(57)【要約】  モータとその回転により回転する発電機を備えた電動発電機を２組以上直列接続し、１組目の電動発電機のモータを始動用モータとし、始動用モータを始動用電源で回転させ、その回転により１組目の発電機を回転させて発電させ、２組目以降のモータは前の組の発電機の発電電力で回転させ、２組目以降の発電機は夫々の組のモータの回転により回転させて発電させ、２組目以降のいずれか１又は２以上の発電機の発電電力を充電器に充電し、充電後は充電器の充電電力からの供給に切替えて始動用モータを回転させて、電動発電機で一旦発電開始後はその発電電力を使用して発電を続行できるようにした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとその回転により回転する発電機を１組とした電動発電機が２組以上直列接続され、１組目の電動発電機のモータを始動用モータとし、始動用モータを始動用電源で回転させ、その回転により１組目の発電機を回転させて発電させ、２組目以降のモータは前の組の電動発電機の発電電力で回転させ、２組目以降の発電機は夫々の組のモータの回転により回転させて発電させ、２組目以降のいずれか１又は２以上の発電機の発電電力を充電器に充電し、充電後は前記始動用モータへの電力供給をその充電器の充電電力からの供給に切替えて始動用モータを回転させて、その後の電動発電機の発電を続行させることを特徴とする電動発電方法。
【請求項２】
モータとその回転により回転する発電機を１組とした電動発電機が２組以上と、１組目の電動発電機の始動用モータを始動させる始動用電源と、始動用モータへの供給電源を切替える切替スイッチと、２組目以降のいずれか１又は２以上の発電機の発電電力を充電する充電器を備え、前記２組以上の電動発電機は直列接続されて、１組目の電動発電機の始動用モータが始動用電源で回転するとその回転により１組目の発電機が回転して発電し、２組目以降の電動発電機のモータは前の組の電動発電機の発電電力で回転し、２組目以降の発電機は夫々の組のモータの回転により回転して発電し、２組目以降の電動発電機の発電電力は前記充電器に充電され、充電後は前記始動用モータへの電力供給が前記切替スイッチにより前記始動用電源から充電器の充電電力からの供給に切替えられて始動用モータが回転して、その後の電動発電機による発電が続行されることを特徴とする電動発電システム。
【請求項３】
請求項２記載の電動発電システムにおいて、始動用モータがＤＣモータ、１組目以降の電動発電機の発電機がＡＣ発電機、２組目以降の電動発電機のモータがＡＣモータであり、２組目以降のいずれかの電動発電機のＡＣ発電機にその発電電力を整流する整流器が接続され、その整流器に整流電流を充電する充電器が接続されたことを特徴とする電動発電システム。
【請求項４】
請求項２記載の電動発電システムにおいて、始動用モータ及び２組目以降の全ての電動発電機のモータがＤＣモータ、１組目以降の電動発電機の発電機がＡＣ発電機であり、２組目以降の全てのＡＣ発電機にその発電電力を整流する整流器が接続され、夫々の整流器に整流電流を充電する充電器が接続されて、前の組の充電器の充電電流で後の組の電動発電機のＤＣモータが回転されるようにしたことを特徴とする電動発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動機（モータ）とその回転で回転する発電機を備えた電動発電機を２組以上直列接続した電動発電方法と電動発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機には水力式、火力式、風力式、原子力式といった各種方式のものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在の発電機はいずれも、常識では、供給エネルギー以上の発電エネルギーを生み出すことは不可能とされている。実際、従来の発電機はいずれも、発電エネルギー（電力）よりも大きな供給エネルギー（燃料、水力、火力、風力等）が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は一旦始動用電源を供給して発電を開始すると、その後は、入力エネルギーの何倍かのエネルギーを連続発電することができる電動発電方法と電動発電システムを提供するものである。【０００５】
