(57)【要約】【課題】環境負荷が極めて小さい重力発電装置を提供する。【解決手段】フレーム１には風車３と、差動歯車５と、発電機７と、昇降自在の重錘９とを備えさせ、該風車を第一伝動手段１１を介して該差動歯車に連結し、該差動歯車を第二伝動手段２９を介して該発電機に連結し、更に該差動歯車を第三伝動手段４５を介して該重錘に連結し、必要な発電量が風車の回転力よりも大きいときには、該重錘が下降することにより該第三伝動手段と該差動歯車と該第二伝動手段とを介して該発電機を回転させ、必要な発電量が風車の回転力よりも小さいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第三伝動手段を介して該重錘を上昇させ、必要な発電量が風車の回転力に等しいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第二伝動手段を介して該発電機を回転させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームには風により回転する風車と、差動歯車と、発電機と、昇降自在の重錘とを備えさせ、
該風車を第一伝動手段を介して該差動歯車に連結し、該差動歯車を第二伝動手段を介して該発電機に連結し、更に該差動歯車を第三伝動手段を介して該重錘に連結し、
（ａ）必要な発電量が風による風車の回転力よりも大きいときには、該重錘が下降することにより該第三伝動手段と該差動歯車と該第二伝動手段とを介して該発電機を回転させ、
（ｂ）必要な発電量が風による風車の回転力よりも小さいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第三伝動手段を介して該重錘を上昇させ、
（ｃ）必要な発電量が風による風車の回転力に等しいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第二伝動手段を介して該発電機を回転させるようにしたことを特徴とする重力発電装置。
【請求項２】
前記第一伝動手段と、第二伝動手段と、第三伝動手段とは、それぞれ巻掛伝動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の重力発電装置。
【請求項３】
前記第三伝動手段は第三巻掛伝動手段（４５ａ）を備え、該第三巻掛伝動手段（４５ａ）は、前記差動歯車の回転軸（４７）の両端に一対の第９チェーン歯車（４９）（４９’）を取り付け、前記重錘の上部に一対の第１０チェーン歯車（５１）（５１’）を取り付け、該重錘の下部に一対の第１１チェーン歯車（５３）（５３’）を取り付け、前記フレームの下部には一対の第１２チェーン歯車（５５）（５５’）を上下動不能に備えさせ、一対の第５チェーン（５７）（５７’）の一端（５７ａ）（５７’ａ）をそれぞれ該フレームの上部に固定し、当該一対の第５チェーン（５７）（５７’）をそれぞれ順次第１０チェーン歯車（５１）（５１’）と第９チェーン歯車（４９）（４９’）と第１２チェーン歯車（５５）（５５’）と第１１チェーン歯車（５３）（５３’）とに巻き掛け、当該一対の第５チェーン（５７）（５７’）の他端（５７ｂ）（５７’ｂ）をそれぞれ該フレームの下部に固定してなることを特徴とする請求項２に記載の重力発電装置。
【請求項４】
前記第三伝動手段は第三巻掛伝動手段（４５ｂ）を備え、該第三巻掛伝動手段（４５ｂ）は、前記差動歯車の回転軸（４７）の両端に一対のドラム（６１）（６１’）を取り付け、前記フレームの上部には一対の第一シーブ（６３）（６３’）を上下動不能に備えさせ、前記重錘の上部にはそれぞれ共通の軸（６５）に２個の構成シーブ（６７ａ）（６７ｂ）を回転自在に取り付けてなる一対の第二シーブ（６９）（６９’）を取り付け、当該一対の第二シーブ（６９）（６９’）間に単数又は複数のイコライザーシーブ（７１）を配設し、一端を一方のドラム（６１）に巻き付けたワイヤロープ（７３）を一方の第二シーブ（６９）における