JP2002303250A

JP2002303250A - 発電方法及び発電装置

Info

Publication number: JP2002303250A
Application number: JP2001106027A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakayama; 昌典中山; Hisao Nakazato; 久雄中里
Original assignee: ENGINEERING FUJIKI KK
Current assignee: ENGINEERING FUJIKI KK
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-18
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP3689343B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高効率な発電を行う。【解決手段】水平に配置された固定板２の上面側に第
１の永久磁石３を取付けて環状に配置する。これらの上
方に水平に配置され垂直方向に回転軸４を有する回転板
５の下面側に第２の永久磁石５を取付けて環状に配置
し、第１及び第２の磁石３、５の同極同士を相対させる
ことで、回転板２を浮上させる。そして、圧力流体源か
ら導いた圧力流体を、圧力流体噴射パイプ１１より、回
転板５の外周側に形成された圧力流体受け部１０に向け
て、回転の接線方向に噴射することで、回転板５を回転
させる。又は、電気モータを用いて、回転板５を回転さ
せる。そして、回転板５の回転により、歯車１３、１４
を介して、発電機１２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電方法及び発電
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関等を動力源として、
発電機を駆動することにより、発電を行うことが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関等を動力源として用いることは、フリクション等によ
る損失が大きく、効率が良いものではなかった。本発明
は、このような実情に鑑み、高効率な発電を行い得る発
電方法及び発電装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
発電方法は、垂直方向に回転軸を有して水平に配置され
た回転板を磁力により浮上させ、この状態で前記回転板
を回転駆動し、前記回転板の回転により発電機を駆動し
て、発電を行うことを特徴とする（請求項１）。

【０００５】ここで、前記回転板の下方に水平に配置さ
れた固定板の上面側に取付けられて環状に配置された第
１の磁石と、前記回転板の下面側に取付けられて環状に
配置された第２の磁石とを有し、前記第１及び第２の磁
石の同極同士を相対させることで、前記回転板を磁力に
より浮上させるとよい（請求項２）。また、圧力流体源
から導いた圧力流体を、前記回転板の外周側に設けた圧
力流体受け部に向けて、回転の接線方向に噴射すること
で、前記回転板を回転駆動するとよい（請求項３）。ま
た、電気モータにより、前記回転板を回転駆動するよう
にしてもよい（請求項４）。

【０００６】本発明に係る発電装置は、水平に配置され
た固定板と、前記固定板の上面側に取付けられて環状に
配置された第１の磁石と、前記固定板の上方に水平に配
置され垂直方向に回転軸を有する回転板と、前記回転板
の下面側に取付けられて環状に配置され前記第１の磁石
と同極同士を相対させることで前記回転板を浮上させる
第２の磁石と、前記回転板を回転駆動する回転板駆動装
置と、前記回転板の回転により駆動される発電機と、を
含んで構成される（請求項５）。

【０００７】ここで、前記回転板は、垂直方向に軸線を
配して回転可能でかつ軸線方向に移動可能に支持された
回転軸に取付けられているとよい（請求項６）。また、
前記第１及び第２の磁石は、永久磁石であるとよい（請
求項７）。但し、前記第１及び第２の磁石のうち、少な
くとも一方を電磁石とすることも可能である。

【０００８】また、前記第１及び第２の磁石は、それぞ
れ、複数の磁石片を等間隔で円周方向に配列してなると
よい（請求項８）。また、前記固定板及び前記回転板
は、それぞれ、鉄板を主体とし、その磁石取付面側に非
磁性材料からなる保持板を固定し、この保持板に磁石を
埋設するとよい（請求項９）。

【０００９】前記回転板駆動装置は、前記回転板の外周
側に形成された圧力流体受け部と、圧力流体源から導い
た圧力流体を前記回転板の前記圧力流体受け部に向けて
回転の接線方向に噴射することで前記回転板を回転させ
る圧力流体噴射装置と、を含んで構成することができる
（請求項１０）。ここで、前記圧力流体受け部は、回転
方向に等間隔で複数設けられているとよい（請求項１
１）。また、前記圧力流体受け部は、回転方向先端側の
突出量を小とし、回転方向後端側の突出量を大として、
後端面に圧力流体を受けるとよい（請求項１２）。

