JP6091047B2 - 一軸式連続発電システム - Google Patents

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本発明は、一軸式連続発電システムに関する。
発電を行うに際して、水力、火力、風力等のエネルギーを利用する種々のシステムが開発・提案されているが、従来の発電システムにおいては、単一の発電機によって発電される方式が通常である。また、これらの発電システムは、単一の発電機を固定設置しているものが大半である。
一方、本発明者は、気化熱を利用した暖房システムに関する発明（特許文献１参照）、廃油を燃料とした廃油燃焼装置に関する発明（特許文献２参照）、および気化熱暖房装置を利用した発電システムに関する発明（特許文献３参照）を提案している。
特開２００５−２４９３３５号公報 特開２０００−０５５３３７号公報 特願２００９−２９１６８４号
本発明は、上記特許文献１〜３に記載された発明を主として活用して、効率的な発電を可能とする一軸式連続発電システムを提供することを目的としている。
前記請求項１に記載の一軸式発電システムは、両端が開放した円筒形の本体と、前記本体のほぼ中央を貫通するように、前記本体の長さ方向に沿って支持具によって回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸に取り付けられた複数基の羽根車と、前記羽根車の各々に隣接して前記回転軸にそれぞれ取り付けられた複数基の発電機と、前記回転軸の回転が伝動手段を介して伝達される補助発電機とを備え、前記本体自体を移動させ、前記本体の一方の端から外力を導入し前記羽根車を回転させることにより得られる回転力を対応する発電機にそれぞれ伝達することによって、発電を行うように構成されており、前記外力が微弱である場合又は全くない場合に、前記補助発電機で発電された電気エネルギーを用いて前記回転軸を回転させるように構成されていることを特徴とするものである。
本発明の一軸式連続発電システムによれば、回転軸に複数基の羽根車／発電機が配置されているので、効率的な発電を行うことができる。また、補助発電機を設けることにより、外力が微弱であったり全くない場合であっても、一定の発電量を持続的に保持することができる。また、発電システム自体を移動可能に構成することにより、外力に影響されずに、連続的な発電を確保することができる。さらに、エレベータの昇降に伴う回転力や車両の駆動車軸の回転力を利用することにより、一層効率的な発電を行うことができる。
次に図面を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る一軸式連続発電システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを模式的に示した全体斜視図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施の形態に係る一軸式連続発電システムは、両端１２ａ、１２ｂが開放した円筒形の本体１２を備えている。なお、一軸式連続発電システム１０の内部を明瞭に示すため、本体１２は破線で示されている。
一軸式連続発電システム１０は又、本体１２のほぼ中央を貫通するように、本体１２の長さ方向に沿って回転可能に配置された回転軸１４を備えている。図１において参照符号１４ａは、回転軸１４を回転可能に支持するための支持具を示している。
一軸式連続発電システム１０は又、回転軸１４に取り付けられた複数（図１では４基）の羽根車１６を備えている。なお、各々の羽根車１６は３枚のブレード１６ａを有しているが、羽根車１６のブレード１６ａの個数は、これに限定されるものではない。
一軸式連続発電システム１０は更に、各々に羽根車１６に隣接してそれぞれ配置された発電機１８を備えている（従って、図１に示される一軸式連続発電システム１０は、４基の発電機１８を備えていることとなる）。発電機１８には、羽根車１６の回転によって得られる回転力が伝達され、発電されるようになっている。なお、発電機１８は、通常の型式のものを使用してよい。
好ましくは、一軸式連続発電システム１０は、補助発電機２０を備えており、回転軸１４の回転が伝動手段（例えば、ベルト）２０ａを介して補助発電機２０に伝達され、補助発電機２０において発電されるようになっている。
以上のように構成された一軸式連続発電システム１０の作動について説明する。羽根車１６を回転させるための外力を一軸式連続発電システム１０に与えると、各羽根車１６は回転する。そして、羽根車１６の回転によって得られる回転力が各発電機１８に伝達されて、各発電機１８において発電され、発電された電力が所望の用途に供されるようになっている。
なお、羽根車１６を回転させる外力が微弱である場合や全くない場合には、補助発電機２０で発電された電気エネルギーを用いて回転軸１４を回転させ、これによって得られる回転力を各発電機１８に伝達して発電する。
羽根車１６を回転させる外力としては、任意のものを用いてよいが、例えば、特許文献１〜特許文献３に記載されている装置を利用するのがよい。
以下、特許文献１〜特許文献３に記載されている装置について簡単に説明する。特許文献３に記載されている気化熱暖房装置は、特許文献１の気化熱暖房システムと実質的に同一の構成のものであり、燃焼ユニットと、本体と、気化タンクとを備えている。このうち燃焼ユニットは、特許文献２に記載されている廃油燃焼装置を利用するのがよい。そして、特許文献３に記載されている気化熱暖房装置を作動させて蒸気を発生させ、発生した蒸気を蒸気タービンに供給して、蒸気タービンのノズルから羽根車１６に蒸気を噴射することにより、羽根車１６を回転させる。
或いは、蒸気の代わりに、風力や水流を利用して羽根車１６を回転させてもよい。
次に、本発明の一軸式連続発電システム１０の有効性を検証するために実施された実験について説明する。図１に示される一軸式連続発電システム１０の模型を製作し、この模型を車両に設置し、車両を５０ｋｍ／ｈ〜７０ｋｍ／ｈで走行させた。その結果、各発電機において、回転数２００ｒｐｍにおける電力量等を計測したところ、電力量が１２００Ｗ、電圧が２００Ｖ、電流値が６Ａであった。
