(57)【要約】      （修正有）【課題】コマ型重量体と、少なくとも１つの回転駆動装置と、制御ユニットと、を備える発電装置を提供する。【解決手段】コマ型重量体１０４は、発電用動力源１０２及び誘導発電機１２０に接続され、発電用動力源１０２は、コマ型重量体１０４を駆動して回転させ、さらに誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する。回転駆動装置１０６は、コマ型重量体１０４の縁に位置して、環状部と接触式又は非接触式で相互作用して反力によりコマ型重量体１０４を駆動して回転させることに用いられる。制御ユニットは、コマ型重量体１０４の回転速度が第１予定回転速度よりも低い場合、回転駆動装置１０６を起動して、コマ型重量体１０４の回転速度を増速することに用いられる。【選択図】図１
2014145356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電用動力源及び誘導発電機に接続され、該発電用動力源がコマ型重量体を駆動して回転させ、さらに該誘導発電機を駆動して電力を発生する該コマ型重量体と、  該コマ型重量体の縁に位置して、環状部と接触式又は非接触式で相互作用して反力により該コマ型重量体を駆動して回転させるための少なくとも１つの回転駆動装置と、  該コマ型重量体の回転速度が第１予定回転速度よりも低い場合、該回転駆動装置を起動して、該コマ型重量体の回転速度を増速するための制御ユニットと、  を少なくとも備える発電装置。
【請求項２】
該制御ユニットは、さらに、該コマ型重量体の回転速度が第２予定回転速度よりも高い場合、該回転駆動装置が該コマ型重量体に対する増速を止めることに用いられ、該第２予定回転速度が該第１予定回転速度より高い請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
該コマ型重量体の回転速度を検出するための回転速度検出装置をさらに備える請求項１に記載の発電装置。
【請求項４】
該回転駆動装置は、周縁に複数の第１磁石を有する第１回転盤を備える請求項１に記載の発電装置。
【請求項５】
該コマ型重量体と同軸心に配置され、周縁に複数の第２磁石を有する第２回転盤をさらに備え、該回転駆動装置は、該第１回転盤を駆動して回転させ、且つ前記第１磁石及び対応する前記第２磁石の磁力により該コマ型重量体を該第２回転盤に対して回転させるように駆動する回転請求項４に記載の発電装置。
【請求項６】
該コマ型重量体の周囲に囲まれ、複数の第３磁石を有する中空環状シールドをさらに備え、該回転駆動装置は、該第１回転盤を駆動して回転させ、前記第１磁石及び対応する前記第３磁石の磁力により該コマ型重量体を該中空環状シールドに対して回転させるように駆動する請求項４に記載の発電装置。
【請求項７】
該回転駆動装置は、第１回転盤を備える請求項１に記載の発電装置。
【請求項８】
該コマ型重量体と同軸心に配置される第２回転盤をさらに備え、該回転駆動装置は、該第１回転盤を駆動して回転させ、且つ該第１回転盤と該第２回転盤の間の接触力により該コマ型重量体を該第２回転盤に対して回転させるように駆動する請求項７に記載の発電装置。
【請求項９】
該コマ型重量体の周囲に囲まれる中空環状シールドをさらに備え、該回転駆動装置は、該第１回転盤を駆動して回転させ、該第１回転盤と該中空環状シールドの内壁の間の接触力により該コマ型重量体を該中空環状シールドに対して回転させるように駆動する請求項７に記載の発電装置。
【請求項１０】
該コマ型重量体と同軸心に配置される第２回転盤をさらに備え、該回転駆動装置は、該第１回転盤を駆動して回転させ、該第１回転盤と該第２回転盤の間に伝動ベルトの接触力により該コマ型重量体を該第２回転盤に対して回転させるように駆動する請求項７に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電技術といえば、現在全球における発電技術は大体回転発電及び非回転発電にまとめることができ、回転発電を例として、主に以下のような方式をさらに含む：  一、水力発電：水の位置エネルギーをポテンシャルエネルギーとして、タービンを押し動かし、機械的エネルギーに変換し、ひいては電力に変換する。  二、熱エネルギー発電：地熱、油、石炭、天然ガス、核エネルギー、太陽エネルギーなどを含み、熱エネルギーから機械的エネルギーに変換し、さらに発電機を回転させて電力を発生する。  三、風力発電：風力によって、発電機を回転させて、電力を発生する。  
【０００３】
しかしながら、以上のような回転発電方式は、克服し難い欠点が多くある。  １．例えば水力発電、風力発電などの動力源が不安定である。  ２．原料の供給及びコストは高く、価格は長期的・安定でなく、且つ地球における埋蔵量は限りがある。  ３．建造し動作する時に自然環境・生態に重大な損害を与える。  ４．動作後、例えば粉塵、廃熱などによる設備の維持及び汚染の後始末にかかる代価は高過ぎる。  ５．例えば核エネルギー発電の放射線の危険性のような安全性に関する不安が大きい。  
