(57)【要約】【課題】重い物を高い所から落とすことにより、位置エネルギを運動エネルギに変えて発電機を駆動し、電気エネルギを発生させ、発生された誘導電流により重い物を搬送する重力発電装置を提供する。【解決手段】重力発電装置１は、１組の多数の重力物体１０２、発電機１０６、ベルトコンベア１０１及びベルトコンベア動力供給機構１０３を備える。１組の多数の重力物体１０２は、それぞれ磁性を有する。発電機１０６は、１組の多数の重力物体１０２が重力により重力軌道１０２１を通り、発電機１０６のロータを回転させて電力を発生させる。ベルトコンベア１０１は、重力物体１０２のそれぞれを最低地点Ａから最高地点Ｂへ搬送し、重力により重力軌道１０２１へ通す。ベルトコンベア動力供給機構１０３は、ベルトコンベア１０２へ動力を供給する。【選択図】図１
2012021521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１組の多数の重力物体、発電機、ベルトコンベア及びベルトコンベア動力供給機構を備える重力発電装置であって、
１組の多数の前記重力物体は、それぞれ磁性を有し、
前記発電機は、１組の多数の前記重力物体が重力により重力軌道を通り、前記発電機のロータを回転させて電力を発生させ、
前記ベルトコンベアは、前記重力物体のそれぞれを最低地点から最高地点へ搬送し、重力により前記重力軌道へ通し、
前記ベルトコンベア動力供給機構は、前記ベルトコンベアへ動力を供給し、前記重力軌道が有する重力伝動機構により、前記重力物体のそれぞれを高所で前記重力伝動機構と係合させ、重力により前記重力伝動機構が下方へ引っ張られ、前記発電機の前記ロータを駆動させること、
を特徴とする重力発電装置。
【請求項２】
１組又は多数組の多数の磁性部材をさらに備え、
前記磁性部材は、前記重力軌道に対して平行に配置され、
前記磁性部材には、コイルが巻回され、多数の前記磁性部材の前記コイルが互いに直列に接続されることにより、前記重力物体のそれぞれが前記重力軌道を通る際、多数の前記磁性部材が発生させる磁束量を変化させ、前記磁性部材それぞれの前記コイルに誘導電流を発生させ、直列接続の前記コイルに電磁誘導電流を発生させ、直列接続の前記コイルを前記ベルトコンベア動力供給機構に接続し、前記ベルトコンベア動力供給機構に電磁誘導電流を供給すること、
を特徴とする請求項１に記載の重力発電装置。
【請求項３】
多数組の多数の前記重力物体と多数の前記重力軌道とを互いに並列に配列し、１組の多数の前記重力物体が１つの前記重力軌道に対応し、互いに隣接した各組の前記重力物体が交互に前記ロータを引っ張ることにより、前記ロータに均一な力を与えて前記発電機を駆動させ、
前記重力伝動機構と係合された伝動ギアは、前記発電機の前記ロータを回転させ、
前記発電機は、多数組の前記伝動ギアを有し、１組の前記伝動ギアは、１組の前記重力伝動機構に対応し、前記重力伝動機構それぞれの回転により、各組の前記伝動ギアを駆動して前記ロータを回転させ、前記発電機の個数が１つ又は複数であること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の重力発電装置。
【請求項４】
互いに並列するように配置された各組の多数の前記重力物体に対して、前記ベルトコンベア及び前記重力伝動機構をそれぞれ有し、
前記重力軌道それぞれの両側には、１組の多数の前記磁性部材がそれぞれ配置されていること、
を特徴とする請求項３に記載の重力発電装置。
【請求項５】
前記重力物体それぞれの各組の磁性積層重力部材の間には、前記磁性部材それぞれを通す通過空間が形成され、各組の前記磁性積層重力部材に隣接し、対向した側部が異なる磁極を有すること、
を特徴とする請求項３に記載の重力発電装置。
【請求項６】
前記重力物体の重量、前記ベルトコンベアの長さ又は前記ベルトコンベアの最高地点の高さを変えることにより、前記発電機の発電量を調整し、
多数の前記磁性部材と前記重力物体との間の距離を小さくしたり、多数の前記磁性部材と前記重力物体との間の磁性を大きくしたりすることにより、コイル上に発生する電磁誘導電流を大きくすること、
を特徴とする請求項１に記載の重力発電装置。
【請求項７】
前記重力物体それぞれは、前記ベルトコンベアを介して落下地点から平行移動した後、最高地点まで斜めに搬送され、
前記重力物体それぞれは、前記ベルトコンベアに係合される係合部材を有し、
