特開 2022-169243 発電システム、及び、アスファルトプラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022169243

(43)【公開日】2022-11-09

(54)【発明の名称】発電システム、及び、アスファルトプラント

(51)【国際特許分類】

   H02K 35/04 20060101AFI20221101BHJP

   H02N 2/18 20060101ALI20221101BHJP

   E01C 19/05 20060101ALI20221101BHJP

   H01L 41/12 20060101ALI20221101BHJP

   H01L 41/20 20060101ALI20221101BHJP

   H01L 41/06 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

H02K35/04

H02N2/18

E01C19/05

H01L41/12

H01L41/20

H01L41/06

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075158

(22)【出願日】2021-04-27

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-11-02

(71)【出願人】

【識別番号】000201515

【氏名又は名称】前田道路株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】上野 敏幸

(72)【発明者】

【氏名】浅川 眞二

【テーマコード（参考）】

2D052

5H681

【Ｆターム（参考）】

2D052AA03

2D052AA04

2D052BA03

2D052BA23

5H681BB08

5H681BB14

5H681DD30

5H681EE20

5H681FF02

5H681GG32

(57)【要約】

【課題】起振体が発生させる振動エネルギーを有効に利用することができる発電システム、及び、アスファルトプラントを提供することである。
【解決手段】発電システム１００は、アスファルト及び骨材Ｘを含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラント２００で用いられる発電システムであって、骨材Ｘをふるい分けるスクリーン１３を振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体１２０と、起振体１２０に取り付けられ、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置１とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントで用いられる発電システムであって、
前記骨材をふるい分けるスクリーンを振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体と、
前記起振体に取り付けられ、前記振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを備える、発電システム。

【請求項2】

請求項１に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記起振体に着脱可能に取り付けられる取付部材を介して、前記起振体に固定される、発電システム。

【請求項3】

請求項２に記載の発電システムであって、
前記取付部材は、
前記発電装置が固定される固定部と、
前記起振体に巻き付けられ、両端が前記固定部に着脱可能に取り付けられる帯状のバンド部とを有する、発電システム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、
一端が固定端であり、他端が自由端である梁部材と、
前記梁部材の前記固定端と前記自由端との間の変換部が変形することによって前記振動エネルギーを前記電気エネルギーに変換する発電部とを有する、発電システム。

【請求項5】

請求項４に記載の発電システムであって、
前記発電部は、前記梁部材の前記変換部に固定される磁歪部材を有し、
前記磁歪部材の両端のうち少なくとも一端は、前記梁部材に溶接される、発電システム。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記梁部材の前記変換部が前記起振体の振動方向に直交する方向に延びるように、前記起振体に取り付けられる、発電システム。

【請求項7】

請求項４～６のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記梁部材の前記変換部が変形する方向とは逆向きに前記変換部を付勢する第１の緩衝部材を有する、発電システム。

【請求項8】

請求項４～７のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、変形時の前記梁部材の前記変換部に対して当接可能に設けられた第２の緩衝部材を有する、発電システム。

【請求項9】

アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントであって、
請求項１～８のいずれか一項に記載の発電システムと、
前記発電システムが発生させた前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備える、アスファルトプラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電システム、及び、アスファルトプラントに関するものである。

【背景技術】

【0002】

アスファルトプラントでは、アスファルト混合物の骨材は、スクリーンを介して粒度に応じた分類ごとにふるい分けられる。特許文献１に示すように、アスファルトプラントは、スクリーンを振動させる起振体を有する。スクリーンが振動することにより、骨材は粒度に応じたふるい目を効率よく通過することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５９－１７７１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に示すアスファルトプラントでは、起振体が発生させる振動エネルギーを、スクリーンを振動させること以外の用途で有効に利用することができないという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、起振体が発生させる振動エネルギーを有効に利用することができる発電システム、及び、アスファルトプラントを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］上記課題を解決するために、本発明に係る発電システムは、アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントで用いられる発電システムであって、前記骨材をふるい分けるスクリーンを振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体と、前記起振体に取り付けられ、前記振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを備える。

【0007】

［２］上記発明において、前記発電装置は、前記起振体に着脱可能に取り付けられる取付部材を介して、前記起振体に固定されてもよい。

【0008】

［３］上記発明において、前記取付部材は、前記発電装置が固定される固定部と、前記起振体に巻き付けられ、両端が前記固定部に着脱可能に取り付けられる帯状のバンド部とを有してもよい。

