(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の運動エネルギーを利用し、携帯することが可能な小型で安定した電力を高出力で発電する制御装置一体型携帯発電機を提供する。【解決手段】吸引口２が具備された中空の円筒形状を有するフロントフレーム５aと、中間部の内径が両端部より広い円筒形状を有するセンターフレーム５ｂ，５ｃと、排出口３と導入口４が具備された中空の円筒形状を有するテールフレーム５ｄとを一体固定し、フレーム５の軸芯方向に沿わせて該フレーム５の中空内部にクールコア７と、ステータヨークコア８と、コントロールコア９と、を先端角度が概ね３０度から６０度の範囲内の形状を有し、フレームホルダー１１ａ，１１ｂでフレーム５に保持され、吸引口２から排出口３へ流体１ａがフレーム５の内部に形成された流体通路を通過すると、中空の円柱形状を有するフリーロータ１０a、１０ｂがステータヨークコア８の外周に接して回転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引口が具備された中空の円筒形状を有するフロントフレームと、中間部の内径が両端部より広い中空の円筒形状を有するセンターフレームと、排出口と導入口が具備された中空の円筒形状を有するテールフレームと、を所謂瓢箪形状に一体固定し、フレームの軸芯方向に沿わせて前記フレームの中空内部にクールコアと、ステータヨークコアと、コントロールコアと、を先端角度が概ね３０°から６０°の範囲内の形状を有する所謂フットボール形状に一体固定し、フレームホルダーで前記フレームに保持され、前記吸引口から前記排出口へ流体が前記フレームの内部に形成された流体通路を通過すると、中空の円柱形状を有するフリーロータが前記ステータヨークコアの外周に接して回転するように配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機。
【請求項２】
前記制御装置一体型携帯発電機において、中空の円錐形状を有する前記クールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する熱交換器と、前記クールコア内部に冷却材が密封充填されるように配置していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御装置一体型携帯発電機。
【請求項３】
前記制御装置一体型携帯発電機において、中空の円錐形状を有する前記コントロールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する温度センサーと、前記コントロールコア内部に制御装置が密封されるように配置していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御装置一体型携帯発電機。
【請求項４】
前記制御装置一体型携帯発電機において、中空の円柱形状を有する前記フリーロ―タの両端部に固定されているリング形状の永久磁石と、前記ステータヨークコアの両端部に前記永久磁石と磁極反発するようにリング形状の永久磁石を配置していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御装置一体型携帯発電機。
【請求項５】
前記制御装置一体型携帯発電機において、前記センターフレームの下部に偏芯回転軸を具備し、前記センターフレームと蓄電池パックを内蔵した防水蓄電池チャジャーとを回転自在に連結し、前記テールフレームによって形成される導入口から流体が通過することにより、流体の流れの方向に合わせて前記フレームが回転するように配置していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御装置一体型携帯発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の運動エネルギーの利用を高めて、携帯することが可能な小型で安定した電力を高出力で発電する制御装置一体型携帯発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体である水と空気のもつエネルギーを利用した、既知の水力発電機と風力発電機の基本発電原理は、流れる流体の持つ運動エネルギーを回転機構により回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーにより永久磁石を回転させ、電磁誘導現象により誘導起電力を発生させることによって電気エネルギーを得ることにある。よって流体を利用した発電機の性能評価は、どの様な機構で効率的に発電機内の永久磁石を回転させる回転エネルギーを生成させるかによるために、さまざまな発電機があるが、小型化および構造の簡素化を図るには、アウターロータ型の一体型発電機が適している。