前記重力伝動機構が重力軌道チェーンであること、
を特徴とする請求項１に記載の重力発電装置。
【請求項８】
前記係合部材は、前記ベルトコンベア上に設けられた横杆に係合され、前記ベルトコンベアにより駆動される凹体であり、
前記重力物体は、外表面に多数の凸体を有し、
前記凸体により、前記重力物体それぞれと前記横杆とが外れて最高地点から落ちるとき、前記重力伝動機構に係合された多数の前記凸体が重力方向で運動し、前記発電機の前記ロータを回転させること、
を特徴とする請求項７に記載の重力発電装置。
【請求項９】
前記重力物体のそれぞれは、多数組の磁性積層重力部材を有し、
各組の前記重力物体は重心が下部に位置し、下から上方向へかければ、磁性を有する重層と、磁性を有する軽層と、磁性を有さない係合部材とを有し、
前記重力物体それぞれの多数組の前記磁性積層重力部材の間は、凹層により接続され、
前記重力物体のそれぞれは、等間隔で配置され、前記重力軌道の循環周期に通る位置が変化しないこと、
を特徴とする請求項１に記載の重力発電装置。
【請求項１０】
前記重力物体が最高地点で壁面に当接された後も前記ベルトコンベアが平行に移動し続けることにより係合部材と横杆とを外し、前記重力物体及び前記係合部材を前記ベルトコンベアから外すこと、
を特徴とする請求項９に記載の重力発電装置。
【請求項１１】
多数の前記発電機に接続され、前記発電機が故障しているか否かを検出するマイクロスイッチと、
前記マイクロスイッチに接続されたバックアップ発電機と、をさらに備え、
多数の前記発電機が故障し、前記マイクロスイッチがトリガされた後、非常に短い時間に前記バックアップ発電機が起動されること、
を特徴とする請求項１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。
【背景技術】
【０００２】
電力は人々の日常生活にとって必要不可欠なエネルギ源であり、各種産業も電力供給がなければ発展することができない。
【０００３】
一般に発電機の動作原理は、電磁石又は永久磁石により形成された磁場に、巻回した導電線を設置し、磁場の中でコイルを回転軸により回転させ、コイルが巻き付けられた領域が磁場を横切ることにより誘導起電力が発生し、導電線に誘導電流が発生する。
【０００４】
発電所で使用する発電機は、発生する誘導電流が非常に大きいため、上述したような一般の発電機とは構造が大きく異なる。図６を参照する。図６に示すように、従来技術による発電所で使用される発電機の構造は、回転軸として用いるロータ６０１が永久磁石又は電磁石６０１１を上に有し、固定子として用いる導電線が巻回された環状磁芯６０２が周設され、回転軸によりロータ６０１が回転されると、固定子６０２に巻回された導電線に誘導電流が発生する。実際に発電機で発電する際は、回転軸の動力として様々なエネルギー源を利用することができる。
【０００５】
しかし、従来の発電方式には、以下（１）〜（４）の問題点がある。
（１）エネルギ源が将来枯渇したり、取得にかかるコストが高い（例えば、火力発電）。
（２）取り返しのつかないほど自然環境を汚染させる可能性がある（例えば、原子力発電）。
（３）特殊な環境条件に頼る必要があり、人為的な方式により発電量を制御することが困難である（例えば、水力発電及び風力発電）。
（４）自然災害が発生したときのリスクが高く、発電における管理が困難である（例えば、原子力発電所における放射能漏れや放射性廃棄物の処理など）。
【０００６】
例えば、火力発電は、石油又は石炭を燃料として大量に消費するため、燃料にかかるコストが高い上、燃料の運送及び燃焼により排出される排気ガスを処理することが困難である。また、過度の開発により石油及び石炭が枯渇する虞がある。また、水力発電の場合、エネルギ源として高所から低所へ流れる大量の水を利用するが、天候に左右される降水量を制御することが困難であるため（例えば、台湾の気候は、冬の降水量は少なく、夏の降水量が多い）、消費電力がピークのときに十分な電力を供給することができない虞がある。また、原子力発電は、放射能が漏れる虞がある上、ウランの埋蔵量も少ない。風力発電機は、風力が強い地域又は季節のときにしか使用することができない上、風力発電機の羽根が損壊しないように、風速が所定範囲のときにしか使用できない。
【０００７】