【0009】

［４］上記発明において、前記発電装置は、一端が固定端であり、他端が自由端である梁部材と、前記梁部材の前記固定端と前記自由端との間の変換部が変形することによって前記振動エネルギーを前記電気エネルギーに変換する発電部とを有してもよい。

【0010】

［５］上記発明において、前記発電部は、前記梁部材の前記変換部に固定される磁歪部材を有し、前記磁歪部材の両端のうち少なくとも一端は、前記梁部材に溶接されてもよい。

【0011】

［６］上記発明において、前記発電装置の前記変換部は、前記梁部材が前記起振体の振動方向に直交する方向に延びるように、前記起振体に取り付けられてもよい。

【0012】

［７］上記発明において、前記発電装置は、前記梁部材の前記変換部が変形する方向とは逆向きに前記変換部を付勢する第１の緩衝部材を有してもよい。

【0013】

［８］上記発明において、前記発電装置は、変形時の前記梁部材の前記変換部に対して当接可能に設けられた第２の緩衝部材を有してもよい。

【0014】

［９］上記発明において、上記課題を解決するために、本発明に係るアスファルトプラントは、アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントであって、上記の発電システムと、前記発電システムは発生させた前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、起振体が発生させる振動エネルギーを電気エネルギーに変換することができるので、起振体の振動エネルギーを有効に利用することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係る発電システム、及び、発電システムを有するアスファルトプラントの構成を示す図である。

【図2】図１に示すアスファルトプラントの起振体の構造を示す図である。

【図3】図３は、図２に示す起振体に発電装置を取り付けるための取付部材の構成を示す図であり、図３（ａ）は、起振体の円管部の中心軸方向から取付部材を見た様子を示し、図３（ｂ）は、起振体の円管部の中心軸に直交する方向から取付部材を見た様子を示している。

【図4】図４は、図１に示す発電システムに用いられる発電装置の構成と振動の様子を示す図であり、図４（ａ）は、発電装置の梁部材が下向きに変位した状態を示し、図４（ｂ）は、発電装置の梁部材が上向きに変位した状態を示している。

【図5】図５は、図１に示す発電システムに用いられる発電装置の構成の別例と振動の様子を示す図であり、図５（ａ）は、発電装置の梁部材が下向きに変位した状態を示し、図５（ｂ）は、発電装置の梁部材が上向きに変位した状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、アスファルトプラント２００は、アスファルト混合物製造設備５０、配電設備８０、及び、発電システム１００を有している。アスファルト混合物製造設備５０は、骨材供給部１０、石粉供給部３０、アスファルト供給部４０、及び、ミキサ６０を有している。また、配電設備８０は、接続箱８１、パワーコンディショナ８２、蓄電装置８３、及び、分電盤８４を有している。また、発電システム１００は、起振体１２０、及び、起振体１２０に取り付けられる発電装置１を有している。また、アスファルトプラント２００は、任意の設備Ａ，Ｂを有している。任意の設備Ａ，Ｂは、例えば、アスファルトプラント２００のコントロールルームの設備、電気設備等であり、特に限定されない。また、任意の設備Ａ，Ｂの数は２つに限定されない。

【0018】

アスファルト混合物製造設備５０の骨材供給部１０は骨材Ｘを、石粉供給部３０は石粉を、アスファルト供給部４０はアスファルトを、各々、ミキサ６０に供給する。ミキサ６０は、骨材、石粉、及び、アスファルトを混合してアスファルト混合物を製造する。アスファルトプラント２００で製造されたアスファルト混合物は、トラックに積載され、舗設現場へ運搬される。なお、図１において、骨材、石粉、及び、アスファルトの流れを実線の矢印で示す。

【0019】

骨材供給部１０は、ホットビン１５、骨材計量槽１６、ドライヤ１１、ホットエレベータ１２及びスクリーン１３を有する。ホットビン１５の内部は、５つの区画に分割されており、各々の区画は、第１貯蔵ビン１５ａ、第２貯蔵ビン１５ｂ、第３貯蔵ビン１５ｃ、第４貯蔵ビン１５ｄ及び第５貯蔵ビン１５ｅを構成する。なお、ホットビン１５が有する貯蔵ビンの数は、上記に特に限定されない。

