JP2024520210A

JP2024520210A - 発電機

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Publication number: JP2024520210A
Application number: JP2023572719A
Authority: JP
Inventors: バレイロマニュエル
Original assignee: MANUEL BARREIRO
Current assignee: MANUEL BARREIRO
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2024-05-22
Also published as: WO2022246497A1; AU2022281470B2; US20240283340A1; AU2022281470A1; DE112022002773T5; KR20240011721A

Abstract

発電機は、組み合わさって磁場とアーマチュアの対を形成する、外側ロータ内に配置された内側ロータを含む一対の同軸に整列されたロータを備える。第１の原動機及び第２の原動機が、磁場とアーマチュアとの相対回転から電気が生成されるように、ロータを反対の相対方向に回転させる。第１のフライホイール及び第２のフライホイールが、一緒に回転するようにロータに接続されるか、又はロータと一体化されている。各フライホイールは磁気を帯びた円周を有する。１つ又は複数の磁気支持体が、フライホイールの重量を支持するために円周に対して少なくとも１つの垂直に作用する磁力を働かせるように円周に対して配置されている。一対の磁気スタビライザが、各フライホイールのそれぞれの対向する側面に配置されている。スタビライザは、フライホイールの横方向移動を妨げてフライホイールを安定させために、フライホイールの円周に対して対向する水平に作用する磁力を働かせる。【選択図】図１

Description

本発明は、発電に関し、より詳細には、一対の逆回転ロータを備える電力を生成するための発電機に関する。

発電機は、電力を生成するための電気機械装置である。交流（ＡＣ）電気を生成する発電機は、オルタネータとしばしば呼ばれ、典型的には、原動機によって、例えばディーゼルエンジンによって静止したステータに対して軸の周りを回転されるロータを備える。ステータは磁石を備え、ロータは界磁コイルを備える。ロータは、ステータの磁場に対して回転してアーマチュアの界磁コイルにＡＣ電力を誘導させるアーマチュアを提供する。

オルタネータによって発生するＡＣ電力の周波数及び電圧は、ステータに対するロータの回転速度に依存する。ステータは静止しているため、より高い電圧及び周波数を発生させる必要がある場合には、ロータを原動機によってより速い回転速度で回さなければならない。同様に、ＤＣ発電機によって生成される電圧は、発電機のロータが関連する原動機によって回される速度に対応する。

発電機においてより速いロータ速度を達成するためには、より強力な原動機を使用して発電機のロータを駆動しなければならず、これは業務の非効率につながる可能性がある。複数の風力タービンなどの複数の原動機が利用可能な状況では、原動機によって生成された合成トルクを発電機のロータに機械的に伝達するために歯車機構を使用しなければならず、これはさらなる業務の非効率をもたらす可能性がある。さらに、ロータが長期間にわたって高速回転数で回転する必要がある場合、これは発電機の部品の摩耗及び故障につながる可能性がある。ロータの車軸を支持する軸受アセンブリは、特に、ロータが高回転速度で回転しているときに著しい摩耗を被る可能性がある。

発電機はまた、一般に、特定の所望の周波数及び／又は電圧で滑らかな出力電流を生成する必要がある。例えば、グリッドネットワークに電力を供給するために発電所で使用されるＡＣ発電機は、典型的には、５０又は６０ヘルツ（Ｈｚ）の定周波数（いわゆる「商用周波数」）で電力を発生させなければならない。可変周波数ドライブなどの電子的手段を使用して大容量ＡＣ発電機の出力周波数を調節することは非効率的であり、多くの場合不可能である。したがって、出力周波数は、一般に、発電機のロータ速度を制御する機械式調速機機構を使用して調節される。例えば、水力発電所では、各水力タービンの回転速度は、タービンに流入する水の流量を制御することによって調節される。ウィンドファームでは、各風力タービンの速度は、現在の風向及び風速に対するタービンの翼の角度を反応的に変化させることによって調節される。そのような機械式調速機システムを使用して滑らかな出力周波数を達成することは困難である。例えば、風力タービンに動力供給する風の速度及び／又は方向が突然変化する場合、風の変化を補償するためにタービンの翼の角度を迅速に調整しなければならない。風の変化が検出された時点とタービンの翼がそれに応じて調整されるときとの間には必然的に遅延が生じる。タービンロータの回転速度は、タービンの翼が調整されている間にその所望の速度から逸脱する。これは、発電機の出力周波数の変動をもたらし、この変動はグリッドネットワーク及び他の多くの電気負荷にとって望ましくない。

背景技術の前述の考察は、本発明の理解を容易にすることのみを意図している。考察は、言及された資料のいずれかが、本出願の優先日における共通の一般知識であるか、又はその一部であったことを承認するものでも許容するものでもない。

本発明によれば、発電機が提供され、前記発電機は、
同軸に整列され、外側ロータ及び内側ロータを備える第１のロータ及び第２のロータであって、前記内側ロータが前記外側ロータ内に配置されており、前記ロータが、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対とを形成する、第１のロータ及び第２のロータと、
前記磁場と前記アーマチュアとの相対回転から電気が生成されるように前記ロータを反対の相対方向に回転させるために、それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータに独立して接続された第１の原動機及び第２の原動機と、
それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータと共に回転するように、それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータに接続されるか、又はそれぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータと一体化された第１のフライホイール及び第２のフライホイールであって、前記フライホイールの個々のフライホイールが磁気を帯びた円周を有し、前記フライホイールの個々のフライホイールに、
前記フライホイールの重量を支持するために前記円周に対して少なくとも１つの垂直に作用する磁力を働かせるように前記円周に対して配置された１つ又は複数の磁気支持体と、
前記フライホイールのそれぞれの対向する側面に配置された一対の磁気スタビライザであって、前記フライホイールの横方向移動を妨げて前記フライホイールを安定させるために、対向する水平に作用する磁力を前記円周に対して働かせる、一対の磁気スタビライザと
が設けられた、第１のフライホイール及び第２のフライホイールと
を備える。

前記円周が一対の反発力によって前記フライホイールに面する前記スタビライザの内側に配置された面から反発されるように、前記円周は、前記内側に配置された面の磁気極性と一致する磁気極性を有してもよい。

