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図面 (16)

課題

径方向、軸方向が小さくなる軸流式の水車からなる発電手段を配設させることで、小型化を可能とした発電装置およびその発電装置付自動水栓装置を実現する。

解決手段

給水源から吐水口にかけての水路6に設けられ、この水路6の流水により水車31を回転させて発電する発電手段30を備える発電装置において、発電手段30は、水車31と、水車31に固設された永久磁石34と、この永久磁石34の回転により起電力を発生するステータコイル40とから構成され、水車31は、永久磁石34と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部32aを有するとともに、この羽根部32aが永久磁石34の内側を流れる水流により回転されるように構成した。これにより、発電装置およびその発電装置付自動水栓装置の小型化ができる。

概要

背景

従来、この種の発電装置では、フランシス型水車を用いた発電手段を備えた装置が知られている。このフランシス型水車は、円盤状の背板回転軸を貫通させて、その背板の下面に5枚の羽根部が放射状に突設され、この羽根部よりも上方に離れた部位に永久磁石を固設させたものであって、水路を流れる水流が水車の外周方向から回転軸に直行するように水路中に配設されている。

そして、水路に水流が起こると、この水流が羽根部にあたり水車が回転する。水車の回転に伴い永久磁石も回転することにより永久磁石から磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイル電流が流れ発電が行われるものである(例えば、特許文献1参照。)。
特許第3028554号公報

概要

径方向、軸方向が小さくなる軸流式の水車からなる発電手段を配設させることで、小型化を可能とした発電装置およびその発電装置付自動水栓装置を実現する。給水源から吐水口にかけての水路6に設けられ、この水路6の流水により水車31を回転させて発電する発電手段30を備える発電装置において、発電手段30は、水車31と、水車31に固設された永久磁石34と、この永久磁石34の回転により起電力を発生するステータコイル40とから構成され、水車31は、永久磁石34と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部32aを有するとともに、この羽根部32aが永久磁石34の内側を流れる水流により回転されるように構成した。これにより、発電装置およびその発電装置付自動水栓装置の小型化ができる。

目的

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、径方向、軸方向が小さくなる軸流式の水車からなる発電手段を配設させることで、小型化を可能とした発電装置およびその発電装置付自動水栓装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
17件

この技術が所属する分野

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請求項1

供給源から吐出口にかけて流体流通する流路(6)に設けられ、前記流路(6)の流通により水車(31)を回転させて発電する発電手段(30)を備える発電装置において、前記発電手段(30)は、前記水車(31)と、前記水車(31)に固設された永久磁石(34)と、前記永久磁石(34)の回転により起電力を発生するステータコイル(40)とから構成され、前記水車(31)は、前記永久磁石(34)と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部(32a)を有するとともに、前記羽根部(32a)が前記永久磁石(34)の内側を流れる流体の流通により回転されるように構成したことを特徴とする発電装置。

請求項2

前記永久磁石(34)は、略円筒状に形成され、かつ前記羽根部(32a)の外周側に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の発電装置。

請求項3

前記水車(31)は、前記羽根部(32a)と前記永久磁石(34)とが一体成形で形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発電装置。

請求項4

前記羽根部(32a)は、前記水車(31)の回転軸(33)の外側に放射状に形成され、かつ少なくとも複数個形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の発電装置。

請求項5

前記羽根部(32a)の上流には、流体の流速を高めるための噴流口(4)が少なくとも複数個設けられ、前記羽根部(32a)は、前記噴流口(4)からの噴流を受けて回転するように形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の発電装置。

請求項6

前記噴流口(4)は、噴流する流体が前記水車(31)の軸方向に向けて流路(6)内を旋回するように形成されたことを特徴とする請求項5に記載の発電装置。

請求項7

前記ステータコイル(40)は、前記永久磁石(34)の軸方向に離隔した状態で配設されたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の発電装置。

請求項8

給水源から吐水口にかけての水路(6)を形成するボディー(1、2、2a)と、前記水路(6)を開閉する電磁弁(27)と、前記水路(6)の流水により水車(31)を回転させて発電する発電手段(30)と、前記発電手段(30)からの発電された電力を蓄えるとともに、電源を構成する蓄電手段(52)と、前記蓄電手段(52)から給電され人体や物を検知する検知手段(46)、および手動操作により給水、止水指令をする操作手段(47)の少なくとも一方と、前記検知手段(46)からの検知信号および前記操作手段(47)からの操作信号に基づいて、前記電磁弁(27)を開閉制御して吐水口における給水、止水を制御する制御手段(50)とを備える発電装置付自動水栓装置において、少なくとも前記ボディー(1、2、2a)、前記電磁弁(27)、前記発電手段(30)、前記蓄電手段(52)、および前記制御手段(50)が蛇口先端部(44、45)内に配設されたことを特徴とする発電装置付自動水栓装置。

請求項9

前記蛇口先端部(44、45)内には、前記検知手段(46)が配設されたことを特徴とする請求項8に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項10

前記蓄電手段(52)をバックアップするための電池手段(53)が設けられ、前記蛇口先端部(44、45)内には、前記電池手段(53)が配設されたことを特徴とする請求項8に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項11

前記蛇口先端部(44、45)内には、前記操作手段(47)が配設されたことを特徴とする請求項8に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項12

前記発電手段(30)は、前記水車(31)と、前記水車(31)に固設された永久磁石(34)と、前記永久磁石(34)の回転により起電力を発生するステータコイル(40)とから構成され、前記水車(31)は、前記永久磁石(34)と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部(32a)を有するとともに、前記羽根部(32a)が前記永久磁石(34)の内側を流れる水流により回転されるように構成したことを特徴とする請求項8ないし請求項11のいずれか一項に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項13

前記永久磁石(34)は、略円筒状に形成され、かつ前記羽根部(32a)の外周側に配設されたことを特徴とする請求項12に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項14

前記水車(31)は、前記羽根部(32a)と前記永久磁石(34)とが一体成形で形成されたことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項15

前記羽根部(32a)は、前記水車(31)の回転軸(33)の外側に放射状に形成され、かつ少なくとも複数個形成されたことを特徴とする請求項12ないし請求項14のいずれか一項に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項16

前記羽根部(32a)の上流には、水流の流速を高めるための噴流口(4)が少なくとも複数個設けられ、前記羽根部(32a)は、前記噴流口(4)からの噴流を受けて回転するように形成されたことを特徴とする請求項12ないし請求項15のいずれか一項に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項17