【０００３】
発電機の小型化および構造の簡素化を図ったアウターロータ型の一体型発電機の技術が特許公開２００３−１９３９５２号広報に公開されている。図１０で前記一体型発電機の構成例を示す。この技術は、内部が流体通路となっている円筒形状のケーシングの軸芯方向に羽根がついたロータヨークをステータの外側に、水中軸受で回転可能に設け、通路を流れる液体によってロータヨークが回転し、電力を発生させるものである。
【０００４】
さらに、ステータ保持部材に流体の連通路を設け、連通路を通る液体によってステータコイルの発熱による温度上昇を低減している。また水中軸受けから漏れた液体によりステータを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公開２００３−１９３９５２号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の技術では第一に、流体通路を流れる流体を連通路に通過させて冷却用として使用しているため、流体の一部がロータの回転に寄与せず、流体の全エネルギーを有効活用ができずに、ロータの回転力の減少によって電力出力の低下を招いている。第二に、アウターロータ型発電機はステータ内部にコイルがあり、さらにインライン型発電機ではステータが水密され、密閉空間内部にコイルがあるために密閉空間内の空気がコイルの発熱による温度上昇によりコイルの焼付きを招いている。第三に、発電する三相交流誘導電力の回転速度に対応する整流制御装置と、さらにステータ内が定格以上の温度上昇に対応する制御装置が発電機として一体化されていないために、安定した電力を供給できない。第四に、ロータ回転部の水潤滑軸受は、流体通路を流れる流体が流体通路内部を満たしている場合には有効であるが、通路内部の流体量が変動し、少ない場合には、すべり軸受の水潤滑が均一に行われずに軸受の発熱による焼付けを招いている。第五に、配管内での使用に限定され、発電装置の汎用性に欠けるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、流体の運動エネルギーの利用を高めて、携帯することが可能な小型で安定した電力を高出力で発電する制御装置一体型携帯発電機を提供することをその目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため、第１の発明は、吸引口が具備された中空の円筒形状を有するフロントフレームと、中間部の内径が両端部より広い中空の円筒形状を有するセンターフレームと、排出口と導入口が具備された中空の円筒形状を有するテールフレームと、を所謂瓢箪形状に一体固定し、フレームの軸芯方向に沿わせて前記フレームの中空内部にクールコアと、ステータヨークコアと、コントロールコアと、を先端角度が概ね３０°から６０°の範囲内の形状を有する所謂フットボール形状に一体固定し、フレームホルダーで前記フレームに保持され、前記吸引口から前記排出口へ流体が前記フレームの内部に形成された流体通路を通過すると、中空の円柱形状を有するフリーロータが前記ステータヨークコアの外周に接して回転するように配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機である。
【０００９】
第２の発明は、中空の円錐形状を有する前記クールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する熱交換器と、前記クールコア内部に冷却材が密封充填されるように配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機である。
【００１０】
