JPH1014265A - Generators and electrical equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低密度で変動の大きな自然エネルギーを効率
良く回収して蓄積し、さらに、発電に適した質のエネル
ギーとして提供可能な発電装置を提供する。
【解決手段】 温度変化によって膨張・収縮する作動液
体を収納した作動容器21を設け、この変動によって変
動レバー23を動かし、伝達歯車30、31および32
によってゼンマイ11を巻き上げる。ゼンマイ11の出
力側に発電機15を接続して発電を行う。ゼンマイ11
は作動容器21の変動速度が遅い場合であってもそのエ
ネルギーを蓄え、一定のトルクで効率良く発電機15を
駆動することができる。また、ゼンマイ11にエネルギ
ーを蓄積できるので大容量の2次電池を省略でき、劣化
や廃棄の問題を未然に防止することができる。
(57) [Problem] To provide a power generation device capable of efficiently collecting and accumulating low-density and large-variation natural energy, and further providing energy having a quality suitable for power generation. SOLUTION: A working container 21 containing a working liquid which expands / contracts due to a temperature change is provided, and a fluctuation lever 23 is moved by the fluctuation, thereby transmitting transmission gears 30, 31, and 32.
Winds up the mainspring 11. The generator 15 is connected to the output side of the mainspring 11 to generate power. Spring 11
The energy can be stored even when the speed of fluctuation of the working vessel 21 is low, and the generator 15 can be efficiently driven with a constant torque. In addition, since energy can be stored in the mainspring 11, a large-capacity secondary battery can be omitted, and problems such as deterioration and disposal can be prevented.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、温度差などの自然
エネルギーを用いて発電を行う発電装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator for generating power using natural energy such as a temperature difference.
【0002】[0002]
【従来の技術】風力発電や、潮力発電など自然エネルギ
ーを用いて発電を行うシステムが開発され、実用化され
ている。自然に存在する風、光、温度などのエネルギー
は、エネルギー密度が低く、強度が一定していないなど
化石エネルギーと比較して利用することが困難である。
従って、電気機器の動力源として実際に利用可能にする
ためにエネルギー密度を大幅に高め、そのエネルギーを
蓄積しておく必要がある。このため、発電システムが大
型になり、電力を蓄えておくための2次電池が必要にな
る。2. Description of the Related Art A system for generating power using natural energy such as wind power and tidal power has been developed and put into practical use. Energy, such as wind, light, and temperature, which exist naturally, has a low energy density and an inconsistent intensity, and is more difficult to use than fossil energy.
Therefore, it is necessary to greatly increase the energy density and store the energy in order to make it practically usable as a power source of electric equipment. For this reason, the power generation system becomes large, and a secondary battery for storing electric power is required.
【0003】近年、時計を始め身近な機器のほとんどが
電子化されており、作動させるためには電力が必要であ
る。このため、自然エネルギーを利用して発電できる小
型の装置が求められており、例えば、特開平6−341
371号に気温の変化によって密閉された気体あるいは
液体の圧力変化を用いて発電機を動かし発電をする装置
が記載されている。この発電装置は、気温の変化を用い
て電力を供給できるので、従来は電池を使用する小型機
器を電池無しで動かすことができ、電池交換の煩わしさ
や使用済電池の廃棄といった問題の発生を防止してい
る。[0003] In recent years, most of the familiar devices such as watches have been digitized, and electric power is required to operate them. For this reason, a small-sized device capable of generating power using natural energy is required.
No. 371 describes an apparatus for generating electricity by operating a generator using a pressure change of a gas or liquid sealed by a change in temperature. This power generator can supply power using changes in temperature, so conventional small devices that use batteries can be operated without batteries, preventing the hassle of replacing batteries and disposing of used batteries. doing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】太陽光などによって自
然に気温が変化する場合は、その変動は緩やかであり、
従って、気温の変化に伴う圧力の変化も緩やかである。
このため、密閉された気体の圧力上昇や膨張は緩やかに
進行する。これに対し、ステータの内部でロータが回転
して発電を行う機械的な発電機においては、所定の回転
速度が得られないと効率の良い発電は不可能である。従
って、特開平6−341371号においては、ある程度
の圧力になるまで密閉された気体の膨張を抑え、その
後、開放し、その時の変位によって発電機を高速で回す
ようにしている。このため、継続的な発電は不可能であ
り、電源として用いるためには化学変化を用いた大容量
の2次電池が必要になる。このような2次電池は液漏れ
やドライアップなどによる劣化があり比較的短命であ
る。従って、製品寿命はそれほど長くない。また、化学
変化を用いた2次電池は、電池と同様に廃棄上の問題が
ある。さらに、気体の膨張を制御するために電動のアク
チュエータやセンサが必要となるので、長期間発電が行
われずに2次電池が放電してしまうと発電を再開できな
いといった問題もある。気体の圧力制御をバネを用いて
機械的に行うことも可能であるが、圧力制御のためにエ
ネルギーが費やされてしまうという問題がある。When the temperature naturally changes due to sunlight or the like, the change is gradual,
Therefore, the pressure change accompanying the temperature change is also gradual.
For this reason, the pressure rise and expansion of the sealed gas slowly progress. On the other hand, in a mechanical generator in which a rotor rotates inside a stator to generate power, efficient power generation is impossible unless a predetermined rotation speed is obtained. Therefore, in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-341371, the expansion of the sealed gas is suppressed until the pressure reaches a certain level, then the gas is released, and the generator is rotated at high speed by the displacement at that time. For this reason, continuous power generation is impossible, and a large-capacity secondary battery using a chemical change is required for use as a power source. Such a secondary battery is relatively short-lived due to deterioration due to liquid leakage or dry-up. Therefore, the product life is not so long. In addition, secondary batteries using chemical change have a disposal problem similarly to batteries. Further, since an electric actuator and a sensor are required to control the expansion of the gas, there is a problem that power generation cannot be restarted if the secondary battery is discharged without generating power for a long time. Although it is possible to mechanically control the pressure of the gas using a spring, there is a problem that energy is consumed for the pressure control.
【0005】そこで、本発明においては、エネルギー密
度が低く、さらに、エネルギー密度の変動が激しい自然
エネルギーを効率良く発電のために蓄積することがで
き、小型の電気機器の動力源として用いることができる
発電装置および発電機能を内蔵した電気機器を提供する
ことを目的としている。さらに、大容量の2次電池を必
要とせずに長時間にわたって一定の電力を供給すること
ができる自然エネルギーを用いた発電装置を提供するこ
とを目的としている。また、自然エネルギーを用いて発
電をスタートする際に電気的な制御は不要で、いつでも
どのような状態でも発電を行うことができる発電装置を
提供することを目的としている。[0005] Therefore, in the present invention, natural energy having a low energy density and fluctuating energy density can be efficiently accumulated for power generation, and can be used as a power source for small electric equipment. It is an object of the present invention to provide a power generator and an electric device having a built-in power generation function. Another object of the present invention is to provide a power generator using natural energy that can supply a constant power for a long time without requiring a large-capacity secondary battery. Another object of the present invention is to provide a power generation device that does not require electrical control when power generation is started using natural energy and can generate power at any time and in any state.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の発電
装置においては、自然エネルギーをいったんゼンマイに
蓄積して、このゼンマイによって発電機を駆動して発電
を行うようにしている。ゼンマイは、一定の巻上トルク
以上の力があれば巻き上げることが可能であり、その巻
き上げるために要したエネルギーを巻き上げ時の変位の
速度などにかかわらず蓄えることができる。従って、自
然エネルギーの密度が低くとも輪列などを用いてそのエ
ネルギー密度で発生できるトルクでゼンマイが巻き上が
られるようにしておけば、どのような自然エネルギーで
も蓄えることが可能である。また、ゼンマイは、ゼンマ
イを巻き上げる速度とは無関係にエネルギーを蓄えるこ
とができるので、巻き上げる速度を管理する必要はなく
アクチュエータなどの制御機構は不要である。従って、
全く蓄積されたエネルギーのない状態であっても発電を
開始でき、いつでもどのような状態でも発電を行うこと
ができる。さらに、輪列などを用いたゼンマイを巻き上
げる機構を設ければ良いので、簡易な構造で小型の発電
装置を提供することができる。そして、ゼンマイからは
ほぼ一定のトルクの力を長時間にわたって供給できるの
で、発電機を所定の出力で長時間にわたり駆動させるこ
とができる。従って、自然エネルギーの密度が大幅に変
動する場合であっても、ほぼ一定の発電量を確保するこ
とができる。このように、ゼンマイは自然エネルギーを
蓄積するのに非常に適しており、自然エネルギーをゼン
マイに一旦蓄積して発電することにより、自然エネルギ
ーを効率よく、そして安定して利用できる。For this reason, in the power generator of the present invention, natural energy is temporarily stored in the mainspring, and the generator is driven by the mainspring to generate power. The mainspring can be hoisted if it has a force equal to or higher than a certain hoisting torque, and can store the energy required for hoisting irrespective of the speed of displacement at the time of hoisting. Therefore, even if the density of the natural energy is low, any natural energy can be stored if the mainspring is wound up with a torque that can be generated at the energy density using a wheel train or the like. Further, since the mainspring can store energy irrespective of the winding speed of the mainspring, it is not necessary to control the winding speed and a control mechanism such as an actuator is not required. Therefore,
Power generation can be started even when there is no stored energy, and power can be generated at any time in any state. Furthermore, a mechanism for winding up the mainspring using a wheel train or the like may be provided, so that a small-sized power generator with a simple structure can be provided. Since a substantially constant torque can be supplied from the mainspring for a long time, the generator can be driven at a predetermined output for a long time. Therefore, even when the density of natural energy fluctuates greatly, a substantially constant power generation amount can be secured. As described above, the mainspring is very suitable for storing natural energy, and the natural energy can be efficiently and stably used by temporarily storing the natural energy in the mainspring to generate power.
【0007】さらに、ゼンマイは一方の側を巻上側とし
て他方の側を出力側とすることにより、発電機を駆動し
ながら自然エネルギーによって巻き上げることが可能で
ある。このため、エネルギーの充填と発電を同時に行う
ことができるので、安定した電力源とすることができ
る。さらに、ゼンマイは手巻きや他の治具を用いて人為
的に巻けるようにしておくことにより、自然エネルギー
が不足する場合は人為的にエネルギーを与えて不足分を
補うといた処理も可能である。このように、ゼンマイを
エネルギーの蓄積手段として用いることができるので、
大容量の2次電池は不要であり、発電機から出力された
電力を整流する整流手段に平滑用コンデンサとして非電
解質タイプのセラミックフィルムあるいは半導体コンデ
ンサなどを設ければ良い。従って、発電装置から劣化す
る可能性の大きな部品を削除することができ、発電装置
の寿命を大幅に延ばすことができる。また、2次電池の
廃棄にかかる問題も未然に防止できる。Furthermore, the mainspring can be wound by natural energy while driving the generator by setting one side as a winding side and the other as an output side. For this reason, since charging of energy and power generation can be performed simultaneously, a stable power source can be provided. In addition, the mainspring can be manually wound using manual winding or other jigs, so that when natural energy is insufficient, it is possible to artificially apply energy to compensate for the shortage. . In this way, the mainspring can be used as an energy storage means,
A large-capacity secondary battery is not required, and a non-electrolytic type ceramic film or semiconductor capacitor may be provided as a smoothing capacitor in the rectifying means for rectifying the power output from the generator. Therefore, it is possible to eliminate components that are likely to deteriorate from the power generation device, and it is possible to greatly extend the life of the power generation device. In addition, the problem related to the disposal of the secondary battery can be prevented.