前記噴流口(4)は、噴流する水流が前記水車(31)の軸方向に向けて水路内を旋回するように形成されたことを特徴とする請求項16に記載の発電装置付自動水栓装置。

請求項18

前記ステータコイル(40)は、前記永久磁石(34)の軸方向に離隔した状態で配設されたことを特徴とする請求項12ないし請求項17のいずれか一項に記載の発電装置付自動水栓装置。

技術分野

0001

本発明は、水道水などの流体流通により水車を回転して発電を行なう発電装置およびその発電装置付自動水栓装置に関するものであり、特に、軸流式の水車を用いた発電手段の構造に関するものである。

背景技術

0002

従来、この種の発電装置では、フランシス型の水車を用いた発電手段を備えた装置が知られている。このフランシス型水車は、円盤状の背板回転軸を貫通させて、その背板の下面に5枚の羽根部が放射状に突設され、この羽根部よりも上方に離れた部位に永久磁石を固設させたものであって、水路を流れる水流が水車の外周方向から回転軸に直行するように水路中に配設されている。

0003

そして、水路に水流が起こると、この水流が羽根部にあたり水車が回転する。水車の回転に伴い永久磁石も回転することにより永久磁石から磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイル電流が流れ発電が行われるものである(例えば、特許文献1参照。)。
特許第3028554号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、水車の外周方向から水流を羽根部にあてるように構成させることで、発電手段の径方向体格が大きくなるとともに、回転軸の軸方向の一方に羽根部を、もう一方に永久磁石を配設させることで水車の軸方向の長さが長くなる。従って、上記特許文献1のような発電装置は径方向、軸方向ともに体格が大きくなってしまう。また、水路の流れの中で、特に、この種の水車において、羽根部の個所で水平方向から一旦下方に水流の向きを変え、さらに垂直方向から水平方向に向きを変えることで、さらに体格が大きくなってしまう問題がある。

0005

また、近年、高齢者対応や、炊事作業の利便性の向上、節水および節電などのニーズから、発電装置付自動水栓装置が一般住宅キッチン洗面所などの水栓要望されるようになっている。特に、キッチンや洗面所などにおいては、上記特許文献1のように体格が大きいと設置場所が限定されるとともに、水栓に至るまでの接続配管が複雑、かつ設置工事も大掛かりとなって自動水栓装置の普及が阻害される原因となっている。

0006

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、径方向、軸方向が小さくなる軸流式の水車からなる発電手段を配設させることで、小型化を可能とした発電装置およびその発電装置付自動水栓装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記、目的を達成するために、請求項1ないし請求項18に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、供給源から吐出口にかけて流体が流通する流路(6)に設けられ、この流路(6)の流通により水車(31)を回転させて発電する発電手段(30)を備える発電装置において、
発電手段(30)は、水車(31)と、水車(31)に固設された永久磁石(34)と、この永久磁石(34)の回転により起電力を発生するステータコイル(40)とから構成され、水車(31)は、永久磁石(34)と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部(32a)を有するとともに、この羽根部(32a)が永久磁石(34)の内側を流れる流体の流通により回転されるように構成したことを特徴としている。

0008

請求項1に記載の発明によれば、従来のフランシス型の水車においては、水車の外周方向から流体を羽根部にあてるように構成させることで、発電手段(30)の径方向の体格が大きくなる。しかも、水車の回転軸の下方に羽根部を、上方に永久磁石(34)を離隔して固設させることで水車の軸方向の長さが長くなることで、発電手段(30)の軸方向の体格も大きくなってしまう。

0009

そこで、本発明では、水車(31)の羽根部(32a)を径方向が小さくできる軸流式にし、かつ羽根部(32a)が永久磁石(34)の内側、つまり、軸方向に流れる流体の流通により回転されるように構成したことにより、永久磁石(34)を羽根部(32a)と離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車(31)の径方向および軸方向を小さくすることができることで、発電手段(30)の小型化が図れる。

0010

請求項2に記載の発明では、永久磁石(34)は、略円筒状に形成され、かつ羽根部(32a)の外周側に配設されたことを特徴としている。請求項2に記載の発明によれば、具体的には、羽根部(32a)の外周側に永久磁石(34)を配設させたことにより、水車(31)の軸方向の長さを短くできることで軸方向の体格が小さくできる。

0011

請求項3に記載の発明では、水車(31)は、羽根部(32a)と永久磁石(34)とが一体成形で形成されたことを特徴としている。請求項3に記載の発明によれば、水車(31)の径方向がより小さくすることができることで発電手段(30)の小型化が図れる。

0012

請求項4に記載の発明では、羽根部(32a)は、水車(31)の回転軸(33)の外側に放射状に形成され、かつ少なくとも複数個形成されたことを特徴としている。請求項4に記載の発明によれば、羽根部(32a)を回転軸(33)の外側に複数個形成したことにより、水車(31)の軸方向に流れる流体の流通によるエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。

0013

請求項5に記載の発明では、羽根部(32a)の上流には、流体の流速を高めるための噴流口(4)が少なくとも複数個設けられ、羽根部(32a)は、噴流口(4)からの噴流を受けて回転するように形成されたことを特徴としている。請求項5に記載の発明によれば、羽根部(32a)にあてる流体の流速を高めることにより、低流量の流通であっても高効率の発電電力を得ることができる。

0014

請求項6に記載の発明では、噴流口(4)は、噴流する流体の流通が水車(31)の軸方向に向けて流路(6)内を旋回するように形成されたことを特徴としている。請求項6に記載の発明によれば、例えば、噴流口(4)を傾斜させることで羽根部(32a)にあたる流体が旋回されるようになる。そして、旋回された流体を羽根部(32a)にあてることにより、低流量の流通であっても高効率の発電電力を得ることができる。

0015

請求項7に記載の発明では、ステータコイル(40)は、永久磁石(34)の軸方向側に離隔した状態で配設されたことを特徴としている。請求項7に記載の発明によれば、ステータコイル(40)を永久磁石(34)の軸方向側、つまり、流路(6)と平行に設けることにより、永久磁石(34)の径方向の外側に配設するよりも径方向の体格をより小さくすることができる。

