JP3689343B2

JP3689343B2 - 発電装置

Info

Publication number: JP3689343B2
Application number: JP2001106027A
Authority: JP
Inventors: 昌典中山; 久雄中里
Original assignee: 株式会社エンジニアリングフジキ
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002303250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関等を動力源として、発電機を駆動することにより、発電を行うことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関等を動力源として用いることは、フリクション等による損失が大きく、効率が良いものではなかった。
本発明は、このような実情に鑑み、高効率な発電を行い得る発電装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発電装置は、水平に配置された固定板と、前記固定板の上面側に取付けられて環状に配置された第１の磁石と、前記固定板の上方に水平に配置され垂直方向に回転軸を有する回転板と、前記回転板の下面側に取付けられて環状に配置され前記第１の磁石と同極同士を相対させることで前記回転板を浮上させる第２の磁石と、前記回転板を回転駆動する回転板駆動装置と、前記回転板の回転により駆動される発電機と、を含んで構成される。
【０００５】
前記回転板駆動装置は、前記回転板の外周側に形成された圧力流体受け部と、圧力流体源から導いた圧力流体を前記回転板の前記圧力流体受け部に向けて回転の接線方向に噴射することで前記回転板を回転させる圧力流体噴射装置と、からなる。
前記圧力流体受け部は、回転方向に等間隔で複数設けられ、各圧力流体受け部は、回転方向先端側の突出量を小とし、回転方向後端側の突出量を大として、後端面に圧力流体を受ける。
【０００６】
ここで、前記回転板は、垂直方向に軸線を配して回転可能でかつ軸線方向に移動可能に支持された回転軸に取付けられているとよい（請求項２）。
また、前記第１及び第２の磁石は、永久磁石であるとよい（請求項３）。但し、前記第１及び第２の磁石のうち、少なくとも一方を電磁石とすることも可能である。
【０００７】
また、前記第１及び第２の磁石は、それぞれ、複数の磁石片を等間隔で円周方向に配列してなるとよい（請求項４）。
また、前記固定板及び前記回転板は、それぞれ、鉄板を主体とし、その磁石取付面側に非磁性材料からなる保持板を固定し、この保持板に磁石を埋設するとよい（請求項５）。
【０００８】
前記回転板による前記発電機の駆動は、前記回転板の外周に歯車を形成し、この歯車を前記発電機の駆動軸に固定した歯車に噛み合わせて行うとよい（請求項６）。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、固定板側の第１の磁石と回転板側の第２の磁石との同極同士を相対させることで、回転板を磁力により確実に浮上させ、この状態で回転させることで、ほとんどフリクションがない状態であるので、小さな駆動力でも、大きな慣性力により、回転板を高速に回転させることができ、これにより発電機を駆動することで、高効率な発電を行うことができる。
【００１０】
また、固定板側の第１の磁石と回転板側の第２の磁石との同極同士を相対させることで、回転板を磁力により確実に浮上させ、この状態で、圧力流体源から導いた圧力流体を噴射して回転させることで、ほとんどフリクションがない状態であるので、噴射流体による極めて小さな力でありながら、大きな慣性力により、回転板を高速に回転させることができ、これにより発電機を駆動することで、高効率な発電を行うことができる。特に圧力流体源を備える場合に、その圧力流体のエネルギーを有効利用して、高効率な発電を行うことができる。
【００１１】
また、前記圧力流体受け部は、回転方向に等間隔で複数設けられているので、噴射流体のエネルギーを効率良く受けることができる。
また、前記圧力流体受け部は、回転方向先端側の突出量を小とし、回転方向後端側の突出量を大として、後端面に圧力流体を受けるようにしているので、回転の際の空気抵抗を減少させる一方、噴射流体のエネルギーをより効率良く受けることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、前記回転板は、垂直方向に軸線を配して回転可能でかつ軸線方向に移動可能に支持された回転軸に取付けられているので、回転板の浮上時の軸線方向の動きを許容できる。
請求項３の発明によれば、前記第１及び第２の磁石は、永久磁石であるので、磁力の発生に電力等を必要としない。
【００１３】
請求項４の発明によれば、前記第１及び第２の磁石は、それぞれ、複数の磁石片を等間隔で円周方向に配列しているので、回転による磁力の変化を防止できると共に、製作性もよい。
請求項５の発明によれば、前記固定板及び前記回転板は、それぞれ、鉄板を主体とし、その磁石取付面側に非磁性材料からなる保持板を固定し、この保持板に磁石を埋設しているので、漏洩した磁力により回転板に対し引き下げ方向の力が働くのを防止できる。
【００１４】
請求項６の発明によれば、回転板による発電機の駆動に際し、直接駆動できるので、伝達ロスを低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施形態を図１〜図４により説明する。
図１を参照し、機台１上に固定板２が水平状態で固定されている。
固定板２は、鉄板２ａを主体とし、その上面に非磁性体（例えばアクリル樹脂）の保持板２ｂが固定されている。この保持板２ｂには、上下方向に貫通する保持孔が多数、円周方向に等間隔で形成されており、各保持孔にはそれぞれ永久磁石（磁石片）３が挿入され、各永久磁石３の下面は鉄板２ａに固定されている。
【００１６】
従って、固定板２は、図２に平面図を示すように、その上面側に取付けられて環状に配置された第１の永久磁石３を備えている。
固定板２の上方には、水平に配置され垂直方向に回転軸４を有する回転板５が配置されている。
回転板５は、鉄板５ａを主体とし、その下面に非磁性体（例えばアクリル樹脂）の保持板５ｂが固定されている。この保持板５ｂには、上下方向に貫通する保持孔が多数、円周方向に等間隔で形成されており、各保持孔にはそれぞれ永久磁石（磁石片）６が挿入され、各永久磁石６の上面は鉄板５ａに固定されている。
【００１７】
従って、回転板５は、図３に平面図を示すように、その下面側に取付けられて環状に配置された第２の永久磁石６を備えている。
ここにおいて、第１及び第２の永久磁石３、６は、第１の永久磁石３の上面側と第２の永久磁石６の下面側とを、同極同士（Ｎ極同士又はＳ極同士）として、相対させてあり、互いの反発力で、固定板２に対し、回転板５を浮上させるようにしてある。
【００１８】
回転板５の中心部を貫通した状態で回転板５に固定される回転軸４は、固定板２の中心部に配置した軸受部７と、カバーフレーム８の中心部に配置した軸受部９とにより、回転可能で、かつ軸方向に移動可能に支持されている。ここで、軸受部７、９と回転軸４との間には潤滑油を注入しておく。また、回転軸４の軸受部７，９内に位置する部分には油保持溝を設けておくとよい。
【００１９】
一方、図４の斜視図に示されるように、回転板５の上面の外周側には、円周方向に等間隔で、複数（例えば４個）の圧力流体受け部１０が形成されている。各圧力流体受け部１０は、回転時の空気抵抗減少のため、回転方向先端側の突出量を小、回転方向後端側の突出量を大として、後端面に圧力流体を受けるようにしてある。
【００２０】
そして、図示しない圧力流体源から導かれる圧力流体を、回転板５の圧力流体受け部１０に向けて、回転の接線方向に噴射する圧力流体噴射装置として、圧力流体噴射パイプ１１を設けてある。尚、圧力流体としては、一般的には圧力空気、蒸気などを使用する。
上記の構成において、回転板５は、第１及び第２の永久磁石３、６の作用で、固定板２に対し常に所定量以上の空隙を有するように浮上しており、この状態で、圧力流体噴射パイプ１１から所定流速以上の噴射流体を受け部１０に受けることで、その反力により回転し、しかもほとんどフリクションがない状態であるので、噴射流体による極めて小さな力でありながら、大きな慣性力により、高速に回転する。
【００２１】
従って、この回転板５の回転を回転板５又はその回転軸４より動力として取り出すことで、大きな動力を得ることができ、この動力は発電機（ダイナモ）１２の駆動に用いる。
ここでは、回転板５の外周に歯車１３を形成し、この歯車１３を発電機１２の駆動軸１２ａに固定した小径の歯車１４に噛み合わせることにより、発電機１２を駆動する。また、運転条件により回転板５の浮上高さが変化するので、ここでは歯車１３、１４の噛み合い部で、その変位を吸収するようにしてある。
【００２２】
回転板５による発電機１２の駆動方法はこれに限るものでなく、回転軸４より回転を取出したり、プーリ及びベルトを用いたりしてもよいことは言うまでもないが、本実施形態のように回転板５の外周の歯車１３により直接的に発電機１２を駆動することで、伝達ロスを最小限にすることができる。。
特に本実施形態によれば、圧力流体源を備える場合に、その圧力流体のエネルギーを有効利用して、高効率な発電を行うことができる。尚、圧力流体源としては、特に限定されないが、例えば焼却施設においては、焼却炉の冷却のため、冷却水を使用しており、冷却後の発生する蒸気は無駄に捨てられているが、これを利用すればコスト無しに発電を行うことができる。
【００２３】
尚、以上の実施形態では、第１及び第２の磁石３、６として永久磁石を使用したが、固定側の第１の磁石３として、更には回転側の第２の磁石６として、電磁石を使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す発電装置の全体構成図
【図２】固定板の平面図
【図３】回転板の平面図
【図４】回転板の斜視図
【符号の説明】
１機台
２固定板
２ａ鉄板
２ｂ保持板
３第１の永久磁石
４回転軸
５回転板
５ａ鉄板
５ｂ保持板
６第２の永久磁石
７軸受部
８カバーフレーム
９軸受部
１０圧力流体受け部
１１圧力流体噴射パイプ
１２発電機
１２ａ駆動軸
１３歯車
１４歯車