前記スタビライザは、前記反発力のそれぞれの大きさを変更するために、前記内側に配置された面のそれぞれの水平位置が前記円周に対して調整されることを可能にする調整可能な支持体上に取り付けられてもよい。

前記スタビライザは電磁石を備えてもよい。前記電磁石は、前記発電機によって生成された前記電気によって電力供給されてもよい。

前記磁気支持体は、前記フライホイールの下に配置された第１の磁気支持体を備えてもよく、前記第１の磁気支持体の磁気極性は、前記円周が前記第１の磁気支持体から反発されるように前記円周の磁気極性と一致する。

前記磁気支持体は、前記フライホイールの上方に配置された第２の磁気支持体を備えてもよく、前記第２の磁気支持体の磁気極性は、前記円周が前記第２の磁気支持体に引き付けられるように前記円周の前記磁気極性と反対である。

前記磁気支持体は、前記円周に対する前記磁気支持体のそれぞれの垂直位置が変更されることを可能にする調整可能な支持体に取り付けられてもよい。

前記第１のロータ及び前記第２のロータは、それぞれの第１の駆動車軸及び第２の駆動車軸を備えてもよい。前記第１の原動機及び前記第２の原動機は、前記ロータを前記反対の相対方向に回転させるために、それぞれの前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に連結されたそれぞれの第１の駆動シャフト及び第２の駆動シャフトを備えてもよい。

前記第１の駆動シャフト及び前記第２の駆動シャフトは、それぞれ前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に直接軸方向に連結されてもよい。

前記第１の駆動シャフト及び前記第２の駆動シャフトは、プーリーホイール及び駆動ベルト構成によってそれぞれ前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に間接的に連結されてもよい。

前記外側ロータは前記磁場を提供してもよく、前記内側ロータは前記アーマチュアを提供してもよい。

前記発電機は、前記内側ロータの前記駆動車軸上に設けられたスリップリングアセンブリを備えてもよい。

前記発電機は、前記フライホイールの前記第２のフライホイールの回転軸の周りに同心円状に延在する一対の導電性リングを備えるスリップリングアセンブリを備えてもよい。

前記外側ロータは、略円筒形の中空ドラムを備えてもよく、前記フライホイールの前記第１のフライホイールは、前記ドラムの外向きの面に取り付けられてもよい。

前記フライホイールの前記第１のフライホイールは、前記ドラムの前記外向きの面の周りに円周方向に延在する環状ディスクを備えてもよい。

前記フライホイールの前記第２のフライホイールは、前記フライホイールの前記第１のフライホイールと重量が等しく、前記ドラムから横方向にオフセットして配置されるように前記内側ロータの駆動車軸に取り付けられてもよい。

前記発電機は、前記フライホイールの前記第１のフライホイールに接続された一組の永久磁石と、前記フライホイールの前記第２のフライホイールに接続された一組の界磁コイルとを備えてもよく、前記永久磁石と前記界磁コイルとの間の相対回転により前記界磁コイルに電流が誘導される。

前記発電機は、第３のロータを備えてもよく、前記内側ロータ及び前記外側ロータは、前記第３のロータの内側に、前記第３のロータと同軸に整列されて配置されており、前記第３のロータは、前記第３のロータが前記外側ロータと反対の相対方向に前記内側ロータと共に前記内側ロータの駆動車軸によって回転されるように前記駆動車軸に接続されており、前記第３のロータと前記外側ロータとは、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対を形成する。

前記原動機は、一対の水力タービン又は一対の風力タービンを備えてもよい。

次に、本発明の実施形態を、単なる例として添付の図面を参照して説明する。
部分的に分解された断面形態で示された本発明の例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に断面で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の側面図である。本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の分解図である。部分的に断面で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の分解図である。部分的に断面で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の側面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に断面で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。本発明に含まれるフライホイールの側面図である。部分的に断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の分解平面図である。本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の分解平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。図２８の発電機のさらなる平面図である。図２８の発電機の一対のフライホイールの側面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。図３１の発電機の一対のフライホイールの平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。図３３の発電機の一対のフライホイールの平面図である。部分的に分解された断面形態で示された本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機の平面図である。電動機が本明細書で開示する発電機原理を使用して構築されている、発電機及び電動機構成の平面図である。電動機と発電機とが代替の方法で互いに接続されている、図３６の発電機及び電動機構成の平面図である。部分的に分解された断面形態で示された電動機の平面図である。電動機が本明細書で開示する発電機原理を使用して構築されている、さらなる発電機及び電動機構成の平面図である。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による風力タービン発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による風力タービン発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による風力タービン発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による風力タービン発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。発電機が、分解された形態、部分的に分解された形態、又は分解されていない形態で示されている、本発明のさらなる例示的な実施形態による発電機を示す。本発明のさらなる例示的な実施形態による水力発電機を示す。

図１を参照すると、本発明の例示的な実施形態は、第１のロータ１２及び第２のロータ１４を備える発電機１０を提供する。２つのロータは、同軸に整列されており、外側ロータ１２及び内側ロータ１４を備え、内側ロータ１４は外側ロータ１２内に配置されている。２つのロータ１２、１４は、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対を形成する。発電機１０はまた、第１の原動機２０及び第２の原動機２２も備える。２つの原動機２０、２２は、ロータ１２、１４を反対の相対方向に回転させて、磁場とアーマチュアの相対回転によって電気が生成されるように、それぞれ第１のロータ及び第２のロータ１２、１４に独立して接続される。

発電機１０はまた、第１のフライホイール１６及び第２のフライホイール１８も備える。第１のフライホイール及び第２のフライホイール１６、１８は、それぞれ第１のロータ及び第２のロータ１２、１４と共に回転するように第１のロータ及び第２のロータ１２、１４に接続される。図１７に示すように、個々のフライホイール１６、１８は、磁気を帯びた円周６０を有し、フライホイール１６、１８の重量を支持するために円周６０に対して少なくとも１つの垂直に作用する磁力を働かせる、円周６０に対して配置された１つ又は複数の磁気支持体６２、６４が設けられている。各フライホイール１６、１８にはまた、フライホイール１６、１８のそれぞれの対向する側面に配置された一対の磁気スタビライザ６６も設けられている。スタビライザ６６は、使用中のフライホイール１６、１８の横方向移動を安定させて妨げるために、円周６０に対して対向する水平に作用する磁力を働かせる。