【0008】ゼンマイは様々な自然エネルギーを用いて
巻き上げることが可能であり、例えば、環境の温度差を
用いて巻き上げることが可能である。環境の時間的な温
度差を用いる場合は、時間的な温度差、すなわち温度変
化によって体積または長さが増減する変動部と、この変
動部の動きでゼンマイを巻き上げる伝達部とを設ければ
良い。伝達部としては、変動部の1方向の変化を捉えて
ゼンマイを巻き上げるものが採用できる。変動部の1方
向でゼンマイを巻き上げる場合は、機構が簡単であり、
変動部および伝達部にかかる負荷も小さくて良いので、
簡易な機構で安価な発電装置を提供できる。一方、変動
部の双方向の変化を捉えてゼンマイを巻き上げる伝達部
を採用することも可能であり、変動部の第1の方向の変
化を捉えてゼンマイを巻き上げた後、変動部をいったん
開放し、さらに、変動部の第2の方向の変化を捉えてゼ
ンマイを巻き上げる動作をする伝達部を設けることによ
り、自然エネルギーをゼンマイへ回収する効率を高める
ことができる。変動部には、環境の時間的な温度差によ
って膨張・収縮を行う気体が充填された作動部を設置す
ることにより温度変化を運動エネルギーに変換できる。
この場合、環境の温度が増加する方向のときに、環境の
温度が減少する方向のときより大きな負荷が伝達部から
作動部にかかるように伝達部を構成することによりゼン
マイへの入力効率を向上できる。また、変動部には、環
境の時間的な温度差によって形状が変化する形状記憶部
材を採用することも可能であり、この形状記憶部材によ
って温度変化を運動エネルギーに変換することができ
る。形状記憶部材によって構成されたバネを作動部とし
て設けることが可能であり、温度が変化してもバネ定数
がほぼ一定であるとすると、双方の温度変化に対しほぼ
一定の負荷が作動部にかかるようにすることが望まし
い。また、所定の温度を境に異なった第1および第2の
安定位置を持つ場合は、温度変化の一方向を捉えてゼン
マイにエネルギーを供給するのであれば、第1および第
2の安定位置の中間位置の負荷を伝達部から作動部に印
加することが望ましく、また、温度変化の双方向を捉え
てゼンマイにエネルギーを供給するのであれば、中間位
置で作動部に発生する作動力のほぼ1/2の負荷を印加
することが望ましい。さらに、開放動作を加えて温度変
化の双方向を捉えてエネルギーを蓄積する場合は、中間
位置で作動部に発生する負荷が伝達部から作動部に印加
されることが望ましい。The mainspring can be rolled up using various natural energies, for example, it can be rolled up using the temperature difference of the environment. When the temporal temperature difference of the environment is used, it is sufficient to provide a temporal temperature difference, that is, a fluctuating section whose volume or length increases or decreases due to a temperature change, and a transmission section that winds up the mainspring by the movement of the fluctuating section. . As the transmitting unit, a unit that catches a change in one direction of the changing unit and winds up the mainspring can be adopted. When winding the mainspring in one direction of the moving part, the mechanism is simple,
Since the load on the fluctuating section and transmission section can be small,
An inexpensive power generator can be provided with a simple mechanism. On the other hand, it is also possible to adopt a transmission unit that catches a change in the bidirectional direction of the moving part and winds up the mainspring. After catching a change in the first direction of the moving part and winds the mainspring, the moving part is opened once. Furthermore, by providing a transmission unit that performs an operation of winding up the mainspring in response to a change in the second direction of the fluctuating unit, the efficiency of collecting natural energy into the mainspring can be increased. A temperature change can be converted into kinetic energy by installing an operating unit in the fluctuating unit filled with a gas that expands and contracts due to a temporal temperature difference of the environment.
In this case, the input efficiency to the mainspring is improved by configuring the transmission unit so that a larger load is applied from the transmission unit to the operating unit when the temperature of the environment increases in the direction of decreasing the temperature of the environment. it can. Further, it is also possible to adopt a shape memory member whose shape changes due to a temporal temperature difference of the environment, and to convert the temperature change into kinetic energy by this shape memory member. It is possible to provide a spring constituted by a shape memory member as an operating portion, and assuming that the spring constant is substantially constant even when the temperature changes, a substantially constant load is applied to the operating portion with respect to both temperature changes. It is desirable to do so. When the first and second stable positions are different from each other at a predetermined temperature, if the energy is supplied to the mainspring while detecting one direction of the temperature change, the first and second stable positions are not changed. It is desirable to apply a load at the intermediate position from the transmission unit to the operating unit, and if energy is supplied to the mainspring while capturing both directions of temperature change, the operating force generated in the operating unit at the intermediate position is approximately one. It is desirable to apply a load of / 2. Furthermore, in the case where energy is accumulated by capturing both directions of temperature change by adding an opening operation, it is desirable that a load generated in the operation unit at the intermediate position be applied from the transmission unit to the operation unit.
【0009】温度変化を発生させる方法としては、変動
部に太陽光を集光して温度を上昇させ、太陽エネルギー
をゼンマイに蓄積することも可能である。集光手段を用
いる場合は、太陽の動きによって変動部に対する集光量
を変化させることにより、変動部の温度変化の頻度を多
くできるので太陽エネルギーの入力効率を向上できる。
このような集光手段としては、複数の集光レンズを用い
たものや、複数のスリットを設けたものがある。As a method of generating a temperature change, it is also possible to condense sunlight to a fluctuating portion to raise the temperature, and accumulate solar energy in the mainspring. In the case of using the light condensing means, by changing the amount of light condensing on the fluctuating part by the movement of the sun, the frequency of the temperature change of the fluctuating part can be increased, and the input efficiency of solar energy can be improved.
As such a light condensing means, there are a means using a plurality of condensing lenses and a means provided with a plurality of slits.
【0010】また、環境の場所的な温度差による自然エ
ネルギーをゼンマイに蓄積することも可能であり、ゼー
ベック効果を利用して温度差をいったん電力に変換し、
この電力によってモータでゼンマイを巻き上げることが
可能である。熱電変換手段の温接点側を太陽光を用いて
加温することが考えられる。[0010] It is also possible to accumulate natural energy in the mainspring due to a temperature difference in the place of the environment, and convert the temperature difference into electric power once using the Seebeck effect.
With this electric power, the mainspring can be wound by the motor. It is conceivable to heat the hot junction side of the thermoelectric conversion means using sunlight.
【0011】さらに、太陽電池を用い、太陽電池からの
電力によってゼンマイを巻き上げても良い。また、風や
水力、さらに潮力などの流体の運動エネルギーを用いて
ゼンマイを巻き上げることも可能であり、ゼンマイは自
然エネルギーを捉える媒体の速度が早い場合でも遅い場
合でもそのエネルギーを蓄積することが可能である。一
方、ゼンマイに蓄積されたエネルギーは発電に適した
質、例えば、一定のトルクで出力すことが可能である。
このように、自然エネルギーをいったんゼンマイに蓄え
ることにより、大容量の2次電池を不要にでき、さら
に、エネルギー密度の低く、変動の大きな自然エネルギ
ーを用いて安定した発電を行うことができる。また、ゼ
ンマイを用いた小型で簡易な機構で自然エネルギーを蓄
積することができるので、小型で携帯に適した発電装置
を提供できる。従って、このような発電装置と、この発
電装置から供給された電力によって動作する計時装置や
通信装置などの動作部を結合することにより、何時でも
何処でも使用でき、電池の廃棄などの問題のない電気機
器を提供することができる。Furthermore, a solar battery may be used, and the mainspring may be wound by electric power from the solar battery. It is also possible to wind up the mainspring using the kinetic energy of the fluid, such as wind, water, and tidal power, and the mainspring can accumulate that energy even if the speed of the medium that captures natural energy is high or low. It is possible. On the other hand, the energy stored in the mainspring can be output with quality suitable for power generation, for example, constant torque.
As described above, once the natural energy is stored in the mainspring, a large-capacity secondary battery can be eliminated, and stable power generation can be performed using natural energy having a low energy density and a large fluctuation. Moreover, since natural energy can be stored by a small and simple mechanism using a spring, a small and portable power generation device can be provided. Therefore, by combining such a power generation device with an operation unit such as a time-measuring device or a communication device that operates by the power supplied from the power generation device, the power generation device can be used anytime and anywhere, and there is no problem such as battery disposal. Electrical equipment can be provided.
【0012】[0012]
〔第1の実施の形態〕以下に図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1に本発明に係る発電装置10を
内蔵した計時装置1の概略構成を示してある。本例の計
時装置1は、太陽光を集光して温度変化を引き起こし、
それを用いて発電を行う発電装置10と、この発電装置
10から出力された電力を整流し制御する電力制御部5
およびこの電力によって動作する計時部2を備えてい
る。本例の発電装置10は、密閉された伸縮性の容器2
1の内部に液層と気層が共存する高圧の作動流体、例え
ば、アンモニアなどが収納されており、周囲の温度の変
化によって作動流体の圧力および体積が変動して温度変
化のエネルギーを運動エネルギーとして取り出し、さら
に、この運動エネルギーによってゼンマイ11を巻き上
げられるようになっている。本例の発電装置10は、両
側面に下向きおよび上向きの駆動歯22aおよび22b
の形成された細長い変動レバー23が作動容器21の伸
縮によって紙面の上下方向に直線的に変動するようにな
っている。さらに、この変動レバー22の動きが歯車3
0、31および32によってゼンマイ11に伝達され、
ゼンマイ11を巻き上げて作動流体から得られた運動エ
ネルギーをゼンマイ11に保存できるようになってい
る。[First Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a timekeeping device 1 incorporating a power generator 10 according to the present invention. The timing device 1 of the present example collects sunlight to cause a temperature change,
A power generator 10 for generating power using the power generator, and a power controller 5 for rectifying and controlling the power output from the power generator 10.
And a timekeeping unit 2 operated by the electric power. The power generation device 10 of the present example is a closed elastic container 2
A high-pressure working fluid in which a liquid layer and a gas phase coexist, for example, ammonia, is stored in the inside of the device 1. The mainspring 11 can be wound up by this kinetic energy. The power generator 10 of the present example has downward and upward drive teeth 22a and 22b on both side surfaces.
The elongated fluctuating lever 23 formed with is formed so as to fluctuate linearly in the vertical direction of the drawing by the expansion and contraction of the working container 21. Furthermore, the movement of the fluctuation lever 22 is
Transmitted to the mainspring 11 by 0, 31 and 32,
Kinetic energy obtained from the working fluid by winding up the mainspring 11 can be stored in the mainspring 11.
【0013】ゼンマイ11に蓄えられたエネルギーは出
力歯車12から出力され、1番歯車13aおよび2番歯
車13bを備えた輪列13を介して発電機15に伝達さ
れる。本例の発電機15は、ステータ17の内部で永久
磁石を備えたロータ16が回転する回転型であり、ロー
タ16がフライホイール16aと共に回転してステータ
コイル17aの両側から電力が取り出せるようになって
いる。発電機15から出力された電力は電力制御部5に
よって整流される。本例の電力制御部5は、発電負荷を
ほぼ一定に保つように発電機15と並列に接続された電
力消費部51と、発電機15から出力された交流を直流
に変換する整流回路52と、この整流回路52の出力側
に設置された平滑コンデンサ53と、発電機15の負荷
電力を制御できる昇降圧回路54と、さらに、動作部2
に供給される電力の安定化を図る補助コンデンサ55を
備えている。The energy stored in the mainspring 11 is output from an output gear 12 and transmitted to a generator 15 via a wheel train 13 having a first gear 13a and a second gear 13b. The generator 15 of this example is of a rotary type in which a rotor 16 having a permanent magnet rotates inside a stator 17, and the rotor 16 rotates together with a flywheel 16a so that electric power can be taken out from both sides of the stator coil 17a. ing. The power output from the generator 15 is rectified by the power control unit 5. The power control unit 5 of this example includes a power consuming unit 51 connected in parallel with the generator 15 so as to keep the power generation load substantially constant, and a rectifier circuit 52 that converts AC output from the generator 15 into DC. A smoothing capacitor 53 installed on the output side of the rectifier circuit 52, a step-up / step-down circuit 54 capable of controlling the load power of the generator 15, and
Is provided with an auxiliary capacitor 55 for stabilizing the power supplied to the power supply.
【0014】ゼンマイ11はらせん状に巻かれたバネで
あり、巻き上げられることによってエネルギーが蓄積さ
れ、バネが解きほぐされることによって蓄積されたエネ
ルギーが出力される。従って、出力側に所定の負荷(ト
ルク)が印加されていると、図2に示すように、その負
荷に対応したエネルギーを長時間出力することが可能で
ある。一方、出力側に負荷が印加されていないと、バネ
が急激に解きほぐされて蓄積されたエネルギーが散逸し
てしまう。そこで、本例においては、動作部2の消費電
力が少ないときは、電力消費部51において発電機15
の出力を適当に消費し、ゼンマイ11の巻きほどけるス
ピードを低減してゼンマイ11に蓄積されたエネルギー
が浪費されないようにしている。電力消費を制御する方
法は様々であり、発電機15と並列に接続される抵抗や
コイルなどの回路素子の値を制御しても良い。あるい
は、モータなどの電力消費機器で電力を消費し、そのモ
ータの出力でゼンマイ11を巻き上げるといった機構を
採用することも可能である。The mainspring 11 is a spirally wound spring, which stores energy by being wound up, and outputs the stored energy by unwinding the spring. Therefore, when a predetermined load (torque) is applied to the output side, it is possible to output energy corresponding to the load for a long time as shown in FIG. On the other hand, if no load is applied to the output side, the spring is suddenly loosened and the stored energy is dissipated. Therefore, in this example, when the power consumption of the operation unit 2 is small, the power consumption
Is appropriately consumed, and the speed of unwinding the mainspring 11 is reduced so that the energy stored in the mainspring 11 is not wasted. There are various methods for controlling power consumption, and the value of a circuit element such as a resistor or a coil connected in parallel with the generator 15 may be controlled. Alternatively, it is also possible to adopt a mechanism in which power is consumed by a power consuming device such as a motor, and the spring 11 is wound by the output of the motor.
