JP5505749B1 - 発電装置用の回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏磁による振動を防止して、安定した浮遊軌跡を得て円滑な偏心回転を可能にする発電装置用の回転装置を提供する。
【解決手段】一方を自然エネルギーで回転する駆動源１０１、他方を発電装置１０２に連結した回転駆動軸１００と、一対の縦型リング軌条２００と、前記回転駆動軸に取り付けた旋回シャフト３００と、前記旋回シャフトに摺動自在に装着し、回転駆動軸に回転モーメントを付与する錘走行装置４００とからなる回転装置において、前記縦型リング軌条は、内周帯リング２０１および外周帯リング２０２の周方向にそれぞれ磁石を磁極を半径方向に揃えて配列し、前記旋回シャフトは、前記回転駆動軸に複数本を等回転角度間隔で植設し、その先端で真円のフライホイール３０１を支持し、前記錘走行装置は、本体の両側部の各々に縦型リング軌条の軌条用磁石２０５，２０６に所定間隔をおいて反発関係で走行用磁石４０４，４０５を対面配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水力、風力等の自然エネルギーを、駆動源にして発電装置を効率よく回転させて発電させるための回転装置に関するものである。

発電装置は、従来公知のものとして風力発電装置、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。

一般に、水力、風力などの自然エネルギー源を利用して発電装置により電機エネルギーに変換する場合は、水力、風力を一旦、回転装置を回転させこの回転力で発電装置を回転させる。
回転装置は、通常フライホイールを付設した回転速度を減速する装置や増速する装置が一般的である。

最近では、発電用の回転装置として水平状態にした回転駆動軸に回転モーメントを付与するものが登場している。
この回転装置は、一方を水力や風力等の自然エネルギーで回転する駆動源に連結し、他方を発電装置に連結した水平配置の回転駆動軸と、円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に偏心させた互いに平行配置の一対の縦型リング軌条と、一対の縦型リング軌条の間に平行に配置され、回転駆動軸の直径線の延長線上に亘って取り付けた旋回シャフトと、旋回シャフトの両側に摺動自在に装着した一対の錘りと、回転駆動軸の回転で前記錘りをリング軌条に沿って偏心回転走行させ回転駆動軸に回転モーメントを付与する錘走行装置とからなる。

しかしこの装置は、縦型リング軌条をローラーガイドタイプや磁石式ガイドタイプであり、従ってこれに対応する錘走行装置は、ローラ走行タイプか磁石浮遊走行タイプであり次の問題を有する。

縦型リング軌条をローラーガイドタイプにし、錘走行装置をローラ走行タイプにする場合は回転駆動軸の軸芯と縦型リング軌条の円心との偏心量が大きいほど高い回転モーメントが得られる反面走行抵抗が大きいため発電効率は極めて低く現実的でない。
また縦型リング軌条を磁石式ガイドタイプにし、錘走行装置を磁石の反発力で浮遊走行するタイプにすると縦型リング軌条側の配置磁石と錘走行装置側の磁石との間で漏磁による反発力の非均一性が顕在化して安定した浮遊走行軌跡が得られず円滑な回転モーメントが得られ難い。また振動の問題の大きい。また、製作に際しては、磁石の配置作業が極めて煩雑で多くの時間と労力を必要とし、多額の製造費を費やす。
本発明は、後者の磁石式の縦型リング軌条と錘走行装置を有する回転装置の問題点を有利に解決した発電装置用の回転装置を提供するものである。

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）〜（２）の通りである。

一方を水力や風力等の自然エネルギーで回転する駆動源に連結し、他方を発電装置に連結した水平配置の回転駆動軸と、
円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に平行に偏心させ円周方向に磁極を揃えて軌条用の磁石を配列して互いに平行にした一対の縦型リング軌条と、
前記縦型リング軌条の間に縦型リング軌条と平行に配置され、前記回転駆動軸に取り付けた旋回シャフトと、
前記旋回シャフトに沿って本体を摺動自在に装着し、その本体の両側部の各々に縦型リング軌条の配列磁石に所定間隔をおいて走行用の磁石を反発関係で対面配置し、走行用の磁石を前記回転駆動軸の回転で当該縦型リング軌条の配列磁石に沿って偏心回転走行させ回転駆動軸に回転モーメントを付与する錘走行装置とからなる発電装置用の回転装置において、
前記縦型リング軌条は、半径方向に所定の間隔で内周帯リングと外周帯リングを設けこの内外周帯リング間の内側面側を開放し外側面をドーナツ円盤で閉止状態にして支持し、内周帯リングの周方向に外軌条用磁石を磁極を半径方向に揃えて配列し、外周帯リングの周方向に内軌条用磁石を磁極を半径方向に揃えて配列し、これら各磁石を非磁性板で当該周面帯に固定し、
前記旋回シャフトは、前記回転駆動軸に放射状に複数本を等回転角度間隔で植設し、その先端で円心を回転駆動軸の軸芯においた真円のフライホイールを支持し、
前記錘走行装置は、本体を前記旋回シャフト毎に当該旋回シャフトに摺動自在に装着し、その本体の両側部各々の走行用の磁石は、当該縦型リング軌条の内周帯リングの回転駆動軸側の周面と外周帯リングの反回転駆動軸側の周面に沿って非接触状態で走行可能に位置し、縦型リング軌条の内周帯リングと外周帯リングに配列した内・外軌条用磁石に磁極を反発関係で所定間隔をおいて対面配置し、
たことを特徴とする発電装置用の回転装置。

