发电装置、发电装置机组以及发电系统制造方法及图纸

发电装置(100)具有发电部(10)、和支撑发电部(10)的支撑部(20)。发电部(10)构成具有第一振动系统和第二振动系统的二自由度振动系统，第一振动系统具备线圈组件(40)、和连结线圈组件(40)与框体(20)的第一弹簧部(64)，第二振动系统具备磁铁组件(30)、和连结磁铁组件(30)与线圈组件(40)的第二弹簧部(65)，第一振动系统的第一固有振动频率(ω1)与第二振动系统的第二固有振动频率(ω2)为14Hz～42Hz的范围的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发电装置、发电装置机组以及发电系统。
技术介绍
近年来，开发出将机械的振动能量转换为电能的电气机械发电机(发电装置)(例如，参照专利文献1)。该专利文献1记载的电气机械发电机具有一个共振频率。从在小空间进行有效的发电的观点出发，例如，考虑利用空调管道的振动来进行该电气机械发电机的发电。在此，空调管道以其自身的固有振动频率发挥作用，在空气调节过程中在与流体流动的方向大致垂直的方向上，构成管道的板材始终进行振动。此外，作为该振动源，例如，可举出由于在管道内流动的流体的压力差(脉动)、流体的流动朝向强制地被变更而产生的涡流或密度的变化、从管道的周边传递来的人的步行或机械的动作振动等。然而，在将管道的振动频率的分布表示成曲线图的情况下，该曲线图很少是具有单一的频率的频谱。而是按每个管道而形状不同。即，按每个管道，其振动频率的分布有很大不同。从而，在专利文献1的发电装置中，由于仅具有单一的共振频率，因此从管道的振动频率的分布偏离较大，或者只能利用振动频率的一部分，有时很难进行有效的发电。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2011－517277
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述以往的问题而做出的，其目的在于提供一种能够有效地利用空调管道的振动而发电的发电装置、具备该发电装置的发电装置机组以及发电系统。解决问题的技术方案>这种目的通过以下的(1)～(18)的本专利技术来达到。(1)一种发电装置，固定在空调管道上使用，并且具有通过上述空调管道的振动而发电的发电部、和支撑该发电部的支撑部，上述发电装置的特征在于，上述发电部构成具有第一振动系统和第二振动系统的二自由度振动系统，上述第一振动系统具备第一质量部、和连结该第一质量部与上述支撑部的第一弹簧部，上述第二振动系统具备质量小于上述第一质量部的第二质量部、和连结该第二质量部与上述第一质量部的第二弹簧部，通过设定上述第一质量部的第一质量m1[kg]、上述第一弹簧部的第一弹簧常数k1[N/m]、上述第二质量部的第二质量m2[kg]、以及上述第二弹簧部的第二弹簧常数k2[N/m]，从而使上述第一振动系统的第一固有振动频率ω1和上述第二振动系统的第二固有振动频率ω2为14Hz～42Hz的范围的值。(2)上述(1)所述的发电装置，上述第一振动系统的上述第一固有振动频率ω1和上述第二振动系统的上述第二固有振动频率ω2为14Hz～38Hz的范围的值。(3)上述(1)或者(2)所述的发电装置，上述第一振动系统的第一固有角振动频率Ω1＝(k1/m1)1/2为200～250rad/S，上述第二振动系统的第二固有角振动频率Ω2＝(k2/m2)1/2为60～120rad/S，上述第一质量部与上述第二质量部的质量比μ＝m2/m1为0.4～1。(4)(1)或者(3)所述的发电装置，在将该发电装置的第一共振频率下的发电量设为A1[mW/100mG]，将第二共振频率下的发电量设为A2[mW/100mG]时，成为A1＝0.9A2～1.1A2。(5)上述(4)所述的发电装置，在将该发电装置的上述第一共振频率与上述第二共振频率之间的频带中的最小的发电量设为A3[mW/100mG]时，A3为0.25[(A1+A2)/2][mW/100mG]以上、且小于0.8[(A1+A2)/2][mW/100mG]。(6)上述(4)所述的发电装置，在将该发电装置的上述第一共振频率与上述第二共振频率之间的频带中的最小的发电量设为A3[mW/100mG]时，A3为0.8[(A1+A2)/2][mW/100mG]以上、且0.9[(A1+A2)/2][mW/100mG]以下。(7)上述(4)～(6)中任一项所述的发电装置，通过设定与上述第一固有振动频率以及上述第二固有振动频率对应的上述第二振动系统的衰减系数C2，从而成为上述发电量的关系。(8)上述(7)所述的发电装置，与上述第一固有振动频率对应的上述衰减系数C2为6～10[N/(m/s)]，与上述第二固有振动频率对应的上述衰减系数C2为6～10[N/(m/s)]。(9)上述(1)～(8)中任一项所述的发电装置，上述第二质量部具备以能够沿磁化方向位移的方式设置的永久磁铁，上述第一质量部具备以包围上述永久磁铁的外周侧的方式设置的线圈。(10)上述(9)所述的发电装置，上述第一质量部还具备保持部件，该保持部件保持上述线圈，并且由含有非磁性的金属粒子的树脂材料构成。(11)上述(9)或者(10)所述的发电装置，上述第二质量部还具备磁性部件，该磁性部件固定在上述永久磁铁上，并且由比重7以上的磁性材料构成，上述永久磁铁经由该磁性部件与上述第二弹簧部连结。