環境を保護しながら半永久的に使用でき、未だ普及していない発電方式としては、太陽光発電、潮力発電、海洋温度差発電、地熱発電、バイオマス発電などがある。これらの発電方式は、自然の力を直接利用し、環境を汚染させることが少ない上、エネルギ源が将来枯渇する虞もない。しかし、発電機のエネルギ源が特定の地理領域又は環境条件により左右される。人為的な方法により、ピーク時間帯及びオフピーク時間帯の発電量を制御することは困難であるため、発電量が不足したり多すぎたりし、安定した供給電力が必要な産業にとって、理想的な発電方式ではない。また、このような特殊な発電所は建設コストが高く、経済性が好ましくない。
【０００８】
そのため、エネルギ源が安定し、環境を汚染させず、産業の経済性が高い上、様々な地理環境の条件下でも使用でき、産業の発展に役立つ発電方式が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主な目的は、重い物を高い所から落とすことにより、位置エネルギを運動エネルギに変えて発電機を駆動し、電気エネルギを発生させ、発生された誘導電流により重い物を搬送する重力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、１組の多数の重力物体、発電機、ベルトコンベア及びベルトコンベア動力供給機構を備える重力発電装置であって、１組の多数の前記重力物体は、それぞれ磁性を有し、前記発電機は、１組の多数の前記重力物体が重力により重力軌道を通り、前記発電機のロータを回転させて電力を発生させ、前記ベルトコンベアは、前記重力物体のそれぞれを最低地点から最高地点へ搬送し、重力により前記重力軌道へ通し、前記ベルトコンベア動力供給機構は、前記ベルトコンベアへ動力を供給し、前記重力軌道が有する重力伝動機構により、前記重力物体のそれぞれを高所で前記重力伝動機構と係合させ、重力により前記重力伝動機構が下方へ引っ張られ、前記発電機の前記ロータを駆動させることを特徴とする重力発電装置が提供される。
【００１１】
１組又は多数組の多数の磁性部材をさらに備え、前記磁性部材は、前記重力軌道に対して平行に配置され、前記磁性部材には、コイルが巻回され、多数の前記磁性部材の前記コイルが互いに直列に接続されることにより、前記重力物体のそれぞれが前記重力軌道を通る際、多数の前記磁性部材が発生させる磁束量を変化させ、前記磁性部材それぞれの前記コイルに誘導電流を発生させ、直列接続の前記コイルに電磁誘導電流を発生させ、直列接続の前記コイルを前記ベルトコンベア動力供給機構に接続し、前記ベルトコンベア動力供給機構に電磁誘導電流を供給することが好ましい。
【００１２】
多数組の多数の前記重力物体と多数の前記重力軌道とを互いに並列に配列し、１組の多数の前記重力物体が１つの前記重力軌道に対応し、互いに隣接した各組の前記重力物体が交互に前記ロータを引っ張ることにより、前記ロータに均一な力を与えて前記発電機を駆動させ、前記重力伝動機構と係合された伝動ギアは、前記発電機の前記ロータを回転させ、前記発電機は、多数組の前記伝動ギアを有し、１組の前記伝動ギアは、１組の前記重力伝動機構に対応し、前記重力伝動機構それぞれの回転により、各組の前記伝動ギアを駆動して前記ロータを回転させ、前記発電機の個数が１つ又は複数であることが好ましい。
【００１３】
互いに並列するように配置された各組の多数の前記重力物体に対して、前記ベルトコンベア及び前記重力伝動機構をそれぞれ有し、前記重力軌道それぞれの両側には、１組の多数の前記磁性部材がそれぞれ配置されていることが好ましい。
【００１４】
前記重力物体それぞれの各組の磁性積層重力部材の間には、前記磁性部材それぞれを通す通過空間が形成され、各組の前記磁性積層重力部材に隣接し、対向した側部が異なる磁極を有することが好ましい。
【００１５】
前記重力物体の重量、前記ベルトコンベアの長さ又は前記ベルトコンベアの最高地点の高さを変えることにより、前記発電機の発電量を調整し、多数の前記磁性部材と前記重力物体との間の距離を小さくしたり、多数の前記磁性部材と前記重力物体との間の磁性を大きくしたりすることにより、コイル上に発生する電磁誘導電流を大きくすることが好ましい。
【００１６】
前記重力物体それぞれは、前記ベルトコンベアを介して落下地点から平行移動した後、最高地点まで斜めに搬送され、前記重力物体それぞれは、前記ベルトコンベアに係合される係合部材を有し、前記重力伝動機構が重力軌道チェーンであることが好ましい。
【００１７】