本発明の電動発電方法は、モータとその回転により回転する発電機を１組とした電動発電機が２組以上直列接続され、１組目の電動発電機のモータを始動用モータとし、始動用モータを始動用電源で回転させ、その回転により１組目の発電機を回転させて発電させ、２組目以降のモータは前の組の電動発電機の発電電力で回転させ、２組目以降の発電機は夫々の組のモータの回転により回転させて発電させ、２組目以降のいずれか１又は２以上の発電機の発電電力を充電器に充電し、充電後は前記始動用モータへの電力供給をその充電器の充電電力からの供給に切替えて始動用モータを回転させて、その後の電動発電機の発電を続行させる方法である。【０００６】
本発明の電動発電システムは、モータとその回転により回転する発電機を１組とした電動発電機が２組以上と、１組目の電動発電機の始動用モータを始動させる始動用電源と、始動用モータへの供給電源を切替える切替スイッチと、２組目以降のいずれか１又は２以上の発電機の発電電力を充電する充電器を備え、前記２組以上の電動発電機は直列接続されて、１組目の電動発電機の始動用モータが始動用電源で回転するとその回転により１組目の発電機が回転して発電し、２組目以降の電動発電機のモータは前の組の電動発電機の発電電力で回転し、２組目以降の発電機は夫々の組のモータの回転により回転して発電し、２組目以降のいずれか１又は２以上の電動発電機の発電電力は前記充電器に充電され、充電後は前記始動用モータへの電力供給が前記切替スイッチにより前記始動用電源から充電器の充電電力からの供給に切替えられて始動用モータが回転して、その後の電動発電機による発電が続行されるシステムである。【０００７】
本発明の電動発電システムは、前記電動発電システムにおいて、始動用モータがＤＣモータ、１組目以降の電動発電機の発電機がＡＣ発電機、２組目以降の電動発電機のモータがＡＣモータであり、２組目以降のいずれかの組のＡＣ発電機にその発電電力を整流する整流器が接続され、その整流器に整流電流を充電する充電器が接続されたものとすることができる。また、始動用モータ及び２組目以降の全ての電動発電機のモータがＤＣモータ、１組目以降の電動発電機の発電機がＡＣ発電機であり、２組目以降の全てのＡＣ発電機にその発電電力を整流する整流器が接続され、夫々の整流器に整流電流を充電する充電器が接続されて、前の組の充電器の充電電流で後の組の電動発電機のＤＣモータが回転されるようにすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電動発電方法と電動発電システムは次のような効果がある。
１．始動用入力エネルギー（始動用バッテリー）は必要であるが、直列接続された２組以上の発電機で一旦発電が開始されると、その後は自己発電エネルギー（先に発電された電力）を使用して発電が続行できる自給自足型であるため、発電開始後は、燃料、電力、風力、水力等の外部エネルギー（発電エネルギー）が一切不要であり、メンテナンス費用がほとんどかからず経済的である。
２．始動用入力エネルギー以外には発電エネルギーを必要としないため、発電エネルギーを作るために燃料を燃焼させる必要がなく、燃焼による排出物の発生がなく、空気が汚染されず、クリーンな発電が可能であり、環境破壊もない。
３．始動用バッテリー、モータと発電機を１組とした電動発電機が２組以上、整流回路等の小型機器で構成されるため従来の火力発電機、風力発電機、水力発電機等に比して構成が簡潔で、小型であり、設置面積が狭くてすむ。
４．モータと発電機を組み合わせた電動発電機であるため発電時に騒音発生がなく、静かな発電が可能である。
５．始動用モータとしてＤＣモータを使用するのでＡＣ電源がない場所であっても発電でき、電力を必要とする場所で随時発電可能である。
