JP4163868B2

JP4163868B2 - Power generation system

Info

Publication number: JP4163868B2
Application number: JP2001364538A
Authority: JP
Inventors: 悦治野入
Original assignee: 悦治野入
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003166463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機の発電効率を向上させる発電システム（複合型ハイブリッド・コースター発電機）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、風力や水力などを利用して、発電機を駆動して発電することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの場合も発電効率の向上には限界があり、その打破が望まれていた。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、従来のものと比較して発電効率を幾分でも向上させる発電システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の発電システムは、下記（Ａ）から（Ｅ）の構成要件を備え、一のコースターベルトの作動用材にて、一のロッドバーが押し下げられることと、他のコースターベルトの作動用材にて、他のロッドバーが押し下げられることとが順次繰り返されることでローターが円滑回転されるように、コースターベルトへの作動用材の取付位置と、ローターへのロッドバーの取付位置とが決定されていることを特徴とする。
【０００６】
（Ａ）上下に離隔して平行に配置された軸の軸方向複数箇所に、それら軸同士で互いに対応した位置にそれぞれ設けられ、原動機にて回転駆動可能とされた少なくとも上方の入力軸に対しては正転のみ可能に設けられたホイール。
（Ｂ）前記上下の各軸同士で対応した上下二つのホイール間それぞれに巻き掛けられた複数本の環状コースターベルト。
（Ｃ）各コースターベルトの周方向の少なくとも一箇所に設けられ、コースターベルトの外方へ突出するよう設けられる作動用材。
（Ｄ）発電機に接続される出力軸に設けられ、各コースターベルトの位置と対応した軸方向複数箇所に、径方向外側に延びてロッドバーを有し、前記作動用材がコースターベルトを下る際に、その作動用材に対応したロッドバーが作動用材にて下方に押されることで回転されるローター。
（Ｅ）ローターの回転による出力軸の回転を、入力軸へ伝達可能とされた機構。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の発電システムについて、実施例に基づき更に詳細に説明する。図１から図４は、本発明の発電システムの一実施例を示す図であり、図１は正面図、図２は平面図、図３はＸ−Ｘ断面図、図４はＹ−Ｙ断面図である。
【０００８】
図１に示すように、本実施例の発電システムは、ローター１（１Ａ〜１Ｃ）を回転可能に保持する主塔２と、前記ローター１を回転駆動する環状コースターベルト３（３Ａ〜３Ｃ）を設置されたコースター塔４とを備える。
【０００９】
コースター塔４は、上下方向に細長く建てられた構造物であり、その上端部と長手方向中間部とには、主塔２側に延びてアーム５，６が設けられている。各アーム５，６の先端部には、それぞれ軸７，８が水平方向に配置されて設けられており、上側のアーム５の軸７を入力軸、下側のアーム６の軸８を保持軸と呼ぶことにする。
【００１０】
入力軸７と保持軸８には、その軸方向複数箇所に、それら軸同士で互いに対応して、ボールベアリング等の転がり軸受を介してスプロケットホイール９，１０が設けられている。この際、少なくとも上側のホイール９は、正転（図１において反時計方向への回転）のみ可能に設けられる。これには、ラチェット機構等を用いてもよいが、一方向ボールベアリングを使用するのが望ましい。
【００１１】
この一方向ボールベアリングは、内輪に対して外輪が一方向にのみ回転可能とされたものであり、例えば株式会社椿本エマソンの「カムクラッチ」ＢＢシリーズを使用することができる。そして、本実施例では、上側のホイール９が一方向ボールベアリングを介して入力軸７に設けられる一方、下側のホイール１０は通常のボールベアリングを介して保持軸８に設けられている。
【００１２】
入力軸７及び保持軸８の各軸方向に設けるスプロケットホイール９，１０の数は、適宜に設定されるが、本実施例では、軸方向に等間隔に３つ設けられている。これにより、入力軸７のスプロケットホイール９と、それに対応する保持軸８のスプロケットホイール１０との間で、３つのペアが成立することになる。
【００１３】
そして、入力軸７と保持軸８の対応したスプロケットホイール９，１０間には、コースターベルト３として、搬送用ロッドチェーンが環状に巻き掛けられる。これにより、コースターベルト３は、上下のスプロケットホイール９，１０まわりに回転可能とされ、しかも前記一方向ボールベアリングの作用によって、正転のみ可能とされている。
【００１４】
この環状のコースターベルト３には、その周方向の少なくとも一箇所に、コースターベルト３の外方に突出する作動用材１１（１１Ａ〜１１Ｃ）が取り付けられている。本実施例の作動用材１１は、コースターベルト３のベルト面に対し略垂直外方へ延び、その先端部にはローラーが回転自在に設けられている。このローラーは、入力軸７や保持軸８と平行な方向に沿う軸にて回転可能とされている。
【００１５】
コースターベルト３には、作動用材１１に近接して、入力軸７側から保持軸８側へ作動用材１１が下る際に、コースターベルト３の移動を助長する錘１２を設けている。作動用材１１に十分な重量を持たした場合には、この錘１２は不要ともいえるが、コースターベルト３の一箇所に集中的荷重を設けることは好ましくないので、作動用材１１に隣接してコースターベルト３の長手方向に沿って所望長さだけ錘１２を設けるのが望ましい。なお、図１においては、手前側のコースターベルト３Ａの作動用材１１Ａに対する錘１２のみを図示しており、その他のコースターベルト３Ｂ，３Ｃ（作動用材１１Ｂ，１１Ｃ）の錘の図示は省略している。
【００１６】
錘１２は作動用材１１の前後いずれか一方又は双方に設けられる。本実施例では、図１に示すように、作動用材１１の後方（時計方向側）に設けている。なお、図示例では、各コースターベルト３に１つの作動用材１１しか設けていないが、複数個設けてもよい。例えば、コースターベルト３の錘１２を挟むように、錘１２の前後に作動用材１１，１１を設けてもよい。また、場合によっては、そのような錘１２が隣接して配置された作動用材１１を、コースターベルト３の周方向に等間隔に複数個設けてもよい。
