JP2017223172A - 旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】自然環境に左右されずに旋回運動エネルギーを自力で発生させる装置を提供し、自力で発生させた旋回運動エネルギーを機械エネルギーに変換して電力を得る発電装置を提供する。
【解決手段】把持部材と錘を有し、前記把持部材が発電部材を有し、前記把持部分の先端と錘とが長尺部材によって連接されており、前記発電部材が内筒と外筒を有して形成されており、当該内筒及び外筒を相対方向に回転させることによって電力を発生させる発電部材であって、内筒又は外筒が前記長尺部材に連接しており、前記把持部材の回転運動に伴って長尺部材の先端に連接された錘による旋回運動エネルギーによって長尺部材に連接されている内筒又は外筒を外筒又は内筒に対して回転させることが可能なように構成されていることを特徴とする旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋回運動により発生した旋回運動エネルギー又は風力エネルギーに基づき電力を発生させる携帯可能な小型の携帯可能な発電機に関するものである。

現在、風の運動エネルギーを機械エネルギーに変換する風力原動機である風力発電機が知られている。風力発電機としては、プロペラ風車、セイルウイング風車、多翼型風車、ループウイング型風車等の水平軸風車と、ジャイロミル風車、ダリウス型、Ｓ型ローター風車等の垂直軸風車が知られている。これらは風力タービン・風車の技術を利用した風力発電機である。 風力発電機に関しては、多くの種類の装置が知られている。例えば、小型の風力発電機としては特許文献１が、風車型の風力発電機としては特許文献２が知られている。
携帯可能な発電機としては特許文献３が挙げられる。しかし、特許文献３に開示されている発電機は水力発電機である。

このような小型の風力発電機や、携帯可能な発電機は、種々の装置が公然知られている。しかし、これらの発電機は、いずれも従来から周知技術として知られていた大型の発電機を小型化したものに過ぎなかった。ようするに移動することは可能であるが、移動先で発電機を設置し、自然のエネルギー、例えば、風や水の運動エネルギーを使用するという点では従来の周知技術と何ら変わるところはない。
従来の周知技術は、いずれも設置した発電機に自然エネルギーを入力する必要がある。しかし、自然エネルギーは、自然の状態に左右されるため、例えば、太陽光エネルギーでは夜間の発電が困難であるし、風力エネルギーは、タービンを回転させることができる程度の風速が必要である。従来の発電機は、自然エネルギーに対して受身であるために、自然エネルギーの状況に左右されるという重大な問題が知られていた。
また近年、台風、地震といった自然災害が増加する傾向が見受けられるが、被災者の避難生活において、携帯電話等の小型家電や、電灯等に使用される電力の確保が問題となる。その際、自然エネルギーの活用が要求されているが、上述の如く、太陽エネルギーは夜間の発電が困難であり、風力エネルギーは所定の風速が必要であり、水力エネルギーは設置場所が限定される等の問題が指摘されている。

一方、携帯型の自力発電機も種々開発されている。例えば、自家発電式の非常用の懐中電灯等が知られている。これらの自力発電機は、備え付けのハンドルを手で回したり、太陽光発電等が知られている。
しかしながら、ハンドルを手で回すタイプの発電機は、自力エネルギーの消費に対して得られる電力のエネルギー効率は低いという問題点が指摘されている。又、太陽光発電については、特に夜間において電気を発生させることが困難である。
本発明は、これらの問題点を全て解決することができる。

特開２００２−１７０１８２号公報 実用新案登録第３０５４８１１号公報 特開２００５−３３０９１９号公報

本発明は、自然環境に左右されずに旋回運動エネルギーを自力で発生させる装置を提供することを目的とする。また、自力で発生させた旋回運動エネルギーを機械エネルギーに変換して電力を得る発電装置を提供することを目的とする。
更に自然災害時における避難生活において、現在利用されている自力発電機に比較してより効率的に電力エネルギーを発生させ、必要に応じて電力を蓄電することもできる装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）携帯可能な発電機において、当該発電機が把持部材と錘を有し、前記把持部材が発電部材を有し、前記把持部分の先端と錘とが長尺部材によって連接されており、前記発電部材が内筒と外筒を有して形成されており、当該内筒及び外筒を相対方向に回転させることによって電力を発生させる発電部材であって、内筒又は外筒が前記長尺部材に連接しており、前記把持部材の回転運動に伴って長尺部材の先端に連接された錘による旋回運動エネルギーによって長尺部材に連接されている内筒又は外筒を外筒又は内筒に対して回転させることが可能なように構成されていることを特徴とする旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
本発明における長尺部材とは、長手方向がある材料であれば、いずれの形態及び材料で形成されていても良い。例えば、本発明に係る長尺部材は柔軟性を有する紐もような材料で形成しても良いし、定型性を有した合成樹脂からなる棒状の部材で形成しても良いし、金属製のリングを連接したチェーン状の部材で形成しても良い。
ここで、内筒及び外筒を相対方向に回転させるとは、内筒を外筒に対して回転させること、外筒を内筒に対して回転させることを意味する。本発明は、このように内筒と外筒を異なった方向へ動かすことによって、内筒又は外筒が回転する機械エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能となる。