【０００４】
このため、本発明は、以上の欠点に鑑み、安定的、効率的及び環境に優しい発電装置を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、本発明は、上記従来の技術に言及した問題を解決するための発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的によれば、発電装置は、コマ型重量体と、少なくとも１つの回転駆動装置と、制御ユニットと、を備える。コマ型重量体は、発電用動力源及び誘導発電機に接続される。発電用動力源はコマ型重量体を駆動して回転させ、さらに誘導発電機を駆動して電力を発生する。回転駆動装置は、コマ型重量体の縁に位置して、環状部と接触式又は非接触式で相互作用して反力によりコマ型重量体を駆動して回転させることに用いられる。制御ユニットは、コマ型重量体の回転速度が第１予定回転速度よりも低い時に、回転駆動装置を起動して、コマ型重量体の回転速度を高めることに用いられる。  
【０００７】
本発明の別の実施例によれば、制御ユニットは、さらに、コマ型重量体の回転速度が第２予定回転速度よりも高い時に、回転駆動装置のコマ型重量体に対する増速を止めることに用いられ、第２予定回転速度が第１予定回転速度よりも高い。  
【０００８】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体の回転速度を検出するための回転速度検出装置をさらに備える。  
【０００９】
本発明の別の実施例によれば、回転駆動装置は、周縁に複数の第１磁石を有する第１回転盤を備える。  
【００１０】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体と同軸心に配置され、周縁に複数の第２磁石を有する第２回転盤をさらに備える。回転駆動装置は、第１回転盤を駆動して回転させ、且つ前記第１磁石及び対応する前記第２磁石の磁力によりコマ型重量体を第２回転盤に対して回転させるように駆動する。  
【００１１】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体の周囲に囲まれ、複数の第３磁石を有する中空環状シールドをさらに備える。回転駆動装置は、第１回転盤を駆動して回転させ、且つ前記第１磁石及び対応する前記第３磁石の磁力によりコマ型重量体を中空環状シールドに対して回転させるように駆動する。  
【００１２】
本発明の別の実施例によれば、回転駆動装置は、第１回転盤を備える。  
【００１３】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体と同軸心に配置される第２回転盤をさらに備える。回転駆動装置は、第１回転盤を駆動して回転させ、且つ第１回転盤と第２回転盤の間の接触力によりコマ型重量体を第２回転盤に対して回転させるように駆動する。  
【００１４】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体の周囲に囲まれる中空環状シールドをさらに備え、回転駆動装置は、第１回転盤を駆動して回転させ、且つ第１回転盤と中空環状シールドの内壁の間の接触力によりコマ型重量体を中空環状シールドに対して回転させるように駆動する。  
【００１５】
本発明の別の実施例によれば、発電装置は、コマ型重量体と同軸心に配置される第２回転盤をさらに備える。回転駆動装置は、第１回転盤を駆動して回転させ、第１回転盤と第２回転盤の間には、伝動ベルトの接触力によりコマ型重量体を第２回転盤に対して回転させるように駆動する。  
【００１６】
このため、本発明の発電装置を応用すると、少なくとも以下のメリットを有する：  （１）回転駆動装置は、回転中のコマ型重量体に位置し、比較的少ない電力のみを回転駆動装置に供給すれば、コマ型重量体を比較的高い回転速度に増速することができる。  （２）回転駆動装置は、コマ型重量体の縁に位置して、環状部と接触式又は非接触式の相互作用してコマ型重量体を駆動して回転させ、回転駆動装置は、モーメントアーム（即ち回転駆動装置とコマ型重量体の中心の距離）が長いので、容易にコマ型重量体に必要な巨大の回転エネルギーを提供することができる。  （３）制御ユニットで回転駆動装置がコマ型重量体を増速するタイミングを設定して、発電装置の全体が生産する電力に経済利益がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
