(57)【要約】【課題】太陽光或は風力等の自然エネルギー発電の利点はクリーンであるが、欠点は自然環境に左右される上に膨大な面積と高価な設備費用を要し、バイオ燃料は有害排気ガスの多少の削減程度で内燃機関騒音はそのまま現存し、現状では、格安で有効な自家発電は皆無に等しく、一般家庭から全産業をカバーする自家発電装置は見当たらない。【解決手段】僅かな工業用の電力を使用して、多きな低電圧電力を発電して蓄電、或は工業用電力皆無の僻地では住宅用電力利用で発電、蓄電、消費電力以上の電力を創出し、クリーンで大きな電力を生むことが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電動機（１）の電圧は各国の工業用電圧で、発電機（２）の発電電圧は工業用電圧よりも低い住宅用電圧、或は蓄電池（３）への充電電圧とする。
駆動電動機（１）と発電機（２）は、直結、或は関節的な歯車駆動、チェーン駆動、ベルト駆動等によって結続され、発電機（２）の必要回転数によって稼働される。
発電機（２）の発電電力は、過充電防止、周波数変換、放電電圧変換、その他の安全回路をもったパワーユニット（４）によって制御される。
わが国の場合、駆動電動機（１）の電圧は２００Ｖで、地域適合の周波数で駆動され、駆動電動機（１）の能力は、発電機（２）の発電量によって選択される。
発電機（２）の発電電圧と電流は、蓄電池（３）に充電する為には、蓄電池の種類によって変わるが、鉛蓄電池の場合は２４Ｖ、又は１２Ｖで、発電容量によって必要蓄電池容量を決定するが、鉛蓄電池以外の蓄電池（３）に充電する場合はそれに適合する電圧と電流とする。
本発明は、工業用電圧の高電圧動力の駆動電動機（１）の消費電流で、低電圧の大きな電流値の発電機（２）を稼働することで、工業用電圧よりも低い住宅用電圧に電圧変換する事で、変換ロスを相殺しても電流値の余剰を得ることができ、電気料金的からもＫｗ・ｈ当たりの価格は工業用電圧が住宅用電圧よりも遥かに安価であることからも、駆動電動機（１）の電圧は、各国の工業用電圧駆動とする。
単数の駆動電動機（１）で、複数の発電機（２）を駆動する場合は、駆動電動機（１）により間接的に結続すれば良く、発電機（２）の回転数を勘案調合し、時には交流及び直流電力の発電の、両者の発電を同時に行う事も可能で、発電機（２）と駆動電動機（１）の接続は歯車、チェーン、ベルト等で、その結続方法は問わない。
又、複数の駆動電動機（１）で、単数又は複数の発電機（２）を駆動する場合も同様である。
駆動電動機（１）の駆動電動機軸（５）と発電機（２）の発電機軸（６）とが、最低発電回転数以上で、直接又は間接で結続されて回転して発電し、発電機（１）によって生じた交流電力は直流に変換し、直流の発電量は、発電量に見合った各種の蓄電池（３）に蓄電される。
駆動電動機（１）が停電等で給電停止の為に発電停止した場合でも、蓄電池（３）の残量で電力供給は可能な容量の蓄電をすれば良いが、蓄電池（３）は２系統で、１系統は放電中、１系統は充電中とする事も良い。
駆動電動機（１）が交流電動機の場合、停電時の限定時間には、直流の蓄電池（３）から交流に変換して駆動電動機（１）に電力供給して稼働発電することもできる、高電圧駆動電動機で定電圧発電の自家発電装置。
【請求項２】
全ての家電機器、及び全ての産業用電動機器に、本発明をその電気容量に応じて併合装着して電動機器の消費電力を削減する、請求高１記載の、高電圧駆動電動機で定電圧発電の自家発電装置。
【請求項３】
太陽光発電及び風力発電の、天候による発電力不足補填の為に本発明を併合した、請求高１記載の、高電圧駆動電動機で定電圧発電の自家発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  全家庭から全産業に及ぶ全ての分野で使用可能な、又、家電製品から全産業電気機器装着の機器駆動に関する分野で、環境保全に有効な、クリーンな電気駆動で、全世界各国の省エネルギー自家発電装置。
【背景技術】