第３の発明は、中空の円錐形状を有する前記コントロールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する温度センサーと、前記コントロールコア内部に制御装置が密封されるように配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機である。
【００１１】
第４の発明は、中空の円柱形状を有する前記フリーロ―タの両端部に固定されているリング形状の永久磁石と、前記ステータヨークコアの両端部に前記永久磁石と磁極反発するようにリング形状の永久磁石を配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機である。
【００１２】
第５の発明は、前記センターフレームの下部に偏芯回転軸を具備し、前記センターフレームと蓄電池パックを内蔵した防水蓄電池チャジャーとを回転自在に連結し、前記テールフレームによって形成される導入口から流体が通過することにより、流体の流れの方向に合わせて前記フレームが回転するように配置していることを特徴とする制御装置一体型携帯発電機である。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、吸引口が具備された中空の円筒形状を有するフロントフレームと、中間部の内径が両端部より広い中空の円筒形状を有するセンターフレームと、排出口と導入口が具備された中空の円筒形状を有するテールフレームと、を所謂瓢箪形状に一体固定し、フレームの軸芯方向に沿わせて前記フレームの中空内部にクールコアと、ステータヨークコアと、コントロールコアと、を先端角度が概ね３０°から６０°の範囲内の形状を有する所謂フットボール形状に一体固定し、フレームホルダーで前記フレームに保持され、前記吸引口から前記排出口へ流体が前記フレームの内部に形成された流体通路を通過すると、中空の円柱形状を有するフリーロータが前記ステータヨークコアの外周に接して回転するように配置しているため、流体の運動エネルギーを利用し、携帯することが可能な小型で安定した電気を高出力で発電することが可能となる。
【００１４】
第２の発明によれば、中空の円錐形状を有する前記クールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する熱交換器と、前記クールコア内部に冷却材が密封充填されるように配置しているため、故障の少ない安定した発電機を供給することが可能となる。
【００１５】
第３の発明によれば、中空の円錐形状を有する前記コントロールコアの中空内部に、ステータカバーで密封されている前記ステータヨークコアの内部を貫通する温度センサーと、前記コントロールコア内部に制御装置が密封されるように配置しているため、安定した電力を供給することが可能となる。
【００１６】
第４の発明によれば、中空の円柱形状を有する前記フリーロ―タの両端部に固定されているリング形状の永久磁石と、前記ステータヨークコアの両端部に前記永久磁石と磁極反発するようにリング形状の永久磁石を配置しているため、回転部の摩擦抵抗が低減され、高出力の電力を供給することが可能となる。
【００１７】
第５の発明によれば、前記センターフレームの下部に偏芯回転軸を具備し、前記センターフレームと蓄電池パックを内蔵した防水蓄電池チャジャーとを回転自在に連結し、前記テールフレームによって形成される導入口から流体が通過することにより、流体の流れの方向に合わせて前記フレームが回転するように配置しているため、優れた汎用性と携帯可能な発電機を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施形態を示す分解図である。
【図４】この発明の一実施形態を示す分解図である。
【図５】この発明の一実施形態を示す分解図である。
【図６】この発明の一実施形態を示す分解図である。
【図７】この発明の一実施形態を示す分解図である。
【図８】この発明の一実施形態を示す拡大図である。
【図９】この発明の一実施形態を示す配線図である。
【図１０】従来技術を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機について図１、図２、図３を参照して説明する。図1、図２は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機の断面図である。図３はフレーム５の分解図である。図１、図２、図３を参照にしてフレーム５について説明する。内部が中空の円筒形状のフレーム５は、フロントフレーム５ａと、センターフレーム５ｂ，５ｃと、テールフレーム５ｄと、を一体結合して前記フレーム５が構成されている。
