JP7253653B1

JP7253653B1 - 発電装置

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Publication number: JP7253653B1
Application number: JP2022075617A
Authority: JP
Inventors: 良昭江村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-04-29
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2023-04-06
Anticipated expiration: 2042-04-29
Also published as: JP2023164206A

Abstract

【課題】発電効率を高めることが可能な電力増幅器を提供する。
【解決手段】下部から空気を取り込み上部から排気することにより電力を増幅する電力増幅器１００であって、筐体１１０と、筐体１１０の下部から空気を取り込み、上方に送風する送風機１２０と、送風機１２０からの風により回転し電力を増幅する内部回転管１３０と、筐体１１０の上部に設けられる第１発電機１４０と、を備える。内部回転管１３０は、内側が螺旋又は二重螺旋構造であり、第１発電機１４０から吊された状態で設置される。かかる構成によれば、送風機１２０が送り出す送風面積と内部回転管１３０が受ける螺旋部面積により、発電効率を高めることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力増幅器に関する。

従来の電力増幅器としては、韓国公開特許第１０－２０１５－００２４８７９号公報（特許文献１）に示されるものがある。同文献に示される電力増幅器は、円筒内部に固定羽根を装着して構成される。

韓国公開特許第１０－２０１５－００２４８７９号公報

特許文献１に開示される電力増幅器によれば、発電効率を高めるために、円筒内部に設置する羽個数と高さ及び移動角度などを調整して製作する必要がある。このため、送風機が使用する電力を上回る電力を作り出せないことはもちろん、発電効率を高めることも容易ではないという問題があった。

そこで本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発電効率を高めることが可能な電力増幅器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明によれば、下部から空気を取り込み上部から排気することにより電力を増幅する電力増幅器であって、筐体と、前記筐体の下部から空気を取り込み、上方に送風する送風機と、前記送風機からの風により回転し電力を増幅する内部回転管と、前記筐体の上部に設けられる第１発電機と、を備え、前記内部回転管は、内側が螺旋又は二重螺旋構造であり、前記第１発電機から吊された状態で設置されることを特徴とする、電力増幅器が提供される。

かかる構成によれば、送風機が送り出す送風面積と内部回転管が受ける螺旋部面積により、発電効率を高めることが可能である。さらには、送風機が使用する電力を上回る電力を作り出せる可能性もある。

本発明は様々な応用が可能である。以下の応用例は、適宜組み合わせて実施できる。例えば、前記内部回転管の外周には錘となるギアレーンが設けられており、前記ギアレーンとの接触により発電する第２発電機を備えるようにしてもよい。かかる構成によれば、発電量をさらに向上させることができる。

また、前記筐体には、前記ギアレーンを引き付ける複数の磁石が等間隔に設けられていてもよい。かかる構成によれば、内部回転管を吊下げている第１発電機の内部回転管の重量による摩擦を低減することができる。

本発明によれば、発電効率を高めることが可能な電力増幅器が提供される。本発明のその他の効果については、後述する発明を実施するための形態においても説明する。

本実施形態の電力増幅器１００の全体の構成を模式的に示す図である。電力増幅器１００の外観を示す図である。送風機１２０を説明するための図である。受部１３２の構成を説明するための図である。内部回転管１３０を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の電力増幅器１００について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の電力増幅器１００の全体の構成を模式的に示す図である。図２は、電力増幅器１００の外観を示す図である。

電力増幅器１００は、図１に示したように、下部から空気を取り込み上部から排気することにより電力を増幅するものであって、筐体１１０と、筐体１１０の下部から空気を取り込み、上方に送風する送風機１２０と、送風機１２０からの風により回転し電力を増幅する内部回転管１３０と、筐体１１０の上部に設けられる第１発電機１４０と、を備える。内部回転管１３０は、内側が螺旋又は二重螺旋構造であり、第１発電機１４０から吊された状態で設置されて構成される。そして、内部回転管１３０の外周には錘となるギアレーン１５０が設けられており、ギアレーン１５０との接触により発電する第２発電機１６０を備える。以下、各構成要素について順に説明する。

（筐体１１０）
筐体１１０は、各構成要素を収容するとともに、内部で風を流通させるものである。筐体１１０は、図１及び図２に示したように、円筒状部１１０ａと、円筒状部１１０ａの上端から上方に向かって円錐台状に先細る先細り部１１０ｂと、円筒状部１１０ａの下端から下方に向かって円錐台状に広がる末広がり部１１０ｃと、を備えて構成される。