【００１０】前記回転板駆動装置は、電気モータにより
構成することもできる（請求項１３）。ここで、前記回
転板の外周に歯車を形成し、この歯車に前記電気モータ
の出力軸に固定した歯車を噛み合わせるとよい（請求項
１４）。前記回転板による前記発電機の駆動は、前記回
転板の外周に歯車を形成し、この歯車を前記発電機の駆
動軸に固定した歯車に噛み合わせて行うとよい（請求項
１５）。

【００１１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、回転板を磁力
により浮上させた状態で回転させることで、ほとんどフ
リクションがない状態であるので、小さな駆動力でも、
大きな慣性力により、回転板を高速に回転させることが
でき、これにより発電機を駆動することで、高効率な発
電を行うことができる。

【００１２】請求項２の発明によれば、固定板側の第１
の磁石と回転板側の第２の磁石との同極同士を相対させ
ることで、回転板を磁力により確実に浮上させることが
できる。請求項３の発明によれば、回転板を磁力により
浮上させた状態で、圧力流体源から導いた圧力流体を噴
射して回転させることで、ほとんどフリクションがない
状態であるので、噴射流体による極めて小さな力であり
ながら、大きな慣性力により、回転板を高速に回転させ
ることができ、これにより発電機を駆動することで、高
効率な発電を行うことができる。特に圧力流体源を備え
る場合に、その圧力流体のエネルギーを有効利用して、
高効率な発電を行うことができる。

【００１３】請求項４の発明によれば、電気モータを用
いて回転板を回転させることで、構成の簡素化を図るこ
とができ、付帯設備を設けることなく実施できるので、
車両などへの搭載性が向上する。請求項５の発明によれ
ば、固定板側の第１の磁石と回転板側の第２の磁石との
同極同士を相対させることで、回転板を磁力により確実
に浮上させ、この状態で回転させることで、ほとんどフ
リクションがない状態であるので、小さな駆動力でも、
大きな慣性力により、回転板を高速に回転させることが
でき、これにより発電機を駆動することで、高効率な発
電を行うことができる。

【００１４】請求項６の発明によれば、前記回転板は、
垂直方向に軸線を配して回転可能でかつ軸線方向に移動
可能に支持された回転軸に取付けられているので、回転
板の浮上時の軸線方向の動きを許容できる。請求項７の
発明によれば、前記第１及び第２の磁石は、永久磁石で
あるので、磁力の発生に電力等を必要としない。

【００１５】請求項８の発明によれば、前記第１及び第
２の磁石は、それぞれ、複数の磁石片を等間隔で円周方
向に配列しているので、回転による磁力の変化を防止で
きると共に、製作性もよい。請求項９の発明によれば、
前記固定板及び前記回転板は、それぞれ、鉄板を主体と
し、その磁石取付面側に非磁性材料からなる保持板を固
定し、この保持板に磁石を埋設しているので、漏洩した
磁力により回転板に対し引き下げ方向の力が働くのを防
止できる。

【００１６】請求項１０の発明によれば、固定板側の第
１の磁石と回転板側の第２の磁石との同極同士を相対さ
せることで、回転板を磁力により確実に浮上させ、この
状態で、圧力流体源から導いた圧力流体を噴射して回転
させることで、ほとんどフリクションがない状態である
ので、噴射流体による極めて小さな力でありながら、大
きな慣性力により、回転板を高速に回転させることがで
き、これにより発電機を駆動することで、高効率な発電
を行うことができる。特に圧力流体源を備える場合に、
その圧力流体のエネルギーを有効利用して、高効率な発
電を行うことができる。

