JP2017139835A - High efficiency power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置に関し、より詳しくは発電効率が極めて高い高効率発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device, and more particularly to a high efficiency power generation device with extremely high power generation efficiency.
現代社会においては毎日膨大な電力が消費されているが、ほとんどの電気は電力会社の火力発電所をはじめとする各種発電所で石油等をはじめとする化石燃料等の天然資源を燃やして発電し、供給されている。
このため、火力発電所では膨大な量の石油等の天然資源を消費とすると共に前記天然資源を消費することにより二酸化炭素等の有害物質が発生し、公害問題の原因ともなっている。
そこで、近年、環境汚染、公害問題の心配が少なく、安全性の高い風力発電装置や太陽光発電装置等が注目を集めると共に提案されている。
しかしながら前記風力発電装置においては発電するためには一定以上の風力が必要であるため無風状態のときは発電することができない。また、風力発電では風を受けたプロペラが回転することにより発電させるが、前記プロペラの回転により発生する低周波音が近隣住民の健康問題を引き起こす場合があるという課題がある。
また、太陽光発電においては発電させるためには一定以上の太陽光が必要になる。このため、雨天、曇天の日や夜間等のように一定以上の太陽光を得ることができない場合は発電することはできないという課題がある。
そこで、自然環境に影響を受けないで効率よく発電できる高効率発電装置が提案されている(例えば特許文献1)。
In modern society, a huge amount of electricity is consumed every day, but most electricity is generated by burning natural resources such as fossil fuels such as oil at various power stations such as thermal power stations of electric power companies. Have been supplied.
For this reason, a thermal power plant consumes a vast amount of natural resources such as oil, and consumes the natural resources to generate harmful substances such as carbon dioxide, which causes pollution problems.
Therefore, in recent years, wind power generators, solar power generators, and the like with high safety and less concern about environmental pollution and pollution problems have attracted attention and have been proposed.
However, since the wind power generator requires a certain amount of wind power to generate power, it cannot generate power when there is no wind. Further, in wind power generation, power is generated by rotation of a propeller that receives wind, but there is a problem that low-frequency sound generated by the rotation of the propeller may cause health problems for neighboring residents.
In addition, in solar power generation, a certain amount of sunlight is required to generate power. For this reason, there is a problem that electric power cannot be generated when sunlight exceeding a certain level cannot be obtained, such as on rainy days, cloudy days, and nights.
Therefore, a high-efficiency power generation device that can efficiently generate power without being affected by the natural environment has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかし、前記高効率発電装置は部品点数が多く、構造が複雑になるという課題がある。 However, the high-efficiency power generator has a problem that the number of parts is large and the structure is complicated.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであり、請求項1の発明は、第1回転体支持体に回転可能に支持された第1回転体支持シャフトと、前記第1回転体支持シャフトに回転可能に支持された第1回転体と、第2回転体支持体に回転可能に支持された第2回転体支持シャフトと、前記第2回転体支持シャフトに回転可能に支持された第2回転体と、前記第2回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第2回転体に第2回転体の周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第2回転体の第2回転体第1円板に支持され他端部は前記第2回転体の第2回転体第2円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第1回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第1歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第2歯車と、前記第2回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第2回転体第1円板に支持されると共に他端部は前記第2回転体第2円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第1歯車と噛み合うギヤシャフト第1歯車と、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第2歯車と噛み合うギヤシャフト第2歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴としている。
請求項2の発明は、ベースプレートの一端部側に立設された第1回転体支持体と、前記第1回転体支持体に回転可能に支持された第1回転体支持シャフトと、前記第1回転体支持シャフトに回転可能に支持された第1回転体と、前記ベースプレートの他端部側に立設された第2回転体支持体と、前記第2回転体支持体に回転可能に支持された第2回転体支持シャフトと、前記第2回転体支持シャフトに回転可能に支持された第2回転体と、前記第2回転体を構成する第2回転体第1円板と、前記第2回転体第1円板と対向して設けられると共に前記第2回転体第1円板と一緒に前記第2回転体を構成する第2回転体第2円板と、前記第2回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第2回転体第1円板と前記第2回転体第2円板の間に配設されると共に前記第2回転体の円周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第2回転体第1円板に支持され他端部は前記第2回転体第2円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第1回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第1歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第2歯車と、前記第2回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第2回転体第1円板に支持されると共に他端部は前記第2回転体第2円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第1歯車と噛み合うギヤシャフト第1歯車と、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第2歯車と噛み合うギヤシャフト第2歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴としている。
請求項3の発明は、前記第1回転体支持シャフトと前記第2回転体支持シャフトの上下方向離間寸法と前記第1回転体支持シャフトと前記第2回転体支持シャフトの左右方向離間寸法を同じ距離寸法にしたことを特徴としている。
請求項4の発明は、前記発電機をアウターローターコアレス発電機で形成したことを特徴としている。