前記係合部材は、前記ベルトコンベア上に設けられた横杆に係合され、前記ベルトコンベアにより駆動される凹体であり、前記重力物体は、外表面に多数の凸体を有し、前記凸体により、前記重力物体それぞれと前記横杆とが外れて最高地点から落ちるとき、前記重力伝動機構に係合された多数の前記凸体が重力方向で運動し、前記発電機の前記ロータを回転させることが好ましい。
【００１８】
前記重力物体のそれぞれは、多数組の磁性積層重力部材を有し、各組の前記重力物体は重心が下部に位置し、下から上方向へかければ、磁性を有する重層と、磁性を有する軽層と、磁性を有さない係合部材とを有し、前記重力物体それぞれの多数組の前記磁性積層重力部材の間は、凹層により接続され、前記重量物体のそれぞれは、等間隔で配置され、前記重力軌道の循環周期に通る位置が変化しないことが好ましい。
【００１９】
前記重力物体が最高地点で壁面に当接された後も前記ベルトコンベアが平行に移動し続けることにより係合部材と横杆とを外し、前記重力物体及び前記係合部材を前記ベルトコンベアから外すことが好ましい。
【００２０】
多数の前記発電機に接続され、前記発電機が故障しているか否かを検出するマイクロスイッチと、前記マイクロスイッチに接続されたバックアップ発電機と、をさらに備え、多数の前記発電機が故障し、前記マイクロスイッチがトリガされた後、非常に短い時間に前記バックアップ発電機が起動されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の重力発電装置は、発電コストが安く、メインテナンスが容易であり、重量を変えることにより発電量を自在に調整することができる上、環境を全く汚染させず、様々な地理環境や天然資源に乏しい地域で利用して産業の発展にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による重力発電装置の発電機のなかの１組のロータを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による重力発電装置の発電機のなかの５組のロータを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による重力発電装置の発電機のなかの１組のロータを示す側面図である。
【図４】（ａ）本発明の一実施形態による重力発電装置のベルトコンベアを示す斜視図である。（ｂ）本発明の一実施形態による重力発電装置の上部を示す一部断面図である。（ｃ）本発明の一実施形態による重力物体と磁性円筒体との対応関係を示す側面図である。（ｄ）本発明の一実施形態による重力物体と磁性円筒体との対応関係を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態による重力物体と磁性円筒体との対応関係を示す斜視図である。
【図６】従来の発電所で使用する発電機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
図１を参照する。図１に示すように、本発明の一実施形態による重力発電装置１は、汚染されたり外界の影響を受けたりしないように、チャンバ１０内に配置されている。図１は、チャンバ１０の側面部の１つを外し、重力発電装置１の内部構造を見えるようにしたときの状態を示す。図１に示すように、重力発電装置１は、１組の多数の重力物体１０２、発電機１０６、ベルトコンベア１０１及びベルトコンベア動力供給機構１０３を有する。各重力物体１０２は、多数組の磁性積層重力部材１０２８をそれぞれ有する。発電機１０６は、１組の多数の重力物体１０２が重力により重力軌道１０２１を通り、発電機１０６の伝動ギア１０９を回転させて発電を行うために用いる。ベルトコンベア１０１は、各重力物体１０２が重力により最高地点Ｂから重力軌道１０２１を通って搬送された後、最低地点Ａから最高地点Ｂへ搬送させるために用いる。ベルトコンベア動力供給機構１０３（本実施形態ではベルトコンベアモータである）は、ベルトコンベア１０１へ動力を供給するために用いる。多数の磁性部材１０４（本実施形態では磁性円筒体であるが、他の実施形態では磁性長方体でもよい）は、重力軌道１０２１の周囲に配置され、磁性部材１０４の表面に巻回したコイル１０５を有し、各重力物体１０２が重力軌道１０２１を通るときに、多数の磁性部材１０４の磁束量を変化させ、コイル１０５に誘導電流を発生させ、ベルトコンベア動力供給機構１０３に電磁誘導電流を供給する。