【００１７】請求項１１の発明によれば、前記圧力流体
受け部は、回転方向に等間隔で複数設けられているの
で、噴射流体のエネルギーを効率良く受けることができ
る。請求項１２の発明によれば、前記圧力流体受け部
は、回転方向先端側の突出量を小とし、回転方向後端側
の突出量を大として、後端面に圧力流体を受けるように
しているので、回転の際の空気抵抗を減少させる一方、
噴射流体のエネルギーをより効率良く受けることができ
る。

【００１８】請求項１３の発明によれば、回転板駆動装
置として、電気モータを用いることで、構成の簡素化を
図ることができ、付帯設備を設けることなく実施できる
ので、車両などへの搭載性が向上する。請求項１４の発
明によれば、電気モータにより回転板を直接駆動できる
ので、伝達ロスを低減することができる。

【００１９】請求項１５の発明によれば、回転板による
発電機の駆動に際し、直接駆動できるので、伝達ロスを
低減することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。先ず本発明の第１実施形態を図１〜図４に
より説明する。図１を参照し、機台１上に固定板２が水
平状態で固定されている。固定板２は、鉄板２ａを主体
とし、その上面に非磁性体（例えばアクリル樹脂）の保
持板２ｂが固定されている。この保持板２ｂには、上下
方向に貫通する保持孔が多数、円周方向に等間隔で形成
されており、各保持孔にはそれぞれ永久磁石（磁石片）
３が挿入され、各永久磁石３の下面は鉄板２ａに固定さ
れている。

【００２１】従って、固定板２は、図２に平面図を示す
ように、その上面側に取付けられて環状に配置された第
１の永久磁石３を備えている。固定板２の上方には、水
平に配置され垂直方向に回転軸４を有する回転板５が配
置されている。回転板５は、鉄板５ａを主体とし、その
下面に非磁性体（例えばアクリル樹脂）の保持板５ｂが
固定されている。この保持板５ｂには、上下方向に貫通
する保持孔が多数、円周方向に等間隔で形成されてお
り、各保持孔にはそれぞれ永久磁石（磁石片）６が挿入
され、各永久磁石６の上面は鉄板５ａに固定されてい
る。

【００２２】従って、回転板５は、図３に平面図を示す
ように、その下面側に取付けられて環状に配置された第
２の永久磁石６を備えている。ここにおいて、第１及び
第２の永久磁石３、６は、第１の永久磁石３の上面側と
第２の永久磁石６の下面側とを、同極同士（Ｎ極同士又
はＳ極同士）として、相対させてあり、互いの反発力
で、固定板２に対し、回転板５を浮上させるようにして
ある。

【００２３】回転板５の中心部を貫通した状態で回転板
５に固定される回転軸４は、固定板２の中心部に配置し
た軸受部７と、カバーフレーム８の中心部に配置した軸
受部９とにより、回転可能で、かつ軸方向に移動可能に
支持されている。ここで、軸受部７、９と回転軸４との
間には潤滑油を注入しておく。また、回転軸４の軸受部
７，９内に位置する部分には油保持溝を設けておくとよ
い。

【００２４】一方、図４の斜視図に示されるように、回
転板５の上面の外周側には、円周方向に等間隔で、複数
（例えば４個）の圧力流体受け部１０が形成されてい
る。各圧力流体受け部１０は、回転時の空気抵抗減少の
ため、回転方向先端側の突出量を小、回転方向後端側の
突出量を大として、後端面に圧力流体を受けるようにし
てある。

【００２５】そして、図示しない圧力流体源から導かれ
る圧力流体を、回転板５の圧力流体受け部１０に向け
て、回転の接線方向に噴射する圧力流体噴射装置とし
て、圧力流体噴射パイプ１１を設けてある。尚、圧力流
体としては、一般的には圧力空気、蒸気などを使用す
る。上記の構成において、回転板５は、第１及び第２の
永久磁石３、６の作用で、固定板２に対し常に所定量以
上の空隙を有するように浮上しており、この状態で、圧
力流体噴射パイプ１１から所定流速以上の噴射流体を受
け部１０に受けることで、その反力により回転し、しか
もほとんどフリクションがない状態であるので、噴射流
体による極めて小さな力でありながら、大きな慣性力に
より、高速に回転する。