【0015】さらに、動作部2において消費電力が全く
ない場合はゼンマイを巻きほどいてエネルギーを消費す
るのは無駄になる。そこで、本例においては、発電機1
5のフライホイール16aの動きを機械的なブレーキ5
6によって停止することによりゼンマイ11が巻きほど
けるのを防止している。ブレーキ56は、バイモルフな
どの電気的に動作するアクチュエータを用いて構成する
ことができる。このブレーキ56は、平滑コンデンサ5
3あるいは補助コンデンサ55に蓄積された電力によっ
て動作するようになっており、これらのコンデンサ53
あるいは55に電力の無い場合はフライホイール16a
を開放するようになっている。従って、電力が全くない
状態では、ゼンマイ11にエネルギーが蓄積されだす
と、自然に発電機15が回転して電力が取り出される。
そして、これらのコンデンサ53あるいは55の電圧が
一定以上になるとフライホイール16aを停止してゼン
マイ11に蓄積されたエネルギーの無駄遣いを防止す
る。Further, when there is no power consumption in the operation section 2, it is useless to wind up the mainspring and consume energy. Therefore, in this example, the generator 1
The movement of the flywheel 16a of the fifth
The stop by 6 prevents the mainspring 11 from unwinding. The brake 56 can be configured using an electrically operated actuator such as a bimorph. The brake 56 is connected to the smoothing capacitor 5
3 or the auxiliary capacitor 55 to operate with the electric power stored therein.
Alternatively, if there is no power at 55, the flywheel 16a
Is to be released. Therefore, in a state where there is no power, when energy starts to be accumulated in the mainspring 11, the generator 15 rotates naturally and power is taken out.
When the voltage of the capacitor 53 or 55 becomes equal to or higher than a predetermined value, the flywheel 16a is stopped to prevent the energy stored in the mainspring 11 from being wasted.
【0016】本例の昇降圧回路54は、ゼンマイ11に
よって発電機15が発電を行い電力を出力する際に、出
力電圧が低くとも出力電流が高くなるようにして低い回
転スピードで所定の電力が得られるようにしている。例
えば、図2に示すように、ゼンマイ11の出力トルクが
十分に得られる状態では、発電機15には2iの電流が
流れるように発電機側の電圧を低下し、昇降圧回路54
で昇圧して動作部2に供給している。一方、ゼンマイ1
1の出力トルクが低下してくると規定の電流値が確保で
きなくなるので、昇降圧回路54の昇圧を止めて発電機
15から高い出力電圧で低い出力電流iがえられるよう
にする。これにより、ゼンマイ11が巻きほどけてトル
クが低下した状態でも所定の出力電圧および電流を得ら
れるようにして動作部2の動作時間を延長できるように
している。さらに、ゼンマイ11の出力が低下すると、
昇降圧回路54で降圧して出力することにより、発電機
15から低トルクで高電圧・低電流の電力が得られるよ
うにして動作部2が作動できる時間をさらに延長するこ
とが可能になる。In the step-up / step-down circuit 54 of this embodiment, when the power generator 15 generates power by the mainspring 11 and outputs power, the output current is increased even if the output voltage is low so that the predetermined power is generated at a low rotation speed. I am getting it. For example, as shown in FIG. 2, in a state where the output torque of the mainspring 11 is sufficiently obtained, the voltage on the generator side is reduced so that a current of 2i flows through the generator 15, and the step-up / step-down circuit 54
And supplies it to the operation unit 2. Meanwhile, the mainspring 1
Since the specified current value cannot be ensured when the output torque of No. 1 decreases, the boosting of the step-up / step-down circuit 54 is stopped so that the generator 15 can obtain a low output current i with a high output voltage. As a result, a predetermined output voltage and current can be obtained even when the torque of the mainspring 11 is unwound and the operating time of the operating unit 2 can be extended. Further, when the output of the mainspring 11 decreases,
By stepping down and outputting the voltage by the step-up / step-down circuit 54, it is possible to obtain a low-torque, high-voltage, low-current power from the generator 15 and further extend the time during which the operation unit 2 can operate.
【0017】このような制御が可能なのは、発電機の電
磁ブレーキが出力電流に比例するのを利用してゼンマイ
の開放速度(巻きほどける速度)を制御できるからであ
り、ゼンマイのトルクが大きいときは出力電圧を低く、
出力電流を高くすることによって発電機の電磁ブレーキ
を大きくし、一方、ゼンマイのトルクが小さいときは、
出力電圧を高く、出力電流を低くすることにより発電機
の電磁ブレーキを小さくすることにより、ゼンマイによ
って発電機を動かせる許容範囲を広げることができる。
ゼンマイから発電機への供給されるエネルギーという面
から考えると、トルクが大きなときは、回転数が少ない
状態で必要なエネルギーを供給し、その後、トルクが小
さくなった分だけ回転数を上げて供給エネルギーを必要
量供給できるようにしていることになる。This control is possible because the release speed (unwinding speed) of the mainspring can be controlled by utilizing the fact that the electromagnetic brake of the generator is proportional to the output current. Lowers the output voltage,
By increasing the electromagnetic brake of the generator by increasing the output current, while the torque of the mainspring is small,
By reducing the electromagnetic brake of the generator by increasing the output voltage and decreasing the output current, the allowable range in which the generator can be operated by the spring can be increased.
Considering the energy supplied from the mainspring to the generator, when the torque is large, the required energy is supplied at a low rotational speed, and then the rotational speed is increased by the reduced torque. This means that the necessary amount of energy can be supplied.
【0018】太陽電池などの発電装置を備えた電子機器
が多く開発されているが、これらの電子機器は低密度で
変動の激しい自然エネルギーを電力に変換して蓄えてお
くために非常に大きな2次電子を必要としており、電気
2重層コンデンサなどの電解質系の化学変化を用いた大
型のコンデンサが用いられている。これのような化学変
化を用いたコンデンサは、ドライアップ、液漏れ、蒸
発、充放電抵抗の上昇など幾つかの原因による劣化が比
較的早く、容量は非常に大きいが寿命という点では他の
非電解質系のコンデンサ、例えば、セラミックフィルム
コンデンサ、半導体コンデンサなどに劣っている。しか
しながら、非電解質系のコンデンサは容量が小さいので
従来の発電装置では採用されていない。Many electronic devices equipped with a power generation device such as a solar cell have been developed. However, these electronic devices are very large because they convert low-density and fluctuating natural energy into electric power and store it. A secondary electron is required, and a large-sized capacitor using a chemical change of an electrolyte system such as an electric double-layer capacitor is used. Capacitors using such chemical changes are relatively quick to deteriorate due to several causes such as dry-up, liquid leakage, evaporation, and increase in charge / discharge resistance. It is inferior to electrolyte-based capacitors, such as ceramic film capacitors and semiconductor capacitors. However, non-electrolytic capacitors are not employed in conventional power generators because of their small capacities.
【0019】これに対し、本例においては、ゼンマイ1
1でエネルギーを蓄積できるので、電解質系のコンデン
サを採用する必要がなくなる。従って、本例では、平滑
コンデンサ53や補助コンデンサ55に非電解質系のコ
ンデンサを用いることができ、発電装置10およびこれ
を用いた電気機器1の寿命を大幅に延ばすことができ、
トラブルなしで長期間にわたり使用できる。さらに、非
電解質コンデンサは劣化が少ないので廃棄という問題も
なく、廃棄する場合であっても化学変化を伴う部材はほ
とんど使用されていないので環境汚染という問題も発生
しにくい。On the other hand, in this embodiment, the mainspring 1
Since the energy can be stored in step 1, it is not necessary to use an electrolytic capacitor. Therefore, in this example, a non-electrolytic capacitor can be used for the smoothing capacitor 53 and the auxiliary capacitor 55, and the life of the power generator 10 and the electric device 1 using the same can be greatly extended.
It can be used for a long time without any trouble. Further, since the non-electrolytic capacitor has little deterioration, there is no problem of disposal, and even in the case of disposal, there is hardly any problem of environmental pollution since members involving chemical changes are hardly used.
【0020】発電装置10に戻って、本例の発電装置1
0の構成をさらに詳しく説明する。本例の発電装置10
は、太陽光を集光して作動容器21に照射し、作動容器
21の温度を制御する集光システム40を備えている。
本例の集光システム40は、複数の集光レンズ41が並
んで配置されており、レンズ毎にそれぞれ異なる入射角
度の太陽光49を作動容器21の底部に設けられた吸熱
部45に集光できるようになっている。さらに、集光レ
ンズ41が集光可能な入射角度は離散的に設定されてお
り、太陽の位置が変化するに連れて、その太陽からの入
射角度に合致した集光レンズ41によって吸熱部45に
断続的に太陽光が集光され、他のレンズ41からの光は
反射部44によって反射され作動容器21には熱が伝わ
らないようになっている。Returning to the power generator 10, the power generator 1 of this embodiment
0 will be described in more detail. Power generation device 10 of this example
Is provided with a light condensing system 40 that condenses sunlight and irradiates it to the working container 21 to control the temperature of the working container 21.
In the light collecting system 40 of this example, a plurality of light collecting lenses 41 are arranged side by side, and the sunlight 49 having different incident angles for each lens is condensed on a heat absorbing portion 45 provided at the bottom of the working container 21. I can do it. Furthermore, the incident angle at which the condenser lens 41 can collect light is set discretely, and as the position of the sun changes, the condenser lens 41 that matches the incident angle from the sun changes the heat absorption part 45. The sunlight is intermittently condensed, and the light from the other lens 41 is reflected by the reflector 44 so that heat is not transmitted to the working container 21.
【0021】従って、本例の電気機器である時計装置1
を公園などの太陽光が随時照射される場所に設置した
り、あるいは車などに搭載して移動すると、集光システ
ム40によって断続的に吸熱部45に太陽光が集光さ
れ、作動容器21が断続的に加温される。加温されると
作動容器21の内部の作動流体の圧力が上昇して膨張
し、一方、太陽光が当たらなくなると作動容器21から
熱が放出されるので作動流体の圧力が減少して収縮す
る。従って、本例の作動容器21は断続的に膨張収縮を
繰り返す。このため、作動容器21に連結された変動レ
バー23が膨張収縮によって上下に変動し、変動レバー
23の両側に設けられた駆動歯22aおよび22bによ
って伝達用の歯車30、31および32が駆動されゼン
マイ11が巻き上げられ、ゼンマイ11にエネルギーが
蓄積される。Accordingly, the timepiece device 1 which is the electric device of the present embodiment.
When the camera is installed in a place such as a park where sunlight is radiated as needed, or is mounted on a car and moved, the sunlight is intermittently condensed to the heat absorbing portion 45 by the condensing system 40, and the working container 21 is Heated intermittently. When heated, the pressure of the working fluid inside the working vessel 21 rises and expands. On the other hand, when sunlight stops being applied, heat is released from the working vessel 21 and the working fluid pressure decreases and contracts. . Therefore, the working container 21 of this example repeats the expansion and contraction intermittently. For this reason, the fluctuation lever 23 connected to the working container 21 moves up and down due to expansion and contraction, and the transmission gears 30, 31 and 32 are driven by the drive teeth 22a and 22b provided on both sides of the fluctuation lever 23, and the mainspring is rotated. 11 is wound up, and energy is stored in the mainspring 11.
【0022】図3に拡大して示すように、本例の巻上機
構は、変動レバー23の双方向の動きを利用してゼンマ
イ11を巻き上げられるようになっている。このため、
図3(a)に示すように、変動レバー23の図面上の右
側には、下向きに駆動する駆動歯22aが設けられてお
り、これが上向きの歯が設けられた歯車30とかみ合っ
て変動レバー23が下方に変動したときにゼンマイ11
を半時計方向に回転させて巻き上げる。一方、変動レバ
ー23が上方に変動したときは、図3(b)に示すよう
に、ストッパー35によって歯車30は逆転ができない
ようになっているので、変動レバー23が歯車30の歯
の背の部分に押されて左側に向かう。この結果、変動レ
バー23の左側に設けられた上向き駆動歯22bによっ
て、下向きの歯が設けられた歯車31とかみ合う。従っ
て、変動レバー23が上方に変動すると、歯車31が時
計方向に回転し、この動きが図1に示したように、補助
車31aに伝達され、さらに伝達補助車32によって歯
車30の補助車30aに伝達される。このような輪列3
4を経由して変動レバー23の下向きの変動は、歯車3
0の半時計方向の回転運動になり、これによってもゼン
マイ11が巻き上げられる。As shown in FIG. 3 in an enlarged manner, the hoisting mechanism of this embodiment can wind the mainspring 11 by using the bidirectional movement of the fluctuation lever 23. For this reason,
As shown in FIG. 3 (a), a driving tooth 22a that is driven downward is provided on the right side of the fluctuation lever 23 in the drawing, and meshes with a gear 30 provided with upward teeth. Spring 11
Is turned counterclockwise to wind up. On the other hand, when the fluctuation lever 23 fluctuates upward, as shown in FIG. 3B, the gear 30 cannot be reversed by the stopper 35, so that the fluctuation lever 23 It is pushed by the part and goes to the left. As a result, the upward drive teeth 22b provided on the left side of the variable lever 23 mesh with the gear 31 provided with downward teeth. Therefore, when the fluctuation lever 23 moves upward, the gear 31 rotates clockwise, and this movement is transmitted to the auxiliary vehicle 31a as shown in FIG. Is transmitted to Such a train wheel 3
The downward fluctuation of the fluctuation lever 23 via the gear 4
The rotation becomes a counterclockwise rotation of 0, which also winds the mainspring 11.