Claims

水平に配置された固定板と、
前記固定板の上面側に取付けられて環状に配置された第１の磁石と、
前記固定板の上方に水平に配置され垂直方向に回転軸を有する回転板と、
前記回転板の下面側に取付けられて環状に配置され前記第１の磁石と同極同士を相対させることで前記回転板を浮上させる第２の磁石と、
前記回転板を回転駆動する回転板駆動装置と、
前記回転板の回転により駆動される発電機と、を含んで構成され、
前記回転板駆動装置は、前記回転板の外周側に形成された圧力流体受け部と、圧力流体源から導いた圧力流体を前記回転板の前記圧力流体受け部に向けて回転の接線方向に噴射することで前記回転板を回転させる圧力流体噴射装置と、からなり
前記圧力流体受け部は、回転方向に等間隔で複数設けられ、各圧力流体受け部は、回転方向先端側の突出量を小とし、回転方向後端側の突出量を大として、後端面に圧力流体を受けることを特徴とする発電装置。
前記回転板は、垂直方向に軸線を配して回転可能でかつ軸線方向に移動可能に支持された回転軸に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
前記第１及び第２の磁石は、永久磁石であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発電装置。
前記第１及び第２の磁石は、それぞれ、複数の磁石片を等間隔で円周方向に配列してなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の発電装置。
前記固定板及び前記回転板は、それぞれ、鉄板を主体とし、その磁石取付面側に非磁性材料からなる保持板を固定し、この保持板に磁石を埋設することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の発電装置。
前記回転板の外周に歯車を形成し、この歯車を前記発電機の駆動軸に固定した歯車に噛み合わせることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の発電装置。