【0020】

骨材供給部１０では、ミキサ６０に供給される骨材Ｘは、まず、ドライヤ１１によって加熱される。ドライヤ１１によって加熱され乾燥した骨材Ｘは、ホットエレベータ１２によってスクリーン１３に運搬される。骨材Ｘは、振動するスクリーン１３によって、粒度に応じた分類ごとにふるい分けられる。スクリーン１３は、スクリーン１３の上部に設けられた起振体１２０が発生させる振動によって振動する。スクリーン１３によってふるい分けられた骨材Ｘは、各々、粒度に応じた分類ごとにホットビン１５の第１貯蔵ビン１５ａ、第２貯蔵ビン１５ｂ、第３貯蔵ビン１５ｃ、第４貯蔵ビン１５ｄ及び第５貯蔵ビン１５ｅのいずれかに貯蔵される。ホットビン１５に貯蔵された骨材Ｘは、適宜、第１貯蔵ビン１５ａ、第２貯蔵ビン１５ｂ、第３貯蔵ビン１５ｃ、第４貯蔵ビン１５ｄ及び第５貯蔵ビン１５ｅの各々の放出口から骨材計量槽１６に放出される。骨材計量槽１６に投入された骨材Ｘは、骨材計量槽１６に設けられた計量装置（図示せず）によって累積的に計量される。そして、骨材計量槽１６によって計量された骨材Ｘは、ミキサ６０に供給される。

【0021】

石粉供給部３０は、石粉サイロ３１及び石粉計量槽３２を有する。石粉サイロ３１に貯蔵された石粉は、石粉サイロ３１の放出口３１１が開状態となることにより、石粉計量槽３２に放出される。石粉計量槽３２に投入された石粉は、石粉計量槽３２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。そして、石粉計量槽３２によって計量された石粉は、ミキサ６０に供給される。

【0022】

アスファルト供給部４０は、アスファルトタンク４１及びアスファルト計量槽４２を有する。アスファルトタンク４１に貯蔵されたアスファルトは、アスファルトタンク４１の放出口４１１が開状態となることにより、アスファルト計量槽４２に放出される。アスファルト計量槽４２に投入されたアスファルトは、アスファルト計量槽４２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。そして、アスファルト計量槽４２によって計量されたアスファルトは、ミキサ６０に供給される。

【0023】

なお、アスファルト混合物製造設備５０は、舗装廃材等に含まれる再生骨材をミキサ６０に供給して、アスファルト混合物を製造してもよい。また、再生骨材を用いてアスファルト混合物を製造する場合は、アスファルト混合物製造設備５０は、再生骨材に含まれるアスファルトの針入度等の性状を回復させるために、再生用添加剤をミキサ６０に供給する。

【0024】

配電設備８０は、後述する発電システム１００が発電した電力をアスファルトプラント２００の任意の設備Ａ,Ｂに配電する設備である。接続箱８１は、発電システム１００の発電装置１とパワーコンディショナ８２とを電気的に接続させるための設備である。また、パワーコンディショナ８２は、電圧を一定に保つコンバータ機能を有している。また、蓄電装置８３はパワーコンディショナ８２と電気的に接続しており、発電システム１００が発電した電力を蓄電することができる。また、分電盤８４は、パワーコンディショナ８２及び蓄電装置８３に電気的に接続しており、発電システム１００が発電した電力、及び、蓄電装置８３が蓄電している電力を任意の設備Ａ，Ｂに分配する。また、発電システム１００が発電した電力は、配電設備８０を介して売電してもよい。

【0025】

次に、図２～４を用いて、アスファルトプラント２００の発電システム１００について詳細に説明する。発電システム１００は、スクリーン１３を振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体１２０と、起振体１２０に取り付けられ、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置１０１とを備える。

