JP2015104308A - 循環式電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の循環式電力供給システムは、電力供給装置に電気的に接続して発電電源を提供する。
【解決手段】本発明の循環式電力供給システムに含まれる少なくとも１つの磁力発電機は、発電電源を受けて第一交流誘導起電力を発生させエネルギー貯蔵ユニットに送り、第一交流誘導起電力は電気エネルギーに変換されて貯蔵され、エネルギー貯蔵ユニットは発電機ユニットに電気的に接続し、発電機ユニットは電動機を含み、エネルギー貯蔵ユニットの電気エネルギーにより電動機のシャフトとシャフト上の複数のマグネットリングを回転させ、各マグネットリングは三相発電コイルを被覆し、三相発電コイルとマグネットリングにより磁気誘導が起こり、第二交流誘導起電力が発生して電力フィードバック装置に送られ、電力フィードバック装置により第二交流誘導起電力は電力供給装置に伝送され、電力供給装置は第二交流誘導起電力を利用して発電エネルギーを生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は発電システムに関するものであり、特に、循環式電力供給システムに関するものである。

人類の科学技術の進歩と人口増加に伴い、エネルギー消費量も昔に比べて大幅に増大し、過去には考えられなかったエネルギー危機の問題は徐々に今日の社会における大きな課題となり、人類の永続的な生存を追及する上でのネックとなっている。エネルギー危機を解決する方法においては、新たなエネルギー源の開発以外に、従来エネルギーの節約も重要なポイントである。

また、人類の科学技術の進歩と人口増加に伴い、天然資源も徐々に枯渇し、地球温暖化やエネルギー価格の高騰を招くとともに、電気料金も急騰し、家計の負担が増すだけでなく、業務用の電力使用量もより増加してコストに大きな負担となり、物価も急速に上昇する。
したがって、商用電源を有効利用して電気エネルギーを生成することができれば、家庭用または業務用の電力を供給できる以外にも、電力を発電所に戻すことができ、発電所の発電量が抑えられ、発電所の負担が軽減されるだけでなく、消費者が電気料金に関する支出を節約するのにも有効である。

そこで本発明は、上述した従来技術の欠点に対し、上述の問題を克服するのに有効な、循環式電力供給システムを提案する。

本発明の主な目的は、発電機ユニットを使用して電気エネルギーを生成するのに有効であり、発電機ユニットが生成した電気エネルギーを循環利用することで、商用電源の消費や電気料金の増加を抑えられる、循環式電力供給システムを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、商用電源が提供されないエリアで太陽光発電または風力発電を用いて、発電機ユニットの作動に必要な電力を提供できる、循環式電力供給システムを提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明が提供する循環式電力供給システムは、電力供給装置に電気的に接続して発電エネルギーを提供する。循環式電力供給システムは、電力供給装置の発電エネルギーを受ける磁力発電機を少なくとも１つ含み、磁力発電機は発電エネルギーにより作動して第一交流誘導起電力を発生させて少なくとも１つのエネルギー貯蔵ユニットに送る。
エネルギー貯蔵ユニットは磁力発電機に電気的に接続し、第一交流誘導起電力により電気エネルギーに変換して貯蔵する。エネルギー貯蔵ユニットは少なくとも１つの発電機ユニットに電気的に接続し、発電機ユニットはエネルギー貯蔵ユニットの電気エネルギーにより作動する。発電機ユニットはシャフトを有する電動機を含み、シャフトはエネルギー貯蔵ユニットの電気エネルギーにより回転し、シャフト上には複数の三相発電コイルおよび複数のマグネットリングを設け、各マグネットリングはそれぞれ対応する各三相発電コイルを被覆し、シャフトが回転する時、前記マグネットリングも連動し、マグネットリングと前記三相発電コイルはそれぞれ磁気誘導により第二交流誘導起電力を発生させて電力フィードバック装置に送る。電力フィードバック装置は発電機ユニットと電力供給装置に電気的に接続し、第二交流誘導起電力は電力供給装置に伝送され、電力供給装置は第二交流誘導起電力を利用して発電エネルギーを生成することができる。

本発明は、発電機ユニットが生成した電気エネルギーを有効に使用できるとともに、発電機ユニットが生成した電気エネルギーを循環利用でき、商用電源の消費や電気料金の増加を抑えられ、商用電源が提供されないエリアでも、太陽光発電または風力発電を用いて、本発明の作動に必要な電力を提供できる。