0016

請求項8に記載の発明では、給水源から吐水口にかけての水路(6)を形成するボディー(1、2、2a)と、水路(6)を開閉する電磁弁(27)と、水路(6)の流水により水車(31)を回転させて発電する発電手段(30)と、この発電手段(30)からの発電された電力を蓄えるとともに、電源を構成する蓄電手段(52)と、蓄電手段(52)から給電され人体や物を検知する検知手段(46)、および手動操作により給水、止水指令をする操作手段(47)の少なくとも一方と、検知手段(46)からの検知信号および操作手段(47)からの操作信号に基づいて、電磁弁(27)を開閉制御して吐水口における給水、止水を制御する制御手段(50)とを備える発電装置付自動水栓装置において、
少なくともボディー(1、2、2a)、電磁弁(27)、発電手段(30)、蓄電手段(52)、および制御手段(50)が蛇口先端部(44、45)内に配設されたことを特徴としている。

0017

請求項8に記載の発明によれば、自動水栓装置の各種構成部品を蛇口先端部(44、45)内に配設したことにより、従来が、ボディー(1、2、2a)、電磁弁(27)および発電手段(30)と、蓄電手段(52)および制御手段(50)とを別体もしくは一体に設けてシンク下に設置していた自動水栓装置よりも設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。さらに、シンク下への設置空間が不要となる。

0018

請求項9に記載の発明では、蛇口先端部(44、45)内には、検知手段(46)を配設したことを特徴としている。請求項9に記載の発明によれば、上記請求項8に挙げた構成部品の他に、検知手段(46)を蛇口先端部(44、45)内に配設したことにより、上述の請求項8よりも、特に、電気系統の設置工事がより簡素化できる。従って、自動水栓装置の普及の促進が図れる。

0019

請求項10に記載の発明では、蓄電手段(52)をバックアップするための電池手段(53)が設けられ、蛇口先端部(44、45)内には、電池手段(53)を配設したことを特徴としている。請求項10に記載の発明によれば、この種の電池手段(53)は、従来が単三型、単四型の乾電池などを用いていたものを、例えば、ボタン型の乾電池を用いて、蛇口先端部(44、45)に配設したことにより、装置がより小型化にできるとともに、シンク下に配置されていた従来よりも電池交換の作業性が向上する。

0020

また、乾電池の他に、直接商用電源より電源を取り入れる方式や、商用電源(AC100V)からDC電源に変換するDCアダプターを用いて電源を取り入れる方式のものと比較して、電気系統の設置工事を不要とするこができる。

0021

請求項11に記載の発明では、蛇口先端部(44、45)内には、操作手段(47)を配設したことを特徴としている。請求項11に記載の発明によれば、操作手段(47)を配設したことにより、蓄電手段(52)に蓄電電力不足して検知手段(46)が検知していないときにも手動により強制的に給水、止水の操作ができるとともに、蓄電手段(52)に蓄電ができる。

0022

請求項12に記載の発明では、発電手段(30)は、水車(31)と、この水車(31)に固設された永久磁石(34)と、この永久磁石(34)の回転により起電力を発生するステータコイル(40)とから構成され、水車(31)は、永久磁石(34)と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部(32a)を有するとともに、この羽根部(32a)が永久磁石(34)の内側を流れる水流により回転されるように構成したことを特徴としている。

0023

請求項12に記載の発明によれば、上述した請求項1と同様に、永久磁石(34)を羽根部(32a)と離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車(31)の径方向および軸方向を小さくすることができるため発電手段(30)の小型化が図れる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0024

請求項13に記載の発明では、永久磁石(34)は、略円筒状に形成され、かつ羽根部(32a)の外周側に配設されたことを特徴としている。請求項13に記載の発明によれば、上述した請求項2と同様に、水車(31)の軸方向の長さを短くできることで軸方向の体格が小さくできる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0025

請求項14に記載の発明では、水車(31)は、羽根部(32a)と永久磁石(34)とが一体成形で形成されたことを特徴としている。請求項14に記載の発明によれば、上述した請求項3と同様に、水車(31)の径方向がより小さくすることができることで、発電手段(30)の小型化が図れる。

0026

請求項15に記載の発明では、羽根部(32a)は、水車(31)の回転軸(33)の外側に放射状に形成され、かつ少なくとも複数個形成されたことを特徴としている。請求項15に記載の発明によれば、上述した請求項4と同様に、水車(31)の軸方向に流れる水流のエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0027

請求項16に記載の発明では、羽根部(32a)の上流には、水流の流速を高めるための噴流口(4)が少なくとも複数個設けられ、羽根部(32a)は、噴流口(4)からの噴流を受けて回転するように形成されたことを特徴としている。請求項16に記載の発明によれば、上述した請求項5と同様に、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0028

請求項17に記載の発明では、噴流口(4)は、噴流する水流が水車(31)の軸方向に向けて水路(6)内を旋回するように形成されたことを特徴としている。請求項17に記載の発明によれば、上述した請求項6と同様に、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0029

請求項18に記載の発明では、ステータコイル(40)は、永久磁石(34)の軸方向側に離隔した状態で配設されたことを特徴としている。請求項18に記載の発明によれば、上述した請求項7と同様に、ステータコイル(40)を永久磁石(34)の径方向の外側に配設するよりも径方向の体格をより小さくすることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

0030

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

発明を実施するための最良の形態

0031

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図1ないし図3に基づいて説明する。図1は、本発明の発電装置を適用した自動水栓給水装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の給水装置は、台所流し台や洗面所の洗面器などの給水に用いるものであり、水栓(図示せず)が設置される洗面台もしくは流し台などのシンク下に給水装置を配設させて、電動にて給水および止水ができるとともに給水時に発電できるようになっている。

0032

図1に示すように、給水装置は、青銅鋳物、または樹脂材料(例えば、PPSなど)よりなるボディー1、2が図示しないボルトなどの締結部材により連結固定され、ボディー2には、流入口3、噴流口である流出口4およびこれらを連通する水路6(図中に一点鎖線で示す)と後述する水車31の回転軸33を支持する軸穴5が形成されている。

0033

この水路6の途中にはダイヤフラム式主弁7がボディー1、2の間に挟持されている。この主弁7にはダイヤフラムプレート8がダイヤフラムホルダ9にて固設されている。また、主弁7は弁座10に着座可能であるとともに、バネ11により着座方向に付勢されている。また、流入口3の上流側には、30メッシュ程度の図示しないフィルタが設けられている。これは水路6に大きなごみが流れて弁座10に噛みこんで、弁シール不良などを起こすのを防止するためである。合成樹脂製のダイヤフラムプレート8には、水路6と後述する主室12とを貫通するオリフィス孔8aが複数個貫通状態にて形成されている。