【００１７】
図２及び図３に示すように、入力軸７には、コースターベルト３用の前記各スプロケットホイール９に加えて、回転駆動用の第１及び第２の二つのホイール（スプロケットホイール等）１３，１４が設けられている。第１ホイール１３は、原動機１５によって駆動され、第２ホイール１４は、後述するようにローター１の回転力が戻されることで、回転駆動されるものである。これらホイール１３，１４は、入力軸７の一端部に設けられている。
【００１８】
入力軸７の第１ホイール９は、原動機１５にて回転駆動可能とされる。本実施例では、原動機１５の出力軸１５ａにホイール１５ｂが固定され（図２）、このホイール１５ｂと前記第１ホイール１３とが、回転駆動ベルト１６にて連結されている。従って、原動機１５の出力軸１５ａの回転力は、回転駆動ベルト１６を介して入力軸７に伝達されることになる。原動機１５の出力軸１５ａと、それに設けられるスプロケットホイール１５ｂとの間は、前記一方向ボールベアリングを介して正転のみ可能に設けられている。なお、原動機１５による入力軸７の回転駆動は、ベルトに限らず、例えば歯車列によって行ってもよい。
【００１９】
前記主塔２は、上下方向に細長く建てられた構造物であり、その上端部には出力軸１７が水平状態で保持されている。この出力軸１７は、入力軸７や保持軸８と平行に配置される。出力軸１７には、ローター１（１Ａ〜１Ｃ）が取り付けられている。また、出力軸１７には、発電機３０が接続され、出力軸１７の回転に伴って発電可能とされている。なお、出力軸１７と発電機３０との間には、増速機（図示省略）などを適宜介在させてもよい。
【００２０】
ローター１（１Ａ〜１Ｃ）は、出力軸１７の軸方向複数箇所に設けられ、その取付位置は、前記各コースターベルト３（３Ａ〜３Ｃ）と対応した位置とされている。従って、本実施例では、３本のコースターベルト３Ａ〜３Ｃに対応して、３つのローター１Ａ〜１Ｃが出力軸１７に設けられている。各ローター１には、出力軸１７の径方向外側に延びてロッドバー１８が設けられている。各ロッドバー１８の長さは共通であり、前記作動用材１１がコースターベルト３を下る際に、その作動用材１１に当たる程度の長さが必要である。従って、ロッドバー１８ひいてはローター１は、作動用材１１にて下方に押されながら回転可能とされる。
【００２１】
各ローター１のロッドバー１８の本数は、適宜に設定される。一つのローター１に複数個のロッドバー１８を設ける場合、そのロッドバー１８は、ローター１の周方向に等間隔に設けるのがよい。また、実質的に作動する作動用材１１を各コースターベルト３に一つ設ける場合には、各ローター１のロッドバー１８の数が、コースターベルト３の数の整数倍にならないように設定される。これは、回転動作中に、作動用材１１によるロッドバー１８の押し下げが全てのコースターベルト３Ａ〜３Ｃ及びローター１Ａ〜１Ｃで並列的に行われないようにするためである。
【００２２】
従って、本実施例ではコースターベルト３が３列であるが故に、各ローター１のロッドバー１８の数を２又は４本などとするのがよい。しかも、各コースターベルト３，３…間において、その周方向に作動用材１１をずらして配置した状態で、各コースターベルト３に対応したローター１は、対応したコースターベルト３の作動用材１１にロッドバー１８が当たって回転する位置に配置される。このようにすることで、バランスが保たれれば、水力発電と同様の円滑な作動が期待できる。
【００２３】
ローター１の回転による出力軸１７の回転は、入力軸７へ伝達可能とされている。本実施例では、図１に示すように、ベルト１９を介して出力軸１７と連結される第１ギア２０と、これと同様にベルト２１を介して入力軸７と連結される第２ギア２２とが、互いのかみ合わせの有無を変更可能に設けられている。これにより、第１ギア２０と第２ギア２２とをかみ合わせておけば、出力軸１７の回転方向は、本来は入力軸７と逆なのであるが、ギア２０，２２のかみ合いにて回転方向を反転させて、入力軸７へ伝達できる。つまり、出力軸１７によって回転駆動される第１ギア２０の回転が、それとかみ合う第２ギア２２によって回転方向が反転され、その第２ギア２２の回転がベルト２１や第２ホイール１４を介して入力軸７を正転可能とする。
【００２４】
第１ギア２０と第２ギア２２のかみ合わせの解除は、図示例では、第２ギア２２に対して第１ギア２０を離隔させることにより可能とされている。すなわち、本実施例においては、第１ギア２０を備える第１土台２３が、第２ギア２２を備える第２土台２４に対して、レール２５に沿って移動可能とされている。その可動は、例えば、第２土台２４に設置されたシリンダ２６のロッド２６ａの伸縮にて行われる。
【００２５】
ところで、前記第２土台２４には、第２ギア２２を保持する第２ギア塔２７だけでなく、原動機１５や、それにより駆動されるコースターベルト３を備えるコースター塔４も設けられる。なお、第２ギア塔２７を設けずに、第２ギア２２をコースター塔４に設けたアームに取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
また、前記第１土台２３には、第１ギア２０を保持する第１ギア塔２８だけでなく、ローター１を備える主塔２も設けられる。さらに、発電機３０を設置してもよい。なお、第１ギア塔２８を設けずに、第１ギア２０を主塔２に設けたアームに取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
ところで、土台２３，２４には、ローター１が回転する際に、そのロッドバー１８先端部が通過する位置に、略半円形状に下方への掘り下げ部２９が形成されている。これにより、主塔２の高さを低く抑えることができ、それ故、可能な限り地上に近い高さで、発電機３０による電気を取り出すことが可能となる。
【００２８】
次に、上記実施例の発電システムの動作について説明する。
作動時には、各コースターベルト３の作動用材１１同士が、互い違いとなるよう配置される。
【００２９】
また、ロッドバー１８同士も、各ローター１間で互い違いになるよう周方向に等間隔で配置されている。図示例では、１８０°間隔で２本のロッドバー１８，１８を備えるローター１が３つ備えられているので、それら３つのローター１（１Ａ〜１Ｃ）の各ロッドバー１８が６０°おきに配置される。
【００３０】
しかも、各コースターベルト３の作動用材１１が、入力軸７から保持軸８の側へ下る際には、そのコースターベルト３に対応したローター１のロッドバー１８に当たるように、ローター１とコースターベルト３ともそれぞれ位置調整されている。
【００３１】
