(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る。又太陽電池も補助金が付くとはいえ大衆化にはまだまだ高額であり、最近の石油の高騰は著しく今後も、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電機業界の現状である。【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、本発明は揮発体と液体の重量差をもととする自然界の重力の法則を利用した回転動力体を造り、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
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【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柔軟性の空洞連結パイプ、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液体タンクと気化用空洞タンクとを連結する柔軟性空間パイプ即ち柔軟性連結管で結合された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専用の熱媒体、若しくは他の熱源から導管により熱を導入された熱媒体熱を熱源または冷媒とする請求項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、揮発ガス体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、その回転体の回転起動を風力やソーラー電力若しくはその他の動力により起動する請求項１に記載の発電装置
【請求項５】
微振動でも自動的に初動回転が起こるよう液体タンクの重心位置を縦方向センターラインより回転方向に偏心させた請求項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存在する重力などの原理を応用し、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議題となる世界的な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、その生産や流通関連など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、かって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、国交省などは自然界の保護よりも予算消化にその努力を傾注し、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。これら多くの課題を抱える今日のエネルギー問題に対し、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今日主流ではあるが、これらとて現在の大電力事情に代わる様な代替エネルギーとしては、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状態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２００６−３８２７７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マス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２００６−３８２７７号公報
【特許文献１】特開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で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、かつてわが国の成長基盤となった中小企業の輸出力も再び向上し、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】図１は、本発明発電機の構造説明の側面図と正面図であり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の側面図は本発明の全体概要側面図であり発電機１と連結し、回転数アップの為の歯車機構２と、回転作動源となるバーベルセット５−１を連結するカム又はクラッチ３と、回転立ち上がりの誘導用風車６の全体側面図であり、回転軸４を中心に持つ複数のバーベルセット５−１が４組回転軸にセットされ、図１の正面図において右方向周りの回転運動を起こす側面概要図であり、この場合、バーベルセット５−２が熱源７の位置に来た時、廃湯や排ガスなど他の場所から誘導された伝導性熱源体または移動熱源体８により加熱部７が加熱され、同加熱位置に入ったバーベル端の液体容器内の揮発性液体は急速に加熱され気化し、その容器内の気化体１２（図３）は導管１１内を経由し、空洞で連結する対極上部の容器５−６に移動する為、下方に位置する加熱部５−４は軽くなり全体が右回転を始める。この場合の熱源は気体、液体、固体を問わず要は他の場所にある熱源が導管８を経由して、加熱部７を周辺環境より少なくとも５℃以上の差を生み出せば良い。以上の順序を追いバーベルセットの両端容器内の揮発体が正面図右側の液体５−２と左側気体５−５との重量差により右回転が始まる。一方同回転運動はカム又はクラッチ機構から歯車機構を通じて発電機を回転させ起電する。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。【０００８】以上揮発体を気化し回転軸を中心に、気体と液体との重量差による回転運動を起こすための身近な熱源または温度差を起こす為の冷媒としては、地下数メートルの夏場の冷風、又は冬場の温風など、利用する温度は周辺環境の変化に適宜あわせて対応すれば良い。いわゆる回転起動源となるバーベル左右の温度差はその地域や、季節変動に応じた身近な環境を適宜利用すればよいのであるが、欲を言えばその温度差は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零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１０℃以上ある暖かい地下熱との温度差を利用すればよい。例えば沸点約１１℃のエチルメチルエーテルなどの揮発性液体を１／３程度充填した図１の液体タンク５−２又は５−３では液状態体であるが５−４の位置で加熱によりタンク内の気化が始まると同時に気化体は対極側５−６に気化移動を始め、移動すると周辺温度により冷却され液化し重量が重くなり５−２の方向へと回転移動し、更に５−２の位置からの液体タンクは５−３そして５−４と回転移動し再び加熱され気体となって軽量化しタンク５−５の位置に移動した時点で、連結する空洞パイプ連結管での揮発体の気体移動と液化の同時進行が起こり左右タンク内の気体と液体との重量差により回転運動がはじまる。通常バーベル内の揮発性液体充填側タンク内は揮発性液体を１／３程度充填し、一方の対極側の空洞タンク内は空気より重いエーテル気化体が入ってくるので既存の空気は圧力調整を兼ねたクッションタンク１５で調整する。このクッションタンク１５は伸縮自在で圧力調整を兼ねたもので圧力調節弁でもあり数百倍に膨張する気化体の収納袋機能を持つ。またバーベルセット本体には少し耐圧性を持たせると同時に、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、液体タンクと加熱若しくは冷媒タンクの接触面積を極力広げるか、又は図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。又パワー不足には連結管のアームを延ばせば回転モーメントも上がる。回転方向は右でも左回りでも原理は同じであるが要は発電機の回転方向に合わせればよい。尚フライホイール９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加熱部７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℃前後ありこの温度を利用するのも良い。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た容器でどぶ漬けが、より効果的である。又、発電量を増す為に、バーベルセット５−１の風車体を並列に並べ、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９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性気体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概要の側面図と正面図です。
【図２】液体タンクが回転し加熱部に入って熱源又は循環型熱源若しくは伝導熱源により加熱される状態の側面図である。
【図３】バーベル両端タンク内の液体又は気体が移動する為、柔軟材パイプにより連結された状態であり中央部分の袋は気体を収容する伸縮性のクッションタンクである
【図４】バーベルが垂直の静止状態から自動的に右回りの回転運動を起動させる為、液体タンクの重心を縦方向センターラインより右寄りに変芯させた状態である
【符号の説明】
【００１３】  １      発電機
２      歯車機構
３      クラッチ又はカム
４      回転軸
５−１  バーベルセット側面図
５−２  バーベルセット正面図水平状態
５−３  バーベルセット正面図液体タンク右下がり状態
５−４  バーベルセット正面図液体タンク最下部揮発化する状態
５−５  バーベルセット正面図液体タンク内が気化した状態
５−６  バーベルセット正面図タンク内が気化され最軽量状態
６      回転起動用風車
７      加熱部
８      熱源伝導部又は加熱用液体循環経路
９      フライホイール
１０      タンク連結管ジャバラ部分（連結管交錯部分）
１１      液体タンクと空洞タンクとの連結管
１２      揮発性液体の液体状態タンク
１３      初動回転誘導型変芯容器の例
１４      空洞側タンク
１５      圧力調整用クッションタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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