JP6085043B1

JP6085043B1 - 高効率発電装置

Info

Publication number: JP6085043B1
Application number: JP2016016991A
Authority: JP
Inventors: 邦廣畠山
Original assignee: 邦廣畠山
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2036-02-01
Also published as: JP2017139835A

Abstract

【課題】本発明は、シンプルな構造でありながら単数の始動駆動部で複数の発電機を用いて発電できる高効率発電装置を提供する。【解決手段】高効率発電装置１０の第１回転体支持シャフト１８には第１回転体２０が、第２回転体支持中空シャフト３２には第２回転体３４が支持されている。第２回転体３４内にはアウターローターコアレス発電機５０とギヤ装置８０が等間隔で取り付けられている。アウターローターコアレス発電機５０の回転円盤部５２に挿通された発電機シャフト５４には発電機小歯車７０と発電機大歯車７２が支持されている。ギヤ装置８０のギヤシャフト８２にはギヤシャフト大歯車８４とギヤシャフト小歯車８６が支持されている。このギヤシャフト大歯車８４は発電機小歯車７０と噛み合い、ギヤシャフト小歯車８６は前記発電機大歯車７２と噛み合っている。【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置に関し、より詳しくは発電効率が極めて高い高効率発電装置に関する。

現代社会においては毎日膨大な電力が消費されているが、ほとんどの電気は電力会社の火力発電所をはじめとする各種発電所で石油等をはじめとする化石燃料等の天然資源を燃やして発電し、供給されている。
このため、火力発電所では膨大な量の石油等の天然資源を消費とすると共に前記天然資源を消費することにより二酸化炭素等の有害物質が発生し、公害問題の原因ともなっている。
そこで、近年、環境汚染、公害問題の心配が少なく、安全性の高い風力発電装置や太陽光発電装置等が注目を集めると共に提案されている。
しかしながら前記風力発電装置においては発電するためには一定以上の風力が必要であるため無風状態のときは発電することができない。また、風力発電では風を受けたプロペラが回転することにより発電させるが、前記プロペラの回転により発生する低周波音が近隣住民の健康問題を引き起こす場合があるという課題がある。
また、太陽光発電においては発電させるためには一定以上の太陽光が必要になる。このため、雨天、曇天の日や夜間等のように一定以上の太陽光を得ることができない場合は発電することはできないという課題がある。
そこで、自然環境に影響を受けないで効率よく発電できる高効率発電装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特許第５８１６７３４号公報

しかし、前記高効率発電装置は部品点数が多く、構造が複雑になるという課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであり、請求項１の発明は、第１回転体支持体に回転可能に支持された第１回転体支持シャフトと、前記第１回転体支持シャフトに回転可能に支持された第１回転体と、第２回転体支持体に回転可能に支持された第２回転体支持シャフトと、前記第２回転体支持シャフトに回転可能に支持された第２回転体と、前記第２回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第２回転体に第２回転体の周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第２回転体の第２回転体第１円板に支持され他端部は前記第２回転体の第２回転体第２円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第１回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第１歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第２歯車と、前記第２回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第２回転体第１円板に支持されると共に他端部は前記第２回転体第２円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第１歯車と噛み合うギヤシャフト第１歯車と、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第２歯車と噛み合うギヤシャフト第２歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴としている。
請求項２の発明は、ベースプレートの一端部側に立設された第１回転体支持体と、前記第１回転体支持体に回転可能に支持された第１回転体支持シャフトと、前記第１回転体支持シャフトに回転可能に支持された第１回転体と、前記ベースプレートの他端部側に立設された第２回転体支持体と、前記第２回転体支持体に回転可能に支持された第２回転体支持シャフトと、前記第２回転体支持シャフトに回転可能に支持された第２回転体と、前記第２回転体を構成する第２回転体第１円板と、前記第２回転体第１円板と対向して設けられると共に前記第２回転体第１円板と一緒に前記第２回転体を構成する第２回転体第２円板と、前記第２回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第２回転体第１円板と前記第２回転体第２円板の間に配設されると共に前記第２回転体の円周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第２回転体第１円板に支持され他端部は前記第２回転体第２円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第１回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第１歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第２歯車と、前記第２回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第２回転体第１円板に支持されると共に他端部は前記第２回転体第２円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第１歯車と噛み合うギヤシャフト第１歯車と、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第２歯車と噛み合うギヤシャフト第２歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴としている。
請求項３の発明は、前記第１回転体支持シャフトと前記第２回転体支持シャフトの上下方向離間寸法と前記第１回転体支持シャフトと前記第２回転体支持シャフトの左右方向離間寸法を同じ距離寸法にしたことを特徴としている。
請求項４の発明は、前記発電機をアウターローターコアレス発電機で形成したことを特徴としている。

