴って、環境保全の意味から省エネルギーに対する要求がますます増加している。例えば電子回路の分野では省電力化の動きとなって現れており、CMOS回路に見られるように電力面ではかなりの省電力化が実現している。その結果、商用電力を必要としない回路により電池で長時間稼動するシステムの実現が可能となった。このシステムは、商用電力の供給が困難な山奥や離島といった場所で有効に活用されている。しかしながら、電池には必ず寿命があり、寿命が到来した際には交換を余儀なくされる。
それを解決する一つの手段として特開2002−38563公報には、従来浪費していた、水を供給する給水槽の水の位置エネルギー、及び、水道の蛇口から出る配水速度エネルギーを、電気的に回収して、小電子製品の補助電源として使用するために水流を利用した電力供給装置について開示されている。それによると、洗浄用小型タンクに上方から臨んで設けられた水洗蛇口の下方に、羽根車を備えた小型発電機を設け、小型発電機には充電器を接続する。充電器は二次電池を介して電子回路に平準化した電気を供給し、電子回路で消費される。タンクからは1回につき最大約8〜12リットルが給水又は送水され、水洗蛇口から流出する水で羽根車及び小型発電機を作動させて電力を取り出す。ここで得られる個々の電力は微量であるが、公共施設に設けた複数の水洗トイレに設置した場合、適度の電力を得ることができる。また、最近の電子機器は消費電力が小さいため充分補助電力として利用できるとも記されている。
また、特開平8−105094号公報には、給水時の水量を正確に設定管理する技術について開示されている。この公報には、給水路にその水量を設定する止水栓を設けるとともに、給水流量に応じて回転する翼車を設け、その翼車に連結されて回転し発電する発電機により充電されるバッテリと、同出力に基づいて給水路に流れる水量を算出する制御パネルと、算出された流量に応じて点灯ないし点滅する表示灯とを設ける技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開2002−38563公報による発明は、水道の蛇口から放出される水を水車で受けて発電機を回転する構成であるため、発電量が小さく、且つ発電効率が悪いため、発電中は他の目的に水を使うことが困難である。
また、特開平8−105094号公報による発明は、便器に流れる水量(発電量)から電磁弁の開放量を調節するために、表示灯により流量を検出してそれに基づいて水量を管理者が設定するものであり、発電電力の使用目的は、あくまでもその表示灯の制御のために限定されてしまう。更に、両公報とも給水管に設置された減圧弁の2次側(減圧後の水圧)に発電機が設置されており、水圧が減圧されているため、配水エネルギーを最大限に回収することが困難である。
本発明は、かかる課題に鑑み、配水のエネルギー回収を最大限に高め、しかも、発電電力の有効な分配を可能とした給水発電システムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する給排水発電機であって、水の流入口と流出口を有する給水筒と、該給水筒内に配置され該給水筒内の水流により回転する回転手段と、前記回転手段を支持する回転軸、前記回転手段が回転することにより電流を発生する複数の発電コイル、及び前記発電コイルにより発生した電圧を整流して蓄電器に充電する充電制御部を有する本体ハウジングと、を備え、前記給水筒は、前記回転手段を内部に配置するための接続口を更に備え、該接続口により前記本体ハウジングと合体する構成を備えたことを特徴とする。
一定の流路内を単位時間内に流れる液体の量を流量といい、一般に(l/min)と表し、1分間に何リットル流れたかで表現する。この液体が所定の径を有する給水筒内を流れる場合、その給水筒内に設置された回転体は、負荷が一定であれば流量に比例して回転数が上昇する。本発明の給排水発電機は、給水筒と回転手段と本体ハウジングの3つの部分からなり、給水筒には給排水管と接続する水の流入口と流出口があり、その筒体のほぼ中央に更に本体ハウジングと接続するための接続口がある。また、本体ハウジングは、内部に浸水しないように完全に周囲を防水構造に形成され、その頂部の中心に回転体の回転軸と、その周囲を電磁コイルが周回して配置され、前記回転軸に回転体が支持された状態で、両者は接続口から回転体が給水筒内に挿入されて接続リングにより固定されて合体する。これにより、給水筒内の回転体は水流により自由に回転される。
かかる発明によれば、給水筒と本体ハウジングが完全に分離されて、しかも回転体の機械的な損失が最小限になる構成のため、発電効率が高く、しかも防水効果と信頼性の高い発電機を構成することができる。
【0005】
請求項2は、給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する給排水発電機であって、水の流入口と流出口を有する給水筒と、該給水筒内に配置され該給水筒内の水流により回転する回転手段と、前記回転手段を支持する回転軸、前記回転手段が回転することにより電流を発生する複数の発電コイル、及び前記発電コイルにより発生した電圧を整流して蓄電器に充電する充電制御部を有する本体ハウジングと、前記回転手段の回転力に負荷を与えるブレーキ手段と、を備え、前記給水筒は、前記回転手段を内部に配置するための接続口を更に備え、該接続口により前記本体ハウジングと合体する構成を備えたことを特徴とする。
1次側とは水の流入側を指し、2次側とは水の流出側を指す。請求項1の発電機は、給排水管と減圧弁の中間に位置し、必ず1系統の給排水管には1つの減圧弁が存在し、所定の圧力に減圧されて水が供給される。しかし、実際には発電機により殆どのエネルギーが回収され、減圧弁では僅かの圧力が減圧される。請求項2ではこの原理を更に積極的に利用するために、発電機に更に回転体に負荷を与える機構を加え、発電機の1次側の圧力が変化した場合でも、発電機の2次側の圧力を一定圧力に減圧するために、1次側の圧力変化量により変化する流量変化(回転数の変化)を検出して、それにより発生する発電コイルの電圧に応じてブレーキ手段により回転体にブレーキをかけて減速するものである。
かかる発明によれば、ブレーキ手段により、発電機から流出する流量を制御することにより発電機の2次側の圧力が調整できるので、それにより減圧弁が不必要となるので、装置コストを安くすることができる。
【0006】
請求項3は、前記回転手段は、回転体の周囲に複数の羽根を備え、且つ該羽根車内部に永久磁石が前記給水筒内の水流と接しない構成で配置されていることを特徴とする。
回転体には磁界を構成する永久磁石が備えられている。その永久磁石から放射される磁束がコイル内を通過する時にコイルに電圧が発生する。この磁界を回転体により回転させることによりコイルには連続的に電圧が発生する。従って、この回転体内に永久磁石を配置することにより、永久磁石が水と接触することを防ぐと共に、羽根を形成することができる。
かかる発明によれば、羽根内部に永久磁石を配置するので、少ない場所に有効に部品を配置でき、単純な構成で発電機を実現することができる。
請求項4は、前記本体ハウジングは、前記羽根車と前記発電コイルを磁気的結合が可能な距離に非接触状態で配置し、且つ前記給水筒内の水が前記本体ハウジング内に浸水しない構成を備えていることを特徴とする。
給水筒と本体ハウジングは、水を介して羽根車から放射される磁界により発電コイルと結合されている。この結合度は可能な限り両者の距離が近いほど強くなる。しかし、接触しないように機械的な精度の誤差を見込んで決定される。この状態で羽根が給水筒内に配置されるため、両者を結合した時に漏水を防ぎつつ、本体ハウジング内には浸水しない構成にしなければならない。
かかる発明によれば、羽根車と発電コイルの磁気的結合が可能で、しかも非接触に配置され、さらに、本体ハウジングが防水構造になっているので、回転体の構成が簡単で回転をスムーズに行うことができる。
請求項5は、前記ブレーキ手段は、外部から供給する電流により磁界を発生する電磁石により構成され、該電磁石と前記羽根車を磁気的結合が可能な距離に非接触状態で配置し、且つ前記給水筒内の水が浸水しない構成にしたことを特徴とする。
ブレーキ手段と羽根は水を介して電磁石の磁界と永久磁石の磁界により結合されている。永久磁石からは一定の磁界が放射され、その磁界に対して反発する力は外部からの極性が同じ磁界である。その磁界の極性、強さを任意に作り出すのは電磁石が最適である。電磁石の起磁力はコイルに流す電流とコイルの巻き数の積で決定される。コイルの巻き数が一定であれば、電流の大きさで一義的に決定される。
かかる発明によれば、ブレーキ手段が電磁石により構成され、しかもその電磁石と羽根車が磁気的可能な距離に配置され、さらに、電磁石が防水構造になっているので、回転体のブレーキ力を外部から任意に制御でき、しかも、回転体の構成が簡単なのでブレーキ制御のエネルギー損失を最小限にすることができる。
【0007】
請求項6は、前記ブレーキ手段は、前記発電コイルにより発生した電圧に基づいて前記電磁石に流す電流を制御することにより、前記回転手段に与える負荷を制御することを特徴とする。
発電コイルに発生する起電圧は、回転体の回転数に比例する。従って、起電圧が大きい場合は、発電機の1次側の圧力が高いことを意味し、回転体の負荷を減らして流量を増加することにより減圧することができる。ここで、回転体の負荷を減らすには、電磁石の電流を減らすことが有効である。逆に、発電コイルに発生する起電圧が小さい場合は、発電機の1次側の圧力が低いことを意味し、回転体の負荷を増加して流量を減少することにより圧力を高めることができる。
かかる発明によれば、発電コイルにより発生する起電圧を監視することにより容易に回転手段の負荷を制御することができるので、簡単な回路で確実に回転体の負荷を任意に制御することができる。
請求項7は、前記ブレーキ手段は、前記給水筒内の水流が停止した場合、前記電磁石に流す電流を制御することにより、前記回転手段を逆回転することを特徴とする。
給水筒内の水が停止した場合、流入口と流出口の圧力は同じになる。従って、そのとき水栓には流入口の高い圧力がかかる。これを防ぐために、従来は減圧弁が必要であった。本発明では、この減圧弁を不要とするために、水流が停止した場合、電磁石に回転手段が逆回転する磁界を与えて流出口の圧力を減ずるものである。
かかる発明によれば、電磁石により回転手段を逆回転するので、給水筒内の流出口の圧力が減少し、減圧弁を不要とすることができる。
請求項8は、前記ブレーキ手段の電磁石に供給する電力は、前記蓄電器に蓄電された電力により供給されることを特徴とする。
本発明の主たる目的は、エネルギーを有効活用するところにある。従って、ブレーキ手段の電磁石に供給する電力は、蓄電器に蓄電された電力を使用することが好ましい。
かかる発明によれば、ブレーキ手段の電磁石に供給する電力は、蓄電器に蓄電された電力を使用するので、外部から別の電力を供給する必要がなく、閉じられたシステム内で実現することができる。
【0008】
請求項9は、給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する発電機と、流入する水の圧力を減圧して流出する減圧手段と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段により蓄電された電力を複数の負荷に分配する分配手段と、前記複数の負荷が消費する電力量を積算する積算手段と、を備え、前記発電機により発電された電力を一旦前記蓄電手段に蓄電後、前記各負荷が使用した各々の電力量に基づいて個別に課金することを特徴とする。
発電機により発電された電力は一旦蓄電器に蓄電される。そして、蓄電器に蓄電された電力は必要な電圧に変換されて複数の負荷に分配される。このとき、各負荷には使用した電力量に基づいて電力を積算する積算手段が設けられ、この積算結果に基づいて課金される。
かかる発明によれば、発電された電力が有効に使用されると共に、使用量に応じて課金するので無駄な電力の消費を極力抑えることができる。
請求項10は、前記発電機を、前記減圧手段の取水口である一次側に設置することを特徴とする。
発電機に流入する圧力は可能な限り高いほうが好ましい。その理由は、発電機の発電量は発電機に利用可能な圧力の大きさによって決められているからである。もし、発電機を減圧手段の2次側に設置した場合、減圧された圧力で回転させなければならず、発電機の発電量は非常に小さくなってしまう。
かかる発明によれば、発電機を減圧手段の1次側に設置するので、発電機にかかる水圧が高く設定でき、それにより発電効率を高くすることができ、より大きな発電電力を発生することができる。
【0009】
請求項11は、前記発電機は、1系統の給水管に少なくとも1つ以上設置され、各系統の発電機からの発電量を合成して前記蓄電手段に蓄電することを特徴とする。
給水管の系統は、例えば、高層ビルの場合、各階に1系統の給水管を設置してその系統ごとに1つの発電機を設置する。そのとき、各階の水道の使用量と使用時間はランダムであり、それにより発電量も各階異なる。そのため、各階からの発電機の発電電力を一旦一つの蓄電手段にまとめて蓄電しておく。
かかる発明によれば、各系統からの電力を、一旦同じ蓄電手段に蓄電するので、発電量と発電時間が異なる電力を平準化して一定の電力として使用することができる。
請求項12は、請求項1乃至8の何れか一項に記載の給排水発電機を使用したことを特徴とする。