６．始動用モータに始動用バッテリーから給電して電動発電機で発電させた後は、使用電源を始動用バッテリーから発電電力に切替えるだけで発電が続行されるため、構成機器が劣化、損傷しない限り恒久発電が可能となり、操作、取扱いが極めて簡便、容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電動発電システムの一例を示す説明図。
【図２】本発明の電動発電システムの実験例を示す説明図。
【図３】本発明の電動発電システムの動作説明図。
【図４】本発明の電動発電システムの実験例を示す説明図。
【図５】本発明の電動発電システムの他例を示す説明図。
【図６】本発明の電動発電システムにおける電源供給切替を自動切替にした場合の一例を示す説明図。
【図７】本発明の電動発電システムにおける電源供給自動切替回路の一例を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（本発明の電動発電方法及び電動発電システムの実施形態１）
本発明の電動発電システムの一例を図１を参照して説明する。図１では始動用電源（バッテリーを使用）１、ＤＣモータスタート用抵抗器２、始動用ＤＣモータを始動させるための始動用スイッチ３、主発電機（１組目の電動発電機）４、副発電機（２組目以降の電動発電機）５、ＤＣモータ駆動用整流器６、交流電圧調整器７、逆流防止用シリコンダイオード８、バッテリーと整流電源を切替えるための供給電源切替スイッチ９、始動用バッテリー充電用可変抵抗器１０、バッテリー充電用ブリッジ整流器１１を備えている。これら構成部材の一例を以下に記す。次の例はあくまでも一例であり、これら以外の部材を使用することもできる。【００１１】
図１の始動用バッテリー１には、ＤＣ１２Ｖの硫酸鉛電池×１８個＝２１６Ｖ、１００Ａ／Ｈが使用されている。【００１２】
図１のＤＣモータスタート用抵抗器２には、ホーロー可変抵抗３ｋＷ、１２Ωが使用されている。【００１３】
図１の始動用スイッチ３には、単相スイッチが使用されている。【００１４】
図１の１組目の電動発電機４にはＤＣモータ４ａとＡＣ発電機４ｂが同軸連結されて両者が同期回転する同期電動発電機が使用されている。ＤＣモータ４ａ、ＡＣ発電機４ｂには各種規格のものを使用することができ、この実施形態ではＤＣモータ４ａに３．７ｋＷ、２００Ｖが、ＡＣ発電機４ｂに３相、入力２００Ｖ（定格２５Ａ）、定格出力２４ｋＷ、２００Ｖ・ＡＣ、５０／Ｈｚが使用されている。本発明における前記ＤＣモータ４ａとＡＣ発電機４ｂは必ずしも同軸である必要はなく、また同期回転しないものであってもよい。【００１５】
図１の２組目以降の電動発電機５にはＡＣモータ５ａとＡＣ発電機５ｂが同軸連結されて同期回転する同期電動発電機が使用されている。ＡＣモータ５ａ、ＡＣ発電機５ｂにも各種規格のものを使用することができ、この実施形態ではＡＣモータ５ａに３相、ＡＣ２００Ｖ、５．５ｋＷが、ＡＣ発電機５ｂには３相、入力２００Ｖ（定格２１Ａ）、定格出力２４ｋＷ、２００Ｖ・ＡＣ、５０／Ｈｚが使用されている。本発明における前記ＡＣモータ５ａとＡＣ発電機５ｂも必ずしも同軸である必要はなく、また同期回転しないものであってもよい。【００１６】
図１のＤＣモータ駆動用整流器６は、ブリッジ式シリコンダイオード整流器であり、シリコンダイオード５０Ａ×４個＝２００Ａ、逆耐圧６００Ｖが使用されている。ＤＣモータ駆動用整流器６にはＤＣコンデンサＣが接続されている。このコンデンサＣには充電時間の短い電池、例えば、電気二重層コンデンサを使用するのが適する。コンデンサＣは平滑用と充電用の兼用である。コンデンサＣは平滑用と充電用を別々に設けることもできる。【００１７】
図１の交流電圧調整器７には、単相２００Ｖ、２５Ａのスライダックが使用されている。【００１８】
図１の逆流防止用シリコンダイオード８には、５０Ａ、逆耐圧６００Ｖが使用されている。【００１９】
図１の供給電源切替スイッチ９は、始動用ＤＣモータへの電源供給をバッテリー１からの供給からＤＣモータ駆動用整流器からの供給に切替えるためのものであり、手動切替式メカスイッチが使用されている。この供給電源切替スイッチ９はサイリスタ等の電子スイッチとして自動切替可能とすることができる。【００２０】