本発明は、部品点数が少なく構造も複雑でないので製造効率を高めることができると共に提供価格を抑えて提供することができるという優れた効果を有する。
本発明は、単数の始動駆動部で複数の発電機を作動させて発電することができるので極めて効率よく発電を行うことができるという優れた効果を有する。
本発明は、単数の駆動部で複数の発電機を作動させて発電するため二酸化炭素等の発生を可及的に低く抑えることができ環境に優しく、公害の発生を抑えることができるという優れた効果を有する。

実施例の高効率発電装置の正面図である。実施例の高効率発電装置の平面図である。実施例の高効率発電装置の第１回転体と第２回転体の回転関係を示す概略側面図である。実施例の高効率発電装置のアウターローターコアレス発電機の概略縦断面である。実施例の高効率発電装置に使用される押圧レバーの使用状態図である。

発明を実施するために最良の形態の例として以下のような実施例を示す。

図１〜図５には本発明に係る高効率発電装置１０の一実施例が示されている。

図１及び図２に示されるように、この高効率発電装置１０の下部に配設された平面視矩形状のベースプレート１２の一端部側には第１回転体支持体１４，１４が間隔を設けて並んで立設されている。

この第１回転体支持体１４，１４の頂部にはピロー型玉軸受ユニット１６，１６がそれぞれ固定されている。
これらピロー型玉軸受ユニット１６，１６には第１回転体支持シャフト１８が回転可能に挿通され、第１回転体支持シャフト１８はピロー型玉軸受ユニット１６，１６を介して第１回転体支持体１４，１４に支持されている。

前記第１回転体支持シャフト１８には第１回転体２０が回転可能に支持されている。この第１回転体２０は円板状の第１回転体第１円板２２と円板状の第１回転体第２円板２４が対向して配設され、第１回転体第１円板２２と円板状の第１回転体第２円板２４の間に第１回転体２０の円周方向に間隔保持ピン２６を等間隔に複数本（この実施例では４本）設けることにより形成されている。

前記第１回転体第２円板２４には押圧レバーカップ２８が周方向に等間隔で複数（この実施例では４個）固定されている。

なお、この実施例では第１回転体２０の直径寸法は１５００ｍｍ、厚さ寸法は１２０ｍｍに設定されている。

前記ベースプレート１２の他端部側には第２回転体支持体３０，３０が間隔を設けて並んで立設されている。

この第２回転体支持体３０，３０の頂部には前記ピロー型玉軸受ユニット１６，１６がそれぞれ固定されている。
これらピロー型玉軸受ユニット１６，１６には第２回転体支持シャフトとしての第２回転体支持中空シャフト３２が回転可能に挿通されている。この第２回転体支持中空シャフト３２はピロー型玉軸受ユニット１６，１６を介して前記第２回転体支持体３０，３０に支持されている。

図３に示されるように、前記第１回転体支持シャフト１８と前記第２回転体支持中空シャフト３２の上下方向距離寸法Ａと前記第１回転体支持シャフト１８と前記第２回転体支持中空シャフト３２の左右方向距離寸法Ｂとは同じ寸法に設定されている。この実施例では前記上下方向距離寸法Ａと前記左右方向距離寸法Ｂは共に３００ｍｍに設定されている。

図１に示されるように、前記第２回転体支持中空シャフト３２には第２回転体３４が回転可能に支持されている。この第２回転体３４は円板状の第２回転体第１円板３６と円板状の第２回転体第２円板３８が対向して配設され、第２回転体第１円板３６と第２回転体第２円板３８の間に第２回転体３４の周方向に間隔保持ピン４０を等間隔で複数本（この実施例では４本）設けることにより形成されている。

