(57)【要約】【課題】現在一般家庭や事業所などに供給されている電力会社の電力以外に、家庭などで省エネとして普及している装置としては太陽電池などがある。また直接には電気とは少し異なるが、省エネ設備としての熱供給として、太陽温水装置などが一般家庭の屋根で見かけることがあるが、これらは省電力を目的とするものの、未だに一般家庭の一部をカバーするのみであり、大衆化には最近の化石燃料の高騰も有り、まだまだ電力は価格も高額であり、上がることはあっても下がる見込みはほとんど考えられないのが現状である。【解決手段】一般的に家庭の電力は、電力会社の電力以外には一部太陽電池などの電力などを利用しているが、これらは未だほんの一部であり、本発明は揮発性液体の性質と、自然界の重力の法則を利用して本格的に発電機を作動し家庭用の電力供給を目指したものであり、一般家庭の必要電力を安定的に供給する事を目的とした発電装置である。【選択図】図１
2009209912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールを装着した発電機と、回転数増幅用の歯車機構と、発電機並びに該歯車機構の回転源となる揮発性液体を内蔵した液体タンク、並びに該揮発性液体の移動兼気化用空間を持つ空洞タンクと両タンク同士を連結する空洞連結パイプ、並びに該歯車機構と両タンク付き連結パイプとの回転運動を連結若しくは遮断する電磁チャック又は一方向クラッチ或いはカム機構を装備した発電装置。
【請求項２】
揮発性液体を内蔵するタンクと気化用空洞タンクとを連結する空間パイプ即ち空洞バーベルの中心を軸としてバーベル両端タンク内の液体と気体の重量差を回転動力源とし、回転作動源となる揮発性液体の、気化を促進するための地中温や太陽熱、家庭廃熱、工場廃熱等を熱源として液体や気体或いは固体により伝動した熱を熱源とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
空洞バーベル両端の液体タンク若しくは気体タンク内に封入され密閉された揮発性液体で、エチルメチルエーテルをはじめとする−３０〜１６０℃沸点のエーテル類若しくはエーテル化合物などに類する揮発性液体を使用し、揮発ガスと液体の重量差を回転源動力とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項４】
自然界の季節変動若しくは地域間格差などによる、自然界の温度変化に対応して可逆的に液体若しくは気体に変わる機能をもつ揮発性液体を回転動力源とし、その動力源となる冷媒又は熱源を、温冷風や水道水や太陽熱温水、或いは地下水又は海水或いは雨水を用いた請求項１に記載の発電装置
【請求項５】
複数本の空洞バーベルを回転体として組み合わせたバーベル先端の液体タンクと冷媒又は熱源との熱伝導効率を高める為、各液体タンク及び冷媒容器若しくは熱源容器それぞれにフィンを取り付けた請求項１に記載の発電装置
【請求項６】
外気又は外気環境に対する対極温度、又は対極温冷風として家屋或いは工場等の排気ガス若しくは排熱を利用した請求項１に記載の発電装置
【請求項７】
季節変動、或いは昼夜で温度変化する外気環境に対して、家屋内からの排ガス温度の温度差との逆転に自動的に対応し、バーベルに対する温冷風を自在に切り替えできる機能を装備した請求項１に記載の発電装置
【請求項８】
大容量発電対応用として回転軸やバーベルセット並びに周辺機器一式を発電規模に見合う大容量発電機能を持たせた請求項１に記載の発電装置
【請求項９】
可燃性の危険度を抑える為に揮発性液体に微量の不燃材を添加した請求項１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、地球規模の環境汚染はもとより、有限資源として枯渇が心配され始めた化石燃料や、後処理が問題となる原子力などの燃料資源を一切使用せずに、自然界に太古より普遍の原理として誰もが認める原理を応用し、地球環境に与える環境汚染やエントロピーを出来る限り最小限に抑えることに挑戦した電気エネルギーの生成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】産業革命以来、世界は著しい発展を遂げ、人々の生活もより豊かになったが、生活の豊かさに比例して家庭における電気の使用量は急速に増大している。