0034

また、噴流口である流出口4は、下流側に設けられる後述する水車31にあてる水流の流速を高めるとともに、その水流が水車31の軸方向に対して旋回するように構成されている。因みに、本実施形態では、軸穴5を中心として外側の円周方向に複数(例えば、2〜4個)の小孔(例えば、φ2〜3ミリ程度)を形成するとともに、これらの小孔が斜め(例えば、45°程度)に傾けて形成されている。

0035

次に、主室12は、主弁7にて区画形成され、この主室12はダイヤフラムプレート8のオリフィス孔8aにて、主弁7の上流側水路6と連通している。また、主室12はボディー2に形成された通路15を介して副室16に連通され、副室16は通路17を介して流出口4と連通している。

0036

そして、通路15と通路17とを開閉するための電磁弁27が配設されている。この電磁弁27は、副室16内に円柱状の可動コア18が設けられ、可動コア18の先端面が通路17の開口面に着座して通路17を閉塞し得るようになっている。また、可動コア18の後端面は僅かに隙間して固定コア19が対向配置されている。この固定コア19はコイル20内に固定され、コイル20はヨーク21、第1リング22、環状磁石23、第2リング24を介してボディー1に固定されている。

0037

環状磁石23は板厚方向に着磁されている。さらに、コイル20、リング22、24、環状磁石23の内孔を貫通するように円筒状シリンダ25が設けられ、その内部に固定コア19が挿入されるとともに、可動コア18が軸線方向に移動可能に挿入されている。また、可動コア18と固定コア19との間には圧縮コイルバネ26が介在され、可動コア18を着座方向に付勢している。なお、電磁弁27は図示しない電気制御装置から開閉信号を受けて制御される。

0038

次に、本発明の要部である発電装置である発電手段30について説明する。本実施形態の発電手段30は、水路6を流れる水流を当てて回転する水車31、水車に固設された永久磁石34、および永久磁石34の回転により起電力を発生するステータコイル40から構成され、ボディー2の流出口4に図示しない締結部材により連結固定されている。

0039

水車31は、図2(a)および図2(b)に示すように、軸流式の水車31であり、ポリアセタール製の水車本体32にステンレス鋼製の回転軸33が貫通した状態で固定されている。そして、水車本体32には、流出口4からの水流をあてるための複数個(例えば、4枚)の羽根部32aが回転軸33の外側に放射状に設け、本実施形態では、上述した流出口4の傾き(例えば、45°程度)に応じた傾き角(例えば、30から45°程度)を有するものである。これにより、流出口4からの水流が水車31の軸方向に対して旋回する水量のエネルギーをあて易いように形成したものである。

0040

また、水車31の一端には、羽根部32aの外側に円周が帯状外筒部32bおよび突起部32cが形成されている。そして、この外筒部32bおよび突起部32cの端面に当接するように略円筒形状からなる永久磁石34が固設されている。従って、流出口4からの水流が外筒部32bおよび永久磁石34の内側を流れるように構成させている。なお、この永久磁石34は、水車31の円周方向にN、S極が交互に着磁されている。

0041

また、図1に示すように、水車31の回転軸33の下端部は支持部材35に固設されたテフロン登録商標系樹脂よりなるラジアル軸受36にて支持されるとともに、上端部はボディー2に形成された軸孔5に枢軸されている。そして、水車31、永久磁石34および支持部材35を覆うようにステンレス鋼の薄板よりなるケース37が設けられている。

0042

さらに、永久磁石34の外周側におけるケース37に接するように軟磁性材料よりなるヨーク38がボディー2に図示しない締結部材にて固定され、ヨーク38の内部にはステータコイル40を巻装したコイルボビン41が装着されている。このステータコイル40は図示しない端子を介して外部の図示しない蓄電手段に接続されている。

0043

なお、ボディー2とケース37とはOリング39にて密閉されている。また、35aは、支持部材35に形成された流出口であり、下流側の水栓(図示せず)に接続される。このように、水車31および永久磁石34は、水路6中を流れる水が直接あたる位置に配置されている。従って、給水時に、流出口4から流れる水流を永久磁石34の内周側に流すことで、羽根部32aに水流を当てて水車31、および永久磁石34を回転させる。

0044

また、流出口35aの下流に設けられる水栓(図示せず)には、人体(例えば、人の手)や物を検知する検知手段である発光素子および受光素子からなる赤外線センサ(図示せず)と、この赤外線センサ(図示せず)からの検知信号に基づいて上述の電磁弁27の開閉を制御する制御手段である電気制御装置(図示せず)とを設けて、水栓の吐水口近傍における人の手などの有無を赤外線センサ(図示せず)によって検知するとともに、電気制御装置により電磁弁27の開閉を制御して、吐水口における給水、止水を制御するように構成されている。

0045

次に、以上の発電手段30を流出口4に構成した給水装置の作動を説明する。図1に示すように、まず、赤外線センサ(図示せず)により人の手の有りが検知されることで電気制御装置(図示せず)により電磁弁27が制御される。つまり、電磁弁27において、可動コア18の閉弁状態においてコイル20に通電しないときには、環状磁石23からの磁束が第2リング24、可動コア18、固定コア19、ヨーク21、第1リング22、環状磁石23の順に流れる。

0046

これにより、可動コア18と固定コア19との間には吸引力が働く。しかし、固定コア19と可動コア18との離反距離が大きいので、これらコア同志の吸引力は弱く、バネ26の付勢力磁気吸引力を上回り、可動コア18は閉弁状態を継続する。

0047

そして、可動コア18の閉弁状態においてコイル20に上記磁束と同方向の磁束が発生する方向(これを正方向と定義する)に電流を流すと環状磁石23による磁気吸引力が増大し、可動コア18はバネ26の付勢力に打ち勝って固定コア19に接近する。そして、一度、可動コア18が固定コア19に接近し始めるとこれらコア18、19間のギャップが小さくなり、磁束吸引力がさらに大きくなり、可動コア18は強固に吸引保持され、可動コア18が開弁状態となる。

