(57)【要約】【課題】製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源又は起動用の駆動装置を利用して、メンテナンスフリー発電を手軽に低コストで得る事を実現し、一般家庭は勿論、自動車産業や各種電力供給産業に広く普及し業界に広く活用される発電装置を提供する。【解決手段】自然エネルギー源駆動装置又は油圧モータの回転駆動軸と発電装置の回転伝動軸との間に単数又は複数の円盤ディスク状のフライホイールとを放射状配置のスポークでリングを支持したフライリングとを配置し、前記回転駆動軸は正・逆回転駆動軸の一対にしこの正・逆回転駆動軸を正逆回転発電機の発電コイルと永久磁石を同時に回転可能に接続し、前記フライホイールとフライリングを配置した周囲をハウジングで密閉しハウジング内を真空にし、前記円盤ディスク状のフライホイール内に円形中空部又は放射状中空部を設けてその中空部内に遠心力で外周側に移動する金属球、粒状体、液状体のいずれかひとつ又は二つを収容したことを特徴とする発電装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギー源駆動装置又は油圧式か電動式のモータの回転駆動軸に、単数又は複数の円盤ディスク状のフライホイールと、放射状配置のスポークでリングを支持したフライリングとを装着配置すると共に、回転駆動軸により回転する発電装置を設けたことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記回転駆動軸を正・逆回転駆動軸の一対にし、この正・逆回転駆動軸で正逆回転発電機の発電コイルと永久磁石を同時に相対的に正逆回転可能に接続したことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記フライホイールとフライリングを配置した周囲をハウジングで密閉しハウジング内を真空にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記円盤ディスク状のフライホイールのディスク内部に円形中空部又は放射状中空部を設けてその中空部内に遠心力で外周側に移動する金属球、粒状体、液状体のいずれかひとつ又は二つを収容したことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水力、風力等の自然エネルギーを駆動源にして効率よく発電する簡易な発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など大掛かりな様々な発電装置が開発されている。近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、前記の太陽光電池、風力発電等が注目され開発され現在稼動しているが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状である。
そこで最近、水力、風力、波力などの自然エネルギー源を利用して効率よく発電する簡易な発電装置が各種開発されている。
中でも自然エネルギーを駆動源にして回転する回転区同軸に、地球上の重力を活用した回転モーメント付与機構を付設したものがある。【０００３】  回転モーメント付与機構は水平状態にした回転駆動軸に付与するもので、円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に偏心させ真円の一対の縦型リング軌条を設置し、縦型リング軌条の間において、回転駆動軸に放射状に接続した複数の旋回シャフトを介して錘を設け、この錘をリング軌条に沿って走行させて、回転駆動軸に回転モーメントを付与するものである。しかしこの装置は、高額な製造費用を要するものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源又は起動用の駆動装置により回転する回転駆動軸に、特殊構造の弾みフライホイールを装着して回転駆動軸に強力な回転トルクを増強し発電効率を格段に高める発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記課題を満足させる本発明の発電装置における主な技術構成は、次の（１）の通りである。
（１）、自然エネルギー源駆動装置又は油圧式か電動式のモータの回転駆動軸に、単数又は複数の円盤ディスク状のフライホイールと、放射状配置のスポークでリングを支持したフライリングとを装着配置すると共に、回転駆動軸により回転する発電装置を設けたことを特徴とする発電装置。