図１の始動用バッテリー充動用可変抵抗器１０は、ホーロー可変抵抗器である。この抵抗器は電流調整用である。【００２１】
図１のバッテリー充動用ブリッジ整流器１１には、３０Ａ、逆耐圧６００Ｖのシリコンが４個使用されている。【００２２】
（本発明の電動発電方法及び電動発電システムによる発電例）
本発明の電動発電方法は図１の発電システムを使用して次のように発電することができる。
（１）図１の始動用スイッチ３をＯＮにし、ＤＣモータスタート用抵抗器２の抵抗値を徐々に０に近づけていくと、１組目の電動発電機４のＤＣモータ４ａが回転を始め、その回転が数秒で電動発電機４のＡＣ発電機４ｂの同期速度（定格速度）に到達するとそのＡＣ発電機４ｂが回転し、発電を開始する。ＡＣ発電機４ｂの定格発電開始まで約３秒を要する。
（２）１組目の電動発電機４のＡＣ発電機４ｂが発電して電力を出力すると、その発電出力で２組目の電動発電機５のＡＣモータ５ａが回転し、そのモータ出力で電動発電機５のＡＣ発電機５ｂが定格発電を開始する。この定格発電開始までに約７秒を要する。
（３）前記状態で、２組目の電動発電機５のＡＣ発電機５ｂの発電圧力を交流電圧調整器７で調整して２００Ｖに設定し、可変抵抗器１０を調整して充電電流を１５Ａ〜２０Ａに設定する。
（４）前記ＤＣコンデンサＣへの充電後に供給電源切替スイッチ９を手動で素早くＤＣモータ駆動用整流器（ブリッジシリコンダイオード整流器）６側に切替える。この切替は非常に重要であり、１秒以下（０．数秒）の短時間で行うのがよい。そのため、供給電源切替スイッチ９には図１の手動切替式のメカスイッチではなく、サイリスタとかトランジスタ等の電子スイッチを採用して自動切替にするのが望ましい。サイリスタを使用する場合の自動切替スイッチについては図６に示し、その説明を後述する。
（５）供給電源切替スイッチ９を切替えると、ＤＣモータ４ａへの電力供給はそれまでの始動用バッテリー１から、ＤＣモータ駆動用整流器６からの整流器電源（ＤＣコンデンサＣへの充電電源）に切替えられ、その後は、その充電電源により１組目のＤＣモータ４ａが連続回転する。この運転は構成機器の機能劣化や損傷が発生しない限り恒久的に続くことが本件発明者の長期実験で確認された。
（６）前記１組目のＤＣモータ４ａの回転でＡＣ発電機４ｂが回転されて発電し、この出力電圧で２組目の電動発電機５のＡＣモータ５ａが回転し、ＡＣモータ５ａと同軸連結されている電動発電機５のＡＣ発電機５ｂが発電を開始する。ＡＣ発電機５ｂの最大負荷は３相、１１０Ａである。また電動発電機４のＤＣモータ４ａでＡＣ発電機４ｂの最大負荷は２８Ａである。これは電動発電機５のＡＣモータ５ａの負荷は別で、ＡＣモータ５ａを含めると全負荷は４９Ａ（３相）である。【００２３】
前記実施形態において始動用電源１にＡＣ電源ではなくＤＣバッテリーを使用して１組目のＤＣモータを回転させるのは次の理由による。発電機は回転数で発電するので始動用電源としてＡＣ電源を使用すると、その周波数の変動に伴ってＡＣモータの回転が不安定になり、ＡＣモータの回転力で回転して発電する発電機の発電出力も不安定になる。特に、負荷が大きくなってモータの回転数が発電機の定格速度を切ると（回転数が落ちると）、それより後の組の発電機も比例して回転速度が落ちてしまい、一旦落ちると復帰できず連続発電ができなくなる。また、ＡＣ電源のない場所では使用できない。これに対して、ＤＣモータの回転数は電圧変動によっては変化するが周波数の変化には関係ないため、電圧を一定に確保できればＤＣモータの回転数を一定にして安定した発電出力を得ることができる。このため前記実施形態ではＤＣ電源を使用した。しかし、ＡＣ電源であっても、周波数変動が少なく、実用化に耐え得る安定化電源等を確保することができれば、本発明の始動用電源としてＡＣ電源を使用し、始動用モータとしてＡＣモータを使用することも不可能ではない。【００２４】
（実験例１）
現在の常識では３．７ｋＷのＤＣモータで３．７ｋＷ以下の動力を得ることは出来るが、入力３．７ｋＷ以上の動力を得ることは不可能とされている。しかし、本発明の電動発電システム（図１の結線図）の実験では３．７ｋＷ（定格電流２５Ａ）入力で３相１５９Ａの取出に成功している。この実験の条件は次のとおりである。【００２５】
