JP2004336978A - 静電気発電用電極板駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電気発電装置のコンデンサにおいて、コンデンサを可変コンデンサとして作動させるために、陽極電極板を水槽の中で水力等の自然エネルギーで回転駆動する陸池又は海洋のいずれにおいても運用可能な電極板駆動装置を提供する。
【解決手段】（１）電極板を水槽に満たした電解質溶液に浸漬させてコンデンサの一方の陰極電極板とし、充放電回路に接続する。（２）電極板の表面を薄い絶縁体膜で被覆された複数の電極板を電気的に並列に接続するとともに並列に並べて陽極電極板の系統とし、これをコンデンサの他方の電極とする。（３）回転陽極電極板の各陽極電極板の系統をそれぞれ独立した逆止ダイオードＤａを経由して充電回路に、逆止ダイオードＤｂを経由して放電回路に接続する。（４）回転陽極電極板を水槽の液面上部に設置し、回転軸を水力等の自然エネルギーからの回転力源に連結される、水力等の自然エルギーを利用した静電気発電用電極板駆動装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンデンサから電気エネルギーを得るために、コンデンサの陽極電極板を水力等の自然エネルギー又はその他のエネルギーで回転駆動する陸地又は海洋のいずれにおいても運用可能な静電気発電用電極板駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海洋の波力で直接発電する静電気型の波力発電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。コンデンサの陰極電極板を海中に浸漬させ、絶縁体膜で被覆した陽極電極板を波高に合わせて海面に設置することを特徴とするものであった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８９４５３号公報（波力発電装置）
【特許文献２】
特許願２００２−０３９３２０号（コンデンサ発電用駆動装置置）
【特許文献３】
特許願２００２−１０３１１４号（静電気発電用駆動装置）
【非特許文献１】
オーム社 静電気ハンドブック（ＩＳＢＮ４−２７４−０３５１０−７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来から知られている特開平８−１８９４５３号公報の波力発電装置は、コンデンサに充放電回路を接続し、陰極電極板を海中に浸漬させ、電極板の表面を絶縁体膜で被覆した陽極電極板を波高に合わせて海面に設置し、陽極／絶縁体膜／海水（陰極）で構成されるコンデンサの陽極電極板に直接、波の上下運動を与え、陽極電極板の海水への浸漬面積を変化させることによってコンデンサの容量を変化させ、電力を得ることを特徴とするが、次のような欠点があった。
（１）海洋波の波高の高低が発電出力の大小を左右するが、波力発電装置、特に陽極電極板を波高に合わせた海洋への安定設置は技術的、経済的にも極めて困難である。
（２）荒波の衝撃で電極板及び絶縁体被膜が破損し、発電不能になることがある。
（３）波力発電は、海洋気象に左右されるため、発電出力の安定性が低い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、海洋上での電極板に波を直接与える発電方法に代え、電極板を水槽に満たした電解質溶液に浸漬させてコンデンサの一方の陰極とし、絶縁体膜で被覆された他方の電極板で構成した回転陽極電極板を前記水槽の上部に設置し、自然エネルギー等を動力源として水槽内で回転せて陽極電極板の電解質溶液への浸漬面積を変化させ、よって、コンデンサを可変コンデンサとすることを特徴とし、かつ、充放電回路に接続を可能とすることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態１】
（１）コンデンサを形成する複数の電極板１のうち単数又は複数枚を水槽２に満たした電解質溶液３に浸漬させてコンデンサの一方の電極（陰極電極板４）とし、入力端子ａ’で充電回路１４に、出力端子ｂ’で放電回路１６に接続を可能とする。
（２）残りの電極板１の表面を薄い絶縁体膜５で被覆された各陽極電極板６を電気的に並列に接続し、かつ、陽極電極板６をスペーサー７を挟んで並列に並べてコンデンサの他方の電極（陽極電極板の系統８）とする。電気的に独立した複数組の当該陽極電極板の系統８を均等な位相差をもって取付機構９で花弁状に回転軸１０に取付けて回転陽極電極板１１とする。
（３）回転陽極電極板１１の各陽極電極板の系統８から回転軸１０に設けた各系統別のスリップリング１２等を経て、それぞれに独立した逆止ダイオードＤａ１３を経由して入力端子ａで充電回路１４に接続を可能とし、逆止ダイオードＤｂ１５を経由して出力端子ｂで放電回路１６に接続を可能とする。
（４）回転陽極電極板１１を水槽２の上部に横向き、かつ、回転軸１０の下方に位置する陽極電極板の系統８の一組が電解質溶液３に全没する付近に設置し、回転軸１０を水力等の自然エネルギー又はその他のエネルギーからの回転力源に連結し、回転陽極電極板１１が電解質溶液３を切るように回転させる。
【発明の実施の形態２】
コンデンサの他方の電極となる残りの電極板１の表面に絶縁体膜５の剥離を防止するために複数個の直径１〜２ｍｍ程度の小穴１７を均等に設けた後に表面を絶縁体膜５で被覆された各陽極電極板６で回転陽極電極板１１を構成する。
以上を特徴とする発明の実施の形態１の静電気発電用電極板駆動装置。
【発明の実施の形態３】
コンデンサの他方の電極となる残りの表面を薄い絶縁体膜５で被覆された各陽極電極板６に、さらに、その上に薄い防水膜１８で被覆した各陽極電極板６で回転陽極電極板１１を構成する。
以上を特徴とする発明の実施の形態１又は２の静電気発電用電極板駆動装置。
本案は、以上のような構造で、これを使用するときは、陰極電極板及び回転陽極電極板の各陽極電極板の系統をそれぞれ充放電回路に連接し、回転陽極電極板の回転軸を水力等の自然又は他のエネルギーの回転動力源に連接して回転させ、各陽極電極板の系統の電解質溶液への浸漬面積を変化させることでコンデンサの対向する面積を可変させ、よって、各コンデンサを可変コンデンサとすることを特徴とする安定、かつ、高効率の発電出力を得ることができる静電気発電用電極板駆動装置である。
【０００７】
【発明の効果】
海面の波の上下運動を直接利用して電極板の浸漬面積を変化させる方式に代え、絶縁体膜で被覆された電極板で構成された回転陽極電極板を水槽の中で自然又は他のエネルギーで回転させる方式及び絶縁体膜の破損防止策等を発明したことにより、
（１）陽極電極板の回転によって、各電極板の電解質溶液に対する浸漬面積は最小から最大に変化し、常に大波高の波を受けていると同じ効果があるが、衝撃波を受けることはないので、電極板及び被覆した絶縁体膜を破損することはない。
（２）回転陽極電極板を高速、強力に駆動する必要はなく、水力利用の場合、高い落差及び多量の水資源は必要としない。又、駆動動力源は、波力、風力等あらゆる自然又は他のエネルギーによる陸地又は海洋での駆動運用が可能である。
（３）回転陽極電極板を複数組の陽極電極板の系統で構成し、それぞれに独立した逆止ダイオードを経由して充放電回路に接続したために発電効率が数倍向上した。
（４）回転陽極電極板の回転速度を波の周期より速くすることにより、発電効率を数倍向上させることが出来る。
（５）電極板の表面に小穴を設けてから絶縁体膜で被覆し、さらに防水膜で被覆したために絶縁体膜が水槽の中での回転によって溶解、剥離されることがない。
（６）構造が単純で製造が安価、設置が容易で故障、破損等が少ない。又、保守性、稼働率が高いため発電コストが低く、総合的な運用効率が極めて高い。
（７）太陽光、風力発電等の発電出力の不安定、広大な用地及び高いコストさらに騒音、景観を損なう等の負の要因は皆無であり、安定した運用が可能である。
以上のように、石油等化石燃料を一切消費せず、排出物を出さないクリーン、安全、かつ、地球温暖化対策に貢献する新方式の水力、風力、波力等の新エネルギー発電施設の提供が可能で、本装置は日本のみならず世界の静電気発電の分野に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態２の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態２の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の基本回路図である。
【図４】本発明の実施の形態３の陽極電極板の断面図である。
【符号の説明】
１ 電極板 ９ 取付機構 １７ 小穴
２ 水槽 １０ 回転軸 １８ 防水膜
３ 電解質溶液 １１ 回転陽極電極板 Ｖａ 第１直流電源
４ 陰極電極板 １２ スリップリング Ｖｂ 第２直流電源
５ 絶縁体膜 １３ 逆止ダイオードＤａ ａ、ａ’ 入力端子
６ 陽極電極板 １４ 充電回路 ｂ、ｂ’ 出力端子
７ スペーサー １５ 逆止ダイオードＤｂ
８ 陽極電極板の系統 １６ 放電回路