【0026】

図２に示すように、起振体１２０は、起振体本体２１、モータ２２、第１回転部２３、第２回転部２４、第１ベルト２５、第２ベルト２６、及び、円管部２７を有している。また、円管部２７には発電装置１０１が取り付けられている。起振体本体２１は、互いに対向するように設置された一対の壁状の構造を有する。モータ２２は、起振体本体２１に設けられている。モータ２２は、起振体本体２１に回転可能に設けられた一対のプーリ２２ａを回転駆動する。第１回転部２３は、起振体本体２１に回転可能に支持された第１回転軸部２３ａと、第１回転軸部２３ａの一端に設けられた第１回転部プーリ２３ｂを有する。また、第２回転部２４は、起振体本体２１に回転可能に支持された第２回転軸部２４ａと、第２回転軸部２４ａの一端に設けられた第２回転部プーリ２４ｂを有する。第１回転部プーリ２３ｂと第２回転部プーリ２４ｂとは起振体本体２１の側面の外側に、互いに反対側に配置されている。一方のプーリ２２ａと第１回転部２３の第１回転部プーリ２３ｂとの間には、第１ベルト２５が架け渡されている。また、他方のプーリ２２ａと第２回転部２４の第２回転部プーリ２４ｂとの間には、第２ベルト２６が架け渡されている。また、第１回転軸部２３ａの回転中心軸と第２回転軸部２４ａの回転中心軸は互いに平行に延びている。第１回転軸部２３ａ及び第２回転軸部２４ａは、各々、回転中心軸に対して偏心した偏芯錘（図示せず）を有している。また、第１回転軸部２３ａ及び第２回転軸部２４ａは、略円筒形状の円管部２７の内側に設けられている。円管部２７は、起振体本体２１の一対の壁状の構造の間に振動可能に設けられている。

【0027】

モータ２２が一対のプーリ２２ａを各々、回転駆動させることにより、第１回転部２３と第２回転部２４とは互いに反対方向に回転する。これにより、第１回転軸部２３ａ及び第２回転軸部２４ａの偏芯錘に遠心力が発生し、第１回転軸部２３ａ及び第２回転軸部２４ａの外側に設けられた円管部２７は、振動方向Ｄに振動する。すなわち、起振体１２０には振動エネルギーが発生する。振動方向Ｄは、第１回転軸部２３ａの回転中心軸と第２回転軸部２４ａの回転中心軸とを結んだ直線に対して垂直な方向である。また、振動方向Ｄは、起振体１２０の円管部２７に発生する振動の振幅が最も大きい方向である。具体的には、この実施形態において、振動方向Ｄは起振体１２０の取付面に対する角度θが５５°をなす方向であるが、これに限定されない。また、一般的に、起振体１２０の円管部２７に発生する振動の振動数は、１５～２０Ｈｚであり、振動加速度５Ｇ以上であるが、これに限定されない。また、発電装置１０１は、円管部２７に対して振動方向Ｄに位置するように取り付けられている。すなわち、発電装置１０１は、起振体１２０の円管部２７において、振動の振幅が最大となる仮想直線Ｌｍａｘ（第１回転軸部２３ａの回転中心軸と第２回転軸部２４ａの回転中心軸との間の中点を通過し、かつ、振動方向Ｄに沿った仮想直線）上に配置されている。

【0028】

図３に示すように、発電装置１０１は、取付部材７０を介して起振体１２０の円管部２７に着脱可能に取り付けられている。取付部材７０は、互いに平行に設けられた一対の直線状部材７１（７１ａ，７１ｂ）を有している。また、取付部材７０は、直線状部材７１ａ，７１ｂの各々に取り付けられた第１のネジ部材７２（７２ａ，７２ｂ）、第２のネジ部材７３（７３ａ，７３ｂ）及び帯状のバンド部７４（７４ａ，７４ｂ）を有している。また、取付部材７０は、一対の直線状部材７１ａ，７１ｂの間に固定された固定板部７５を有している。第１のネジ部材７２ａ，７２ｂの各々の上端部は、直線状部材７１ａ，７１ｂの各々の一端にナット（図示せず）によって固定されている。また、第２のネジ部材７３ａ，７３ｂの各々の上端部は、直線状部材７１ａ，７１ｂの各々の他端にナット（図示せず）によって固定されている。また、バンド部７４ａ，７４ｂの各々の一端は、第１のネジ部材７２ａ，７２ｂの各々の下端部に取り付けられている。さらに、バンド部７４ａ，７４ｂの各々の他端は、第１のネジ部材７２ａ，７２ｂの各々の下端部に取り付けられている。すなわち、バンド部７４ａ，７４ｂの各々の両端は、第１のネジ部材７２ａ，７２ｂ、及び、第２のネジ部材７３ａ，７３ｂを介して、直線状部材７１ａ，７１ｂに着脱可能に取り付けられている。なお、バンド部７４ａ，７４ｂは伸縮性を有する材料、例えば、ゴム等で形成されている。これにより、バンド部７４ａ，７４ｂは、起振体１２０の円管部２７に発生する振動の一部を吸収し、過大な振動によって取付部材７０、又は、発電装置１０１が破損することを防止することができる。また、発電装置１０１は、固定板部７５に固定されている。
なお、直線状部材７１ａ，７１ｂ、及び、固定板部７５は、固定部を構成する。