（１）図１の始動用バッテリー１として、日本国内バッテリーメーカー製のもの、１２Ｖ×１８個＝２１６Ｖを使用。
（２）図１の１組目の電動発電機４として、中国福安市所在のメーカー製のＤＣモータ４ａとＡＣ発電機４ｂが同軸連結された電動発電機を使用。ＤＣモータは３．７ｋＷ−２００Ｖ、ＡＣ発電機はＡＣ２４ｋＷ、２００Ｖ、３相。
（３）図１の２組目の電動発電機５として、中国福安市所在のメーカー製のＡＣモータ５ａとＡＣ発電機５ｂが同軸連結された電動発電機を使用。ＡＣモータは５．５ｋＷ−２００Ｖ、ＡＣ発電機はＡＣ２４ｋＷ、２００Ｖ、３相。
（４）実験用負荷として円錐の電解槽を使用。
（５）２００５年１月１９日〜２００５年１月２５日までの７日間連続と、２００５年２月５日に運転実験した。【００２６】
前記実験での１組目の電動発電機４の出力、２組目の電動発電機５の出力電流の実測値（各日運転時間中の平均値）は次のとおりであった。また、ＡＣ発電機５ｂの総合計出力（使用可能電流）は平均１２０Ａ（３相）であった。【００２７】
【表１】
2007026752.tif 000002
【００２８】
図１の始動用スイッチ３をＯＮにすると、３〜５秒後に１組目の電動発電機４のＡＣ発電機４ｂは発電を開始する。２組目の電動発電機５のＡＣモータ５ａは６〜７秒後に定格速度に到達し、２組目のＡＣ発電機５ｂは７〜８秒後に発電を開始する。即ち、前記始動用スイッチ３のＯＮから、ＡＣ発電機５ｂの発電までの所要時間は７〜８秒となる。条件によっては１０〜１５秒を要することもある。【００２９】
図１の始動用スイッチ３をＯＦＦにすると、１組目の電動発電機５のＡＣ発電機５ｂの出力停止は４〜５秒後となる。１組目の電動発電機４のＤＣモータ４ａの停止後から２〜３秒程度は１組目のＡＣ発電機４ｂの回転及び発電は停止することがない。この回転及び発電は発明者による数十回の実験により確認されている。このエネルギーはＤＣモータ４ａの回転力の慣性によるものであり、入力０エネルギーで発電したことになる。この電気エネルギーは７．５ｋW−２４ｋW／secのＡＣ発電機５ｂの場合、８０Ａ（１秒間の発電量は４０Ａ／sec、２秒間で８０Ａ／sec）、３相、２２０Ｖとなる。ちなみに、交流発電機の発電量は一般的に次式で表される。
【数１】
2007026752.tif 000003
【００３０】
前記のとおり、始動用スイッチ３のＯＮ時とＯＦＦ時の差が５〜７秒あるのは、ＯＮ時はＤＣモータ４ａが定格速度に達するまで少し長く時間がかかるが、ＯＦＦ時は停止に時間を要せず比較的早く停止することによる。しかし、ＯＦＦ時に直ちに停止しないのは回転力の惰性と残留エネルギーの存在を意味している。【００３１】
前記残留エネルギーの存在を確認するために、ブリッジ式シリコンダイオード整流器６の＋−間にＤＣ４００Ｖ、８４００ＭＦのＤＣコンデンサ（例えば電解コンデンサ）Ｃを入れて、供給電源切替スイッチ９のＯＦＦと同時に前記ＤＣコンデンサＣに通電してみると殆ど満充電に達していた。この残存エネルギーはＤＣモータ４ａの回転が連続している間は残存していることになる。【００３２】
更に、前記残存エネルギーを確認するため、始動用スイッチ３をＯＦＦにすると同時に前記ＤＣコンデンサＣ（２組目のＡＣ発電機５ｂの出力を整流したＤＣ電源が充電されている）のスイッチがＯＮになるようにしたところ、始動用スイッチ３のＯＦＦからＡＣ発電機５ｂの出力停止までの時間が３秒あった。これによりＤＣコンデンサＣが殆ど満充電されていたことが確認された。この確認によっても残存エネルギーが存在することも確認された。この残存エネルギーによって伝導ロス、発熱ロス、その他のロスが打消されて、ブリッジ式シリコンダイオード整流器６からＤＣモータ４ａに同時無接点切替えをすると、ＤＣモータ４ａは停止することなく回転し、１組目のＡＣ発電機４ｂによる発電−２組目のＡＣモータ５ａの回転−２組目のＡＣ発電機５ｂの発電が継続されて、発電システムの構成機器の故障発生がない限り自己発電によって永久的（恒久的）に回転し発電を続けることとなる。【００３３】