本発明の給水発電システムに使用する発電機は、給水管に直接接続する構成であり、配水のエネルギーを最大限に有効活用するためエネルギーの無駄が無く、発電効率を高めることができる。また、減圧手段を兼ねた発電機は、設備が簡略化して減圧量もその設備に合わせて任意に設定することができる。
かかる発明によれば、本発明の発電機を使用することにより、高い発電効率と、設備の簡略化及び使用範囲の拡大を実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る給排水発電機の外観斜視図である。この給排水発電機100は、水の流入口、流出口及び後述する本体ハウジング10を接続する接続口15を有する給水筒1と、この給水筒1の接続口15に回転自在に備えられて本体ハウジングを接続固定する接続リング2と、給水筒1からの漏水を防止するために所要箇所に配置されるシールリング3と、給水筒1内の水流の力を回転力に変換するために回転自在に支持された円筒状の水車4と、水車4が回転することにより起電圧を発生する起電圧発生手段を備えた本体ハウジング10から構成される。円筒形状の水車4の外周には所定の周方向ピッチで設けられた複数の羽根5が所定の角度で突設され、水車4の中心に水車の中心軸6が設けられている。また、本体ハウジング10の上部中心には、水車の中心軸6を支持する固定軸7が突設されており、固定軸7の外径側には同心円状に発電コイル8が配置されている。また、固定軸7や発電コイル8を支持した部分よりも下側の本体ハウジング10の外周には、接続リング2と嵌合するネジ部9が形成されている。
【0011】
図2(a)は、図1の給排水発電機100の給水筒1と本体ハウジング10を接続リング2により接続した側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明は省略する。図2(a)を用いて本発明の給排水発電機100の動作について説明する。給水筒1は、接続口15から、本体ハウジング10に実装された水車4を嵌合された後、接続リング2を本体ハウジング10のネジ部9と螺合させ、更にシールリング3により給水筒1内の水が漏水しないようにシールして固定される。つまり、接続リング2を回転して給水筒1をシールリング3に強く押し当てることにより、シールリング3が持つ弾力性により給水筒1と本体ハウジング10との接続部からの漏水を防止している。本体ハウジング10の頂部にある固定軸7に水車4の水車中心軸6が嵌合し、図示しないベアリング等により水車4の回転をスムーズにする手段が講じられている。水車4の周回には羽根5が形成され、その内部に永久磁石5aが内装されている。また、個々の羽車5の適所に永久磁石を配置する代わりに、図2(b)のように、羽根5の下に円盤状の形態で永久磁石5bを設ける構成でも構わない。
いずれにしても、永久磁石5aが直下に位置する発電コイル8に対して非接触の状態で対向するように両者の位置関係が設定される。また、羽根5と発電コイル8との間隔は、磁気結合が可能な距離で配置される。そして、発電コイル8は樹脂等で形成された防水カバー8aにより防水されている。当然この防水カバー8aは本体ハウジング10と一体で構成されているのが好ましい。また、本体ハウジング10内には発電コイル8により発生した起電圧を整流して図示しないコネクタにより外部に出力する充電コントローラ11が内蔵されている。尚、この充電コントローラ11は外部に設置されても構わない。そのときは、発電コイル8からの起電圧はコネクタにより外部に取り出される。
このように構成された給排水発電機100は、水の流入方向13、流出方向14により水車4が所定の方向に回転し、羽根5内に配置された永久磁石5aから放射された磁束が発電コイル8を通過するたびに起電圧を発生する。その電圧は回転速度に比例して大きくなり、充電コントローラ11により整流されて、外部に取り出される。尚、図示を省略するが、流入方向13にノズル形状の流入手段により水圧を高めて羽根5にその水流を当てる構成でも構わない。
【0012】
図3は、本実施形態の実際の設置状態を模式的に表した図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明は省略する。給排水発電機100の水車4は水流に対して減圧弁23と直列に配列され、減圧弁23の1次側に配置される。ここで、減圧弁23の動作原理について図8、図9を参照して簡単に説明する。図8は、公知の減圧弁の概略構成図である。減圧弁70は、調節バネ61のバネ力を調節する調節ネジ60と、弁体を一定圧力で押圧する調節バネ61と、水圧により弁体を上下に移動させるダイアフラム62と、弁棒63と、流量を調節する弁体64から構成されている。水が符号65の方向(1次側)から流入すると、その圧力に応じてダイアフラム62が移動する。それにより弁棒63に固定された弁体64が上下に移動して符号66の方向(2次側)に水が流出する。これにより、2次側の圧力は所定の圧力に減圧されて流出する。つまり、1次側の圧力が強いとダイアフラム62は強く上方向に押し上げられ、弁体64を大きく開く。その結果、1次側からの流量が増加して2次側の圧力が低下する。逆に、1次側の圧力が低いとダイアフラム62は調節バネ61により下方向に押され、弁体64を閉じるように働く。その結果、2次側の圧力が高くなる。この原理は、我々が日常的に経験していることである。つまり、ホースの口をつぼめるとそこから出る水の圧力は高まり遠くまで飛ぶが、流量は少なくなる、という現象と同じである。図9(b)から明らかなように、1次側の圧力が一定の場合、流量が多くなれば2次側の圧力が低下する。1次側の圧力が低いほどその減少は顕著に表れる。この原理により、図9(a)のように減圧弁により1次側の圧力(P1)が所定の範囲で変化しても、2次側の圧力(P2)は特性値71のように、ほぼ一定に保つことができる。
このように、減圧弁23の1次側に設置された発電機の水車4は1次側の圧力で回転し、発電コイル8により起電圧を発生する。そして、その起電圧は充電コントローラ11で整流されて蓄電装置22に効率よく蓄えられる。尚、充電コントローラ11を駆動する電力は充電装置22から供給され、充電コントローラ11の消費電力は極力少なくなるように構成される。
【0013】
図4は、本発明の第2の実施形態に係る給排水発電機の側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明は省略する。図4の実施形態が図2(a)と異なる点は、羽根5の直上に位置する給水筒1側に電磁石12を配置すると共に、羽根5の上部に永久磁石5cを追加し、更に水圧検出部24を追加した点である。そして、互いに非接触である羽根5と電磁石12の間隔は、磁気結合が可能な距離に設定される。また、給水筒1内の流路に突出する電磁石12の部分は樹脂等で形成された防水カバー12aにより防水されている。ここで、水車4が回転すると発電コイル8により発電するプロセスについては第1の実施形態(図2(a))と同じであるが、本実施形態は、水車4が回転中に電磁石12に電流を流すことにより、永久磁石5cと反発して水車にブレーキをかける点が特徴である。電磁石12のコイルの巻き数は一定であるので、電流値に比例して起磁力の強さを任意に制御することができる。尚、図示を省略するが、図2(a)と同様に、流入方向13にノズル形状の流入手段により水の衝撃速度を高めて羽根5にその水流を当てる構成でも構わない。
ここで、給水筒内の水が停止した場合、流入口と流出口の圧力は同じになる。従って、そのとき水栓には流入口の高い圧力がかかる。これを防ぐために、従来は減圧弁が必要であった。本発明では、この減圧弁を不要とするために、水流が停止した場合、電磁石12に水車4が逆回転する磁界を与えて流出口の圧力を減ずるものである。これにより、電磁石12により水車4が逆回転するので、その逆回転のエネルギーにより給水筒1内の流出口の圧力が減少し、減圧弁を不要とすることができる。
【0014】
図5は、本実施形態に係るブレーキ付き給排水発電機の実際の設置状態を模式的に表した図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されている。この実施形態では図3の減圧弁23の代わりに電磁石12と永久磁石5cを備え、水車4を配置した流路を流れる水流の2次側の圧力を減圧して減圧弁を削除することを可能とした給排水発電機を実現するものである。この発電機110においては、給水筒1内に水が流れると、水車4が回転して発電コイル8により起電圧を発生する。その電圧は充電コントローラ11により整流されて蓄電装置22に蓄電されると共に、水圧検出部24により発電コイル8の電圧から水圧に換算して、その水圧に対する減圧量から電磁石12の起磁力を算出して、電磁石12の電流値を決定する。電磁石12に電流が流れるとその電流値に応じて水車4の永久磁石5cに反発力が生じ、減圧弁の弁体を閉じるように働く。それにより、水車4の回転方向と反対側にモーメントを働かせてブレーキの作用を発生するものである。
例えば、図5において1次側の圧力が強いと水車4は高速に回転し、発電コイル8から高い起電圧が発生される。その結果水圧検出部24は水圧が高いと判断し、その水圧値を算出してそれに応じた起磁力を算出し、その値から電磁石12に流す電流を減らし水車4のブレーキ力を弱める。これにより、水車4の負荷が軽くなり、1次側からの流量を増加して図8の弁体64を大きく開いた状態と同じようにして、2次側の圧力を低下させる。逆に、1次側の圧力が低いと水車4は低速に回転し、発電コイル8から低い起電圧が発生される。その結果水圧検出部24は水圧が低いと判断し、その水圧値を算出してそれに応じた起磁力を算出し、その値から電磁石12に流す電流を増加し水車4のブレーキ力を強める。これにより、水車4の負荷が重くなり、1次側からの流量を減少して図8の弁体64を閉じる状態と同じようにして、2次側の圧力を高める。この作用が連続的に行われ、結果的に発電機から流出する水の圧力はほぼ一定値に減圧される。
尚、充電コントローラ11、水圧検出部24、及び電磁石12を駆動する電力は充電装置22から供給され、充電コントローラ11、水圧検出部24、及び電磁石12の消費電力は極力少なくなるように構成される。
【0015】
図6は、本発明の給排水発電機を使用した1系統の給水管の様子を模式的に表した図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明は省略する。この例では、図示しない給水管内の水流30が給排水発電機100の水車4を回転して電力を発電する。給排水発電機100から流出する水は、減圧弁23により減圧されて図示しない水栓から流出する。また、給排水発電機100により発電された電力は蓄電装置22により蓄電される。蓄電方法は各種有り、例えば、2次電池あるいはコンデンサにより蓄電しても良く、方法は問わない。そして、蓄電された電力は、複数の負荷A31、負荷B32、負荷N33に分配される。この負荷の数は、給排水発電機100の発電能力と蓄電装置22の容量により決定される。尚、ここでは給排水発電機100の2次側に減圧弁23を設置した構成について説明したが、図4のブレーキ付きの給排水発電機110を使用して、減圧弁23を削除しても構わない。
次に、図6の系統による発電システムを説明する前に、図10を参照して一般的な給水システムについて若干の説明をしておく。建設設備の給水システムは図10(a)のようにポンプにより加圧するポンプ圧送方式と、(b)のように高所に設置したタンクから水を自由落下させる重力給水方式がある。(a)のポンプ圧送方式は、補給管75からタンク76に一旦水を貯水し、その水をバルブ77を介してポンプ78により加圧して給水本管79により各階に給水する。そして、各階の水栓80〜82により取水する。また、(b)の重力給水方式は、補給管85から高所にあるタンク86に一旦水を貯水し、その水をバルブ87を介して自由落下により給水本管91により各階に給水する。そして、各階の水栓88〜90により取水する。このとき、各階に備えられた給水機器、配管、継手、弁等の動水抵抗を考慮して、通常各階の1次側における圧力設定は、1〜1.5kg/cm(高さに換算して10〜15m)とし、減圧弁を使用して行う。従って、(a)のポンプ圧送方式のポンプ78に近い水栓82や(b)の重力給水方式のタンク86から遠い水栓90では減圧弁によって大きく減圧する必要がある。
ここで、水栓の必要最低圧力は空気調和衛生工学会資料によると、(単位:kg/cm)洗浄弁0.7、一般水栓0.3、自在水栓0.7、シャワー0.7、湯沸器0.3〜0.5となっている。例えば、18階建て給水システムの場合で、水栓の必要最低圧力0.7kg/cmに配管、弁類、機器等の動水抵抗分の安全率を約50%とすると、最大静圧は、1階あたりの高さ3.3m×18階÷60m÷6kg/cmとなり、分岐給水管系の必要最低圧力は、0.7×1.5=1.05kg/cmである。
【0016】