【０００２】  近年、省エネルギーと、クリーンエネルギーの問題が環境保全で大きくクローズアップされる中で、発電装置は主流が何故か太陽光発電、風力発電或は燃料電池等も同様で、高価な設備と広大な設置面積、或は風力発電の様な健康被害と落雷破損や倒壊折損等事故発生の危険性の種類も有る。【０００３】  太陽光発電は環境保全には良いが、天候に左右され、エネルギー変換率が少ない為に、広大な面積と高価な設備を必要とし、発電コストも高価につき、今後においても太陽光エネルギーの電気変換率の技術的発展性には限界が有り、コストダウンにも大きな障壁が有る。【０００４】  中には、太陽光発電だけで、僅かな面積で、倍々ゲーム的発電量を唱える企業もあるが実験する中で、現状の駆動機及び発電機では理想論であり、弊社では実現困難であった。【０００５】  風力発電も設置場所によっては環境保全には良いが、膨大な製造コストと、設置場所の選択条件、及びメンテナンス費用で種々の障壁が有り、時には人体傷害の実例も欧米で発生しており、落雷破損の膨大な修理費等々の欠点も有る。【０００６】  水素を含む種々の代替エネルギー発電も、事故危険性と同時に、コストアップで高価な設置費用が問題である。【０００７】  代替エネルギーによる内燃機関駆動発電は、多少の排気ガスの改良が出来ても、騒音発生、燃料消費、機器メンテナンス、摺動部品交換、機器価格、技術担当者選任等々の負担も大きく常用性は低い。【０００８】  携帯電話等の微弱電流による発電は今後も種々可能であるが、生活環境周囲機器電力、及び産業関連機器の必要電力の電力供給発電で、僅かな設置面積で大量の電力発電、環境保全面では、現状では皆無といっても過言ではない。【０００９】
【特許文献１】  特開２００２−３３２９４７
【特許文献２】  特開２００３−０６１３９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  太陽光発電は天気に左右され、風力発電は地域的な問題を有し、両者共クリーンであるが、１Ｋｗ・ｈ当たりの発電コストは非常に高価につき、場合に依っては設備償却不能とされており、風力発電に至っては、一端強風等で羽根破損或は塔柱倒壊も現実には有り、故障すれば夫々非常に高価な補修費が掛かり、これらは投資効率では償却不能な欠点をもち，従来の太陽光発電と風力発電を併合して設置してもなお解消不能な欠点は解消されない。【００１１】  この太陽光発電と風力発電は自然を相手に気候に左右される自然界エネルギー発電である為、この欠点補完には、人類生活環境に応じた人工的発電しかない。【００１２】  つまり、自然界の影響を受けない従来の人工的発電の全ては、近年の異常気象からダム水力発電ですら、自然環境保全面から公共設備での増設は困難である。【００１３】  公共設備としての火力蒸気圧タービン発電、内燃機動力発電、或は廃棄物固形化燃料焼却蒸気圧タービン発電等々の種々の機種があるが、近年のバイオエネルギー発電においても、いずれも周辺設備及び稼動条件から膨大な投資が必要であり、今後の増設による環境破壊にも繋がる。【００１４】  又、世界的にクリーンなエネルギーとして原子力発電の増設を論議しているが、人類生存の原則から的確な答えもなく、論議しない。【００１５】  ましてや、家庭用から産業用の自家発電に至っては、自然エネルギー利用発電による、太陽光発電が主流で、設備金額の膨大さから国策的に一定額補助の設備額補助による国策もあるが、個人或は企業負担額は大きく、発電量も必要負荷電力の一部にしか相当しないので効率的とは言えない。。【００１６】  本来、公共の人工的発電能力は、需用電力の必要最小限にとどめているものであるが、時代の変遷による電気消費量の増大と産業振興面から、全世界的に、公共設備的発電システムだけにたよる事を再考すべき時が既に到来している。【００１７】  人工的発電エネルギーは、視点を変えて視れば無限にある中で、人類生活空間に氾濫している種々電気の僅かな電力を利用すれば、家庭生活から企業生産工程まで、その必要電力の一部又は全部の電力を自家発電装置で賄うことも可能である。【００１８】  先ず常識的な太陽光発電や風力発電等の装置を設備金額国庫補助を受けて装備しても、残念ながら自然の恩恵を受ける年間の効果日数は地球上で地域的に大きな格差が有り、又、近年、開発又は開発過程にある種々の代替エネルギーによる発電は、非常に大きな設備投資や引火爆発性燃料を含めて危険性も否定出来ない事は、欧米の或る国では水素燃料電気自動車の地下駐車場の使用を禁じている事実からも留意すべきである。
【課題を解決する手段】