Claims (3)

1. コンデンサに充放電回路を接続して構成される静電気発電装置の前記コンデンサにおいて、コンデンサを形成する複数の電極板のうち、単数又は複数の電極板を水槽に満たした電解質溶液に浸漬させてコンデンサの一方の電極とし、充放電回路に接続を可能とする。残りの電極板の表面を絶縁体膜で被覆された複数の電極板を電気的に並列に接続するとともに並列に並べて陽極電極板の系統とし、コンデンサの他方の電極とする。電気的に独立した複数組の当該陽極電極板の系統を均等な位相差で花弁状に回転軸に取付けて回転陽極電極板とし、各陽極電極板の系統をそれぞれ独立した逆止ダイオードを経由して充放電回路に接続を可能とすることを特徴とする。当該回転陽極電極板を前記水槽の液面上部に設置し、自然エネルギー又は他のエネルギーで回転駆動させることを特徴とする静電気発電用電極板駆動装置。
2. 請求項１の静電気発電用電極板駆動装置であって、コンデンサの他方の電極を形成する各電極板の表面に複数個の小穴を均等に設けた後に絶縁体膜で被覆されたことを特徴とする。
3. 請求項１又は請求項２の静電気発電用電極板駆動装置であって、コンデンサの他方の電極を形成する各電極板の表面を薄い絶縁体膜で被覆された各電極板を、さらに薄い防水膜で被覆することを特徴とする。

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