図7は、本発明の実施形態に係る給水発電システムのブロック図である。本実施形態ではポンプ圧送方式を使用した場合について説明する。この給水発電システムは、補給管58から補給水35を一旦タンク36に貯水し、貯水された水をバルブ37を介してポンプ38により加圧する。加圧された水は給水本管57により各階の給水支管に給水される。図では上方を最上階とする。各給水支管の入口にはバルブ39a〜39nが設けられている。例えば、最上階はバルブ39aを介して発電機A41を通り、減圧弁A45により減圧されて水栓50aにより取水される。その下の階は、バルブ39bを介して発電機B42を通り、減圧弁B46により減圧されて水栓50bにより取水される。同様にして一番下の階は、バルブ39nを介して発電機N43を通り、減圧弁N47により減圧されて水栓50nにより取水される。そして、各階の発電機から発電された電力は、各階の合成器40により各階からの電力が合成されて、蓄電装置44により蓄電される。各階からは発電される電力量とその発電時間が異なる。例えば、最上階で働いている人が多ければ、それだけ水栓の使用量も多く、それに比例して発電量も多くなる。逆に、一番下の階で働く人が少なければ、必然的に発電量も少なくなる。このように、蓄電装置44に蓄電される電力は、時間的にも発電量的にも変則的に発生するため、一旦これらの電力を蓄電する蓄電装置は必須の装置である。そして、蓄えられた電力は分配コントローラ48により負荷53〜56に分配され、同時に各負荷単位に使用量を積算する積算装置48により積算されて、課金される。
ここで、本発明の給水発電システムの発電電力量について、例に基づいて見積もると、例えば、18階の建物の1階の減圧弁で減圧される圧力差、約5kg/cmを本発明の発電システムにより回収する場合、水流量が30l/minとすると、水車の有効落差:H=50m、水車の水流量:Q=0.5×10−3/s、水の密度:ρ=10kg/m、重力加速度:g=10N/kg、発電システムの総効率:η=50%の場合、
発電電力量:P=ρ・g・Q・H・η=125W
となる。従って、この見積もり量に基づいて負荷の大きさと数を決定する必要がある。尚、本実施形態ではポンプ圧送方式を使用した場合について説明したが、重力給水方式でも構わない。また、各系統に減圧弁を使用した例について説明したが、本発明のブレーキつきの発電機を使用して減圧弁を省略したシステムとして構成しても構わない。
【0017】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項1の発明によれば、給水筒と本体ハウジングが完全に分離されて、しかも回転体の機械的な損失が最小限になるように構成されているため、発電効率が高く、しかも防水効果と信頼性の高い発電機を構成することができる。
また請求項2では、ブレーキ手段により、水車にブレーキをかけて回転力を弱め、発電機から流出する流量を制御することにより、発電機の2次側の圧力が減圧され、その結果、減圧弁が不必要となるので装置コストを安くすることができる。
また請求項3では、羽根車内に永久磁石を配置するので、少ない場所に有効に部品を配置でき、且つ永久磁石を防水することができ、単純な構成で発電機を実現することができる。
また請求項4では、羽根車と発電コイルの磁気的結合が可能で、しかも非接触に配置され、さらに、本体ハウジングが防水構造にすることにより、回転体の構成が簡単になり回転をスムーズに行うことができる。
また請求項5では、ブレーキ手段が電磁石により構成され、しかもその電磁石と羽根車が磁気的結合が可能な距離に配置されるので、回転体のブレーキ力を外部から容易な方法で任意に制御でき、しかも、回転体の構成が簡単なのでブレーキ制御のエネルギーを最小限にすることができる。
また請求項6では、発電コイルにより発生する起電圧を監視することにより容易に回転手段の負荷を制御することができるので、簡単な回路で確実に回転体の負荷を任意に制御することができる。
【0018】
また請求項7では、電磁石により回転手段を逆回転するので、給水筒内の流出口の圧力が減少し、減圧弁を不要とすることができる。
また請求項8では、ブレーキ手段の電磁石に供給する電力は、蓄電器に蓄電された電力を使用するので、外部から別の電力を供給する必要がなく、閉じられたシステム内で実現することができる。
また請求項9では、発電された電力が有効に使用されると共に、使用量に応じて課金するので無駄な電力の消費を極力抑えることができる。
また請求項10では、発電機を減圧手段の1次側に設置するので、発電機にかかる水圧が高く設定でき、それにより発電効率を高くすることができ、より大きな発電電力を発生することができる。
また請求項11では、各系統からの電力を、一旦同じ蓄電手段に蓄電するので、発電量と発電時間が異なる電力を平準化して一定の電力として使用することができる。
また請求項12では、本発明の発電機を使用することにより、高い発電効率と、設備の簡略化及び使用範囲の拡大を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る給排水発電機の外観斜視図である。
【図2】本発明の図1の給排水発電機の給水筒と本体ハウジングを接続リングにより接続した側断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態の実際の設置状態を模式的に表した図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る給排水発電機の側断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態の実際の設置状態を模式的に表した図である。
【図6】本発明の給排水発電機を使用した1系統の給水管の様子を模式的に表した図である。
【図7】本発明の実施形態に係る給水発電システムのブロック図である。
【図8】公知の減圧弁の概略構成図である。
【図9】減圧弁の動作を説明するための減圧弁の特性図である。
【図10】一般的な給水システムの構成図である。
【符号の説明】
1 給水筒、2 接続リング、3 シールリング、4 水車、5 羽根、8発電コイル、11 充電コントローラ、12 電磁石、5a、5c 永久磁石
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water supply / drainage generator and a water supply / drainage power generation system, and more particularly, to a power generation system using the pressure of a water flow flowing through a water supply / drainage pipe.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the deterioration of the global environment, demands for energy saving have been increasing from the viewpoint of environmental conservation. For example, in the field of electronic circuits, the trend has been to reduce power consumption, and considerable power saving has been realized in terms of power as seen in CMOS circuits. As a result, it has become possible to realize a system that operates for a long time on a battery by a circuit that does not require commercial power. This system is effectively used in places such as mountains and remote islands where commercial power supply is difficult. However, batteries always have a lifetime, and when the lifetime has expired, replacement is forced.
As one means for solving the problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-38563 discloses that the potential energy of water in a water supply tank for supplying water and the energy of water distribution speed coming out of a water tap are conventionally wasted. A power supply utilizing a water flow to be collected and used as an auxiliary power source for small electronic products is disclosed. According to this, a small generator having an impeller is provided below a washing faucet provided from above in a small washing tank, and a charger is connected to the small generator. The charger supplies leveled electricity to the electronic circuit via the secondary battery and is consumed by the electronic circuit. A maximum of about 8 to 12 liters of water is supplied or supplied from the tank at a time, and power is taken out by operating the impeller and the small generator with water flowing out of the flush tap. Although the amount of individual power obtained here is very small, a suitable amount of power can be obtained when installed in a plurality of flush toilets provided in public facilities. Also, it is described that recent electronic devices can be sufficiently used as auxiliary power because of low power consumption.
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-105094 discloses a technique for accurately setting and managing the amount of water at the time of water supply. In this publication, a water stopcock for setting the amount of water is provided in a water supply channel, an impeller that rotates according to the flow rate of water supply is provided, and a battery that is connected to the impeller and rotates and that is charged by a generator that generates power is provided. And a control panel that calculates the amount of water flowing in the water supply channel based on the output, and a display light that lights or blinks according to the calculated flow rate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-38563 has a configuration in which water discharged from a water tap is received by a water turbine and a generator is rotated. Therefore, the amount of power generation is small, and power generation efficiency is poor. Have difficulty using water for other purposes.
