JP2016201974A - Power generator with output quantity made larger than input quantity using electricity as power source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電気を動力源として、モーターを介して発電機の回転数を上げ、入力量より出力量を大きくした発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation apparatus that uses electricity as a power source, increases the rotational speed of a generator via a motor, and makes the output amount larger than the input amount.
従来、電気を作る方法として太陽電池で太陽の光(太陽光エネルギー)を電気エネルギーに変換して電気を作る太陽光発電、また、風力で風車を回転させ、その回転エネルギーを増速機に連動させ回転数を上げ、その上げた回転エネルギーで発電機を駆動させて、電気を作る風力発電、また、原子炉でウランを核分裂させ発生する熱エネルギーを利用して蒸気を作り、その蒸気の力でタービンを回転させ、タービンに直結した発電機を駆動させて電気を作る原子力発電、また、化石燃料を燃やした熱を利用して蒸気を作り、その蒸気の力でタービンを回転させ、タービンに直結した発電機を駆動させて電気を作る火力発電等で電気を作っていた。
また、光を当てると発電する光電池に発光灯による照明光を当てて発電を行い、発電された電力で発光灯の電力を賄うだけでなく、発電した電力を外部にも供給する照明光発電装置の発明が知られている(特許文献1)。
Moreover, the illumination photovoltaic power generation device that generates power by applying illumination light from a light-emitting lamp to a photovoltaic cell that generates power when it is exposed to light, and not only covers the power of the light-emitting lamp with the generated power but also supplies the generated power to the outside Is known (Patent Document 1).
そのために次のような問題点があった。
(イ)太陽光発電は太陽光を利用して電気を作るため、太陽電池に太陽光を取り入れる ことが不可欠であるが、天候及び季節、場所によって左右され十分に太陽光を取 り入れることが出来ないことが多多あった。その結果太陽電池での発電量が安定 しなかった。また夜間の発電は皆無であった。
(ロ)風力発電は風力を利用して電気を作るため、風力を得るのが不可欠であるが、天 候及び季節、場所によって左右され十分に風力を得ることが出来ないことが多多 あった。その結果発電量が安定しなかった。
(ハ)原子力発電は原子炉でウランを核分裂させて、熱エネルギーを電気エネルギーに 変換する方法であるが、大きな地震、津波等で事故が起きれば大惨事につながり 、放射性物質の飛散で被害も甚大になることもあった。また、その事故処理費用 に莫大な資金が必要となり、電気料金に影響していた。
(ニ)火力発電は化石燃料を燃やし熱エネルギーで蒸気を作り電気エネルギーに変換す るのであるが、化石燃料を燃やす時点で温室効果ガスであるCO2を大量に排出 するため、地球環境に悪影響(地球温暖化)を与える一因になっていた。また、 化石燃料の調達費用が膨らみ電気料金に影響していた。
本発明は以上の問題点を解決するためになされたものである。Therefore, there were the following problems.
(B) Since photovoltaic power generation uses sunlight to produce electricity, it is indispensable to incorporate sunlight into the solar cell. However, depending on the weather, season, and location, it is necessary to fully incorporate sunlight. There were many things that could not be done. As a result, the amount of power generated by the solar cell was not stable. There was no power generation at night.
(B) Since wind power generation uses wind power to produce electricity, it is essential to obtain wind power. However, wind power generation often depends on the weather, season, and location, and wind power cannot be obtained sufficiently. As a result, the power generation was not stable.
(C) Nuclear power generation is a method of fissioning uranium in a nuclear reactor and converting thermal energy into electrical energy. However, if an accident occurs due to a large earthquake, tsunami, etc., it will lead to a catastrophe, and damage from radioactive material scattering Sometimes it was enormous. In addition, an enormous amount of money was required for the accident handling costs, which had an impact on electricity charges.
(D) Thermal power generation burns fossil fuel, generates steam with heat energy, and converts it into electric energy. However, when burning fossil fuel, it emits a large amount of CO2, which is a greenhouse gas. Global warming). In addition, the cost of fossil fuel procurement increased, affecting the electricity bill.
The present invention has been made to solve the above problems.