より具体的には、図１に示す例では、外側ロータ１２は、略円筒形の中空ドラムを備え、外側ロータ１２の対応するフライホイール１６は、ドラムの外向きの円筒面の周りに円周方向に延在する略環状のアセンブリを備える。外側ロータ１２は、ドラムの内向きの面に取り付けられた磁石２４を備えてもよい。磁石２４は、略環状の形状であり、ドラムの内向きの面の周りに円周方向に延在してもよい。磁石２４は、磁場を発生させる任意の手段を備えてもよく、例えば、永久磁石又は電磁石を備えてもよい。磁石２４が電磁石である例では、外側ロータ１２には、電磁石の界磁コイルに電流を供給して必要な磁場を形成するための励磁制御システムが設けられてもよい。

内側ロータ１４は、外側ロータ１２の中空ドラム内の実質的に中心に配置された界磁コイル２５を備えてもよい。界磁コイル２５は、界磁コイル２５と磁石２４の磁場との間の相対回転が、電磁誘導によって界磁コイル２５に電流を発生させるように、発電機１０の回転アーマチュアとして動作する。外側ロータ１２は、ロータ１２と共に回転する駆動車軸２６を備えてもよい。内側ロータ１４はまた、ロータ１４と共に回転し、外側ロータ駆動車軸２６と軸方向に整列された駆動車軸２８を備えてもよい。界磁コイル２５は、内側ロータ１４の駆動車軸２８の周りに円周方向に延在してもよい。第２のフライホイール１８は、内側ロータ１４の駆動車軸２８に取り付けられてもよく、外側ロータ１２のドラムから横方向にオフセットして配置されてもよい。

第１の原動機２０は、外側ロータ１２の駆動車軸２６に直接軸方向に連結された駆動シャフト３０を備えてもよい。同様に、第２の原動機２２は、内側ロータ１４の駆動車軸２８に直接軸方向に連結された駆動シャフト３２を備えてもよい。原動機２０、２２は、図１に分解（切断）された形態で示されている。図３は、原動機２０、２２が、ロータ車軸２６、２８に直接接続されたそれぞれのドラフトシャフトと共に、分解されていない（接続された）形態で示されている実施形態を示している。この構成では、原動機２０、２２は、車軸２６、２８、したがってロータ１２、１４を直接回転させる。

原動機２０、２２は、駆動シャフト３０、３２をそれぞれの回転軸の周りで回すための回転機械力を発生させる任意の手段を備えてもよい。例えば、原動機２０、２２の各々は、往復動機関（ディーゼルエンジンなど）、ガスタービン、風力タービン、又は水力タービンを備えてもよい。他の例では、原動機２０、２２の各々は、再生可能な電源を含む外部電源から電力を供給される電動機を備えてもよい。

図１及び図２に示すように、他の例では、発電機１０は、ロータ車軸２６、２８から横方向にオフセットされた一対の原動機３４、３６を備えてもよい。原動機３４、３６は、Ｖ字形プーリーホイール３８、４０が設けられたそれぞれの駆動シャフトを備えてもよい。プーリーホイール３８、４０は、プーリーホイール３８、４０の周り、及びロータ車軸２６、２８に設けられた対応するＶ字形プーリーホイール４６、４８の周りに延在する駆動ベルト４２、４４によって、ロータ車軸２６、２８に間接的に連結されてもよい。原動機、プーリーホイール及び駆動ベルトは、図１に分解された（接続されていない）形態で示されている。さらに、駆動ベルト４２、４４及びロータ車軸２６、２８上のＶ字形プーリーホイール４６、４８は、図２では原動機なしで分離して示されている。

外側ロータ１２が内側ロータ１４と同軸に回転することを可能にするために、外側ロータ１２は、一対の環状カラー５０によって内側ロータ１４の駆動車軸２８に回転可能に取り付けられてもよい。カラー５０は、駆動車軸２８の周りに延在してもよく、カラー５０が車軸２８の周りを滑らかに回転することを可能にする軸受装置を各々備えてもよい。使用時に、原動機２０、２２は、ロータ車軸２６、２８を反対方向に回し、したがって、ロータ１２、１４を反対方向に回転させる。第１のロータ１２の磁石２４によって提供される磁場と第２のロータ１４の界磁コイル２５との間の相対的な逆回転により、界磁コイル２５に交流（ＡＣ）電流が誘導される。一例では、ロータ１２、１４の各々は、５０～６０ヘルツ（Ｈｚ）の回転数で回転してもよい。原動機２０、２２によってロータ１２、１４に提供される回転エネルギーは、逆回転フライホイール１６、１８に蓄積される。

界磁コイル２５に発生した電流は、内側ロータ１４の駆動車軸２８上に設けられたスリップリングアセンブリ５２によって受け取られてもよい。図１に示す例では、スリップリングアセンブリ５２は、駆動車軸２８の周りに円周方向に延在する一対の導電性リングと、発生した電流を受け取るために導電性リングにもたれかかる一対のブラシとを備える。駆動車軸２８は、界磁コイル２５からスリップリングアセンブリ５２の導電性リングに電気を供給する、車軸２８の中空管腔を通って長手方向に延在するワイヤ（図示せず）を備えてもよい。電流は、電気器具によるその後の使用のために、スリップリング５２から配電ネットワーク又はコネクタインターフェース５４に供給されてもよい。界磁コイル２５は、三相又は単相のＡＣ電力を生成するように配置及び構成されてもよい。また、発電機１０に接地棒が設けられてもよい。発電機１０はまた、界磁コイル２５の出力電圧を制御するための自動電圧調節器（図示せず）を備えてもよい。