重力物体１０２が最低地点Ａに達してから、所定距離で平行移動すると、傾斜プレート１１の上面に当接されるが、傾斜プレート１１の上面が平滑であるため、重力物体１０２を引き上げる際に発生する摩擦抵抗力を減らし、重力物体１０２を引き上げる際に必要な力が小さくてすむようにする。重力物体１０２の上端部には、ベルトコンベア１０１により平行移動させたり、上方へ引き上げたりする際に、ベルトコンベア１０１上の横杆１０８に係合させる凹体１２０が設けられている（図３及び図４（ａ）に示す）。重力物体１０２は、外表面に多数の凸体１０２４を有する。凸体１０２４は、最高地点（Ｂ）で重力軌道１０２１の重力伝動機構１０２３に係合され始め、各重力物体１０２を重力伝動機構１０２３へ係合してから、重力により重力伝動機構１０２３を下方へ引っ張る。各重力伝動機構１０２３は、発電機１０６の伝動ギア１０９に対応させ、重力伝動機構１０２３により伝動ギア１０９を駆動して発電機１０６を回転させる。本実施形態の重力伝動機構１０２３はチェーンである。
【００２５】
図２を参照する。図２に示すように、本発明の一実施形態による重力発電装置は、１組の重力物体１０２の数は１４個である。各重力物体１０２の重量は、０．３トンであり、同一組の２つの重力物体１０２の間隔は約１ｍである。各組の多数の重力物体１０２は、重力軌道１０２１、ベルトコンベア１０１及び重力伝動機構１０２３をそれぞれ有する。並列に配列された５組の重力物体１０２は、１つの発電機１０６を駆動し、定格電力（３．８５ＭＷ）で駆動される。互いに隣接した各組の重力物体１０２は、交互にロータを引っ張ることにより、ロータに均一な力を与えて発電機１０６を駆動させる。ロータが多数組の重力物体１０２によりスムーズに交互に引っ張られるため、重力物体１０２が配列順で落下し、ロータを同じ方向で回転させ続けることができる。
【００２６】
図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態による重力発電装置１の上部を示す側面図である。図３に示すように、重力物体１０２が最低地点Ａまで落下し、所定距離で平行移動すると、最高地点Ｂまで引っ張られた後、重力物体１０２は、その外表面に設けられた凸体１０２４が重力伝動機構１０２３の凹孔１０２５に係合され、重力軌道１０２１を介して下方へ移動し、発電機１０６の伝動ギア１０９を駆動する。重力物体１０２が下方へ移動すると、重力物体１０２の２組の磁性積層重力部材１０２８間の通過空間１０２９を磁性円筒体１０４が通り、磁性円筒体１０４の表面に巻回されたコイル１０５の磁束量が変化し（図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示す）、コイル１０５中に誘導電流が発生する。そして、下端の磁性円筒体１０４が通過空間１０２９を通ることにより、この誘導電流はベルトコンベア動力供給機構１０３に電流が供給され続ける。
【００２７】
重力物体１０２が重力伝動機構１０２３の最も低い地点（最低地点Ａ）まで下降すると、重力伝動機構１０２３から離れてベルトコンベア１０１上に移動し、再びベルトコンベア１０１により最低地点Ａから平行移動した後、斜め方向で最高地点Ｂまで搬送され、次の循環を始める。
【００２８】
以下、本発明の一実施形態による重力発電装置の詳細な駆動方式を図４（ａ）〜図４（ｄ）に基づき説明する。
【００２９】
図４（ａ）を参照する。図４（ａ）に示すように、ベルトコンベア１０１は、互いに平行な２本のチェーン１０１１を有する。横杆１０８は、２つのチェーン１０１１上に設けられたフランジ支持部材１０１３間に掛け渡すために、両端にベアリング１０１２が配置されている。横杆１０８は、重力物体１０２の凹体１２０に位置合わせされて係合されると、重力物体１０２がベルトコンベア１０１に固定されて搬送される。このように、重力物体１０２の凹体１２０に横杆１０８が係合されると、ベアリング１０１２によりベルトコンベア１０１の水平部位及び斜面部位を移動する際も重力物体１０２が固定され続け、反転することを防ぐことができる。
【００３０】