（２）前記把持部材が、更に二次電池ユニット及び配電用接続口を有することを特徴とする上記（１）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
本発明の携帯可能な発電機における二次電池ユニットは、発電部材によって発生した電気を二次電池に蓄えることができ、繰返し使用することができる電池である。かかる二次電池ユニットは、把持部材に着脱しておくことにより、発電部材を動かす事によって、発生した電気を二次電池に充電することができる。充電した後は、二次電池ユニットを把持部材より切り離すことによって、二次電池ユニットのみを所望の場所に移動して、携帯電話等の家電を充電したり、駆動したりすることが可能である。
また本発明における配電用接続口とは、差込プラグとプラグ受けで構成され、配線とコードまたはコード相互間の電気的接続及び断路を可能にする接続器のことである。本発明においては、ＵＳＢポート等を含む概念である。
（３）前記把持部材に二次電池ユニットが着脱自在に連結されていることを特徴とする上記（１）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
ここで把持部材には、配電用接続口を設けても良い。

（４）運搬移動が可能で旋回運動エネルギーを電力に変換することが可能な発電機において、当該発電機が少なくとも長尺部材と風力タービンとを有し、前記長尺部材と風力タービンとが連接しており、前記風力タービンが風車の回転を電力に変換する発電部材を有し、前記長尺部材の回転運動に伴って長尺部材に連接された風力タービンが旋回運動可能なように形成されていることを特徴とする旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
ここで、風力タービンとは、風の運動エネルギーを、機械エネルギーへ変換するために使用される原動機を有するタービンのことである。
また本発明における発電部材とは、運動エネルギーを電力の形に変換する風力発電機のことである。例えば、プロペラ風車、セイルウイング風車、多翼型風車、オランダ風車、ループウイング型風車等の水平軸風車や、ダリウス風車、サボニウス風車、ジャイロミル風車、パドル風車、クロスフロー風車、Ｓ型ローター風車等の垂直軸風車等が挙げられる。ただし、風力タービンの回転により機械エネルギーへ変換できるものであれば、出願時後に開発された新規な風力タービン用の発電機を含むものとする。例えば、現在、振動を利用する風力原動機も研究されている。このような新規な風力タービン用の発電機であっても本発明に使用可能なものは含まれる。
特に本発明に係る携帯可能な発電機は、例えばプロペラ部の大きさ、錘の重量、長尺の長さ、把持部材の長さ・重量・太さ等の形状によって所望の発電効率を得ることができる。

（５）前記携帯可能な発電機が、更に把持部材を有し、当該把持部材と前記風力タービンとが前記長尺部材によって連接されていることを特徴とする上記（４）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
ここで把持部材とは、片手又は両手で握ることができる部材のことである。人間の手で握ることができる形態であれば、どのような形態でも良い。例えば、棒状、リング状、球体状等でも良い。
（６）前記風力タービンが、更に二次電池ユニット及び配電用接続口を有することを特徴とする上記（４）又は（５）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
本発明の発電機における二次電池ユニットは、風力タービンによって発生した電気を二次電池に蓄えることができ、繰返し使用することができる電池である。かかる二次電池ユニットは、風力タービンに着脱しておくことにより、携帯可能な発電機を動かす事によって、発生した電気を二次電池に充電することができる。充電した後は、二次電池ユニットを風力タービンより切り離すことによって、二次電池ユニットのみを所望の場所に移動して、携帯電話等の家電を充電したり、駆動したりすることが可能である。

