JPWO2020065902A1 - 発電装置及び発電システム - Google Patents

Abstract

常に安定した回転を継続でき、人・自然に悪影響を及ぼす事故のない回転体を利用した発電装置及び発電システムを提供する。
回転体１の回転を発電機の軸に伝え、回転体１を発電の発電源とした発電装置であって、回転体１が所定の間隔で複数設置された回転駆動装置６を備え、回転体１は、支持体６ａに渡された回転軸６ｃに回動可能に支持され液体の自重を利用したもので、回転軸１に挿通し一方方向のみの回転を回転軸６ｃに伝える中央回転体２ｂと、回転軸６ｃを挿通するとともに中央回転体２ｂに固定される回転枠２と、回転枠２の両端部にそれぞれ固定される２つのタンク３，３ａと、一方のタンクの反中央回転体側に接続する吸上管４ａと吸上管４ａに電力を要するモーター式のポンプ４を介して連設するとともに他方のタンクの反中央回転体側に接続する送液管４ｂからなる２つの液移動手段と、前記各タンクのそれぞれ前記中央回転体側及び反対側を、一本の中央空気管４ｅを介して連結する空気管４ｃと、２つのタンク間を移動するタンク１つ分の容量の液体とを含み、液体の自重により下側に位置する一方のタンク内の液体をポンプ４で吸い上げ上側に位置する他方のタンクに移し、液体を移された上側のタンクが液体の自重により下側に移動する際に回転枠２が回転する動作を繰り返すものであり、回転体１に対して、回転動作前又は回転中断時に所定の角度で傾きをもたせた。

Description

本発明は、液体を移動させながら液体の自重により回転する回転体を利用した発電装置及び発電システムに関する。

従来から、風の力や水流を使用して回転する回転体を利用した発電装置が開発されている（例えば、特許文献１等）。

しかしながら、従来の発電装置に使用される風の力や水流を使用した回転体は、風が強すぎの時や風力が弱い時は満足に回転する事ができない。また、水流が弱い場合も同じように満足に回転する事ができなかった。また、風の力や水流を使用する場合、設置場所は屋外の風がよく通る場所や水の流れがある場所に限られるものであった。

このため、本発明者によって、山でも砂漠でも設置することができ、常に安定した回転を継続することができ、更に人体や自然環境に悪影響を及ぼすような事故が発生しない安全な、あらゆる分野のエネルギ−源として利用できる回転駆動装置、及び発電装置等に使用できる回転体が提供されている（特許文献２及び３）。

さらに、本発明者は、１日中（２４時間）発電が可能で、地球上である限り場所を問わず、健康や機器への影響があるとされる低周波の発生や頭痛が起こることもなく、太陽光による反射熱のように天候によって左右されるものでもなく、化石燃料も不要であり、地球温暖化の原因とされるＣＯ_２も放出せず、風力も必要がない発電装置を得るべく、前記の回転駆動装置や回転体に改良を加えて、発電装置及び発電システムの開発を進めた。

特に日本の発電所は化石燃料を使用するため、都市から離れた海岸部に設置する必要がある。核燃料を使用する発電所の場合も同様である。よって、これら海岸部の発電所では都市へ高架線が必要になり、津波・地震・台風に弱いのである。

したがって、津波・地震・台風に強く、風力発電、太陽光発電に変わる有用な他の発電装置、発電システムが望まれている。また、各都道府県や各市町村、病院、高齢者施設等において、各々独立した電源を持ち、常時自家発電ができれば災害時等に困ることはない。発電装置の大きさを必要に応じて大・中・小に設定して設置でき、ブラックアウトのおそれも無く、安価で安全な、地産池消の未来の発電装置、発電システムが期待されている。

特開平５−２５６２４９号公報 特開平６−２８８３３７号公報 特開２０１２−２４６７７９号公報

本発明は、常時発電が可能で、設置場所に制限されず、人体や自然環境に悪影響のない安全な発電装置及び発電システムを提供することを目的とする。

本発明者は、前記課題を解決するべく鋭意研究した結果、支持体に渡された回転軸に回動可能に支持され液体の自重を利用した回転体を複数備える発電装置であって、一の回転体には、両端部にそれぞれ固定される２つのタンクを有する回転枠と、その２つのタンク間を移動するタンク１つ分の容量の液体とが少なくとも設けられ、液体の自重により下側に位置する一方のタンク内の液体をポンプで吸い上げ上側に位置する他方のタンクに移し、液体を移された上側のタンクが液体の自重により下側に移動する際に前記回転枠が回転する動作を繰り返すもので、前記回転体に対して回転の初期動作の際に所定の角度で傾きをもたせた発電装置が、前記目的を達成し得ることの知見を得た。