【００２０】
中空の円筒形状の前記フロントフレーム５ａは、外部側の吸引口２の開口面積Ａ１よりも内部側の流体通路１の開口面積Ａ２は小さく、前記フロントフレーム５ａの形態はＡ１＞Ａ２の関係式にあり、さらに既知の流体運動の原理により、流量ｍ3/s＝流速ｍ/s×断面積ｍ2であるため、流量が一定ならば開口面積が小さいほうが流体１ａの流速は速くなる。また流体１ａのエネルギーＦ＝質量ｍ×加速度ａであるため、前記フロントフレーム５の形態による作用によって、流体１ａの流速が早まることにより、前記フロントフレーム５ａの流体通路１の内部側に向かって流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。
【００２１】
中空の円筒形状の前記センターフレーム５ｂ，５ｃは、製作上、軸芯に平行な面に二つ割りの中空構造であり，ボルトで一体固定されている。一体化された前記センターフレーム５ｂ，５ｃの中間部の開口面積Ｂ１は両端の開口面積Ｂ２よりも大きく、前記センターフレーム５ｂ，５ｃの形態はＢ２＜Ｂ１＞Ｂ２の関係式にあり、開口面積が大きければ流体１ａの質量が多くなる。よって前記センターフレーム５ｂ，５ｃの形態による作用によって、流体１ａの質量が多くなることにより、前記センターフレーム５ｂ，５ｃの中間部に向かって流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。
【００２２】
中空の円筒形状の前記テールフレーム５ｄは、内部側の流体通路１の開口面積Ｃ１よりも外部側の排出口３の開口面積Ｃ２は大きく、前記テールフレーム５ｄの形態はＣ１＜Ｃ２の関係式にあり、開口面積が大きければ内部空間の気圧は低下し、流体１ａは気圧傾度力により、内部側の流体通路１の高気圧から外部側の排出口３の低気圧に向けて流れる。よって前記テールフレーム５ｄの形態による作用により、流体１ａは気圧傾度力によって、前記テールフレーム５ｄの排出口３の外部側に向かって流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。さらに外部から流体１ａを導入する導入口４が設けられているため、導入された前記流体１ａが排出口３から排出されるときに、流体通路１から流れてくる流体１ａに吸引力として作用し、流体１ａの流れを促進し、流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。
【００２３】
よって内部が中空の円筒形状の前記フレーム５は、所謂瓢箪形状にフレームホルダー１１ａ，１１ｂと、フレーム固定リング１１ｃと、ボルトと、で一体固定され、前記フレーム５の形態の作用により、流体１ａの流速が速まり、密度が高まり、流力が促進されることにより、前記フレーム５の内部に形成された前記流体通路１を流れる流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。さらに既知の風力発電や水力発電による自然現象の風や水の流れを利用するだけでなく、流体１ａに対して吸引するエネルギーと排出するエネルギーが付加され、前記流体通路１を流れる流体１ａの運動エネルギーの利用を安定して高めることが可能になる。前記フレーム５の材質は、例えば成形しやすいアルミダイカスト合金が用いられることが好ましい。
【００２４】
図１を参照にしてコア６について説明する。中空の円筒形状のフレーム５の内部に、前記フレーム５の軸芯方向に沿わせて、クールコア７と、ステータヨークコア８と、コントロールコア９と、を軸芯方向の中心点を貫通するフロント固定ボルト１２ａと、テール固定ボルト１２ｂと、で前記ステータヨークコア８の両端に具備されているネジ穴８ｑに螺合し、前記コア６として一体固定される。前記コア６は、流体１ａの導入翼を有するフレームホルダー１１a、１１ｂによって前記フレーム５に保持され、吸引口２から排出口３へ流体１ａが流れる流体通路１を前記フレーム５の内部に配置している。さらに前記コア６は、両端に先端角度が概ね３０°から６０°の範囲内の形状を有する前記クールコア７と、前記コントロールコア９と、によって所謂フットボール形状に構成することにより、流体通路１を流線形に形成し、流体１ａが接する前記フレーム５の内面と前記コア６の外面に生じる流体摩擦の負荷が減少され、流体１ａの運動エネルギーが高まるように構成されている。