0048

この可動コア18が開弁状態になったときにコイル20への通電を停止してもコア18、19間のギャップが小さいので環状磁石23の磁束による磁気吸引力だけでバネ26の付勢力を上回り、可動コア18は開弁状態を継続する。この可動コア18の開弁状態から前記永久磁石34の磁束と逆方向に磁束を発生するように(これを逆方向と定義する)コイル20に通電すると、固定コア19に環状磁石23からの磁束と反対向きの磁束が生じ、バネ26の付勢力が磁気吸引力を上回り、可動コア18は固定コア19から離反し閉弁状態になる。

0049

図1に示すように、可動コア18が閉弁し主弁7が弁座10に着座した状態においては、主弁7よりも上流側の水路6と主室12がオリフィス孔8aを介して連通して、上流側水路6と主室12内との水圧が等しくなりバネ11の付勢力と受圧面積との差分の水圧による力が働き、主弁7が弁座10に着座した状態が保持される。

0050

この状態において、コイル20に正方向の電流を通電すると可動コア18が移動して通路17の開口部が開き、通路15、副室16、通路17、流出口4が連通して主室12内が水車31の上流側と連通する。これにより、主室12の水が通路15、副室16、通路17、流出口4を通って水車31に流出し主室12の圧力が上流側水路6の圧力より低くなり、主弁7の上流側水路6の水圧により主弁7が弁座10から離れ、通水状態となる。この通水状態において、コイル20に逆方向の電流を流すと可動コア18が閉弁し、オリフィス孔8aを通って水が徐々に主室12内に流れ込み、主弁7が次第に弁座10に接近しついには止水状態になる。

0051

次に、発電手段30の作動を説明すると、図1に示すように、主弁7が閉じている状態においては、止水状態であり、水車31および永久磁石34は静止状態となっている。そして、この状態から主弁7が開くと、水車31の羽根部32aに流出口4からの水流があたり水車31が回転する。このようにして、5〜15L/分の給水が行われるとともに、水車31の回転にともない永久磁石34が回転し、永久磁石34からヨーク38に伝わる磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイル40に電流が流れ発電が行われるものである。

0052

ここで、水流の流速を高めるための噴流口である流出口4の個数を、本実施形態では、2〜4個が良いと説明したが、これを図3に基づいて説明する。図3は、流出口4を2〜4個に可変させたときの水車31の回転数と流量との関係を示す特性図であり、同一の穴径(例えば、φ2ミリ程度)および同一の羽根部32a(例えば、羽根数を4個とする。)における流量に応じた水車31の回転数を測定した結果である。図3に示すAは流出口4の個数が2個、Bは3個、Cが4個であって、Dは従来品であるフランシス型の水車における回転数と流量との関係を示している。

0053

これによると、Bに示す3個のときがDに示す従来品と略同等の特性を示すとともに、図示していない圧力損失においてもDに示す従来品と略同等の特性が得られた。これにより、好ましくは流出口4の個数が4個で、より好ましくは2もしくは3個とすることで、低流量であっても発電能力の高い発電装置ができる。

0054

以上の第1実施形態の発電手段30によれば、従来のフランシス型の水車においては、水車31の外周方向から水流を羽根部32aにあてるように構成させることで、発電手段30の径方向の体格が大きくなる。しかも、水車31の回転軸33の下方に羽根部32aを、上方に永久磁石34を離隔して固設させることで水車31の軸方向の長さが長くなることで、発電手段30の軸方向の体格も大きくなってしまう。

0055

そこで、本発明では、水車31の羽根部32aを径方向が小さくできる軸流式にし、かつ羽根部32aが永久磁石34の内側、つまり、軸方向に流れる水流により回転されるように構成したことにより、永久磁石34を羽根部32aと離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車31の径方向および軸方向を小さくすることができるため、発電手段30の小型化が図れる。また、羽根部32aを回転軸33の外側に複数個形成したことにより、軸方向に流れる水流のエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。

0056

また、羽根部32aにあてる水流の流速を高める複数の流出口4を設けることにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。さらに、流出口4を傾斜させることで羽根部32aにあたる水流が旋回するようにできる。そして、旋回された水流を羽根部32aにあてることにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。

0057

(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、永久磁石34と羽根部32aを形成した水車31とが永久磁石34の内側に羽根部32aが収納されるように固設させたが、これに限らず、図4(a)および図4(b)に示すように、永久磁石34の上流側に羽根部32aを形成しても良い。つまり、本実施形態では、永久磁石34の内側は、水車31の羽根部32aの下流端であって、この部位には羽根部32aに当たった水流が流れる水路を形成されたものである。

0058

これによると、第1実施形態よりも永久磁石34内側の通水損失の低減ができるので、径方向の体格を小型化できるが、軸方向の長さが第1実施形態よりも長くなるため体格がやや大きくなる。しかし、従来のフランシス型の水車よりも小型化が図れる。

0059

なお、本実施形態では、発電手段30を水路6中に配置した給水装置であって、自動水栓の給水装置とは限らず、本発明は、水車31に水流を当てて永久磁石34を回転させて起電力を発生する発電装置に適用されるものである。また、図4(a)および図4(a)中の2および2aは水路6を形成するボディーである。また、図中に示す符号は、第1実施形態と同じ構成のものは、第1実施形態と同じ符号を付して説明は省略している。

0060

(第3実施形態)
以上の実施形態では、永久磁石34の径方向の外側にヨーク38を介してステータコイル40を配設したが、これに限らず、永久磁石34の軸方向にステータコイル40およびヨーク38を配設しても良い。具体的には、図5(a)および図5(b)に示すように、水車本体31の羽根部32aの外周側に略円筒形状からなる永久磁石34が固設している。従って、以上の実施形態と同様に、流出口4からの水流は、永久磁石34の内側を流れるように構成させている。

0061

また、図5(a)に示すように、水車31、永久磁石34を覆うようにステンレス鋼の薄板よりなるケース37が設けられ、永久磁石34の軸方向、つまり、永久磁石34の左側端面側におけるケース37に接するようにヨーク38がボディー2に図示しない締結部材にて固定され、ヨーク38の内部にステータコイル40を巻装したコイルボビン41が装着されている。