The present invention has been created in view of the above-described circumstances in order to solve these problems, and the invention according to claim 1 is a first rotation supported rotatably on a first rotating body support. A body support shaft, a first rotor supported rotatably on the first rotor support shaft, a second rotor support shaft rotatably supported on the second rotor support, and the second rotation. A second rotating body rotatably supported by the body support shaft, a starting drive unit for rotating the second rotating body support shaft, and the second rotating body at equal intervals along a circumferential direction of the second rotating body. A plurality of attached generators, a rotating disk part that constitutes the generator and is rotatable, and the rotating disk part together with the generator constitutes the generator and is inserted into the rotating disk part and one end thereof is Supported by the second rotating body first disk of the second rotating body The other end is a generator shaft supported by the second rotating body second disk of the second rotating body, one end is fixed to the generator shaft, and the other end presses the first rotating body. A pressing lever, a generator first gear supported by an intermediate portion of the generator shaft and connected to a rotating disk portion of the generator, and a generator second gear supported by an intermediate portion of the generator shaft. And a gear device provided in a set with the generator in the second rotating body, and one end portion of the gear device that is supported by the second rotating body first disc and the other end portion. Is a gear shaft supported by the second rotating body second disc, a gear shaft first gear supported by the gear shaft and meshing with the first generator gear, and supported by the gear shaft and the gear shaft. Meshes with the second generator gear And Yashafuto second gear, and a lead wire having one end connected to the generator, is characterized by having.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first rotating body support that is erected on one end side of a base plate, a first rotating body support shaft that is rotatably supported by the first rotating body support, and the first A first rotating body rotatably supported by the rotating body support shaft, a second rotating body support standing on the other end side of the base plate, and a second rotating body support that is rotatably supported by the second rotating body support. The second rotating body support shaft, the second rotating body rotatably supported by the second rotating body support shaft, the second rotating body first disk constituting the second rotating body, and the second A second rotating body second disk provided opposite to the rotating body first disk and constituting the second rotating body together with the second rotating body first disk; and the second rotating body support shaft. Between the starting drive unit for rotating the first rotating disk, the second rotating body first disk and the second rotating body second disk A plurality of generators that are disposed and attached at equal intervals along the circumferential direction of the second rotating body, a rotating disk part that constitutes the generator and is rotatable, and the rotating disk part And a generator having one end supported by the first rotating disk and the other end supported by the second rotating disk second disk. A shaft, a pressing lever with one end fixed to the generator shaft and the other end pressing the first rotating body, a rotating disk portion of the generator supported by an intermediate portion of the generator shaft, A connected generator first gear, a generator second gear supported by an intermediate portion of the generator shaft, a gear device provided in a set with the generator in the second rotating body, and The gear device is configured and the one end is the second A gear shaft supported by the first rotating disk and having the other end supported by the second disk of the second rotating body, and an intermediate portion of the gear shaft and the generator first gear. A gear shaft first gear that meshes, a gear shaft second gear that is supported by an intermediate portion of the gear shaft and meshes with the generator second gear, and a lead wire having one end connected to the generator. It is characterized by having.
According to a third aspect of the present invention, the vertical separation distance between the first rotary body support shaft and the second rotary body support shaft is the same as the horizontal gap dimension between the first rotary body support shaft and the second rotary body support shaft. It is characterized by a distance dimension.
The invention of claim 4 is characterized in that the generator is formed of an outer rotor coreless generator.
本発明は、部品点数が少なく構造も複雑でないので製造効率を高めることができると共に提供価格を抑えて提供することができるという優れた効果を有する。
本発明は、単数の始動駆動部で複数の発電機を作動させて発電することができるので極めて効率よく発電を行うことができるという優れた効果を有する。
本発明は、単数の駆動部で複数の発電機を作動させて発電するため二酸化炭素等の発生を可及的に低く抑えることができ環境に優しく、公害の発生を抑えることができるという優れた効果を有する。
The present invention has an excellent effect that the number of parts is small and the structure is not complicated, so that the manufacturing efficiency can be enhanced and the provision price can be suppressed.