本発明の実施例のシステムブロックチャートである。 本発明の実施例の発電機ユニットを示す図である。 本発明の実施例の発電機ユニットの分解図である。 本発明のもう１つの実施例のシステムブロックチャートである。

本発明の目的、技術内容、特徴および達成される効果をより容易に理解するため、以下に具体的実施例を挙げて詳細に説明する。

図１を参照されたい。図が示すように、本発明が提供する循環式電力供給システムは、電力供給装置１０に電気的に接続し、電力供給装置１０は商用電源または再生可能エネルギーの電力供給装置であり、再生可能エネルギーの電力供給装置は太陽光発電装置および風力発電装置である。このため、電力供給装置１０は発電エネルギーを循環式電力供給システム中の少なくとも１つの磁力発電機１２に提供できる。
磁力発電機１２と電力供給装置１０の間にはスイッチ素子１４をさらに有して電力供給装置１０と磁力発電機１２を電気的に接続し、磁力発電機１２が電力供給装置１０から伝送される電気エネルギーを受けるように、または電力供給装置１０が電気エネルギーを伝送するのをオフにするように制御する。すなわち、スイッチ素子１４は磁力発電機１２が電力供給装置１０の電気エネルギーを受けるか否かを制御する。一般的にはスイッチ素子１４がオンになれば磁力発電機１２は電力供給装置１０の発電エネルギーを受けることができ、それにより磁力発電機１２が作動して第一交流誘導起電力を発生させて第一整流器１６に送る。
第一整流器１６は磁力発電機１２と少なくとも１つのエネルギー貯蔵ユニット１８に電気的に接続し、第一整流器１６は交流誘導起電力を受けた後、直流電気エネルギーに変換してエネルギー貯蔵ユニット１８中に出力し、エネルギー貯蔵ユニット１８は電気エネルギーを貯蔵する。エネルギー貯蔵ユニット１８は切替素子３６に電気的に接続し、切替素子３６は少なくとも１つの発電機ユニット２０に電気的に接続し、エネルギー貯蔵ユニット１８と発電機ユニット２０が電気的に接続するように切り替える。

続いて図１から図３を参照されたい。図が示すように、発電機ユニット２０は電動機２２、複数の三相発電コイル２４および複数のマグネットリング２６を含む。電動機２２は直流電動機であっても交流電動機であってもよく、本実施例では直流電動機を例にあげる。
電動機２２上にはシャフト２２０を有し、電動機２２はエネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーによりシャフト２２０を回転させる。シャフト２２０上には複数の三相発電コイル２４を嵌挿して設けるが、三相発電コイル２４はシャフト２２０上に固定されない。三相発電コイル２４は三相発電コイル固定素子２５上に固定され、この固定素子は円盤状であり、三相発電コイル２４は円盤上に固定される。シャフト２２０は三相発電コイル固定素子２５の円盤を貫通し、三相発電コイル２４は、三相発電コイル固定素子２５上に固定されるが、シャフト２２０に伴って回転することはない。
本実施例では複数の三相発電コイル２４を例示しているので、三相発電コイル固定素子２５は三相発電コイル２４をそれぞれ固定する。シャフト２２０に固定されるのは複数のマグネットリング２６であり、マグネットリング２６は複数のマグネットリング固定素子２８を利用してマグネットリング２６を被覆し、各マグネットリング２６はシャフト２２０上にそれぞれ固定される。マグネットリング固定素子２８にはシャフト２２０上に固定するための固定貫通孔２８２を有し、マグネットリング２６とマグネットリング固定素子２８をシャフト２２０に固定する。
各マグネットリング２６はそれぞれ対応する各三相発電コイル２４を被覆し、シャフト２２０が回転する時、シャフト２２０に固定された前記マグネットリング２６も連動し、マグネットリング２６は回転して前記三相発電コイル２４とともにそれぞれ磁気誘導を起こし、第二交流誘導起電力を発生させて少なくとも１つの第二整流器３８に送る。第二整流器３８は発電機ユニット２０の三相発電コイル２４に電気的に接続し、第二交流誘導起電力を受け、直流電気エネルギーに変換して切替素子３６に出力する。