下記図面の説明は、本発明の上記または他の目的、特徴、メリット、実施例をより分かりやすくするためのものである。    
【図１】本発明の第１実施例による発電装置を示す側面図である。
【図２】図１の発電装置を示す底面図である。
【図３】本発明の第２実施例による発電装置を示す側面図である。
【図４】図３の発電装置を示す底面図である。
【図５】本発明の第３実施例による発電装置を示す側面図である。
【図６】図５の発電装置を示す底面図である。
【図７】本発明の第４実施例による発電装置を示す底面図である。
【図８】本発明の第５実施例による発電装置を示す底面図である。
【図９】本発明の第６実施例による発電装置を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１実施例による発電装置１００ａを示す側面図である図１を参照する。図２は図１の発電装置を示す底面図である。発電装置１００ａは、コマ型重量体１０４と、少なくとも１つの回転駆動装置１０６と、誘導発電機１２０と、を備える。コマ型重量体１０４は、一端（例えば図面における上端）が発電用動力源１０２に接続され、もう一端（例えば図面における下端）が誘導発電機１２０に接続される中心軸１０４ａを備える。発電用動力源１０２は、水力又は風力などの自然エネルギーによる動力源であってよい。水力又は風力などの自然エネルギーによる動力源が安定しないので、自然エネルギーによる動力源により駆動されたコマ型重量体１０４は、予定回転速度よりも低い時に、回転駆動装置１０６を起動してコマ型重量体１０４の回転速度を増速して、コマ型重量体１０４を自体の比較的大きい質量により安定的に誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する。回転駆動装置１０６は回転中のコマ型重量体１０４に位置するので、比較的少ない電力のみを回転駆動装置１０６に供給すれば、コマ型重量体１０４を比較的高い回転速度に増速することができる。上記誘導発電機１２０は電磁誘導発電機であってよいが、それに限定されない。  
【００１９】
回転駆動装置１０６はコマ型重量体１０４の縁に位置して、定置された環状部と接触式又は非接触式で相互作用して該コマ型重量体を駆動して回転させることに用いられる。本実施例において、回転駆動装置１０６は、回転駆動装置１０６の回転軸に固定され、且つ周縁に複数の第１磁石１０８ａを有する第１回転盤１０８を備える。上記環状部は、即ちコマ型重量体１０４と同軸心に配置され、周縁に複数の第２磁石１１０ａを有する第２回転盤１１０である。回転駆動装置１０４は、第１回転盤１０８を駆動して回転させ、且つ前記第１磁石１０８ａ及び対応する前記第２磁石１１０ａの磁力（非接触式の相互作用）によりコマ型重量体１０４を定置した第２回転盤１１０に対して回転させるように駆動する。本実施例において、第２回転盤１１０の寸法は、該第１回転盤１０８の寸法よりも大きくするが、それに限定されない。  
【００２０】
コマ型重量体１０４は、例えば鉛のような高密度物質で製造されることができ、このため、比較的大きい質量を有する。静止状態において、コマ型重量体１０４が回転し始めるように駆動するために、大量のエネルギーを必要とする。しかし、一旦コマ型重量体１０４が回転し始めた後、安定な運転を維持することが容易になる。同時に、コマ型重量体１０４の回転を維持することに必要なエネルギーも大幅に低減させる。  
【００２１】
本実施例において、第１回転盤１０８と第２回転盤１１０は、コマ型重量体１０４の底面に設置されたが、コマ型重量体１０４の頂面に設置されてもよい。また、コマ型重量体１０４が発電用動力源１０２、誘導発電機１２０との接続方式としては、中心軸の方式により接続することに限定されなく、例えば歯車組の方式により接続する他の方式を適用してもよい。  
【００２２】
本発明の第２実施例による発電装置１００ｂを示す側面図である図３を参照する。図４は図３の発電装置１００ｂを示す底面図である。発電装置１００ｂは、コマ型重量体１０４と、少なくとも１つの回転駆動装置１０６と、誘導発電機１２０と、を備える。コマ型重量体１０４は、一端（例えば図面における上端）が発電用動力源１０２に接続され、もう一端（例えば図面における下端）が誘導発電機１２０に接続される中心軸１０４ａを有する。発電用動力源１０２は水力又は風力、地熱、波、ひいては工業廃熱などの自然及び非自然エネルギーによる動力源であってよい。水力又は風力などの自然エネルギーによる動力源は不安定であるので、自然動力源の駆動によるコマ型重量体１０４は予定回転速度よりも低い場合、回転駆動装置１０６を起動してコマ型重量体１０４の回転速度を増速して、コマ型重量体１０４を自体の比較的大きい質量により安定的に誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する。回転駆動装置１０６は、回転中のコマ型重量体１０４に位置するので、比較的少ない電力のみを回転駆動装置１０６に供給すれば、コマ型重量体１０４を比較的高い回転速度に増速することができる。  