まず原動機１５を駆動すると、それに伴い入力軸７が回転される。入力軸７には一方向ボールベアリングを介してスプロケットホイール９を設け、そのホイール９にチェーンからなるコースターベルト３を巻き掛けているので、コースターベルト３は正転のみ可能とされている。従って、作動用材１１は、保持軸８から入力軸７の側へ上る際には、前記一方向ボールベアリングによって逆転が防止されつつ、入力軸７の回転に伴って上方へ巻き上げられることになる。
【００３２】
ところが、入力軸７のホイール９まで上りきった作動用材１１は、それと隣接して設けられた錘１２の効果もあって、その重心がコースターベルト３の下り側へくると、重力によって一気に下方へ下ることになる。その際、前記一方向ボールベアリングは正転側の回転であるから、単なるボールベアリングとして作用する。よって、コースターベルト３は素早い正転を行い、作動用材１１は一気に下方へ駆け下りることになる。なお、保持軸８の側まで駆け下りた作動用材１１は、その勢いで保持軸８周りに回転して、コースターベルト３をやや上方まで駆け上がることになる。例えば、コースターベルト３の高さ（入力軸７と保持軸８との離隔距離）の約三分の一程度を上ることになる。
【００３３】
作動用材１１が一気に下る際には、対応するロッドバー１８に作動用材１１が当たって、ロッドバー１８を下方へ押し下げることになる。すると、ローター１ひいては出力軸１７が回転することになり、出力軸１７に連結された発電機３０にて発電がなされる。
【００３４】
なお、作動用材１１が下る際には、可能な限り長い距離・時間だけロッドバー１８に当たるようにするのが好ましい。そのために、ロッドバー１８や作動用材１１の長手寸法を増したり、ロッドバー１８先端の回転軌道と、作動用材１１先端の回転軌道を考慮して、各部材が位置決めされる。例えば、図１に示すように、コースターベルト３は、下方へ行くに従って、出力軸１７から離れるように傾斜して設けるのがよい。つまり、入力軸７よりも保持軸８を、図１において右側に配置している。
【００３５】
作動用材１１が下方へ落下して、それに伴いロッドバー１８を押し下げ回転させると、ローター１が回転する。そして、その回転は、第１ギア２０と第２ギア２２を介して入力軸７を回転させる。従って、ある作動用材１１にてロッドバー１８を押し下げてローター１を回転させるに伴い、次のコースターベルト３の作動用材１１とロッドバー１８とが対応した位置に配置されることになる。そして、同様に、その作動用材１１がロッドバー１８を下方へ押し下げることになる。
【００３６】
このようにして、各コースターベルト３の各作動用材１１にて、各ローター１の各ロッドバー１８が順次回転されることが繰り返される。そして、それにより、ローター１は円滑に回転される。ローター１の回転力は、上述したように発電機３０にて発電に利用されるのみならず、第１ギア２０や第２ギア２２を介して、入力軸７の駆動に再利用可能とされている。
【００３７】
従って、ローター１が円滑に回転した後には、多少の時間、原動機１５の駆動を止めてもシステムは作動を続けることになる。よって、原動機（仮にバッテリー式直流１／２０ギアモード変速モーター又はインバーター）１５を使用して、低速から緩やかに加速して所定の回転が得られればセンサー等を使用して、電源を切ることも可能である。すなわち、例えば入力軸７の回転速度（回転数）を計測して、一定以上になれば原動機１５の駆動を止めておき、一定以下になれば再び原動機１５を作動させるよう制御することもできる。これにより、発電効率の向上が期待される。
【００３８】
なお、システムの動きを止めたい場合には、原動機１５を止めると共に、第１土台２３を第２土台２４に対してスライドさせて、第１ギア２０と第２ギア２２のかみ合わせを解除すればよい。
【００３９】
上記実施例のシステムは、ローター１付き主塔２と、コースターベルト３付きコースター塔４からなる。これは、いわば観覧車とジェットコースターを一体化したようなものであり、風力発電と揚水型水力発電をドッキングさせたものといえる。
【００４０】
そして、その原理は、コースター塔４を下る作動用材１１にて、ロッドバー１８を回転駆動するものである。これは、梃子の応用と、重力を利用したものである。そして、このような原理は、起動部に一方向ボールベアリングを使用して、作動用材１１の巻き上げ時の反重力運動を抑えた故に可能となったものである。
【００４１】
原動機１５及びコースターベルト３の各回転部に一方向ボールベアリングを使用することにより、原動機１５とコースターベルト３、及びローター１との間に、速度に差が出ても吸収することができる。
【００４２】
また、他の発電方法と比べて、立地点が消費地に近いことと、小型化出来ることにより、経済性と極低公害を実現できる。
さらに、風力発電にみられるような、電圧の変動を調整する設備も不要となる。
【００４３】
なお、本発明の発電システムは、上記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。
特に、コースターベルト３やローター１の数、各コースターベルト３に設置する作動用材１１の数、各ローター１に設置するロッドバー１８の数は、適宜に変更可能である。ただその際に、各コースターベルト３の各作動用材１１と、各ローター１の各ロッドバー１８とが順次対応して、ローター１を円滑回転させる位置に、作動用材１１とロッドバー１８が配置される。
【００４４】
また、上記実施例では、各部の動力の伝達にロッドチェーンなどを使用したが、場所や負荷などに応じて、歯車列やベルト伝動などを使用することができるのは、言うまでもない。そして、それに対応して、例えば前記ホイールが、スプロケットホイールに代えてプーリーとされるなどの変更は当然である。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の発電システムによれば、従来のものと比べて発電効率を幾分でも向上させて発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電システムの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の発電システムの平面図である。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図１におけるＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
１（１Ａ〜１Ｃ）ローター
３（３Ａ〜３Ｃ）環状コースターベルト（ロッドチェーン）
７入力軸
８保持軸
９，１０ホイール
１１（１１Ａ〜１１Ｃ）作動用材
１２錘
１５原動機
１７出力軸
１８ロッドバー
２０第１ギア
２２第２ギア
２３第１土台
２４第２土台
２６シリンダ
２６ａシリンダのロッド
２９掘り下げ部
