【手続補正書】
【提出日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサに充放電回路を接続して充電したコンデンサの容量を外部エネルギー等で減少させることにより電気エネルギーを得る静電気発電装置であって、前記コンデンサを単数または複数個のコンデンサを並列に接続して構成する二組のコンデンサ群で構成し、両コンデンサ群の構成を外部エネルギー等で切り換えることにより、一方のコンデンサ群のみ、または両コンデンサ群を直列接続とすることでコンデンサ群の接続構成を換え、よって、コンデンサの合成容量を減少、変化させることを特徴とする静電気発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】静電気発電装置
【技術分野】
【０００１】本発明は、静電気発電装置の主要部分であるコンデンサの接続構成を外部エネルギー等で切り換えることでコンデンサの合成容量を減少、変化させて電気エネルギーを得るための静電気発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】静電気方式の発電装置等として、波力発電装置及び静電気発電用電極板駆動装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）が、いづれも非特許文献１に記載の「二要素型発電機」を応用したものであり、コンデンサの静電容量を外部エネルギーで減少、変化させることで電気エネルギーを得ていた。
この静電容量を減少させる方法としてはコンデンサの電極板間の距離を長くする、電極板間の誘電体の誘電率を低くする及び電極板の有効対向面積を小さくする方法等があり、いづれの装置も主に電極板の有効対向面積を小さくする方法等を利用していた。
本発明は特許文献３の静電気発電用電極板駆動装置の課題を改善するために既存製品のコンデンサまたは絶縁体膜被覆陽極電極板を電解質溶液に浸漬させたコンデンサ等を利用した回路を外部エネルギーで「コンデンサの接続構成を換える」ことで静電容量を減少、変化させる方法を用いた静電気発電装置である。
【特許文献１】特許第３２４７０２２号公報（波力発電装置）
【特許文献２】特許第４１１７６１３号公報（静電気発電用電極板駆動装置）
【特許文献３】特開２０１０−１４２０９９号公報（静電気発電用電極板駆動装置）
【非特許文献１】静電気ハンドブック（ＩＳＢＮ４−２７４−０３５１０−７）オーム社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】特許文献３の静電気発電用電極板駆動装置は、陰極電極板を回転さることでコンデンサの接続構成を変化させてコンデンサの合成容量を変化させることを特徴としているが、次のような問題点があった。
（１）陽極電極板を絶縁体膜で被覆する特殊な工程が必要があり、また、絶縁体膜が破損される等の問題があり、技術的、取扱上及びコスト的にも問題があった。
（２）電極板を水槽の電解質溶液の中で回転させる必要があり、装置の小型化、設置、運用等に困難があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】前記問題点を解決するために陰極電極板を水槽の電解質溶液中で回転する方法に代え、静電気方式の発電装置の主要部分であるコンデンサの接続構成を変化させることでコンデンサの合成容量を変化させることを特徴とする静電気発電装置に関するもので、第１発明の静電気発電装置は、
コンデンサに充放電回路を接続して充電したコンデンサの容量を外部エネルギー等で減少させることにより電気エネルギーを得る静電気発電装置であって、前記コンデンサを単数または複数個のコンデンサを並列に接続して構成する二組のコンデンサ群で構成し、両コンデンサ群の構成を外部エネルギー等で切り換えることにより、一方のコンデンサ群のみ、または両コンデンサ群を直列接続とすることでコンデンサ群の接続構成を換え、よってコンデンサの合成容量を減少、変化させることを特徴とする。【０００５】静電気発電装置を図１、図２及び図３のように構成した場合、まず、切換スイッチが充電回路の陽極側に切り換わるとコンデンサの構成は一方のコンデンサ群のみとなり、充電回路の直流電源により一方のコンデンサ群に静電エネルギーが蓄積される。
この状態で切替スイッチが他方のコンデンサ群の陰極側に切り換わるとコンデンサは一方のコンデンサ群と他方のコンデンサ群の直列接続となる。
直列接続の複合コンデンサの合成容量はＣ＝（Ｃａ×Ｃｂ）／（Ｃａ＋Ｃｂ）となり、合成容量が減少する。このとき電荷は一定であるので複合コンデンサに蓄積されている静電エネルギーは増加し、増加した静電エネルギーは放電回路側に供給される。
次に切換スイッチが充電回路の陽極側に切り換わるとコンデンサは一方のコンデンサ群のみとなり、容量は元の合成容量となる。充電回路の直流電源により一方のコンデンサ群に静電エネルギーが蓄積される。
上記サイクルの繰り返しにより、放電回路に電気エネルギーが得られる。
【発明の効果】
【０００６】以上のように、第１発明によれば外部エネルギーを利用した切換スイッチでコンデンサ群の接続構成を換えることにより、次の効果が得られる。
（１）コンデンサ群の合成容量を最大と最小に変化させることができる。