【００２３】
回転駆動装置１０６は、コマ型重量体１０４の縁に位置し、環状部と接触式又は非接触式で相互作用して該コマ型重量体を駆動して回転させることに用いられる。本実施例において、回転駆動装置１０６は、回転駆動装置１０６の回転軸に固定され、且つ周縁に複数の第１磁石１０８ａを有する第１回転盤１０８を備える。上記環状部は、即ちコマ型重量体１０４の周囲に囲まれ、複数の第３磁石１１２ａを有する中空環状シールド１１２である。回転駆動装置１０６は第１回転盤１０８を駆動して回転させ、且つ前記第１磁石１０８ａ及び対応する前記第３磁石１１２ａの磁力（非接触式の相互作用）によりコマ型重量体１０４を定置した中空環状シールド１１２に対して回転させるように駆動する。本実施例において、中空環状シールド１１２の内径は、第１回転盤１０８の直径よりも大きく、それにコマ型重量体１０４の直径よりも大きい。  
【００２４】
コマ型重量体１０４は例えば鉛のような高密度物質で製造されることができ、このため、比較的大きい質量を有する。静止状態において、コマ型重量体１０４が回転し始めるように駆動するために、大量のエネルギーを必要とする。しかし、一旦コマ型重量体１０４が回転し始めた後、安定な運転を維持することが容易になる。同時に、コマ型重量体１０４の回転を維持することに必要なエネルギーも大幅に低減させる。  
【００２５】
本実施例において、第１回転盤１０８は、コマ型重量体１０４の底面に設置されたが、コマ型重量体１０４の頂面に設置されて回転駆動装置１０６によって駆動されてもよい。また、コマ型重量体１０４が発
電用動力源１０２、誘導発電機１２０との接続方式は中心軸の方式により接続することに限定されなく、例えば歯車組の方式により接続する他の方式を適用してもよい。  
【００２６】
本発明の第３実施例による発電装置１００ｃを示す側面図である図５を参照する。図６は図５の発電装置を示す底面図である。発電装置１００ｃは、コマ型重量体１０４と、少なくとも１つの回転駆動装置１０６と、誘導発電機１２０と、を備える。コマ型重量体１０４は、一端が発電用動力源１０２に接続され、もう一端が誘導発電機１２０に接続される中心軸１０４ａを有する。発電用動力源１０２は水力又は風力などの自然エネルギーによる動力源であってよい。水力又は風力などの自然エネルギーによる動力源は不安定であるので、自然動力源の駆動によるコマ型重量体１０４は予定回転速度よりも低い場合、回転駆動装置１０６を起動してコマ型重量体１０４の回転速度を増速して、コマ型重量体１０４を自体の比較的大きい質量により安定的に誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する。回転駆動装置１０６は、回転中のコマ型重量体１０４に位置するので、比較的少ない電力のみを回転駆動装置１０６に供給すれば、コマ型重量体１０４を比較的高い回転速度に増速することができる。  
【００２７】
回転駆動装置１０６は、コマ型重量体１０４の縁に位置し、環状部と接触式又は非接触式で相互作用して該コマ型重量体を駆動して回転させることに用いられる。本実施例において、回転駆動装置１０６は、回転駆動装置１０６の回転軸に固定される第１回転盤１０９を備える。上記環状部は、即ちコマ型重量体１０４の周囲に囲まれる中空環状シールド１１２である。回転駆動装置１０６は、第１回転盤１０９を駆動して回転させ、且つ第１回転盤１０９と中空環状シールド１１２の内壁の間の接触力（接触式の相互作用）によりコマ型重量体１０４を中空環状シールド１１２に対して回転させるように駆動する。本実施例において、中空環状シールド１１２の内径は、第１回転盤１０９の直径よりも大きく、それにコマ型重量体１０４の直径よりも大きい。  
【００２８】
コマ型重量体１０４は例えば鉛のような高密度物質で製造されることができ、このため、比較的大きい質量を有する。静止状態において、コマ型重量体１０４が回転し始めるように駆動するために、大量のエネルギーを必要とする。しかし、一旦コマ型重量体１０４が回転し始めた後、安定な運転を維持することが容易になる。同時に、コマ型重量体１０４の回転を維持することに必要なエネルギーも大幅に低減させる。  
【００２９】
本実施例において、コマ型重量体１０４が発電用動力源１０２、誘導発電機１２０との接続方式は中心軸の方式により接続することに限定されなく、例えば歯車組の方式により接続する他の方式を適用してもよい。  
【００３０】