工業においても経済の発展と共に、各種の工場生産は益々盛んになると同時に、電気の使用量も増大している。又環境関係では必ず問題となるＣＯ２問題においても、そのＣＯ２を吸収すべき林業や農業生産においてさえ拡大増産すれば、当然化学肥料や農薬などをはじめとした工業製品が大量に消費され、その生産や途中経路を含め大量の石油消費や排ガスを伴う。これらの一連の関連工場はその生産を拡大する為、当然生産工場における使用電力量は益々増大する。流通業界においても競争の激化により店舗の照明は昼間から光々と輝き、その上顧客の満足度、贅沢度はより新鮮さを求め、その鮮度維持の為のあらゆる装置が大量の電力を消費している。又一歩、家庭に入れば嘗ては理想の家庭と想われていた大量の白物家電が、今や有り余り大容量の電力を消費し、これらの高額家電も、なんら抵抗も無く日常的に粗大ごみとして大量に廃棄物として処理される時代となった。昨今では一般家庭でも１００Ｖから２００Ｖの電気を必要とする時代となり、使用電力量は１０ｋＷ／日を超える時代となった。建築物もより高級化し冷暖房は常備品となり、東京などでは冷房機などが排出する排熱などで都内の気温が上昇するほど電力を必要としている。国道などは雨水の浸透や蒸発や気化熱など、自然界の浄化作用は不可能なほど整備されてしまい、今や大量のマイカー時代となり益々化石燃料の消費は増大している。自動車業界も化石燃料に代わる車として電気自動車を開発しているが、しかしこれらの一見クリーンな電気も、全て有限資源である化石燃料をそのエネルギー源としており、一方世界ではクリーンなエネルギーとして原子力が確かに注目されてきたが、これとて肝心の核廃棄物の処理については、いまだに根本の解決策が見当たらないのが現状である。これらのいずれは枯渇する有限資源を必要としない発電源としては、太陽光の熱エネルギーを利用した太陽熱温水器や、ソーラーにより発電した電力を、そのまま電力として利用する考え方などが現在主流ではあるが、これらとて現在の電力事情に代わる様な代替エネルギーは、未だ一般の家庭の電力を賄うほど潤沢ではないのが現状である。本発明のような永久磁石と揮発性液体の形状変化を回転の動力源とした思想はほとんど見当たらない。又、先願特許には特開平６−１２７３０６号公報、特開平１１−４１９６０号公報などがあるが、これらは電磁石や太陽電池を応用したものであり、本発明と根本的に思想を異にするものである。又特開平２００７−８２９２４号公報など水の気化熱を利用した反復運動などは元々明治以来の平和鳥の原理そのものである。
今日、世界のグローバル化は化石燃料の高騰を呼び、バイオマスエネルギーに対しても今や投機の対象となりエネルギーの不安定化は紛争の起因とも成りかねないのが世界の現状でありこれらエネルギー関係は早急なる根本解決が叫ばれている。しかし未だ妙案も無く、特に世界的に急増しつつある人類に必要な地球に優しいバイオ燃料も食料問題と絡みエネルギー問題は益々複雑化している今日、本発明はこれらの問題に対して解決策の一つとして一石を投じるものである。【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２７３０６号公報
【特許文献１】特開平１１−４１９６０号公報
【特許文献１】特開平２００７−８２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は地球環境に重大な影響を及ぼす化石燃料や原子力などの天然資源をほとんど使用せずに、自然界に太古より普遍の原理として誰もが認める原理を応用し、地球環境に与える環境汚染の恐れが無く、且つその装置たるや時代の感覚を採り入れやすい、出来る限り負荷の掛からない簡易な装置で、広範囲な普及を図る為の価格帯も考慮し、シンプルで故障も少なく設置も容易で、且つ耐久性の高い製品技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】文明根源の利器たる電力に関する上記問題点は、下記構成の本発明の発電機によって解決することができる。すなわち、有限資源として枯渇が心配され始めた化石燃料や、後処理が問題となる原子力などの消耗資源を一切使用せずに、又地球環境に与える環境汚染やエントロピーを出来る限り無くし、普遍の原理を応用した本発明の発電機は、且つ広範囲な普及を目指す為、部品点数を極力抑え低価格での製品化を十分考慮し、出来るだけ設備投資を抑えた簡易な装置とし、一般家庭や中小企業の年間電力料金で十分償却できる製品化のため、シンプル部品とし、且つ故障の少ない、いわゆる半永久的にメンテナンスフリーとする製品化を目指すと同時に、風力や太陽熱など自然気象条件に制約されない常時発電を可能としたことを特徴とする小型発電装置である。