図４（ｂ）を参照する。図４（ｂ）は、本発明の一実施形態による重力発電装置１の上部を示す。ベルトコンベア１０１は、重力物体１０２を最高開始地点Ｃまで搬送した後、ベルトコンベア１０１の壁面１０７の内側の垂直面に当接されるまで、重力物体１０２が水平移動し続ける。壁面１０７に重力物体１０２が当接された後もベルトコンベア１０１、フランジ支持部材１０１３及び横杆１０８が水平移動し続けると、重力物体１０２が横杆１０８から外れ、重力物体１０２の外表面に設けられた凸体１０２４により、重力伝動機構１０２３と係合されて重力方向に移動し（即ち、下向きに移動する）、発電機１０６の伝動ギア１０９が回転される。重力伝動機構１０２３と壁面１０７との間の垂直空間は重力軌道１０２１である。重力物体１０２が重力伝動機構１０２３に沿って下方へ移動することにより、重力伝動機構１０２３が回転し、発電機１０６の伝動ギア１０９を駆動させる。本実施形態では、好ましくは多数の重力物体１０２が等間隔で配置され、一定の速度で発電機１０６を駆動させることが好ましい。また、重力物体１０２の位置は、重力軌道を通る循環周期によっても変化しない。
【００３１】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）を参照する。図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、多数の重力物体１０２と多数の磁性円筒体１０４との相対運動により、ベルトコンベア動力供給機構１０３に供給する誘導電流を発生させる方法を示す。多数の磁性円筒体１０４は、重力軌道１０２１の２組の磁性積層重力部材１０２８間の通過空間１０２９に配置され、本実施形態では、この箇所に磁性積層重力部材１０２８が２組配置されているが、２組以上配置したり、対応するように２組以上の磁性円筒体を配置したりしてもよい。各磁性円筒体１０４は、表面にコイル１０５が巻回されて巻線コイルが形成され、各側部の各巻線コイルは、接線により接続され、１組のベルトコンベア接線セット１０２６が形成される。各組の磁性積層重力部材１０２８中の各磁性円筒体の左右両端が有する磁極はそれぞれ異なる。図４（ｃ）では、左側がＮ極であり、右側がＳ極である。そのため、磁性円筒体１０４が通過空間１０２９を通ると、磁性円筒体１０４は、左側にＮ極が誘導され、右側にＳ極が誘導されて磁場が誘導されるため、各磁性円筒体１０４の磁束量に変化が発生する。そのため、コイル１０５上に誘導起電力が発生し、誘導起電力をコイル１０５の抵抗で除算すると、コイル１０５上の誘導電流を算出することができる。また、１組の多数の重力物体１０２の重力軌道１０２１の両側のベルトコンベア接線セット１０２６をベルトコンベア動力供給機構１０３に接続し、コイル１０５上に発生した誘導電流をベルトコンベア動力供給機構１０３へ供給してもよい。
【００３２】
コイル１０５上に発生する誘導起電力は、数式（１）で表すことができる。
【００３３】
【数１】
2012021521.tif 000003
【００３４】
ここで、負の符号は、コイル１０５を通る磁束量の変化に抵抗するために誘導起電力を発生させることを表し、ｎは、コイル１０５の巻数を表す。
【００３５】
磁束量の変化は、数式（２）で表すことができる。
【００３６】
【数２】
2012021521.tif 000004
【００３７】
ここで、Ｂは、磁性円筒体１０４の磁極と重力物体１０２の磁極との間に発生する磁場の大きさを表す。Ａは、コイル１０５の面積を表す。θは、コイル１０５と磁場とのなす角度を表す。ωは、コイル１０５の回転角速度を表す。本実施形態では、コイルの面積に変化がなく、コイル１０５が回転しないため（角速度は０である）、上述の数式は、数式（３）のように書き換えることができる。
【００３８】
【数３】
2012021521.tif 000005
【００３９】
また、誘導起電力の数式に代入すると、誘導起電力は、数式（４）で表すことができる。
【００４０】
【数４】
2012021521.tif 000006
【００４１】
誘導起電力をコイル１０５の抵抗値で除算すると、コイル１０５上の誘導電流を算出することができる。この誘導電流がベルトコンベア接線セット１０２６を介してベルトコンベア動力供給機構１０３に供給され、ベルトコンベア１０１に動力を供給したり、余分な電力を発電機１０６へ送って保存したりすることができる。また、多数の磁性円筒体１０４と重力物体１０２との間の距離を小さくしたり、多数の磁性円筒体１０４と重力物体１０２との間の磁性を大きくしたりすることにより、コイル１０５上に発生する電磁誘導電流を大きくすることができる。
【００４２】
