JP3197132U

JP3197132U - 自動小型発電機

Info

Publication number: JP3197132U
Application number: JP2015000752U
Authority: JP
Inventors: 信郎安藤
Original assignee: COSMOTECH CO., LTD.
Current assignee: COSMOTECH CO., LTD.
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2025-02-02

Abstract

【課題】長時間安定した電力を低コストで簡単に提供する自動小型発電機を提供する。【解決手段】駆動用バッテリー１００でモータ１０２とフライホイール型発電機１０３を回転させ、発電した電力で電圧変換器１０４、充電器１０５と電気二重層キャパシタ１０１を介して駆動用バッテリー１００を充電する系統と、電圧変換器１０６、メインバッテリー用の充電器１０７と電気二重層キャパシタ１０８と制御盤１１２で制御される充放電切換器１１３を介して、負荷接続用の３個のメインバッテリー１０９、１１０、１１１に電力を供給する系統を設け、充放電切換器１１３を切り換えて３個のメインバッテリーのうち一つを負荷１１４へ放電する系統を設ける。【選択図】図１

Description

本考案は、バッテリーを電源とする発電機に関するものである。

従来、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーは電気を蓄電池に蓄えて安定化させる事によって初めて独立電源として利用する事ができる。

自然エネルギーを安定した商用電源相当に変換するためにはバッテリーの充放電制御装置と直流・交流変換装置が必要であり、複雑且つ高コストな装置であった。

従来のエンジン式発電機では、燃料を定期的に補給しなければならない。また、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーは電気を蓄電池に蓄えて安定化させる事によって初めて独立電源として利用する事ができるが、安定した商用電源相当に変換するためにはバッテリーの充放電制御装置と直流・交流変換装置が必要であり、複雑且つ高コストな装置となってしまう。

本考案はこのような問題を解決するため、長時間安定して、低コストで簡単な小型の発電機を提供するものである。

装置構成は、駆動用バッテリー、メインバッテリー、電気二重層キャパシタ、電圧変換器、充電器、制御盤、充放電切換器、モータとフライホイール型発電機である。

本考案において、駆動用バッテリーでモータを回転させてフライホイール型発電機を回転させる。フライホイール型発電機で発電した電力を電圧変換器で電圧変換を行い、充電器で駆動用バッテリーとメインバッテリーを充電する。メインバッテリーは３系統以上のバッテリーで構成されており、順番に充電と負荷への放電が繰り返される。メインバッテリーの出力は負荷へ接続される。

本考案で使用される発電機はフライホイール型発電機であり、フライホイール機能によって安定した発電が可能である。

本考案によれば、エンジン式発電機の様な燃料の供給が不要であり、自然エネルギーをバッテリーに蓄電し電力変換する方法に比べ低コストで簡単な自動小型発電機を提供できる。

本考案の実施形態における自動小型発電機の構成図である。駆動用バッテリー、メインバッテリー、電気二重層キャパシタ、電圧変換器、充電器、制御盤、充放電切換器、モータ、フライホイール型発電機で構成される。本考案のフライホイール型発電機の断面図である。本考案のメインバッテリーの充放電切換タイミグ図である。

以下、この考案にかかる好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、この考案にかかる自動小型発電機の実施形態のブロック図を示すと、自動小型発電機は、駆動用バッテリー１００と、電気二重層キャパシタ１０１と、モータ１０２と、フライホイール型発電機１０３と、電圧変換器１０４、１０６と、充電器１０５、１０７と、電気二重層キャパシタ１０８と、メインバッテリー１０９、１１０、１１１と、制御盤１１２と、充放電切換器１１３とを有する。

駆動用バッテリー１００は、電気二重層キャパシタ１０１と、モータ１０２と、充電器１０５に接続されている。モータ１０２は駆動用バッテリー１００から電源供給を受け回転する。電気二重層キャパシタ１０１は電源を安定化させる機能をする。

モータ１０２の軸とフライホール型発電機１０３の軸は、図示しない軸継手で締結されている。モータ１０２が回転すると同時にフライホイール型発電機１０３が回転し、発電を行う。

フライホイール型発電機１０３の出力は、電圧変換器１０４、１０６に接続されている。電圧変換器１０４の出力は充電器１０５に接続されており、充電器１０５に電源が供給される構成となっている。