一方の構成シーブ（６７ａ）と、一方の第一シーブ（６３）と、一方の第二シーブ（６９）における他方の構成シーブ（６７ｂ）と、イコライザーシーブ（７１）と、他方の第二シーブ（６９’）における一方の構成シーブ（６７ａ）と、他方の第一シーブ（６３’）と、他方の第二シーブ（６９’）における他方の構成シーブ（６７ｂ）とに巻き掛けると共に、該ワイヤロープ（７３）の他端を他方のドラム（６１’）に巻き付けてなることを特徴とする請求項２に記載の重力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力発電装置に関するものであり、更に詳しくは、風車の回転を利用して重錘を吊り上げ、該重錘が重力により下降する位置エネルギーを利用して発電機を回転させて発電するようにした重力発電装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−１１２６９号公報は、発電した電力を蓄電する蓄電池を備えた重力発電装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、上記従来の重力発電装置における蓄電池は、環境負荷が大きく、環境に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の重力発電装置におけるこのような問題を解決し、環境負荷が極めて小さく、環境に悪影響を及ぼすおそれがない重力発電装置を提供しようとしてなされたものである。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は下記の重力発電装置を提供するものである。
【０００７】
（１）フレームには風により回転する風車と、差動歯車と、発電機と、昇降自在の重錘とを備えさせ、
該風車を第一伝動手段を介して該差動歯車に連結し、該差動歯車を第二伝動手段を介して該発電機に連結し、更に該差動歯車を第三伝動手段を介して該重錘に連結し、
（ａ）必要な発電量が風による風車の回転力よりも大きいときには、該重錘が下降することにより該第三伝動手段と該差動歯車と該第二伝動手段とを介して該発電機を回転させ、
（ｂ）必要な発電量が風による風車の回転力よりも小さいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第三伝動手段を介して該重錘を上昇させ、
（ｃ）必要な発電量が風による風車の回転力に等しいときには、該風車の回転を第一伝動手段を介して該差動歯車に伝え、該差動歯車は第二伝動手段を介して該発電機を回転させるようにしたことを特徴とする重力発電装置（請求項１）。
【０００８】
（２）前記第一伝動手段と、第二伝動手段と、第三伝動手段とは、それぞれ巻掛伝動手段を備えている（請求項２）。
【０００９】
（３）前記第三伝動手段は第三巻掛伝動手段（４５ａ）を備え、該第三巻掛伝動手段（４５ａ）は、前記差動歯車の回転軸（４７）の両端に一対の第９チェーン歯車（４９）（４９’）を取り付け、前記重錘の上部に一対の第１０チェーン歯車（５１）（５１’）を取り付け、該重錘の下部に一対の第１１チェーン歯車（５３）（５３’）を取り付け、前記フレームの下部には一対の第１２チェーン歯車（５５）（５５’）を上下動不能に備えさせ、一対の第５チェーン（５７）（５７’）の一端（５７ａ）（５７’ａ）をそれぞれ該フレームの上部に固定し、当該一対の第５チェーン（５７）（５７’）をそれぞれ順次第１０チェーン歯車（５１）（５１’）と第９チェーン歯車（４９）（４９’）と第１２チェーン歯車（５５）（５５’）と第１１チェーン歯車（５３）（５３’）とに巻き掛け、当該一対の第５チェーン（５７）（５７’）の他端（５７ｂ）（５７’ｂ）をそれぞれ該フレームの下部に固定してなるものである（請求項３）。
【００１０】