【００２５】
図４を参照にしてステータヨークコア８について説明する。図４は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機のステータヨークコア８の分解図である。図４において、中心軸を有する円柱形状のステータヨークコア８は、中心軸の中心点に対して１２０°の間隔で鉄芯８ｉ〜ｎに巻線された起電コイル８ｃ〜ｈを具備し、二つ割りの中空の円柱形状のステータカバー８ａ，８ｂと、止水ガスケット８ｓと、で形成された密閉内部空間に二つ一組の前記起電コイル８ｃ〜ｈを中心点に対して１２０°の間隔置きに並列で三段に設置している。よって、所謂アウターロータ型三相交流発電機の三相を持つヨークとして機能するように前記ステータヨークコア８が配置されている。このように構成することによって、小型で高出力の発電が可能となる。材質は、例えば前記ステータカバー８ａ，８ｂは反磁性体のアルミが用いられることが好ましい。
【００２６】
図５を参照にしてフリーロータ１０a、１０ｂについて説明する。図５は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機のフリーロータ１０a、１０ｂの分解図である。図５において、中空の円筒形状のフレーム５の内部に、リング形状を有する固定リング１０ｅと、ボルトと、で一体固定された、中空の円柱形状を有する前記フリーロ―タ１０a、１０ｂが、ステータヨークコア８の外周に、前記ステータヨークコア８の中心軸の中心を中心点にして、流体通路１に接して回転するように設置しているために、流体１ａが流体通路１を流れると、流体１ａの運動エネルギーと圧力エネルギーが前記フリーロ―タ１０a、１０ｂに具備されているフィン１０ｆに回転エネルギーとして作用し、前記フリーロ―タ１０a、１０ｂが、前記ステータヨークコア８の中心軸の中心を中心点にして、前記ステータヨークコア８の外周を回転することが可能となるように構築されている。
【００２７】
よって前記フリーロ―タ１０a、１０ｂのステータカバー８a、８ｂと近接する内面に固着されている、磁極のS極とN極が交互に磁化された二つ割りのリング形状を有するラジアルリング永久磁石１０ｃ、１０ｄが、ステータヨークコア８に具備されている鉄芯８ｉ〜ｎに巻線された起電コイル８ｅ〜ｈの外周を回転するように構築されている。前記ラジアルリング永久磁石１０ｃ、１０ｄと前記起電コイル８ｃ〜ｈによって回転磁界が生じ、電磁誘導現象を発生させて電力を得ることが可能となるように構成している。材質は、例えばラジアルリング永久磁石１０ｃ、１０ｄは磁力の強いネオジム磁石を用い、フリーロータ１０a、１０ｂは腐食しにくいステンレスが用いられることが好ましい。
【００２８】
図６を参照にしてクールコア７について説明する。図６は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機のクールコア７の分解図である。図６において、フロント固定ボルト１２ａが貫通できる貫通孔７ｄを有する中空の円錐形状のクールコア７の閉鎖内部空間内に、前記ステータヨークコア８の側面を貫通する熱交換器７ａと、冷却材７ｂと、を配置している。前記ステータヨークコア８の内部に具備されている起電コイル８ｃ〜ｈは通電するとジュール熱が発生し、前記ステータヨークコア８と前記ステータカバー８ａ，８ｂと、で形成された閉鎖内部空間内の空気の温度上昇を招く。
【００２９】
よってステータヨークコア８の閉鎖内部空間内の空気の温度を、熱交換器７ａの熱伝導作用によってクールコア７の閉鎖内部空間に充填されている冷却材７ｂに熱伝導され、前記ステータヨークコア８の閉鎖内部空間内の空気を冷却し、前記起電コイル８ｃ〜ｈの焼き付けを防止する制御装置として機能するように構築している。さらに前記クールコア７の外周面にはリブ７ｅが具備され、流体通路１を流れる流体１ａによって前記リブ７ｅが冷却され、クールコア７の閉鎖内部空間内の温度の冷却がより促進されるように配置している。メンテナンスとして前記クールコア７に設けられた充填孔７ｃから前記冷却材７ｂの補充を可能としている。例えば熱交換器７ａは熱伝導率の高い銅材を用い、冷却材７ｂは冷却効果の高い油性オイルが用いられることが好ましい。