（２）、前記回転駆動軸を正・逆回転駆動軸の一対にし、この正・逆回転駆動軸で正逆回転発電機の発電コイルと永久磁石を同時に相対的に正・逆回転可能に接続したことを特徴とする前記（１）に記載の発電装置。
（３）、前記フライホイールとフライリングを配置した周囲をハウジングで密閉しハウジング内を真空にしたことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の発電装置。
（４）、前記円盤ディスク状のフライホイールのディスク内部に円形中空部又は放射状中空部を設けてその中空部内に遠心力で外周側に流動する金属球、粒状体、液状体のいずれかひとつ又は二つを収容したことを特徴とする前記（１）又は（２）又は（３）に記載の発電装置。
【発明の効果】
【０００６】  本発明の発電装置は、製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源又は起動用の駆動装置により回転する回転駆動軸に、前記円盤ディスク状のフライホイールとスポークでリングを支持したフライリングとにより、回転駆動軸に強力な回転トルクを付加して高め、回転駆動軸に接続した発電機の発電効率を格段に高めるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１の発電装置を示す縦断面説明図である。
【図２】本発明の実施例２の発電装置を示す縦断面説明図である。
【図３】本発明の実施例３の発電装置を示す縦断面説明図である。
【図４】各実施例で示すフライリングの平面的斜視図（１）と平面図（２）示す。
【図５】フライホイールの変形例（１）及び（２），（３）を示す縦断面説明図である。
【図６】フライホイールの他の変形例の横断面（１）と縦断面図（２）を示す。
【図７】フライホイールの更に他の変形例の横断面（１）と縦断面図（２）を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  本発明の発電装置を実施するための形態を図１〜図５に示す実施例により説明する。
【実施例１】
【０００９】  実施例１を図１と図４に示す。
実施例１は駆動装置としてツインの起動用の油圧モータ１００−１，１００−２を用いその回転駆動軸１００と第一発電機２００−１、第二発電機２００−２との間に、安定回転用と慣性モーメント増強用の単数の円盤ディスク状のフライホイール３００と、放射状配置のスポーク４０１でリング４０２を支持したフライリング４００とを配置した発電装置である。【００１０】  円盤ディスク状のフライホイール３００は、本例に示すように上下の軸装着盤３３３とビス３３４で連結して一体成型した金属重量体、又は図５の（１）に示す３００−１ように軸心側の中央部のみを円形中空３００ａに成型した金属重量体にし、或いは水平に置いた場合図５の（２）と（３）に示す３００−２のように、ディスク内部全体を円形中空３００ｂに成型してその内部に遠心力で円形中空３００ｂ内の周囲にドーナツ状に流動集中する粒状体又は液状体３００ｃを収容した金属体又は硬質樹脂体にして、回転駆動軸への回転力を増大して、効率の高い発電効率を得るものである。【００１１】  図５の（２）と（３）に示すフライホイール３００−２は、水平に置いた場合、回転前は（２）に示すように円形中空３００ｂ内の粒状体又は液状体３００ｃが下半部全体にあるため起動力が小容量ですみ起動後は（３）に示すように粒状体又は液状体３００ｃが内周部側に移動してドーナツ状に集るため遠心力が漸増し最大に変化することにより初期起動力をほとんど変更せずに回転駆動軸への回転力を格段に増大することが出来て、より効率の高い効率で発電を得ることが出来る。
粒状体又は液状体３００ｂとしては、水や油、比重の大きい液体樹脂、金属粒体、非金属粒体等でよい。油の場合は金属粒移動用潤滑液及び遠心力増大液となるため金属粒と共用できる。【００１２】  図６に示すフライホイール３００−３は、油と金属球を共用し回転駆動軸１００に装着した水平回転用のフライホイールであり、中央部に油充填室３０１を設けその周囲に連通するパイプ製などの傾斜中空体３０２を放射状に配置し、傾斜中空体３０２内部に二連結の金属球３０３を移動自在に挿入したものである。このフライホイール３００−３は、回転前は、図６（１）と図６（２）の右半部に示すように金属球移動用潤滑液及び遠心力増大液である油３０６が油充填室３０１に溜まった状態で、金属球３０３も緩衝材製のストパー３０４により中心側に寄って停止しており、回転始めると序々に油は遠心力により油充填室３０１から傾斜中空体３０２内に流れ込むと共に金属球３０３も外周リング４２０側の緩衝材製のパッド３０５に移動して当接して、図６（２）の左半部に示す状態になる。外周リング４２０には所定角度間隔で半球錘４０１を付設してある。