３０発電機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation system (a hybrid hybrid coaster generator) that improves the power generation efficiency of a power generator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, power is generated by driving a generator using wind power or hydraulic power.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in any case, improvement in power generation efficiency has a limit, and it has been desired to overcome it.
[0004]
This invention is made | formed in view of the said situation, The main objective is to provide the electric power generation system which improves electric power generation efficiency somewhat compared with the conventional thing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power generation system according to the present invention has the following structural requirements (A) to (E), and one rod bar is pushed down by one coaster belt operation material, and the other In the coaster belt working material, the mounting position of the working material on the coaster belt and the mounting position of the rod bar on the rotor so that the rotor is smoothly rotated by sequentially repeating the other rod bar being pushed down. Is determined.
[0006]
(A) With respect to at least the upper input shaft that is provided at a plurality of axial positions of shafts that are spaced apart from each other in the vertical direction at positions corresponding to each other and that can be rotationally driven by the prime mover. A wheel that can only rotate forward.
(B) A plurality of annular coaster belts wound around two upper and lower wheels corresponding to each of the upper and lower shafts.
(C) An actuating material provided at at least one location in the circumferential direction of each coaster belt and projecting outward from the coaster belt.
(D) provided on an output shaft connected to the generator, and extending in the radial direction at a plurality of axial positions corresponding to the positions of the coaster belts, having rod bars, and when the working material descends the coaster belt The rotor rotated by the rod bar corresponding to the working material being pushed downward by the working material.
(E) A mechanism capable of transmitting the rotation of the output shaft due to the rotation of the rotor to the input shaft.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the power generation system of the present invention will be described in more detail based on examples. 1 to 4 are diagrams showing an embodiment of a power generation system according to the present invention. FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is an XX sectional view, and FIG. 4 is a YY sectional view. FIG.
[0008]
As shown in FIG. 1, the power generation system of the present embodiment includes a main tower 2 that rotatably holds a rotor 1 (1A to 1C), and an annular coaster belt 3 (3A to 3C) that rotationally drives the rotor 1. And a coaster tower 4 installed.