Also, in the invention according to Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-105094, in order to adjust the opening amount of the solenoid valve based on the amount of water flowing into the toilet (the amount of power generation), the flow rate is detected by an indicator light, and the water amount is set by the administrator based on the flow rate The purpose of using the generated power is limited to control of the indicator light. Furthermore, in both publications, a generator is installed on the secondary side (water pressure after depressurization) of the pressure reducing valve installed in the water supply pipe, and since the water pressure is reduced, it is possible to recover the distribution energy to the maximum. Have difficulty.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a water supply power generation system that maximizes energy recovery of water distribution and enables effective distribution of generated power.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problem, the present invention is a water supply / drainage generator that converts pressure of a water flow at a water supply pipe inlet connected to a water supply / drainage pipe into rotational force to generate electric power, wherein A water supply cylinder having an outlet, a rotation means disposed in the water supply cylinder and rotated by a water flow in the water supply cylinder, a rotation shaft supporting the rotation means, and a plurality of rotating shafts for generating a current by rotating the rotation means A power generation coil, and a main body housing having a charge control unit that rectifies the voltage generated by the power generation coil and charges the battery.The water supply cylinder has a connection port for arranging the rotating means inside. In addition, the apparatus is characterized in that a configuration is provided in which the connection port is combined with the main body housing.
The amount of liquid flowing within a certain flow path within a unit time is called a flow rate, and is generally expressed as (l / min), and is expressed by how many liters flow per minute. When this liquid flows in a water supply cylinder having a predetermined diameter, the rotational speed of the rotating body installed in the water supply cylinder increases in proportion to the flow rate if the load is constant. The water supply / drainage generator of the present invention comprises three parts: a water supply cylinder, a rotating means, and a main body housing. The water supply cylinder has an inlet and an outlet for water connected to the water supply / drainage pipe, and is further provided substantially at the center of the cylindrical body. There is a connection port for connecting to the main body housing. Further, the main body housing is completely formed in a waterproof structure so as not to be immersed in the inside, and a rotating shaft of the rotating body and an electromagnetic coil are arranged around the rotating shaft at the center of the top thereof, and the rotating shaft is attached to the rotating shaft. In a state in which the rotating body is supported, the two are inserted into the water supply cylinder from the connection port and fixed together by the connecting ring to unite. Thereby, the rotating body in the water supply cylinder is freely rotated by the water flow.
According to this invention, since the water supply cylinder and the main body housing are completely separated from each other and the mechanical loss of the rotating body is minimized, the power generation efficiency is high, and the waterproof and highly reliable generator is provided. Can be configured.
[0005]
Claim 2 is a water supply / drainage generator that converts the pressure of the water flow at the inlet of the water supply cylinder connected to the water supply / drainage pipe into rotational force to generate electric power, comprising: a water supply cylinder having an inlet and an outlet for water; Rotating means arranged in the water supply cylinder and rotating by a water flow, a rotating shaft supporting the rotating means, a plurality of power generating coils for generating a current by rotating the rotating means, and generated by the power generating coil A main body housing having a charge control unit for rectifying the voltage and charging the battery; and a brake means for applying a load to the rotational force of the rotating means, wherein the water supply cylinder has the rotating means disposed therein. A connection port is further provided, and the connection port is combined with the main body housing.
The primary side refers to the inflow side of water, and the secondary side refers to the outflow side of water. The power generator according to claim 1 is located between the water supply / drainage pipe and the pressure reducing valve, and there is always one pressure reduction valve in one system of water supply / drainage pipe, and water is supplied at a reduced pressure to a predetermined pressure. However, in practice, most of the energy is recovered by the generator, and a slight pressure is reduced by the pressure reducing valve. According to claim 2, in order to utilize this principle more positively, a mechanism for further applying a load to the rotating body is added to the generator so that even if the pressure on the primary side of the generator changes, the secondary side of the generator can be used. In order to reduce the pressure to a constant pressure, a change in the flow rate (change in the number of revolutions) that changes according to the amount of change in the pressure on the primary side is detected, and the rotating means is rotated by the brake means in accordance with the voltage of the power generation coil generated thereby. The brake is applied to decelerate.