（４）前記第三伝動手段は第三巻掛伝動手段（４５ｂ）を備え、該第三巻掛伝動手段（４５ｂ）は、前記差動歯車の回転軸（４７）の両端に一対のドラム（６１）（６１’）を取り付け、前記フレームの上部には一対の第一シーブ（６３）（６３’）を上下動不能に備えさせ、前記重錘の上部にはそれぞれ共通の軸（６５）に２個の構成シーブ（６７ａ）（６７ｂ）を回転自在に取り付けてなる一対の第二シーブ（６９）（６９’）を取り付け、当該一対の第二シーブ（６９）（６９’）間に単数又は複数のイコライザーシーブ（７１）を配設し、一端を一方のドラム（６１）に巻き付けたワイヤロープ（７３）を一方の第二シーブ（６９）における一方の構成シーブ（６７ａ）と、一方の第一シーブ（６３）と、一方の第二シーブ（６９）における他方の構成シーブ（６７ｂ）と、イコライザーシーブ（７１）と、他方の第二シーブ（６９’）における一方の構成シーブ（６７ａ）と、他方の第一シーブ（６３’）と、他方の第二シーブ（６９’）における他方の構成シーブ（６７ｂ）とに巻き掛けると共に、該ワイヤロープ（７３）の他端を他方のドラム（６１’）に巻き付けてなるものである（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
[請求項１の発明]
本発明による重力発電装置は、風車の回転により発電機を回転させて発電することができるのみならず、風車の回転により重錘を吊り上げておき、必要時に、該重錘が重力により下降する位置エネルギーを利用して発電機を回転させて発電することができる。したがって、地震その他の災害時等においても発電し、電力を供給することができる。すなわち、地震その他の災害等により電力の供給が停止された場合に、この重力発電装置は極めて役に立つ。
【００１２】
本発明による重力発電装置は、風による風車の回転と、該風車の回転により吊り上げられた重錘の位置エネルギーとを利用して発電するようにしているため、環境負荷が極めて小さく、環境に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００１３】
[請求項２の発明]
第一伝動手段と、第二伝動手段と、第三伝動手段とに、それぞれ巻掛伝動手段を備えさせたときには、差動歯車と発電機とが円滑に回転し、重錘が円滑かつ確実に昇降する。
【００１４】
[請求項３の発明]
第三巻掛伝動手段４５ａにおいては、重錘の高さの如何にかかわらず、各第５チェーン５７、５７’の長さは一定であり、重力発電装置全体をコンパクトに形成することができる。
【００１５】
[請求項４の発明]
第三巻掛伝動手段４５ｂは、一対のドラムと多数のシーブとにワイヤロープを巻き掛けてなるものであるため、大荷重の重錘を使用することができる。したがって、大きな電力を蓄積することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明による重力発電装置の一例を示す正面図である。
【図２】図２は、差動歯車と重錘とを連結する第三巻掛伝動手段の一例を示す側面図である。
【図３】図３は、差動歯車、発電機等を示す平面図である。
【図４】図４は、風車と整流板とを示す平面図である。
【図５】図５は、風車と閉じた整流板とを示す平面図である。
【図６】図６は、本発明による重力発電装置の別の一例を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の重力発電機における第三巻掛伝動手段の一例を示す斜視図である。
【図８】図８は、図６の重力発電機における差動歯車、発電機等を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
符号１に示すものは、重力発電装置のフレームである。フレーム１には風により回転する風車３と、差動歯車５と、発電機７と、昇降自在の重錘９とを備えさせる。
【００１８】
風車３を第一伝動手段１１を介して差動歯車５に連結する。第一伝動手段１１は、好ましくは、第一巻掛伝動手段１１ａと第一巻掛伝動手段１１ｂとを備えている。
【００１９】
