(57)【要約】      （修正有）【課題】自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に対して、弾み機構の弾みフライホイールと、更に弾み機構の複数対の錘りを、カム的に偏心回転させてその遠心力を順次加えて、発電効率を格段に高める発電装置を提供する。【解決手段】発電装置に連結した回転駆動軸３００と、回転駆動軸３００の周囲に連結した弾み機構ＨＺ−１を配置し、前記弾み機構ＨＺ−１は、一対のフライホイール４００と、前記各フライホイール４００において回転駆動軸３００に連結した複数のガイドアーム５００と、該ガイドアーム５００に装着した各一対の錘り６００と、前記各一対の錘り６００の内側部に設けたガイド永久磁石７５０と、永久磁石を固定した真円のエンドレスガイドレール８００とからなり、前記回転駆動軸３００に又は前記フライホイール４０２の外周部に水受け羽根１０１を付設した水車１００を配置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】
発電装置２００に連結した回転駆動軸３００と、回転駆動軸３００の周囲に連結した弾み機構ＨＺ−１を配置し、前記弾み機構ＨＺ−１は、真円で互いに平行関係に配置し回転駆動軸３００に等角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフト４０１を介して真円のリング４０２を支持してなる一対のフライホイール４００と、前記各フライホイール４００において一端をフライホイール４００のリング４０２の内周面に所定の等角度間隔で固定し他端を回転駆動軸３００の軸心３００Ｃ側に位置させて回転駆動軸３００に直接又は連結具を介して連結した複数のガイドアーム５００と、前前記各フライホイール４００の各ガイドアーム５００間に配置し当該ガイドアーム５００の軸心方向に外側部を摺動自在に装着した各一対の錘り６００と、前記各一対の錘り６００の内側部に設けたガイドロール７００又はガイド永久磁石７５０と、前記フライホイール４００と平行関係で配置し前記ガイドロール７００又は永久磁石７５０を偏心転動案内し中心部を前記回転駆動軸３００の軸心３００ｃ位置から水平に偏位させて固定した真円のエンドレスガイドレール８００とからなり、前記回転駆動軸３００に又は前記フライホイール４０２の外周部に水受け羽根１０１を付設した水車１００を配置したことを特徴とする発電装置。
【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、複雑で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、自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に対して、弾み機構の弾みフライホイールにより軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構の複数の錘りをカム的に偏心回転させてそのピークの強い遠心力を順次加えて、回転駆動軸の回転力を高めて発電効率を格段に高める発電装置を提供するものである。
【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）、発電装置２００に連結した回転駆動軸３００と、回転駆動軸３００の周囲に連結した弾み機構ＨＺ−１を配置し、前記弾み機構ＨＺ−１は、真円で互いに平行関係に配置し回転駆動軸３００に等角度間隔で放射状に接続した複数の旋回シャフト４０１を介して真円のリング４０２を支持してなる一対のフライホイール４００と、前記各フライホイール４００において一端をフライホイール４００のリング４０２の内周面に所定の等角度間隔で固定し他端を回転駆動軸３００の軸心３００Ｃ側に位置させて回転駆動軸３００に直接又は連結具を介して連結した複数のガイドアーム５００と、前前記各フライホイール４００の各ガイドアーム５００間に配置し当該ガイドアーム５００の軸心方向に外側部を摺動自在に装着した各一対の錘り６００と、前記各一対の錘り６００の内側部に設けたガイドロール７００又はガイド永久磁石７５０と、前記フライホイール４００と平行関係で配置し前記ガイドロール７００又は永久磁石７５０を偏心転動案内し中心部を前記回転駆動軸３００の軸心３００ｃ位置から水平に偏位させて固定した真円のエンドレスガイドレール８００とからなり、前記回転駆動軸３００に又は前記フライホイール４０２の外周部に水受け羽根１０１を付設した水車１００を配置したことを特徴とする発電装置。