【0023】また、本例のゼンマイ11は、一方の端1
1aが出力歯車12に接続されており、他方の端11b
が巻上用の歯車30に接続されている。従って、出力歯
車12をゼンマイ11で駆動しながらゼンマイ11を巻
き上げることが可能であり、ゼンマイ11による発電を
中断しないでゼンマイ11にエネルギーを蓄えることが
できる。このため、安定した電力を継続して供給するこ
とが可能であり、この点でも大容量の2次電池が不要で
ある。ゼンマイ11の変わりに重りを巻き上げるなどの
エネルギー蓄積手段を採用することも可能であるが、重
りを巻き上げる間はエネルギーを出力できないので発電
が一時的に停止する。従って、この間の電力を蓄えるた
めの2次電池が必要となる。これに対し、本例のゼンマ
イを用いた発電装置では、ゼンマイにエネルギーが蓄積
されていればこれを用いて常に発電できるので、2次電
池は基本的には不要である。もちろん、電圧の急激な変
動などを考慮して設けておくことも可能である。The mainspring 11 of this embodiment has one end 1
1a is connected to the output gear 12 and the other end 11b
Is connected to a hoisting gear 30. Therefore, the mainspring 11 can be wound while the output gear 12 is driven by the mainspring 11, and energy can be stored in the mainspring 11 without interrupting power generation by the mainspring 11. For this reason, it is possible to continuously supply stable electric power, and in this respect, a large-capacity secondary battery is unnecessary. It is possible to employ energy storage means such as winding a weight in place of the mainspring 11, but during the winding of the weight, energy cannot be output, and power generation is temporarily stopped. Therefore, a secondary battery for storing power during this time is required. On the other hand, in the power generator using the mainspring of the present example, if energy is stored in the mainspring, power can always be generated using the energy, so that a secondary battery is basically unnecessary. Of course, it is also possible to provide them in consideration of a sudden change in voltage or the like.
【0024】さらに、本例の変動レバー23が両方の歯
車30および31のいずれともかみ合わない中立状態を
実現できるように変動レバー23の位置を動かすアクチ
ュエータ39を備えている。このアクチュエータ39
は、バイモルフなどによって動かすことが可能であり、
変動レバー23の上端を動かして両歯車30および31
とかみ合わない状態を実現している。このアクチュエー
タ39も平滑コンデンサ53などの電力を用いて動かさ
れるようになっており、電力が全く無い状態では、変動
レバー23が一方の歯車30あるいは31と接触した状
態になるようになっている。このため、全く電力がない
状態で作動容器21が伸縮するといずれかの歯車30あ
るいは31を介してゼンマイ11が巻かれ、必ず発電が
行われるようになっている。Further, there is provided an actuator 39 for moving the position of the fluctuation lever 23 so that the fluctuation lever 23 of this embodiment can realize a neutral state in which the fluctuation lever 23 does not mesh with either of the gears 30 and 31. This actuator 39
Can be moved by bimorph, etc.
By moving the upper end of the moving lever 23, the two gears 30 and 31 are moved.
A state that does not engage with is realized. The actuator 39 is also operated by using the electric power of the smoothing condenser 53 and the like. When there is no electric power, the variable lever 23 comes into contact with one of the gears 30 or 31. Therefore, when the working container 21 expands and contracts without any electric power, the mainspring 11 is wound through one of the gears 30 or 31 so that power is always generated.
【0025】図4のP−V線図に基づき、本例の発電装
置10における発電サイクルを説明する。図4に示した
第1の状態曲線Aは、作動流体の温度が外界の温度T1
と等しい状態であり、第2の状態曲線Bは、作動流体が
太陽光によって加温され外界より高い温度T2になった
状態を示してある。1気圧(1atm)、温度T1で体
積v1の状態aの作動流体が太陽光によって加温される
と、まず、作動流体の圧力が伝達歯車31を動かせるト
ルクを発生する圧力p1となる状態bまで体積が一定の
状態で圧力だけ上昇する。圧力p1に到達すると一定の
トルクでゼンマイ11を巻き上げることができるので、
圧力p1の状態で体積が膨張し、作動容器21が膨張あ
るいは伸びて変動レバー23および伝達歯車を介してゼ
ンマイ11にエネルギーを注入する。集光システム40
によって太陽光が吸熱部45に集光できなくなると、作
動流体の温度は温度T2に到達した後に低下する。従っ
て、作動流体は、温度T2で圧力p1となる体積v3の
状態cまで膨張し、状態bからcの間に変動レバー23
によって歯車31が駆動され、ゼンマイ11にエネルギ
ーが蓄積される。A power generation cycle in the power generation device 10 of the present embodiment will be described with reference to a PV diagram of FIG. The first state curve A shown in FIG. 4 indicates that the temperature of the working fluid is outside temperature T1.
And the second state curve B indicates a state in which the working fluid is heated by the sunlight to reach a temperature T2 higher than the outside. When the working fluid in the state a having the volume v1 at 1 atm (1 atm) and the temperature T1 is heated by the sunlight, first, the pressure of the working fluid becomes a state b in which the pressure of the working fluid becomes the pressure p1 which generates the torque capable of moving the transmission gear 31. With a constant volume, it increases by pressure. When the pressure reaches p1, the mainspring 11 can be wound up with a constant torque.
The volume expands under the state of the pressure p1, and the working container 21 expands or expands to inject energy into the mainspring 11 via the fluctuation lever 23 and the transmission gear. Light collection system 40
If the sunlight cannot be condensed on the heat absorbing portion 45 due to this, the temperature of the working fluid decreases after reaching the temperature T2. Therefore, the working fluid expands to the state c of volume v3 which becomes the pressure p1 at the temperature T2, and the fluctuation lever 23 moves between the states b and c.
As a result, the gear 31 is driven, and energy is stored in the mainspring 11.
【0026】この状態で変動レバー23の変動が一時的
に停止するので、本例の発電装置10では、アクチュエ
ータ39を用いて変動レバー23を歯車31から開放す
る。この結果、作動流体は圧力がp1から1気圧となる
まで膨張し、温度T2の状態曲線Bにそって体積v4の
状態dに移行する。作動流体の温度がT2から周囲の温
度T1に低下すると、作動流体の圧力は減少し、作動容
器21の内圧は負圧になる。従って、変動レバー23に
は下方の力が発生し、この力が歯車30のトルクと等し
くなる圧力p2まで作動流体の圧力は低下する。圧力p
2の状態eに達すると、変動レバー23が下向きの駆動
歯22aによって歯車30を駆動し、作動容器21は収
縮する。作動流体の温度が外界の温度T1と等しくなる
体積v2の状態fまで圧力p2が一定の状態で作動容器
21は収縮あるいは縮むので、この間、歯車30を介し
てゼンマイ11が巻き上げられゼンマイ11にエネルギ
ーが保存される。In this state, since the fluctuation of the fluctuation lever 23 is temporarily stopped, in the power generator 10 of this embodiment, the fluctuation lever 23 is released from the gear 31 by using the actuator 39. As a result, the working fluid expands from the pressure p1 to 1 atm, and shifts to the state d of the volume v4 along the state curve B at the temperature T2. When the temperature of the working fluid decreases from T2 to the ambient temperature T1, the pressure of the working fluid decreases, and the internal pressure of the working container 21 becomes negative. Accordingly, a downward force is generated on the fluctuation lever 23, and the pressure of the working fluid decreases to a pressure p2 at which this force becomes equal to the torque of the gear 30. Pressure p
When the state e is reached, the fluctuating lever 23 drives the gear 30 by the downward drive teeth 22a, and the working container 21 contracts. The working container 21 contracts or contracts while the pressure p2 is constant until the state f of the volume v2 at which the temperature of the working fluid becomes equal to the temperature T1 of the external environment. Is saved.
【0027】状態fに到達すると、変動レバー23の動
きが一時的に停止するので、本例の発電装置10におい
ては、再び変動レバー23を歯車30から開放する。こ
の結果、作動容器21内の作動液体は、圧力p2から1
気圧まで収縮し、体積v1の状態aに戻る。本例の発電
装置10は、このような発電サイクルを採用することに
より、作動液体が温度T1から温度T2に加温され、再
び冷却される温度変化のサイクルを描き、図4に斜線で
示したような面積abcoおよび面積o’defのエネ
ルギーをゼンマイ11に入力し、蓄積することができ
る。そして、ゼンマイ11に蓄積されたエネルギーによ
って発電機15を駆動し、適当な電力を適当な時に得る
ことができる。When the state f is reached, the movement of the fluctuation lever 23 is temporarily stopped, so that the fluctuation lever 23 is released from the gear 30 again in the power generator 10 of this embodiment. As a result, the working liquid in the working container 21 changes from the pressure p2 to 1
It contracts to atmospheric pressure and returns to the state a of volume v1. The power generation device 10 of the present embodiment adopts such a power generation cycle, and draws a cycle of temperature change in which the working liquid is heated from the temperature T1 to the temperature T2 and is cooled again, and is shown by hatching in FIG. The energy of the area abco and the area o'def can be input to the mainspring 11 and accumulated. Then, the generator 15 is driven by the energy stored in the mainspring 11, and appropriate power can be obtained at an appropriate time.
【0028】このようなサイクルでゼンマイに蓄積でき
るエネルギーUを計算すると以下のようになる。The energy U that can be stored in the mainspring in such a cycle is calculated as follows.
【0029】 U=(p1−1)×(v3−v1)+(1−p2)×(v4−v2) ・・・(1) ここで作動流体がほぼ理想気体に沿った状態変化をする
と仮定し、それぞれの温度における状態曲線AおよびB
が以下で表されるものとする。U = (p1-1) × (v3-v1) + (1-p2) × (v4-v2) (1) Here, it is assumed that the working fluid changes state almost along the ideal gas. And state curves A and B at respective temperatures
Is expressed as follows.
【0030】 pv = A ( T=T1 ) ・・・(2) pv = B ( T=T2 ) ・・・(3) ここで、pは圧力、vは体積(作動容器の容積)、Tは
温度であり、AおよびBは定数である。Pv = A (T = T1) (2) pv = B (T = T2) (3) where p is pressure, v is volume (volume of working vessel), and T is Temperature and A and B are constants.
【0031】従って、(1)式は、p1およびp2を変
数として以下のようになる。Therefore, equation (1) is as follows with p1 and p2 as variables.
【0032】 U=(p1−1)×(B/p1−A)+(1−p2)×(B−A/p2) ・・・(4) 圧力p1およびp2はそれぞれ独立なので、それぞれに
ついて微分してUの最大値を求めると、以下のようにな
る。U = (p1-1) × (B / p1−A) + (1−p2) × (BA / p2) (4) Since the pressures p1 and p2 are independent of each other, differentiation is performed for each of them. Then, the maximum value of U is obtained as follows.
【0033】 Umax = 2×(√A−√B)2 (p1=1/p2=√(B/A)) ・・・(5) このときに変動レバー23にかかる膨張時の負荷Lup
と収縮時の負荷Ldownを比較すると以下のようにな
る。Umax = 2 × (√A−√B) 2 (p1 = 1 / p2 = √ (B / A)) (5) At this time, the load Lup at the time of expansion applied to the fluctuation lever 23
And the load Ldown at the time of contraction are as follows.