【００１９】  本発明の目的は、電力消費の発電種類と発電量に応じて、地球上の如何なる地域でも、僅かなスペースで、一切の燃料消費と排気ガスを排除して、静粛性を保ち、耐用年数もメンテナンス付与で２０年以上の長期に耐え、発電量に基づく設備費用は格安で、必要電力の大小を問わず供給可能な、自家発電装置となる。
【００２０】  つまり、１００ｖで３Ｋｗ・ｈを消費する家庭では最大でも１００ｖ３０Ａを供給すれば良い事であり、それに適合する効率の良い電動駆動機と、効率の良い発電機の、単数又は複数の組み合わせを行う。
【００２１】  近年、駆動電動機は、大きな電動トルクを小さな電流消費で設計されており、発電機は発電目的の電動機で、発電必要回転数によって規定の電圧と電流を有効的に生み出す設計である。
【００２２】  発電機は、回転数を上げれば上げる程に発電電圧と電流も、或る一定範囲内で増大する事は周知の事実である。
【００２３】  この二つの結合によって、最小の電力消費で、最大の発電を行う事が出来ることが実験値から判明した。
【００２４】  もう一つ重要な事は、電気種には直流と交流が有り、発電目的と設置環境から、いずれの電気種を電動駆動機と発電機に使用するかによって、主として電気種変換機器類等の装備機器構成を替えれば、多少の電気変換ロスは生じるが、如何なる目的も達成する。
【００２５】  現在尚多くの新興国で常習化している予告無しの停電で、広大な面積を要する機器搬入も不要、無風で太陽光も無い屋内で、静寂を保持し、駆動電動機の機種を必要に応じて選択することで、充電済みの蓄電池からの電力供給の駆動電動機の稼動も可能となり、未来永劫に自家発電が可能である。
【発明の効果】
【００２６】  本発明の効果を、下記に列挙する。
【００２７】１、自然天候或は周囲環境に左右されずに発電する。
２、省スペース設置で発電量で３Ｋｗ・ｈ当たり０．５ｍ２で高さ０．５ｍで省スペース。
３、機器設置も平坦床で倉庫の隅でもよく、強固な鉄筋コンクリート床の必要性はない。
４、消費電力に応じた家電或は産業用機器毎の単独発電機から総合電力発電まで可能。
５、発電装置設備費用は、太陽光発電設置価格の２分の１以下。
６、工業用電力供給皆無の地域では、駆動電動機の電力は住宅用電力でも可能。
７、機器稼動で、燃料供給も必要無く、クリーン発電が可能。
【発明を実施する為の最良の形態】
【００２８】  以下に「請求項１」について述べる。
【００２９】  発電機（２）を稼動させる駆動電動機（１）の駆動電力供給が直流電源の場合には、蓄電池や１００Ｖの直流変換で直流電動機で発電することも可能である。
【００３０】  発電機（２）を稼動させる駆動電動機（１）の駆動電力供給が交流電源の場合には交流電動機を使用して発電を、或は交流電源を直流変換して直流電動機を使用することも可能である。
【００３１】  発電機（２）で、直流電力発電を目的とする場合は、直流発電機を使用するか、或は交流発電機を使用して直流電気に変換して使用することもある。
【００３２】  発電機（２）で交流電力発電を目的とする場合は交流発電機を使用するか、或は直流発電機を使用して交流電気に変換して使用することもある。
【００３３】  発電機（２）と駆動電動機（１）との結続は、発電機（２）の発電最低回転数を考慮して、直結或は間接的な歯車駆動、チェーン駆動、ベルト駆動、その他等で結続するが、回転数の調整があれば間接駆動とし、その方法は問わない。
【００３４】  発電機（２）による交流或は直流の電力は、発電量に合った蓄電池（３）に充電して、蓄電池（３）からパワーコントローラー（４）によって各種変換して放電供給する。
【００３５】  「特許請求の範囲」に記載の通り、あらゆる電源種類が利用可能であり、あらゆる電気種の発電も可能であり、交流の商業電力利用で駆動電動機（２）を駆動して如何なる電気種の発電機（１）でも直接又は変換で蓄電池（９）に充電することも可能で、２系統の充電システムで、既に充電済みの蓄電池（９）から電力を各方面に供給すること藻ある。
【００３６】  パワーコントローラー（４）は、種々の電気制御と共に、蓄電池（３）の充電飽和状態感知で駆動電動機（１）を自動発停させる電気回路をも装着する事は言うまでも無い。
【００３７】  数多い実施例から下記に１例を記載する。
