JP3171463U

JP3171463U - 発電装置

Info

Publication number: JP3171463U
Application number: JP2011005085U
Authority: JP
Inventors: 幹章臼間
Original assignee: 幹章臼間
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2021-08-12

Abstract

【課題】回転モーメントパターンを大幅に改善して、回転駆動軸にかかる逆回転モーメントを無くして回転むら現象のない円滑な連続回転状態を安定して得るとともに、発電回転数を倍増させる発電装置を提供する。【解決手段】フライホイール付きの回転モーメント発電装置において、回転駆動軸を正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂの一対を同一軸芯線上に配置し、正転駆動軸２００ａには正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａとの組みを装着するとともに一端部に正転駆動水車８００ａを連結し他端部に発電装置９００の発電コイル９００ａまたは永久磁石９００ｂに連結し、逆転駆動軸２００ｂには逆転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂとの組みを装着するとともに一端部に逆転駆動水車８００ｂを連結し他端部に発電装置９００の永久磁石９００ｂまたは発電コイル９００ａに連結したことを特徴とする発電装置。【選択図】図５

Description

本考案は、水力、風力等の自然エネルギー或いは小容量の電動機等により効率よく発電する簡易な発電装置に関するものである。

発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など大掛かりな様々な発電装置が開発されている。近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、前記の太陽光電池、風力発電等が注目され開発され現在稼動しているが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状である。
そこで最近、水力、風力、微量電動機により効率よく発電する簡易な発電装置が開発されている。これは地球上の重力を活用し、それを効率よく発電用の回転エネルギーに転換する装置である。

この装置は、発電回転させる回転駆動軸への原動力を初動微電力、風力、蒸気力、水力、波力などにして、しかもこれらの自然原動力からの電気エネルギー変換効率を大幅に高めた偏心回転式発電装置である。
この偏心回転式発電装置は、縦型のリング軌条を設置し、同リング円心から水平方向に偏心させた回転駆動軸に縦旋回シャフトを介した錘を設け、この錘をリング軌条に沿って走行させて、回転軸に回転モーメントを付与し、回転駆動軸を例えば自然動力として水力を用いて回転させることによりエネルギロスを少なくした効率の良い発電力を確保しようとするものである。

本考案は、従来の偏心回転式発電装置の回転モーメントパターンを大幅に改善して、回転駆動軸にかかる逆回転モーメントを無くして回転むら現象のない円滑な連続回転状態を安定して得るとともに、回転駆動軸を正逆回転の２軸にし発電機の永久磁石とコイルに接続して、これらを相対的に正逆回転させることにより発電回転数を倍増させる新規な発電装置を提供するものである。

上記課題を満足させる本考案の発電装置における基本的な技術構成は、次の（１）の通りである。
（１）、縦型のリング軌条１００を設置し、同リング軌条１００の円心１００Ｃから水平半径線１００ｒ上の任意の位置に軸心２００Ｃを直交させた回転駆動軸２００を設け、回転駆動軸２００部に装着して回転駆動軸を中心に縦旋回する一対の縦旋回シャフト３００を設け、前記縦旋回シャフト３００の回転半径Ｌは、リング軌条の水平半径長さＬ１に、リング軌条の円心から回転駆動軸の軸心までの長さＬ２を加えた合計長さを超える半径にし、縦旋回シャフト３００の無支持部に等重量の第一の錘４００を装着してフライホイールＦとし、この縦旋回シャフト３００に一対の第二の錘５００を移動自在に設け、この第二の錘５００を回転駆動軸２００の回転によりリング軌条１００に沿って走行させて、第二の錘５００の一方がリング軌条１００の円心を通る鉛直線Ｅから反回転駆動軸側に位置する領域Ｚ１で回転駆動軸に自重による正回転モーメントを付与させ、第二の錘５００の他方がリング軌条１００の円心を通る鉛直線Ｅから回転駆動軸側に位置する領域Ｚ２で回転駆動軸２００に自重による逆回転モーメントを付与させる回転モーメント発生機構Ｍとし、前記リング軌条１００に沿って回転するフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍの組みを複数組備え、これら組を前記回転駆動軸２００に配置し、各組間における縦旋回シャフト３００の相対角度関係は均等角度の関係で配置したフライホイール付きの回転モーメント発電装置において、
前記回転駆動軸２００を正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂの一対を同一軸芯線上に配置し、正転駆動軸２００ａには正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａとの組みを装着するとともに一端部に正転駆動水車８００ａを連結し他端部に発電装置９００の発電コイル９００ａまたは永久磁石９００ｂに連結し、逆転駆動軸２００ｂには逆転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂとの組みを装着するとともに一端部に逆転駆動水車８００ｂを連結し他端部に発電装置９００の永久磁石９００ｂまたは発電コイル９００ａに連結したことを特徴とする発電装置。

本考案の発電装置は、従来の偏心回転式発電装置の回転駆動軸にかかる回転モーメントパターンを大幅に改善して、トータル的に逆回転モーメントを無くして回転むら現象のない円滑な連続回転状態を安定して得るとともに、回転駆動軸を正逆回転駆動の２軸にしこれらを発電機の永久磁石とコイルに接続して、相対的に正逆回転させることにより発電回転数を倍増させるものである。

本考案の実施例を示すもので図２に示す構成部を同一回転駆動軸２００に２２．５°の回転角度で８組配列して側面から見た説明図である。図１に示す水平状態の縦旋回シャフト３００部の詳細を示す説明図であり、（１）は（２）の矢視Ａ−Ａからの側面説明図、（２）は（１）の矢視Ｂ−Ｂからの平面説明図、（３）は（１）の矢視Ｃ−Ｃからの断面説明図である。図２に示す第二の錘５００をガイドするリング軌条と被ガイド部を永久磁石式にした変形例を示す説明図であり、（１）は（２）の矢視Ｄ−Ｄからの側面説明図、（２）は（１）の矢視Ｅ−Ｅからの平面説明図である。図１〜図３に示す実施例のフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍとの組みを６組の正回転用Ｆａ、Ｍａと６組の逆回転用Ｆｂ、Ｍｂにして、正回転用Ｆａ、Ｍａを正転駆動軸２００ａに並列に装着し、６組の逆転用Ｆｂ、Ｍｂを逆転駆動軸に並列に装着し、正転駆動軸２００ａは一端部を正転駆動水車８００ａに連結し他端部を発電機９００の永久磁石９００ｂに連結し、逆転駆動軸２００ｂは一端部を逆転駆動水車８００ｂに連結し他端部を発電機９００の発電コイル９００ａに連結した例を示す斜視説明図である。本考案の他の実施例を示す斜視説明図である。図５の実施例に適用した正回転用Ｆａ、Ｍａであり、４組の正回転用Ｆａ、Ｍａを正転駆動軸２００ａの周方向に配列した側面説明図（１）と同（１）の矢視Ｆ−Ｆからの平面説明図である。図５の実施例に適用した逆回転用Ｆｂ、Ｍｂであり、４組の逆回転用Ｆｂ、Ｍｂを逆転駆動軸２００ｂの周方向に配列した側面説明図である。

考案を実施するための形態を実施例により詳細に説明する。

本考案のフライホイール付きの発電装置例を図１〜図４と共に詳細に説明する。
図１〜図３において、フライホイール付きの発電装置は、同心円で内外２列の縦型の左右二対のリング軌条１００と、回転駆動軸２００と、縦旋回シャフト３００の両側に第一の錘４００を装着したフライホイール（弾み回転重錘）Ｆと、一対の第二の錘５００を平行シャフト６００と縦旋回シャフト３００とリング軌条１００で支持して回転駆動軸２００の回転で偏心回転させる回転モーメント発生機構Ｍとからなる。

真円の一対のリング軌条１００とフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍとは８組を回転駆動軸２００に並列配置してあり、各組間における縦旋回シャフト３００の相対角度関係は図１に各組を重ねて示す如く２２．５度の均等角度の関係で配置してある。

図１と図２に示すリング軌条１００は、縦型のローラーガイド軌条でよく、第二の錘５００に設ける被ガイドは、第二の錘５００の両側に軸受け装着してローラーガイド軌条１００に接触状態で走行可能に係合配置するローラー式被ガイド７００にしている。
また図３に示すリング軌条１００は、永久磁石１００Ｍを周方向に所定間隔で配置した同心円で内外２列の磁石ガイド軌条とし、各永久磁石１００Ｍは例えば当該磁石ガイド軌条の内周側にＳ極を外周側にＮ極を向けてある。この磁石ガイド軌条１００に対する第二の錘５００に設ける被ガイドは、第二の錘５００の両側に設けられ内外２列の永久磁石１００Ｍ列の間に永久磁石１００Ｍとの対面磁極を反発関係の磁極にし、非接触状態で走行可能に挿入配置した永久磁石式被ガイド７００Ｍにして回転抵抗を大きく軽減してある。

回転駆動軸２００は、リング軌条１００の円心１００Ｃから水平半径線１００ｒ上の任意の位置に軸心２００Ｃを直交させて配置し、前記各組単位の領域を軸受けで支承され、一端部を水車又は風車の回転駆動側に連結し、他端部を発電装置に連結する。

縦旋回シャフト３００は、回転駆動軸２００の半径の延長線に平行に２対配置し、対間は回転駆動軸２００に固定した装着ブロックＢを介して直列に連結装着してフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍが共用する。
縦旋回シャフト３００の回転半径Ｌは、リング軌条の水平半径長さＬ１に、リング軌条１００の円心１００Ｃから回転駆動軸の軸心２００Ｃまでの長さＬ２を加えた合計長さを超える半径にし、縦旋回シャフト３００の両端部に等重量の第一の錘４００をボルトとナット等の適宜な取り付け具により装着してフライホイールＦを構成する。
更に縦旋回シャフト３００は、中間部に回転モーメント発生機構Ｍの第二の錘５００を回転半径に平行に移動自在に支持する。
回転モーメント発生機構Ｍは、一対の平行シャフト６００の両端に第二の錘５００をボルトとナット等の適宜な取り付け具により装着固定して一体的に構成し、平行シャフト６００は装着ブロックＢで摺動自在にガイドする。
これで回転駆動軸２００の回転によりリング軌条１００に沿って第二の錘５００を走行させて、第二の錘５００がリング軌条１００の円心１００Ｃを通る鉛直線Ｅから反回転駆動軸側に位置する領域Ｚ１で回転駆動軸２００の軸心に正回転モーメントを付与させ、第二の錘５００がリング軌条１００の円心１００Ｃを通る鉛直線Ｅから回転駆動軸側に位置する領域Ｚ２で回転駆動軸２００に逆回転モーメントを付与させる回転モーメント発生機構Ｍを構成する。

＜変形例＞
第二の錘５００の代替としての真円の連続ウエイトリングを装着しても良い。
第一の錘４００は第二の錘５００より重くして回転トルクを増強すると良い。
図示していないが、磁石ガイド軌条１００と永久磁石式被ガイド７００Ｍを設置した場合は、各組単位で永久磁石式被ガイド７００Ｍの回転領域で逆回転モーメントが発生する範囲に補助的に吸引・反発を繰り返えす加速用の電磁石列を第一の錘４００及び／又は第二の錘５００に回転軌跡の内側及び／又は外側に沿って配置し当該錘に永久磁石を取り付けても良い。この補助電磁石列は当該錘の永久磁石が近づくと回転角度センサー又は近接スイッチが作動して当該電磁石を吸引作用磁極にして吸引加速させ対面した時点で反発作用磁極に切り替えることを順次行って反発加速回転させるものである。

図４は本考案の主要構成を示す斜視説明図である。
図４には、図１〜図３に示す実施例のフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍとの組みを正転駆動軸と逆転駆動軸に装着し、正転駆動軸と逆転駆動軸を発電機に装着した例を示す。
図４において、前記回転駆動軸２００を正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂの一対にしこれらを一軸芯線上に配置する。
正転駆動軸２００ａには、６組の正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａとの組みを相対的に６０°の回転角度差を持たせて並列装着するとともに一端部に正転駆動水車８００ａを連結し他端部に発電装置９００の発電コイル９００ａ（または永久磁石９００ｂ）に連結する。図４には１組のみを代表的に示し他の組は装着ブロックＢのみ表示し正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａを省略してある。
逆転駆動軸２００ｂには、６組の逆転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂとの組みを相対的に６０°の回転角度差を持たせて並列装着するとともに一端部に逆転駆動水車８００ｂを連結し他端部に発電装置９００の永久磁石９００ｂ（または発電コイル９００ａ）に連結する。この場合も図４には１組のみを代表的に示し他の組は装着ブロックＢのみ表示し逆転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂを省略してある。
この構成により、正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂを相対的に正逆回転させることにより発電装置９００における発電回転数を１本の回転駆動軸による発電回転数の２倍に増大させて発電量を倍増させるものである。
８０ａ及び８０ｂは当該水車８００ａ，８００ｂの回転軸に接続した減速機であり、８００ｃは発電コイル９００ａに接続の通電リングであり８００ｄは通電リング８００ｃに接触して給電される通電ブラシである。

図５〜図７では他の実施例を紹介する。
図５は全体の斜視説明図であり、図６は、図５の実施例に適用した正回転用Ｆａ、Ｍａであり、４組の正回転用Ｆａ、Ｍａを正転駆動軸２００ａの周方向に配列した側面説明図（１）と同（１）の矢視Ｆ−Ｆからの平面説明図である。図７は、図５の実施例に適用した逆回転用Ｆｂ、Ｍｂであり、４組の逆回転用Ｆｂ、Ｍｂを逆転駆動軸２００ｂの周方向に配列した側面説明図である。

図５において、前記回転駆動軸２００を前例同様に正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂの一対にしこれらを一軸芯線上に配置する。
図５と図６において、正転駆動軸２００ａには、８角柱の装着ブロックＢを固着し、この装着ブロックＢには、その周方向における４つの平行面に４組の正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａとの組みを垂直に植設して相対的に４５°の回転角度差を持たせて配置する。
正転駆動軸２００ａは、一端部に減速機８０ａを介して正転駆動水車８００ａに連結し、他端部に伝達機構９００ｅを介して発電装置９００の発電コイル９００ａ（または永久磁石９００ｂ）に連結する。

図５と図７において、逆転駆動軸２００ｂには、８角柱の装着ブロックＢを固着し、この装着ブロックＢには、その周方向における４つの平行面に４組の正転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂとの組みを垂直に植設して相対的に４５°の回転角度差を持たせて配置する。
逆転駆動軸２００ｂは、一端部に減速機８０ｂを介して逆転駆動水車８００ｂに連結し、他端部を伝達機構９００ｆを介して発電装置９００の永久磁石９００ｂ（または発電コイル９００ａ）に連結する。
この構成により、正・逆回転駆動軸２００ａ、２００ｂを長大化させることなく小型軽量化を可能にしながら、正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂを相対的に正逆回転させることにより発電装置９００における発電回転数を１本の回転駆動軸による発電回転数の２倍に増大させて発電量を倍増させるものである。

本考案は、前記のように優れた効果を呈するため、クリーンエネルギーとして、メンテナンスフリー発電を手軽に低コストで得る事を実現し、一般家庭は勿論、各種電力供給産業に広く普及し業界に広く活用される発電装置である。

Ｅ：鉛直線
Ｌ：回転半径
Ｚ１：領域
Ｚ２：領域
Ｍ：回転モーメント発生機構
Ｆ：フライホイール
１００：リング軌条
１００Ｍ：永久磁石
１００Ｃ：円心
１００ｒ：水平半径線
２００Ｃ：軸心
２００：回転駆動軸
２００ａ：正転駆動軸
２００ｂ：逆転駆動軸
３００：縦旋回シャフト
４００：第一の錘
５００：第二の錘
６００：上下二対の平行シャフト
７００：ローラー式被ガイド
７００Ｍ：永久磁石式被ガイド
８００ａ：正転駆動水車
８００ｂ：逆転駆動水車
９００：発電装置
９００ａ：発電コイル
９００ｂ：永久磁石

Claims

縦型のリング軌条１００を設置し、同リング軌条１００の円心１００Ｃから水平半径線１００ｒ上の任意の位置に軸心２００Ｃを直交させた回転駆動軸２００を設け、回転駆動軸２００部に装着して回転駆動軸を中心に縦旋回する一対の縦旋回シャフト３００を設け、前記縦旋回シャフト３００の回転半径Ｌは、リング軌条の水平半径長さＬ１に、リング軌条の円心から回転駆動軸の軸心までの長さＬ２を加えた合計長さを超える半径にし、縦旋回シャフト３００の無支持部に等重量の第一の錘４００を装着してフライホイールＦとし、この縦旋回シャフト３００に一対の第二の錘５００を移動自在に設け、この第二の錘５００を回転駆動軸２００の回転によりリング軌条１００に沿って走行させて、第二の錘５００の一方がリング軌条１００の円心を通る鉛直線Ｅから反回転駆動軸側に位置する領域Ｚ１で回転駆動軸に自重による正回転モーメントを付与させ、第二の錘５００の他方がリング軌条１００の円心を通る鉛直線Ｅから回転駆動軸側に位置する領域Ｚ２で回転駆動軸２００に自重による逆回転モーメントを付与させる回転モーメント発生機構Ｍとし、前記リング軌条１００に沿って回転するフライホイールＦと回転モーメント発生機構Ｍの組みを複数組備え、これら組を前記回転駆動軸２００に配置し、各組間における縦旋回シャフト３００の相対角度関係は均等角度の関係で配置したフライホイール付きの回転モーメント発電装置において、
前記回転駆動軸２００を正転駆動軸２００ａと逆転駆動軸２００ｂの一対を同一軸芯線上に配置し、正転駆動軸２００ａには正転用のフライホイールＦａと回転モーメント発生機構Ｍａとの組みを装着するとともに一端部に正転駆動水車８００ａを連結し他端部に発電装置９００の発電コイル９００ａまたは永久磁石９００ｂに連結し、逆転駆動軸２００ｂには逆転用のフライホイールＦｂと回転モーメント発生機構Ｍｂとの組みを装着するとともに一端部に逆転駆動水車８００ｂを連結し他端部に発電装置９００の永久磁石９００ｂまたは発電コイル９００ａに連結したことを特徴とする発電装置。