【００３０】
図７を参照にしてコントロールコア９について説明する。図７は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機のコントロールコア９の分解図である。図７において、テール固定ボルト１２ｂが貫通できる貫通孔９ｅを有する中空の円錐形状のコントロールコア９の閉鎖内部空間内に、サーモスタット９ｂと、インバータ９ｃと、を配置している。
【００３１】
よってステータヨークコア８の室内温度を感知する温度センサー９ａと、コントロールコア９の内部に定格以上の温度上昇を制御するサーモスタット９ｂと、を防水コード９ｄで接続して設置しているために、前記温度センサー９aと前記サーモスタット９ｂが連動し定格温度設定以上の温度上昇を監視し、定格以上の温度上昇に対して通電のオン、オフを前記サーモスタット９ｂが制御し、前記ステータヨークコア８の室内温度の上昇に伴う前記起電コイル８ｃ〜ｈの焼き付けの防止を可能にしている。さらに前記ステータヨークコア８で発電した電力は、前記フリーロータ１０a、１０ｂの回転速度の変動によって出力電圧の変化を発生させるため、前記ステータヨークコア８内の起電コイル８ｃ〜ｈと配線されている変調電圧と、電力の過負荷と、の防止のために通電のオンオフを制御するインバータ９ｃを設置し、電圧の制御装置として機能するように構築しているため、安定した電力出力を可能にしている。
【００３２】
図８を参照にしてフリーロータ１０a、１０ｂの回転部について説明する。図８は本発明の一実施形態に係る制御装置一体型携帯発電機のフリーロータ１０a、１０ｂの回転部の拡大図である。図８において、中空の円柱形状を有するフリーロータ１０a、１０ｂの両端部に固着されたリング形状のロータリング磁石１０ｇ，１０ｈと、ステータヨークコア８の両端部に前記ロータリング磁石１０ｇ，１０ｈと磁極反発するようにリング形状のステータリング磁石８ｐ，８ｑを配置している。
【００３３】
よってフリーロータ１０a、１０ｂは、両端が磁極の反発力に支えられ、前記フリーロータ１０a、１０ｂが回転すれば、ジャイロ効果によりステータヨークコア８の中心軸の中心を中心点にして、センターフレーム５ｂ，５ｃの内面に接触することなく安定して回転する、非接触型の回転機構を構築しているために、前記フリーロータ１０a、１０ｂの回転摩擦の負荷が少なく、流体１ａの運動エネルギーを効率良く利用し、高出力な電力を生成する、前記フリーロータ１０a、１０ｂの回転エネルギーが高まるように構成されている。
【００３４】
前記非接触型の回転機構は、所謂空転機構である。例えば風で回転する玩具の「かざぐるま」の羽根は針金を中心にして無負荷状態で空転している。羽根の回転運動と連動する回転軸が無いために、「かざぐるま」の羽根は風力を羽根に受け続けるかぎり抵抗なく回転し続ける。さらに回転抵抗が極めて少ないために、人の息を吹きかけるだけの微風でも回転し、持って走ることによって生じる走行風の低速の風でも回転する。また所謂回転機構が持つ定格回転数値なる風速に対する上限値である所謂カットアウトがなく、高速の風にも対応して回転する。この低速から高速の風速に応じて羽根が回転する無負荷の回転運動の維持を可能とする回転機構が空転機構である。所謂アウトロ―タ型電磁誘導発電機は、運動エネルギーによって磁極を変化させ誘導起電力を生み出す原理を利用している装置である。つまり既知の水力発電機や風力発電機は水や空気がもつ位置エネルギー、運動エネルギー、圧力エネルギーを利用し、ロ―タに設置されたＳ極とＮ極を交互に配置した複数の永久磁石を、複数の鉄心コイルで構成されたステータの周囲で回転させ、その回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、電力を得るものであり、周知の発電機は、羽根や回転軸と軸受を連動させ、永久磁石を配置したロ―タを回転させるための回転機構を持っている。対して空転機構はフリーロ―タに具備されたマグネットによって直接ステータコアの磁極を変化させ、誘導電流を得る機構であるため、羽根と、回転軸と、軸受と、回転制御装置と、の回転機構に必要な主要部材が不要となり、回転抵抗が極めて少ないため高効率な発電が可能になる。