According to this invention, the pressure on the secondary side of the generator can be adjusted by controlling the flow rate flowing out of the generator by the brake means, thereby eliminating the need for a pressure reducing valve, thereby reducing the apparatus cost. be able to.
[0006]
According to a third aspect of the present invention, the rotating means includes a plurality of blades around a rotating body, and a permanent magnet is arranged inside the impeller so as not to be in contact with the water flow in the water supply cylinder. .
The rotating body is provided with a permanent magnet that forms a magnetic field. When the magnetic flux radiated from the permanent magnet passes through the coil, a voltage is generated in the coil. When this magnetic field is rotated by the rotating body, a voltage is continuously generated in the coil. Therefore, by disposing the permanent magnet in the rotating body, it is possible to prevent the permanent magnet from contacting with water and to form the blade.
According to this invention, since the permanent magnet is arranged inside the blade, parts can be effectively arranged in a small place, and a generator can be realized with a simple configuration.
According to a fourth aspect of the present invention, the main body housing has a configuration in which the impeller and the power generation coil are arranged in a non-contact state at a distance at which magnetic coupling can be performed, and water in the water supply cylinder does not flood into the main body housing. It is characterized by having.
The water supply cylinder and the main body housing are connected to the power generation coil by a magnetic field radiated from the impeller via water. This degree of coupling becomes stronger as the distance between the two is as short as possible. However, it is determined in consideration of an error in mechanical accuracy so as not to contact. In this state, since the blades are arranged in the water supply cylinder, it is necessary to prevent the water from leaking when the two are combined, and to prevent the water from entering the main body housing.
According to this invention, the impeller and the power generation coil can be magnetically coupled, and are arranged in a non-contact manner. Further, since the main body housing has a waterproof structure, the structure of the rotating body is simple and the rotation is smooth. It can be carried out.
According to a fifth aspect of the present invention, the brake means is constituted by an electromagnet which generates a magnetic field by an electric current supplied from the outside, and the electromagnet and the impeller are arranged in a non-contact state at a distance where magnetic coupling is possible. The water in the water bottle is not flooded.
The brake means and the blades are connected via water by the magnetic field of the electromagnet and the magnetic field of the permanent magnet. A fixed magnetic field is radiated from the permanent magnet, and the force repelling the magnetic field is a magnetic field having the same external polarity. An electromagnet is optimal for arbitrarily creating the polarity and strength of the magnetic field. The magnetomotive force of the electromagnet is determined by the product of the current flowing through the coil and the number of turns of the coil. If the number of turns of the coil is constant, it is uniquely determined by the magnitude of the current.
According to this invention, the braking means is constituted by an electromagnet, and furthermore, the electromagnet and the impeller are arranged at a magnetically possible distance, and the electromagnet has a waterproof structure. Since it can be controlled arbitrarily and the configuration of the rotating body is simple, energy loss in brake control can be minimized.
[0007]
According to a sixth aspect of the present invention, the brake means controls a load applied to the rotating means by controlling a current flowing through the electromagnet based on a voltage generated by the power generating coil.
The electromotive voltage generated in the power generation coil is proportional to the rotation speed of the rotating body. Therefore, when the electromotive voltage is large, it means that the pressure on the primary side of the generator is high, and the pressure can be reduced by reducing the load on the rotating body and increasing the flow rate. Here, to reduce the load on the rotating body, it is effective to reduce the current of the electromagnet. Conversely, when the electromotive voltage generated in the power generation coil is small, it means that the pressure on the primary side of the generator is low, and the pressure can be increased by increasing the load on the rotating body and decreasing the flow rate. .
According to this invention, it is possible to easily control the load on the rotating means by monitoring the electromotive voltage generated by the power generating coil. Therefore, it is possible to reliably control the load on the rotating body with a simple circuit. .
According to a seventh aspect of the present invention, when the water flow in the water supply cylinder is stopped, the brake means controls the current flowing to the electromagnet to reversely rotate the rotating means.
When the water in the water supply cylinder stops, the pressure at the inlet and the outlet becomes the same. Therefore, the faucet is then subjected to a high pressure at the inlet. Conventionally, a pressure reducing valve was required to prevent this. In the present invention, in order to eliminate the need for the pressure reducing valve, when the water flow is stopped, a magnetic field in which the rotating means rotates in the reverse direction is applied to the electromagnet to reduce the pressure at the outlet.
According to this invention, since the rotating means is rotated in the reverse direction by the electromagnet, the pressure at the outlet in the water supply cylinder is reduced, and the pressure reducing valve can be eliminated.
An eighth aspect of the present invention is characterized in that the power supplied to the electromagnet of the brake means is supplied by the power stored in the power storage device.
The main object of the present invention is to make effective use of energy. Therefore, it is preferable that the electric power supplied to the electromagnet of the brake means use the electric power stored in the electric storage device.
According to this invention, since the electric power supplied to the electromagnet of the brake means uses the electric power stored in the electric storage device, it is not necessary to supply another electric power from the outside, and the electric power can be realized in a closed system. .
[0008]
According to a ninth aspect of the present invention, the power generator converts the pressure of the water flow at the inlet of the water supply pipe connected to the water supply / drainage pipe into a rotational force to generate power, the pressure reducing means for reducing the pressure of the inflowing water and flowing out, and the generator. Power storage means for storing the generated power, distribution means for distributing the power stored by the power storage means to a plurality of loads, and integration means for integrating the amount of power consumed by the plurality of loads, The power generated by the generator is temporarily stored in the power storage means, and then charged separately based on the amount of power used by each of the loads.
The electric power generated by the generator is temporarily stored in the battery. Then, the electric power stored in the storage device is converted into a required voltage and distributed to a plurality of loads. At this time, each load is provided with an integrating means for integrating the electric power based on the amount of electric power used, and charging is performed based on the result of the integration.
According to this invention, the generated power is used effectively, and billing is performed according to the usage amount, so that wasteful power consumption can be suppressed as much as possible.
A tenth aspect of the present invention is characterized in that the generator is installed on a primary side which is an intake port of the decompression means.
The pressure flowing into the generator is preferably as high as possible. This is because the amount of power generated by the generator is determined by the magnitude of the pressure available to the generator. If the generator is installed on the secondary side of the pressure reducing means, it must be rotated at a reduced pressure, and the power generation of the generator will be very small.
According to this invention, since the generator is installed on the primary side of the pressure reducing means, the water pressure applied to the generator can be set high, whereby the power generation efficiency can be increased, and larger power generation can be generated. it can.
[0009]
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that at least one of the generators is installed in a water supply pipe of one system, and the power generation from the generators of each system is combined and stored in the power storage means.
For a water supply system, for example, in the case of a high-rise building, one system water supply tube is installed on each floor, and one generator is installed for each system. At that time, the amount of water used and the time of use of each floor are random, so that the amount of power generation also varies from floor to floor. For this reason, the power generated by the generator from each floor is temporarily stored in one power storage means.
According to this invention, the power from each system is temporarily stored in the same power storage means, so that power having different power generation amounts and power generation times can be leveled and used as constant power.
A twelfth aspect is characterized by using the plumbing generator according to any one of the first to eighth aspects.
The power generator used in the feed water power generation system of the present invention is configured to be directly connected to the water supply pipe, and to maximize the effective use of the water distribution energy, so that there is no waste of energy and the power generation efficiency can be increased. Further, the generator which also serves as the pressure reducing means has a simplified facility, and the amount of reduced pressure can be arbitrarily set according to the facility.
According to this invention, by using the generator of the present invention, high power generation efficiency, simplification of equipment, and expansion of the range of use can be realized.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are not merely intended to limit the scope of the present invention but are merely illustrative examples unless otherwise specified. .
FIG. 1 is an external perspective view of a water supply / drainage generator according to the first embodiment of the present invention. The water supply / drainage generator 100 is provided with a water supply tube 1 having a water inlet, a water outlet, and a connection port 15 for connecting a main body housing 10 to be described later, and a rotatable water supply unit provided at the connection port 15 of the water supply tube 1. Ring 2, a seal ring 3 disposed at a required location to prevent water leakage from the water supply cylinder 1, and a rotatable rotor for converting the force of the water flow in the water supply cylinder 1 into a rotational force. It comprises a supported cylindrical water wheel 4 and a main body housing 10 provided with an electromotive voltage generating means for generating an electromotive voltage when the water wheel 4 rotates. A plurality of blades 5 provided at a predetermined circumferential pitch are protruded at a predetermined angle on the outer periphery of the cylindrical water wheel 4, and a center axis 6 of the water wheel is provided at the center of the water wheel 4. A fixed shaft 7 for supporting a central shaft 6 of the water turbine is protruded from the upper center of the main body housing 10, and a power generating coil 8 is arranged concentrically on the outer diameter side of the fixed shaft 7. Further, a screw portion 9 that fits with the connection ring 2 is formed on the outer periphery of the main body housing 10 below the portion supporting the fixed shaft 7 and the power generation coil 8.