さらに、補助発電機として、減速機付き電動機（出力１００Ｗ、定格電圧２００Ｖ、定格電流値０．５Ａ）を用いた場合については、発電電流値６Ａに対して、始動時の瞬間最大電流値１．３Ａを計測し、その後、０．３５Ａ〜０．４Ａの範囲内で安定して推移することが観測された。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る一軸式連続発電システムについて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを示した全体斜視図である。図５において全体として参照符号３０で示される本発明の第２の実施の形態に係る一軸式連続発電システムは、エレベータの昇降運動を利用したものである。
一軸式連続発電システム３０について図５を参照してより詳細に説明する。図５において、エレベータかごは、かごガイドレールに沿って昇降するようになっており、釣合おもりは、釣合おもりガイドレールに沿って昇降するようになっている。また、釣合おもりの上端には、滑車３２が設置されている。一端がエレベータかごを経て昇降路上端に取り付けられたロープが、巻上機および滑車３２を経て、釣合おもりガイドレールの上端に取り付けられている。一軸式連続発電システム３０は、滑車３２に隣接して配置された発電機３４を備えており、エレベータの昇降時に回転する滑車３２の回転力がシャフト３６を介して発電機３４に伝達されるようになっている。なお、発電機３４は、通常の型式のものを使用してよい。
エレベータの作動に際して、巻上機を作動させるとロープが移動するとともに、ロープの移動に伴い滑車３２が回転する。滑車３２の回転がシャフト３６を介して発電機３４に伝達され、発電されるようになっている。
図６は、一軸式連続発電システム３０の作動の概念を示した模式図である。図６（ａ）は、図５に示すように巻上機が昇降路の上部に配置されている型式を示しており、図６（ｂ）は、巻上機が昇降路の下部に配置されている型式を示している。図６（ｂ）に示される型式であっても、同様に、釣合おもりの上端に設置された滑車３２の回転がシャフト３６を介して発電機３４に伝達されるようになっている。
次に、本発明の第３の実施の形態に係る一軸式連続発電システムについて説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを示した分解斜視図である。図７において全体として参照符号４０で示される本発明の第３の実施の形態に係る一軸式連続発電システムは、車両の駆動車軸の回転運動を利用したものである。
一軸式連続発電システム４０について図７を参照してより詳細に説明する。図７に示されるように、車両の駆動車軸の端部に、シャフト４４を介して発電機４２が配置されており、駆動車軸の回転に伴う回転力がシャフト４４を介して発電機４２に伝達され、発電が行われるようになっている。なお、発電機４２は、通常の型式のものを使用してよい。
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態においては、羽根車１６を回転させるのに、蒸気や風力、水流などの外力を利用しているが、一軸式連続発電システム１０自体を移動させる（例えば、車両や船舶などの移動体に一軸式連続発電システム１０を設置する）ことにより、羽根車１６を回転させるようにしてもよい。
また、前記第１の実施の形態では、本体１２の形状が円筒形であるが、羽根車１６を回転させることができる外力を端部から供給することができるのであれば、他の形態（例えば、両端が開放した角柱形）に形成してもよい。
本発明の第１の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを模式的に示した全体斜視図である。 図１の一軸式連続発電システムの正面図である。 図２の線３−３に沿って見た図である。 図２の線４−４に沿って見た図である。 本発明の第２の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを示した斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る一軸式連続発電システムの作動の概念を示した模式図である。 図７（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る一軸式連続発電システムを模式的に示した分解斜視図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の部分７ａの拡大図である。
１０ 一軸式連続発電システム
１２ 本体
１２ａ、１２ｂ 開放端部
１４ 回転軸
１４ａ 支持具
１６ 羽根車
１６ａ ブレード
１８ 発電機
２０ 補助発電機
２０ａ 伝動手段（ベルト）
３０ 一軸式連続発電システム
３２ 滑車
３４ 発電機
３６ シャフト
４０ 一軸式連続発電システム
４２ 発電機
４４ シャフト

Claims (1)

  1. 両端が開放した円筒形の本体と、
    前記本体のほぼ中央を貫通するように、前記本体の長さ方向に沿って支持具によって回転可能に支持された回転軸と、
    前記回転軸に取り付けられた複数基の羽根車と、
    前記羽根車の各々に隣接して前記回転軸にそれぞれ取り付けられた複数基の発電機と、
    前記回転軸の回転が伝動手段を介して伝達される補助発電機とを備え、
    前記本体自体を移動させ、前記本体の一方の端から外力を導入し前記羽根車を回転させることにより得られる回転力を対応する発電機にそれぞれ伝達することによって、発電を行うように構成されており、
    前記外力が微弱である場合又は全くない場合に、前記補助発電機で発電された電気エネルギーを用いて前記回転軸を回転させるように構成されていることを特徴とする一軸式連続発電システム。
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