【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、回転駆動軸３００に対して自然エネルギー源の水力で前記水車１００を回転させ、この回転により単数組又は複数組の前記弾み機構ＨＺ−１の一対のフライホイール４００により回転駆動軸３００に全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構ＨＺ−１の各ガイドアーム５００とエンドレスガイドレール８００で支持した各一対の錘り６００を、前記エンドレスガイドレール８００にてカム的に偏心転動させて、回転駆動軸３００の軸心３００ｃからの水平距離が最も離間したエンドレスガイドレール８００のピーク部側に、錘り６００の遠心力の最大力を順次加えて回転駆動軸３００の回転軸力を増大させて回転駆動軸２００に連結した発電装置２００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】本発明の実施例を示し図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図であり、弾み機構ＨＺ−１を代表して示す。
【図２】図２の矢視Ｂ−Ｂから見た弾み機構ＨＺ−１の中央部からの側断面説明図である。
【図３】図１の矢視Ｃ−Ｃから見た縦断面図である。
【図４】エンドレスガイドレール８００で錘り６００を非接触タイプで案内する例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】  発明を実施するための形態を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】  本発明の発電装置例を図１〜図４と共に詳細に説明する。
図１〜図３において、本実施例の発電装置は、フライホイール４００に設けた水車１００と発電装置２００に連結した水平型の回転駆動軸３００に、その軸心３００ｃに対して垂直状態にして一組の弾み機構ＨＺ−１を配置したものであるが、複数組を並列配置してもよい。
弾み機構ＨＺ−１は、水車１００を装着した一対のフライホイール４００と、各フライホイール４００において、対面配置した一対のガイドアーム５００と、各対の一対のガイドアーム５００間に配置の各一対の錘り６００と、各対錘り６００の内側のガイドロール７００を支持する横断面が横Ｈ型のエンドレスガイドレール８００とからなる。
弾み機構ＨＺ−１を回転駆動軸３００に並列に配置する場合は、８対のガイドアーム５００を同一回転角度にしたものでよく又は８対のガイドアーム５００を１１．２５度の等回転角度間隔で順次ずらして４組並列配置するなど回転駆動軸３００に掛る軸力の起伏を均すことが重要である。【００１０】各弾み機構ＨＺ−１において、水車１００は、一対のフライホイール４００の周面に設けた例であるが、単独で図３に示す水車のように回転駆動軸３００に直接連結してもよい。本例の各水車１００は内周面に水受け羽根１０１を多数等間隔で設け、上部の流入路１０２から落流水を受け、密閉ケーシング１０３内の動力流水路１０４を通り下部の排水路１０５から排水するように構成してある。【００１１】  一対のフライホイール４００は、真円の縦型にし、回転駆動軸３００に当角度間隔で放射状に接続した複数の旋回支持シャフト４０１を介して真円の金属製のリング４０２を支持してなる。【００１２】  ガイドアーム５００は、一端を前記当該フライホイール４０３のリング４０２の内周面に所定の等角度間隔で固定し他端を回転駆動軸３００の軸心３００Ｃ側に位置させて旋回支持シャフト４０１に接続支持した連結具５１０に連結して、錘り６００による弾み効果を助長するようにしてあり、同アーム５００の軸心方向つまりリング４０２の半径方向に錘り６００の軸６０１端部の細長部６０１ａの案内用の切り欠きガイド５０１を設けてある。切り欠きガイド５０１は摩擦係数の極小の樹脂系材料を被覆してある。
この切り欠きガイド５０１の代替としては図示していないが、錘り６００に貫通穴を設けこれにシャフト状のガイドを挿通自在に装着したものでもよい。また本例の連結具５１０は旋回支持シャフト４０１に連結して保持してある。