[0009]
The coaster tower 4 is a structure that is elongated in the vertical direction, and arms 5 and 6 are provided at the upper end portion and the middle portion in the longitudinal direction so as to extend toward the main tower 2 side. Shafts 7 and 8 are horizontally arranged at the distal ends of the arms 5 and 6, respectively. The shaft 7 of the upper arm 5 is an input shaft, and the shaft 8 of the lower arm 6 is a holding shaft. I will call it.
[0010]
The input shaft 7 and the holding shaft 8 are provided with sprocket wheels 9 and 10 through a rolling bearing such as a ball bearing at a plurality of positions in the axial direction so as to correspond to each other. At this time, at least the upper wheel 9 is provided so as to allow only forward rotation (rotation in the counterclockwise direction in FIG. 1). For this, a ratchet mechanism or the like may be used, but it is desirable to use a one-way ball bearing.
[0011]
This one-way ball bearing is such that the outer ring can rotate only in one direction with respect to the inner ring. For example, “Cam Clutch” BB series manufactured by Enomoto Enoson Co., Ltd. can be used. In this embodiment, the upper wheel 9 is provided on the input shaft 7 via a one-way ball bearing, while the lower wheel 10 is provided on the holding shaft 8 via a normal ball bearing.
[0012]
The number of sprocket wheels 9 and 10 provided in each axial direction of the input shaft 7 and the holding shaft 8 is appropriately set. In this embodiment, three sprocket wheels are provided at equal intervals in the axial direction. As a result, three pairs are established between the sprocket wheel 9 of the input shaft 7 and the sprocket wheel 10 of the holding shaft 8 corresponding thereto.
[0013]
Then, between the sprocket wheels 9, 10 corresponding to the input shaft 7 and the holding shaft 8, a conveying rod chain is wound around as a coaster belt 3. As a result, the coaster belt 3 can rotate around the upper and lower sprocket wheels 9 and 10 and can only rotate forward by the action of the one-way ball bearing.
[0014]
The annular coaster belt 3 is provided with an operating material 11 (11A to 11C) that protrudes outward from the coaster belt 3 at least in one circumferential direction. The working material 11 of the present embodiment extends substantially perpendicularly outward with respect to the belt surface of the coaster belt 3, and a roller is rotatably provided at the tip portion thereof. This roller is rotatable on an axis along a direction parallel to the input shaft 7 and the holding shaft 8.
[0015]
The coaster belt 3 is provided with a weight 12 that facilitates movement of the coaster belt 3 when the working material 11 descends from the input shaft 7 side to the holding shaft 8 side in the vicinity of the working material 11. When the working material 11 has a sufficient weight, it can be said that the weight 12 is unnecessary, but it is not preferable to provide a concentrated load at one place of the coaster belt 3, so the coaster belt is adjacent to the working material 11. It is desirable to provide the weight 12 by a desired length along the longitudinal direction of 3. In FIG. 1, only the weight 12 with respect to the working material 11A of the near side coaster belt 3A is shown, and the weights of the other coaster belts 3B and 3C (the working materials 11B and 11C) are not shown. .
[0016]
The weight 12 is provided on either one or both sides of the working material 11. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the working material 11 is provided behind (clockwise). In the illustrated example, each coaster belt 3 is provided with only one working material 11, but a plurality may be provided. For example, the working materials 11 and 11 may be provided before and after the weight 12 so as to sandwich the weight 12 of the coaster belt 3. In some cases, a plurality of working materials 11 having such weights 12 arranged adjacent to each other may be provided at equal intervals in the circumferential direction of the coaster belt 3.
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, the input shaft 7 includes, in addition to the sprocket wheels 9 for the coaster belt 3, two first and second wheels (sprocket wheels and the like) 13 for rotational driving, 14 is provided. The first wheel 13 is driven by a prime mover 15, and the second wheel 14 is rotationally driven by returning the rotational force of the rotor 1 as described later. These wheels 13 and 14 are provided at one end of the input shaft 7.
[0018]
The first wheel 9 of the input shaft 7 can be rotationally driven by the prime mover 15. In this embodiment, a wheel 15 b is fixed to the output shaft 15 a of the prime mover 15 (FIG. 2), and the wheel 15 b and the first wheel 13 are connected by a rotational drive belt 16. Accordingly, the rotational force of the output shaft 15 a of the prime mover 15 is transmitted to the input shaft 7 via the rotational drive belt 16. A space between the output shaft 15a of the prime mover 15 and the sprocket wheel 15b provided on the output shaft 15 is provided through the one-way ball bearing so that only normal rotation is possible. The rotational drive of the input shaft 7 by the prime mover 15 is not limited to the belt, and may be performed by, for example, a gear train.
[0019]
The main tower 2 is an elongated structure in the vertical direction, and an output shaft 17 is held in a horizontal state at an upper end portion thereof. The output shaft 17 is arranged in parallel with the input shaft 7 and the holding shaft 8. The rotor 1 (1A to 1C) is attached to the output shaft 17. In addition, a generator 30 is connected to the output shaft 17 so that power can be generated as the output shaft 17 rotates. A speed increaser (not shown) or the like may be appropriately interposed between the output shaft 17 and the generator 30.