【００２６】従って、この回転板５の回転を回転板５又
はその回転軸４より動力として取り出すことで、大きな
動力を得ることができ、この動力は発電機（ダイナモ）
１２の駆動に用いる。ここでは、回転板５の外周に歯車
１３を形成し、この歯車１３を発電機１２の駆動軸１２
ａに固定した小径の歯車１４に噛み合わせることによ
り、発電機１２を駆動する。また、運転条件により回転
板５の浮上高さが変化するので、ここでは歯車１３、１
４の噛み合い部で、その変位を吸収するようにしてあ
る。

【００２７】回転板５による発電機１２の駆動方法はこ
れに限るものでなく、回転軸４より回転を取出したり、
プーリ及びベルトを用いたりしてもよいことは言うまで
もないが、本実施形態のように回転板５の外周の歯車１
３により直接的に発電機１２を駆動することで、伝達ロ
スを最小限にすることができる。。特に本実施形態によ
れば、圧力流体源を備える場合に、その圧力流体のエネ
ルギーを有効利用して、高効率な発電を行うことができ
る。尚、圧力流体源としては、特に限定されないが、例
えば焼却施設においては、焼却炉の冷却のため、冷却水
を使用しており、冷却後の発生する蒸気は無駄に捨てら
れているが、これを利用すればコスト無しに発電を行う
ことができる。

【００２８】次に本発明の第２実施形態を図５により説
明する。第１実施形態では、磁力により浮上させた回転
板５を圧力流体を用いて回転駆動するようにしたが、こ
の第２実施形態では回転板駆動装置として電気モータ１
５を用いている。このため、回転板５の外周に歯車１３
を形成し、この歯車１３に電気モータ１５の出力軸１５
ａに固定した歯車１６を噛み合わせることにより、電気
モータ１５で回転板５を駆動する。また、運転条件によ
り回転板５の浮上高さが変化するので、ここでも歯車１
３、１６の噛み合い部で、その変位を吸収するようにし
てある。

【００２９】その他の構成については、第１実施形態で
用いた圧力流体受け部１０及び圧力流体噴射パイプ１１
を設けない以外、第１実施形態と同じであるので、説明
を省略する。上記の構成において、回転板５は、第１及
び第２の永久磁石３、６の作用で、固定板２に対し常に
所定量以上の空隙を有するように浮上しており、この状
態で、電気モータ１５により駆動されて回転し、しかも
ほとんどフリクションがない状態であるので、比較的小
型の電気モータ１５による小さな駆動力でも、大きな慣
性力により、高速に回転する。

【００３０】従って、この回転板５の回転を回転板５又
はその回転軸４より動力として取り出すことで、大きな
動力を得ることができ、この動力は発電機（ダイナモ）
１２の駆動に用いる。特に本実施形態によれば、回転板
駆動装置として、電気モータ１５を用いることで、構成
の簡素化を図ることができ、付帯設備を設けることなく
実施できるので、車両などへの搭載性が向上する。

【００３１】ここで、例えば発電機１２が例えば３００
０ｒｐｍで３４ｋＶＡ程度の発電能力を有する場合、電
気モータ１５としては例えば４ｋＶＡで１４００ｒｐｍ
程度の回転能力を有するものであればよい。尚、以上の
実施形態では、第１及び第２の磁石３、６として永久磁
石を使用したが、固定側の第１の磁石３として、更には
回転側の第２の磁石６として、電磁石を使用するように
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す発電装置の全体
構成図