なお、この実施例では第２回転体３４の直径寸法は１５００ｍｍ、厚さ寸法は４００ｍｍに設定されている。

前記第２回転体支持中空シャフト３２の一端にはリード線案内片固定板４２が固定されている。

また、前記第２回転体支持中空シャフト３２の他端は前記第２回転体支持体３０に取り付けられた第１スリップリング４４に挿入されている。

前記第２回転体支持体３０と第２回転体支持体３０との間の第２回転体支持中空シャフト３２にはスプロケット４５が取り付けられている。このスプロケット４５にはチェーン４６が掛け回されている。また、このチェーン４６は前記ベースプレート１２に載置固定された始動駆動部としてのギヤモーター４８に掛け回されている。
従って、ギヤモーター４８が駆動するとチェーン４６を介して第２回転体支持中空シャフト３２が回転するようになっている。

前記第２回転体第１円板３６と第２回転体第２円板３８の間には発電機としてのアウターローターコアレス発電機５０が第２回転体３４の円周方向に沿って等間隔（９０°間隔）で複数個（この実施例では４個）取り付けられている。この実施例では前記アウターローターコアレス発電機５０は株式会社スカイ電子の製品番号ＳＫＹ−ＨＲ２００のアウターローターコアレス発電機が使用されている。

図４に示されるように、前記アウターローターコアレス発電機５０の回転円盤部５２には発電機シャフト５４が挿通されている。

図１及び図２に示されるように、この発電機シャフト５４の一端部は前記第２回転体第１円板３６に固定された軸受ユニット５６に支持されている。前記発電機シャフト５４の一端は第２スリップリング５８に挿入されている。

また、前記発電機シャフト５４の一端部には押圧レバー６０の一端部６０Ａ（図５参照）が固定されている。

図５に示されるように、この押圧レバー６０の他端部６０Ｂには押圧レバーローラー６２が回転自在に取り付けられている。この押圧レバーローラー６２は前記押圧レバーカップ２８の凹部２８Ａに収容されて凹部内周面２８Ｂに当接することにより押圧レバーカップ２８を押さえ付ける役目を果たしている。

図１及び図２に示されるように、前記リード線案内片固定板４２にはリード線案内片６４の一端部が固定されている。このリード線案内片６４には後述するリード線がつたわって案内されるようになっている。

前記発電機シャフト５４の他端部は第２回転体第２円板３８に固定されたピロー型玉軸受ユニット６６に支持されている。

前記発電機シャフト５４の中間部には発電機第１歯車としての発電機小歯車７０と発電機第２歯車としての発電機大歯車７２が回転可能に支持されている。この発電機小歯車７０は前記アウターローターコアレス発電機５０の回転円盤部５２と連結されている。

前記アウターローターコアレス発電機５０に一端部が接続されたリード線７４は第２スリップリング５８からリード線案内片６４をつたわって、第２回転体支持中空シャフト３２内部に配線されて第１スリップリング４４に配線されるようになっている。

図１に示されるように、前記第２回転体３４内には前記アウターローターコアレス発電機５０とセットになってギヤ装置８０が設けられている。

このギヤ装置８０のギヤシャフト８２の一端部は前記第２回転体３４の第２回転体第１円板３６に固定されたピロー型玉軸受ユニット６６に支持され、前記ギヤシャフト８２の他端部は前記第２回転体３４の第２回転体第２円板３８に固定されたピロー型玉軸受ユニット６６に支持されている。

前記ギヤシャフト８２の中間部にはギヤシャフト第１歯車としてのギヤシャフト大歯車８４とギヤシャフト第２歯車としてのギヤシャフト小歯車８６が支持されている。
このギヤシャフト大歯車８４は前記発電機小歯車７０と噛み合い、ギヤシャフト小歯車８６は前記発電機大歯車７２と噛み合っている。

この実施例では前記ギヤシャフト大歯車８４と前記発電機小歯車７０のギヤ比と前記ギヤシャフト小歯車８６と前記発電機大歯車７２のギヤ比は３：１とされている。

次に、実施例の高効率発電装置１０の作用を説明する。

高効率発電装置１０のギヤモーター４８を作動させるとチェーン４６を介して第２回転体支持中空シャフト３２が回転し、第２回転体３４が回転する。この第２回転体３４が回転することにより押圧レバー６０を介して第１回転体２０も一緒に回転する。この実施例では図３反時計回方向（図３矢印Ｌ方向）に回転させる場合を示す。また、この実施例では第２回転体３４、第２回転体２０の回転数は１分間６０回転とした。