しかし空転機構を発電機に利用する場合に、例えば回転機構を持つ所謂扇風機において羽根が空転していることは、電動モーターの回転力を羽根伝えることができず、本来の風を発生される機能が不全状態にあり、負荷の無くなったモーターは定格以上に回転するために、想定外の摩擦抵抗と温度上昇により回転機構が焼き付き故障するために、適切なオーバーヒート対策が必要になる。回転動力機構において、回転軸の空転は、意図された空転と予期せぬ空転がある。意図された空転は、一方向に回転を制限するフリーホイール機構やラチェット機構がある。それらの機構は、回転の制御機能として空転を利用している。予期せぬ空転は、回転力が正常に伝達できなくなるだけでなく、定格以上に回転数が上昇し、回転機構がオーバーヒートして回転機械の鉄損や破損、さらには焼き付けを起こすなどの回転機構部の致命的な故障につながる。よって回転動力機構には空転防止の制御機構が必要とされる。制御装置として例えば、トラクションコントロールシステムの空転を制御する機構があるが、複雑で高価であり故障しやすい回転機構である。
【００３５】
既知の回転動力機構において空転は、制御する現象であるが、一方、空転機構は無負荷状態によって生じる最大限の回転力を得ることが可能となり、摩擦などのエネルギー損失を最小限にして空転を発電機の回転機構に有効利用すれば、回転損失が少なく、回転効率が高まり、高出力の発電機の供給が可能となる。よって、前記非接触型の回転機構は、水車や風車の流体の回転運動受動装置と、回転軸や軸受の回転運動伝達装置と、回転制御装置が不要で、流体の少ない運動エネルギーであっても、効率良く簡易な機構で回転エネルギーを電気エネルギーに変換が可能な回転機構である。
【００３６】
図１を参照にして防水蓄電池チャジャー１４について説明する。センターフレーム５ｃの下部に偏芯回転軸１３を固着し、前記センターフレーム５ｃと蓄電池パック１５を内蔵した防水蓄電池チャジャー１４とを回転自在に連結し、テールフレーム５ｄによって形成される導入口４から流体１ａが通過すると、前記偏芯回転軸１４はフレーム５の重心位置に対して回転軸が偏芯しているため、所謂風見鶏の如く前記フレーム５の吸引口２が流体１ａの進行方向に敏速に対面するように回転自在に配置している。よって流体１ａの流れる方向に対応して簡易で効率良く流体１ａを前記吸引口２に導入し、流体１ａの運動エネルギーの利用を高め、小型で安定した電力を高出力で発電することが可能となる。
【００３７】
さらに、図９の配線図で示すように、ステータヨークコア８内の起電コイル８ｃ〜ｈと防水蓄電池チャジャー１４内の蓄電池パック１５を防水コード９eで配線され、発電した電力を前記蓄電池パック１５へ蓄電と、出力端子１６による電力使用が可能になるように構築しているため、流体の水や空気の流れる場所ならば、固定具１７と、ハンドホルダー１８と、防御ネット１９と、を利用することによって携帯し、簡易に設置ができ、設置場所の制約が少なく、同一場所で発電と、蓄電と、電力使用と、が可能で汎用性に優れた制御装置一体型携帯発電機を提供できる。
【符号の説明】
【００３８】
１…流体通路、１ａ…流体、２…吸引口、３…排出口、４…導入口、５…フレーム、５ａ…フロントフレーム、５ｂ，５ｃ…センターフレーム、５ｄ…テールフレーム、６…コア、７…クールコア、７ａ…熱交換器、７ｂ…冷却材、７ｃ…充填孔、７d…貫通孔、７ｅ…リブ、８…ステータヨークコア、８ａ，８ｂ…ステータカバー、８ｃ〜ｈ…起電コイル、８ｉ〜ｎ…鉄芯、８ｏ…貫通孔、８ｐ，８ｑ…ステータリング磁石、８ｒ…ネジ穴、８ｓ…止水ガスケット、９…コントロールコア、９a…温度センサー、９ｂ…サーモスタット、９ｃ…インバータ、９ｄ…防水コード、９ｅ…貫通孔、１０a，１０ｂ…フリーロータ、１０ｃ，１０ｄ…ラジアルリング永久磁石、１０ｅ…固定リング、１０ｆ…フィン、１０ｇ，１０ｈ…ロータリング磁石、１１ａ，１１ｂ…フレームホルダー、１１ｃ…フレーム固定リング、１１ｄ…貫通孔、１２ａ…フロント固定ボルト、１２ｂ…テール固定ボルト、１３…偏芯回転軸、１４…防水蓄電池チャジャー、１５…蓄電池パック、１６…出力端子、１７…固定具、１８…ハンドホルダー、１９…防御ネット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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