またこの変形例のシャフト状のガイドも同様であるが、切り欠きガイド５０１は、図１に太線で代表的に併記した５０１−２のように、フライホイール４００のリング４０１側の一端を反回転方向にずらし、回転駆動軸３００側の他端を回転方向側にずらすことにより、錘り６００の軸６０１のリング４０１側への上昇移動ガイドと、回転駆動軸３００側への下降移動ガイドを共に軽負荷で円滑に行うことができる。【００１３】  各一対の錘り６００は、円形の金属製で軸６０１により所定間隔をおいて対向配置し軸６０１の中央部にガイドロール７００を回転自在に設けてあり、軸６０１の両側部の細長部６０１ａを切り欠きガイド５０１に沿って直線的に摺動自在に挿通している。軸６０１及びガイドロール７００は摩擦係数の極小の樹脂系材料を被覆してある。各一対の錘り６００はガイドロール７００をエンドレスガイドレール８００に沿って円滑に偏心回転して、回転駆動軸３００の軸心３００ｃからの水平距離が最も離間したエンドレスガイドレール８００のピーク部側に、錘り６００の遠心力の最大力を加えて回転駆動軸２００の回転軸力を増大させる。【００１４】  エンドレスガイドレール８００は、中心部８００ｃを前記回転駆動軸３００の軸心３００ｃ位置から水平線上を図に向かって左側に偏位させた例である。
エンドレスガイドレール８００は、金属製で横断面を横Ｈ型にし、その両側凹陥部の内面に摩擦係数の極小の樹脂系材料を被覆してあり前記ガイドロール７００を軽負荷で案内する。またエンドレスガイドレール８００は、前記一対のフライホイール４００間に平行関係で配置し前記ガイドロール７００を両側凹陥部内に回転可能に収容して案内するもので、中心部８００ｃを前記回転駆動軸３００の軸心３００ｃ位置から偏位させた真円のリングであるが、リングは他の形状として半円と半楕円を組み合わせた卵形のリングであってもよい。【００１５】  エンドレスガイドレール８００は、ガイドロール７００との組み合わせた接触タイプの他に、図４に示すように、永久磁石式Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を組み合わせた非接触タイプにして抵抗を激減させたものでもよい。
図４に示す例は、エンドレスガイドレール８００の両側凹陥部の対向内面に永久磁石Ｍ１とＭ２をそれぞれ周方向に連続配列して設け、円盤状錘６００ａの軸６０１の両端部に永久磁石Ｍ３を固定したもので、永久磁石Ｍ１のＳ極に永久磁石Ｍ３のＳ極を所定間隙を介して対面させ、永久磁石Ｍ２のＮ極に永久磁石Ｍ３のＮ極を所定間隙を介して対面させた反発式で永久磁石Ｍ３は永久磁石Ｍ１とＭ２との間を浮遊走行するものである。【００１６】  弾み機構ＨＺ−１における錘り６００は、軸６０１の一方の断面形状を細長部６０１ａにしてガイドアーム５００の切り欠きガイド５０１に沿って半径線上を回転しないで案内されると共に軸６０１の他方に回転自在に設けたガイドロール７００をエンドレスガイドレール８００に沿って偏心回転案内されるため、前記フライホイール４００の回転とともに錘り６００はリング４０２内でカム的に偏心転動して、エンドレスガイドレール８００の反偏心側のピーク部にて回転駆動軸３００に遠心力を強力に加えて回転軸力が格段に増大する。
ガイドロール７００を装着した一対の軸６０１の他方は、連結アーム６１０によりエンドレスガイドレール８００の内周側近傍で連結固定して、各一対の錘り６００の共動回転を堅牢に維持する。【００１７】  このように回転駆動軸３００が水車１００によりフライホイール４００を介して一旦回転駆動すると本例の弾み機構ＨＺ−１は、フライホイール４００の回転による放射状の遠心力と錘り６００の偏心転動による局部的な強遠心力を４５度の回転角度間隔で略連続的に加えて回転駆動軸２００の回転軸力を格段に高めて発電効率を一段と高めるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】  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、自然エネルギー源で回転する回転駆動軸に対して、弾み機構の弾みフライホイールにより、軸全体的にかかる放射状の遠心力を加え、更に弾み機構の複数対の錘りを、カム的に偏心回転させてそのピークの強い遠心力を順次加えて、回転駆動軸の回転力を高めて発電効率を格段に高める発電装置を提供するものである。
このため、自然エネルギー源を利用したクリーンエネルギーとして、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】
【００１９】１００：水車
１０１：水受け羽根
２００：発電装置
３００：回転駆動軸
ＨＺ−１：弾み機構
４００：一対のフライホイール
４０１：旋回支持シャフト
４０２：リング
５００：ガイドアーム
５０１：切り欠きガイド
６００：一対の錘り
６０１：錘りの支持軸
７００：ガイドロール
８００：エンドレスガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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