円筒状部１１０ａの内周面には、図１に示したように、複数の上部磁石１１２と下部磁石１１３が等間隔に設けられている。上部磁石１１２は、後述するギアレーン１５０の上方に対応する位置に設けられている。上部磁石１１２は、ギアレーン１５０を引き上げる、すなわち、重力から浮かせる目的で配置されている。よって、上部磁石１１２により第１発電機１４０の摩擦上昇を相殺することができる。下部磁石１１３は、内部回転管１３０の下端部近傍に設けられている。下部磁石１１３は、後述する内部回転管１３０の下端部１３４を引き上げる、すなわち、重力から浮かせる目的で配置されている。よって、上部磁石１１２に加えて下部磁石１１３によっても第１発電機１４０の摩擦上昇を相殺することができる。

また、円筒状部１１０ａの内周面には、内部回転管１３０の下端部１３４に近接するよう略ハ字状に突出する突出部１１４が設けられている。突出部１１４は、内部回転管１３０と円筒状部１１０ａを流れる流体のロスを減らすためにミリ単位で内部回転管１３０の下端部１３４に接近している。円筒状部１１０ａには、ギアレーン１５０と接触して発電する第２発電機１６０が設けられている。ギアレーン１５０及び第２発電機１６０についてはさらに後述する。

先細り部１１０ｂは、図２に示したように、円筒状部１１０ａの上部から第１発電機１４０を支える複数本の柱で構成されており、流体の排出を邪魔する面は設けられていない。先細り部１１０ｂは、図２の矢印ａに示したように、下端から吸引された空気が、矢印ｂに示したように上昇し、後述する内部回転管１３０の排気口１３５で横方向に方向を変えられて、矢印ｃに示したように排出される。

末広がり部１１０ｃの側面には、図２に示したように、空気を取り込むための吸気口１１１が設けられている。末広がり部１１０ｃの下端は開口を有しており、矢印ａに示したように、外部から空気を取り込むことができる。

（送風機１２０）
送風機１２０は、下部から空気を取り込み、上方に送風するものである。送風機１２０の構成について、図１及び図２に加え図３を参照しながら説明する。図３は、送風機１２０を説明するための図である。送風機１２０は、図１に示したように、筐体１１０の下部の内部に設けられており、上下２段に構成されている。下の送風機１２０－１は、筐体１１０の送風機１２０は、図３に示したように、筐体１１０の下端の開口と略平行に配置される。送風機１２０は、筐体１１０より若干小さく構成されている。

（内部回転管１３０）
内部回転管１３０は、送風機１２０からの風により回転し電力を増幅するものである。内部回転管１３０は、軽量で磁性を持たない材質で構成されている。例えば、アルミなどである。内部回転管１３０は、図１に示したように、筐体１１０の円筒状部１１０ａと先細り部１１０ｂとに沿った形状の壁部１３１を有している。壁部１３１の内周面には、図４に示したように、二重螺旋構造のスロープによって構成される受部１３２が回転中心方向に突出して形成されている。受部１３２は、送風機１２０からの風を受ける部分である。受部１３２よりも内部回転管１３０の内側は空洞である。受部１３２は、パスカルの原理を応用するものであるため、できるだけ大きく構成される。質量が等しければ円の外周に比重が大きくなることで慣性力（回転力）が増すため、内部回転管１３０を二重螺旋構造とすることにより慣性力が増している。

受部１３２が壁部１３１から突出して形成されており、受部１３２よりも内部回転管１３０の内側は空洞であるため、内部回転管１３０の重量比は円周側にある。このため、内部回転管１３０は、安定して回転することができる。内部回転管１３０の上端は第１発電機１４０に回転可能に吊り下げられている。

内部回転管１３０の下端部１３４は、筐体１１０の円筒状部１１０ａ方向に略ハ字状に突出している。下端部１３４は、磁性を持つ材質で構成されている。下端部１３４は、前述のように円筒状部１１０ａの突出部１１４と近接配置されて内部回転管１３０と円筒状部１１０ａを流れる流体のロスを減らす。

また、内部回転管１３０の上部には、排気口１３５が設けられている。排気口１３５は、扇風機の羽根のように流体の流れを横向きに変える構成である。よって、内部回転管１３０内を螺旋状に流れてきた流体は、最終的に一般の風力発電のように横向きに流れを変えることによりエネルギーを使い切ることができる。排気口１３５から排出された内部回転管１３０内の空気は、筐体１１０先細り部１１０ｂから排出される。

（第１発電機１４０）
第１発電機１４０は、内部回転管１３０の回転によって発電するものである。第１発電機１４０は、筐体１１０の上部に設けられ、内部回転管１３０が吊るされて設置されている。