【図２】固定板の平面図

【図３】回転板の平面図

【図４】回転板の斜視図

【図５】本発明の第２実施形態を示す発電装置の全体
構成図

【符号の説明】

１機台２固定板２ａ鉄板２ｂ保持板３第１の永久磁石４回転軸５回転板５ａ鉄板５ｂ保持板６第２の永久磁石７軸受部８カバーフレーム９軸受部１０圧力流体受け部１１圧力流体噴射パイプ１２発電機１２ａ駆動軸１３歯車１４歯車１５電気モータ１５ａ出力軸１６歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H078 AA05 AA12 AA26 AA34 BB11 CC01 CC02 CC13 CC22 CC41 CC46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向に回転軸を有して水平に配置され
た回転板を磁力により浮上させ、この状態で前記回転板
を回転駆動し、前記回転板の回転により発電機を駆動し
て、発電を行うことを特徴とする発電方法。
【請求項２】前記回転板の下方に水平に配置された固定
板の上面側に取付けられて環状に配置された第１の磁石
と、前記回転板の下面側に取付けられて環状に配置され
た第２の磁石とを有し、前記第１及び第２の磁石の同極
同士を相対させることで、前記回転板を磁力により浮上
させることを特徴とする請求項１記載の発電方法。
【請求項３】圧力流体源から導いた圧力流体を、前記回
転板の外周側に設けた圧力流体受け部に向けて、回転の
接線方向に噴射することで、前記回転板を回転駆動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電方
法。
【請求項４】電気モータにより、前記回転板を回転駆動
することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電
方法。
【請求項５】水平に配置された固定板と、前記固定板の上面側に取付けられて環状に配置された第
１の磁石と、前記固定板の上方に水平に配置され垂直方向に回転軸を
有する回転板と、前記回転板の下面側に取付けられて環状に配置され前記
第１の磁石と同極同士を相対させることで前記回転板を
浮上させる第２の磁石と、前記回転板を回転駆動する回転板駆動装置と、前記回転板の回転により駆動される発電機と、を含んで構成される発電装置。
【請求項６】前記回転板は、垂直方向に軸線を配して回
転可能でかつ軸線方向に移動可能に支持された回転軸に
取付けられていることを特徴とする請求項５記載の発電
装置。
【請求項７】前記第１及び第２の磁石は、永久磁石であ
ることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の発電装
置。
【請求項８】前記第１及び第２の磁石は、それぞれ、複
数の磁石片を等間隔で円周方向に配列してなることを特
徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載の発
電装置。
【請求項９】前記固定板及び前記回転板は、それぞれ、
鉄板を主体とし、その磁石取付面側に非磁性材料からな
る保持板を固定し、この保持板に磁石を埋設することを
特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１つに記載の
発電装置。
【請求項１０】前記回転板駆動装置は、前記回転板の外
周側に形成された圧力流体受け部と、圧力流体源から導
いた圧力流体を前記回転板の前記圧力流体受け部に向け
て回転の接線方向に噴射することで前記回転板を回転さ
せる圧力流体噴射装置と、を含んで構成されることを特
徴とする請求項５〜請求項９のいずれか１つに記載の発
電装置。
【請求項１１】前記圧力流体受け部は、回転方向に等間
隔で複数設けられていることを特徴とする請求項１０記
載の発電装置。
【請求項１２】前記圧力流体受け部は、回転方向先端側
の突出量を小とし、回転方向後端側の突出量を大とし
て、後端面に圧力流体を受けることを特徴とする請求項
１０又は請求項１１記載の発電装置。
【請求項１３】前記回転板駆動装置は、電気モータによ
り構成されることを特徴とする請求項５〜請求項９のい
ずれか１つに記載の発電装置。
【請求項１４】前記回転板の外周に歯車を形成し、この
歯車に前記電気モータの出力軸に固定した歯車を噛み合
わせることを特徴とする請求項１３記載の発電装置。
【請求項１５】前記回転板の外周に歯車を形成し、この
歯車を前記発電機の駆動軸に固定した歯車に噛み合わせ
ることを特徴とする請求項５〜請求項１４のいずれか１
つに記載の発電装置。