0062

ここで、本実施形態の永久磁石34では、永久磁石34の着磁方向を、図6(a)に示すように、アキシャル配向(軸方向)にN、S極が交互に着磁させることで、ヨーク38およびステータコイル40を永久磁石34の軸方向に配設ができるものである。因みに、以上の実施形態の永久磁石34では、永久磁石34の着磁方向を、図6(b)に示すように、ラジアル配向(円周方向)にN、S極が交互に着磁させることで、ヨーク38およびステータコイル40が永久磁石34の径方向の外側に配設される。以上の第3実施形態の発電手段30によれば、永久磁石34の径方向の外側に配設する第1、第2実施形態よりも径方向の体格をより小さくすることができる。

0063

(第4実施形態)
以上の実施形態では、軸流式の水車31を用いた発電装置である発電手段30をシンク下に設ける自動水栓の給水装置に適用させたが、これに限らず、軸流式の水車31を用いる発電手段30を有し、かつ給水装置を構成する構成部品を台所のシンクに給水する水栓内に配設させても良い。

0064

本実施形態では、台所用水栓の蛇口の先端部、つまり、吐水口の近傍に給水装置を構成する各構成部品を配設させたものであり、以下、図7ないし図10に基づいて説明する。図7および図8は、本発明による発電装置付自動水栓装置の概略構成を示す構成図であり、図9は、発電装置付自動水栓装置の外観を示す(a)正面図、(b)側面図であり、図10は発電装置付自動水栓装置に係わる各構成部品の電気ブロック図である。

0065

本実施形態の発電装置付自動水栓装置は、図7および図8に示すように、給水源から吐水口にかけての水路6を形成するボディー1、2と、この水路6を開閉する電磁弁27と、水路6の流水により水車31を回転させて発電する発電手段30と、人体や物を検知する検知手段である赤外線センサ46と、赤外線センサ46の他に手動操作により給水、止水をする操作手段であるマニアルスイッチ47と、発電手段30からの発電された電力を蓄えるとともに、後述する電気制御装置50の電源を構成する蓄電手段である複数個のコンデンサ52および赤外線センサ46からの検知信号およびマニアルスイッチ47からの操作信号に基づいて電磁弁27を開閉制御する制御手段である電気制御装置50と、蓄電手段であるコンデンサ52をバックアップするための電池手段であるボタン電池53とを備えている。なお、42は整流板であり支持部材35の流出口35aから吐水された水流を動圧から静圧整流させて吐水口42aから外部に吐水するようになっている。

0066

そして、これらの構成部品は、図7ないし図9に示すように、蛇口の吐水口近傍、つまり、蛇口先端部である上カバー44、および下カバー45内に配設されている。43は蛇口パイプであって、下流端が上カバー44、下カバーおよびボディー1、2に固定され、上流端が給水源に接続されて、給水が水路6に導かれるように構成している。

0067

なお、これらの構成部品のうち、水路6、ボディー1、2、電磁弁27、発電手段30については、第1ないし第3実施形態で説明したので同一の符号を付して説明は省略する。ここでは、これら以外の構成部品である検出手段である赤外線センサ46、蓄電手段であるコンデンサ52、制御手段である電気制御装置50、操作手段であるマニアルスイッチ47、電池手段であるボタン電池53について図10に示す電気ブロック図に基づいて構成およびそれぞれの作動を説明する。

0068

まず、電気制御装置50は、図10に示すように、夫々、CPU、ROM、RAMを中心とした周知のマイクロコンピュータからなるCPU51a、電磁弁27を駆動する駆動回路51b、および発電手段30からの電力を整流、蓄電する整流蓄電回路51cを有する電子制御部品類から構成された二つに分割した回路基板51d(図8参照)であってボディー1、2に固設している。

0069

そして、電磁弁27が駆動回路51bに接続され、コンデンサ52が複数個(例えば、3個)設けて、CPU51aと整流蓄電回路51cに接続するように二つの回路基板51d(図8参照)にそれぞれ配設されている。これにより、電磁弁27が作動して水路6に水流が流れると、発電手段30からの発電された電力をコンデンサ52に蓄えることができる。

0070

次に、赤外線センサ46は、吐水口42a下方に差し入れする人体(本実施形態では、人の手)の有無を検知するためのセンサで有り、吐水口42aの近傍に下方に向けて設けられている。この赤外線センサ46は赤外線を吐水口42a下方へ向けて発光する発光素子と、それ自身に入射される赤外線の量に応じて受光電圧を発する受光素子を備えており、この受光電圧が電気制御装置50のCPU51aに入力されるものである。

0071

これにより、吐水口42a下方における人の手などの有無を検知することにより、受光素子が受光する赤外線量が変化し受光電圧が変化する。この受光電圧の変化に基づいて電気制御装置50が電磁弁27の開閉を制御して、吐水口42aにおける給水、止水を制御する。なお、この赤外線センサ46の作動は、上述したコンデンサ52からの電源の給電により検知するものであって、このコンデンサ52の蓄電容量に応じて人体検知する検知周期を可変させるとともに、低い蓄電容量のときには検知を停止するようになっている。

0072

従って、コンデンサ52の蓄電容量が低い時のバックアップ電源として乾電池であるボタン電池53を設けるとともに、コンデンサ52と電気的に接続するように構成して回路基板51dの近傍に配置している。さらに、コンデンサ52の蓄電容量が低く、かつボタン電池53の電池容量が低下したときには、手動操作によるマニアルスイッチ47を操作するようにしている。

0073

このマニアルスイッチ47は操作のし易い蛇口先端頭部に設けられており、このスイッチ47を手動操作することで、操作信号が電気制御装置50に入力されて赤外線センサ46による検知信号がなくても電磁弁27の開閉を制御するようにしてある。従って、マニアルスイッチ47を操作することで電磁弁27の開閉を制御して吐水口42aから給水するとともに、流水により発電手段30が発電されてコンデンサ52に電力が蓄えられることになる。

0074

なお、本実施形態では、水路6を形成するボディー1、2、電磁弁27、発電手段30、赤外線センサ46、コンデンサ52、電気制御装置50、マニアルスイッチ47、ボタン電池53を全て蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したが、これに限らず、少なくともボディー1、2、電磁弁27、発電手段30、赤外線センサ46、コンデンサ52、電気制御装置50を蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設することが望ましい。