【0034】 Lup/Ldown= (p1−1)/(1−p2) = √(B/A) ・・・(6) ここで定数AはBより小さいので(6)式は1より大き
くなる。従って、本例のように作動容器21によって動
かされる変動レバー23の双方向の動きを用いてゼンマ
イ11にエネルギーを注入するサイクルを採用する場合
は、膨張時、すなわち、環境の温度が増加する方向のと
きに変動レバー23に印加される負荷が、収縮時、すな
わち、環境の温度が減少する方向のときに変動レバー2
3に印加される負荷より大きくなるように輪列34を構
成しておくことが望ましい。そして、作動容器21に収
納された流体の種類と、ターゲットとなる温度差とを考
慮して負荷を選択することによりゼンマイ11に蓄積さ
れるエネルギーを最大にでき、作動流体の温度変化によ
るエネルギーを効率良く回収することができる。この作
動流体に発生する温度変化によるエネルギーは本例では
太陽光によって与えられるエネルギーであるが、その他
の単なる室温や水温の変化などであってももちろん良
く、本例の発電装置により環境の時間的な温度差を効率
良くゼンマイに蓄積することができる。Lup / Ldown = (p1-1) / (1-p2) = √ (B / A) (6) Here, since the constant A is smaller than B, the expression (6) is larger than 1. Therefore, when a cycle of injecting energy into the mainspring 11 using the bidirectional movement of the fluctuating lever 23 moved by the working container 21 as in this example is adopted, the expansion time, that is, the direction in which the temperature of the environment increases is used. When the load applied to the fluctuation lever 23 at the time of contraction, that is, when the temperature of the environment decreases, the fluctuation lever 2
It is desirable that the wheel train 34 be configured so as to be larger than the load applied to the wheel train 3. The energy stored in the mainspring 11 can be maximized by selecting the load in consideration of the type of the fluid stored in the working container 21 and the target temperature difference, and the energy due to the temperature change of the working fluid can be reduced. It can be collected efficiently. In this example, the energy due to the temperature change generated in the working fluid is energy provided by sunlight, but may be simply a change in room temperature or water temperature. A large temperature difference can be efficiently accumulated in the mainspring.
【0035】本例の発電装置10においては、変動レバ
ー23の動きが一時的に停止すると歯車30あるいは3
1から開放することにより作動流体がその温度における
大気圧まで膨張あるいは収縮できるようにしてゼンマイ
11へのエネルギーの回収率を高めている。もちろん、
アクチュエータ39を設けずに変動レバー23が歯車3
0あるいは31に拘束された状態でエネルギーを回収す
ることも可能である。この場合は、上記(1)式におい
て、v1=v2およびv3=v4の条件が加わり、発電
サイクルは図4のc点およびf点を対角とする長方形と
なり、Umaxはp2=p1√(B/A)のときに(√
A−√B)2 とほぼ半分になる。従って、アクチュエー
タ39を省略して発電装置の構成は簡易化されるがエネ
ルギーの回収率は若干減少する。In the power generator 10 of this embodiment, when the movement of the fluctuation lever 23 temporarily stops, the gear 30 or 3
Opening from 1 allows the working fluid to expand or contract to atmospheric pressure at that temperature, thereby increasing the energy recovery rate to the spring 11. of course,
Without the actuator 39, the variable lever 23 is moved to the gear 3
It is also possible to recover energy while being constrained to 0 or 31. In this case, in the above equation (1), the conditions of v1 = v2 and v3 = v4 are added, and the power generation cycle becomes a rectangle having the diagonal points c and f in FIG. 4, and Umax is p2 = p1p (B / A) (√
A-√B) It is almost halved to 2 . Therefore, the configuration of the power generation device is simplified by omitting the actuator 39, but the energy recovery rate is slightly reduced.
【0036】一方、変動レバー23の1方向の動きでゼ
ンマイ11を巻き上げることももちろん可能である。図
5に、その一例を示してある。本例の変動レバー23
は、下向きの駆動歯22aのみが設けられており、板バ
ネ26によって伝達歯車30に駆動歯22aが押しつけ
られている。従って、変動レバー23が上方に動くとき
は駆動歯22aは伝達歯車30とかみ合わず、変動レバ
ー23はほぼ自由に上方に動く。一方、太陽光の角度が
変わり太陽光が吸熱部45に当たらなくなると作動容器
21が収縮し、変動レバー23が下方に引っ張られる。
このときは、駆動歯22aと伝達歯車30がかみ合うの
でゼンマイ11が巻き上げられ、エネルギーが蓄積され
る。このように、駆動歯22aが1方向に設けられてい
る変動レバー23を採用した発電装置においては、図4
に示したサイクルo’defにほぼ沿ってエネルギーを
回収することができる。回収できるエネルギーの最大値
Umaxはp2=√(A/B)のときに(√A−√B)
2 と式(5)のほぼ半分であり、開放せずに温度変化に
よる双方向の動きを捉えてエネルギーを蓄積した場合と
同じ程度になる。このような1方向でゼンマイ11を巻
き上げる発電装置は構造が簡易であり、コンパクトにで
き、また、安価に提供できる。さらに、変動レバー23
の動きを開放せずに温度変化による双方向の動きを捉え
る装置とほぼ同じ量のエネルギーを蓄積できるので小型
の発電装置や電気機器に適している。On the other hand, it is of course possible to wind the mainspring 11 by moving the fluctuation lever 23 in one direction. FIG. 5 shows an example. Fluctuating lever 23 of this example
Is provided with only downward drive teeth 22 a, and the drive teeth 22 a are pressed against the transmission gear 30 by the leaf spring 26. Therefore, when the fluctuation lever 23 moves upward, the drive teeth 22a do not mesh with the transmission gear 30, and the fluctuation lever 23 moves almost freely upward. On the other hand, when the angle of the sunlight changes and the sunlight does not hit the heat absorbing portion 45, the working container 21 contracts, and the fluctuation lever 23 is pulled downward.
At this time, since the drive teeth 22a and the transmission gear 30 mesh with each other, the mainspring 11 is wound up, and energy is accumulated. As described above, in the power generating apparatus employing the variable lever 23 in which the driving teeth 22a are provided in one direction, FIG.
Can be recovered substantially along the cycle o'def shown in FIG. The maximum value Umax of recoverable energy is (は A-√B) when p2 = √ (A / B).
2 and almost half of equation (5), which is about the same as the case where energy is accumulated by capturing bidirectional movement due to temperature change without opening. Such a power generator that winds the mainspring 11 in one direction has a simple structure, can be made compact, and can be provided at low cost. Furthermore, the fluctuation lever 23
It can accumulate almost the same amount of energy as a device that captures bidirectional motion due to temperature changes without releasing the motion of the device, making it suitable for small power generation devices and electrical equipment.
【0037】〔第2の実施の形態〕温度変化を変動レバ
ーの運動エネルギーに変換する方法は上記に限定されな
いことはもちろんである。図6に、その一例として作動
流体を密閉した作動容器の代わりに温度によって形状が
変化する形状記憶合金からなる板バネ25を用いてあ
る。この形状記憶合金製のバネ25には、集光レンズ4
7および複数のスリット46aが形成されたマスク板4
6を用いた集光システム40によって太陽光49が断続
的に照射されるようになっている。なお、本図には、ゼ
ンマイ11にエネルギーを蓄積する部分のみを示してあ
り、発電機などの構成は図1に示した発電装置と同様で
あるので省略してある。また、本図には、上記の第1の
実施の形態の図5に相当する温度変化による変動レバー
23の一方向の動きを捉えてゼンマイ11にエネルギー
を蓄積する構成を例示しているが、図1と同様に双方向
の動きを捉えてゼンマイ11にエネルギーを蓄積する構
成を採用することももちろん可能である。[Second Embodiment] The method of converting the temperature change into the kinetic energy of the fluctuating lever is not limited to the above. In FIG. 6, as an example, a leaf spring 25 made of a shape memory alloy whose shape changes depending on temperature is used instead of a working container in which a working fluid is sealed. The spring 25 made of a shape memory alloy has a focusing lens 4
7 and mask plate 4 formed with a plurality of slits 46a
The sunlight 49 is intermittently radiated by the light condensing system 40 using 6. In this figure, only a portion for storing energy in the mainspring 11 is shown, and the configuration of the generator and the like is omitted because it is the same as that of the power generator shown in FIG. In addition, FIG. 5 illustrates a configuration in which energy in the mainspring 11 is stored by capturing one-way movement of the fluctuation lever 23 due to a temperature change corresponding to FIG. 5 of the first embodiment, As in FIG. 1, it is of course possible to adopt a configuration in which energy is stored in the mainspring 11 by capturing a bidirectional movement.
【0038】このような発電装置においても、太陽光の
向きが時間的に変動することを利用して形状記憶合金製
のバネ25に断続的に太陽光が照射され加温される。従
って、形状記憶合金25の温度が変動し、例えば、図面
の上下方向に変動を繰り返す。この結果、形状記憶合金
製のバネ25に連結された変動レバー23が上記と同様
に上下に動き、この動きを用いてゼンマイ11を巻き上
げることが可能である。本例の変動レバー23は、下向
きの駆動歯22aのみが設けられており、板バネ26に
よって伝達歯車30に駆動歯22aが押しつけられてい
る。従って、変動レバー23が上方に動くときは駆動歯
22aは伝達歯車30とかみ合わず、変動レバー23は
ほぼ自由に上方に動く。一方、太陽光の角度が変わりマ
スク板46に遮られると形状記憶合金製のバネ25が下
方に動き、変動レバー23が下方に引っ張られる。この
ときは、駆動歯22aと伝達歯車30がかみ合うのでゼ
ンマイ11が巻き上げられ、エネルギーが蓄積される。
形状記憶合金製のバネ25は、本例のような板バネに限
定されるものではなく、コイル状のバネなど適当な弾性
力を発揮できる形状であれば良い。Also in such a power generation device, the spring 25 made of a shape memory alloy is intermittently irradiated with sunlight by using the fact that the direction of sunlight changes with time, and is heated. Therefore, the temperature of the shape memory alloy 25 fluctuates, and for example, fluctuates in the vertical direction in the drawing. As a result, the fluctuation lever 23 connected to the shape memory alloy spring 25 moves up and down in the same manner as described above, and it is possible to wind up the mainspring 11 using this movement. The variable lever 23 of this example is provided with only downward drive teeth 22a, and the drive teeth 22a are pressed against the transmission gear 30 by the leaf spring 26. Therefore, when the fluctuation lever 23 moves upward, the drive teeth 22a do not mesh with the transmission gear 30, and the fluctuation lever 23 moves almost freely upward. On the other hand, when the angle of sunlight changes and is blocked by the mask plate 46, the shape memory alloy spring 25 moves downward, and the variation lever 23 is pulled downward. At this time, since the drive teeth 22a and the transmission gear 30 mesh with each other, the mainspring 11 is wound up, and energy is accumulated.
The spring 25 made of a shape memory alloy is not limited to a leaf spring as in this embodiment, but may be any shape such as a coiled spring that can exert an appropriate elastic force.
【0039】図7に、所定の温度を境にして第1の安定
位置X1と、これと異なる第2の安定位置X2の2つの
安定位置を持った形状記憶合金製のバネ25を作動部と
して採用した発電装置の動作を示してある。なお、本例
では、簡単のために形状記憶合金製のバネ25は、温度
変化に係わらず低温側と高温側で一定のバネ定数k1お
よびk2を備えているものとする。上記の第1の実施の
形態の説明において図4に基づき述べたように、形状記
憶合金製のバネ25を用いた発電装置においても、温度
変化の1方向でゼンマイにエネルギーを供給するケース
(第1のケース)と、温度変化の双方向でゼンマイにエ
ネルギーを供給するケース(第2のケース)と、さら
に、バネ25の変位が停止したときに変動レバー23を
開放してその温度における平衡な位置(安定位置X1お
よびX2)まで変位させてエネルギーを回収するケース
(第3のケース)が考えられる。FIG. 7 shows a shape memory alloy spring 25 having two stable positions, a first stable position X1 and a second stable position X2 different from the first stable position X1 at a predetermined temperature as a working part. The operation of the adopted power generator is shown. In this example, for the sake of simplicity, it is assumed that the spring 25 made of a shape memory alloy has constant spring constants k1 and k2 on the low temperature side and the high temperature side regardless of the temperature change. As described with reference to FIG. 4 in the description of the first embodiment, even in a power generator using a spring 25 made of a shape memory alloy, a case for supplying energy to the mainspring in one direction of temperature change (the Case 1), a case for supplying energy to the mainspring in both directions of temperature change (second case), and furthermore, when the displacement of the spring 25 is stopped, the fluctuation lever 23 is opened to balance the temperature. A case (third case) in which energy is recovered by displacing to a position (stable positions X1 and X2) is conceivable.