【発明の効果】
【０００６】一般家庭や小規模事業所などにおける消費電気量は１０ｋＷ／ｈ程度あれば十分であり、本発明の発電装置を家庭や小規模事業所に設置することにより、年間の電気使用料金の数年分で十分償却が可能であり、家計費や事業所経費を削減することはもとより、町工場などにおいては本発明装置を複数台設置することにより、わが国産業の基礎を支える中小企業の経費削減や競争力向上効果には十分その可能性があり、かってわが国の成長基盤となった中小企業の輸出力も向上し、何よりもその利用発電分だけ、化石燃料の消費も削減され、原子力に頼る度合いも少なくなり、ひいては大気汚染などの環境問題の解決にも貢献することが可能となり、本技術を世界に広めることにより環境問題はもとより、わが国産業の基礎体力をも改善することとなり、家庭はもとより産業界にも多大なる貢献を果たす技術である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】本発明発電機の構造とその作用機能を図面で説明する。
図１において回転軸６を中心に持つバーベルセット５が回転運動を起こすための環境整備については、正面図の縦方向中央部太点線の仕切り幕１３を羽毛や薄フイルムなど出来るだけバーベルに対する回転抵抗の少ない素材で左右を仕切り、正面図の右半分８は左側の外気帯９に対し人工的に冷風若しくは温風を吹き込むことにより左右の温度差が生じる。この吹き込む温風源又は冷風源として工場排熱や家庭における換気扇からの家屋内排ガスを利用すればよい。特に家庭において外気と家屋内温度との差を利用する場合、夏冬或いは夜昼それぞれの温度差を自動的に感知するセンサー付きの切り替えダンパー１５によって、冷風側は常に右側人工的環境帯に送るようにすればよい。周辺環境や季節変動に対しては揮発性液体のエーテル系をベースとした混合揮発体を造りその沸点が１１℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃など数種類の沸点を持つ混合揮発体をあらかじめ用意すればよい。
正面図の場合、右の人工的環境帯８に入ったバーベル内の揮発性液体は例えば冷却の場合タンク７内で液化しその重量に対し、左半分の揮発性液体が外気温により気化状となったタンク１０との重量差により液体の重みで回転運動が始まりその回転運動はクラッチ４から歯車機構３を通じて目的の回転が連続して繰り返され発電機２の回転を誘導し発電が起こる。
図１は、本発明発電機の構造説明図である。【０００８】［上面図］において発電機２の中心の回転軸１の一方は回転数増幅用の歯車機構３に連結し歯車機構３の一方は回転源となるバーベルセット５に接続する。又バーベルセット５の回転はカム若しくはクラッチ４によりにより自在に接続若しくは遮断が可能である。よって夜間帯など電力が不用のときはクラッチ４若しくはカムを遮断すれば良い。
次に［正面図］は本発電機の動力源となる回転体の正面概要図であり、外気帯９などとの遮断用仕切り幕１３の右側部分８は左側外気帯９に対し冷却部分であり冷媒としては冷風や地中冷風でも良いが、これ等左右の温度差はその地域や、季節変動に応じて身近な環境を利用すればよく出来ればその温度差は１０℃以上あるほうが効果的である。例えば冬の北海道などでは１０℃以下の外気に比較しそれ以上の暖かい廃熱や、地下数メートルの暖かい地下熱との温度差を利用し、沸点約１１℃のエチルメチルエーテルなどの揮発性液体が１／３程度充填された液体タンク７は対面の揮発化状態のタンク１２に移動した時点で、連結する空洞パイプ間での気体移動が起こり左右タンク内の気体液体の重量差により回転運動がはじまる。通常バーベル内の充填側タンク内は揮発性液体を１／３程度充填し、一方の対極側タンク内の空気はできるだけ抜いた方が良いがそれも揮発体の蒸発を促進する程度でよく超真空になるほど抜く必要もない。