【００３８】  駆動電動機（１）の電源種類が、工業用電力、交流、三相２００Ｖ、６０Ｈｚ２ポール電動機、消費電流５．８Ａｍ、回転数３０００ＲＰＭの電動機を１基使用し、駆動電動機軸（５）と発電機軸（６）とをプーリーとベルトによって発電規定回転数に合わせて結続し、発電機（２）には直流発電機、発電回転数３０００ＲＰＭ、２４Ｖ４０Ａｍを１基使用、蓄電には１２Ｖ１２０Ａｍ蓄電池を直列２４Ｖで使用、別途試験では２系統で１系統は放電、１系統は２４時間充電の独立使用し、充電放電はパワーコントローラー（４）で交流に変換し、３Ｋｗ・ｈの発電を行い、交流への変換ロス差し引きでも大きな効果が有った。
【００３９】  実験結果から、有効発電量は、下記の通りと判断する。
【００４０】  発電機（２）の駆動電動機（１）は、３相２００Ｖ、６０Ｈｚ，２ポール，電流６Ａｍ東芝製を使用した。
【００４１】  発電機（２）は、直流２４Ｖ発電機，発電電圧２７．５Ｖ，回転数３０００ｒｐｍで、稼働中の電圧も２８Ｖ前後発電を確認している。
【００４２】  蓄電池（３）は、１２Ｖ１２０Ａｍ２個直列にして２４Ｖ２４０Ａｍにして、４列で２４Ｖ９６０Ａｍで設置した。
【００４３】  ＪＩＳ規格で規定電流の５時間放電も規則があるが、全蓄電容量の５分の１電流を有効とみなし、９６０Ａｍ÷５＝１３０Ａｍとした。
【００４４】  １００Ｖ１００Ｗが１Ａｍは、１００Ｖ１００Ｗに変換するには、２４Ｖでは４Ａｍが変換必要電流であり、２４Ｖ１３０Ａｍ÷４Ａｍ＝１００Ｖ３２Ａｍで３．２Ｋｗ・ｈとなる。
【００４５】  ２４Ｖを１００Ｖへの変換ロスを１０％前後とすれば、１００Ｖ２．９８Ｋｗ・ｈの電力供給が可能である。
【００４６】  消費電力料金と発電電力料金の計算は下記の通り。
１、駆動電動機の消費電力料金
３相２００Ｖ１Ｋｗ・ｈは標準で約７円で、充電時間１０時間稼働でも１日６０円で    １か月で１８００円となり、これに基本料金が加算で１か月電気料金となる。
２、１００Ｖ１ｋｗ・ｈは標準で約３０円で、１０時間稼働でも１日３００円となり、１    か月では９０００円になるが、日本の標準家庭の電気料金は１２０００円である。
３、当然ながら、これらに基本料金が加算されるが、１００Ｖ３ｋｗ・ｈは余剰電力が発    生し、余剰電力の強制売電も可能であり、メリットは大きい。
【００４７】  日本の一般家庭は、平均で３Ｋｗ・ｈの家庭は少なく通常で２．５Ｋｗ・ｈで良いが、家電製品重装備家庭でも、直流２４Ｖ、４０Ａｍ発電機，発電電圧２７．５Ｖ，回転数３０００ｒｐｍで、蓄電池の増設で十分であるが、極端な消費電力の場合には、２セット併設、又は、駆動電動機、発電機、蓄電池、パワーユニットを適正に能力増大を図る。
【００４８】
【００４８】  「請求項２」記載は、家電機器及び産業用電動機器に見合った本発明を装填又は併設すれば、単なる省エネルギー的な節電回路以上の究極的な節電で、機器内蔵スペースが少ない場合は、他に併設でも有効であり、従来の機器稼働消費電力が、発電機稼働電力で良いことになる。
【００４９】  「請求項３」記載は、周知の事実の自然現象による不確定の発電、太陽光発電パネル設置面積不足、風力発電の種々欠点を補い、２４時間常時発電と蓄電及び放電で、自然界エネルギー発電の欠点補完にも役に立つ。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】電動駆動機１基と発電機１基でパワーコントローラーを設置し、下部段に蓄電池を立体的に設置した上視図である。
【図２】電動駆動機１基と発電機１基でパワーコントローラーを設置し、下部段に蓄電池を立体的に設置した正面図である。
【図３】産業用機械に、電動駆動機１基と発電機１基で、別途に蓄電池、パワーコントローラーを設置した斜視図である。
【図４】太陽光発電の欠点補正で、電動駆動機による発電機のシステムユニットを、家屋壁に設置した斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】１  駆動電動機
２  発電機
３  蓄電池
４  パワーコントローラー
５  電動駆動機軸
６  発電機軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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