本発明は、前記知見に基づきなされたもので、下記の発明を提供することにより、その目的を達成したものである。

１．回転体の回転を発電機の軸に伝え、前記回転体を発電の発電源とした発電装置であって、
前記回転体が所定の間隔で複数設置された回転駆動装置を備え、
前記回転体は、支持体に渡された回転軸に回動可能に支持され液体の自重を利用したもので、前記回転軸に挿通し一方方向のみの回転を前記回転軸に伝える中央回転体と、前記回転軸を挿通するとともに前記中央回転体に固定される回転枠と、前記回転枠の両端部にそれぞれ固定される２つのタンクと、一方のタンクの反中央回転体側に接続する吸上管と前記吸上管に電力を要するモーター式のポンプを介して連設するとともに他方のタンクの反中央回転体側に接続する送液管からなる２つの液移動手段と、前記各タンクのそれぞれ前記中央回転体側及び反対側を、一本の中央空気管を介して連結する空気管と、前記２つのタンク間を移動するタンク１つ分の容量の液体とを含み、液体の自重により下側に位置する一方のタンク内の液体を前記ポンプで吸い上げ上側に位置する他方のタンクに移し、液体を移された上側のタンクが液体の自重により下側に移動する際に前記回転枠が回転する動作を繰り返すものであり、
前記回転体に対して、回転動作前又は回転中断時に、所定の角度で傾きをもたせたことを特徴とする発電装置。

２．前記回転体における前記所定の角度が、５°〜４０°である、前記１記載の発電装置。

３．前記回転体における前記タンクの外縁端部にストッパが設けられるとともに、前記支持体の下方近傍に係止材が設けられ、前記回転体における前記傾きは、該ストッパと該係止材との係合により設定される、前記１又は２記載の発電装置。

４．複数の前記回転体が、順次に連続的に回転する動作を繰り返す、前記１〜３の何れかに記載の発電装置。

５．複数の前記回転体の数が、１５〜３０体である、前記１〜４の何れかに記載の発電装置。

６．前記液体が、水である、前記１〜５の何れかに記載の発電装置。

７．前記１〜６の何れかに記載の発電装置を少なくとも利用したことを特徴とする発電システム。

８．前記１〜６の何れかに記載の発電装置又は請求項７記載の発電システムに利用される回転体。

本発明によれば、１日中（２４時間）発電が可能で、地球上である限り場所を問わず、健康や機器への影響があるとされる低周波の発生や頭痛が起こることもなく、太陽光による反射熱のように天候によって左右されるものでもなく、化石燃料も不要であり、地球温暖化の原因とされるＣＯ_２も放出せず、風力も必要がない、複数の回転体を用いてなる発電装置及び発電システムを提供できる。
このように、本発明の発電装置及び発電システムは、常時発電が可能で、設置場所に制限されず、人体や自然環境に悪影響のないものである。

また、本発明の発電装置及び発電システムは、風力発電や太陽光発電に対して「引力発電」と言えるもので、津波・地震・台風に強く、また各都道府県や各市町村、病院、高齢者施設等において各々独立した電源を持ち常時自家発電ができる。

さらに、本発明の発電装置及び発電システムは、大きさを必要に応じて大・中・小に設定して設置でき、ブラックアウトのおそれが無く、安価で安全な、地産池消の未来の発電装置、発電システムとなり得る。