【0040】安定位置まで変動レバー23を開放する第
3のケースにおいては、図7に示したように、形状記憶
合金製のバネ25の低温側における変位−力曲線Cと、
高温側における変位−力曲線Dに沿って変位する。ま
ず、低温の安定点X1の点aの状態で温度が所定の値を
越えるとバネ25の安定点がX2に移動する。従って、
点aは安定点X2に対し変位しているので力が発生し、
輪列を介してゼンマイ11を巻き上げる力F1が得られ
る点bに達すると一定のトルクでゼンマイ11を巻き上
げる。変位X4となる点cに達するとトルクが不足する
のでゼンマイ11の巻き上げを停止する。この段階で、
第3のケースでは、変位レバー23を開放するので、バ
ネ25は、第2の安定点X2(点d)まで変位する。一
方、温度が下がって所定の値以下になると、安定点が第
1の安定点X1に移動するので、第2の安定点X2で力
が発生し、ゼンマイ11を巻き上げられる力F2になる
点eにたっすると一定のトルクでゼンマイ11を巻き上
げる。そして、トルクが不足する点f(変位X3)に達
するとゼンマイ11の巻き上げが止まるので、再び変位
レバー23を開放し、第1の安定点a(変位X1)に移
動する。本例の発電装置においては、第3のケースにお
いてこのような発電サイクルが描かれるので、図7に斜
線で示したような面積abcoおよび面積o’defの
エネルギーをゼンマイ11に入力し、蓄積することがで
きる。そして、ゼンマイ11に蓄積されたエネルギーに
よって発電機15を駆動し、適当な電力を適当な時に得
ることができる。In the third case in which the fluctuation lever 23 is opened to the stable position, as shown in FIG. 7, the displacement-force curve C on the low temperature side of the spring 25 made of a shape memory alloy,
It displaces along the displacement-force curve D on the high temperature side. First, when the temperature exceeds a predetermined value in the state of the point a of the low-temperature stable point X1, the stable point of the spring 25 moves to X2. Therefore,
Since the point a is displaced with respect to the stable point X2, a force is generated,
When reaching a point b at which a force F1 for winding the mainspring 11 through the wheel train is obtained, the mainspring 11 is hoisted with a constant torque. When the point c, at which the displacement X4 is reached, the torque is insufficient, and the winding of the mainspring 11 is stopped. At this stage,
In the third case, since the displacement lever 23 is released, the spring 25 is displaced to the second stable point X2 (point d). On the other hand, when the temperature falls to a predetermined value or less, the stable point moves to the first stable point X1, so that a force is generated at the second stable point X2, and the point e becomes a force F2 for winding up the mainspring 11. Then, the mainspring 11 is wound up with a constant torque. When the torque reaches a point f (displacement X3) at which the torque is insufficient, the winding of the mainspring 11 stops, so that the displacement lever 23 is released again and moves to the first stable point a (displacement X1). In the power generation device of the present example, such a power generation cycle is drawn in the third case, so that the energy of the area abco and the area o'def shown by oblique lines in FIG. be able to. Then, the generator 15 is driven by the energy stored in the mainspring 11, and appropriate power can be obtained at an appropriate time.
【0041】このようなサイクルでゼンマイに蓄積でき
るエネルギーUを計算すると以下のようになる。The energy U that can be stored in the mainspring in such a cycle is calculated as follows.
【0042】 U=|F1×(X4−X1)|+|F2×(X2−X3)|・・・(7) ここで形状記憶合金のバネ25が同じバネ定数kで変位
するとすると、それぞれの温度における変位−力曲線C
およびDが以下で表される。U = | F1 × (X4-X1) | + | F2 × (X2-X3) | (7) Here, assuming that the spring 25 of the shape memory alloy is displaced with the same spring constant k, Displacement-force curve C at temperature
And D are represented below.
【0043】 F = k1・X1−k1・x ・・・(8) F = k2・X2−k2・x ・・・(9) ここで、Fは力、xは変位である。F = k1 · X1−k1 · x (8) F = k2 · X2−k2 · x (9) where F is a force and x is a displacement.
【0044】従って、(7)式は、F1およびF2を変
数として以下のようになる。Therefore, the equation (7) becomes as follows using F1 and F2 as variables.
【0045】 U=F1(X2−F1/k2−X1)−F2(X2−X1+F2/k1) =F1(X2−X1)−F12 /k2−F2(X2−X1)−F22 /k1 ・・・(10) 力F1およびF2はそれぞれ独立なので、それぞれにつ
いて微分してUの最大値を求めると、以下のようにな
る。U = F1 (X2-F1 / k2-X1) -F2 (X2-X1 + F2 / k1) = F1 (X2-X1) -F1 2 / k2-F2 (X2-X1) -F2 2 / k1 (10) Since the forces F1 and F2 are independent of each other, differentiating them to obtain the maximum value of U gives the following.
【0046】 Umax = k1/4(X2−X1)2 +k2/4(X2−X1)2 F1= k2(X2−X1)/2=k2・X2−k2・(X1+X2)/2 F2=−k1(X2−X1)/2=k1・X1−k1・(X1+X2)/2 ・・・(11) 従って、上記の形状記憶合金を用いたバネのように2つ
の安定点X1およびX2を備えているバネを用いた場合
は、変動レバー23に印加される負荷が2つの安定点X
1およびX2の中間点の負荷となるように輪列34を構
成しておくことにより、環境の温度変化によるエネルギ
ーを効率良く回収することができる。この中間点の負荷
は、安定点X1およびX2における力の半分に相当す
る。Umax = k1 / 4 (X2-X1) 2 + k2 / 4 (X2-X1) 2 F1 = k2 (X2-X1) / 2 = k2 · X2-k2 · (X1 + X2) / 2 F2 = −k1 ( X2−X1) / 2 = k1 · X1−k1 · (X1 + X2) / 2 (11) Accordingly, a spring having two stable points X1 and X2 like the spring using the shape memory alloy described above. Is used, the load applied to the fluctuation lever 23 is two stable points X
By configuring the wheel train 34 so as to provide a load at the midpoint between 1 and X2, it is possible to efficiently collect energy due to environmental temperature changes. This midpoint load corresponds to half the force at the stable points X1 and X2.
【0047】また、低温側のバネ定数k1と高温側のバ
ネ定数k2が等しいバネ25によって変動レバー23を
駆動し、この変動レバー23の双方向の動きを用いてゼ
ンマイ11にエネルギーを注入するサイクルを採用する
場合は、環境の温度が増加する方向のときに変動レバー
23に印加される負荷と、環境の温度が減少する方向の
ときに変動レバー23に印加される負荷がほぼ等しくな
るように輪列34を構成しておくことにより、環境の温
度変化によるエネルギーを効率良く回収することができ
る。A cycle in which the variable lever 23 is driven by a spring 25 having the same spring constant k1 on the low temperature side and the same spring constant k2 on the high temperature side, and energy is injected into the mainspring 11 using the bidirectional movement of the variable lever 23. Is adopted, the load applied to the fluctuation lever 23 when the temperature of the environment increases is substantially equal to the load applied to the fluctuation lever 23 when the temperature of the environment decreases. By configuring the wheel train 34, energy due to environmental temperature changes can be efficiently collected.
【0048】上記の第3のケースでは、変動レバー23
の動きが一時的に停止すると歯車30あるいは31から
開放することにより安定位置までバネを変位してゼンマ
イ11へのエネルギーの回収率を高めているが、第2の
ケースのようにアクチュエータ39を設けずに変動レバ
ー23が歯車30あるいは31に拘束された状態でエネ
ルギーを回収するとも可能である。この場合は、上記
(7)式において、 U=|F1×(X4−X3)|+|F2×(X4−X3)|・・・(12) となり、発電サイクルは図7に一点鎖線で示したc’点
(変位X4’)およびff’点(変位X3’)を対角と
する長方形となる。従って、k1=k2およびF1=−
F2のときのUmaxおよびそのときのF1、F2は以
下のようになる。In the third case, the moving lever 23
When the movement of the spring temporarily stops, the spring is displaced to a stable position by releasing the gear 30 or 31 to increase the energy recovery rate to the mainspring 11, but an actuator 39 is provided as in the second case. Instead, it is also possible to recover energy in a state where the fluctuating lever 23 is restrained by the gear 30 or 31. In this case, in the above equation (7), U = | F1 × (X4-X3) | + | F2 × (X4-X3) | (12), and the power generation cycle is indicated by a dashed line in FIG. The rectangle becomes a diagonal point c ′ (displacement X4 ′) and point ff ′ (displacement X3 ′). Therefore, k1 = k2 and F1 = −
Umax at the time of F2 and F1 and F2 at that time are as follows.
【0049】 Umax = k1/4(X2−X1)2 F1= k1(X2−X1)/4 F2=−k1(X2−X1)/4 ・・・(13) 従って、安定点X1およびX2の中間点の半分の負荷を
変動レバー23にかけることが望ましく、アクチュエー
タ39を省略して発電装置の構成は簡易化されるがエネ
ルギーの回収率は若干減少する。Umax = k1 / 4 (X2−X1) 2 F1 = k1 (X2−X1) / 4 F2 = −k1 (X2−X1) / 4 (13) Therefore, an intermediate point between the stable points X1 and X2. It is desirable that half of the load be applied to the fluctuation lever 23, and the configuration of the power generator is simplified by omitting the actuator 39, but the energy recovery rate is slightly reduced.
【0050】一方、駆動歯22aが1方向に設けられて
いる変動レバー23を採用した発電装置においては、図
7に示したサイクルo’defにほぼ沿ってエネルギー
を回収することができる。回収できるエネルギーの最大
値UmaxとF2は以下のようになる。On the other hand, in a power generating apparatus employing the variable lever 23 having the driving teeth 22a provided in one direction, energy can be recovered substantially along the cycle o'def shown in FIG. The maximum values Umax and F2 of the recoverable energy are as follows.
【0051】 Umax = k1/4(X2−X1)2 F2=−k1(X2−X1)/2=k1・X1−k1・(X1+X2)/2 ・・・(14) 従って、安定点X1およびX2の中間点の負荷が変動レ
バー23にかかるように輪列を構成することにより高い
エネルギーをゼンマイ11に蓄積することができる。ま
た、この1方向の動きを取られた簡単な構成の発電装置
でも、開放せずに温度変化による双方向の動きを捉えて
エネルギーを蓄積した場合と同じ程度のエネルギーを蓄
積できるので、小型の発電装置や電気機器に適してい
る。Umax = k1 / 4 (X2−X1) 2 F2 = −k1 (X2−X1) / 2 = k1 · X1−k1 · (X1 + X2) / 2 (14) Therefore, the stable points X1 and X2 A high energy can be stored in the mainspring 11 by configuring the wheel train so that the load at the intermediate point of (1) is applied to the fluctuation lever 23. In addition, even a power generator having a simple configuration in which the movement in one direction is taken can store as much energy as in the case where energy is stored by capturing a two-way movement due to a temperature change without opening. Suitable for power generators and electrical equipment.
【0052】以上のように、図1、図5および図6に示
した発電装置10においては、温度変化という自然エネ
ルギーをいったんゼンマイに蓄積して、このゼンマイに
よって発電機を駆動して発電を行うようにしている。ゼ
ンマイは、一定の巻上トルク以上の力があれば巻き上げ
ることが可能であり、その巻き上げるために要したエネ
ルギーを作動容器の膨張・収縮速度や形状記憶合金の変
位速度の大小にかかわらず蓄えることができる。従っ
て、温度変化の速度が非常に遅く、それによってもたら
される自然エネルギーの密度が低くとも、伝達歯車3
0、31、32などの輪列を用いて作動容器あるいは形
状記憶合金が発生できる力で回せるトルクでゼンマイが
巻き上がられるようにしてあるので、密度の低い自然エ
ネルギーをゼンマイに蓄えることが可能である。そし
て、ゼンマイは巻き上げる速度とは無関係にエネルギー
を蓄えることができるので、巻上速度を管理するような
機構も不要であり、非常に簡易な機構で自然エネルギー
を回収することができる。本例においては、ゼンマイに
蓄えられたエネルギーの浪費を防止したり、あるいは、
エネルギーの回収率を高めるために幾つかのアクチュエ
ータを用いているが、もちろん、これらのアクチュエー
タがなくとも自然エネルギーを回収することができる。
さらに、これらのアクチュエータはゼンマイにエネルギ
ーがある状態で使用できれば良いものであって、発電を
開始する、あるいはゼンマイへのエネルギー回収をスタ
ートするために必要なものではない。従って、ゼンマイ
に全くエネルギーが保存されていない状態であっても自
然エネルギーを確実にゼンマイに回収することができ
る。As described above, in the power generator 10 shown in FIGS. 1, 5 and 6, natural energy called temperature change is temporarily stored in the mainspring, and the generator is driven by the mainspring to generate power. Like that. The mainspring is capable of hoisting as long as it has a force equal to or higher than a certain hoisting torque, and stores the energy required for hoisting regardless of the expansion / contraction speed of the working vessel or the displacement speed of the shape memory alloy. Can be. Therefore, even if the speed of the temperature change is very low and the density of the natural energy provided thereby is low, the transmission gear 3
Using a train of 0, 31, 32, etc., the spring can be wound up with a torque that can be turned by the force that can generate the working container or shape memory alloy, so natural energy with low density can be stored in the spring. It is. Since the mainspring can store energy irrespective of the winding speed, a mechanism for controlling the winding speed is not required, and natural energy can be recovered by a very simple mechanism. In this example, the energy stored in the mainspring is prevented from being wasted, or
Although some actuators are used to increase the energy recovery rate, it is needless to say that natural energy can be recovered without these actuators.