第２回転体３４が回転しても前記アウターローターコアレス発電機５０の発電機シャフト５４が第２回転体３４と一緒に回転しないように押圧レバー６０が第１回転体２０に固定された押圧レバーカップ２８を押圧する。

また、図３に示されるように、第１回転体２０を支持する第１回転体支持シャフト１８と第２回転体３４を支持する第２回転体支持中空シャフト３２の上下方向距離寸法Ａと左右方向距離寸法Ｂとは同じ距離寸法に設定されているため、押圧レバー６０は第２回転体支持中空シャフト３２を中心とした垂直線Ｘ及び水平線Ｙに対して４５°傾斜した状態で回転する。

前記第２回転体３４が１回転すると前記アウターローターコアレス発電機５０の発電機シャフト５４に固定された発電機大歯車７２が回転するので発電機大歯車７２と噛み合っているギヤシャフト小歯車８６が回転する。
これにより、ギヤシャフト８２とギヤシャフト大歯車８４が回転する。
このギヤシャフト大歯車８４が回転すると、ギヤシャフト大歯車８４と噛み合っている前記発電機小歯車７０が回転する。
この発電機小歯車７０が回転すると発電機小歯車７０と連結されている前記アウターローラーコアレス発電機５０の回転円盤部５２が回転する。

従って、前記アウターローターコアレス発電機５０の回転円盤部５２が回転することによりアウターローターコアレス発電機５０が発電する。
このため、第２回転体３４に設けられた４個のアウターローターコアレス発電機５０が発電する。
４個のアウターローターコアレス発電機５０によって発電された電気はリード線７４を介して高効率発電装置１０で発電された電気を使用する外部装置等（図示せず）に使用されるようになっている。

従って、実施例の高効率発電装置１０においては１個のギヤモーター４８を作動することにより４個のアウターローターコアレス発電機５０が発電するので、発電効率を極めて高くすることができる。
また、実施例の高効率発電装置１０は、高効率発電装置としては部品点数が少なく構造もシンプルであるので製造効率を高めることができると共に提供販売価格を抑えることができる。
しかも、高効率発電装置１０は、二酸化炭素等の発生を可及的に低く抑えることができ環境に優しく、公害の発生を抑えることができると共に風力や太陽光等の自然環境に影響を受けないで安定して発電することができる。

また、第１回転体２０と第２回転体３４が一緒に回転することにより第２回転体３４に対称に取り付けられたアウターローターコアレス発電機５０同士の力が平行に働くことになり、第２回転体支持中空シャフト３２を回転させる力がアウターローターコアレス発電機５０を直接回転させる力より少なくなる。

また、第１回転体２０及び第２回転体３４は、第２回転体３４の重量や第２回転体３４に取り付けられたアウターローターコアレス発電機５０、ギヤ装置８０等の重量の合計重量によりフライホイール効果が生じ回転が安定すると共に安定した発電を行うことができる。

なお、実施例では前記ギヤシャフト大歯車８４と前記発電機小歯車７０のギヤ比と前記ギヤシャフト小歯車８６と前記発電機大歯車７２のギヤ比は３：１としたが、ギヤ比は３：１に限定されるものでないことは勿論である。

また、実施例では前記第１回転体２０と前記第２回転体３４の回転数を１分間６０回転としたが、第１回転体２０と第２回転体３４の回転数はこの回転数に限定されないことは勿論である。

なお、実施例では第２回転体にアウターローターコアレス発電機５０とギヤ装置８０をセットで４個取り付けた場合を示したが、取り付けるアウターローターコアレス発電機５０、ギヤ装置８０の数は４個以上でもよく、４個に限定されるものでないことは勿論である。

また、実施例では発電機としてアウターローターコアレス発電機５０を示したが、発電機はアウターローターコアレス発電機５０に限定されるものでなく、発電機の取付構造を変えることにより例えばインナーローター発電機を使用することもできる。

なお、実施例では始動駆動部としてギヤモーター４８を使用した場合を示したが始動駆動部はギヤモーター４８に限定されるものでなく、第２回転体支持中空シャフト３２を回転させことができる装置であれば他の始動駆動部でもよい。