またバーベルセット体には少し耐圧制を持たせたほうが良い。バーベルの材質は合成材でも金属系材でも封入液体に侵食されない素材なら良いが液体タンク容器並びに加熱或いは冷媒容器は熱伝導性の良い銅やアルミ材が好ましいと同時に、両容器接触面は図２並びに図３の様にフィンなどのひれを付け熱効率を高めると回転がより速くなる。又廃湯などがあれば図４のようにバーベル液体タンク部分を直接どぶ漬けすることが効率的である。尚フライホイール１９は発電機の回転の安定化と持続性向上のため出来れば取り付けた方が良い。【０００９】以上が本発明の発電原理であるが、排熱など余分な熱があればタンク１０の温度上昇に利用し、その分回転数を上げることに利用すればよい。温暖な地方においては冬季でも地熱は１１℃以上ありこの温度を利用するのも良い。又太陽光を取り入れた反射１１を利用した太陽熱の利用による温度利用も効果的である。夜と昼の温度差の逆転はセンサーによる切り替えダンパー１５を利用すればよい。又、排熱などがふんだんにあればエーテル系液体に代わるアルコールや水溶液でもよい。蒸発効率を上げるためバーベルの液体タンクは球体でなく表面積を増す為の凹凸をつけても良くフィンなど着ければより効率化する。又、発電量を増す為に、バーベルセットを複数個連結し、タイミングをずらして作動するようにセットすれば連続性も高まるし、フライホイール１９により回転もより安定する。又バーベルセット内に揮発性液体を充填する際、内部エアーは出来るだけ揮発剤と差し替えたほうが効率がよい。
【実施例１】
【００１０】  実施例によって本発明を説明する。
発電機の構造：図１の構造
模型店並びにプラモデル店やホームセンターを回り透明のプラスチック容器、プラスチックパイプ、歯車類やギヤー付きモーターを仕入れエーテルは商社から缶入りを仕入れ、ほとんど図１と同様な模型を試作し、バーベルセットもどきを取り付けテストをした結果、バーベルセットにはかなりの精巧さと大型化が必用であることは判明したがバーベルセットの作動により電流計の針が大きく作動し発電能力が十分あることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１１】以上記したように、一般の家庭における消費電気量は５〜１０ｋＷ／ｈ程度あれば十分であり、本発明装置一式の利用により現在の年間電気料金の数年分でその償却は十分可能で有り、家計費の削減に寄与することはもとより、産業界においても本発明の大型発電機を複数台設置することによって、わが国産業の基礎を支える中小企業の経費削減にも貢献し、ひいては中小企業の輸出力も向上し、何よりもその分、化石燃料の消費が削減され、原子力に頼る度合いも少なくなり、大気汚染などの環境問題の解決にも貢献することが可能となり、本技術を世界に広めることにより環境問題はもとより、わが国産業の基礎体力をも改善することとなり、電力利用の有利性と共に本装置を応用とした産業機器分野においても産業界には多大なる利用が期待出来る技術分野である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の発電装置に関する構造の上面図と正面図です。
【図２】熱伝導効率を高める為のフィン付き揮発体容器のの図である。
【図３】揮発体容器を加温する加温容器のフィン付きの図である。
【図４】揮発体容器が湯船にどぶ漬けにより加熱される図である。
【符号の説明】
【００１３】１    回転軸
２    発電機
３    歯車機構
４    クラッチ又はカム
５    バーベルセット
６    バーベル回転軸
７    内部が液体状態のタンク
８    冷却環境帯
９    外気帯
１０  内部が揮発状態のタンク
１１  太陽光反射板
１２  内部が揮発状態のタンク（前記１０と同じであるが位置の違い）
１３  遮断用仕切り幕
１４  温風又は冷風の取り入れ口
１５  センサー付地下熱エアー温冷風の切り替えダンパー
１６  フィン付き液状揮発体タンク
１７  フィン付き加温タンク
１８  温水容器
１９  フライホイール
【図１】
2009209912.tif 000003
【図２】
2009209912.tif 000004
【図３】
2009209912.tif 000005
【図４】
2009209912.tif 000006