本発明の一実施形態に係る発電装置における回転駆動装置を正面（軸方向）から視た場合の一の回転体のみを示し、他の回転体を省略して示す概略正面図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置に用いられる複数の回転体からなる回転駆動装置が稼働中の状態を示す概略側面図である。 図１の回転体が回転動作前又は回転中断時に傾きを有する状態を説明するための概略説明図である。 図１の回転体の中央部表面に取り付けられる金属部及び絶縁部を備えた中央回転板を示す概略説明図である。 図１の回転体の中央部内側における歯車（ギヤ）による回転機構を説明するための概略説明図である。 本実施形態の発電装置に用いられる一の回転体における両端部のタンク同士を接続する一方の吸上管及び送液管のみを示し、他の管を省略して示す概略流路説明図である。 本実施形態の発電装置に用いられる一の回転体における両端部のタンク同士を接続する空気管のみを示し、他の管を省略して示す概略流路説明図である。 図８（ａ）は、本実施形態の発電装置に用いられる一の回転体の回転動作前又は回転中断時の状態を示す下方タンク側端部拡大図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の回転体の回転動作開始直後を示す下方タンク側端部拡大図である。 図９（ａ）は、本発明の一実施形態に係る発電装置に用いられる一の回転体が回転する進行方向前部ストッパ及び後部ストッパを備えることを示す概略説明図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の回転体の端部先端に設けられた後部ストッパの概略拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る発電装置に用いられる一の回転体及び第二の係止材を示す概略説明図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置における複数の回転体からなる回転駆動装置を発電機に接続した状態を示す概略説明図である。 図１２（ａ）は、本発明の一実施形態の発電装置に用いられる一の回転体の要部を示す概略説明図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の回転体における一方のタンクの側面拡大図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置に使用される回転駆動装置の複数の回転体が動作する前の状態を示すイメージ写真図である。 図１３に示す回転駆動装置における複数の回転体が動作を開始した直後の状態を示すイメージ写真図である。 図１３に示す回転駆動装置における複数の回転体の動作中の状態を示すイメージ写真図である。

以下、本発明について、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（発電装置）
図１は、本発明の一実施形態に係る発電装置における回転駆動装置を正面（軸方向）から視た場合の一の回転体のみを示し、他の回転体を省略して示す概略正面図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る発電装置に用いられる複数の回転体からなる回転駆動装置が稼働中の状態を示す概略側面図である。

本実施形態に係る発電装置は、図１に示すような回転体１の回転を発電機の軸に伝え、回転体１を発電の発電源とするものである。
回転体１は、例えば正面視で略三角形状のフレーム等からなる支持体６ａに渡された回転軸６ｃに回動可能に支持され、両端部のタンクのうち上方に含まれる液体の自重を利用して（地球の引力により）下方へ回転移動させるものである。なお、本実施形態では、図１を正面視した場合（回転軸方向手前から奥側へ向かって視た場合）に、回転体１が時計回りに回転する。回転方向については特に制限されるものではない。

支持体６ａは、本実施形態に係る回転体１を取り付けるための土台となるもので、回転軸６ｃを備えている。前記回転軸６ｃの両端は支持体６ａを構成する支持枠６ｂに回動可能に取り付けられている。但し、回転軸６ｃの取付けについては特に限定したものではない。

本実施形態の発電装置は、図２に示すように、回転体１を複数用いて所定間隔で整列するようにして、支持体６ａ上に設けた軸受用の支持枠６ｂに渡された長い一つの回転軸６ｃを回動可能になされた、複数の回転体１，１…からなる回転駆動装置６を備えるように構成されている。回転駆動装置６は、例えば、複数の略三角形状のフレームからなる支持体６ａを設けて、前記支持体６ａの２つのフレーム間（例えば、４０ｃｍ〜１ｍ程度の間）に、回転体１を１体又は２体ずつ設置することができる。なお、支持体６ａを構成する略三角状のフレームについては、回転体１の数に応じて適宜に複数組み立てられ、該フレーム間における回転体１の数等には制限はない。

図２に示す回転駆動装置６において、複数の回転体１は、図２の側面図では左側から右側へ順次に回転していく。すなわち、これらの回転体１は、順次に連続的に回転する動作を繰り返す。複数のすべての回転体１が同時に動くわけではない。回転体１が複数設けられているので、一つの回転体１が液体を送液するために回動を中断していても、他の回転体１が回動をしているため回転軸６ｃは常に回動し続けることができる。このように、複数の回転体１による連続した回転により、一の回転体１の回転が中断している間に、他の回転体１の回転動作を継続することができ、回転駆動装置６の全体として回転軸６ｃの回転を発電機の軸に継続的に伝えることができる。

図２では、１番目の回転体１は回転が終了して回動が中断している状態である。２番目の回転体１は、回転が終了する直前の状態である。３番目、４番目、５番目、６番目の各回転体１は、回転途中の状態である。７番目、８番目の各回転体１は、回転を始めた直後の状態である。図２の側面図において、４番目、５番目の回転体１の長さが短く見えるのは、回転体１の長手方向が水平に近い状態にあることによる。