ボックス(1)の内部に強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率(モーター効率)が良い高性能のモーター(2)と、強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率(発電機効率)が良い高性能の発電機(3)を使用し、前記発電機(3)が持っている回転数よりモーター(2)を介して回転数を上げて、発電機(3)に回転エネルギーが連動するように縦列接続し据付け、モーター(2)の動力源となる電気をボックス(1)内部に取入れる電気引込み線(4)を設け、前記電気引込み線(4)の一端部分をモーター(2)に接続し、もう一方の端をボックス(1)の外部に出し、発電機(3)で作る電気をボックス(1)の外部に送る送電線(5)を設け、前記送電線(5)の一端部分を発電機(3)に接続し、もう一方の端をボックス(1)の外部に出した。以上を特徴とする電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置である。 A high-performance motor (2) with good transmission efficiency (motor efficiency) that uses a permanent magnet with strong magnetic force inside the box (1), increases the diameter of the wire of the winding, and reduces winding resistance; Using a high-performance generator (3) with a good transmission efficiency (generator efficiency) using a permanent magnet having a strong magnetic force, increasing the diameter of the wire of the winding, and reducing the winding resistance, the generator The number of rotations is increased via the motor (2) from the number of rotations held by the (3), and the generators (3) are connected in cascade so that the rotational energy is linked to serve as a power source for the motor (2). An electric lead-in wire (4) for taking electricity into the box (1) is provided, one end of the electric lead-in wire (4) is connected to the motor (2), and the other end is connected to the outside of the box (1). Electricity generated by the generator (3) outside the box (1) Transmission line (5) provided to send, connect one end portion of said transmission line (5) to the generator (3) gave the other end to the outside of the box (1). This is a power generation device that uses the electricity characterized by the above as a power source and has an output amount larger than an input amount.
発電機(3)のトルク(回転方向に働く力)と回転数との関係を記す。
発電機(3)の発電量は同じトルクで回転数を上げれば回転数に比例して増加する。また、50Hz仕様であれば3000rpm(1分間の回転数)であり、60Hz仕様であれば3600rpmである。回転数が変われば周波数も同じ比率で変化する。
以上のような基本的関係がある。よって、モーター(2)を介して発電機(3)の回転数を上げることによって入力量より出力量の方が多い電気が作れる。The relationship between the torque (power acting in the rotation direction) of the generator (3) and the rotation speed is described.
The power generation amount of the generator (3) increases in proportion to the rotational speed if the rotational speed is increased with the same torque. Moreover, if it is a 50 Hz specification, it will be 3000 rpm (rotational speed for 1 minute), and if it is a 60 Hz specification, it will be 3600 rpm. If the rotation speed changes, the frequency also changes at the same ratio.
There is a basic relationship as described above. Therefore, by increasing the rotational speed of the generator (3) through the motor (2), electricity with a larger output amount than the input amount can be produced.
本発明の電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置で発電することによって安定した電気が作れる。また、複数台稼働すれば発電量は倍増する。そして、個個の電気利用者(個人住宅、集合住宅、会社等)が多数稼動すれば大量の発電が出来る。
よって、太陽光発電、風力発電等の発電が天候に左右されて発電量が安定しなかったがこの安定した電気で補うことが出来る。また、危険性の高い原子力発電を多少減らすことが出来る。そして、大量にCO2を排出して地球環境に悪影響を与えている火力発電も減らすことが出来る。また、再生エネルギー発電の賦課金及び太陽光付加金等を電気料金から軽減することが出来る。Stable electricity can be produced by using the electricity of the present invention as a power source and generating electricity with a power generator having an output larger than the input. In addition, if multiple units are operated, the amount of power generation doubles. If a large number of individual electric users (individual houses, apartment houses, companies, etc.) operate, a large amount of electricity can be generated.
Therefore, although power generation such as solar power generation and wind power generation is influenced by the weather and the power generation amount is not stable, it can be compensated by this stable electricity. In addition, high-risk nuclear power generation can be reduced somewhat. In addition, thermal power generation, which emits a large amount of CO2 and adversely affects the global environment, can be reduced. In addition, it is possible to reduce the levy of renewable energy power generation and solar surcharges from the electricity bill.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
(イ)図1に示すようにボックス(1)の内底部にモーター(2)を据付ける。
モーター(2)の伝達効率(モーター効率)は95%以上が望ましい。
95%以上にするには巻線(銅線)の線材の直径を増やし巻線抵抗を減らしたコ イルと強い磁力を有するネオジム磁石、フェライト磁石を使用したブラシレスモ ーター(2)が最適である。
回転エネルギーのロスの殆どが巻線(銅線)抵抗によるものであり、巻線(銅 線)抵抗を減らすには巻線(銅線)の線材の直径を増やすことである。断面積が 2倍になれば抵抗値は2分の1になるため、全体で抵抗が半分になり電流値を減 らせ、発熱等のエネルギーのロスが減る。よって、伝達効率(モーター効率)が 上がる。
(ロ)図1に示すようにボックス(1)の内部に動力源となる電気を取入れるための電 気引込み線(4)を設け、前記電気引込み線(4)の一端部分をモーター(2) に接続し、もう一方の端をボックス(1)の外部に出す。
電気引き込み線(4)は電気の良導体である銅線が最適である。Embodiments of the present invention will be described below.