【0029】

取付部材７０を円管部２７に取り付けるときは、バンド部７４ａ，７４ｂを起振体１２０の円管部２７の外周に巻き付けて、第１のネジ部材７２ａ，７２ｂ及び第２のネジ部材７３ａ，７３ｂを直線状部材７１ａ，７１ｂをナットで固定する。これにより、発電装置１０１は、取付部材７０を介して起振体１２０に取り付けられる。また、第１のネジ部材７２ａ，７２ｂに螺合されたナット及び第２のネジ部材７３ａ，７３ｂに螺合されたナットを取り外すことにより、発電装置１０１及び取付部材７０は、起振体１２０の円管部２７から取り外される。また、直線状部材７１ａ，７１ｂを振動方向Ｄに対して直交するように配置することにより、発電装置１０１を、円管部２７に対して振動方向Ｄに位置するように取り付けることができる。

【0030】

なお、図３に示す例では、直線状部材７１（７１ａ，７１ｂ），第１のネジ部材７２（７２ａ，７２ｂ）、第２のネジ部材７３（７３ａ，７３ｂ）及びバンド部７４（７４ａ，７４ｂ）は、各々、一対ずつ設けられているが、これに限定されず、各々、１つずつ設けられていてもよく、３つ以上ずつ設けられていてもよい。また、発電装置１０１を起振体１２０に固定するための取付部材は、図３に示す例に限定されず、起振体１２０に着脱可能に取り付けられるものであればよい。

【0031】

次に、図４を用いて、発電装置１０１の構造について説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、発電装置１０１は、梁部材２、磁歪部材４、磁石５、コイル６、及び、錘７を有する。

【0032】

梁部材２は、平面形状の矩形の板状部材である第１平面板部２ａと、略Ｕ字形状の断面を有する曲面板部２ｂと、第１平面板部２ａに対向するように設けられた平面形状の細長い矩形の板状部材である第２平面板部２ｃとを有する。曲面板部２ｂの一端は、第１平面板部２ａに一体的に固定されている。曲面板部２ｂの他端には、第２平面板部２ｃが一体的に固定されている。なお、第２平面板部２ｃの幅は、第１平面板部２ａの幅、及び、曲面板部２ｂの幅よりも狭い。また、第２平面板部２ｃの中央部分には、平面板形状の磁歪部材４が固定されている。具体的には、磁歪部材４の下面と第２平面板部２ｃの上面とは、はんだ付けによって面接合し、磁歪部材４の両端部は第２平面板部２ｃに溶接されている。すなわち、磁歪部材４の両端部の溶接によって、磁歪部材４と第２平面板部２ｃとの面接合の強度が補強される。また、これに限定されず、磁歪部材４の下面と梁部材２の上面とは、エポキシ樹脂等の接着剤によって面接合され、磁歪部材４の両端部が第２平面板部２ｃに溶接されていてもよい。なお、磁歪部材４の両端のうちいずれか一端のみが第２平面板部２ｃに溶接されていてもよい。また、磁歪部材４は、鉄ガリウム合金等の磁歪材料によって形成されている。

【0033】

梁部材２の第１平面板部２ａは、固定板部７５に固定される固定端を構成する。また、第２平面板部２ｃの端部２ｄは、自由振動可能な自由端を構成する。すなわち、梁部材２は、一端（第１平面板部２ａ）が固定端であり、他端（第２平面板部２ｃの端部２ｄ）が自由端である。また、梁部材２の第２平面板部２ｃは、梁部材２の固定端（第１平面板部２ａ）と自由端（端部２ｄ）との間に設けられた変換部を構成する。第２平面板部２ｃ（変換部）は、起振体１２０が振動していない状態で起振体１２０の振動方向Ｄに直交する方向Ｓに延びている。