本発明の第４実施例による発電装置を示す底面図である図７を参照する。発電装置１００ｄは発電装置１００ａと異なるところは、第１回転盤１０７が伝動ベルト１０５により第２回転盤１０３と相互作用（接触式の相互作用）するものであり、磁力による非接触式の相互作用するものではないことにある。回転駆動装置は、第１回転盤１０７を駆動して回転させ、第１回転盤１０７と第２回転盤１０３の間には、伝動ベルト１０５の接触力によりコマ型重量体１０４を定置した第２回転盤１０３に対して回転させるように駆動する。  
【００３１】
本発明の第５実施例による発電装置を示す底面図である図８を参照する。発電装置１００ｅは発電装置１００ａと異なるところは、第１回転盤１０９と第２回転盤１１１が接触式方式で相互作用するものであり、磁力による非接触式の相互作用するものではないことにある。回転駆動装置は第１回転盤１０９を駆動して回転させ、且つ第１回転盤１０９と第２回転盤１１１の間の接触力によりコマ型重量体１０４を定置した第２回転盤１１１に対して回転させるように駆動する。  
【００３２】
本発明の第６実施例による発電装置を示す機能ブロック図である図９を参照する。本発明の発電装置は、回転駆動装置１０６の制御ユニット１３０及び回転速度検出装置１４０をさらに備える。回転速度検出装置１４０はコマ型重量体１０４の回転速度を測定することに用いられる。制御ユニット１３０は、電気的に回転速度検出装置１４０に接続され、それにより、測定されたコマ型重量体１０４の回転速度が第１予定回転速度よりも低いかどうかを判断する。コマ型重量体１０４の回転速度は、第１予定回転速度よりも低くい場合、回転駆動装置１０６を起動してコマ型重量体１０４の回転速度を増速する。コマ型重量体１０４の回転速度は、第２予定回転速度（第２予定回転速度は第１予定回転速度よりも高い）よりも高い場合、回転駆動装置１０４のコマ型重量体１０４に対する増速を止める。コマ型重量体１０４の回転速度は第１予定回転速度よりも低い場合、それが誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する効率は良くなく、このため、回転駆動装置１０６を起動してコマ型重量体１０４の回転速度を増速する。コマ型重量体１０４の回転速度は約第２予定回転速度に等しい際、それが誘導発電機１２０を駆動して電力を発生する效率は最良である。コマ型重量体１０４の回転速度は第２予定回転速度よりも高い場合、コマ型重量体１０４はもう増速する必要がないので、回転駆動装置１０４のコマ型重量体１０４に対する増速を止める。上記の第１予定回転速度と第２予定回転速度は、使用した誘導発電機の種類又は応用環境により異なり、このため、固定値ではなく、具体的な数値を提供することもできない。また、第１予定回転速度を設定する時にも回転駆動装置１０６の消耗する電力は、経済利益があるかどうかを考慮する必要があり、換言すれば、誘導発電機１２０の発生する電力と比べて、回転駆動装置１０６の消耗する電力は、経済利益がある必要がある。  
【００３３】
上記の本発明実施形態から、本発明の発電装置を応用すれば、少なくとも以下のメリットを有することが知られる。  （１）回転駆動装置は、回転中のコマ型重量体に位置し、比較的少ない電力のみを回転駆動装置に供給すれば、コマ型重量体を比較的高い回転速度に増速することができる。  （２）回転駆動装置は、コマ型重量体の縁に位置して、環状部と接触式又は非接触式の相互作用でコマ型重量体を駆動して回転させ、回転駆動装置は、モーメントアーム（即ち回転駆動装置とコマ型重量体の中心の距離）が長いので、容易にコマ型重量体に必要な巨大の回転エネルギーを提供することができる。  （３）制御ユニットで回転駆動装置がコマ型重量体を増速するタイミングを設定して、発電装置の全体が生産する電力に経済利益がある。  
【００３４】
本発明は、実施形態によって前述の通りに開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００３５】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ  発電装置１０２  発電用動力源１０４  コマ型重量体１０４ａ  中心軸１０６  回転駆動装置１０８  第１回転盤１０８ａ  第１磁石１１０  第２回転盤１１０ａ  第２磁石１１２  中空環状シールド１１２ａ  第３磁石１２０  誘導発電機１３０  制御ユニット１４０  回転速度検出装置
【図１】
2014145356.tif 000003
【図２】
2014145356.tif 000004
【図３】
2014145356.tif 000005
【図４】
2014145356.tif 000006
【図５】
2014145356.tif 000007
【図６】
2014145356.tif 000008
【図７】
2014145356.tif 000009
【図８】
2014145356.tif 000010
【図９】
2014145356.tif 000011