回転駆動装置６における回転体１の数は、特に制限されるものではないが、回転効率及び電力量とのバランス等から、好ましくは１５〜３０体、特に好ましくは２０〜３０体である。

一の回転体１が回転動作をした後、次の（隣の）回転体１が動作をするまでに所定の時間間隔を要する。本実施形態では、１秒毎に順次回転動作を行っている。

なお、一の回転体１は、回動中断している際に、液体を含む下方のタンクから上方のタンクへ、１回約１４秒で送り込む。そして、上方のタンクに液体が満たされた回転体１は、１秒程度で回転（半回転）して液体が満たされているタンクが下方へ移る。すなわち、一の回転体１は、１５秒で１回の回転運動をすることとなる。

そうすると、回転駆動装置６において回転体１が例えば３０体ある場合、装置６の中では回転体１が２体ずつ回動しているということになる。

実際には、本実施形態の１０倍〜３０倍の規模の大きさの装置の設計が可能であり、大規模な発電装置によって、相当量の電気の供給が可能となる。
本発明に係る発電装置の規模を大型化すれば、常時相当量の発電が可能で、広大な土地に設置することで、天候によって左右されず、化石燃料も不要で、ＣＯ_２も放出せず、風力も必要がなく、人体や自然環境に悪影響のない巨大発電装置及び巨大発電システムとすることができる。

本実施形態では、例えば、一の回転体１における回転により描く円の半径（回転枠２の全長の半分）は１．５メートル程度であるが、実際にはその１０〜３０倍程度の大きさにすることが可能である。

本実施形態では、一の回転体１におけるタンク中の液体の量は２０ｋｇ（２０リットル）であるが、実際には、回転体１及びタンクのサイズを大きくすることで液体の量も１ｔ（トン）以上にすることもできる。例えば、タンク中の液体として水１ｔにすれば、１０万ｋｗの電力量を得ることも可能である。

各一の回転体１の要部の詳細は、図１２に示されている。ここで、図１２（ａ）は、回転体１の要部を示す概略説明図であり、図１２（ｂ）は、回転体１における一方のタンクの側面拡大図である。

図１２（ａ）に示すように、回転体１は、回転軸６ｃに挿通し一方方向のみの回転を回転軸６ｃに伝える中央回転体２ｂと、回転軸６ｃを挿通するとともに中央回転体２ｂに固定される回転枠２と、回転枠２の両端部にそれぞれ固定される２つのタンク３，３ａと、一方のタンクの反中央回転体側に接続する吸上管４ａと吸上管４ａに電力を要するモーター式のポンプ４を介して連設するとともに他方のタンクの反中央回転体側に接続する送液管４ｂからなる２つの液移動手段と、各タンクのそれぞれ中央回転体側及び反対側を、一本の中央空気管４ｅを介して連結する空気管４ｃと、２つのタンク間を移動するタンク１つ分の容量の液体５とからなり、液体の自重により下側に位置する一方のタンク内の液体５をポンプ４で吸い上げ上側に位置する他方のタンクに移し、液体を移された上側のタンクが液体の自重により下側に移動する際に回転枠２が回転する動作を繰り返す。

なお、２つのタンクの中央回転体側の近傍には、上方のタンク中の液体が中央回転体側の空気管４ｃから下方へ落ちないように戻り止め弁４ｄが設けられている。

また、図１２（ｂ）に示すように、タンク３（３ａ）における反中央回転体側の側面には、送液管４ｂの接続口及び吸上管４ａの接続口と、これらの間にある空気管４ｃの接続口とが横並びに設けられている。

そして、本実施形態に係る発電装置は、回転体１に対して、回転動作前又は回転中断時に、所定の角度で傾きをもたせたものである。これはタンク内に液体が満たされた際のタンクの重心が回転枠２の回動方向側となるようにしたものである。具体的には鉛直方向に対して回転体１のなす角度が所定範囲内になるようにしたものである（図８（ａ）参照）。このように回転体１に傾きをもたせることで、両タンク３，３ａの下部になる面がフラット状で左右の偏りがない形態であっても、液体を含む上側のタンクが液体の自重により回転枠２が回転する動作を促進させることができ、本発明の効果を容易に達成できるようになる。