図１〜図３に示す事例においては、風車３の回転軸１３と差動歯車５との間に風車用減速機１５を配設し、風車３の回転軸１３と風車用減速機１５とを第一巻掛伝動手段１１ａを介して連結し、風車用減速機１５と差動歯車５とを第一巻掛伝動手段１１ｂを介して連結している。
【００２０】
図１〜図３に示す事例においては、第一巻掛伝動手段１１ａは、風車３の回転軸１３に備えさせた第１チェーン歯車１７と、風車用減速機１５に備えさせた第２チェーン歯車１９との間に第１チェーン２１を巻き掛けてなる。第一巻掛伝動手段１１ｂは、風車用減速機１５に備えさせた第３チェーン歯車２３と、差動歯車５に備えさせた第４チェーン歯車２５との間に第２チェーン２７を巻き掛けてなる。
【００２１】
差動歯車５を第二伝動手段２９を介して発電機７に連結する。第二伝動手段２９は、好ましくは、第二巻掛伝動手段２９ａと第二巻掛伝動手段２９ｂとを備えている。
【００２２】
図１〜図３に示す事例においては、差動歯車５と発電機７との間に発電機用減速機３１を配設し、差動歯車５と発電機用減速機３１とを第二巻掛伝動手段２９ａを介して連結し、発電機用減速機３１と発電機７とを第二巻掛伝動手段２９ｂを介して連結している。
【００２３】
図１〜図３に示す事例においては、第二巻掛伝動手段２９ａは、差動歯車５に備えさせた第５チェーン歯車３３と、発電機用減速機３１に備えさせた第６チェーン歯車３５との間に第３チェーン３７を巻き掛けてなる。第二巻掛伝動手段２９ｂは、発電機用減速機３１に備えさせた第７チェーン歯車３９と、発電機７に備えさせた第８チェーン歯車４１との間に第４チェーン４３を巻き掛けてなる。
【００２４】
更に、差動歯車５を第三伝動手段４５を介して重錘９に連結する。第三伝動手段４５は、好ましくは、第三巻掛伝動手段４５ａ又は４５ｂとする。
【００２５】
第三巻掛伝動手段４５ａは、図１〜図３に明示するように、差動歯車５の回転軸４７の両端に一対の第９チェーン歯車４９、４９’を取り付け、重錘９の上部に一対の第１０チェーン歯車５１、５１’を取り付け、重錘９の下部に一対の第１１チェーン歯車５３、５３’を取り付け、フレーム１の下部には一対の第１２チェーン歯車５５、５５’を上下動不能に備えさせ、一対の第５チェーン５７、５７’の一端５７ａ、５７’ａをそれぞれフレーム１の上部に固定し、当該一対の第５チェーン５７、５７’をそれぞれ順次第１０チェーン歯車５１、５１’と第９チェーン歯車４９、４９’と第１２チェーン歯車５５、５５’と第１１チェーン歯車５３、５３’とに巻き掛け、当該一対の第５チェーン５７、５７’の他端５７ｂ、５７’ｂをそれぞれフレーム１の下部に固定してなるものである。
【００２６】
第三巻掛伝動手段４５ａにおいては、一対の第５チェーン５７、５７’の回転により重錘９が上下動する。重錘９が上下動する方向は一対の第５チェーン５７、５７’の回転方向により定まる。
【００２７】
前記第三巻掛伝動手段４５ｂは、図６〜８に示すように、差動歯車５の回転軸４７の両端に一対のドラム６１、６１’を取り付け、フレーム１の上部には一対の第一シーブ６３、６３’を上下動不能に備えさせ、重錘９の上部にはそれぞれ共通の軸６５に２個の構成シーブ６７ａ、６７ｂを回転自在に取り付けてなる一対の第二シーブ６９、６９’を取り付け、当該一対の第二シーブ６９、６９’間に単数又は複数のイコライザーシーブ７１、７１を配設し、一端を一方のドラム６１に巻き付けたワイヤロープ７３を一方の第二シーブ６９における一方の構成シーブ６７ａと、一方の第一シーブ６３と、一方の第二シーブ６９における他方の構成シーブ６７ｂと、イコライザーシーブ７１と、他方の第二シーブ６９’における一方の構成シーブ６７ａと、他方の第一シーブ６３’と、他方の第二シーブ６９’における他方の構成シーブ６７ｂとに巻き掛けると共に、該ワイヤロープ７３の他端を他方のドラム６１’に巻き付けてなるものである。第三巻掛伝動手段４５ｂは左右対称に構成されている。
【００２８】