１０高効率発電装置
１２ベースプレート
１４第１回転体支持体
１６ピロー型玉軸受ユニット
１８第１回転体支持シャフト
２０第１回転体
２２第１回転体第１円板
２４第１回転体第２円板
２６間隔保持ピン
２８押圧レバーカップ
３０第２回転体支持体
３２第２回転体支持中空シャフト
３４第２回転体
３６第２回転体第１円板
３８第２回転体第２円板
４０間隔保持ピン
４２リード線案内片固定板
４４第１スリップリング
４５スプロケット
４６チェーン
４８ギヤモーター
５０アウターローターコアレス発電機
５２回転円盤部
５４発電機シャフト
５６軸受ユニット
５８第２スリップリング
６０押圧レバー
６２押圧レバーローラー
６４リード線案内片
６６ピロー型玉軸受ユニット
７０発電機小歯車
７２発電機大歯車
７４リード線
８０ギヤ装置
８２ギヤシャフト
８４ギヤシャフト大歯車
８６ギヤシャフト小歯車

Claims

第１回転体支持体に回転可能に支持された第１回転体支持シャフトと、前記第１回転体支持シャフトに回転可能に支持された第１回転体と、第２回転体支持体に回転可能に支持された第２回転体支持シャフトと、前記第２回転体支持シャフトに回転可能に支持された第２回転体と、前記第２回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第２回転体に第２回転体の周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第２回転体の第２回転体第１円板に支持され他端部は前記第２回転体の第２回転体第２円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第１回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第１歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第２歯車と、前記第２回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第２回転体第１円板に支持されると共に他端部は前記第２回転体第２円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第１歯車と噛み合うギヤシャフト第１歯車と、前記ギヤシャフトに支持されると共に前記発電機第２歯車と噛み合うギヤシャフト第２歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴とする高効率発電装置。
ベースプレートの一端部側に立設された第１回転体支持体と、前記第１回転体支持体に回転可能に支持された第１回転体支持シャフトと、前記第１回転体支持シャフトに回転可能に支持された第１回転体と、前記ベースプレートの他端部側に立設された第２回転体支持体と、前記第２回転体支持体に回転可能に支持された第２回転体支持シャフトと、前記第２回転体支持シャフトに回転可能に支持された第２回転体と、前記第２回転体を構成する第２回転体第１円板と、前記第２回転体第１円板と対向して設けられると共に前記第２回転体第１円板と一緒に前記第２回転体を構成する第２回転体第２円板と、前記第２回転体支持シャフトを回転させる始動駆動部と、前記第２回転体第１円板と前記第２回転体第２円板の間に配設されると共に前記第２回転体の円周方向に沿って等間隔で取り付けられた複数の発電機と、前記発電機を構成すると共に回転可能な回転円盤部と、前記回転円盤部と一緒に前記発電機を構成すると共に前記回転円盤部に挿通されて一端部は前記第２回転体第１円板に支持され他端部は前記第２回転体第２円板に支持された発電機シャフトと、前記発電機シャフトに一端部が固定されると共に他端部が前記第１回転体を押し付ける押圧レバーと、前記発電機シャフトの中間部に支持されると共に前記発電機の回転円盤部と連結された発電機第１歯車と、前記発電機シャフトの中間部に支持された発電機第２歯車と、前記第２回転体内に前記発電機とセットになって設けられたギヤ装置と、前記ギヤ装置を構成すると共に一端部は前記第２回転体第１円板に支持されると共に他端部は前記第２回転体第２円板に支持されたギヤシャフトと、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第１歯車と噛み合うギヤシャフト第１歯車と、前記ギヤシャフトの中間部に支持されると共に前記発電機第２歯車と噛み合うギヤシャフト第２歯車と、前記発電機に一端部が接続されたリード線と、有していることを特徴とする高効率発電装置。
前記第１回転体支持シャフトと前記第２回転体支持シャフトの上下方向離間寸法と前記第１回転体支持シャフトと前記第２回転体支持シャフトの左右方向離間寸法を同じ距離寸法にしたことを特徴とする請求項１、請求項２のいずれか１項記載の高効率発電装置。
前記発電機をアウターローターコアレス発電機で形成したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３のいずれか１項記載の高効率発電装置。