The present invention has an excellent effect that power can be generated extremely efficiently because a plurality of generators can be operated by a single starting drive unit.
Since the present invention operates a plurality of generators with a single drive unit to generate electric power, it is possible to suppress the generation of carbon dioxide and the like as low as possible, which is environmentally friendly and can suppress the occurrence of pollution. Has an effect.
発明を実施するために最良の形態の例として以下のような実施例を示す。 Examples of the best mode for carrying out the invention are shown below.
図1〜図5には本発明に係る高効率発電装置10の一実施例が示されている。
1 to 5 show an embodiment of a high
図1及び図2に示されるように、この高効率発電装置10の下部に配設された平面視矩形状のベースプレート12の一端部側には第1回転体支持体14,14が間隔を設けて並んで立設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, first rotating body supports 14, 14 are provided at one end side of a
この第1回転体支持体14,14の頂部にはピロー型玉軸受ユニット16,16がそれぞれ固定されている。
これらピロー型玉軸受ユニット16,16には第1回転体支持シャフト18が回転可能に挿通され、第1回転体支持シャフト18はピロー型玉軸受ユニット16,16を介して第1回転体支持体14,14に支持されている。
Pillow type
A first rotating
前記第1回転体支持シャフト18には第1回転体20が回転可能に支持されている。この第1回転体20は円板状の第1回転体第1円板22と円板状の第1回転体第2円板24が対向して配設され、第1回転体第1円板22と円板状の第1回転体第2円板24の間に第1回転体20の円周方向に間隔保持ピン26を等間隔に複数本(この実施例では4本)設けることにより形成されている。
A first rotating
前記第1回転体第2円板24には押圧レバーカップ28が周方向に等間隔で複数(この実施例では4個)固定されている。
A plurality (four in this embodiment) of
なお、この実施例では第1回転体20の直径寸法は1500mm、厚さ寸法は120mmに設定されている。
In this embodiment, the diameter of the first rotating
前記ベースプレート12の他端部側には第2回転体支持体30,30が間隔を設けて並んで立設されている。
On the other end side of the
この第2回転体支持体30,30の頂部には前記ピロー型玉軸受ユニット16,16がそれぞれ固定されている。
これらピロー型玉軸受ユニット16,16には第2回転体支持シャフトとしての第2回転体支持中空シャフト32が回転可能に挿通されている。この第2回転体支持中空シャフト32はピロー型玉軸受ユニット16,16を介して前記第2回転体支持体30,30に支持されている。
The pillow type
A second rotary body support
図3に示されるように、前記第1回転体支持シャフト18と前記第2回転体支持中空シャフト32の上下方向距離寸法Aと前記第1回転体支持シャフト18と前記第2回転体支持中空シャフト32の左右方向距離寸法Bとは同じ寸法に設定されている。この実施例では前記上下方向距離寸法Aと前記左右方向距離寸法Bは共に300mmに設定されている。
As shown in FIG. 3, the vertical distance A between the first rotating
図1に示されるように、前記第2回転体支持中空シャフト32には第2回転体34が回転可能に支持されている。この第2回転体34は円板状の第2回転体第1円板36と円板状の第2回転体第2円板38が対向して配設され、第2回転体第1円板36と第2回転体第2円板38の間に第2回転体34の周方向に間隔保持ピン40を等間隔で複数本(この実施例では4本)設けることにより形成されている。
As shown in FIG. 1, a second rotating
なお、この実施例では第2回転体34の直径寸法は1500mm、厚さ寸法は400mmに設定されている。
In this embodiment, the diameter of the second rotating
前記第2回転体支持中空シャフト32の一端にはリード線案内片固定板42が固定されている。
A lead wire guide
また、前記第2回転体支持中空シャフト32の他端は前記第2回転体支持体30に取り付けられた第1スリップリング44に挿入されている。
The other end of the second rotating body support