このためフライホイール３００−３は、その回転により、金属球３０３と油による遠心力が漸増し最大の慣性モーメント（回転運動体の重量とその回転軸芯から回転運動体の重心までの距離の二乗に比例して増減する）に変化して初期起動力をほとんど変更させずに回転駆動軸１００から発電機への回転トルクを格段に増大することが出来て、より高い効率で発電を得ることが出来る。【００１３】  図７に示すフライホイール３００−４は、前例同様に油と金属球を共用し回転駆動軸１００に装着した水平回転用のフライホイールであり、パイプ製などの傾斜中空体３１０を放射状に設けこの内部に金属球移動用潤滑液及び遠心力増大液である油３４０と金属球３２０を移動自在に挿入したものであり、傾斜中空体３１０は中央側に急傾斜させた金属球収容穴部３１１を有しこれの上部に連通して外周リング４２０側に緩傾斜させた金属球遠心移動穴部３１２を形成しており、両端部に金属球３２０用の緩衝材製のパッド３３０を設置してある。
このフライホイール３００−４は、回転前は、図７の（２）の右半部に示すように金属球３２０が中心側の金属球収容穴部３１１に自重で収容されており、回転始めると金属球３２０は序々に遠心力により金属球収容穴部３１１から外周側の金属球遠心移動穴部３１２に移動して、図７の（１）と図７（２）の左半部に示す状態になる。このためフライホイール３００−４はその回転により、金属球３０３と油による遠心力が漸増し最大の慣性モーメントに変化して起動力をほとんど変更させずに回転駆動軸１００から発電機への回転トルクを格段に増大することが出来て、より高い効率で発電を得ることが出来る。【００１４】  このような円盤ディスク状のフライホイール３００の上記各変形例は、後述する実施例２及び実施例３のフライホイール３００にも適宜選択し、組み合わせして適用できる。【００１５】油圧モータ１００−１，１００−２と回転駆動軸１００とはギャー機構Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３により噛合い連結してあり、回転駆動軸１００と第一発電機２００−１の回転伝動軸２０１とは減速機を介してベベルギャーＢＧ１，ＢＧ２により噛合い連結し、回転駆動軸１００と第二発電機２００−２の回転伝動軸２０２とは減速機を介してベベルギャーＢＧ１，ＢＧ３により噛合い連結してある。【００１６】前記フライホイール３００とフライリング４００を配置した周囲はハウジング５００で密閉しハウジング５００内を真空にして空気によるフライホイール３００とフライリング４００の回転抵抗を皆無にしてある。
これにより回転駆動軸１００には、前記円盤ディスク状のフライホイール３００とスポークでリングを支持したフライリング４００との強力な弾み回転力が加わり、回転駆動軸１００に強力な回転トルクを付加増大させて、第一発電機２００−１と第二発電機２００−２は、強力に回転して高効率の発電力を得ることができる。
【実施例２】
【００１７】  実施例２を図２と図５に示す。
実施例２は駆動装置としてツインの油圧モータ１００−１，１００−２を用いその回転駆動軸１００と第一発電機２００−１、第二発電機２００−２との間に複数の円盤ディスク状のフライホイール３００を設け、その上方に、放射状配置のスポーク４０１でリング４０２を支持したフライリング４００とを配置した発電装置である。
油圧モータ１００−１，１００−２と回転駆動軸１００とはギャー機構Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３により噛合い連結してあり、回転駆動軸１００と第一発電機２００−１の回転伝動軸２０１とはベベルギャーＢＧ１，ＢＧ２により噛合い連結し、回転駆動軸１００と第二発電機２００−２の回転伝動軸２０２とはギヤー比の異なるベベルギャーＢＧ１，ＢＧ３により噛合い連結してある。【００１８】前記フライホイール３００とフライリング４００を配置した周囲はハウジング５００で密閉しハウジング５００内を真空にして空気によるフライホイール３００とフライリング４００の回転抵抗を皆無にしてある。