[0011]
FIG. 2A is a side sectional view of the water supply pipe 1 and the main body housing 10 of the water supply / drainage generator 100 shown in FIG. The same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The operation of the plumbing generator 100 of the present invention will be described with reference to FIG. The water supply cylinder 1 is fitted with a water wheel 4 mounted on the main body housing 10 from the connection port 15, and then the connection ring 2 is screwed into the screw portion 9 of the main body housing 10. It is sealed and fixed so that the water inside does not leak. In other words, by rotating the connection ring 2 and strongly pressing the water supply cylinder 1 against the seal ring 3, water leakage from the connection portion between the water supply cylinder 1 and the main body housing 10 is prevented by the elasticity of the seal ring 3. . The water turbine center shaft 6 of the water turbine 4 is fitted to a fixed shaft 7 at the top of the main body housing 10, and a means for smooth rotation of the water turbine 4 is provided by a bearing (not shown) or the like. A vane 5 is formed around the water wheel 4, and a permanent magnet 5 a is provided inside the vane 5. Further, instead of arranging the permanent magnets at the appropriate positions of the individual impellers 5, a configuration in which the permanent magnets 5b are provided in a disk shape below the blades 5 as shown in FIG.
In any case, the positional relationship between the two is set so that the permanent magnet 5a faces the power generation coil 8 located immediately below in a non-contact state. In addition, the interval between the blade 5 and the power generation coil 8 is arranged such that magnetic coupling is possible. The power generation coil 8 is waterproofed by a waterproof cover 8a formed of resin or the like. Naturally, it is preferable that the waterproof cover 8a is formed integrally with the main body housing 10. Further, a charge controller 11 for rectifying an electromotive voltage generated by the power generation coil 8 and outputting the rectified voltage to the outside by a connector (not shown) is built in the main body housing 10. Note that the charge controller 11 may be installed outside. At that time, the electromotive voltage from the power generation coil 8 is taken out by the connector.
In the water supply / drainage generator 100 configured as described above, the water turbine 4 rotates in a predetermined direction according to the water inflow direction 13 and the water outflow direction 14, and the magnetic flux radiated from the permanent magnet 5 a disposed in the blade 5 is generated by the power generation coil. 8 generates an electromotive voltage each time. The voltage increases in proportion to the rotation speed, is rectified by the charge controller 11, and is taken out. Although not shown, a configuration in which the water pressure is increased by the nozzle-shaped inflow means in the inflow direction 13 and the water flow is applied to the blades 5 may be used.
[0012]
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an actual installation state of the present embodiment. The same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The water turbine 4 of the water supply / drainage generator 100 is arranged in series with the pressure reducing valve 23 with respect to the water flow, and is disposed on the primary side of the pressure reducing valve 23. Here, the operating principle of the pressure reducing valve 23 will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a known pressure reducing valve. The pressure reducing valve 70 includes an adjusting screw 60 that adjusts the spring force of the adjusting spring 61, an adjusting spring 61 that presses the valve body at a constant pressure, a diaphragm 62 that moves the valve body up and down by water pressure, and a valve rod 63; It comprises a valve body 64 for adjusting the flow rate. When water flows in from the direction of 65 (primary side), the diaphragm 62 moves according to the pressure. As a result, the valve element 64 fixed to the valve rod 63 moves up and down, and water flows out in the direction of 66 (secondary side). Thereby, the pressure on the secondary side is reduced to a predetermined pressure and flows out. That is, when the pressure on the primary side is strong, the diaphragm 62 is strongly pushed upward, and the valve body 64 is greatly opened. As a result, the flow rate from the primary side increases and the pressure on the secondary side decreases. Conversely, when the pressure on the primary side is low, the diaphragm 62 is pushed downward by the adjusting spring 61 and acts to close the valve body 64. As a result, the pressure on the secondary side increases. This principle is something we experience on a daily basis. In other words, when the mouth of the hose is closed, the pressure of the water coming out of the mouth increases and the water flies far, but the flow rate decreases. As is clear from FIG. 9B, when the pressure on the primary side is constant, the pressure on the secondary side decreases as the flow rate increases. The lower the pressure on the primary side, the more pronounced the decrease. According to this principle, even if the pressure on the primary side (P1) changes within a predetermined range by the pressure reducing valve as shown in FIG. Can be kept constant.
As described above, the water turbine 4 of the generator installed on the primary side of the pressure reducing valve 23 rotates at the primary side pressure, and the electromotive voltage is generated by the power generation coil 8. Then, the electromotive voltage is rectified by the charge controller 11 and is efficiently stored in the power storage device 22. The power for driving the charge controller 11 is supplied from the charging device 22, and the power consumption of the charge controller 11 is configured to be as small as possible.
[0013]
FIG. 4 is a side sectional view of a water supply / drainage generator according to a second embodiment of the present invention. The same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. 4 differs from FIG. 2A in that an electromagnet 12 is arranged on the water supply cylinder 1 side located directly above the blade 5 and a permanent magnet 5c is added above the blade 5 to further detect water pressure. The point is that the unit 24 is added. The distance between the blade 5 and the electromagnet 12, which are not in contact with each other, is set to a distance at which magnetic coupling is possible. The portion of the electromagnet 12 protruding into the flow path in the water supply cylinder 1 is waterproofed by a waterproof cover 12a formed of resin or the like. Here, the process of generating power by the power generation coil 8 when the turbine 4 rotates is the same as that of the first embodiment (FIG. 2A), but in the present embodiment, the electric current is supplied to the electromagnet 12 while the turbine 4 is rotating. Is characterized by repelling the permanent magnet 5c to apply a brake to the water turbine. Since the number of turns of the coil of the electromagnet 12 is constant, the magnitude of the magnetomotive force can be arbitrarily controlled in proportion to the current value. Although not shown, as in FIG. 2A, a configuration in which the impact velocity of water is increased by a nozzle-shaped inflow means in the inflow direction 13 and the water flow is applied to the blades 5 may be employed.
Here, when the water in the water supply cylinder stops, the pressures at the inlet and the outlet become the same. Therefore, the faucet is then subjected to a high pressure at the inlet. Conventionally, a pressure reducing valve was required to prevent this. In the present invention, in order to eliminate the need for the pressure reducing valve, when the flow of water is stopped, a magnetic field that causes the water wheel 4 to rotate in the reverse direction is applied to the electromagnet 12 to reduce the pressure at the outlet. As a result, the water wheel 4 is reversely rotated by the electromagnet 12, so that the pressure at the outlet in the water supply cylinder 1 is reduced by the energy of the reverse rotation, and the pressure reducing valve can be dispensed with.
[0014]
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an actual installation state of the water supply / drainage generator with brake according to the present embodiment. The same components have the same reference numbers. In this embodiment, the electromagnet 12 and the permanent magnet 5c are provided instead of the pressure reducing valve 23 in FIG. 3, and the pressure on the secondary side of the water flow flowing through the flow path in which the water turbine 4 is arranged can be reduced to eliminate the pressure reducing valve. It realizes a plumbing generator. In this generator 110, when water flows into the water supply cylinder 1, the water wheel 4 rotates and generates an electromotive voltage by the power generation coil 8. The voltage is rectified by the charge controller 11 and stored in the power storage device 22, and the water pressure detecting unit 24 converts the voltage of the power generation coil 8 into water pressure, and calculates the magnetomotive force of the electromagnet 12 from the reduced pressure amount with respect to the water pressure. Thus, the current value of the electromagnet 12 is determined. When a current flows through the electromagnet 12, a repulsive force is generated in the permanent magnet 5c of the water wheel 4 according to the current value, and acts to close the valve body of the pressure reducing valve. As a result, a braking action is generated by exerting a moment on the opposite side of the rotation direction of the water wheel 4.
For example, in FIG. 5, when the pressure on the primary side is strong, the water wheel 4 rotates at a high speed, and a high electromotive voltage is generated from the power generation coil 8. As a result, the water pressure detection unit 24 determines that the water pressure is high, calculates the water pressure value, calculates the magnetomotive force according to the water pressure value, and reduces the current flowing through the electromagnet 12 from the value to reduce the braking force of the water wheel 4. As a result, the load on the water turbine 4 is reduced, the flow rate from the primary side is increased, and the pressure on the secondary side is reduced in the same manner as in the state where the valve body 64 in FIG. 8 is widely opened. Conversely, when the pressure on the primary side is low, the water turbine 4 rotates at a low speed, and a low electromotive voltage is generated from the power generation coil 8. As a result, the water pressure detection unit 24 determines that the water pressure is low, calculates the water pressure value, calculates the magnetomotive force according to the water pressure value, and increases the current flowing through the electromagnet 12 from the value to increase the braking force of the water wheel 4. As a result, the load on the water turbine 4 increases, the flow rate from the primary side decreases, and the pressure on the secondary side increases in the same manner as in the state in which the valve body 64 in FIG. 8 is closed. This operation is performed continuously, and as a result, the pressure of the water flowing out of the generator is reduced to a substantially constant value.
The electric power for driving the charge controller 11, the water pressure detection unit 24, and the electromagnet 12 is supplied from the charging device 22, and the power consumption of the charge controller 11, the water pressure detection unit 24, and the electromagnet 12 is minimized. .