[0020]
The rotor 1 (1A to 1C) is provided at a plurality of positions in the axial direction of the output shaft 17, and the mounting positions thereof are positions corresponding to the respective coaster belts 3 (3A to 3C). Therefore, in this embodiment, the three rotors 1A to 1C are provided on the output shaft 17 in correspondence with the three coaster belts 3A to 3C. Each rotor 1 is provided with a rod bar 18 extending outward in the radial direction of the output shaft 17. The length of each rod bar 18 is common, and when the working material 11 descends the coaster belt 3, the rod bar 18 needs to be long enough to hit the working material 11. Therefore, the rod bar 18 and thus the rotor 1 can be rotated while being pushed downward by the working material 11.
[0021]
The number of rod bars 18 of each rotor 1 is set as appropriate. When a plurality of rod bars 18 are provided in one rotor 1, the rod bars 18 are preferably provided at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 1. Further, in the case where one actuating material 11 that substantially operates is provided on each coaster belt 3, the number of rod bars 18 of each rotor 1 is set so as not to be an integral multiple of the number of coaster belts 3. This is to prevent the rod bar 18 from being pushed down by the working material 11 during the rotation operation in parallel with all the coaster belts 3A to 3C and the rotors 1A to 1C.
[0022]
Therefore, in this embodiment, since the coaster belt 3 has three rows, the number of rod bars 18 of each rotor 1 is preferably set to 2 or 4 or the like. Moreover, the rotor 1 corresponding to each coaster belt 3 is placed on the rod 11 in the corresponding working material 11 of the coaster belt 3 in a state where the working material 11 is shifted in the circumferential direction between the coaster belts 3, 3. It is arranged at a position where it hits and rotates. By doing so, a smooth operation similar to that of hydroelectric power generation can be expected if the balance is maintained.
[0023]
The rotation of the output shaft 17 due to the rotation of the rotor 1 can be transmitted to the input shaft 7. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first gear 20 connected to the output shaft 17 via the belt 19 and the second gear 22 connected to the input shaft 7 via the belt 21 similarly to this. Are provided so that the presence or absence of mutual engagement can be changed. Thus, if the first gear 20 and the second gear 22 are engaged with each other, the rotation direction of the output shaft 17 is originally opposite to that of the input shaft 7, but the rotation direction is reversed by the engagement of the gears 20 and 22. Can be transmitted to the input shaft 7. That is, the rotation of the first gear 20 that is rotationally driven by the output shaft 17 is reversed in the rotation direction by the second gear 22 meshing with the first gear 20, and the rotation of the second gear 22 is input via the belt 21 and the second wheel 14. The shaft 7 can be rotated forward.
[0024]
In the illustrated example, the engagement of the first gear 20 and the second gear 22 can be released by separating the first gear 20 from the second gear 22. That is, in the present embodiment, the first base 23 including the first gear 20 is movable along the rail 25 with respect to the second base 24 including the second gear 22. The movement is performed by, for example, expansion and contraction of the rod 26a of the cylinder 26 installed on the second base 24.
[0025]
Incidentally, the second base 24 is provided not only with the second gear tower 27 holding the second gear 22 but also with the motor 15 and the coaster tower 4 provided with the coaster belt 3 driven thereby. The second gear 22 may be attached to an arm provided in the coaster tower 4 without providing the second gear tower 27.
[0026]
In addition, the first base 23 is provided with not only the first gear tower 28 that holds the first gear 20 but also the main tower 2 including the rotor 1. Further, a generator 30 may be installed. The first gear 20 may be attached to the arm provided in the main tower 2 without providing the first gear tower 28.
[0027]
By the way, the foundations 23 and 24 are formed with a substantially semicircular digging portion 29 at a position where the tip of the rod bar 18 passes when the rotor 1 rotates. As a result, the height of the main tower 2 can be kept low, and therefore the electricity from the generator 30 can be taken out at a height as close to the ground as possible.
[0028]
Next, the operation of the power generation system of the above embodiment will be described.
At the time of operation, the operation materials 11 of the coaster belts 3 are arranged to be staggered.
[0029]
The rod bars 18 are also arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to be alternated between the rotors 1. In the illustrated example, three rotors 1 having two rod bars 18 and 18 at 180 ° intervals are provided, so that the rod bars 18 of the three rotors 1 (1A to 1C) are arranged every 60 °. .
[0030]
In addition, when the operating material 11 of each coaster belt 3 descends from the input shaft 7 to the holding shaft 8 side, both the rotor 1 and the coaster belt 3 contact with the rod bar 18 of the rotor 1 corresponding to the coaster belt 3. Each position is adjusted.
[0031]
First, when the prime mover 15 is driven, the input shaft 7 is rotated accordingly. Since the sprocket wheel 9 is provided on the input shaft 7 via a one-way ball bearing, and the coaster belt 3 made of a chain is wound around the wheel 9, the coaster belt 3 can only rotate forward. Therefore, when the operating material 11 climbs from the holding shaft 8 to the input shaft 7 side, the reverse rotation is prevented by the unidirectional ball bearing, and the working material 11 is wound upward as the input shaft 7 rotates.