(A) Install the motor (2) on the inner bottom of the box (1) as shown in FIG.
The transmission efficiency (motor efficiency) of the motor (2) is desirably 95% or more.
A brushless motor (2) that uses a coil with increased wire diameter and reduced winding resistance, a neodymium magnet with a strong magnetic force, and a ferrite magnet is optimal for 95% or more. .
Most of the loss of rotational energy is due to winding (copper wire) resistance. To reduce the winding (copper wire) resistance, the diameter of the wire of the winding (copper wire) must be increased. If the cross-sectional area is doubled, the resistance value is halved, so the overall resistance is halved, the current value is reduced, and energy loss such as heat generation is reduced. Therefore, transmission efficiency (motor efficiency) increases.
(B) As shown in FIG. 1, an electric lead-in wire (4) for taking in electricity as a power source is provided inside the box (1), and one end of the electric lead-in wire (4) is connected to a motor (2 ) And connect the other end to the outside of the box (1).
The electrical lead-in wire (4) is optimally a copper wire that is a good conductor of electricity.
(ハ)図1に示すようにボックス(1)の内底部にモーター(2)の位置に合わせ、発 電機(3)を縦列状に連結し据付ける。
発電機(3)の伝達効率(発電機効率)は90%以上が望ましい。
90%以上にするには巻線(銅線)の線材の直径を増やし、巻線抵抗を減らした コイルと強い磁力を有するネオジム磁石、フェライト磁石を使用するのが最適で ある。
発電体でのエネルギーのロスの殆どが巻線(銅線)抵抗によるものであり、巻 線(銅線)抵抗を減らすには巻線(銅線)の線材の直径を増やすことである。断 面積が2倍になれば抵抗値は2分の1になるため、全体で抵抗が半分になり電流 値を減らせ、発熱等のエネルギーのロスが減る。よって、伝達効率(発電機効率 )が上がる。
(ニ)図1に示すようにモーター(2)を介して、その発電機(3)が持っている回転 数より回転数を上げ、回転エネルギーを発電機(3)に連動させ電気を作る。出 来た電気をボックス(1)の外部に出すための送電線(5)を設け、前記送電線 (5)の一端部分を発電機(3)に接続し、その送電線(5)のもう一方の端を ボックス(1)の外部に出す。
送電線(5)は電気の良導体である銅線が最適である。
本発明は、以上の構成からなるものである。(C) As shown in FIG. 1, the generator (3) is connected to the inner bottom of the box (1) in accordance with the position of the motor (2) and installed in a column.
The transmission efficiency (generator efficiency) of the generator (3) is preferably 90% or more.
In order to achieve 90% or more, it is optimal to use a coil with increased winding diameter (copper wire), reduced winding resistance, a neodymium magnet with strong magnetic force, and a ferrite magnet.
Most of the energy loss in the power generator is due to the winding (copper wire) resistance. To reduce the winding (copper wire) resistance, the diameter of the wire of the winding (copper wire) must be increased. If the cross-sectional area is doubled, the resistance value is halved, so the overall resistance is halved, the current value is reduced, and energy loss such as heat generation is reduced. Therefore, transmission efficiency (generator efficiency) increases.
(D) As shown in FIG. 1, the motor (2) is used to increase the rotational speed of the generator (3), and the rotational energy is linked to the generator (3) to produce electricity. A power transmission line (5) is provided for delivering the generated electricity to the outside of the box (1), one end of the power transmission line (5) is connected to the generator (3), and the other end of the power transmission line (5) is connected. Put one end out of the box (1).
The transmission line (5) is optimally a copper wire which is a good conductor of electricity.
The present invention is configured as described above.