0075

また、本実施形態では、上記構成部品を台所用水栓の蛇口先端部に配設したが、これに限らず、キッチン用シャワー水栓の先端に構成するシャワーヘッド部内に上記構成部品を配設しても良い。この場合には、赤外線センサ46を用いずに、マニアルスイッチ47を配設し、このマニアルスイッチ47による操作信号に基づいて電磁弁27の開閉制御をさせるようにしても良い。また、発電手段30において、第3実施形態のように、永久磁石34の軸方向にステータコイル40を配設しても良い。

0076

以上の構成による発電装置付自動水栓装置によれば、水車31の外周方向から水流を羽根部32aにあてるように構成する発電手段30を有するとともに、自動水栓装置を構成する上記構成部品を蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したことにより、従来が、水栓に設けられた赤外線センサ46と、ボディー1、2、電磁弁27および発電手段30と、コンデンサ52および電気制御装置50とを別体もしくは一体に設けてシンク下に設置していた給水装置よりも設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。従って、シンク下への設置空間が不要となる。

0077

また、赤外線センサ46と電磁弁27、発電手段30と、コンデンサ52および電気制御装置50とを蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したことにより、特に、電気系統の設置工事がより簡素化できる。従って、自動水栓装置の普及の促進が図れる。また、コンデンサ52をバックアップするための電池を従来が単三型、単四型の乾電池などを用いていたものを、例えば、ボタン型の乾電池を用いて、蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したことにより、装置がより小型化にできるとともに、シンク下に配置されていた従来よりも電池交換の作業性が向上する。

0078

さらに、乾電池の他に、直接商用電源より電源を取り入れる方式や、商用電源(AC100V)からDC電源に変換するDCアダプターを用いて電源を取り入れる方式のものと比較して、電気系統の設置工事を不要とするこができる。また、手動操作によるマニアルスイッチ47を蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したことにより、コンデンサ52に蓄電電力が不足して赤外線センサ46が検知していないときにも手動により強制的に給水、止水の操作ができる。

0079

(第5実施形態)
以上の第4実施形態では、軸流式の水車31を用いる発電手段30を有する発電装置付自動水栓装置を構成する各構成部品を台所用水栓の蛇口先端部内に配設したが、これに限らず、洗面器に給水する手洗い用水栓に軸流式の水車31を用いる発電手段30を有する発電装置付自動水栓装置を構成する各構成部品を蛇口先端部内に配設しても良い。

0080

具体的には、図11に示すように、手洗い用水栓の吐水口近傍に、水路6を形成するボディー1、2、電磁弁27、発電手段30、赤外線センサ46、コンデンサ52、電気制御装置50、マニアルスイッチ47、ボタン電池53を蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設したものである。

0081

以上の手洗い用の発電装置付自動水栓装置によれば、従来の自動水栓の給水装置では、赤外線センサ46以外が洗面器下に設置されていた方式よりも、設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。従って、シンク下への設置空間が不要となる。

0082

なお、本実施形態では人体を検知する検知手段として赤外線センサ46およびマニアルスイッチ47を用いたが、これらの他に非接触式タイプの操作手段であるスイッチ47aを設けても良い。このスイッチ47aはフリップフロップ式のスイッチであって、一度手を翳すと作動しもう一度翳すと停止するスイッチである。

0083

具体的には、図12に示すように、蛇口上部にスイッチ47aを設け、このスイッチ47aに一度手を翳すことで操作信号が電気制御装置に入力されて電磁弁27が開弁されて給水、もう一度手を翳すことにより電磁弁27が閉弁されて止水が行なわれる。これにより、操作性が良好であるとともに、赤外線センサ46を不要とすることで人体検知の制御回路が簡素にできるため回路基板51dが小型にできる。なお、発電手段30を第3実施形態のように、永久磁石34の軸方向にステータコイル40を配設することにより手洗い用水栓の外形を小型化ができる。

0084

(第6実施形態)
以上の第4、第5実施形態では、軸流式の水車31を用いる発電手段30を有し、かつ給水装置を構成する構成部品を台所のシンクに給水する水栓内および手洗い用水栓内に配設したが、これに限らず、湯張り用定量止水栓に応用しても良い。

0085

本実施形態の湯張り用定量止水栓100は、図13に示すような外観を示しており、浴室内の壁面に取り付けるタイプであって、特に、浴槽内にお湯張りを行なうときに、水栓本体110の上方に設けられた操作パネル120内の操作手段であるお湯張りスイッチ47bをタッチすることで、吐水管130より所望する湯温混合水を自動で吐水して、予め設定された目標お湯張り量分のお湯張りを完了したときに自動止水する自動水栓装置である。

0086

また、水栓本体110の右端面に温調ハンドル140が設けられ、この温調ハンドル140を回転させることで、後述する湯水混合手段200による混合水の湯温の設定温度を可変できるようになっている。また、水栓本体110の左端面には、流路切換ハンドル150が設けられ、流路切換ハンドル150を回すことにより、混合水を吐水管130またはシャワーホース160のいずれか一方に吐水するように切り換える。

0087

なお、水栓本体110の下方には、図示しない給水配管を介して上水水道管)に接続され、常温の水が流入される冷水流水路170と、図13では図示されてないが、図示しない給湯配管を介して給湯器などに接続され、給湯器から吐出される湯が流入される温水流水路180とが備えられている。

0088

ここで、本実施形態では、特願2001−283595号明細書にて出願した自動水栓装置において、水栓本体110内部に構成する湯と水とを混合する湯水混合手段200の下流側に構成する各構成部品を上記構成部品に置き換えたものである。具体的には、図14に示すように、冷水流水路170および温水流水路180には、湯水混合手段200の上流側に、それぞれ水側流量調整弁170a、湯側流量調整弁180aおよびストレーナ付き逆止弁170b、180bが配設されている。水側流量調整弁170aおよび湯側流量調整弁180aは、冷水流水路170および温水流水路180に流入される水と湯の流量を調整するための調整弁である。

0089

また、ストレーナ付き逆止弁170b、180bは、流入される水および湯に含まれる鉄錆砂利などの固形物をろ過するストレーナと、上流側の給湯器および上水(水道水)側に逆流することを防止する逆止弁とで構成されている。

0090

次に、湯水混合手段200は、内部にサーモワックスなどの感温体が収容されたサーモスタットからなり、温調ハンドル140によって設定された設定温度に応じて水と湯との混合比を調節する弁体である。そして、所望の湯温に混合された混合水は、スリット孔220cより流出され、本実施形態では、3方向に分岐される。そのうちの一つはお湯張り制御用の水路6に導かれ、その他は浴槽の洗い場またはシャワーなどに混合水を吐水するための混合水用の水路6aに設けられた流水路切換調整弁70に導かれる。