（２）既存製品のコンデンサ等の利用が可能で装置の簡略化や小型化が可能である。
（３）切替スイッチを駆動させるための駆動力は如何なる外部エネルギー源にも対応が可能で、かつ、大型の陽極電極板を回転させる場合に比較して、極めて小さい駆動力での駆動が可能である。
（４）陽極電極板や陰極電極板を水槽の電解質溶液の中で回転させる等の必要がない。【０００７】本発明の静電気発電装置は、発電に際し化石燃料、核燃料等を一切使用せず有害物を一切排出しない。このため、従来の火力発電や原子力発電に比べ、極めて安全、効率的、かつ、クリーンな発電装置である。
また、太陽光、風力発電等の特徴である発電出力の不安定や広大な用地及び高いコストさらに騒音、景観を損なう等の負の要因は皆無である。
一方、本装置は既存製品のコンデンサや絶縁体膜被覆コンデンサの利用が可能で装置の構造が単純で製造、設置が容易であり安価で故障等が少なく、保守性、稼働率が高いため発電コストが低く、総合的な運用効率が極めて高い発電装置である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の実施例を図面（図１、図２及び図３）に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】以下、第１発明の静電気発電装置について説明する。
（１）コンデンサ１複数個を並列に接続して一方のコンデンサ群Ｃａとし、同様にコンデンサ１を単数又は複数個を並列に接続（単数でもよい）して他方のコンデンサ群Ｃｂとするとともに、一方のコンデンサ群Ｃａと他方のコンデンサ群Ｃｂを切換スイッチ２で直列接続してコンデンサ群Ｃとする。
（２）一方のコンデンサ群陽極Ｃａ＋側を切換スイッチ２を経由して入力端子ａに接続するとともに一方のコンデンサ群陰極Ｃａ−側を入力端子ａ’及び出力端子ｂ’に接続する。
（３）他方のコンデンサ群陰極Ｃｂ−側を切換スイッチ２を経由して一方のコンデンサ群陽極Ｃａ＋側に接続するとともに他方のコンデンサ群陽極Ｃｂ＋側を出力端子ｂに接続する。
（４）入力端子ａ及び入力端子ａ’間に第１直流電源Ｖａ（充電回路３）を接続するとともに、出力端子ｂ及び出力端子ｂ’間には第１直流電源Ｖａの電圧より約２倍程度高い第２直流電源Ｖｂ（放電回路４）を接続する。
（５）切換スイッチ２は充電・放電に必要十分な時間を経過してから切り換える。
（６）負荷５は、出力端子ｂ、ｂ’間に接続する。
（７）切換スイッチ２に一方のコンデンサ群陽極Ｃａ＋側から入力端子ａ側と他方のコンデンサ群陰極Ｃｂ−側とを切り換えるために自然エネルギーまたは他のエネルギー等の外部エネルギーで駆動する駆動機構６を取り付ける。
以上から構成される静電気発電装置。【０００９】また、図３に示すように一方のコンデンサ群Ｃａを、通常の電極板７（陰極電極板８）と通常の電極板７の表面を比誘電率が電解質溶液９の成分の比誘電率より大きい絶縁体膜１０で、かつ、μｍオーダの厚さに被覆処理された絶縁体膜被覆電極板１１を電気的に並列に接続し、スペーサ１２で挟んで並列に並べてコンデンサＣａの他方の電極（陽極電極板群１３）とし、陰極電極板８とともに水槽１４に満たした電解質溶液９に浸漬、固定させて成るコンデンサを使用することも可能である。【００１０】本発明は以上のような構造で、自然エネルギー等の外部エネルギーの駆動力を利用した駆動機構で切換スイッチを駆動させてコンデンサ群の合成容量を最大と最小に変化させることで、安定、かつ、高効率の発電出力を得ることができる。
【産業上の利用の可能性】
【００１１】本静電気発電装置は、発電に際し核燃料、化石燃料等を一切消費しない、よって、有害な排出物を一切出さない極めてクリーン、安全な静電気発電装置であり、切換スイッチの駆動力源はあらゆる自然エネルギーまたはその他の外部エネルギーに対応して利用することができる。本装置は、他の各種の発電装置とともに産業上の利用の可能性は高いものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の静電気発電装置の基本回路図
【図２】実施例１の既存製品のコンデンサを利用した静電気発電装置の回路図
【図３】実施例１の絶縁体膜被覆型のコンデンサを利用した静電気発電装置の回路図
【符号の説明】１  コンデンサ      ２  切換スイッチ  ３  充電回路              ４  放電回路
５  負荷            ６  駆動機構      ７  電極板                ８  陰極電極板
９  電解質溶液    １０  絶縁体膜    １１  絶縁体膜被覆電極板  １２  スペーサ
１３  陽極電極板群      １４  水槽
ａ、ａ’入力端子        ｂ、ｂ’出力端子            Ｃ  コンデンサ群
Ｃａ  一方のコンデンサ群  Ｃａ＋  一方のコンデンサ群陽極  Ｃａ−  一方のコンデンサ群陰極
Ｃｂ  他方のコンデンサ群  Ｃｂ＋  他方のコンデンサ群陽極  Ｃｂ−  他方のコンデンサ群陰極
Ｖａ  第１直流電源        Ｖｂ  第２直流電源
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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