（７）前記風力タービンに二次電池ユニットが着脱自在に装設されていることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
（８）前記長尺部材が前記風力タービンと電気的に接続する電線ケーブルを備えていることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。
ここで電線ケーブルの配設方法については、風力タービンと前記把持部材とを電気的に接続し得るものであれば、いずれの形態を使用しても良い。例えば、電線ケーブルを長尺部材の内部に配設することもできるし、長尺部材の外層に電線ケーブルを沿わせるように形成しても良い。風力タービンにおいて発生した電気は、電線ケーブルを介して、把持部材側へ送られる。把持部材には二次電池ユニットを設けても良い。このような構成を有することによって、携帯可能な発電機を駆動することにより、発生した電気を二次電池に充電することができる。充電した後は、二次電池ユニットを把持部材より切り離すことによって、二次電池ユニットのみを所望の場所に移動して、携帯電話等の家電を充電したり、駆動したりすることが可能となる。又、本発明は把持部材を設けず、直接電気を利用するような構成を有しても良い。
（９）前記長尺部材が前記風力タービンと前記把持部材とを電気的に接続する電線ケーブルを備えており、前記把持部材に二次電池ユニットが着脱自在に装設されていることを特徴とする上記（５）に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機である。

本発明に係る携帯可能な発電機は、自然環境に左右されずに旋回運動エネルギーを自力で発生させる装置を提供する効果を有する。また、自力で発生させた旋回運動エネルギーを機械エネルギー又は誘導電流に変換して電力を得るという効果を奏する。
更に本発明に係る携帯可能な発電機は、自然災害時における避難生活において、現在利用されている自力発電機に比較してより効率的に電力エネルギーを発生させ、必要に応じて電力を蓄電することができる有利な効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る携帯可能な発電機を説明するための正面断面図である。 本発明の実施形態２に係る携帯可能な発電機を説明するための斜視図である。 発明の実施形態２に係る携帯可能な発電機を説明するための正面図である。 発明の実施形態２に係る携帯可能な発電機の内部構造を説明するための部分背面図である。 発明の実施形態２に係る携帯可能な発電機の内部構造を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面に則して説明する。以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る携帯可能な発電機を説明するための正面断面図である。本実施形態１に係る携帯可能な発電機１０は、把持部材３と錘１を有している。更に前記把持部材３は後述する発電部材を有し、前記把持部材３の上端と錘１とが長尺部材２によって連接されている。又、前記発電部材は内筒４と外筒５とから形成されており、当該内筒４及び外筒５を相対方向に回転させることによって電力を発生させる発電部材となっている。本実施形態１に係る発電機１０においては、外筒５が固定されているが、内筒４を固定したものであっても良い。又、内筒４が前記長尺部材２に連接しているため把持部材３を回転させて、回転運動に伴って長尺部材１２の先端に連接された錘１によって旋回運動エネルギーが発生する。当該旋回運動エネルギーによって長尺部材２に連接されている内筒４が回転することになる。

図１に示す如く、回転する内筒４には軸の外周部にリング状の磁石６が固定されている。又、外筒５の軸受の平面上には、前記磁石６と相対する位置に磁石７が固定されている。前記磁石６と磁石７の間には、電線が巻設されたコイル８が形成されている。本実施形態１における携帯可能な発電機１０は、このような構造を有することによって、錘１の旋回運動エネルギーに基づいて誘導電流を生成し、電気を発生させることができる。
本実施形態１に係る携帯可能な発電機１０は、自然環境に左右されずに旋回運動エネルギーを自力で発生させる装置を提供することができる。また、自力で発生させた旋回運動エネルギーを誘導電流に変換して電力を得るという効果を奏する。
また実施形態１に係る携帯可能な発電機１０は、把持部材３内に二次電池ユニット９及び配電用接続口１５を有している。前記発電部材によって発生電気を二次電池ユニット９に蓄電することが可能である。又、配電用接続口１５に適合する差込みプラグを接続することによって、家電製品を稼動することも可能である。
本実施形態１に係る携帯可能な発電機１０は上記の構成を有することによって、自然災害時における避難生活において、現在利用されている自力発電機に比較してより効率的に電力エネルギーを発生させ、必要に応じて電力を蓄電することができる。

実施形態２
図２は、本発明の実施形態２に係る携帯可能な発電機を説明するための斜視図である。図２に示す如く、実施形態２に係る携帯可能な発電機２０は、運搬移動が可能で風の運動エネルギーを電力に変換することが可能な風力発電機である。本実施形態２に係る携帯可能な発電機は、風力タービン１１と、長尺部材１２と、把持部材１３から構成されている。風力タービン１１は、風の運動エネルギーを機械エネルギーへ変換するための原動機である。風力タービン１１は、円筒状の形状を有し、直径が１００ｍｍ、長さが１５０ｍｍである。
長尺部材１２は、風力タービン１１と把持部材１３とを連接するための部材であって、本実施形態２においては、柔軟性のある紐状繊維で形成されている。把持部材は、木製や樹脂製の部材をゴムや樹脂系コンパウンドのグリップで被覆したもの等を使用することができる。勿論前記素材は把持部材の一例を示すものであって、本発明を限定するものではない。又、把持部材の形状は、円筒状の棒であり、手の滑りを防止り、グリップ力を向上させるために突状部１４が形成されている。
かかる携帯可能な発電機２０において、把持部材１３を片手で握り、把持部材を円を描く様に回転させることにより、長尺部材１２の先端に連接されている風力タービン１が錘となって遠心運動が発生し、風力タービン１１が図２に示す矢印方向に回転する。風力タービン１１の進行方向には、網状部材１７が形成されている。回転によって発生する風は、網状部材１７を通して、風力タービン１１の内部に配置されている図示しない風車を駆動させる。駆動した風車によって、風の運動エネルギーを機械エネルギーへ変換することができる。機械エネルギーは図示しない原動機によって電力の形に変換される。