[0015]
FIG. 6 is a diagram schematically showing a state of a water supply pipe of one system using the water supply / drainage generator of the present invention. The same components are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In this example, a water flow 30 in a water supply pipe (not shown) rotates the water wheel 4 of the water supply / drainage generator 100 to generate electric power. The water flowing out of the water supply / drainage generator 100 is depressurized by the pressure reducing valve 23 and flows out of a faucet (not shown). The electric power generated by the water supply / drainage generator 100 is stored by the power storage device 22. There are various power storage methods. For example, power may be stored by a secondary battery or a capacitor, and the method is not limited. Then, the stored power is distributed to the plurality of loads A31, B32, and N33. The number of loads is determined by the power generation capacity of the water supply / drainage generator 100 and the capacity of the power storage device 22. Although the configuration in which the pressure reducing valve 23 is installed on the secondary side of the water supply / drainage generator 100 has been described here, the pressure reduction valve 23 may be deleted by using the water supply / drainage generator 110 with a brake shown in FIG. .
Next, before describing the power generation system using the system of FIG. 6, a general description of a general water supply system will be given with reference to FIG. Water supply systems for construction equipment include a pump pressure feeding method in which a pump pressurizes as shown in FIG. 10A and a gravity water supply method in which water is freely dropped from a tank installed at a high place as shown in FIG. 10B. In the pumping method of (a), water is temporarily stored in a tank 76 from a supply pipe 75, the water is pressurized by a pump 78 via a valve 77, and supplied to each floor by a water supply main pipe 79. Then, water is taken by the faucets 80 to 82 on each floor. In the gravity water supply method (b), water is temporarily stored in a tank 86 at a high place from a supply pipe 85, and the water is supplied to each floor by a water supply main pipe 91 by free fall via a valve 87. Then, water is taken by the faucets 88 to 90 on each floor. At this time, the pressure setting on the primary side of each floor is usually 1 to 1.5 kg / cm in consideration of the hydraulic resistance of water supply equipment, piping, fittings, valves, etc. provided on each floor. 2 (10 to 15 m in height) and using a pressure reducing valve. Therefore, it is necessary to greatly reduce the pressure in the faucet 82 close to the pump 78 of the pump pressure feeding system in (a) and the faucet 90 far from the tank 86 in the gravity water supply system in (b).
Here, the required minimum pressure of the faucet is calculated according to the data of the Society of Air Conditioning and Sanitary Engineers, 2 ) Washing valve 0.7, general faucet 0.3, free faucet 0.7, shower 0.7, water heater 0.3-0.5. For example, in the case of an 18-story water supply system, the required minimum pressure of the faucet is 0.7 kg / cm. 2 Assuming that the safety factor for the hydraulic resistance of pipes, valves, equipment, etc. is about 50%, the maximum static pressure is 3.3 m height per floor × 18 floors ÷ 60 m ÷ 6 kg / cm 2 The required minimum pressure of the branch water supply pipe system is 0.7 × 1.5 = 1.05 kg / cm. 2 It is.
[0016]
FIG. 7 is a block diagram of the feedwater power generation system according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where a pumping method is used will be described. In this water supply power generation system, the supply water 35 is temporarily stored in a tank 36 from a supply pipe 58, and the stored water is pressurized by a pump 38 via a valve 37. The pressurized water is supplied to a water supply branch pipe on each floor by a water supply main pipe 57. In the figure, the upper part is the uppermost floor. Valves 39a to 39n are provided at the inlet of each water supply branch pipe. For example, the top floor passes through a generator A41 via a valve 39a, is depressurized by a pressure reducing valve A45, and is taken in by a faucet 50a. The lower floor passes through a generator B42 via a valve 39b, is depressurized by a pressure reducing valve B46, and is taken in by a faucet 50b. Similarly, the lowest floor passes through the generator N43 via the valve 39n, is depressurized by the pressure reducing valve N47, and is taken in by the faucet 50n. Then, the electric power generated from the generator on each floor is combined with the electric power from each floor by the combiner 40 on each floor, and stored by the power storage device 44. The amount of power generated from each floor and the power generation time are different. For example, the more people working on the top floor, the more water faucets are used, and the more power is generated. Conversely, if fewer people are working on the lowest floor, there will necessarily be less power generation. As described above, since the power stored in the power storage device 44 is generated irregularly in terms of time and power generation, the power storage device that temporarily stores the power is an essential device. Then, the stored electric power is distributed to the loads 53 to 56 by the distribution controller 48, and at the same time, the accumulated electric power is accumulated by the integrating device 48 for integrating the used amount for each load unit, and the charge is charged.
Here, the power generation amount of the water supply power generation system of the present invention is estimated based on an example. For example, a pressure difference depressurized by a pressure reducing valve on the first floor of a building on the 18th floor is about 5 kg / cm. 2 Is collected by the power generation system of the present invention, assuming that the water flow rate is 30 l / min, the effective head of the turbine: H = 50 m, and the water flow rate of the turbine: Q = 0.5 × 10 -3 m 3 / S, density of water: ρ = 10 3 kg / m 3 , Gravity acceleration: g = 10 N / kg, total efficiency of the power generation system: η = 50%,
Generated power: P = ρ · g · Q · H · η = 125 W
It becomes. Therefore, it is necessary to determine the magnitude and number of loads based on the estimated amount. In this embodiment, the case where the pump pressure feeding method is used has been described, but the gravity water supply method may be used. Further, the example in which the pressure reducing valve is used in each system has been described. However, the system with the pressure reducing valve omitted using the generator with a brake of the present invention may be used.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the water supply cylinder and the main body housing are completely separated from each other, and the mechanical loss of the rotating body is minimized. In addition, it is possible to construct a generator having a high waterproof effect and high reliability.
According to the second aspect of the present invention, the pressure on the secondary side of the generator is reduced by braking the water turbine to reduce the rotational force and controlling the flow rate flowing out of the generator by the brake means. Is unnecessary, so that the apparatus cost can be reduced.
According to the third aspect of the present invention, since the permanent magnet is arranged in the impeller, parts can be effectively arranged in a small number of places, the permanent magnet can be waterproofed, and the generator can be realized with a simple configuration.
According to the fourth aspect, the impeller and the power generation coil can be magnetically coupled with each other and are arranged in a non-contact manner. Further, since the main body housing has a waterproof structure, the structure of the rotating body is simplified and the rotation is smoothly performed. It can be carried out.
According to the fifth aspect of the present invention, the braking means is constituted by an electromagnet, and the electromagnet and the impeller are arranged at a distance at which magnetic coupling is possible. Therefore, the braking force of the rotating body can be arbitrarily controlled from the outside by an easy method. Moreover, since the structure of the rotating body is simple, the energy for brake control can be minimized.
According to the sixth aspect, the load on the rotating means can be easily controlled by monitoring the electromotive voltage generated by the power generation coil. Therefore, the load on the rotating body can be arbitrarily controlled with a simple circuit. .
[0018]
According to the seventh aspect, since the rotating means is reversely rotated by the electromagnet, the pressure at the outlet in the water supply cylinder is reduced, and the pressure reducing valve can be eliminated.
According to the present invention, since the electric power supplied to the electromagnet of the brake means uses the electric power stored in the electric storage device, it is not necessary to supply another electric power from the outside, and the electric power can be realized in a closed system. .
In the ninth aspect, the generated power is used effectively, and charging is performed in accordance with the amount of use, so that useless power consumption can be suppressed as much as possible.
According to the tenth aspect, since the generator is installed on the primary side of the pressure reducing means, the water pressure applied to the generator can be set to be high, whereby the power generation efficiency can be increased, and larger power generation can be generated. it can.
In the eleventh aspect, since the power from each system is temporarily stored in the same power storage means, power having different power generation amounts and power generation times can be leveled and used as constant power.
In the twelfth aspect, by using the power generator of the present invention, high power generation efficiency, simplification of equipment, and expansion of a use range can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a water supply / drainage generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the water supply and drainage generator of FIG. 1 of the present invention, in which a water supply cylinder and a main body housing are connected by a connection ring.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an actual installation state of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a water supply / drainage generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an actual installation state of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a state of a water supply pipe of one system using the water supply / drainage generator of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a water supply power generation system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a known pressure reducing valve.
FIG. 9 is a characteristic diagram of the pressure reducing valve for explaining the operation of the pressure reducing valve.
FIG. 10 is a configuration diagram of a general water supply system.
[Explanation of symbols]
1 water supply cylinder, 2 connection ring, 3 seal ring, 4 water wheel, 5 blades, 8 power generation coil, 11 charge controller, 12 electromagnet, 5a, 5c permanent magnet

Claims (12)

給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する給排水発電機であって、
水の流入口と流出口を有する給水筒と、該給水筒内に配置され該給水筒内の水流により回転する回転手段と、前記回転手段を支持する回転軸、前記回転手段が回転することにより電流を発生する複数の発電コイル、及び前記発電コイルにより発生した電圧を整流して蓄電器に充電する充電制御部を有する本体ハウジングと、を備え、
前記給水筒は、前記回転手段を内部に配置するための接続口を更に備え、該接続口により前記本体ハウジングと合体する構成を備えたことを特徴とする給排水発電機。
A water supply / drainage generator that converts pressure of a water flow at a water supply pipe inlet connected to a water supply / drainage pipe into rotational force to generate power,
A water supply cylinder having an inflow port and an outflow port of water, a rotation means disposed in the water supply cylinder and rotated by a water flow in the water supply cylinder, a rotation shaft supporting the rotation means, by rotating the rotation means A plurality of power generation coils that generate a current, and a main body housing having a charge control unit that rectifies a voltage generated by the power generation coil and charges the battery.