したがって、上述の切替素子３６は三相発電コイル２４、電動機２２、磁力発電機１２、エネルギー貯蔵ユニット１８に電気的に接続し、これにより切替素子３６を利用して三相発電コイル２４と電動機２２が電気的に接続するように切り替え、三相発電コイル２４により発生した第二交流誘導起電力は、第二整流器３８により直流電気エネルギーに変換されて電動機２２に送られ、電動機２２は発電機ユニット２０の電気エネルギーにより作動する。
切替素子３６は三相発電コイル２４が磁力発電機１２と電気的に接続するように切り替えることもでき、磁力発電機１２は発電機ユニット２０の電気エネルギーにより作動する。この時、スイッチ素子１４はオフにし、磁力発電機１２への発電エネルギーの伝送を切断して、磁力発電機１２が三相発電コイル２４の電気エネルギーによって作動するようにできる。あるいは、エネルギー貯蔵ユニット１８は電動機２２と電気的に接続し、エネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーは電動機２２に伝送され、電動機２２はエネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーにより作動する。

また、切替素子３６は電気機器３４に電気的に接続し、三相発電コイル２４と電気機器３４が電気的に接続するように切り替えられ、電気機器３４は発電機ユニット２０が生成した電気エネルギーを受けて作動できる。切替素子３６はさらに、電力供給装置１０に電気的に接続する電力フィードバック装置３０に電気的に接続でき、切替素子３６は三相発電コイル２４が電力フィードバック装置３０に電気的に接続するように切り替えられ、第二交流誘導起電力を電力フィードバック装置３０により電力供給装置１０に返送し、電力供給装置１０は第二交流誘導起電力を再利用して発電エネルギーを生成する。
電力フィードバック装置３０と電力供給装置１０の間には電力計３２をさらに電気的に接続し、発電機ユニット２０が伝送した第二交流誘導起電力の電気エネルギーを計算し、第二交流誘導起電力により生成された発電エネルギーのフィードバックする電気エネルギーを計算し、使用者が支払うべき電気料金を差し引くことができる。

続いて、本発明のもう１つの実施例を示す図４を参照されたい。例示された電動機は交流電動機である。図４の本実施例では、電力供給装置１０を含み、電力供給装置１０は商用電源であっても再生可能エネルギーの電力供給装置であってもよく、再生可能エネルギーの電力供給装置は太陽光発電装置および風力発電装置である。
電力供給装置１０は発電エネルギーを循環式電力供給システム中の少なくとも１つの磁力発電機１２に提供する。磁力発電機１２と電力供給装置１０の間にはスイッチ素子１４をさらに有して電力供給装置１０と磁力発電機１２を電気的に接続し、磁力発電機１２が電力供給装置１０から伝送される電気エネルギーを受けるように、または電力供給装置１０が電気エネルギーを伝送するのをオフにするように制御する。すなわち、スイッチ素子１４は磁力発電機１２が電力供給装置１０の電気エネルギーを受けるか否かを制御する。
一般的にはスイッチ素子１４がオンになれば磁力発電機１２は電力供給装置１０の発電エネルギーを受けることができ、それにより磁力発電機１２が作動して第一交流誘導起電力を発生させて第一整流器１６に送る。第一整流器１６は磁力発電機１２と少なくとも１つのエネルギー貯蔵ユニット１８に電気的に接続し、第一整流器１６は交流誘導起電力を受けた後、直流電気エネルギーに変換してエネルギー貯蔵ユニット１８中に出力し、エネルギー貯蔵ユニット１８は電気エネルギーを貯蔵する。エネルギー貯蔵ユニット１８は切替素子３６に電気的に接続し、切替素子３６は少なくとも１つの発電機ユニット２０に電気的に接続し、エネルギー貯蔵ユニット１８と発電機ユニット２０が電気的に接続するように切り替える。