フライホイール１６、１８は、使用中に必要な回転速度まで加速されるとかなりの角運動量を蓄積する大きくて重い物体であることが理解されよう。車軸２６、２８の摩耗、及び使用中に車軸２６、２８を回転可能に支持する軸受アセンブリの摩耗を軽減するために、１つ又は複数の磁気支持体６２、６４は、フライホイール１６、１８の重量を支持するように動作可能に構成される。例えば、図１７は、実施形態で使用され得る個々のフライホイール１６を示している。フライホイール１６は、最下部磁気支持体６２と、最上部磁気支持体６４とを備える。フライホイール１６は、フライホイール１６の外周の周りに円周方向に延在する環状磁石６０を備える。フライホイール１６の内側円形本体は、アルミニウムで作られてもよく、環状磁石６０は、鉄又は同様の強磁性材料で作られてもよい。

最下部支持体６２の凹状最上面の磁気極性は、環状磁石６０の磁気極性と一致してもよく、よって、環状磁石６０を支持体６２から上方向に反発させる。最上部支持体６４の凹状最下面の磁気極性は、環状磁石６０の磁気極性と反対であってもよく、よって、環状磁石６０を支持体６４に向かって上方向に引き付けさせる。２つの支持体６２、６４によって提供されるそれぞれの反発力及び引力は、組み合わさってフライホイール１６の重量に対抗し、これを支持する。他の例では、フライホイール１６に十分に強力な反発力又は引力を作用させてフライホイール１６の重量を支持するように適合されたただ１つの磁気支持体が使用されてもよい。例えば、最下部支持体６２のみ又は最上部支持体６４のみが使用されてもよい。

フライホイール１６はまた、フライホイール１６のそれぞれの対向する側面に配置された一対の磁気スタビライザ６６によって安定化される。スタビライザ６６は、使用中のフライホイール１６の横方向移動を妨げるために、環状磁石６０に対して対向する水平に作用する磁力を働かせる。好ましくは、各スタビライザ６６は、環状磁石６０の磁気極性と一致する磁気極性を有するフライホイール１６に面した内側に配置された面を有する。この構成では、環状磁石６０は、各スタビライザ６６からフライホイール１６の中央に配置された回転軸に向かって内側に反発される。一対の反発力は、フライホイールの重量の径方向対称性の欠如に起因して軸上で横方向に作用する任意の周期的な力に対抗することによって、フライホイール１６をその軸を中心とするように働く。スタビライザ６６はまた、発電機１０が完全に水平ではない地面上で動作しているために軸に対して横方向に作用する任意の周期的な力にも対抗するように働く。

一例では、環状磁石６０の外向きの面の磁気極性、並びにフライホイール１６に面した下部支持体６２及び横方向スタビライザ６６の表面の磁気極性は、各々Ｎであってもよく、フライホイール１６に面した上部支持体６４の表面の磁気極性は、Ｓであってもよい。他の例では、前述の磁気極性は反転されてもよい。支持体６２、６４及びスタビライザ６６に含まれる磁石は、永久磁石であっても電磁石であってもよい。電磁石が使用される例では、電磁石は、発電機１０によって生成された電気を使用して電力供給されてもよい。

下部支持体及び上部支持体６２、６４並びに横方向スタビライザ６６は各々、フライホイール１６の外周６０に対してそれぞれの位置が調整されることを可能にする調整可能な支持体に取り付けられてもよい。例えば、下部支持体及び上部支持体６２、６４は、垂直方向に調整可能であってもよく、横方向スタビライザ６６は、水平方向に位置を調整可能であってもよい。発電機１０の他方のフライホイール１８は、同等の調整可能な磁気支持体及び安定装置を備えてもよい。支持体及びスタビライザの位置を調整することにより、対応する磁気引力及び磁気反発力の強度を調整して、各フライホイール１６、１８の特定の寸法及び質量特性に適合させることができる。この構成はまた、フライホイール１６が経時的にアップグレード又は交換される必要がある場合に、発電機１０が異なるサイズのフライホイールに対応することも可能にする。

第１のフライホイール１６と外側ロータ１２との合計重量は、好ましくは、第２のフライホイール１８と内側ロータ１４の合計重量に実質的に等しい。これにより、各回転フライホイール１６、１８の回転慣性が実質的に等しくなることが保証される。発電機１０が大規模発電に使用される例では、ロータ１２、１４は、関連する部品が本質的に発電機のフライホイールとして動作するように、十分に大きくて重い構造部品を備えてもよい。すなわち、関連する部品は、ロータ１２、１４の一体型フライホイールを提供する。したがって、そのような例では別個に取り付けられたフライホイール１６、１８は省かれてもよい。

図１及び図２に示す例では、外側ロータ１２は発電機１０の磁石２４を備え、内側ロータ１４は発電機１０のアーマチュアとして動作する界磁コイル２５を備える。しかしながら、他の例では、内側ロータ１４は磁場を提供してもよく、外側ロータ１２は、アーマチュアとして動作するための界磁コイルを備えてもよい。

内側ロータ１４の駆動車軸２８上に設けられたスリップリングアセンブリ５２の代わりに、内側ロータ１４のフライホイール１８は、スリップリングアセンブリを備えてもよい。例えば、図３、図６及び図７を参照すると、スリップリングアセンブリは、その外向きの面上で第２のフライホイール１８の回転軸の周りに同心円状に延在する一対の導電性リング７０を備えてもよい。発電機１０は、界磁コイル２５によって発生する電力を受け取るために同心リング７０にもたれかかる一対の導電性ブラシ（図示せず）を備えてもよい。

他の例では、図４及び図８に示すように、外側ロータ１２のフライホイール１６は、ロータ１２から離れた円筒形ドラムの外面にではなく、外側ロータ１２の駆動車軸２６に取り付けられてもよい。図８、図１０及び図１４～図１６に示すように、原動機２０、２２は、歯車装置８０によって駆動車軸２６、２８に機械的に連結されてもよい。