Further, these actuators are only required to be used in a state where the mainspring has energy, and are not necessary for starting power generation or starting recovery of energy to the mainspring. Therefore, even when no energy is stored in the mainspring, natural energy can be reliably recovered in the mainspring.
【0053】さらに、先に説明したように、ゼンマイか
らはほぼ一定のトルクの力を長時間にわたって供給でき
るので、発電機を所定の出力で長時間にわたり駆動させ
ることができる。このため、温度変化などの自然エネル
ギーの密度が大幅に変動する場合であっても、ほぼ一定
の発電量を確保することができる。このように、本例の
発電装置に採用しているゼンマイは自然エネルギーを蓄
積し、さらに、発電用の放出する蓄積手段として非常に
適しており、自然エネルギーをゼンマイにいったん蓄積
して発電することにより、自然エネルギーを効率よく、
そして安定して利用できる。また、本例では、温度の時
間的な変化として現れる自然エネルギーを回収できるよ
うにしてあるが、これ以外の自然エネルギーをゼンマイ
を用いて回収することももちろん可能である。Further, as described above, since a substantially constant torque can be supplied from the mainspring for a long time, the generator can be driven at a predetermined output for a long time. For this reason, even when the density of natural energy fluctuates greatly due to a temperature change or the like, a substantially constant power generation amount can be secured. As described above, the mainspring used in the power generation device of this example accumulates natural energy, and is also very suitable as a storage means for discharging for power generation. By using natural energy efficiently,
And it can be used stably. Further, in this example, natural energy appearing as a temporal change in temperature can be recovered, but it is of course possible to recover other natural energy using a mainspring.
【0054】〔第3の実施の形態〕図8には、ゼーベッ
ク効果を利用した熱電変換ユニット27を用いた発電装
置10および電気機器1の例を示してある。本例の発電
装置10においては、熱電変換ユニット27の温接点側
27aに集光システム40を用いて太陽光49を照射し
て、室温となっている冷接点側27bとの間に温度差を
設け、この温度差で熱電変換ユニット27から電力が取
り出せるようにしている。さらに、熱電変換ユニット2
7から得られた電力によってモータ37を駆動し、輪列
34を介してゼンマイ11を巻き上げる。ゼンマイ11
は輪列13によって発電機15を接続され、一定のトル
クで発電機15を回転させて発電を行う。本例の電気機
器も、発電機15の出力を制御する電力制御部5を備え
ており、ゼンマイ11に蓄積されたエネルギーをより効
率よく利用できるようになっている。なお、上述した温
度変化を用いた発電装置10あるいは電力制御部5と共
通する部分は、同じ機能を備えたものを採用できるの
で、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。[Third Embodiment] FIG. 8 shows an example of a power generator 10 and an electric apparatus 1 using a thermoelectric conversion unit 27 utilizing the Seebeck effect. In the power generation device 10 of the present example, sunlight 49 is radiated to the hot junction side 27a of the thermoelectric conversion unit 27 using the light condensing system 40, and the temperature difference between the hot junction side 27b and the cold junction side 27b at room temperature is reduced. The electric power can be taken out from the thermoelectric conversion unit 27 by this temperature difference. Furthermore, the thermoelectric conversion unit 2
The motor 37 is driven by the electric power obtained from the motor 7 to wind up the mainspring 11 via the train wheel 34. Spring 11
Is connected to a generator 15 by a train 13 and generates power by rotating the generator 15 with a constant torque. The electric device of the present example also includes the power control unit 5 that controls the output of the generator 15, so that the energy stored in the mainspring 11 can be used more efficiently. Note that portions having the same functions as those of the power generation device 10 or the power control unit 5 using the above-described temperature change can be adopted, and thus the same reference numerals are used and detailed description is omitted.
【0055】本例の発電装置10においても、温度差と
して現れる自然エネルギーをいったんゼンマイ11に蓄
えることにより、密度が薄く、変動の激しい自然エネル
ギーを発電に都合の良い質を持ったエネルギーとして取
り出すことができる。Also in the power generator 10 of this embodiment, natural energy appearing as a temperature difference is temporarily stored in the mainspring 11 so that natural energy having a low density and high fluctuation can be extracted as energy having a quality convenient for power generation. Can be.
【0056】さらに、本例の発電装置10においては、
ゼンマイ11を巻き上げる輪列34に手巻き用の治具3
8がついており、太陽光が得られないときや、ゼンマイ
11が解けてしまったときなどにはユーザが手やバッテ
リー駆動のモータなどの治具を用いてゼンマイを巻いて
電力が得られるようになっている。従って、災害の時の
ように確実に電力が欲しい状況であっても、本例の発電
装置10を用いることにより、電池切れを気にすること
なく時計やラジオ、あるいは通信装置などの機能を備え
た動作部2を使用することができる。Further, in the power generator 10 of this embodiment,
A jig 3 for manual winding on a train wheel 34 for winding up the mainspring 11
8 so that when sunlight cannot be obtained or when the mainspring 11 is unwound, the user can wind the mainspring using a jig such as a hand or a battery-driven motor to obtain power. Has become. Therefore, even in a situation where electric power is surely required, such as at the time of a disaster, by using the power generator 10 of the present example, functions such as a clock, a radio, and a communication device can be provided without worrying about running out of batteries. Operating section 2 can be used.
【0057】〔第4の実施の形態〕図9および図10に
は、太陽電池28と風車29を自然エネルギーの入力手
段として用いた発電装置10と、これを用いた電気機器
である照明装置1の例を示してある。本例の発電装置1
0は、図10に示してあるように、太陽電池28によっ
て発電された電力でモータ37を駆動してゼンマイ11
を巻き上げるようにしてあり太陽光のエネルギーをゼン
マイ11に蓄積できる。一方、風車29は、風力として
得られる自然エネルギーを用いてゼンマイ11を巻き上
げ、そのエネルギーをゼンマイ11に蓄積することがで
きる。ゼンマイ11は、巻き上げ速度には関係なく巻き
上げられた変位によってエネルギーを蓄積できるので、
風車29のように回転速度の早い入力手段からも簡単に
エネルギーを入力することができる。このように、ゼン
マイには運動速度が異なる媒体から簡単にエネルギーを
注入できるので、エネルギーを回収可能な流体の運動は
風に限定されることはなく、川や潮汐などの水の流れで
ゼンマイを巻き上げることが可能であり、また、潮力を
波の上下動を介してゼンマイのエネルギーとして蓄積す
ることも可能である。そして、上記と同様のゼンマイか
ら出力されるエネルギーによって所定の電力を得ること
ができる。Fourth Embodiment FIGS. 9 and 10 show a power generator 10 using a solar cell 28 and a windmill 29 as natural energy input means, and a lighting device 1 as an electric device using the same. Is shown. Power generation device 1 of this example
0, the motor 37 is driven by the electric power generated by the solar cell 28 as shown in FIG.
So that the energy of the sunlight can be stored in the mainspring 11. On the other hand, the wind turbine 29 can wind up the mainspring 11 using natural energy obtained as wind power and accumulate the energy in the mainspring 11. Since the mainspring 11 can accumulate energy by the displaced winding regardless of the winding speed,
Energy can be easily input from input means having a high rotation speed, such as the windmill 29. As described above, energy can be easily injected into the mainspring from a medium having a different movement speed, so that the movement of the fluid capable of recovering energy is not limited to the wind, and the mainspring is moved by a flow of water such as a river or tide. It is possible to wind up, and it is also possible to store the tidal power as spring energy through the vertical movement of waves. Then, a predetermined power can be obtained by the same energy output from the mainspring as described above.
【0058】図9および図10に示した発電装置10
は、さらに、太陽電池28と風車29という2種類の自
然エネルギーを捉える手段を備えており、自然エネルギ
ーのばらつきを平滑化してより確実にゼンマイ11にエ
ネルギーを蓄積できるようにしている。本例の照明装置
1は、公園などの照明に適したものであり、上部には太
陽電池28が設置され、風がなくとも太陽光が照射され
ると発電を行い、そのエネルギーでゼンマイ11を巻け
るようになっている。一方、装置1の前方には風車29
が設けられており、尾部の羽60によって照明装置1が
旋回し、風車29が風上を向くようになっている。従っ
て、風が吹けば夜間であっても発電が行われ、ゼンマイ
11にエネルギーが蓄積される。そして、照明装置1の
4方にはライト62が装着されており、ゼンマイ11の
出力側に接続された発電機15によって発電された電力
でライト62が点灯し、公園を照明できるようになって
いる。本例の電力制御部5は、光センサーなどによって
昼間であることを検出すると、図1に示したブレーキ5
6によって発電機15の回転を停止してゼンマイ11の
エネルギーの浪費を防止している。そして、夜間になる
と、ブレーキ56を開放して発電機15を昼間にゼンマ
イ11に蓄積されたエネルギーを用いて回し、一定の電
力をライト62に供給できるようになっている。The power generator 10 shown in FIGS. 9 and 10
Has a means for capturing two types of natural energy, ie, a solar cell 28 and a windmill 29, and smoothes the variation in natural energy so that energy can be more reliably stored in the mainspring 11. The lighting device 1 of the present example is suitable for lighting a park or the like. A solar cell 28 is installed at an upper portion, and generates electricity when sunlight is irradiated without wind, and the energy of the spring 11 is generated by the energy. It can be rolled up. On the other hand, a windmill 29
The lighting device 1 is turned by the tail wings 60, and the windmill 29 faces upwind. Therefore, when the wind blows, power is generated even at night, and energy is stored in the mainspring 11. Lights 62 are mounted on four sides of the lighting device 1, and the lights 62 are turned on by the power generated by the generator 15 connected to the output side of the mainspring 11, so that the park can be illuminated. I have. When the power control unit 5 of the present example detects that it is daytime by an optical sensor or the like, the brake 5 shown in FIG.
The rotation of the generator 15 is stopped by 6 to prevent the energy of the mainspring 11 from being wasted. Then, at night, the brake 56 is released and the generator 15 is turned in the daytime using the energy stored in the mainspring 11, so that a constant amount of power can be supplied to the light 62.
【0059】このように、自然エネルギーをいったんゼ
ンマイに蓄積して発電を行うことにより、密度が低く、
変動の激しい自然エネルギーを定常的に発電を行うのに
適したエネルギーとして得ることができる。さらに、ゼ
ンマイにエネルギーを入力する際は、変位の速度に影響
されず低速でも確実にエネルギーを蓄積することができ
るので、簡単な機構で密度の薄い自然エネルギーを回収
できる。また、ゼンマイからはいつも一定のトルクを発
生させることができるので、発電機を一定速度で回転さ
せることは容易であり、複雑な制御を行わなくとも高い
発電効率が得られる。とくに夜間の照明などのように消
費電力がほぼ一定している場合は、ゼンマイの出力も一
定になるので回転制御などは不要である。また、発電機
は本例のように回転式のものに限定されず、圧電体を用
いた発電機などであってもゼンマイに蓄積されたエネル
ギーを用いて発電を行うことができる。このような発電
装置を用いて、上述した街灯、非常灯、庭園灯などの照
明や時計に限らず、車に搭載した電子温度計、高度計、
方位計、さらに、通信機器や携帯型の情報処理装置など
に対して電力を供給することが可能であり、いつでも何
処でも性能を発揮できる電気機器を提供することができ
る。As described above, once the natural energy is stored in the mainspring to generate power, the density is low,
Natural energy that fluctuates greatly can be obtained as energy suitable for constantly generating power. Further, when energy is input to the mainspring, the energy can be reliably stored even at a low speed without being affected by the speed of displacement, so that natural energy having a low density can be recovered by a simple mechanism. In addition, since a constant torque can always be generated from the mainspring, it is easy to rotate the generator at a constant speed, and high power generation efficiency can be obtained without performing complicated control. In particular, when the power consumption is almost constant, such as at nighttime illumination, the output of the mainspring becomes constant, so that rotation control or the like is unnecessary. Further, the generator is not limited to the rotary type as in this example, and even a generator using a piezoelectric body or the like can generate power using energy stored in the mainspring. Using such a power generation device, not only the above-mentioned street lights, emergency lights, garden lights and other lighting and clocks, but also electronic thermometers, altimeters,
It is possible to supply electric power to a compass, a communication device, a portable information processing device, and the like, and it is possible to provide an electric device capable of exhibiting performance anytime and anywhere.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、エネルギー密度が低く、さらに、エネルギー密度の
変動が激しい自然エネルギーを効率良く発電のためにゼ
ンマイに自然エネルギーをいったん蓄積して利用してい
る。従って、本発明により、温度変化、温度差、太陽
光、風力、潮力、水力などの様々な自然エネルギーを電
気機器の動力源として用いることができる発電装置およ
び本発明の発電機能を内蔵した電気機器を提供すること
が可能である。さらに、エネルギーを蓄積する手段とし
てメカニカル的なゼンマイを用いているので、大容量の
2次電池を必要とせずに長時間にわたって一定の電力を
供給することができ、さらに、劣化や廃棄といった問題
の少ない発電装置および電気機器を提供できる。そし
て、本発明の発電装置および電気機器においては、いつ
でも何処でも時計などの動作部に必要な電力を確保で
き、動作部の機能を発揮させることができる。As described above, according to the present invention, natural energy having a low energy density and fluctuating energy density is temporarily stored and used in the mainspring for efficient power generation. ing. Therefore, according to the present invention, a power generation device capable of using various natural energies such as temperature change, temperature difference, sunlight, wind power, tidal power, and hydraulic power as a power source of an electric device, and an electric power device having a built-in power generation function of the present invention. Equipment can be provided. Further, since a mechanical spring is used as a means for storing energy, a constant power can be supplied for a long time without requiring a large-capacity secondary battery. It is possible to provide a small number of power generation devices and electric devices. In the power generator and the electric device according to the present invention, the power required for the operation unit such as a clock can be secured anytime and anywhere, and the function of the operation unit can be exhibited.