さらに、発生した誘導電流が不足し、ベルトコンベア動力供給機構１０３が重力物体１０２をベルトコンベア１０１に沿って搬送することができない場合、ベルトコンベア動力供給機構１０３に必要な動力を発電機１０６により供給してもよい。
【００４３】
図２を再び参照する。図２に示すように、本発明の他の実施形態による重力発電装置は、並列に配列された多数組の多数の重力物体１０２を有する。各組の多数の重力物体１０２は、重力軌道１０２１、ベルトコンベア１０１及び重力伝動機構１０２３をそれぞれ有する。各重力軌道１０２１は、多数の磁性円筒体１０４をそれぞれ有する。発電機１０６は、多数組の伝動ギア１０９，１０９１，１０９２，１０９３，１０９４を有し、多数組の伝動ギア１０９，１０９１，１０９２，１０９３，１０９４が多数組の重力伝動機構１０２３により駆動されると、発電機１０６の回転速度が正常に維持される。
【００４４】
さらに他の実施形態では、重力発電装置がさらに多数の発電機１０６を有し、それぞれに対応した多数の重力物体１０２、ベルトコンベア１０１、ベルトコンベア動力供給機構１０３及び多数の磁性円筒体１０４を設けてさらに多くの電力を供給してもよい。多数の発電機１０６を配置する場合、多数の発電機１０６に接続されたマイクロスイッチと、マイクロスイッチに接続された１組又は２組のバックアップ発電機とを付加的に設置してもよい。バックアップ発電機は、通常、起動されないが、多数の発電機１０６が故障し（即ち、回転が停止する）、マイクロスイッチがトリガされた後、非常に短い時間（約１〜２秒間）でバックアップ発電機が起動されるため、電力供給が中断されることがない。
【００４５】
図５を参照する。図５は、本実施形態の重力物体１０２と磁性円筒体１０４との対応関係を示す。重力物体１０２は、凹体１２０及び凸体１０２４を有する多層構造であり、図５が示す３層構造は、単なる一例であり、本発明がこの態様だけに限定されるわけではない。この多層構造の各層は、それぞれＮ極及びＳ極を有する。図５に示すように、本実施形態の３層構造は、左側がＮ極であり、右側がＳ極であるが、左側をＳ極にして、右側をＮ極にしてもよい。磁性円筒体１０４と重力物体１０２との間隔は、磁性円筒体１０４と重力物体１０２との間の磁場の大きさと反比例の関係にある。即ち、上述の誘導起電力の数式から分かるように、磁性円筒体１０４と重力物体１０２との間隔を変えることにより、コイル１０５中に発生する誘導起電力の大きさを調整することができる。重力物体１０２は、重力伝動機構１０２３からベルトコンベア１０１へ垂直に移動しても上下位置が元の状態に維持され、横杆１０８と係合されて反転することがないように、上から下方向へかけて構造材料の密度を大きくし、重力物体１０２の重心が下部に位置するようにする。例えば、重力物体１０２の構造は、下から上方向へかけ、重層（ｈｅａｖｙ  ｌａｙｅｒ）と、軽層（ｌｉｇｈｔ  ｌａｙｅｒ）と、凹体１２０を有する凹層（ｃｏｎｃａｖｅ  ｌａｙｅｒ）とを有する。これにより、重力物体１０２は、重力伝動機構１０２３からベルトコンベア１０１上の箇所（落下地点とも称される）へ垂直に下方移動することができる。
【００４６】
図５を参照する。図５に示すように、本発明の他の実施形態による重力発電装置は、重力物体１０２の重層及び軽層が磁性物質からなり、互いに積層されて磁性積層重力部材１０２８に形成され、凹層と磁性積層重力部材１０２８との間が接続体１０２７（例えば、リベット）により固定されている。凹層は、磁性を有さず、磁性積層重力部材１０２８は、凹層の下方の両側へ対称的に配置され、各層は、磁性を有さない物質（例えば、ゴム）によりその間が接続されている。磁性積層重力部材１０２８の各層の両端は、図５に示すように、それぞれＮ極及びＳ極を有する。磁性積層重力部材１０２８間には、通過空間１０２９が設けられ、磁性円筒体１０４がこの通過空間１０２９を通ると、磁性円筒体１０４上のコイル１０５中に誘導電流が発生する。本実施形態から分かるように、磁性円筒体１０４は、長方体でもよく、重力物体１０２が下方に移動して磁性円筒体１０４が磁性円筒体通過空間１３０を通り、磁性円筒体１０４の両端に誘導された磁束量があります。通過空間１０２９から磁性円筒体１０４が離れるに従って、磁性円筒体１０４の両端に誘導された磁束量が消失する。このように磁束量を変化させて誘導起電力を発生させ、磁性円筒体１０４上のコイルを右側から見た場合、逆時計回りで左側方向に巻回されているため、アンペールの右手の法則（Ａｍｐｅｒｅ‘ｓ  ｒｉｇｈｔ  ｈａｎｄ  ｌａｗ）に基づき、磁場が左から右方向（親指）となり、電流方向が右から左方向となる。