電圧変換器１０６の出力は充電器１０７に接続されており、充電器１０７に電源が供給される構成になっている。充電器１０７の出力は、電気二重層キャパシタ１０８と、メインバッテリー１０９、１１０、１１１に充放電切換器１１３を介して接続されている。充放電切換器１１３は負荷１１４へも接続されている。

上記構成によって、フライホイール型発電機１０３が発電した電気で駆動用バッテリー１００と、メインバッテリー１０９、１１０、１１１を充電する。一方、充放電切換器１１３は制御盤１１２に接続され、メインバッテリー１０９、１１０、１１１の充電と放電を切り換える。

前記フライホイール型発電機１０３は入力電流よりも出力電流が大きく出来る機能がある。実験によれば消費負荷電力の１５％〜１８％の余剰電力が発生する。この余剰電力を駆動用バッテリー１００に充電する事が可能となる。

図２はフライホイール型発電機１０３の断面図である。フライホイール型発電機本体２００内部に回転体２０１と回転軸２０７が固定されフライホイール型発電機本体２００内部で自由に回転できる構造になっている。コイル（外輪部）２０４はフライホイール型発電機本体２００内側に固定されており、コイル（内輪部）２０５はケイ素ホルダー２０６の外側に固定されている。ケイ素ホルダー２０６はフライホイール型発電機本体２００に固定されている。

回転体２０１の外側には磁石（外輪部）２０２、内側には磁石（内輪部）２０３が固定されている。回転体２０１が回転すると磁石（外輪部）２０２と、磁石（内輪部）２０３が同時に回転する構造になっている。

上記構成により、回転体２０２が回転するとコイルに対して磁界が変化し、コイルに電流が流れる。

図３はメインバッテリーの充放電切換タイミグ図である。メインバッテリーＡ１０９を負荷１１４へ放電時は、メインバッテリーＢ１１０は満充電状態、メインバッテリーＣ１１１は充電中である。メインバッテリーＢ１１０を負荷１１４へ放電時は、メインバッテリーＣ１１１は満充電状態、メインバッテリーＡ１０９は充電中である。メインバッテリーＣ１１１を負荷１１４へ放電時は、メインバッテリーＡ１０９は満充電状態、メインバッテリーＢ１１０は充電中である。これらの切り換えをバッテリーの電圧を監視しながら自動で行う。メインバッテリーの電圧が２２Ｖ以下になった時、放電終了し充電に移行し、バッテリーを切り換える。

上記メインバッテリーの切り換えを行う事によって、常時安定して負荷へ電源を供給できる構成となっている。

本考案において、例えば１２Ｖのメインバッテリーを複数個直列に繋ぎ、２４Ｖ、３６Ｖ、４８Ｖ等にして、メインバッテリーを３系統構成すれば電圧を高くする事も可能である。

なお、本考案は、前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲における構成や形態をも含むものである。

以下に本考案の一実施形態による自動小型発電機の実施例を示す。
電気設備のない場所に、地震観測所などを設置する場合、計測器や記録機、通信機などを動作させる必要があるが、本発電機を使用する事で、長時間安定した電力を供給することができ、排気ガスを出さないため環境にも優しい。

本考案は、電気設備のない場所で電力を供給する装置に適している。

１００駆動用バッテリー
１０１電気二重層キャパシタ
１０２モータ
１０３フライホイール型発電機
１０４、１０６電圧変換器
１０５、１０７充電器
１０８電気二重層キャパシタ
１０９メインバッテリーＡ
１１０メインバッテリーＢ
１１１メインバッテリーＣ
１１２制御盤
１１３充放電切換器
１１４負荷
２００フライホイール型発電機本体
２０１回転体
２０２磁石（外輪部）
２０３磁石（内輪部）
２０４コイル（外輪部）
２０５コイル（内輪部）
２０６ケイ素ホルダー
２０７回転軸

Claims

電力を発生させる装置であって、モータを駆動する駆動用バッテリーと、電力を発電するフライホイール型発電機と、前記駆動用バッテリーに接続する電気二重層キャパシタを備え、前記モータと前記フライホール型発電機が軸継手で締結され、前記フライホール型発電機の出力に、電圧変換器を介して前記駆動用バッテリーを充電するための充電器へ電力を供給する系統と、電圧変換器とメインバッテリー用の充電器と電気二重層キャパシタと充放電切換器を介して、負荷接続用の３個以上のメインバッテリーに電力を供給する系統を備え、前記充放電切換器は制御盤に接続されてメインバッテリーの充電と放電を自動で切り換える事を特徴とする自動小型発電機。