続いて図２から図４を参照されたい。図が示すように、発電機ユニット２０は電動機２２、複数の三相発電コイル２４および複数のマグネットリング２６を含む。電動機２２は直流電動機または交流電動機であってもよく、本実施例では交流電動機を例にあげているので、切替素子３６と電動機２２の間を第一インバータ４０で電気的に接続し、エネルギー貯蔵ユニット１８が伝送する直流電気エネルギーを交流電気エネルギーに変換して電動機２２に出力する必要がある。
電動機２２上にはシャフト２２０を有し、電動機２２はエネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーによりシャフト２２０を回転させる。シャフト２２０上には複数の三相発電コイル２４を嵌挿して設ける。三相発電コイル２４は三相発電コイル固定素子２５上に固定され、この固定素子は円盤状であり、三相発電コイル２４は円盤上に固定される。シャフト２２０は三相発電コイル固定素子２５の円盤を貫通し、三相発電コイル２４は、三相発電コイル固定素子２５上に固定されるが、シャフト２２０に伴って回転することはない。
本実施例では複数の三相発電コイル２４を例示しているので、三相発電コイル固定素子２５は三相発電コイル２４をそれぞれ固定する。シャフト２２０に固定されるのは複数のマグネットリング２６であり、マグネットリング２６は複数のマグネットリング固定素子２８を利用してマグネットリング２６を被覆し、各マグネットリング２６はシャフト２２０上にそれぞれ固定される。
マグネットリング固定素子２８にはシャフト２２０上に固定するための固定貫通孔２８２を有し、マグネットリング２６とマグネットリング固定素子２８をシャフト２２０に固定する。各マグネットリング２６はそれぞれ対応する各三相発電コイル２４を被覆し、シャフト２２０が回転する時、シャフト２２０に固定された前記マグネットリング２６も連動し、マグネットリング２６は回転して前記三相発電コイル２４とともにそれぞれ磁気誘導を起こし、第二交流誘導起電力を発生させて少なくとも１つの第二整流器３８に送る。第二整流器３８は発電機ユニット２０の三相発電コイル２４に電気的に接続し、第二交流誘導起電力を受け、直流電気エネルギーに変換して切替素子３６に出力する。

したがって、上述の切替素子３６は三相発電コイル２４、電動機２２、磁力発電機１２、エネルギー貯蔵ユニット１８に電気的に接続し、これにより切替素子３６を利用して三相発電コイル２４と電動機２２が電気的に接続するように切り替え、三相発電コイル２４により発生した第二交流誘導起電力は、第二整流器３８により直流電気エネルギーに変換されて電動機２２に送られ、電動機２２は発電機ユニット２０の電気エネルギーにより作動する。
切替素子３６は三相発電コイル２４が磁力発電機１２と電気的に接続するように切り替えることもでき、磁力発電機１２は発電機ユニット２０の電気エネルギーにより作動する。この時、スイッチ素子１４はオフにし、磁力発電機１２への発電エネルギーの伝送を切断して、磁力発電機１２が三相発電コイル２４の電気エネルギーによって作動するようにできる。あるいは、エネルギー貯蔵ユニット１８は電動機２２と電気的に接続し、エネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーは電動機２２に伝送され、電動機２２はエネルギー貯蔵ユニット１８の電気エネルギーにより作動する。

また、切替素子３６は電気機器３４に電気的に接続し、三相発電コイル２４と電気機器３４が電気的に接続するように切り替えられ、電気機器３４は発電機ユニット２０が生成した電気エネルギーを受けて作動できる。この時、電気機器３４が交流電気機器である場合、電気機器３４と切替素子３６の間を第二インバータ４２で電気的に接続し、直流電気エネルギーを受け交流電気エネルギーに変換して電気機器３４に出力する。
切替素子３６はさらに、電力供給装置１０に電気的に接続する電力フィードバック装置３０に電気的に接続でき、切替素子３６は三相発電コイル２４が電力フィードバック装置３０に電気的に接続するように切り替えられ、第二交流誘導起電力を電力フィードバック装置３０により電力供給装置１０に返送し、電力供給装置１０は第二交流誘導起電力を再利用して発電エネルギーを生成する。
電力フィードバック装置３０と電力供給装置１０の間には電力計３２をさらに電気的に接続し、発電機ユニット２０が伝送した第二交流誘導起電力の電気エネルギーを計算し、第二交流誘導起電力により生成された発電エネルギーのフィードバックする電気エネルギーを計算し、使用者が支払うべき電気料金を差し引くことができる。

上述の記載は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではない。したがって、本発明の特許請求の範囲で述べられた特徴および精神に基づいた変更や潤色は全て、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

１０ 電力供給装置
１２ 磁力発電機
１４ スイッチ素子
１６ 第一整流器
１８ ネルギー貯蔵ユニット
２０ 発電機ユニット
２２ 電動機
２２０ シャフト
２４ 三相発電コイル
２５ 三相発電コイル固定素子
２６ マグネットリング
２８ マグネットリング固定素子
２８２ 固定貫通孔
３０ 電力フィードバック装置
３２ 電力計
３４ 電気機器
３６ 切替素子
３８ 第二整流器
４０ 第一インバータ
４２ 第二インバータ