このように、回転駆動装置６における複数の回転体１の回転運動前の状態では、複数の回転体１がすべて所定の角度の傾きを有した斜めの状態となっている。すなわち、初期状態では、回転体１は、上方にある一方のタンク３へ下方にある他方のタンク３ａから液体５が少しでも供給されると、回転し易くなっている。

回転体１の回転動作前又は回転中断時の傾きとしては、好ましくは５°〜４０°、更に好ましくは１０°〜３０°、とりわけ１５°〜２５°が好ましい。なお、本実施形態では、回転体の傾き２２°で回転動作の初期状態としている。

本実施形態においては、回転体１の前記傾きを所定の範囲とするに際して、図３に示す係合による係止の仕組みを使用している。図３は、回転体１が回転動作前又は回転中断時に傾きを有する状態を説明するための概略説明図である。

図３に示すように、回転体１におけるタンク３，３ａの外縁端部には、回転方向の前後にそれぞれ２つの前部ストッパ３ｂ及び後部ストッパ３ｃが設けられている。また、支持体６ａの下方近傍には、係止材６ｄが設けられている。前部ストッパ３ｂ及び後部ストッパ３ｃは、回転枠２を構成するフレームと同様の大きさのものがタンクの外縁端部から延在するように形成（垂設）されている。

本実施形態に係る回転駆動装置６では、回転動作前又は回転中断時（回転運動の初期状態）において、すべての回転体１が、後部ストッパ３ｃが係止材６ｄにより所定の傾きを保持するように係合している。係止材６ｄによる回転体１を係止する機構については、後述する。

回転体１を構成する回転枠２は、略直方体状（直四角柱状）の金属フレームから構成された形状をしており、中央内側に歯車（ギヤ）２ａ及び中央回転体２ｂを備え、その表面には中央回転板２ｃが設けられている（図９（ａ）参照）。回転枠２の形状は略直方体状に限定したものではなく、他の形状であっても構わない。

ここで、中央回転板２ｃについて詳述する。図４に示すように、中央回転板２ｃは、回転体１の中央部表面に取り付けられ、通電可能な銅線からなる金属部２ｄと、電気を通さない絶縁部２ｅとを備えている。そして、金属部２ｄの銅線は内側の円と外側の円のそれぞれを構成し、表面側からバネ様の二本の接続体によりプラス（＋）とマイナス（−）の電気を通される。接続体は前記の内側の円及び外側の円上に接触するように固定されているが、中央回転板２ｃが回転体１とともに回転することで、接続体との接触部が一方の金属部２ｄから絶縁部２ｅ、次いで他方の金属部２ｄから絶縁部２ｅへと移動し、これを繰り返す。これにより、中央回転板２ｃの裏面側からポンプ４のモーターにつながる電気スイッチとなり、一方側のモーターに電気が入っている状態（ＯＮ）の間、他方側のモーターは電気が通らない状態（ＯＦＦ）となっている。絶縁部２ｅのところで、一方側と他方側の電気スイッチが切り替わる。

次に、回転体１の回転機構を説明する。回転軸６ｃと回転体１は、回転軸６ｃを中央回転体２ｂの中心に挿通して連結されており、中央回転体２ｂの一方向の回転力のみが回転軸６ｃに伝えられる。即ち、中央回転体２ｂの回転が中断している状態では、回動を続ける回転軸６ｃと回動を中断している中央回転体２ｂの関係は逆回転の関係にあり、このときの中央回転体２ｂの回転力は回転軸６ｃには伝わらない。

この中央回転体２ｂが回転する機構は、図５に示される。図５は、回転体１の中央部内側における歯車（ギヤ）２ａによる回転機構を説明するための概略説明図である。ここで用いられる歯車２ａは、図５に示すように、歯車２ａの歯（ヤマ）がある部分に爪２ｆが当たることで、回転体１は回転軸６ｃとともに回転することとなる。

回転枠２の両端には同径同大のタンク３，３ａ（以下、第一タンク３、第二タンク３ａという）を備えており、前記タンクの一方には液体５が満たされている。図９（ａ）に示すように、前記回転枠２が略直方体状をしている場合、両端の各フレームの所定位置にタンク３，３ａを固定する。