【0034】

梁部材２の第１平面板部２ａの上面には、磁歪部材４に対向するように磁石５が配置されている。磁石５は、永久磁石であるが、これに限定されず、電磁石であってもよい。また、梁部材２の第２平面板部２ｃ、及び、磁歪部材４の外側には、コイル６が設けられている。また、梁部材２の自由端である端部２ｄには、錘７が固定されている。梁部材２の自由端（端部２ｄ）が振動するときは、錘７に慣性力が発生する。また、磁石５は、磁歪部材４に磁気バイアスを与える。これにより、発電装置１０１には、コイル６を貫く磁気回路Ｅが構成される。
なお、磁歪部材４、磁石５、及び、コイル６は、発電部を構成し、梁部材２の第２平面板部２ｃ（変換部）が変形することによって振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。

【0035】

次に、図４を用いて、発電装置１０１による発電方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、起振体１２０の振動により梁部材２の第２平面板部２ｃに振動方向Ｄの変形が発生した場合であって、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が振動方向Ｄにおいて下向きに変位した場合、すなわち、梁部材２の第２平面板部２ｃが下向きにたわんだ場合は、磁歪部材４に引っ張り応力が発生する。これにより、コイル６を貫く磁気回路Ｅの磁束密度は、梁部材２に変形が発生していない場合に比べて大きくなる。一方、図４（ｂ）に示すように、梁部材２の第２平面板部２ｃに振動方向Ｄの変形が発生した場合であって、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が振動方向Ｄにおいて上向きに変位した場合、すなわち、梁部材２の第２平面板部２ｃが上向きにたわんだ場合は、磁歪部材４に圧縮応力が発生する。これにより、コイル６を貫く磁気回路Ｅの磁束密度は、梁部材２の第２平面板部２ｃに変形が発生していない場合に比べて小さくなる。すなわち、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が振動方向Ｄにおいて上下に振動することにより、コイル６を貫く磁気回路Ｅの磁束密度が変化し、コイル６に起電力が発生する。換言すれば、梁部材２の第２平面板部２ｃ（変換部）が変形することによって、磁歪部材４の逆磁歪効果により、振動エネルギーが電気エネルギーに変換される。なお、逆磁歪効果とは、磁化している磁歪材料に応力を加えることで磁束密度が変化する効果である。
なお、発電装置１０１は、図４の例に限定されず、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有する装置であればよい。

【0036】

以上より、本実施形態に係る発電システム１００は、骨材Ｘをふるい分けるスクリーン１３を振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体１２０と、起振体１２０に取り付けられ、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置１０１とを備える。これにより、アスファルトプラント２００において、起振体１２０がスクリーン１３を振動させるために発生させる振動エネルギーを有効に利用して発電をすることができる。

【0037】

また、発電装置１は、起振体１２０に着脱可能に取り付けられる取付部材７０を介して、起振体１２０に固定される。これにより、発電装置１を簡易に起振体１２０に取り付けることができる。また、発電装置１を、起振体１２０に直接固定しないことにより、溶接部分を減らすことができ、過大な振動によるクラックの発生を防止することができる。また、着脱可能な取付部材７０を介して、発電装置１を起振体１２０に取り付ける位置、及び、角度を自在に調整することができる。

【0038】

また、取付部材７０は、発電装置１が固定される固定部（直線状部材７１，固定板部７５）と、起振体１２０に巻き付けられ、両端が直線状部材７１に着脱可能に取り付けられる帯状のバンド部７４とを有する。これにより、起振体１２０の円管部２７のように曲面を有する部分にも、発電装置１を固定することができる。また、バンド部７４を起振体１２０に巻き付けて発電装置１を固定するため、溶接部分を減らすことができ、過大な振動によるクラックの発生を防止することができる。

【0039】

また、発電装置１は、一端（第１平面板部２ａ）が固定端であり、他端（第２平面板部２ｃの端部２ｄ）が自由端である梁部材２と、梁部材２の固定端と自由端との間の第２平面板部２ｃ（変換部）が変形することによって振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部（磁歪部材４、磁石５、コイル６）とを有する。これにより、簡易な構造で、起振体１２０が発生させる振動エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。