【図1】本発明の発電装置および電気機器の概略構成を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power generation device and electric equipment of the present invention.
【図2】ゼンマイのトルク特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a torque characteristic of a mainspring.
【図3】図1に示す発電装置の変動レバーの駆動状態を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a driving state of a fluctuating lever of the power generation device shown in FIG.
【図4】図1に示す発電装置のサイクルを示すグラフで
ある。FIG. 4 is a graph showing a cycle of the power generator shown in FIG.
【図5】図1に示した発電装置と異なる本発明に係る発
電装置であり、変動レバーの1方向の動きでゼンマイを
巻き上げる例である。FIG. 5 is a power generation device according to the present invention, which is different from the power generation device shown in FIG. 1, and is an example in which a mainspring is wound up by a movement of a fluctuation lever in one direction.
【図6】本発明に係る形状記憶合金を用いてゼンマイを
巻き上げる発電装置の例である。FIG. 6 is an example of a power generator for winding a mainspring using the shape memory alloy according to the present invention.
【図7】図6に示す発電装置のサイクルを示すグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing a cycle of the power generator shown in FIG.
【図8】本発明に係る温度差を用いてゼンマイを巻き上
げる発電装置の例である。FIG. 8 is an example of a power generator for winding a mainspring using a temperature difference according to the present invention.
【図9】本発明に係る太陽電池と風車を用いてゼンマイ
を巻き上げる発電装置の外観を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the external appearance of a power generator for winding a mainspring using a solar cell and a windmill according to the present invention.
【図10】図9に示した発電装置の構成を示すブロック
図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the power generation device shown in FIG.
1・・電気機器 2・・動作部 5・・電力制御部 10・・発電装置 11・・ゼンマイ 12・・出力歯車 13・・輪列 15・・発電機 16・・ロータ 16a・・フライホイール 17・・ステータ 21・・作動液体を内蔵した作動容器 22・・駆動歯 23・・変動レバー 25・・形状記憶合金 27・・熱電変換ユニット 28・・太陽電池 29・・風車 30、31、32・・伝達歯車 34・・伝達用の輪列 35・・ストッパー 37・・モータ 38・・手巻き用治具 39・・変動レバーの開放用アクチュエータ 40・・集光システム 41、47・・レンズ 45・・吸熱部 46・・マスク板 46a・・スリット 51・・電力消費部 52・・整流部 53・・平滑コンデンサ 54・・昇降圧回路 55・・補助コンデンサ 1, electric equipment 2, operating part 5, power control part 10, power generation device 11, spring 12, output gear 13, wheel train 15, generator 16, rotor 16a, flywheel 17 ··· Stator 21 ··· Working vessel with built-in working liquid 22 ··· Drive teeth 23 ··· Variable lever 25 ··· Shape memory alloy 27 ··· Thermoelectric conversion unit 28 ··· Solar cell 29 ··· Windmills 30, 31, 32 ·・ Transmission gear 34 ・ ・ Transmission gear train 35 ・ ・ Stopper 37 ・ ・ Motor 38 ・ ・ Hand-wound jig 39 ・ ・ Actuator for opening the variable lever 40 ・ ・ Condensing system 41, 47 ・ ・ Lens 45 ・Heat absorbing part 46 Mask plate 46a Slit 51 Power consuming part 52 Rectifying part 53 Smoothing capacitor 54 Buck-boost circuit 55 Auxiliary capacitor
Claims (24)
差を用いて巻き上げる巻上手段と、前記ゼンマイにより
駆動される発電機とを有することを特徴とする発電装
置。1. A power generator, comprising: a mainspring; hoisting means for winding the mainspring using a temperature difference of an environment; and a generator driven by the mainspring.
記環境の時間的な温度差によって体積または長さが増減
する変動部と、この変動部の動きで前記ゼンマイを巻き
上げる伝達部とを備えていることを特徴とする発電装
置。2. The hoisting device according to claim 1, wherein the hoisting means includes: a fluctuating section whose volume or length increases or decreases due to a temporal temperature difference of the environment; and a transmission section that winds up the mainspring by movement of the fluctuating section. A power generator, comprising:
変動部の1方向の変化を捉えて前記ゼンマイを巻き上げ
ることを特徴とする発電装置。3. The power generator according to claim 2, wherein the transmission unit winds the mainspring by detecting a change in one direction of the fluctuation unit.
変動部の双方向の変化を捉えて前記ゼンマイを巻き上げ
ることを特徴とする発電装置。4. The power generator according to claim 2, wherein the transmission unit captures a bidirectional change of the fluctuation unit and winds up the mainspring.
変動部の第1の方向の変化を捉えて前記ゼンマイを巻き
上げた後、前記変動部を開放し、さらに、前記変動部の
第2の方向の変化を捉えて前記ゼンマイを巻き上げるこ
とを特徴とする発電装置。5. The moving part according to claim 4, wherein the transmitting part catches a change in the first direction of the moving part, winds up the mainspring, opens the moving part, and further releases the second part of the moving part. A power generator that winds up the mainspring by detecting a change in the direction of the power spring.
境の時間的な温度差によって膨張・収縮を行う気体が充
填された作動部を備えており、前記伝達部は前記環境の
温度が増加する方向のときに前記作動部に印加される負
荷が、前記環境の温度が減少する方向のときに前記作動
部に印加される負荷より大きくなるように設定されてい
ることを特徴する発電装置。6. The apparatus according to claim 5, wherein the changing unit includes an operating unit filled with a gas that expands and contracts according to a temporal temperature difference of the environment, and the transmitting unit increases the temperature of the environment. The power generation device is characterized in that the load applied to the operating part in the direction of the power generation is set to be larger than the load applied to the operating part in the direction of the decrease in the temperature of the environment.
境の時間的な温度差によって変位の方向が異なる作動部
を備えており、前記環境の温度が増加する方向のとき
と、前記環境の温度が減少する方向のときに前記伝達部
から前記作動部に印加される負荷がほぼ等しいことを特
徴する発電装置。7. The apparatus according to claim 5, wherein the changing unit includes an operating unit having a different direction of displacement depending on a temporal temperature difference of the environment, and when the temperature of the environment increases and when the temperature of the environment increases. A power generator, wherein loads applied from the transmission unit to the operating unit when the temperature decreases are substantially equal.
境の時間的な温度差によって膨張・収縮を行う気体が充
填された作動部を備えていることを特徴とする発電装
置。8. The power generator according to claim 2, wherein the variable unit includes an operating unit filled with a gas that expands and contracts according to a temporal temperature difference of the environment.
境の時間的な温度差によって形状が変化する形状記憶部
材を備えていることを特徴とする発電装置。9. The power generation apparatus according to claim 2, wherein the changing unit includes a shape memory member whose shape changes according to a temporal temperature difference of the environment.
定の温度を境に異なった第1および第2の安定位置を持
つ形状記憶部材のバネを作動部として備えており、前記
第1および第2の安定位置の中間位置で前記作動部に発
生する負荷が前記伝達部から前記作動部に印加されるこ
とを特徴とする発電装置。10. The moving part according to claim 3, wherein the changing part includes, as an operating part, a spring of a shape memory member having first and second stable positions different from each other at a predetermined temperature. A power generator, wherein a load generated in the operating section at an intermediate position between the second stable positions is applied from the transmitting section to the operating section.
定の温度を境に異なった第1および第2の安定位置を持
つ形状記憶部材のバネを作動部として備えており、前記
第1および第2の安定位置の中間位置で前記作動部に発
生する作動力のほぼ1/2の負荷が前記伝達部から前記
作動部に印加されることを特徴とする発電装置。11. The variation unit according to claim 4, wherein the variation unit includes, as an operation unit, a spring of a shape memory member having first and second stable positions different from each other at a predetermined temperature. A power generator, wherein a load approximately half the operating force generated in the operating section at an intermediate position between the second stable positions is applied from the transmitting section to the operating section.
定の温度を境に異なった第1および第2の安定位置を持
つ形状記憶部材のバネを作動部として備えており、前記
第1および第2の安定位置の中間位置で前記作動部に発
生する負荷が前記伝達部から前記作動部に印加されるこ
とを特徴とする発電装置。12. The moving part according to claim 5, wherein the changing part includes a spring of a shape memory member having first and second stable positions different from each other at a predetermined temperature as an operating part. A power generator, wherein a load generated in the operating section at an intermediate position between the second stable positions is applied from the transmitting section to the operating section.
光を集光する集光手段を有することを特徴とする発電装
置。13. The power generation device according to claim 2, further comprising a light condensing unit that condenses sunlight on the fluctuation unit.
は、太陽の動きによって前記変動部に対する集光量を変
化できることを特徴とする発電装置。14. The power generator according to claim 13, wherein the light condensing means can change the amount of light condensed on the fluctuating portion by the movement of the sun.
は、複数の集光レンズを備えていること特徴とする発電
装置。15. The power generator according to claim 14, wherein the light collecting means includes a plurality of light collecting lenses.
は、複数のスリットを備えていることを特徴とする発電
装置。16. The power generator according to claim 14, wherein the light collecting means includes a plurality of slits.
前記環境の場所的な温度差によって発電を行う熱電変換
手段と、この熱電変換手段からの電力によって前記ゼン
マイを巻き上げる伝達部とを備えていることを特徴とす
る発電装置。17. The method according to claim 1, wherein the hoisting means comprises:
A power generator, comprising: a thermoelectric conversion unit that generates electric power based on a local temperature difference of the environment; and a transmission unit that winds up the mainspring by electric power from the thermoelectric conversion unit.
段の温接点側を太陽光を用いて加温する手段を有するこ
とを特徴とする発電装置。18. The power generation apparatus according to claim 17, further comprising means for heating the hot junction side of said thermoelectric conversion means using sunlight.
イを前記太陽電池からの電力によって巻き上げる巻上手
段と、前記ゼンマイにより駆動される発電機とを有する
ことを特徴とする発電装置。19. A power generation apparatus comprising: a solar cell; a mainspring; hoisting means for winding the mainspring by electric power from the solar cell; and a generator driven by the mainspring.
動エネルギーを用いて巻き上げる巻上手段と、前記ゼン
マイにより駆動される発電機とを有することを特徴とす
る発電装置。20. A power generator comprising: a mainspring; hoisting means for winding the mainspring using kinetic energy of a fluid; and a generator driven by the mainspring.
において、前記ゼンマイは一方の側が巻上側で、他方の
側が出力側であり、前記発電機を駆動しながら前記巻上
手段によって前記ゼンマイを巻き上げることが可能であ
ることを特徴とする発電装置。21. The mainspring according to claim 1, wherein one side of the mainspring is a winding side and the other side is an output side, and the mainspring is driven by the hoisting means while driving the generator. A power generator characterized in that it can be wound up.
において、前記ゼンマイを人為的に巻き上げる手段を有
することを特徴とする発電装置。22. The power generator according to claim 1, further comprising means for artificially winding the mainspring.
において、前記発電機から出力された電力を整流する整
流手段を有し、この整流手段の平滑用コンデンサは非電
解質タイプであることを特徴とする発電装置。23. The method according to claim 1, further comprising rectifying means for rectifying power output from the generator, wherein a smoothing capacitor of the rectifying means is a non-electrolyte type. Power generator.
に記載の発電装置と、この発電装置から供給された電力
によって動作する動作部とを有することを特徴とする電
気機器。24. An electric apparatus, comprising: the power generator according to claim 1, and an operating unit that operates by electric power supplied from the power generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16500396A JPH1014265A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Generators and electrical equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16500396A JPH1014265A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Generators and electrical equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014265A true JPH1014265A (en) | 1998-01-16 |
Family
ID=15804003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16500396A Withdrawn JPH1014265A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Generators and electrical equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1014265A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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