前記第2回転体支持体30と第2回転体支持体30との間の第2回転体支持中空シャフト32にはスプロケット45が取り付けられている。このスプロケット45にはチェーン46が掛け回されている。また、このチェーン46は前記ベースプレート12に載置固定された始動駆動部としてのギヤモーター48に掛け回されている。
従って、ギヤモーター48が駆動するとチェーン46を介して第2回転体支持中空シャフト32が回転するようになっている。
A
Therefore, when the
前記第2回転体第1円板36と第2回転体第2円板38の間には発電機としてのアウターローターコアレス発電機50が第2回転体34の円周方向に沿って等間隔(90°間隔)で複数個(この実施例では4個)取り付けられている。この実施例では前記アウターローターコアレス発電機50は株式会社スカイ電子の製品番号SKY−HR200のアウターローターコアレス発電機が使用されている。
Between the second rotating body
図4に示されるように、前記アウターローターコアレス発電機50の回転円盤部52には発電機シャフト54が挿通されている。
As shown in FIG. 4, a
図1及び図2に示されるように、この発電機シャフト54の一端部は前記第2回転体第1円板36に固定された軸受ユニット56に支持されている。前記発電機シャフト54の一端は第2スリップリング58に挿入されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end of the
また、前記発電機シャフト54の一端部には押圧レバー60の一端部60A(図5参照)が固定されている。
One
図5に示されるように、この押圧レバー60の他端部60Bには押圧レバーローラー62が回転自在に取り付けられている。この押圧レバーローラー62は前記押圧レバーカップ28の凹部28Aに収容されて凹部内周面28Bに当接することにより押圧レバーカップ28を押さえ付ける役目を果たしている。
As shown in FIG. 5, a
図1及び図2に示されるように、前記リード線案内片固定板42にはリード線案内片64の一端部が固定されている。このリード線案内片64には後述するリード線がつたわって案内されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end of a lead
前記発電機シャフト54の他端部は第2回転体第2円板38に固定されたピロー型玉軸受ユニット66に支持されている。
The other end of the
前記発電機シャフト54の中間部には発電機第1歯車としての発電機小歯車70と発電機第2歯車としての発電機大歯車72が回転可能に支持されている。この発電機小歯車70は前記アウターローターコアレス発電機50の回転円盤部52と連結されている。
A generator
前記アウターローターコアレス発電機50に一端部が接続されたリード線74は第2スリップリング58からリード線案内片64をつたわって、第2回転体支持中空シャフト32内部に配線されて第1スリップリング44に配線されるようになっている。
The
図1に示されるように、前記第2回転体34内には前記アウターローターコアレス発電機50とセットになってギヤ装置80が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
このギヤ装置80のギヤシャフト82の一端部は前記第2回転体34の第2回転体第1円板36に固定されたピロー型玉軸受ユニット66に支持され、前記ギヤシャフト82の他端部は前記第2回転体34の第2回転体第2円板38に固定されたピロー型玉軸受ユニット66に支持されている。
One end portion of the
前記ギヤシャフト82の中間部にはギヤシャフト第1歯車としてのギヤシャフト大歯車84とギヤシャフト第2歯車としてのギヤシャフト小歯車86が支持されている。
このギヤシャフト大歯車84は前記発電機小歯車70と噛み合い、ギヤシャフト小歯車86は前記発電機大歯車72と噛み合っている。
A gear shaft
The gear shaft
この実施例では前記ギヤシャフト大歯車84と前記発電機小歯車70のギヤ比と前記ギヤシャフト小歯車86と前記発電機大歯車72のギヤ比は3:1とされている。
In this embodiment, the gear ratio between the gear shaft
次に、実施例の高効率発電装置10の作用を説明する。
Next, the operation of the high-
高効率発電装置10のギヤモーター48を作動させるとチェーン46を介して第2回転体支持中空シャフト32が回転し、第2回転体34が回転する。この第2回転体34が回転することにより押圧レバー60を介して第1回転体20も一緒に回転する。この実施例では図3反時計回方向(図3矢印L方向)に回転させる場合を示す。また、この実施例では第2回転体34、第2回転体20の回転数は1分間60回転とした。
When the
第2回転体34が回転しても前記アウターローターコアレス発電機50の発電機シャフト54が第2回転体34と一緒に回転しないように押圧レバー60が第1回転体20に固定された押圧レバーカップ28を押圧する。
The
また、図3に示されるように、第1回転体20を支持する第1回転体支持シャフト18と第2回転体34を支持する第2回転体支持中空シャフト32の上下方向距離寸法Aと左右方向距離寸法Bとは同じ距離寸法に設定されているため、押圧レバー60は第2回転体支持中空シャフト32を中心とした垂直線X及び水平線Yに対して45°傾斜した状態で回転する。
As shown in FIG. 3, the vertical distance A between the first rotating
前記第2回転体34が1回転すると前記アウターローターコアレス発電機50の発電機シャフト54に固定された発電機大歯車72が回転するので発電機大歯車72と噛み合っているギヤシャフト小歯車86が回転する。