[0032]
However, the working material 11 that has gone up to the wheel 9 of the input shaft 7 also has the effect of the weight 12 provided adjacent thereto, and when its center of gravity comes to the downside of the coaster belt 3, it is lowered downward at a stretch by gravity. Will go down. At this time, the one-way ball bearing functions as a mere ball bearing because it rotates on the forward rotation side. Therefore, the coaster belt 3 performs fast forward rotation, and the working material 11 runs down at a stretch. The working material 11 that has run down to the side of the holding shaft 8 rotates around the holding shaft 8 with the momentum, and runs up the coaster belt 3 slightly upward. For example, the height of the coaster belt 3 (the separation distance between the input shaft 7 and the holding shaft 8) is about one third.
[0033]
When the working material 11 falls at a stroke, the working material 11 hits the corresponding rod bar 18 and pushes the rod bar 18 downward. Then, the rotor 1 and consequently the output shaft 17 are rotated, and power is generated by the generator 30 connected to the output shaft 17.
[0034]
In addition, when the working material 11 is lowered, it is preferable that the working material 11 hits the rod bar 18 for as long a distance and time as possible. For this purpose, each member is positioned in consideration of increasing the longitudinal dimension of the rod bar 18 and the working material 11, or taking into consideration the rotating track at the tip of the rod bar 18 and the rotating track at the tip of the working material 11. For example, as shown in FIG. 1, the coaster belt 3 is preferably provided so as to be inclined away from the output shaft 17 as it goes downward. That is, the holding shaft 8 is arranged on the right side in FIG.
[0035]
When the working material 11 falls downward and the rod bar 18 is pushed down and rotated accordingly, the rotor 1 rotates. Then, the rotation rotates the input shaft 7 via the first gear 20 and the second gear 22. Accordingly, as the rod 1 is pushed down by a certain actuating material 11 and the rotor 1 is rotated, the actuating material 11 of the next coaster belt 3 and the rod bar 18 are arranged at corresponding positions. Similarly, the working material 11 pushes down the rod bar 18 downward.
[0036]
In this manner, the rod bars 18 of the rotors 1 are sequentially rotated by the working members 11 of the coaster belts 3. And thereby, the rotor 1 rotates smoothly. The rotational force of the rotor 1 is not only used for power generation by the generator 30 as described above, but can also be reused for driving the input shaft 7 via the first gear 20 and the second gear 22. Yes.
[0037]
Therefore, after the rotor 1 rotates smoothly, the system continues to operate even if the driving of the prime mover 15 is stopped for some time. Therefore, if the motor (temporarily battery-powered direct current 1/20 gear mode speed change motor or inverter) 15 is used and a predetermined rotation is obtained by accelerating slowly from a low speed, the power may be turned off using a sensor or the like. Is possible. That is, for example, the rotational speed (the number of rotations) of the input shaft 7 is measured, and if it becomes a certain value or more, the driving of the prime mover 15 is stopped, and if it becomes a certain value or less, it can be controlled to operate the prime mover 15 again. This is expected to improve power generation efficiency.
[0038]
In order to stop the movement of the system, the prime mover 15 is stopped and the first base 23 is slid with respect to the second base 24 to release the engagement between the first gear 20 and the second gear 22. .
[0039]
The system of the above embodiment comprises a main tower 2 with a rotor 1 and a coaster tower 4 with a coaster belt 3. In other words, it is like integrating a Ferris wheel and a roller coaster, and it can be said to have docked wind power generation and pumped hydropower generation.
[0040]
The principle is that the rod bar 18 is rotationally driven by the working material 11 descending the coaster tower 4. This is an application of Isogo and the use of gravity. Such a principle is made possible by using a one-way ball bearing for the starting portion to suppress the antigravity motion when the actuating member 11 is rolled up.
[0041]
By using unidirectional ball bearings for the rotating parts of the prime mover 15 and the coaster belt 3, even if there is a difference in speed between the prime mover 15, the coaster belt 3, and the rotor 1, it can be absorbed.
[0042]
In addition, compared to other power generation methods, it is possible to realize economic efficiency and extremely low pollution because the location point is close to the consumption area and the size can be reduced.
Furthermore, facilities for adjusting voltage fluctuations, such as those found in wind power generation, are also unnecessary.
[0043]
Note that the power generation system of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be changed as appropriate.
In particular, the number of coaster belts 3 and rotors 1, the number of operating members 11 installed on each coaster belt 3, and the number of rod bars 18 installed on each rotor 1 can be changed as appropriate. However, at that time, each working material 11 of each coaster belt 3 and each rod bar 18 of each rotor 1 sequentially correspond to each other, and the working material 11 and the rod bar 18 are disposed at a position where the rotor 1 is smoothly rotated.