図１１～図１３を参照すると、他の例では、発電機１０は第３のロータ９０を備えてもよい。内側ロータ１４及び外側ロータ１２は、第３のロータ９０の内側に、第３のロータと同軸に整列されて配置されてもよい。第３のロータ９０は、第３のロータ９０が内側ロータ１４と共に駆動車軸２８によって回転されるように、内側ロータ１４の駆動車軸２８に機械的に連結されてもよい。この構成では、第３のロータ９０及び内側ロータ１４は両方とも、使用中に外側ロータ１２に対して反対の相対方向に回転する。内側ロータ１４と外側ロータ１２とに加えて、第３のロータ９０と外側ロータ１２とが、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対を形成してもよい。例えば、外側ロータ１２には、内側ロータ１４に面するロータ１２の内側に設けられた第１の組の界磁コイル９２と、第３のロータ９０に面するロータ１２の外側に設けられた第２の組の界磁コイル９４とが設けられもよい。内側ロータ１４及び第３のロータ９０は、回転磁場を形成するための磁石を各々備えてもよい。使用時に、二組の磁石と界磁コイル９２、９４との間の相対的な逆回転により、界磁コイル９２、９４の各々にＡＣ電流が発生する。

図１８を参照すると、他の例では、２つの原動機２０、２２は、発電機１０に含まれ得る歯車装置９６を通って延在する共通の駆動車軸９５を駆動してもよい。歯車装置９６は、一対の駆動輪９７、９８と、車軸９５の回転運動が駆動輪９７、９８をそれぞれの車軸の周りで反対方向に回転させるように構成された内部歯車機構（図示せず）とを備えてもよい。例えば、歯車機構は、それぞれ駆動輪９７、９８の車軸に取り付けられた一対の傘状冠歯車を駆動する車軸９５に取り付けられた傘状冠歯車を備えてもよい。フライホイール１６、１８は、車軸９５の両端で車軸９５に直接取り付けられてもよい。駆動輪９７、９８は、内側ロータ１４及び外側ロータ１２を反対方向に回転させる一対の逆回転プーリーホイール９９を回す一対の駆動ベルト（図示せず）を駆動してもよい。

図１９及び図２０は各々、発電機１０のさらなる例を提供し、発電機１０の一対のフライホイール１６、１８、ロータ１２、１４、ロータ駆動車軸２６、２８及びプーリーホイール４６、４８をどのように相互接続され得るかを例示している。各例のプーリーホイール４６、４８は、一対の原動機（図示せず）に接続された駆動ベルトによって駆動されてもよい。各発電機１０は、一対の取付け板８７を含んでもよい。第１の取付け板８７．１は、第１のロータ駆動車軸２６を発電機１０の外側ロータ１２に取り付けるために使用される。取付け板は、ロータ駆動車軸２６、２８を回転可能に受け入れる軸受を備えるブラケット８８を含んでもよい。ブラケット８８は、２つの駆動車軸２６、２８、並びにそれらのそれぞれのロータ１２、１４及びフライホイール１６、１８が反対方向に回転することを可能にする。

図２１は、発電機１０のさらなる例を提供する。発電機１０は、一対のフライホイール１６、１８を駆動する２つの原動機２０、２２を備える。フライホイール１６、１８は、原動機２０、２２と発電機１０のロータ１２、１４との間に置かれる。第１の対の駆動ベルト（図示せず）が、原動機２０、２２によって駆動され、２つのフライホイール１６、１８を反対の回転方向に回転させるために使用されてもよい。さらに、第２の対の駆動ベルト（図示せず）が、ロータ１２、１４を反対の回転方向に回転させるために、フライホイール１６、１８の車軸とロータ１２、１４のプーリーホイール４６、４８との間に接続されてもよい。発電機１０はまた、歯車装置８５によって駆動される第３のフライホイール８４も含む。歯車装置は、原動機２０、２２の駆動車軸３０、３２によって駆動され、フライホイール８４を単一の回転方向に回転させる。図２２は、第３のフライホイール８４及び歯車装置８５を含まないことを除いて、図２１に示す例と実質的に同じである発電機１０のさらなる例を提供する。

図２３を参照すると、同軸に整列されており、外側ロータ１０２及び内側ロータ１０４を備え、内側ロータ１０４が外側ロータ１０２内に配置された第１のロータ及び第２のロータ１０２、１０４を備える発電機１００が開示されている。ロータ１０２、１０４は、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対を形成する。発電機１００はまた、それぞれ第１のロータ及び第２のロータ１０２、１０４と共に回転するように第１のロータ及び第２のロータ１０２、１０４に軸方向に接続された第１の逆回転フライホイール及び第２の逆回転フライホイール１０６、１０８も備える。発電機１００はまた、歯車装置１１２が設けられた原動機１１０も備える。歯車装置１１２は、原動機１１０によって駆動され、磁場とアーマチュアとの相対回転から電気が生成されるようにロータ１０２、１０４を反対の相対方向に回転させるように動作可能に構成されている。

発電機１００はまた、歯車装置１１２を駆動する原動機１１０の駆動車軸１１５に取り付けられた第３のフライホイール１１４を備えてもよい。歯車装置１１２は、車軸１１５によって駆動される歯車装置１１２内の内部歯車機構（図示せず）によって反対の回転方向に回される第１の駆動輪１１６及び第２の駆動輪１１８を備えてもよい。２つの逆回転駆動輪１１６、１１８は、第１のロータ及び第２のロータ１０２、１０４を反対の回転方向に回転させる一対のプーリーホイール１２０、１２２を回す一対のそれぞれの駆動ベルト（図示せず）を駆動してもよい。内部歯車機構は、それぞれ２つの駆動輪１１６、１１８の一対の車軸に取り付けられた一対の傘状冠歯車を駆動する車軸１１５に取り付けられた傘状冠歯車を備えてもよい。

図２４は、発電機１００が大規模発電に使用される例を示している。２つのロータ１０２、１０４は、発電機１００の逆回転フライホイールとして効果的に動作するように十分に大きくて重い。したがって、別個に取り付けられたフライホイール１０６、１０８は、この例では省かれる。

図２５は、発電機１００のさらなる例を示している。発電機１００は、逆回転フライホイール１０６、１０８が、ロータ１０２、１０４に取り付けられる代わりに、２つの駆動輪１１６、１１８の車軸に取り付けられていることを除いて、図２３に示す例と実質的に同じである。第３のフライホイール１１４も省かれている。フライホイール１０６、１０８は、駆動輪１１６、１１８に対して内側に配置されている。