【0040】

また、発電装置１の発電部は、梁部材２の第２平面板部２ｃ（変換部）に固定される磁歪部材４を有し、磁歪部材４の両端は、梁部材２に溶接される。これにより、磁歪部材４を梁部材２の第２平面板部２ｃに固定するための接合の強度を補強することができ、振動によって磁歪部材４が梁部材２から剥離することを防止することができる。すなわち、発電装置１の耐久性を向上させることができる。なお、梁部材２には、磁歪部材４の両端に限定されず、磁歪部材４の両端のうち少なくとも一端が溶接されていればよい。

【0041】

また、発電装置１は、梁部材２第２平面板部２ｃ（変換部）が起振体１２０の振動方向Ｄに直交する方向Ｓに延びるように、起振体１２０に取り付けられる。これにより、発電システム１００は、起振体１２０の振動の振幅が最も大きい方向に合わせて、効率よく振動エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。

【0042】

また、アスファルトプラント２００は、発電システム１００と、発電システム１００が発生させた電気エネルギーを蓄電する蓄電装置８３とを備える。これにより、蓄電装置８３に蓄電した電気エネルギーをアスファルトプラント２００の任意の設備Ａ，Ｂで利用したり、売電したりすることができる。

【0043】

発電装置１は、図５に示すように、第１の緩衝部材８、及び、第２の緩衝部材９を有していてもよい。第１の緩衝部材８は、磁歪部材４が固定された梁部材２の第２平面板部２ｃに圧縮力、又は、引っ張り力を付与し、振動による磁歪部材４の破損や梁部材２の破損を防止し、発電装置１の耐久性を向上させることができる。また、第２の緩衝部材９は、梁部材２の過度な変形を抑止するストッパとして機能し、振動による発電装置１の破損を防止し、発電装置１の耐久性を向上させることができる。特に、アスファルトプラント２００で使用される起振体１２０は、一般的に、振動数１５～２０Ｈｚ、振動加速度５Ｇ以上の大きな振動を発生させるため、第１の緩衝部材８、及び、第２の緩衝部材９を設置することにより、梁部材２に過大な負荷がかかることを防止することができる。

【0044】

第１の緩衝部材８は、梁部材２の第１平面板部２ａと第２平面板部２ｃとの間に取り付けられたバネ部材である。第１の緩衝部材８は、梁部材２の第２平面板部２ｃが変形する方向とは逆向きに第２平面板部２ｃを付勢する。具体的には、図５（ａ）に示すように、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が下向きに変位するとき（第２平面板部２ｃが下向きにたわむように変形するとき）は、第１の緩衝部材８には圧縮力が働くため、第１の緩衝部材８は第２平面板部２ｃを上向きに付勢する。一方、図５（ｂ）に示すように、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が上向きに変位するとき（第２平面板部２ｃが上向きにたわむように変形するとき）は、第１の緩衝部材８には引っ張り力が働くため、第１の緩衝部材８は第２平面板部２ｃを下向きに付勢する。これにより、第１の緩衝部材８は、変形時の梁部材２、及び、磁歪部材４に過大な負荷がかかることを防止し、梁部材２の破損、及び、磁歪部材４の破損を防止することができる。

【0045】

また、第２の緩衝部材９は、例えば、弾力性を有するゴム部材によって形成される。図５の例において、第２の緩衝部材９は、第１平面板部２ａに対して垂直に設けられた補助フレーム３の上部に下向きに取り付けられている。第２の緩衝部材９は、変形していない状態の梁部材２の第２平面板部２ｃ及び磁歪部材４からは離間し、かつ、変形時の第２平面板部２ｃに対しては当接可能であるように設けられている。なお、「第２の緩衝部材９が梁部材２の第２平面板部２ｃ（変換部）に当接する」とは、第２の緩衝部材９が、梁部材２に固定された磁歪部材４に当接することも含むものとする。具体的には、図５（ｂ）に示すように、梁部材２の自由端（端部２ｄ）が上向きに変位するとき（第２平面板部２ｃが上向きにたわむように変形するとき）に、第２の緩衝部材９の下端は第２平面板部２ｃに固定された磁歪部材４に当接する。これにより、第２の緩衝部材９は、梁部材２の自由端（端部２ｄ）の上向きの変位を抑制するストッパとして機能し、梁部材２の過度な変形を抑止することができる。