図６に示すように、第一タンク３及び第二タンク３ａの中央回転体２ｂとは反対側の端部には吸上管４ａと送液管４ｂが取り付けられており、更に前記第一タンク３の吸上管４ａは前記第二タンク３ａの送液管４ｂにポンプ４を介して接続されている。同じく、前記第二タンク３ａの吸上管４ａは前記第一タンク３の送液管４ｂにポンプを介して接続されている（図６では省略）。

図６に示した回転体１のポンプ４は、電力を要するモーター式のポンプが使用される。ポンプ４は電力を要するポンプであるため、電気のＯＮ、ＯＦＦのスイッチが必要となるが、本実施形態では前述した中央回転板２ｃ（図４参照）がスイッチとなる。

また、図７に示すように、第一タンク３の中央回転体２ｂ側及びその反対側それぞれの端部と前記第二タンク３ａの中央回転体２ｂ側及びその反対側それぞれの端部とは、一本の中央空気管４ｅを介して空気管４ｃで接続されている。

２つのタンク（３、３ａ）の中央回転体２ｂ側の端部付近では、空気管４ｃの内側には戻り止め弁４ｄが取り付けられており、前記タンク（３、３ａ）間を移動する液体５の各空気管内へ流れ込みが起こらない構造となっている。

本実施形態において、液体は、ポンプにより約１５秒毎に１回上方のタンクに上げる。
液体としては、水が用いられるが、その他人体や環境に影響のない自然に優しい液体を用いることもできる。回転体１の回転の遠心力による電力量を向上させるため、液体としての水の重量を上げた、微量金属を含ませた水や、水銀等を用いることもできる。

本実施形態では、支持体６ａの下方部近傍で、回転体１の鉛直方向から回転するやや前方に、係止材６ｄが設置されている。複数の回転体１，１…には、それぞれに対応する係止材６ｄ，６ｄ…が設置されている。

前述したように、回転体１の第一タンク３及び第二タンク３ａの中央回転体側とは反対側の回転枠２の外縁端部にはストッパ３ｂ，３ｃが垂設されている。
回転体１における回転枠２に固定されたタンク３、３ａの外縁端部に取り付けたストッパ３ｂ，３ｃが、係止材６ｄと係合し得る状態（係止状態）では、回転体１の通過によるセンサーが反応すること等により、係止材６ｄが前部ストッパ３ｂ及び後部ストッパ３ｃの間に嵌まり込み、前記回転体１は回動を中断する。また、上方のタンクに液体が満たされ重みで回転体１が回転を始めると、係止材６ｄが開いて係止状態ではなくなり、中断状態が解除され前記回転体１が回動することができる。なお、係止材６ｄの作動は、所定の時間経過又はセンサーの反応等により制御することもできる。

図８（ａ）に示すように、後部ストッパ３ｃが係止材６ｄに接触して回転体１が回動を中断している状態とは、即ち、回転体１の液体５を満たした一方のタンクが下側となり、下側のタンクから上側のタンクに液体５を送液している状態である。そして、図８（ｂ）に示すように、上側に位置するタンクに液体５の送液が完了した後、間もなく係止材６ｄの位置がずれて後部ストッパ３ｃの係合が外れ、回転体１の回動中断が解除されるようになっている。

係止材６ｄによる後部ストッパ３ｃの係合解除の制御は、例えば、所定時間の経過等によるエアー等を利用した制御方法により行うことができる。
また、係止材６ｄによる後部ストッパ３ｃの係合の制御は、回転体１が所定の角度で回動中断できるように傾きを付与し得るようになされる。

回転体１が回動によって上部のタンクが下部へ移動（半回転）する際には、回動の惰力による振動なしに１回で中断することができる。この際には、前述の係止材６ｄとともに、例えば、図１０に示すような、巻き尺様のコードＣ（ワイヤ）を使用した第二の係止材９を用いることができる。なお、図１０は、他の実施形態に係る発電装置に用いられる一の回転体１が第二の係止材９（ストッパ３ｂ止め）によって回動を中断する仕組みを説明するための概略説明図である。

第二の係止材９を用いる場合、図１０に示すように、第二の係止材９のコードＣの先端部をストッパ３ｂに引っ掛けて行われる。この際、コードＣは、回転体１の重量に応じて伸縮するようになっている。これにより、回転体１の回動による惰力がつき過ぎないように係止材６ｄへの負担を最小限にしつつ、速やかに且つ適切に回転体１の回動の中断をすることが可能となる。