(12)上述(1)～(8)中任一项所述的发电装置，上述第一质量部以及上述第二质量部中的至少一方具备产生磁力线的永久磁铁，上述第二弹簧部具备由磁致伸缩材料构成的能够弹性变形的磁致伸缩部件，该发电装置具有线圈，该线圈配置成使上述磁力线沿轴向通过，并且根据上述磁力线的密度的变化而产生电压。(13)上述(12)所述的发电装置，上述线圈设在上述磁致伸缩部件的外周侧。(14)上述(1)～(8)中任一项所述的发电装置，上述第二弹簧部具备由压电材料构成的能够弹性变形的压电部件，该发电装置具有隔着该压电部件对置设置的一对电极。(15)上述(1)～(8)中任一项所述的发电装置，上述第二质量部具备能够沿与极化方向大致正交的方向位移的方式设置的驻极体，该发电装置具备隔着上述驻极体对置设置的一对电极。(16)上述(1)～(15)中任一项所述的发电装置，该发电装置还具有用于调整该发电装置的发电量的配重。(17)一种发电装置机组，其特征在于，具有：上述(1)～(15)中任一项所述的发电装置；以及用于调整该发电装置的发电量的配重。(18)一种发电系统，其特征在于，具有：上述(1)～(15)中任一项所述的发电装置；以及经由上述支撑部固定该发电装置的上述空调管道。专利技术的效果根据本专利技术，由于构成为两个振动系统的固有振动频率为适当的值，因此能够有效地利用空调管道的振动，其结果能够以高发电效率进行发电。附图说明图1是表示本专利技术的发电装置的第一实施方式的立体图。图2是图1所示的发电装置的俯视图。图3是图1所示的发电装置所具备的装置主体的分解立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电装置，固定在空调管道上使用，并且具有通过上述空调管道的振动而发电的发电部、和支撑该发电部的支撑部，上述发电装置的特征在于，上述发电部构成具有第一振动系统和第二振动系统的二自由度振动系统，上述第一振动系统具备第一质量部、和连结该第一质量部与上述支撑部的第一弹簧部，上述第二振动系统具备质量小于上述第一质量部的第二质量部、和连结该第二质量部与上述第一质量部的第二弹簧部，通过设定上述第一质量部的第一质量(m1)[kg]、上述第一弹簧部的第一弹簧常数(k1)[N/m]、上述第二质量部的第二质量(m2)[kg]、以及上述第二弹簧部的第二弹簧常数(k2)[N/m]，从而使上述第一振动系统的第一固有振动频率(ω1)和上述第二振动系统的第二固有振动频率(ω2)为14Hz～42Hz的范围的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.24 JP 2013-1539811.一种发电装置，固定在空调管道上使用，并且具有通过上述空调管道
的振动而发电的发电部、和支撑该发电部的支撑部，
上述发电装置的特征在于，
上述发电部构成具有第一振动系统和第二振动系统的二自由度振动系统，
上述第一振动系统具备第一质量部、和连结该第一质量部与上述支撑部的第一
弹簧部，上述第二振动系统具备质量小于上述第一质量部的第二质量部、和连
结该第二质量部与上述第一质量部的第二弹簧部，
通过设定上述第一质量部的第一质量(m1)[kg]、上述第一弹簧部的第一
弹簧常数(k1)[N/m]、上述第二质量部的第二质量(m2)[kg]、以及上述
第二弹簧部的第二弹簧常数(k2)[N/m]，从而使上述第一振动系统的第一
固有振动频率(ω1)和上述第二振动系统的第二固有振动频率(ω2)为14Hz～
42Hz的范围的值。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，
上述第一振动系统的上述第一固有振动频率(ω1)和上述第二振动系统
的上述第二固有振动频率(ω2)为14Hz～38Hz的范围的值。
3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
上述第一振动系统的第一固有角振动频率Ω1＝(k1/m1)1/2为200～
250rad/S，上述第二振动系统的第二固有角振动频率Ω2＝(k2/m2)1/2为
60～120rad/S，上述第一质量部与上述第二质量部的质量比(μ＝m2/m1)
为0.4～1。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的发电装置，其特征在于，
在将该发电装置的第一共振频率下的发电量设为A1[mW/100mG]，将
第二共振频率下的发电量设为A2[mW/100mG]时，成为A1＝0.9A2～1.1A2。
5.根据权利要求4所述的发电装置，其特征在于，
在将该发电装置的上述第一共振频率与上述第二共振频率之间的频带中
的最小的发电量设为A3[mW/100mG]时，A3为0.25[(A1+A2)/2][mW
/100mG]以上、且小于0.8[(A1+A2)/2][mW/100mG]。
6.根据权利要求4所述的发电装置，其特征在于，
在将该发电装置的上述第一共振频率与上述第二共振频率之间的频带中
的最小的发电量设为A3[mW/100mG]时，A3为0.8[(A1+A2)/2][mW
/100mG]以上、且0.9[(A1+A2)/2][mW/100mG]以下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：古河宪一，山田健介，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP