JP3174404U

JP3174404U - 発電装置

Info

Publication number: JP3174404U
Application number: JP2011007115U
Authority: JP
Inventors: 幹章臼間; 龍司土肥
Original assignee: 幹章臼間
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2021-11-02

Abstract

【課題】製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、回転駆動軸の回転力を高め、発電効率を格段に向上させる発電装置を提供する。
【解決手段】自然エネルギー源と発電機に連結した回転駆動軸と、複数の弾み機構とからなり、弾み機構は、真円で互いに平行関係に配置し回転駆動軸に当角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して真円のリングを支持してなる一対のフライホイールと、一対の各フライホイールのリングの内周面に所定の等角度間隔で複数の牽引弾み付けアームを軸支連結しこの牽引弾み付けアームに被ガイドロールの両側を回転自在に支持した牽引弾み付けアーム機構と、一対のフライホイール間に平行関係で配置され牽引弾み付けアーム機構の被ガイドロールを内周面に当接可能にし中心部を回転駆動軸の軸心位置から偏位させた真円リング及び／又は多点湾曲リングのエンドレスガイドレールとからなる。
【選択図】図１

Description

本考案は、水力、風力等の自然エネルギーを駆動源にして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、波力などの自然エネルギー源を利用して効率よく発電する簡易な発電装置が各種開発されている。
中でも自然エネルギーを駆動源にして回転する回転区同軸に、地球上の重力を活用した回転モーメント付与機構を付設したものがある。

回転モーメント付与機構は水平状態にした回転駆動軸に付与するもので、円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に偏心させ真円の一対の縦型リング軌条を設置し、縦型リング軌条の間において、回転駆動軸に放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して錘を設け、この錘をリング軌条に沿って走行させて、回転駆動軸に回転モーメントを付与するものである。しかしこの装置は、複雑で高額な製造費用を要するものであった。

本考案は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に、弾み機構の複数対の弾みフライホイールにより軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構の複数の牽引弾み付けアーム機構により局部的にかかる強い遠心力を等角度間隔で加えて回転駆動軸の回転力を高めて発電効率を格段に高める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主な技術構成は、次の（１）の通りである。
（１）、自然エネルギー源と発電機に連結した回転駆動軸と、複数の弾み機構とからなり、弾み機構は、真円で互いに平行関係に配置し回転駆動軸に当角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して真円のリングを支持してなる一対のフライホイールと、一対の各フライホイールのリングの内周面に所定の等角度間隔で複数の牽引弾み付けアームを軸支連結しこの牽引弾み付けアームに被ガイドロールの両側を回転自在に支持した牽引弾み付けアーム機構と、前記一対のフライホイール間に平行関係で配置され前記牽引弾み付けアーム機構の被ガイドロールを内周面に当接可能にし中心部を前記回転駆動軸の軸心位置から偏位させた真円リング及び／又は多点湾曲リングのエンドレスガイドレールとからなることを特徴とする発電装置。

本考案の発電装置は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に、弾み機構の複数対の弾みフライホイールにより軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構の複数の牽引弾み付けアーム機構により局部的にかかる強い遠心力を１８０度以下の等角度間隔で加えて回転駆動軸の回転力を高めて発電効率を格段に高めるものである。

本考案の実施例を示し図４の矢視Ｂ−Ｂから見た弾み機構の側面説明図である。本考案の実施例を示し図４の矢視Ｃ−Ｃから見た弾み機構の側断面説明図である。本考案の実施例を示し図４の矢視Ｄ−Ｄから見た弾み機構の側面説明図である。本考案の実施例を示し図１の矢視Ａ１−Ａ１及び矢視Ａ２−Ａ２並びに矢視Ａ３−Ａ３から見た平断面説明図を含む全体図である。本考案の実施例において図２に示す多点湾曲リングのエンドレスガイドレール５００−１を真円リングのエンドレスガイドレール５００−３にした変形例を示す弾み機構の側面説明図である。卵型リングのエンドレスガイドレール５００−５も併記してある。本考案の実施例において図３に示す多点湾曲リングのエンドレスガイドレール５００−２を真円リングのエンドレスガイドレール５００−４にした変形例を示す弾み機構の側面説明図である。卵型リングのエンドレスガイドレール５００−６も併記してある。

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。

本考案の発電装置例を図１〜図４と共に詳細に説明する。
本実施例の発電装置は、図４に示すように自然エネルギー力回転機の一例である水車１００Ｗ（風車等）と発電機１００Ｄに連結した六角柱状の回転駆動軸２００に、複数基の弾み機構を並列配置したものである。回転駆動軸２００は水平型でも垂直型でも作用効果は変わらない為どちらでも良いが本例は水平型を紹介する。
各弾み機構は、真円で互いに平行関係に配置した一対のフライホイール３００ａ，３００ｂと、一対のフライホイール３００ａ，３００ｂの内周側に殆んどを配置されフライホイール３００ａ，３００ｂの内周面に所定の当角度間隔で且つ平行関係で吊り支持した複数対の牽引弾み付けアーム機構４００と、牽引弾み付けアーム機構４００の牽引弾み付け運動を強弱誘導ガイドするエンドレスのガイドレール５００−１、５００−２とからなる。
但し、各弾み機構は、図１に示す左偏位タイプのエンドレスのガイドレール５００−１と、図３に示す右偏位タイプのエンドレスのガイドレール５００−２を交互に配列してある。

各フライホイール３００ａ，３００ｂは、回転駆動軸２００に当角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフト３０１ａ，３０１ｂを介して真円のリング３０２ａ，３０２ｂを支持しこのリング３０２ａ，３０２ｂに所定の当角度間隔で錘３０３ａ，３０３ｂを配置してなる。錘３０３ａ，３０３ｂはリング３０２ａ，３０２ｂが充分なウエイトが有れば省略することが出来る。

各対の牽引弾み付けアーム機構４００は、各一対の牽引弾み付けアーム４０１ａ，４０１ｂと、各一対の首振り軸受アーム４０２ａ，４０２ｂと、首振り軸受アーム４０２ａ，４０２ｂに回転自在に支持され互いに平行関係にした補助ガイドロール４０３ｂと被ガイドロール４０３ａとからなり、各一対の牽引弾み付けアーム４０１ａ，４０１ｂは、一端を一対のリング３０２ａ，３０２ｂに当角度間隔で設けた支持腕４０４ａ，４０４ｂに軸連結して吊り支持され、他端を被ガイドロール４０３ａの両側と首振り軸受アーム４０２ａ，４０２ｂに軸連結する。首振り軸受アーム４０２ａ，４０２ｂは、補助ガイドロール４０３ｂの両側部を軸受け装着する。補助ガイドロール４０３ｂと被ガイドロール４０３ａはその間にガイドレール５００−１、５００−２を挿通しこれに沿って安全確実に走行するために被ガイドロール４０３ａをガイドレール５００−１、５００−２の内周面に接触可能にし、補助ガイドロール４０３ｂをガイドレール５００−１、５００−２の外周面に接触可能にする。
補助ガイドロール４０３ｂは、図４に示すようにガイドレール５００−１、５００−２の外周部を適宜な間隔で支持固定するレール支持部材５００Ｈを中央部で挿通させるために分割タイプにしてある。レール支持部材５００Ｈは図１〜図３には省略してある。
支持腕４０４ａ，４０４ｂは牽引弾み付けアーム４０１ａ，４０１ｂをリング３０２ａ，３０２ｂに直接軸装着すれば不要である。首振り軸受アーム４０２ａ，４０２ｂは補助ガイドロール４０３ｂを省略すれば不要である。
被ガイドロール４０３ａはそのまま弾み錘りの役目を有するが、別途その両側部等に空気抵抗の少ない円盤状の錘りを付設することも出来る。

前記エンドレスのガイドレール５００−１、５００−２は、フライホイール３００ａ，３００ｂ間にフライホイールと平行に配置し、その案内中心部を回転駆動軸２００の軸心位置２００ｃから鉛直上下に又は水平左右に或いは斜め上下等に偏位させた変則円形、楕円形、タマゴ円形などの多点湾曲形にする。本例のガイドレール５００−１、５００−２は水平左右に偏位させた多点湾曲形であり、フライホイール３００ａ，３００ｂの一側方（図１に向かって左側方向又は図３向かって右側方向）の半域において円心をフライホイール３００ａ，３００ｂと同一の回転駆動軸２００の軸心にし、フライホイール３００ａ，３００ｂのリング３０２ａ，３０２ｂに最も接近させて位置させた真円弧部５０１で形成して被ガイドロール４０３ａ，４０３ｂを軸心から遠ざけてその弾み力による遠心力の増強域を構成する。又フライホイール３００ａ，３００ｂの他側方（図１に向かって右側方向又は図３に向かって左側方向）の半域において、真円弧部の両端に小曲げ円弧５０２と急峻曲げ円弧５０３を形成しその間を直線的な緩慢円弧５０４で繋いで３点湾曲弧を形成して遠心力を一端漸減し次いで再び増強域に向かって漸増する領域を構成する。つまり前記被ガイドロール４０３ａ，４０３ｂを図１の場合は真円弧部５０１の下端から上端側にショートカット的に一気に到達させる遠心力漸減−漸増域を構成し、図３の場合は真円弧部５０１の上端から下端側にショートカット的に一気に到達させる遠心力漸減−漸増域を構成する。

このように弾み機構は、エンドレスのガイドレール５００−１及び５００−２とフライホイール３００ａ，３００ｂと牽引弾み付けアーム機構４００とにより、フライホイール３００ａ，３００ｂのリング３０２ａ，３０２ｂの回転に伴う牽引弾み付けアーム機構４００の位置変化を、遠心力漸減−漸増域から遠心力増強域に順次移動させることをガイドレール５００−１と５００−２により行うものである。これにより牽引弾み付けアーム機構４００全体の遠心力変化によるカム的な弾み力を本例は左右にバランスよくフライホイール３００ａ，３００ｂのリング３０２ａ，３０２ｂを介して回転駆動軸２００に伝達付与してその回転力を増加させるのである。
これにより回転駆動軸２００の回転力は、自然エネルギー源からの駆動力にフライホイール３００ａ，３００ｂの回転力と牽引弾み付けアーム機構４００全体からのカム的な弾み力を加えた合力となり、その回転トルクを増加させ、回転駆動軸２００に装着した発電機１００Ｄの発電効率を格段に向上させるものである。
エンドレスのガイドレールは、本例では回転駆動軸２００の軸心に対して１８０度の角度間隔で面対称に５００−１と５００−２を配置しているが、その他回転駆動軸２００の軸心に対して面対称又は点対称の関係で対としたものを等角度間隔で複数対を配置してもよい。

図５及び図６に示す弾み機構の側面説明図は、本考案の実施例において図２及び図３に示す多点湾曲リングのエンドレスガイドレール５００−１、５００−２を真円リングのエンドレスガイドレール５００−３、５００−４にした変形例である。
つまりこの変形例は、図２と図３に示す多点湾曲リングのエンドレスガイドレール５００−１と５００−２と同様に左右対称的に真円リングのエンドレスガイドレール５００−３及び５００−４を配置し交互に複数基設置するものである。
図５及び図６には、エンドレスガイドレール５００−３、５００−４の変形例として半真円と半楕円を組み合わせた卵型の多点湾曲リングのエンドレスガイドレール５００−５及び５００−６を薄い輪郭で併記してある。

回転駆動軸２００の軸心に対する多点湾曲リング及び／又は真円リングのエンドレスガイドレールの配置は垂直状態にして前述の左右対称配置の他に図示していないが、上下対称、斜め上下対称等の配置を適宜選択し或いは組み合わせして回転駆動軸２００に対する弾み方向を均等化すればよい。回転駆動軸２００を垂直型にした場合は多点湾曲リング及び／又は真円リングのエンドレスガイドレールの配置は水平状態にして上記と同様の考え方で配置すればよい。
またエンドレスガイドレールは本例では一重にしてあるが内外二重にして被ガイドレールをその間に走行自在にしてもよい。

本考案は、前記のように製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に、弾み機構の複数対の弾みフライホイールにより軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構の複数の牽引弾み付けアーム機構により局部的にかかる強い遠心力を１８０度以下の等角度間隔で加えて回転駆動軸の回転力を高めて発電効率を格段に高めるものである。
このため、自然エネルギー源を利用した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、自動車産業や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。

１００Ｗ：水車（風車等）
１００Ｄ：発電機
２００：回転駆動軸
３００ａ，３００ｂ：フライホイール
４００：牽引弾み付けアーム機構
５００−１、５００−２、５００−３、５００−４、５００−５、５００−６：エンドレスのガイドレール

Claims

自然エネルギー源と発電機に連結した回転駆動軸と、複数の弾み機構とからなり、弾み機構は、真円で互いに平行関係に配置し回転駆動軸に当角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して真円のリングを支持してなる一対のフライホイールと、一対の各フライホイールのリングの内周面に所定の等角度間隔で複数の牽引弾み付けアームを軸支連結しこの牽引弾み付けアームに被ガイドロールの両側を回転自在に支持した牽引弾み付けアーム機構と、前記一対のフライホイール間に平行関係で配置され前記牽引弾み付けアーム機構の被ガイドロールを内周面に当接可能にし中心部を前記回転駆動軸の軸心位置から偏位させた真円リング及び／又は多点湾曲リングのエンドレスガイドレールとからなることを特徴とする発電装置。