前記動作のうち、始動用スイッチ３をＯＮにしてからＡＣ発電機５ｂが発電するまでに通常７〜８秒、条件によっては１０〜１５秒要する。この現象を本件発明者は「進み現象」と呼び、１組目のＤＣモータ４ａの電源を切ってから２組目のＡＣ発電機５ｂが２〜２．５秒遅れて定格出力を停止する。この現象を発明者は「遅れ現象」と呼び、これに基づいて本発明を進遅理論による電動発電方法、電動発電システムと命名した。【００３４】
前記残存エネルギーを取出すための実験（確認）を図２の回路で行った。この実験では、１組目の電動発電機２０のスイッチをＯＮにしてから４組目のＡＣ発電機２３ｂが発電を開始するまでの所要時間は１５秒（１５秒遅れで発電）であり、１組目のＤＣモータ２０ａの消費電流は４０Ａとなり定格電流の倍となったが、４組目のＡＣ発電機２３ｂも正常に作動した。前記スイッチをＯＦＦにしたときの４組目のＡＣ発電機２３ｂの発電停止は７秒後（７秒遅れ）であった。電動発電機を２組直接接続した場合、前記スイッチＯＮ後の２組目のＡＣ発電機２１ｂのスタート時間は８秒で、前記スイッチＯＦＦ後の２組目の電動発電機２１ｂの停止は３．５秒後（遅れ時間３．５秒）であった。１組目の電動発電機２０のＤＣモータ２０ａのスタート電流は定格電流の５倍〜７倍必要となるため、電動発電機を１組のみ使用した場合は前記スイッチをＯＦＦにしても前記残存エネルギーの取出しは不可能であった。これら実験からわかるように１組目のモータ（５．５ｋＷ）を定格電流以下で作動させるための残存エネルギーを取出すためには電動発電機を２組以上直列接続して運転する必要があることが判明した。つまり、本発明の電動発電方法及び電動発電システムは２組以上の電動発電機を直列接続してスイッチをＯＮにした時の２組目（３組以上直列接続の場合は３組目以降のいずれかの組）の電動発電機の発電スタート（定格発電スタート）までの時間と、スイッチをＯＦＦにした時の２組目或いは３組目以降の組の電動発電機の発電停止までの遅れ時間差に基づいて発生する残存エネルギー（スイッチＯＦＦ後の回転による慣性エネルギー）に基づく発電を利用することによってのみ実現されるものである。なお、この慣性エネルギーは負荷に比例して減衰する。【００３５】
前記残存エネルギー（例えば、電力２４ｋｗ／sec、電流２００Ｖ、１２０Ａ）は図１の整流器（回路）で整流して、図１の始動用バッテリー１やＤＣコンデンサＣに充電して利用することが本発明では特に重要である。このＤＣコンデンサＣに充電時間の長い化学反応電池（バッテリー）を使用するのは実用化に不向きであり、充電時間が短い物理電池（例えば、電気二重層コンデンサ）が適する。電気二重層コンデンサは２以上の所望数を並列接続して容量を大きくして使用することもできる。その場合は接続する数に応じて電気四重層コンデンサ（２個並列接続）、電気六重層コンデンサ（３個並列接続）といったように２倍数になる。電気二重層コンデンサは物質の分極帯電を応用したもので、充電も硫酸バッテリーのように充電時間を長く必要とせず、数秒で満充電する特性を有している。つまり分極誘電は電圧を印加すると即分極して充電する特性を有している。このＤＣコンデンサＣとして２００Ｖ、１００００μＦを使用することにより、それに充電された残存エネルギーはＤＣモータを駆動させるだけの電力量がある。前記充電用物理電池には前記電気二重層コンデンサの他に、電解コンデンサ、分極電池、その他の充電時間の短い電池を使用することができる。【００３６】
（本発明の電動発電方法及び電動発電システムの実施形態２）