これにより回転駆動軸１００には、前記複数の円盤ディスク状のフライホイール３００とスポークでリングを支持したフライリング４００との弾み回転力が加わり、回転駆動軸１００に強力な弾みによる慣性モーメントを付加増大させて、第一発電機２００−１と第二発電機２００−２を、強力な回転トルクで回転させるから高速による高効率の発電力を得ることができる。
【実施例３】
【００１９】  実施例３を図３と図４に示す。
実施例３は中央部に永久磁石Ｍｇと発電コイルＣｏが同時に相対的に正逆回転式する正逆回転発電機ＷＪを配置しこの両側各々に、駆動装置と真空にしたハウジング５００内に一対のフライホイール３００とフライリング４００とを配備したものである。
駆動装置は、正転駆動用と逆転駆動用を備え、正転駆動用は、初動用の油圧式又は発電切り替え可能にした電動式などのモータ１０１−１と、水車或いは風車などの自然エネルギー駆動装置６００−１を配置し、逆転駆動用は、初期起動用の油圧モータ１０１−２と水車或いは風車などの自然エネルギー駆動装置６００−２を配置してある。
正転駆動用の駆動装置は、初動はモータ１０１−１でその後は自然エネルギー駆動装置６００−１によりギャー機構Ｇ１−１，Ｇ２−１，Ｇ３−１を介して正転駆動軸１００ａを回転駆動し一対のフライホイール３００とフライリング４００を回転させると共に、正逆回転発電機ＷＪの発電コイルＣｏの軸体に正転駆動軸１００ａを接続し発電コイルＣｏを正回転させる。
逆転駆動用の駆動装置は、初動はモータ１０１−２でその後は自然エネルギー駆動装置６００−２によりギャー機構Ｇ１−２，Ｇ２−２，Ｇ３−２を介して逆転駆動軸１００ｂで一対のフライホイール３００とフライリング４００を回転させると共に、発電機ＷＪの永久磁石Ｍｇの軸体に逆転駆動軸１００ｂを接続して永久磁石Ｍｇを逆回転させる。これにより正逆回転駆動軸１００ａ、１００ｂ各々には、前記円盤ディスク状のフライホイール３００とスポーク４０１でリング４０２を支持したフライリング４００との強力な弾み回転力を加えて、回転駆動軸に強力な回転トルクを付加増大させて、正逆回転発電機ＷＪは、発電コイルＣｏと永久磁石Ｍｇを相対的に強力に正・逆回転させるので超高速回転して、発電コイルＣｏか永久磁石Ｍｇの一方を固定した通常の発電機に比し約数倍の発電力を得ることができる。
本例の正逆回転発電機ＷＪは、内側に発電コイルＣｏを外側に永久磁石Ｍｇを配置したものであるが、この逆の配置すなわち外側に発電コイルＣｏを内側に永久磁石Ｍｇを配置したものでも一向に差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】  本発明は、前記のように製造費用も廉価な簡単な堅牢構造に改善して、自然エネルギー源又は起動用の駆動装置により回転する回転駆動軸に、前記円盤ディスク状のフライホイールとスポークでリングを支持したフライリングとによる強力な回転力を加えて、回転駆動軸に強大な回転トルクを付加増大させることにより、回転駆動軸に接続した発電機の発電効率を格段に高めるものである。
このため、自然エネルギー源や軽駆動モータを利用して、メンテナンスフリー発電を手軽に低コストで得る事を実現し、一般家庭は勿論、自動車産業や各種電力供給産業に広く普及し業界に広く活用される発電装置である。
【符号の説明】
【００２１】１００：回転駆動軸
１００ａ：正転駆動軸
１００ｂ：逆転駆動軸
１００−１，１００−２：起動用の油圧モータ
１０１−１，１０１−２：モータ
２００−１：第一発電機
２００−２：第二発電機
３００、３００−２、３００−１、３００−３，３００−４：フライホイール
３００ａ，３００ｂ：円形中空
３００ｃ：粒状体又は流状体
３０１：油充填室
３０３：金属球
３０２：傾斜中空体
３０４：ストパー
３０６：油
３０５、３３０：パッド
３１０：傾斜中空体
３１２：金属球遠心移動穴部
３１１：金属球収容穴部
３２０：金属球
３４０：油
４００：フライリング
４０１：放射状配置のスポーク
４０２：リング
５００：真空ハウジング
６００−１，６００−２：自然エネルギー駆動装置
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３：ギャー機構
ＢＧ１，ＢＧ２，ＢＧ３：ベベルギャー
Ｇ１−１，Ｇ２−１，Ｇ３−１，Ｇ１−２，Ｇ２−２，Ｇ３−２：ギャー機構
ＷＪ：正逆回転発電機
Ｃｏ：正逆回転発電コイル
【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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