【0046】

なお、図５に示す例では、発電装置１は、第１の緩衝部材８、及び、第２の緩衝部材９の両方を有しているが、これに限定されず、いずれか一方のみを有していてもよい。また、補助フレーム３と第２平面板部２ｃとの間に第１の緩衝部材８が設けられていてもよく、第１平面板部２ａの上面に第２の緩衝部材９が設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１…発電装置
２…梁部材
２ａ…第１平面板部（固定端）
２ｃ…第２平面板部（変換部）
２ｄ…端部（自由端）
４…磁歪部材（発電部）
５…磁石（発電部）
６…コイル（発電部）
８…第１の緩衝部材
９…第２の緩衝部材
１３…スクリーン
７０…取付部材
７１…直線状部材（固定部）
７４…バンド部
７５…固定板部（固定部）
８３…蓄電装置
１００…発電システム
２００…アスファルトプラント
Ｄ…振動方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2021-08-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントで用いられる発電システムであって、
前記骨材をふるい分けるスクリーンを振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体と、
前記起振体に取り付けられ、前記振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを備え、
前記起振体は、
起振体本体と、
前記起振体本体に振動可能に設けられる円管部であって、軸方向に垂直な所定の振動方向に１５～２０Ｈｚの振動数及び振動加速度５Ｇ以上で振動する円管部とを有し、
前記発電装置は、伸縮性を有する帯状のバンド部によって、前記円管部に対して前記振動方向に位置するように取り付けられる、発電システム。

【請求項2】

請求項１に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記起振体に着脱可能に取り付けられる前記バンド部を有する取付部材を介して、前記起振体に固定される、発電システム。

【請求項3】

請求項２に記載の発電システムであって、
前記取付部材は、
前記発電装置が固定される固定部と、
前記起振体に巻き付けられ、両端が前記固定部に着脱可能に取り付けられる前記バンド部とを有する、発電システム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、
一端が固定端であり、他端が自由端である梁部材と、
前記梁部材の前記固定端と前記自由端との間の変換部が変形することによって前記振動エネルギーを前記電気エネルギーに変換する発電部とを有する、発電システム。

【請求項5】

請求項４に記載の発電システムであって、
前記発電部は、前記梁部材の前記変換部に固定される磁歪部材を有し、
前記磁歪部材の両端のうち少なくとも一端は、前記梁部材に溶接される、発電システム。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記梁部材の前記変換部が前記起振体の前記振動方向に直交する方向に延びるように、前記起振体に取り付けられる、発電システム。

【請求項7】

請求項４～６のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、前記梁部材の前記変換部が変形する方向とは逆向きに前記変換部を付勢する第１の緩衝部材を有する、発電システム。

【請求項8】

請求項４～７のいずれか一項に記載の発電システムであって、
前記発電装置は、変形時の前記梁部材の前記変換部に対して当接可能に設けられた第２の緩衝部材を有する、発電システム。

【請求項9】

アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントであって、
請求項１～８のいずれか一項に記載の発電システムと、
前記発電システムが発生させた前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備える、アスファルトプラント。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

［１］上記課題を解決するために、本発明に係る発電システムは、アスファルト及び骨材を含むアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントで用いられる発電システムであって、前記骨材をふるい分けるスクリーンを振動させるための振動エネルギーを発生させる起振体と、前記起振体に取り付けられ、前記振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを備え、前記起振体は、起振体本体と、前記起振体本体に振動可能に設けられる円管部であって、軸方向に垂直な所定の振動方向に１５～２０Ｈｚの振動数及び振動加速度５Ｇ以上で振動する円管部とを有し、前記発電装置は、伸縮性を有する帯状のバンド部によって、前記円管部に対して前記振動方向に位置するように取り付けられる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

［２］上記発明において、前記発電装置は、前記起振体に着脱可能に取り付けられる前記バンド部を有する取付部材を介して、前記起振体に固定されてもよい。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

［３］上記発明において、前記取付部材は、前記発電装置が固定される固定部と、前記起振体に巻き付けられ、両端が前記固定部に着脱可能に取り付けられる前記バンド部とを有してもよい。