第三巻掛伝動手段４５ｂにおいては、一対のドラム６１、６１’がワイヤロープ７３を巻き取る方向に回転したときには、重錘９が上昇し、一対のドラム６１、６１’がワイヤロープ７３を繰り出す方向に回転したときには、重錘９が下降する。
【００２９】
本発明による重力発電装置においては、
（ａ）必要な発電量が風による風車３の回転力よりも大きいときには、重錘９が下降することにより第三伝動手段４５と差動歯車５と第二伝動手段２９とを介して発電機７を回転させ、
（ｂ）必要な発電量が風による風車３の回転力よりも小さいときには、風車３の回転を第一伝動手段１１を介して差動歯車５に伝え、該差動歯車５は、第三伝動手段４５を介して重錘９を上昇させ、
（ｃ）必要な発電量が風による風車３の回転力に等しいときには、風車３の回転を第一伝動手段１１を介して差動歯車５に伝え、該差動歯車５は第二伝動手段２９を介して発電機７を回転させるようになす。
【００３０】
上記（ａ）（ｂ）（ｃ）の条件に応じて、制御手段が差動歯車５の回転を制御する。第三巻掛伝動手段４５ａにおける各第５チェーン５７、５７’の回転方向及び第三巻掛伝動手段４５ｂにおけるワイヤロープ７３の走行方向は、差動歯車５の回転により定まる。
【００３１】
図４、図５に示すように、風車３は、上下方向に立設された回転軸１３の周囲に複数枚のブレード７５、７５・・・を固定している。この事例における風車３は、該ブレード７５、７５・・・の周囲に多数枚の整流板７７、７７・・・を水平方向に回動自在に配設し、該整流板７７、７７・・・を同一の水平方向に同一の角度だけ同時に回動させるようになし、以て、該整流板７７、７７・・・に風向を制御させて風をブレード７５、７５・・・に誘導すると共に強風時には該整流板７７、７７・・・に風を遮断させることにより風車３を保護するようにしている（図５参照）。
【００３２】
すなわち、各整流板７７に整流板開閉用チェーン歯車７９を備えさせ、各整流板開閉用チェーン歯車７９に整流板開閉用チェーン８１を巻き掛け、該整流板開閉用チェーン８１を整流板開閉駆動用モータ８３により回転させるようにしている。符号８５に示すものは衝撃吸収ダンパーである。
【符号の説明】
【００３３】
１  フレーム
３  風車
５  差動歯車
７  発電機
９  重錘
１１  第一伝動手段
１１ａ  第一巻掛伝動手段
１１ｂ  第一巻掛伝動手段
１３  回転軸
１５  風車用減速機
１７  第１チェーン歯車
１９  第２チェーン歯車
２１  第１チェーン
２３  第３チェーン歯車
２５  第４チェーン歯車
２７  第２チェーン
２９  第二伝動手段
２９ａ  第二巻掛伝動手段
２９ｂ  第二巻掛伝動手段
３１  発電機用減速機
３３  第５チェーン歯車
３５  第６チェーン歯車
３７  第３チェーン
３９  第７チェーン歯車
４１  第８チェーン歯車
４３  第４チェーン
４５  第三伝動手段
４５ａ  第三巻掛伝動手段
４５ｂ  第三巻掛伝動手段
４７  回転軸
４９  第９チェーン歯車
４９’ 第９チェーン歯車
５１  第１０チェーン歯車
５１’  第１０チェーン歯車
５３  第１１チェーン歯車
５３’  第１１チェーン歯車
５５  第１２チェーン歯車
５５’  第１２チェーン歯車
５７  第５チェーン
５７’  第５チェーン
５７ａ  一端
５７’ａ  一端
５７ｂ  他端
５７’ｂ  他端
６１  ドラム
６１’  ドラム
６３  第一シーブ
６３’  第一シーブ
６５  軸
６７ａ  構成シーブ
６７ｂ  構成シーブ
６９  第二シーブ
６９’  第二シーブ
７１  イコライザーシーブ
７３  ワイヤロープ
７５  ブレード
７７  整流板
７９  整流板開閉用チェーン歯車
８１  整流板開閉用チェーン
８３  整流板開閉駆動用モータ
８５  衝撃吸収ダンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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