これにより、ギヤシャフト82とギヤシャフト大歯車84が回転する。
このギヤシャフト大歯車84が回転すると、ギヤシャフト大歯車84と噛み合っている前記発電機小歯車70が回転する。
この発電機小歯車70が回転すると発電機小歯車70と連結されている前記アウターローラーコアレス発電機50の回転円盤部52が回転する。
When the second
Thereby, the
When the gear shaft
When the generator
従って、前記アウターローターコアレス発電機50の回転円盤部52が回転することによりアウターローターコアレス発電機50が発電する。
このため、第2回転体34に設けられた4個のアウターローターコアレス発電機50が発電する。
4個のアウターローターコアレス発電機50によって発電された電気はリード線74を介して高効率発電装置10で発電された電気を使用する外部装置等(図示せず)に使用されるようになっている。
Accordingly, the outer
For this reason, the four outer
The electricity generated by the four outer
従って、実施例の高効率発電装置10においては1個のギヤモーター48を作動することにより4個のアウターローターコアレス発電機50が発電するので、発電効率を極めて高くすることができる。
また、実施例の高効率発電装置10は、高効率発電装置としては部品点数が少なく構造もシンプルであるので製造効率を高めることができると共に提供販売価格を抑えることができる。
しかも、高効率発電装置10は、二酸化炭素等の発生を可及的に低く抑えることができ環境に優しく、公害の発生を抑えることができると共に風力や太陽光等の自然環境に影響を受けないで安定して発電することができる。
Therefore, in the high-efficiency
In addition, the high-efficiency
In addition, the high-efficiency
また、第1回転体20と第2回転体34が一緒に回転することにより第2回転体34に対称に取り付けられたアウターローターコアレス発電機50同士の力が平行に働くことになり、第2回転体支持中空シャフト32を回転させる力がアウターローターコアレス発電機50を直接回転させる力より少なくなる。
Further, when the first
また、第1回転体20及び第2回転体34は、第2回転体34の重量や第2回転体34に取り付けられたアウターローターコアレス発電機50、ギヤ装置80等の重量の合計重量によりフライホイール効果が生じ回転が安定すると共に安定した発電を行うことができる。
In addition, the first
なお、実施例では前記ギヤシャフト大歯車84と前記発電機小歯車70のギヤ比と前記ギヤシャフト小歯車86と前記発電機大歯車72のギヤ比は3:1としたが、ギヤ比は3:1に限定されるものでないことは勿論である。
In the embodiment, the gear ratio between the gear shaft
また、実施例では前記第1回転体20と前記第2回転体34の回転数を1分間60回転としたが、第1回転体20と第2回転体34の回転数はこの回転数に限定されないことは勿論である。
In the embodiment, the rotational speeds of the first
なお、実施例では第2回転体にアウターローターコアレス発電機50とギヤ装置80をセットで4個取り付けた場合を示したが、取り付けるアウターローターコアレス発電機50、ギヤ装置80の数は4個以上でもよく、4個に限定されるものでないことは勿論である。
In the embodiment, the case where four outer
また、実施例では発電機としてアウターローターコアレス発電機50を示したが、発電機はアウターローターコアレス発電機50に限定されるものでなく、発電機の取付構造を変えることにより例えばインナーローター発電機を使用することもできる。
Moreover, although the outer
なお、実施例では始動駆動部としてギヤモーター48を使用した場合を示したが始動駆動部はギヤモーター48に限定されるものでなく、第2回転体支持中空シャフト32を回転させことができる装置であれば他の始動駆動部でもよい。
In addition, although the case where the
10 高効率発電装置
12 ベースプレート
14 第1回転体支持体
16 ピロー型玉軸受ユニット
18 第1回転体支持シャフト
20 第1回転体
22 第1回転体第1円板
24 第1回転体第2円板
26 間隔保持ピン
28 押圧レバーカップ
30 第2回転体支持体
32 第2回転体支持中空シャフト
34 第2回転体
36 第2回転体第1円板
38 第2回転体第2円板
40 間隔保持ピン
42 リード線案内片固定板
44 第1スリップリング
45 スプロケット
46 チェーン
48 ギヤモーター
50 アウターローターコアレス発電機
52 回転円盤部
54 発電機シャフト
56 軸受ユニット
58 第2スリップリング
60 押圧レバー
62 押圧レバーローラー
64 リード線案内片
66 ピロー型玉軸受ユニット
70 発電機小歯車
72 発電機大歯車
74 リード線
80 ギヤ装置
82 ギヤシャフト
84 ギヤシャフト大歯車
86 ギヤシャフト小歯車
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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