これを使用する時は、家屋の外壁等にコンセントを設け、そのコンセント近辺の平坦な地面に発電装置が入ったボックス(1)を設置し、モーター(2)に接続した電気引込み線(4)のプラグをコンセントに差込み、モーター(2)を介して回転エネルギーを発電機(3)に連動させ発電し、その電気を送電線(5)でボックス(1)の外部に送る。 When using this, install an outlet on the outer wall of the house, install the box (1) with the power generator on the flat ground near the outlet, and connect the electric lead-in wire (4) connected to the motor (2) The plug is inserted into an outlet, and the rotational energy is linked to the generator (3) via the motor (2) to generate power, and the electricity is sent to the outside of the box (1) through the transmission line (5).
発電機(3)のトルクと回転数の基本的な関係は、回転数が変れば周波数も同じ比率で変化する。50Hz仕様の発電機(3)であれば回転数は3000rpmであり、60Hz仕様の発電機(3)であれば3600rpmである。また、発電機(3)の発電量は同じトルクで回転数を上げることによって回転数に比例して増加する。
よって、本発明はその発電機(3)のトルクでモーター(2)を介して回転数を上げ、前記発電機(3)に連動することによって回転数に比例して発電量が増加する。だから、電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置である。As for the basic relationship between the torque of the generator (3) and the rotational speed, the frequency changes at the same ratio as the rotational speed changes. The rotational speed is 3000 rpm for the generator (3) with 50 Hz specifications, and 3600 rpm for the generator (3) with 60 Hz specifications. Further, the power generation amount of the generator (3) increases in proportion to the rotational speed by increasing the rotational speed with the same torque.
Therefore, the present invention increases the rotational speed via the motor (2) with the torque of the generator (3), and the power generation amount increases in proportion to the rotational speed by interlocking with the generator (3). Therefore, it is a power generation device that uses electricity as a power source and has an output amount larger than an input amount.
伝達効率(モーター効率)が95%の高性能のモーター(2)対し、1分間に50Wの電気を流し回転数を3600rpmに設定し、その回転数を伝達効率(発電機効率)が90%の高性能の50Hz仕様の3000rpmの発電機(3)に連動し、発電機(3)の回転数3000rpmから3600rpmの1.2倍に回転数に上げることによって、発電機(3)で作る電気の出力量を下記に表わす。
モーター(2)に1分間の電気の入力量(使用量)を50Wとする。
伝達効率(モーター効率)が95%モーター(2)を使用する。
伝達効率(発電機効率)が90%の発電機(3)を使用する。
回転数を1.2倍に上げる。
50W×0.95×0.9×1.2=51.3W
総発電量(出力量)は51.3Wとなり、入力量を差引くと1.3Wとなる。
回転数を1.2倍にした場合の純発電量は2.6%増える。
回転数を1.3倍にした場合の純発電量は11.15%増える。
入力量が増えるに従って比例して出力量も増える。
また、複数台稼働することによって発電量は倍増し、そして、個個の電気利用者(個 人住宅、集合住宅、会社等)が多数稼動すれば大量の発電が出来る。For a high-performance motor (2) with a transmission efficiency (motor efficiency) of 95%, 50 W of electricity is applied per minute, the rotation speed is set to 3600 rpm, and the rotation efficiency is 90%. In conjunction with a high-performance 50 Hz-specification 3000 rpm generator (3), the generator (3) increases the number of revolutions from 3000 rpm to 1.2 times 3600 rpm, thereby generating electricity from the generator (3). The output amount is shown below.
The input amount (use amount) of electricity for 1 minute to the motor (2) is 50 W.
A motor (2) having a transmission efficiency (motor efficiency) of 95% is used.
A generator (3) having a transmission efficiency (generator efficiency) of 90% is used.
Increase the speed to 1.2 times.
50W × 0.95 × 0.9 × 1.2 = 51.3W
The total power generation amount (output amount) is 51.3W, and when the input amount is subtracted, it becomes 1.3W.
When the number of revolutions is increased by a factor of 1.2, the net power generation increases by 2.6%.
When the number of revolutions is increased 1.3 times, the net power generation amount increases by 11.15%.
As the input amount increases, the output amount increases in proportion.
In addition, by operating multiple units, the amount of power generation doubles, and if a large number of individual electricity users (personal houses, apartment houses, companies, etc.) operate, a large amount of power can be generated.
1 ボックス
2 モーター
3 発電機
4 電気引込み線
5 送電線1
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JP2015090853A JP2016201974A (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Power generator with output quantity made larger than input quantity using electricity as power source |
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JP2022158746A (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-17 | 浩司 上村 | Generator |
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2015
- 2015-04-08 JP JP2015090853A patent/JP2016201974A/en active Pending
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