また、係止材６ｄへの負荷を抑えるため、回動の惰力による振動が数回（例えば２〜３回）生じた後に回転体１を係止させることもできる。回転体１の上部のタンクが下部へ移動する際に、係止材で止めない場合、通常振動によって傾き（図１０中の角度θ）が４０〜５０°程度まで振動する。このため、係止材６ｄ及び／又は第二の係止材９を適宜に制御することにより、所定の傾きθで回転体１の回動を中断することができる。本実施形態では、中断状態の回転体１の傾きθを５°〜４０°になるように設定することが好ましい。

第二の係止材９は、回転駆動装置６を正面（軸方向）から視た場合に、係止材６ｄの位置（支持体６ａの下方近傍左側）と反対側（同右側）に設置される。

また、回動の惰力による振動が数回生じた後に回転体１を係止させる場合、図９（ａ）に示すように、各２本の前部ストッパ３ｂ及び後部ストッパ３ｃのうち、後部ストッパ３ｃが回転の進行方向前部に曲折可能なものが取り付けられる。この場合、後部ストッパ３ｃは、図９（ｂ）に示すように、弾力性の接合部を介して上部材と下部材からなり、下部材は進行方向前部へ折れ曲がるが、後部へは折れ曲がらないように構成されている。これは、後部ストッパ３ｃの下部材の後部面に、上部材の後部面まで延在する板（鉄板等）が設けられていることによる。

回転体１が振動で大きく振り切った後に係止材６ｄが作動しても、前部ストッパ３ｂ及び後部ストッパ３ｃの間に嵌らないことがある。この場合でも、前記の曲折可能な後部ストッパ３ｃを設けることにより、回転体１が振り切った振動から後ろへ戻った際に後部ストッパ３ｃの後方から係止材６ｄが当たり、該後部ストッパ３ｃが折れ曲がって係止材６ｄが前記ストッパ３ｂ，３ｃ間に入り込むことができる。そして、後部ストッパ３ｃの下部材に設けられた板により、係合材６ｄは抜けることなく、後部ストッパ３ｃと所定の傾きをもって係合状態を保つことができる。

以上のように、本実施形態の発電装置は、回転体１を複数設けているので、一つの回転体１が液体を送液するために回動を中断していても、他の回転体１が回動をしているため回転軸６ｃは常に回動し続けることができる。

図１１は、本発明の一実施形態に係る発電装置における複数の回転体からなる回転駆動装置を発電機に接続する状態を示す概略説明図である。

図１１に示すように、本実施形態に係る発電装置１０は、複数の回転体１からなる回転駆動装置６を発電機７に接続して構成される。

本実施形態において、発電機７としては、多極同期発電機（ギヤレス発電機）が、発電機量等の発電装置としての効果向上の点で好ましく用いられる。また、このような発電機７を回転駆動装置６に接続する際には、カップリング（軸継手）７ａが用いられる。これにより、回転駆動装置６の回転軸６ｃを発電機７とカップリング７ａを介して接続し、回転軸６ｃの回転に伴い発電機７の軸が回動し、発電をする。

このように、本発電装置１０は、回転駆動装置６における回転体１の回転を、発電機７の軸に伝え、発電の発電源として利用することができる。そして、発電機７で発電された電気をそのまま継続的又は断続的に電力の供給先へ供給することができる。また、必要に応じて蓄電池を設けて蓄電することもできる。さらに必要に応じて、周波数（Ｈｚ）を変換する装置や、直流を交流に変換する装置等を併設することもできる。

本実施形態の発電装置１０では、モーター式のポンプを使用する電力を要することから、回転体１の１体当たり２００Ｗ（回転駆動装置６における回転体１が１５体では３ｋＷ）の電気を使用する。これに対して、本実施形態の発電装置１０により発電を提供できる電力量としては、発電装置１０に使用する電気量に対して、約３０〜１００倍の電気量を提供することができる。

（発電システム）
本発明によれば、前述した発電装置を少なくとも利用した発電システムが提供できる。本発電システムは、屋内型の小型のものから広大な土地上の大型化のものまで、地球規模で種々の動力源として利用することが可能となる。

（回転体）
本実施形態に係る回転体１は常に一定の回転を維持することができるため、前記回転体１を複数用いた回転駆動装置６として発電の発電源とした場合（図１１参照）、安全で安定した発電を期待することができる。