図２６は、発電機１００のさらなる例を示している。発電機１００は、逆回転フライホイール１０６、１０８が駆動輪１１６、１１８に対して外側に配置されていることを除いて、図２５に示す例と実質的に同じである。駆動車軸１１５には第３のフライホイール１１４も取り付けられている。第３のフライホイール１１４の両側には２つの横方向磁気支持体６６も示されている。

図２７を参照すると、同軸に整列されており、外側ロータ２０２及び内側ロータ２０４備え、内側ロータ２０４が外側ロータ２０２内に配置された第１のロータ及び第２のロータ２０２、２０４を有する発電機２００が開示されている。ロータ２０２、２０４は、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対を形成する。発電機２００はまた、それぞれ第１のロータ及び第２のロータ２０２、２０４と共に回転するように第１のロータ及び第２のロータ２０２、２０４に軸方向に接続された第１の逆回転フライホイール及び第２の逆回転フライホイール２０６、２０８も備える。発電機２００はまた、磁場とアーマチュアの相対回転から電気が生成されるようにロータ２０２、２０４を反対の相対方向に回転させるために駆動ベルト（図示せず）を介してそれぞれ第１のロータ及び第２のロータ２０２、２０４に独立して接続された第１の原動機及び第２の原動機２１０、２１２も備える。

発電機２００は、内側ロータ２０４及び外側ロータ２０２に加えて、第１のフライホイール２０６に接続された一組の永久磁石２１４と、第２のフライホイール２０８に接続された一組の界磁コイル２１６とを備える。図２８～図２９及び図３１～図３５もまた、永久磁石２１４及び界磁コイル２１６が設けられた発電機２００の例を示している。図３０に最もよく示されているように、そのような例では、永久磁石２１４及び界磁コイル２１６は各々、関連するフライホイールの回転車軸の周りに、一定の間隔で円形に配置されてもよい。ロータの対２０４、２０２と同様に、永久磁石２１４と界磁コイル２１６とは反対方向に回転し、相対的な逆回転により界磁コイル２１６に電流が誘導される。図４２に示すように、永久磁石２１４は、界磁コイル２１６に対する永久磁石２１４の位置が調整されることを可能にする調整可能なブラケット２１８によってフライホイールに取り付けられてもよい。例えば、永久磁石２１４は、フライホイールを通って横方向に延在する細長い通路に螺合する細長いねじコネクタ２１８の端部に取り付けられてもよい。コネクタ２１８を回転させると、対をなす磁石２１４、２１６間のそれぞれの距離が変化する。

界磁コイル２１６に誘導された電流は、逆回転ロータ２０４、２０２によって発生する電流を補う。図３５に最もよく示されているように、第２のフライホイール２０８は、界磁コイル２１６によって発生した電力を受け取るために相補的なブラシと係合する、その出力面に設けられた一対の同心スリップリング２２０を備えてもよい。

本発明の実施形態は、ＡＣ電力を含む電力を発生させするのに有用な発電機システム及び方法を提供する。特に、発電機１０は、サイズを比較的コンパクトに保ちながら、各ロータ１２、１４の比較的低い個々の回転速度からＡＣ電力が生成されることを可能にする。ロータ１２、１４の逆回転作用は、有利には、各ロータ１２、１４の比較的低い個々の回転速度を維持しながら、発電機１０のアーマチュアと磁場との間の高い相対回転を提供する。これにより、部品の摩耗及び故障が軽減され、固定された静止したステータ及び回転するアーマチュアを使用する従来の発電機と比較して改善された発電効率が提供される。従来の発電機では、ロータは、典型的には、単一の車軸によって２００～２５０Ｖ又は３８０～４４０Ｖに対して１５００又は３０００ｒｐｍで動作する。本発明の実施形態では、２つのロータ１２、１４間で１５００ｒｐｍの相対回転を達成することができるが、各ロータ１２、１４はこの回転数の半分（すなわち、７５０ＲＰＭで）で個別に回転する。３０００ｒｐｍの相対回転が必要とされる実施形態では、各ロータ１２、１４は、この回転数の半分（すなわち、１５００ＲＰＭで）で個別に回転する。より一般的には、必要とされる任意の相対回転数に対して、個々のロータ１２、１４は、有利には、相対回転数の半分で個々に回転するだけでよい。これにより、発電機１０が低ＲＰＭの回転原動機によって駆動されたときに高出力の電気出力及び周波数を生成することが可能になる。例えば、この利点は、発電機が低風条件で一対の風力タービンを使用して、又は低流体流量条件で一対の水力タービンによって動力供給される場合に利用することができる。発電機のフライホイールに円形に配置された一組の永久磁石２１４及び一組の界磁コイル２１６が設けられている例では、界磁コイル２１６に誘導される電気は、ロータ１２、１４の逆回転作用によって発生する電気を補い、したがって、発電機の効率を改善する。

２つのフライホイール１６、１８は、発電機１０によって生成される出力電流の周波数の変動を平滑化するように有利に動作する。例えば、発電機１０が風力タービンによって動力供給される場合、タービンに動力供給する風の速度及び／又は方向が突然変化すると、風の変化を補償するためにタービンの翼の角度を迅速に調整しなければならない。フライホイール１６、１８の蓄積された回転エネルギー及び慣性は、翼調整が行われている間、出力周波数を一定又はほぼ一定の値に保つ。

磁気支持体６２、６４は、フライホイール１６、１８の重量を有利に支持し、したがって、使用中の車軸２６、２８及び車軸２６、２８を支持する軸受アセンブリに対する摩耗を軽減する。磁気スタビライザ６６は、フライホイールの重量がそれらのそれぞれの車軸２６、２８に対して完全に径方向に対称ではないことの結果として、使用中に車軸２６、２８に対して横方向に作用する任意の周期的な力に有利に対抗する。製造プロセス中に導入される欠陥に起因して、各フライホイールの重量分布は、その車軸に対して完全に径方向に対称にはならない。フライホイールのサイズ及び重量がかなり大きいため、わずかな欠陥であっても、車軸２６、２８に対して強い力が周期的に作用することになる可能性がある。スタビライザ６６は、これらの望ましくない力を補償する。スタビライザ６６はまた、発電機１０が完全に水平ではない地面上で動作しているために車軸２６、２８に対して横方向に作用する任意の周期的な力にも対抗するように働く。したがって、磁気支持体６２、６４及びスタビライザ６６は、発電機１０の出力周波数を効果的に調節するために不可欠な、大きくて重いフライホイールが使用されることを可能にする。