0091

次に、お湯張り制御用の水路6には、その流水路を開閉する流水開閉手段300と、この流水開閉手段300の下流に、混合水の流水エネルギーにより水車31を回転させて発電する発電手段30とで構成されている。なお、このお湯張り制御用の水路6は、上流端が湯水混合手段200のスリット孔220cに接続され下流端が吐水管130に接続されている。

0092

この流水開閉手段30には、ソレノイドなどからなる電磁弁27とこの電磁弁27により開閉動作を行なうオリフィス孔8aと、ダイヤフラムなどからなる主弁7とで構成され、電磁弁27を通電させて、混合水の一部を導いたオリフィス孔8aを開弁することで、ダイヤフラムを作用させて主弁7を開弁させるようになっている。なお、電磁弁27は、制御手段である電気制御装置50により制御される。

0093

次に、発電手段30は、以上の実施形態と同様の水車31と、この水車31に固設された永久磁石34と、この永久磁石34の回転により起電力を発生するステータコイル40とから構成されている。そして、ステータコイル40で発電された電力は電気制御装置50を介してコンデンサ52に蓄えるように構成されている。

0094

また、本実施形態では、吐水管130から流出する吐水量を測定するために、水車31の回転数を検出するための吐水量測定手段である回転センサ40cが設けられ、検出した回転数信号制御装置50に出力するように接続されている。なお、ここで説明する吐水量は、混合水が吐水管130から吐水する流量L/minを示すものであって、この吐水量と水車31の回転数との関係は、回転数に基づいて吐水量が求められるように予め設定されている。

0095

従って、回転数を検出することで吐水量が測定できるようにしてある。なお、ここでは、吐水量を測定するために回転センサ40cを設けたが、これに限らず、ステータコイル40で出力される出力波形カウントすることで回転数の信号としても良い。

0096

以上の構成による湯張り用定量止水栓100によれば、水車31の外周方向から水流を羽根部32aにあてるように構成する発電手段30を有するとともに、その他の構成部品を水栓本体110内に配設することにより、上述した第4、第5実施形態と同様に湯張り用定量止水栓100が小型にできる効果を奏する。

0097

また、本実施形態では、軸流式の水車31を用いる発電手段30を湯張り用定量止水栓100に適用させたが、これに限らず、冷水と給湯器からの温水を所望する湯温に混合させる湯水混合水栓に適用させても良い。具体的には、図15に示すように、周知の湯水混合水栓100aの吐出管130aに少なくとも、水路6を形成するボディー1、2、電磁弁27、発電手段30、コンデンサ52、電気制御装置50、マニアルスイッチ47、ボタン電池53を蛇口先端の上カバー44、下カバー45内に配設しても良い。これにより、周知の湯水混合水栓100aが容易に定量方式の自動水栓装置に変更することができる。

0098

(他の実施形態)
以上の実施形態の永久磁石34は、水車31のラジアル方向およびアキシャル方向にN、S極が交互に着磁させた略円筒状に一体に形成したが、これに限らず、断面形状を略円筒状とは限らず多角形状に形成しても良い。

0099

また、以上の実施形態では、永久磁石34を水車31の外周側に固設して一体に形成したが、これに限らず、水車本体32、羽根部32a、外筒部32bなどを永久磁石34と同じ塑性特性を有する磁性材料(例えば、プラチックスマネット材)で形成し、塑性加工による一体成形で形成しても良い。これによれば、水車31の径方向がより小さくすることができることで発電手段30の小型化が図れる。

0100

また、以上の実施形態の発電装置付自動水栓装置は、台所の流し台や洗面器などの給水用および湯張り用の水栓に適用したが、これに限らず、公共向けの手洗い用自動水栓装置、公共向けのトイレ用自動水栓などにも適用できるのは勿論である。さらに、以上の実施形態の発電装置は、水道水や温水などの流体が流通する流路である水路6に設けて流体の流通により水車31を回転させて発電させたが、水道水、温水などの流体の他にオイル海水、空気などの流体を流通させ、その流体の流通により水車31を回転させて発電させても良い。

0101

なお、本実施形態に示した具体的な数値はあくまでも一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

図面の簡単な説明

0102

本発明の第1実施形態における発電装置30の全体構成を示す模式図である。
本発明の第1実施形態における(a)は水車31および永久磁石34の形状を示す斜視図、(b)は水車31および永久磁石34の構成を示す分解斜視図である。
本発明の第1実施形態における水車31の回転数と流量との関係を示す特性図である。
本発明の第2実施形態における(a)は発電装置30の全体構成を示す模式図、(b)は水車31および永久磁石34の構成を示す分解斜視図である。
本発明の第3実施形態における(a)は発電装置30の全体構成を示す模式図、(b)は水車31および永久磁石34の構成を示す分解斜視図である。
(a)は本発明の第3実施形態における永久磁石34の着磁方向を示す説明図、(b)は第1、第2実施形態における永久磁石34の着磁方向を示す説明図である。
本発明の第4実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。
本発明の第4実施形態における発電装置付自動水栓装置の上カバー44を外したときの構成を示す平面図である。
(a)は、図7に示す発電装置付自動水栓装置の外観を示す正面図、(b)は図7に示す発電装置付自動水栓装置の外観を示す側面図である。
本発明の第4実施形態における発電装置付自動水栓装置の構成部品間の電気系統を示す電気ブロック図である。
本発明の第5実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。
本発明の第5実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。
本発明の第6実施形態における発電装置付自動水栓装置の外観を示す斜視図である。
本発明の第6実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す模式図である。
他の実施形態における発電装置付自動水栓装置の外観を示す斜視図である。

符号の説明

0103

1、2、2a…ボディー
4…流出口(噴流口)
6…水路(流路)
27…電磁弁
30…発電手段
31…水車
32a…羽根部
33…回転軸
34…永久磁石
40…ステータコイル
44…上カバー(蛇口先端部)
45…下カバー(蛇口先端部)
46…赤外線センサ(検知手段)
47…マニアルスイッチ(操作手段)
50…電気制御装置(制御手段)
52…コンデンサ(蓄電手段)
53…ボタン電池(電池手段)

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