図３は本発明の電動発電システム及び電動発電方法の他の実施例である。図３の１組目の電動発電機２０のＤＣモータ２０ａは始動用スイッチ３のＯＮにより始動用バッテリー１（ＤＣ２１６Ｖ）から電源供給されて回転し、１組目のＡＣ発電機２０ｂが前記回転により回転して発電が開始される。その発電電力で２組目の電動発電機２１のＡＣモータ２１ａが回転し、２組目のＡＣ発電機２１ｂがこの回転に同期回転して発電される。始動用スイッチ３のスイッチＯＮ後の２組目のＡＣ発電機２１ｂの発電開始は約８秒後であり、スイッチＯＦＦ後の２組目のＡＣ発電機２１ｂの発電停止は３．５秒後であった。この３．５秒の残存エネルギーは電力に換算するとＤＣ３．７ｋＷのモータの起電力に相当する。この残存エネルギーは図３の整流器６で整流されてＤＣコンデンサ（例えば、電気二重層コンデンサ）Ｃに充電される。１組目のＡＣ発電機２１ｂが自己発電したら始動用スイッチ３を切替えてＤＣコンデンサＣの充電電源（整流器電源）が１組目のＤＣモータ２１ａに供給されるようにする。切替え時のスタート電力は大であるためコンデンサＣに充電されている残存エネルギー（電力）を開放して回転を連続させることになる。前記ＤＣコンデンサＣは平滑用兼用でもある。【００３７】
（実験例２）
本発明の実験を図４の回路構成で行った。この回路構成は図３の回路からＤＣコンデンサＣを外したものである。この回路構成ではＤＣモータを連続運転に切替えることは困難であった。それは始動用バッテリー１で回転しているＤＣモータ２０ａへの電力供給を整流器６からの整流電源ＤＣに切替えた場合、切替え時間の数秒間でも異種電源にすると静止スタート時の１０分の１位のスタート電流が必要となり、この電力を整流電源より取込むと負荷が大きくなって、ＡＣ発電機２０ｂを回転させているＤＣモータ２０ａが停止してしまうことによる。しかし、図３のようにＤＣコンデンサＣを入れるとそれに残存エネルギーが充電され、異種電源切替時にＡＣ発電機２１ｂの負荷を大きくすることなくＤＣコンデンサＣの充電電力で回転を持続させることが可能である。つまり、ＤＣコンデンサに充電された残存エネルギーによって連続運転が可能になる。【００３８】
前記、異種電源切替時間は数秒であるが、切替時間に消化される電力は大きく数１０Ａが１秒以内に消費されるので、整流電源に数１０Ａの負荷が１秒以内でもかかるとＡＣ発電機２１ｂは停止するが、ＤＣコンデンサＣに数１０Ａの容量が充電されていれば、これが解消されてＤＣモータ２１ａは回転が持続される。つまり、ＤＣコンデンサＣに充電された電力はコンデンサの誘電緩和時間によって異なるが数分は放電されずに蓄電されるので、切替時間が数秒以内であれば十分対応出来、回転力を持続することは可能であり、また回転が連続に移行してから、負荷が大きくなっても、そのとき消費される電力はコンデンサの充電力によって補われて連続運転は続行される。【００３９】
恒久回転を得るためには、ＡＣ電動発電機において、先ず導体磁場をつくるための導体の抵抗が０Ωになり、回転ロス、伝導ロスを０にするか又はこれらのロスが全部０になるだけのエネルギー（後者のロス全てを補償し得るエネルギー）が存在すれば可能になる。本発明は電動発電機を２組以上直列接続することによって残存エネルギーを発生させ、この残存エネルギーを前記補償エネルギーとすることによって、発電システム構成部品（機器）が劣化、損傷しない限り恒久運転可能である。【００４０】
残存エネルギーは回転力や圧力で保存することは出来ないが、ＤＣの電力エネルギーに変換すればコンデンサに蓄電して、ある時間に限り保存できる。蓄電された電気エネルギーは前記のように、異種電源切替時の切替電源エネルギーとして使用し、自己発電、電力を還元して恒久回転力に変えることができる。【００４１】
恒久発電（永久発電）は抵抗値０Ωでない限り実現不能である。そのためには絶対０度の極低温領域でのみ、アルミニウム合金等で０Ω導体を使用して発電することによって可能であるが、常温常圧下においての永久発電は不可能とされている。しかし、本発明では前記のとおり、０Ωに変わり得る補償が出来るため、常温常圧下においても永久発電が可能である。【００４２】
（本発明の電動発電方法及び電動発電システムの実施形態３）