図４５～図４８は、本発明のさらなる例示的な実施形態による風力タービン発電機４００を示している。各例示的な発電機４００は、発電機の外側ロータ及び内側ロータ１２、１４を反対方向に回転させるための原動機として動作する一対の風力タービン４１０、４１２を備える。ロータ１２、１４は、本質的に一対のフライホイールとして動作するように、十分に大きくて重くてもよい。例えば、各ロータの外側ケーシングは、ケーシングが関連するロータと一体化されたフライホイールとして動作するように、十分に大きくて重くてもよい。ロータ１２、１４は、磁気プラットフォーム６２の上方に取り付けられてもよい。外側ロータ１２の外周６０は、ロータ１２、１４の重量を支持するためにプラットフォーム６２から反発されるように磁性を有していてもよい。図４６及び図４７に示すように、ロータ１２、１４はまた、発電機４００の主要な磁石２４及び界磁コイル２１６によって生成される電力を補完するために追加の電力を発生させる対をなす一組の永久磁石２１４及び一組の界磁コイル２５を備えてもよい。図４８に示すように、各風力タービン発電機４００は、ロータ／フライホイール１２、１４のそれぞれの対向する側面に配置された磁気スタビライザ６６を備える。スタビライザ６６は、使用中のロータ／フライホイール１２、１４の横方向移動を安定させて妨げるために、ロータ／フライホイール１２、１４に対して対向する水平に作用する磁力を働かせる。

図５１は、本発明のさらなる例示的な実施形態による水力発電機を示している。発電機は、圧力下で一対のシュート３４０を通って流れる水を受け取る一対の水力タービン３４２を備える。タービン３４２は、発電機の外側ロータ及び内側ロータ１２、１４を反対方向に回転させるための原動機として動作する。ロータ１２、１４は、本質的にフライホイールとして動作するように、十分に大きくて重くてもよい。ロータ１２、１４は、ロータ／フライホイール１２、１４を支持して安定させるために、上述したように磁気支持体及びスタビライザを備える。

開示の発電機原理は、ＤＣ発電機を構成するために等しく使用され得ることが理解されよう。開示の発電機原理は、電動機を構成するために使用され得ることも理解されよう。例として、図３６～図３８を参照すると、第１のロータ３０２及び第２のロータ３０４を備える電動機３００が示されている。２つのロータ３０２、３０４は、同軸に整列されており、外側ロータ３０２及び内側ロータ３０４を備え、内側ロータ３０４は外側ロータ３０２内に配置されている。２つのロータ３０２、３０４は、組み合わさって磁場（ステータ）とアーマチュアの対を形成する。使用時に、外側ロータ３０２（ステータ）の界磁コイルに交流電流が供給されると、結果として生じる内側ロータ３０４（アーマチュア）に誘導された電流が、２つのロータ３０２、３０４を反対方向に回転させる。

電動機３００はまた、逆回転方式ではなく単一回転方式で動作するように修正されてもよい。例えば、図３８に示すように、電動機３００は、電動機３００の静止した支持フレーム又はハウジング３０８に摺動可能に取り付けられたロックピン３０６を備えてもよい。ピン３０６が支持フレーム３０８に向かって押されると、ピン３０６は、外側ロータ３０２ハウジングの側面に設けられた相補的な開口部３１０に係合する。ピン３０６は、外側ロータ３０２を支持フレーム３０８にロックして、外側ロータ３０２とフレーム３０８との間の相対回転を防止する。使用時に、外側ロータ３０２（ステータ）の界磁コイルに交流電流が供給されると、内側ロータ３０４（アーマチュア）に誘導された電流が、内側ロータ３０４を、支持フレーム３０８に静的に固定された外側ロータ３０２に対してそれ自体で回転させる。

電動機３００は、電動機３００に電力供給する電流を外側ロータ３０２に供給するための一組のスリップリングを備えてもよい。例えば、一組の同心円状に配置されたスリップリング３１２が使用されてもよい。他の例では、外側ロータ３０２の車軸に沿って互いに離間した一組のスリップリング３１４が使用されてもよい。スリップリングには、生きリング及び中性リングに加えて、アースにつながれた接地リング３１６が含まれてもよい。

さらなる例では、電動機３００は、図３６及び図３７に示すように、プーリー及び駆動ベルト構成を使用して電動機３００に接続された逆回転発電機１０であり得る機械的負荷を駆動するために使用されてもよい。図３６に示す例では、外側ロータ３０２に軸方向に接続されたプーリーホイール３２０が、発電機１０の外側ロータ１２に軸方向に接続されたプーリーホイール４２を動作可能に駆動し、内側ロータ３０４に軸方向に接続されたプーリーホイール３２２が、発電機１０の内側ロータ１４に軸方向に接続されたプーリーホイール４４を動作可能に駆動する。あるいは、図３７に示す例では、電動機３００の外側ロータ３０２に軸方向に接続されたプーリーホイール３２０が、発電機１０の内側ロータ１４に軸方向に接続されたプーリーホイール４４を動作可能に駆動し、電動機３００の内側ロータ３０４に軸方向に接続されたプーリーホイール３２２が、発電機１０の外側ロータ３０２に軸方向に接続されたプーリーホイール４２を動作可能に駆動する。図３８に示すように、各プーリーホイールは、Ｖベルトプーリー３２４、タイミングプーリー３２６、又はギヤプーリー３２８を備えてもよい。電動機のロータ３０２、３０４の各々から必要とされるＲＰＭ及びエネルギー出力に応じて、多種多様なプーリー及びベルト構成が使用されてもよい。あるいは、図３９に示す例では、電動機３００の外側ロータ３０２に軸方向に接続されたプーリーホイール３２０が、発電機１０の内側ロータ１４に軸方向に接続されたプーリーホイール４２を動作可能に駆動し、電動機３００の内側ロータ３０４に軸方向に接続されたプーリーホイール３２２が、発電機１０の外側ロータ１２に軸方向に接続されたプーリーホイール４４を動作可能に駆動する。