なお、本実施形態に係る回転体１は、発電源の他にも、様々な分野で使用されている回転装置に転用することが期待でき、回転運動をする玩具なども考えられる。

本実施形態に係る回転体１は、屋内外で使用でき、常に安全に且つ安定して回転することができるため、回転体を使用するあらゆる領域に多大な貢献をもたらすものである。

本発明によれば、前述した発電装置又は前記発電システムに利用される回転体としての発電源のみならず、あらゆるものの動力源となり得る回転体、及び該回転体を複数使用してなる回転駆動装置として利用が可能となる。

なお、本発明の一実施形態に係る発電装置に使用される回転駆動装置（試作品）の複数の回転体の動作する前、動作開始直後及び動作中それぞれの状態のイメージは、図１３〜１５によって確認できる。

本発明は、１日２４時間、年間３６５日間継続して発電が可能で、地球上である限り場所を問わず、健康や機器への影響があるとされる低周波の発生や頭痛が起こることもなく、太陽光による反射熱のように天候によって左右されるものでもなく、化石燃料も不要であり、地球温暖化の原因とされるＣＯ_２も放出せず、風力も必要がない発電装置及び発電システム並びに該発電装置等の動力源となり得る回転体として、産業上の利用可能性を有する。

１ 回転体
２ 回転枠
２ａ 歯車（ギヤ）
２ｂ 中央回転体
２ｃ 中央回転板
２ｄ 金属部
２ｅ 絶縁部
２ｆ 爪
３ タンク（第一タンク）
３ａ タンク（第二タンク）
３ｂ 前部ストッパ
３ｃ 後部ストッパ
４ ポンプ
４ａ 吸上管
４ｂ 送液管
４ｃ 空気管
４ｄ 戻り止め弁
４ｅ 中央空気管
５ 液体
６ 回転駆動装置
６ａ 支持体
６ｂ 支持枠
６ｃ 回転軸
６ｄ 係止材
７ 発電機
７ａ カップリング（軸継手）
９ 第二の係止材
Ｃ コード（ワイヤ）
１０ 発電装置

Claims (8)

1. 回転体の回転を発電機の軸に伝え、前記回転体を発電の発電源とした発電装置であって、
   前記回転体が所定の間隔で複数設置された回転駆動装置を備え、
   前記回転体は、支持体に渡された回転軸に回動可能に支持され液体の自重を利用したもので、前記回転軸に挿通し一方方向のみの回転を前記回転軸に伝える中央回転体と、前記回転軸を挿通するとともに前記中央回転体に固定される回転枠と、前記回転枠の両端部にそれぞれ固定される２つのタンクと、一方のタンクの反中央回転体側に接続する吸上管と前記吸上管に電力を要するモーター式のポンプを介して連設するとともに他方のタンクの反中央回転体側に接続する送液管からなる２つの液移動手段と、前記各タンクのそれぞれ前記中央回転体側及び反対側を、一本の中央空気管を介して連結する空気管と、前記２つのタンク間を移動するタンク１つ分の容量の液体とを含み、液体の自重により下側に位置する一方のタンク内の液体を前記ポンプで吸い上げ上側に位置する他方のタンクに移し、液体を移された上側のタンクが液体の自重により下側に移動する際に前記回転枠が回転する動作を繰り返すものであり、
   前記回転体に対して、回転動作前又は回転中断時に、所定の角度で傾きをもたせたことを特徴とする発電装置。
2. 前記回転体における前記所定の角度が、５°〜４０°である、請求項１記載の発電装置。
3. 前記回転体における前記タンクの外縁端部にストッパが設けられるとともに、前記支持体の下方近傍に係止材が設けられ、前記回転体における前記傾きは、該ストッパと該係止材との係合により設定される、請求項１又は２記載の発電装置。
4. 複数の前記回転体が、順次に連続的に回転する動作を繰り返す、請求項１〜３の何れかに記載の発電装置。
5. 複数の前記回転体の数が、１５〜３０体である、請求項１〜４の何れかに記載の発電装置。
6. 前記液体が、水である、請求項１〜５の何れかに記載の発電装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の発電装置を少なくとも利用したことを特徴とする発電システム。
8. 請求項１〜６の何れかに記載の発電装置又は請求項７記載の発電システムに利用される回転体。

Images