本発明では図５のように、２組目以降のモータをＤＣモータとすることもできる。しかし、ＤＣモータは始動時の消費電力が多いため、１組目のＡＣ発電機４ｂの出力を直接２組目のＤＣモータ４０ａ（図１の５ａに相当）に入力したのでは過負荷となって電流不足になりＤＣモータ４０ａの回転が停止するおそれがある。電流不足にならないようにするためには１組目のＡＣ電動発電機４ｂの３相出力のうちの２相にブリッジ整流器４１を入れ、その整流出力をＤＣコンデンサ（例えば、電気二重層コンデンサ）Ｃに充電し、その充電電力が自動可変抵抗器４２を通して２組目のＤＣモータ４０ａに入力されるようにするのがよい。このようにすれば２組目のＤＣモータ４０ａの始動時及び過負荷時に自動可変抵抗器４２の抵抗値が自動的にコントロールされるため２組目のＤＣモータ４０ａが停止することなく連続回転可能となる。前記ＡＣ発電機４ｂは３相出力のうち前記整流に使用されない１相（単相）が残り多に使用可能となる。本件発明者の実験によれば、前記のようにブリッジ整流器４１を入れ、その整流出力をＤＣコンデンサ（例えば、電気二重層コンデンサ）Ｃに充電し、自動可変抵抗器４２を入れてスタート時及び過負荷時にＤＣモータに供給される電流をコントロールすれば、ＤＣモータ併用の電動発電機（ＤＣモータ＋ＡＣ発電機）を無限台数接続可能であり、取出し電力は１組目がＤＣモータ、２組目以降がＡＣモータの場合よりも１０％以上高くなるが、整流器、コンデンサＣ、自動可変抵抗器が夫々のＤＣモータ毎に必要になるため製造コストが２０％以上高くなった。【００４３】
（本発明の発電システムにおける自動切替装置の実施形態）
図１の手動式の供給電源切替スイッチ９をサイリスタを用いた自動切替式にするためには図６の構成とすることができる。図６における自動切替スイッチ５０の回路構成の一例は図７のようにすることができる。図７の自動切替スイッチ５０は２つのサイリスタＳＲ１、ＳＲ２（例えば共に２００Ａ）、２つのリレーＲ１、Ｒ２（例えば共にＡＣ２００Ｖ）、ブリッジ整流器６、平滑兼充電用のＤＣコンデンサ（例えば電気二重層コンデンサ：例えば２２０Ｖ、１５００μＦＤ）Ｃ、直流表示用ランプＰＬ１、交流表示用ランプＰＬ２（例えば共にＬＥＤ）を備えている。【００４４】
図７において、入力端子ａからＤＣ電源（図１の始動用バッテリー１の電源）が入力されると、リレーＲ１の可動接点Ｒ１ａ−サイリスタＳＲ１のゲートに電流が流れ、サイリスタＳＲ１が導通して１組目のＤＣモータ４ａ（図６）に始動用バッテリー１からのＤＣ電流が流れる。このとき、ＤＣ電源の電流が入力端子ａから直流表示用ランプＰＬ１（図７）−リレーＲ１の可動接点Ｒ１ｂに流れて直流表示用ランプＰＬ１が点灯して入力端子ａからＤＣ電源が１組目のＤＣモータ４ａに供給されていることが表示される。【００４５】
１組目のＤＣモータ４ａ（図６）の定格回転により１組目のＡＣ発電機４ｂ（図６）が発電し、その発電で２組目のＡＣモータ５ａ（図６）が回転され、その回転で２組目のＡＣ発電機５ｂ（図６）が発電し、その出力が図７のＡＣ３相出力端子ｂに入力し、ブリッジ整流器６（図７）で整流され、ブリッジ整流器６のＤＣコンデンサＣで平滑化され、平滑化されたＤＣ電流が同コンデンサＣに充電される。【００４６】
前記充電後はＤＣコンデンサＣの充電電流が２つのリレーＲ１、Ｒ２（図７）のコイルに流れて可動接点Ｒ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂが切替わり、前記充電電流がサイリスタＳＲ２のゲートに入力され、サイリスタＳＲ２が導通し、コンデンサＣの充電電流（ＤＣ電流）がＤＣモータ４ａ（図６）に供給される。即ち、２組目のＡＣ発電機５ｂでの発電開始後は、図７の入力端子ａの始動用電源からの電源供給から、ＤＣコンデンサＣからの電源供給に自動的に切替わり、ＤＣモータ４ａへの電源供給が続行される。このとき直流表示用ランプＰＬ１（図７）が消灯し、交流表示用ランプＰＬ２（図７）が点灯して、ＤＣコンデンサＣからの給電に切替わったことが表示される。前記ランプＰＬ１、ＰＬ２はＬＥＤとすることができる。
【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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【国際調査報告】
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