電動機３００には、外側ロータ３０２及び／又は内側ロータ３０４に取り付けられ得る１つ又は複数のフライホイール３３０が設けられてもよい。ロータ３０２、３０４が反対方向に回転する実施形態では、外側ロータ３０２とそれに取り付けられた任意のフライホイールとの合計重量は、好ましくは、内側ロータ３０４とそれに取り付けられた任意のフライホイールとの合計重量に実質的に等しい。これにより、２つの逆回転体の回転慣性が実質的に等しくなることが保証され、両側で同じ出力及びＲＰＭが達成されることが保証される。

本明細書では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、「含むが、これに限定されない」を意味し、「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）という語は対応する意味を有する。

上記の実施形態は、例としてのみ説明されており、添付の特許請求の範囲内で修正が可能である。

Claims

同軸に整列され、外側ロータ及び内側ロータを備える第１のロータ及び第２のロータであって、前記内側ロータが前記外側ロータ内に配置されており、前記ロータが、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対とを形成する、第１のロータ及び第２のロータと、
前記磁場と前記アーマチュアとの相対回転から電気が生成されるように前記ロータを反対の相対方向に回転させるために、それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータに独立して接続された第１の原動機及び第２の原動機と、
それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータと共に回転するように、それぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータに接続されるか、又はそれぞれ前記第１のロータ及び前記第２のロータと一体化された第１のフライホイール及び第２のフライホイールであって、前記フライホイールの個々のフライホイールが磁気を帯びた円周を有し、前記フライホイールの個々のフライホイールに、
前記フライホイールの重量を支持するために前記円周に対して少なくとも１つの垂直に作用する磁力を働かせるように前記円周に対して配置された１つ又は複数の磁気支持体と、
前記フライホイールのそれぞれの対向する側面に配置された一対の磁気スタビライザであって、前記フライホイールの横方向移動を妨げて前記フライホイールを安定させるために、対向する水平に作用する磁力を前記円周に対して働かせる、一対の磁気スタビライザと
が設けられた、第１のフライホイール及び第２のフライホイールと
を備える、発電機。
前記円周が一対の反発力によって前記フライホイールに面する前記スタビライザの内側に配置された面から反発されるように、前記円周が、前記内側に配置された面の磁気極性と一致する磁気極性を有する、請求項１に記載の発電機。
前記スタビライザが、前記反発力のそれぞれの大きさを変更するために、前記内側に配置された面のそれぞれの水平位置が前記円周に対して調整されることを可能にする調整可能な支持体上に取り付けられている、請求項２に記載の発電機。
前記スタビライザが電磁石を備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記電磁石が、前記発電機によって生成された前記電気によって電力供給される、請求項４に記載の発電機。
前記磁気支持体が、前記フライホイールの下に配置された第１の磁気支持体を備え、前記第１の磁気支持体の磁気極性は、前記円周が前記第１の磁気支持体から反発されるように前記円周の磁気極性と一致する、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記磁気支持体が、前記フライホイールの上方に配置された第２の磁気支持体を備え、前記第２の磁気支持体の磁気極性は、前記円周が前記第２の磁気支持体に引き付けられるように前記円周の前記磁気極性と反対である、請求項６に記載の発電機。
前記磁気支持体が、前記円周に対する前記磁気支持体のそれぞれの垂直位置が変更されることを可能にする調整可能な支持体に取り付けられている、請求項６又は７に記載の発電機。
前記第１のロータ及び前記第２のロータが、それぞれの第１の駆動車軸及び第２の駆動車軸を備え、前記第１の原動機及び前記第２の原動機が、前記ロータを前記反対の相対方向に回転させるために、それぞれの前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に連結されたそれぞれの第１の駆動シャフト及び第２の駆動シャフトを備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記第１の駆動シャフト及び前記第２の駆動シャフトが、それぞれ前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に直接軸方向に連結されている、請求項９に記載の発電機。
前記第１の駆動シャフト及び前記第２の駆動シャフトが、プーリーホイール及び駆動ベルト構成によってそれぞれ前記第１の駆動車軸及び前記第２の駆動車軸に間接的に連結されている、請求項９に記載の発電機。
前記外側ロータが前記磁場を提供し、前記内側ロータが前記アーマチュアを提供する、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記発電機が、前記内側ロータの前記駆動車軸上に設けられたスリップリングアセンブリを備える、請求項１２に記載の発電機。
前記発電機が、前記フライホイールの前記第２のフライホイールの回転軸の周りに同心円状に延在する一対の導電性リングを備えるスリップリングアセンブリを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発電機。
前記外側ロータが、略円筒形の中空ドラムを備え、前記フライホイールの前記第１のフライホイールが、前記ドラムの外向きの面に取り付けられている、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記フライホイールの前記第１のフライホイールが、前記ドラムの前記外向きの面の周りに円周方向に延在する環状ディスクを備える、請求項１５に記載の発電機。
前記フライホイールの前記第２のフライホイールが、前記内側ロータの駆動車軸に取り付けられており、前記ドラムから横方向にオフセットして配置されている、請求項１５又は１６に記載の発電機。
前記発電機が、前記フライホイールの前記第１のフライホイールに接続された一組の永久磁石と、前記フライホイールの前記第２のフライホイールに接続された一組の界磁コイルとを備え、前記永久磁石と前記界磁コイルとの間の相対回転により前記界磁コイルに電流が誘導される、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記発電機が第３のロータを備え、前記内側ロータ及び前記外側ロータが、前記第３のロータの内側に、前記第３のロータと同軸に整列されて配置されており、前記第３のロータが、前記第３のロータが前記外側ロータと反対の相対方向に前記内側ロータと共に前記内側ロータの駆動車軸によって回転されるように前記駆動車軸に接続されており、前記第３のロータと前記外側ロータとが、組み合わさって発電用の磁場とアーマチュアの対とを形成する、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。
前記原動機が一対の水力タービンを備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の発電機。