（ギアレーン１５０）
ギアレーン１５０は、内部回転管１３０に設けられる錘である。ギアレーン１５０は、図５に示したように、内部回転管１３０の壁部１３１の外周に円周方向全周にわたって設けられている。ギアレーン１５０は、錘になりうる磁性を持つ材質で構成されている。例えば、鉄等である。このように、内部回転管１３０の外周にギアレーン１５０を設けるため、より比重が外側になる。よって、内部回転管１３０の回転力と第１発電機１４０の摩擦が上昇する。このような第１発電機１４０の摩擦上昇というデメリットは、前述のように、ギアレーン１５０の上部に設けた上部磁石１１２と、下端部１３４の上部に設けた下部磁石１１３とが内部回転管１３０を引き上げることによって解消される。

ギアレーン１５０は、図１に示したように、第２発電機１６０のギア１６２に接触している。よって、ギアレーン１５０の回転により第２発電機１６０が発電する。

（第２発電機１６０）
第２発電機１６０は、ギアレーン１５０の回転により発電するものである。第２発電機１６０は、図１に示したように、筐体１１０の内周面に設けられており、ギア１６２がギアレーン１５０と接触している。ギア１６２は、上部磁石１１２及び下部磁石１１３の磁力に影響されない素材で構成されている。また、第２発電機１６０は、第１発電機１４０の吊り下げのみでは衝撃が加わったときに破損する恐れあるため、耐震性能強化としての目的も有している。さらに、第２発電機１６０は、円筒状部１１０ａの突出部１１４と内部回転管１３０の下端部１３４との近接状態を保つために、内部回転管１３０に精密な回転をさせるためのガイドとしての役割も有する。

以上、本実施形態の電力増幅器１００の構成について説明した。以下、電力増幅器１００の作用について、再び図１及び図２を参照しながら説明する。

送風機１２０を回転させると、筐体１１０の下端部及び吸気口１１１を介して外部から筐体１１０内に空気が吸気され、図２の矢印ａに示したように、筐体１１０内を上昇する。上昇した空気を内部回転管１３０の受部１３２が受けて内部回転管１３０が回転する。内部回転管１３０の回転によって第１発電機１４０が発電する。また、ギアレーン１５０の回転によって第２発電機１６０も発電する。

（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、送風機１２０が送り出す送風面積と内部回転管１３０が受ける受部１３２の螺旋部面積により、発電効率を高めることが可能である。さらには、送風機１２０が使用する電力を上回る電力を作り出せる可能性もある。

また、ギアレーン１５０との接触により発電する第２発電機１６０を備えるため、発電量をさらに向上させることができる。

また、筐体１１０には、ギアレーン１５０の上部に複数の上部磁石１１２が、下端部１３４の上部に複数の下部磁石１１３がそれぞれ等間隔に設けられているため、内部回転管１３０を引き上げ、重力から浮かせることができる。よって内部回転管１３０を吊下げている第１発電機１４０の内部回転管１３０の重量による摩擦を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、内部回転管１３０の外周には錘となるギアレーン１５０が設けられており、ギアレーン１５０との接触により発電する第２発電機１６０を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ギアレーン１５０や第２発電機１６０のいずれか又は両方を備えない構成としてもよい。

また、上記実施形態では、筐体１１０には、ギアレーン１５０の上部に複数の上部磁石１１２が、下端部１３４の上部に複数の下部磁石１１３がそれぞれ等間隔に設けられている構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。上部磁石１１２と下部磁石１１３は必ずしも等間隔に設けられていなくてもよい。

１００電力増幅器
１１０筐体
１１０ａ円筒状部
１１０ｂ先細り部
１１０ｃ末広がり部
１１１吸気口
１１２上部磁石
１１３下部磁石
１１４突出部
１２０送風機
１２０－１下の送風機
１３０内部回転管
１３１壁部
１３２受部
１３４下端部
１３５排気口
１４０第１発電機
１５０ギアレーン
１６０第２発電機
１６２ギア

Claims

筐体と、
前記筐体の下部から空気を取り込み、上方に送風する送風機と、
前記送風機からの風により回転し電力を増幅する内部回転管と、
前記筐体の上部に設けられ、内部回転管の回転によって発電する第１発電機と、
を備え、
前記内部回転管は、内側が螺旋又は二重螺旋構造のスロープによって構成される風を受けるための受部が回転中心方向に突出して形成されており、前記第１発電機から吊された状態で設置され、
下部から空気を取り込み上部から排気することにより前記内部回転管を回転させることにより前記第１発電機により電力を発生させることを特徴とする、発電装置。
前記内部回転管の外周には錘となるギアレーンが設けられており、前記ギアレーンとの接触により発電する第２発電機を備えることを特徴とする、請求項１に記載の発電装置。
前記筐体には、前記ギアレーンを引き付ける複数の磁石が等間隔に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の発電装置。