図３は、実施形態２に係る携帯可能な発電機を正面から視た図である。図３に示す如く、本実施形態２に係る携帯可能な発電機２０は、把持部材１３の両端に連結部１８，１８を有し、かかる連結部１８，１８によって風力タービン１１と把持部材１３とを長尺部材１２によって連接している。風力タービン１１の進行方向には網状部材１７が形成され、内部にはプロペラ風車２２が回転可能に軸着されている。
図４は、実施形態２に係る携帯可能な発電機の内部構造を説明するためのプロペラ風車を裏側から見た部分背面図である。図４に示す如く、本実施形態２に係る携帯可能な発電機の風力タービン１１の内部には、風の運動エネルギーを機械エネルギーに変換するための原動機である、プロペラ風車２２が配置されている。プロペラ風車２２は、４枚の羽を有し、中心部２４が軸２５に回転可能に軸着されている。かかる構造によって、上述した如く、風力タービン１１を回転させることによって発生した風が、網状部材１７を通して、風の運動エネルギーによってプロペラ風車２２を回転させる。回転したプロペラ風車によって、風の運動エネルギーは機械エネルギーへ変換され、図示しない原動機によって電力の形に変換される。

図５は、実施形態２に係る携帯可能な発電機における風力タービン１１の内部構造を示す断面図である。図５に示す如く、プロペラ風車２２の中心部２４には、固定子鉄心３０が固定されている。固定子鉄心３０は、円盤状の鉄板を複数毎重ね合わせ、軸２５を貫通するように設けられている。軸２５の外周には電線が巻設されコイル３１が形成されている。プロペラ風車２２の軸２５は、固定子鉄心３０の軸孔を通過して、支持部に軸支されている。又、固定子鉄心３０の外周には、プロペラ風車２２の磁石３２が位置している。プロペラ風車２２及び固定子鉄心３０とにより原動機が形成されている。
本実施形態２に係る携帯可能な発電機は、上述の構造を有する風力タービン１１によって、風の運動エネルギーを機械エネルギーへ変換し電力を発生させる。
本実施形態２に係る携帯可能な発電機２０は上記構成を有することによって、自然環境に左右されずに旋回運動エネルギーを自力で発生させ、旋回運動エネルギーを電力に変換することができる。

１ 錘
１１ 風力タービン
２，１２ 長尺部材
３，１３ 把持部材
１０，２０ 携帯可能な発電機

Claims (4)

1. 携帯可能な発電機において、当該発電機が把持部材と錘を有し、前記把持部材が発電部材を有し、前記把持部分の先端と錘とが長尺部材によって連接されており、前記発電部材が内筒と外筒を有して形成されており、当該内筒及び外筒を相対方向に回転させることによって電力を発生させる発電部材であって、内筒又は外筒が前記長尺部材に連接しており、前記把持部材の回転運動に伴って長尺部材の先端に連接された錘による旋回運動エネルギーによって長尺部材に連接されている内筒又は外筒を外筒又は内筒に対して回転させることが可能なように構成されていることを特徴とする旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機。
2. 運搬移動が可能で旋回運動エネルギーを電力に変換することが可能な発電機において、当該発電機が少なくとも長尺部材と風力タービンとを有し、前記長尺部材と風力タービンとが連接しており、前記風力タービンが風車の回転を電力に変換する発電部材を有し、前記長尺部材の回転運動に伴って長尺部材に連接された風力タービンが旋回運動可能なように形成されていることを特徴とする旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機。
3. 前記携帯可能な発電機が、更に把持部材を有し、当該把持部材と前記風力タービンとが前記長尺部材によって連接されていることを特徴とする請求項２に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機。
4. 前記長尺部材が前記風力タービンと電気的に接続する電線ケーブルを備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載された旋回運動エネルギーを利用した携帯可能な発電機。

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