Claims (14)

1. 電力供給装置に電気的に接続して発電エネルギーを提供する循環式電力供給システムであって、
   前記電力供給装置の前記発電エネルギーを受け、前記発電エネルギーによって作動して第一交流誘導起電力を発生させる少なくとも１つの磁力発電機と、
   前記磁力発電機に電気的に接続し、前記第一交流誘導起電力により電気エネルギーに変換して貯蔵する少なくとも１つのエネルギー貯蔵ユニットと、
   前記エネルギー貯蔵ユニットに電気的に接続し、前記エネルギー貯蔵ユニットの前記電気エネルギーにより作動し、
   シャフトを有して前記エネルギー貯蔵ユニットの前記電気エネルギーにより回転する電動機と、
   前記シャフトと接続する複数のマグネットリングと、
   前記シャフト上に嵌挿されて個々が前記マグネットリングに被覆され、前記シャフトが回転すると前記マグネットリングも連動するとともに、個々が磁気誘導を起こして第二交流誘導起電力を発生させる複数の三相発電コイルと、
   を含む少なくとも１つの発電機ユニットと、
   前記発電機ユニットと前記電力供給装置に電気的に接続して前記第二交流誘導起電力を前記電力供給装置に伝送し、前記電力供給装置が前記第二交流誘導起電力を利用して前記発電エネルギーを生成できるようにする、電力フィードバック装置と、を含む、
   循環式電力供給システム。
2. 前記磁力発電機と前記エネルギー貯蔵ユニットに電気的に接続し、前記第一交流誘導起電力を受け、直流電気エネルギーに変換して前記エネルギー貯蔵ユニットに出力する第一整流器をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
3. 前記電力供給装置は再生可能エネルギーの電力供給装置または商用電源である、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
4. 前記再生可能エネルギーの電力供給装置は太陽光発電装置または風力発電装置である、請求項３に記載の循環式電力供給システム。
5. 前記発電機ユニットに電気的に接続し、前記第二交流誘導起電力を受けて作動する少なくとも１つの電気機器をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
6. 前記電動機は直流電動機または交流電動機である、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
7. 前記エネルギー貯蔵ユニットおよび前記交流電動機に電気的に接続し、前記電気エネルギーを受けて交流電気エネルギーに変換して前記交流電動機に出力する第一インバータをさらに含む、請求項６に記載の循環式電力供給システム。
8. 前記三相発電コイル、前記電動機、前記電気機器、前記電力フィードバック装置、前記磁力発電機および前記エネルギー貯蔵ユニットに電気的に接続することにより、前記三相発電コイルが前記電動機と電気的に接続するように、または前記三相発電コイルが前記電気機器と電気的に接続するように、または前記三相発電コイルが前記電力フィードバック装置と電気的に接続するように、または前記三相発電コイルが前記磁力発電機と電気的に接続するように、または前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電動機が電気的に接続するように、切り替える切替素子をさらに含む、請求項５に記載の循環式電力供給システム。
9. 前記発電機ユニットと前記切替素子に電気的に接続し、前記第二交流誘導起電力を受け、直流電気エネルギーに変換して出力する第二整流器をさらに含む、請求項８に記載の循環式電力供給システム。
10. 前記電力供給装置と前記磁力発電機に電気的に接続し、前記電力供給装置の前記磁力発電機に対する電力供給をオフにするスイッチ素子をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
11. 前記電力フィードバック装置と前記電力供給装置に電気的に接続し、前記発電機ユニットが伝送する前記第二交流誘導起電力の電気エネルギーを計算する電力計をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
12. 前記切替素子と前記電気機器に電気的に接続し、前記電気エネルギーを受けて交流電気エネルギーに変換して前記電気機器に出力する第二インバータをさらに含む、請求項８に記載の循環式電力供給システム。
13. 各前記マグネットリング上にそれぞれ設置され、前記マグネットリングを前記シャフト上に固定する複数のマグネットリング固定素子をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。
14. 各前記三相発電コイル上にそれぞれ設置され、前記三相発電コイルを固定し、前記シャフトに伴って回転することのない複数の三相発電コイル固定素子をさらに含む、請求項１に記載の循環式電力供給システム。

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