【００４７】
また、本発明の一実施形態による重力発電装置は、重力物体１０２の重量、ベルトコンベア１０１の長さ又はベルトコンベア１０１の最高地点（Ｂ）の高さを変えることにより、発電機１０６の発電量を調整することができる。また、多数の発電機１０６には、さらに多くの電力を供給することができるように、対応した多数組の多数の重力物体１０２、ベルトコンベア１０１、ベルトコンベア動力供給機構１０３及びコイル１０５の磁性円筒体１０４を組み合わせてもよい。互いに並列するように配置された各組の多数の重力物体１０２は、ベルトコンベア１０１及び重力伝動機構１０２３をそれぞれ有する。
【００４８】
例えば、本実施形態の重力発電装置には、定格電力がそれぞれ３．８５ＭＷである発電機１０６が４つ配置されている。２２組の重力物体１０２を並列に配列し、各組の重力物体１０２の数は１４個である。各重力物体１０２の重量は０．３トンであり、同一組の２つの重力物体１０２の間隔は１ｍである。多数組の多数の重力物体１０２を交互に配置することにより、各重力軌道１０２１を通って重力物体１０２が交互に落下し、重力伝動機構１０２３を引っ張り、発電機１０６の伝動ギア１０９を駆動させる。このように、重力物体１０２を交互に落下させることにより、発電機１０６の伝動ギア１０９を駆動させることができる。ベルトコンベア１０１の垂直最高高さは６ｍであり、ベルトコンベア１０１の水平長さは３ｍであり、ベルトコンベア１０１の斜面長さは７ｍである。重力物体１０２の総重量は、０．３×１４×２２＝９２．４トンであり、１ｍのベルトコンベア１０１の重量は１．５キロである。そのため、ベルトコンベア１０１の総重量は、１６×１．５×２２＝５２８キロ（０．５２８トン）である。ベルトコンベア動力供給機構１０３は、１トンの重量を最高地点まで持ち上げるのに必要なエネルギは２．５馬力である。１馬力は７４６Ｗ（即ち、０．７４６ｋＷ）に等しい。そのため、必要な総エネルギは、（９２．４＋０．５２８）×２．５×０．７４６≒１７３．３１１ｋＷである。２２組の磁性円筒体１０４と２２組の重力物体１０２との相対移動により発生する電磁誘導エネルギが３２２ｋＷであるため、自給自足することができる（即ち、重力発電装置に必要なエネルギを自ら供給することができる）。また、もし不足した場合、発電機１０６により補うこともできる。しかしながら、この不足分は、発電機１０６が発生させる総エネルギ（３．８５×４＝１５．４ＭＷ）に対し、占める割合が非常に小さい。このように、本発明の重力発電装置のエネルギ変換効率は非常に高い。
【００４９】
上述したことから分かるように、本発明の重力発電装置は、エネルギ源が枯渇せず、メインテナンスが容易であり、メインテナンス時間が短く、組立てが簡便で安価で（重力発電装置が故障したり損壊したりしても、その部分だけを交換することができるため、全体を交換する必要がない）、特定の自然環境に頼る必要がなく、自然環境を汚染させない長所を有し、自然環境を半永久的に保護しながら、産業を発展させることができる。
【００５０】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５１】
１  重力発電装置
１０  チャンバ
１１  傾斜プレート
１０１  ベルトコンベア
１０２  重力物体
１０３  ベルトコンベア動力供給機構
１０４  磁性部材（磁性円筒体）
１０５  コイル
１０６  発電機
１０７  壁面
１０８  横杆
１０９  伝動ギア
１２０  凹体
１３０  磁性部材通過空間
６０１  ロータ
６０２  環状磁芯（固定子）
１０１１  チェーン
１０１２  ベアリング
１０１３  フランジ支持部材
１０２１  重力軌道
１０２３  重力伝動機構
１０２４  凸体
１０２５  凹孔
１０２６  ベルトコンベア接線セット
１０２７  接続体
１０２８  磁性積層重力部材
１０２９  通過空間
１０９１  伝動ギア
１０９２  伝動ギア
１０９３  伝動ギア
１０９４  伝動ギア
６０１１  電磁石
【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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