[0044]
In the above embodiment, a rod chain or the like is used for transmitting the power of each part, but it goes without saying that a gear train, a belt transmission, or the like can be used depending on the place or load. Correspondingly, for example, such a change that the wheel is replaced with a pulley instead of the sprocket wheel is natural.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the power generation system of the present invention, it is possible to generate power with somewhat improved power generation efficiency compared to the conventional one.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a power generation system of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the power generation system of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
4 is a YY cross-sectional view in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 (1A-1C) Rotor 3 (3A-3C) Annular coaster belt (rod chain)
7 Input shaft 8 Holding shaft 9, 10 Wheel 11 (11A to 11C) Actuating material 12 Weight 15 Motor 17 Output shaft 18 Rod bar 20 First gear 22 Second gear 23 First base 24 Second base 26 Cylinder 26a Cylinder rod 29 Drilling section 30 generator

Claims

上下に離隔して平行に配置された軸の軸方向複数箇所に、それら軸同士で互いに対応した位置にそれぞれ設けられ、原動機にて回転駆動可能とされた少なくとも上方の入力軸に対しては正転のみ可能に設けられたホイールと、
前記上下の各軸同士で対応した上下二つのホイール間それぞれに巻き掛けられた複数本の環状コースターベルトと、
各コースターベルトの周方向の少なくとも一箇所に設けられ、コースターベルトの外方へ突出するよう設けられる作動用材と、
発電機に接続される出力軸に設けられ、各コースターベルトの位置と対応した軸方向複数箇所に、径方向外側に延びてロッドバーを有し、前記作動用材がコースターベルトを下る際に、その作動用材に対応したロッドバーが作動用材にて下方に押されることで回転されるローターと、
ローターの回転による出力軸の回転を、入力軸へ伝達可能とされた機構とを備え、
一のコースターベルトの作動用材にて、一のロッドバーが押し下げられることと、他のコースターベルトの作動用材にて、他のロッドバーが押し下げられることとが順次繰り返されることでローターが円滑回転されるように、コースターベルトへの作動用材の取付位置と、ローターへのロッドバーの取付位置とが決定されている
ことを特徴とする発電システム。A plurality of axially spaced shafts that are spaced apart in the vertical direction are provided at positions corresponding to each other in the axial direction, and are positive for at least the upper input shaft that can be driven to rotate by the prime mover. A wheel provided only for rolling,
A plurality of annular coaster belts wound around each of the two upper and lower wheels corresponding to each of the upper and lower axes;
An operating material provided at least in one circumferential direction of each coaster belt and provided to protrude outward of the coaster belt;
Provided on the output shaft connected to the generator, extending in the radial direction at multiple locations in the axial direction corresponding to the position of each coaster belt, and having rod bars, the operation when the operating material descends the coaster belt A rotor that is rotated when the rod bar corresponding to the material is pushed downward by the working material;
With a mechanism that can transmit the rotation of the output shaft due to the rotation of the rotor to the input shaft,
The rotor is smoothly rotated by the fact that one rod bar is pushed down by one coaster belt working material and the other rod bar is pushed down by another coaster belt working material in order. And a mounting position of the working material to the coaster belt and a mounting position of the rod bar to the rotor are determined.

前記入力軸に、内輪に対して外輪が一方向にのみ回転する一方向ボールベアリングが設けられ、この一方向ボールベアリングの外輪に、スプロケットホイールからなる前記ホイールが設けられることで、コースターベルトは正転のみ可能とされており、
前記コースターベルトは、前記スプロケットホイールにかみ合わされたチェーンベルトとされ、
このチェーンベルトには、前記作動用材が設けられると共に、その作動用材に近接して作動用材の下り側のベルト移動を助長する錘が設けられており、
各コースターベルトに対応した各ローターのロッドバーの本数は、コースターベルトの本数の整数倍とならないよう設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。The input shaft is provided with a one-way ball bearing in which the outer ring rotates only in one direction with respect to the inner ring. The outer ring of the one-way ball bearing is provided with the wheel formed of a sprocket wheel, so that the coaster belt is Only rolling is possible,
The coaster belt is a chain belt meshed with the sprocket wheel,
The chain belt is provided with the working material, and is provided with a weight that is proximate to the working material and facilitates the movement of the belt on the lower side of the working material.
The power generation system according to claim 1, wherein the number of rod bars of each rotor corresponding to each coaster belt is set so as not to be an integral multiple of the number of coaster belts.

出力軸の回転を入力軸へ戻す前記機構は、前記出力軸にて回転駆動される第１ギアと、この第１ギアとかみ合わされることで回転され、その回転力を前記入力軸へ伝達可能とされた第２ギアとを備えてなり、
第１ギアと第２ギアは、互いのかみ合わせの有無を変更可能に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。The mechanism for returning the rotation of the output shaft to the input shaft is rotated by meshing with the first gear that is rotationally driven by the output shaft and can transmit the rotational force to the input shaft. And the second gear
The power generation system according to claim 2, wherein the first gear and the second gear are provided so as to be able to change the presence or absence of meshing with each other.

前記各部材が設置される土台には、ローターのロッドバー先端部が通過する位置に、下方への掘り下げ部が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の発電システム。4. The lower digging portion is formed at a position through which the tip of the rod bar of the rotor passes on the base on which each member is installed. 5. Power generation system.

前記入力軸等の回転速度を計測するセンサーをさらに備え、
その計測値に基づいて、前記原動機による入力軸の回転駆動の有無が調整される
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の発電システム。It further comprises a sensor for measuring the rotational speed of the input shaft, etc.
The power generation system according to any one of claims 1 to 4, wherein presence or absence of rotational driving of the input shaft by the prime mover is adjusted based on the measured value.