The water supply / drainage generator according to claim 1, wherein the water supply cylinder further includes a connection port for disposing the rotating means therein, and the connection port is combined with the main body housing.
給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する給排水発電機であって、
水の流入口と流出口を有する給水筒と、該給水筒内に配置され該給水筒内の水流により回転する回転手段と、前記回転手段を支持する回転軸、前記回転手段が回転することにより電流を発生する複数の発電コイル、及び前記発電コイルにより発生した電圧を整流して蓄電器に充電する充電制御部を有する本体ハウジングと、前記回転手段の回転力に負荷を与えるブレーキ手段と、を備え、
前記給水筒は、前記回転手段を内部に配置するための接続口を更に備え、該接続口により前記本体ハウジングと合体する構成を備えたことを特徴とする給排水発電機。
A water supply / drainage generator that converts pressure of a water flow at a water supply pipe inlet connected to a water supply / drainage pipe into rotational force to generate power,
A water supply cylinder having an inflow port and an outflow port of water, a rotation means disposed in the water supply cylinder and rotated by a water flow in the water supply cylinder, a rotation shaft supporting the rotation means, by rotating the rotation means A main body housing having a plurality of power generation coils for generating a current, a charge control unit for rectifying a voltage generated by the power generation coils and charging a capacitor, and a brake means for applying a load to the torque of the rotation means. ,
The water supply / drainage generator according to claim 1, wherein the water supply cylinder further includes a connection port for disposing the rotating means therein, and the connection port is combined with the main body housing.
前記回転手段は、回転体の周囲に複数の羽根を備え、且つ該羽根車内部に永久磁石が前記給水筒内の水流と接しない構成で配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の給排水発電機。The said rotation means is provided with several blades around the rotation body, and the permanent magnet is arrange | positioned inside this impeller by the structure which does not contact the water flow in the said water supply cylinder, The said rotation means. The water supply and drainage generator according to 1. 前記本体ハウジングは、前記羽根車と前記発電コイルを磁気的結合が可能な距離に非接触状態で配置し、且つ前記給水筒内の水が前記本体ハウジング内に浸水しない構成を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の給排水発電機。The main body housing has a configuration in which the impeller and the power generation coil are arranged in a non-contact state at a distance that can be magnetically coupled, and water in the water supply cylinder does not flood into the main body housing. The water supply / drainage generator according to claim 1 or 2, wherein: 前記ブレーキ手段は、外部から供給する電流により磁界を発生する電磁石により構成され、該電磁石と前記羽根車を磁気的結合が可能な距離に非接触状態で配置し、且つ前記給水筒内の水が浸水しない構成にしたことを特徴とする請求項2に記載の給排水発電機。The brake means is constituted by an electromagnet which generates a magnetic field by a current supplied from the outside, arranges the electromagnet and the impeller in a non-contact state at a distance at which magnetic coupling can be performed, and water in the water supply cylinder is not provided. The water supply / drainage generator according to claim 2, wherein the generator is configured not to be flooded. 前記ブレーキ手段は、前記発電コイルにより発生した電圧に基づいて前記電磁石に流す電流を制御することにより、前記回転手段に与える負荷を制御することを特徴とする請求項2に記載の給排水発電機。The water supply / drainage generator according to claim 2, wherein the brake means controls a load applied to the rotating means by controlling a current flowing through the electromagnet based on a voltage generated by the power generation coil. 前記ブレーキ手段は、前記給水筒内の水流が停止した場合、前記電磁石に流す電流を制御することにより、前記回転手段を逆回転することを特徴とする請求項2に記載の給排水発電機。The water supply / drain generator according to claim 2, wherein the brake means controls the current flowing through the electromagnet to reversely rotate the rotating means when the water flow in the water supply cylinder is stopped. 前記ブレーキ手段の電磁石に供給する電力は、前記蓄電器に蓄電された電力により供給されることを特徴とする請求項2に記載の給排水発電機。The water supply / drainage generator according to claim 2, wherein the power supplied to the electromagnet of the brake means is supplied by the power stored in the power storage device. 給排水管に接続された給水筒入口の水流の圧力を回転力に変換して発電する発電機と、流入する水の圧力を減圧して流出する減圧手段と、前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段により蓄電された電力を複数の負荷に分配する分配手段と、前記複数の負荷が消費する電力量を積算する積算手段と、を備え、
前記発電機により発電された電力を一旦前記蓄電手段に蓄電後、前記各負荷が使用した各々の電力量に基づいて個別に課金することを特徴とする給排水発電システム。
A power generator that converts the pressure of the water flow at the inlet of the water supply pipe connected to the water supply / drainage pipe into a rotational force to generate power, a pressure reducing unit that reduces the pressure of the inflowing water to flow out, and the power generated by the generator. Power storage means for storing power, distribution means for distributing the power stored by the power storage means to a plurality of loads, and integration means for integrating the amount of power consumed by the plurality of loads,
A water supply / drainage power generation system, wherein the power generated by the generator is temporarily stored in the power storage unit, and then charged separately based on the amount of power used by each of the loads.
前記発電機を、前記減圧手段の取水口である一次側に設置することを特徴とする請求項9記載の給排水発電システム。The water supply / drainage power generation system according to claim 9, wherein the power generator is installed on a primary side which is an intake port of the pressure reducing means. 前記発電機は、1系統の給水管に少なくとも1つ以上設置され、各系統の発電機からの発電量を合成して前記蓄電手段に蓄電することを特徴とする請求項9に記載の給排水発電システム。The water supply / drainage power generation according to claim 9, wherein at least one of the power generators is installed in a water supply pipe of one system, and a power generation amount from the power generators of each system is combined and stored in the power storage unit. system. 請求項1乃至8の何れか一項に記載の給排水発電機を使用したことを特徴とする給排水発電システム。A water supply / drainage power generation system using the water supply / drainage power generator according to any one of claims 1 to 8.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274855A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Toto Ltd Generator for faucet, and automatic faucet device with generator
JP2007529679A (en) * 2004-03-16 2007-10-25 カレント パワー スウェーデン アーベー An assembly with a hydro turbine and generator, with the generator rotor connected directly to each blade of the turbine
JP2011067388A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp Rice cooker
CN102418646A (en) * 2012-01-01 2012-04-18 白山发电厂 Retrofitting Method for Runner of Axial-flow Fixed-blade Unit in Low-head Hydropower Station
JP2012241659A (en) * 2011-05-23 2012-12-10 Yokohama City Power generation device using residual pressure of water supply facility
KR101235900B1 (en) 2010-11-11 2013-02-21 주식회사 조이포라이프 Waterpressure generator and shower device using the same
CN103470316A (en) * 2013-09-22 2013-12-25 清华大学 Hybrid mini layer type turbine capable of combining impulse action with boundary layer effect
JP2015050892A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 株式会社マツバ Power generation system
CN105780888A (en) * 2016-05-09 2016-07-20 史国和 Electromagnet structure of automatic flushing valve
CN106043411A (en) * 2015-04-10 2016-10-26 株式会社电装 Drive device and electric power steering apparatus
CN110947476A (en) * 2019-12-12 2020-04-03 庄小梅 A sewage treatment equipment for municipal drainage works
CN115053730A (en) * 2022-06-23 2022-09-16 刘谟炎 Ecological system energy-saving rainforest cylinder

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529679A (en) * 2004-03-16 2007-10-25 カレント パワー スウェーデン アーベー An assembly with a hydro turbine and generator, with the generator rotor connected directly to each blade of the turbine
JP2007274855A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Toto Ltd Generator for faucet, and automatic faucet device with generator
JP2011067388A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp Rice cooker
KR101235900B1 (en) 2010-11-11 2013-02-21 주식회사 조이포라이프 Waterpressure generator and shower device using the same
JP2012241659A (en) * 2011-05-23 2012-12-10 Yokohama City Power generation device using residual pressure of water supply facility
CN102418646A (en) * 2012-01-01 2012-04-18 白山发电厂 Retrofitting Method for Runner of Axial-flow Fixed-blade Unit in Low-head Hydropower Station
JP2015050892A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 株式会社マツバ Power generation system
CN103470316A (en) * 2013-09-22 2013-12-25 清华大学 Hybrid mini layer type turbine capable of combining impulse action with boundary layer effect
CN106043411A (en) * 2015-04-10 2016-10-26 株式会社电装 Drive device and electric power steering apparatus
JP2016201913A (en) * 2015-04-10 2016-12-01 株式会社デンソー Drive unit and electrically-driven power steering device
CN105780888A (en) * 2016-05-09 2016-07-20 史国和 Electromagnet structure of automatic flushing valve
CN105780888B (en) * 2016-05-09 2020-03-10 史国和 Electromagnet structure of automatic flushing valve
CN110947476A (en) * 2019-12-12 2020-04-03 庄小梅 A sewage treatment equipment for municipal drainage works
CN115053730A (en) * 2022-06-23 2022-09-16 刘谟炎 Ecological system energy-saving rainforest cylinder
CN115053730B (en) * 2022-06-23 2023-11-10 刘谟炎 Energy-saving rain forest jar of ecological system

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