（２）、錘走行装置において、縦型リング軌条の内周帯リングの内軌条用磁石に対面する走行用磁石の走行方向の先端部に緩衝手段を設けたことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の発電装置用の回転装置。

（３）、前記緩衝手段としてスプリング付緩衝ロール、又は緩衝パッドにしたことを特徴とする前記（３）に記載の発電装置用の回転装置。

本発明の発電装置用の回転装置は、前記構成のように、各縦型リング軌条の磁石配列を二重円にして縦型リング軌条側の配置した磁石間同士と錘走行装置側の磁石との間での漏磁による反発力への影響を防止して反発力の不均一化とそれによる振動を防止する。これで安定した浮遊走行軌跡を得て円滑な偏心回転を可能にし、より高く安定した回転モーメントを回転駆動軸に付与して駆動源エネルギーを発電装置で効率高く電気エネルギーに変換することを実現したものである。
更に製作に際しては、磁石の配置作業を極めて簡単にし省力化を有利に可能にし、製造費を安価にした。

二つのユニットを並列配置した全体配置の縦断面説明図であり、ユニット１は図２の矢視Ｄ−Ｄからの縦断面図を示し、ユニット２は図４の矢視Ｅ−Ｅからの縦断面図を示してある。 図１のユニット１の矢視Ａ−Ａからみた側面説明図である。 図１の矢視Ｂ−Ｂからみたユニット１の側面説明図である。 図１の矢視Ｃ−Ｃからみたユニット２の側面説明図であり、ユニット２の旋回シャフト３００はユニット１の旋回シャフト３００に対する配置関係を２２．５度ずらして配置してある。

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。

本発明の発電装置用の回転装置例を図１〜図５と共に詳細に説明する。
図１〜図５において、発電装置用の回転装置は、回転駆動軸１００に、一対の縦型リング軌条２００と旋回シャフト３００と、錘走行装置４００とからなるユニット１とユニット２を並列に設置したものである。

回転駆動軸１００は、水平配置しその一方を水力や風力等の自然エネルギーで回転する駆動源１０１に連結し、他方を発電装置１０２に連結する。

各ユニットにおいて、前記一対の縦型リング軌条２００は、円心２００Ｃを回転駆動軸１００の軸心１００Ｃから水平方向に平行に偏心させ、互いに平行に配置してある。
各縦型リング軌条２００は、半径方向に所定の間隔で内周帯リング２０１と外周帯リング２０２を設けこの内外周帯リング間の側面をドーナツ円盤２０３で支持し、各リングとドーナツ円盤２０３で形の内側に軌条歪み防止用としてコ字状の補強材２０４を４５度角間隔で固定配置してある。
内周帯リング２０１の周面に半径方向の磁極ＳとＮを周方向に揃えて内軌条磁石２０５を配列し、外周帯リング２０２の周面に半径方向の磁極ＳとＮを周方向に揃えて外軌条磁石２０６を配列する。
内軌条磁石２０５は、回転駆動軸側に磁極Ｓを反回転駆動軸側にＮを揃え、外軌条磁石２０６は、回転駆動軸側に磁極Ｎを反回転駆動軸側にＳを揃え反発関係にしてある。
これら内軌条磁石２０５と外軌条磁石２０６は、π型でステンレス製（非磁性金属）の緊締バンド２３０で内周帯リング２０１と外周帯リング２０２に緊締固定してある。

各ユニットにおいて、前記旋回シャフト３００は、前記縦型リング軌条２００の間に平行に配置する。
本例の旋回シャフト３００は、回転駆動軸１００の軸方向に平行な二本組でこれを前記回転駆動軸１００に放射状に４５度の等回転角度間隔で溶接固定して構成し、各組先端を円心を回転駆動軸１００の軸芯１００Ｃにおいた真円のフライホイール３０１に接合してある。ユニット間の旋回シャフト３００の配置関係は２２．５度ずらして回転駆動軸１００に並列固定してある。

各ユニットにおいて、各錘走行装置４００は、中央部の錘本体４０１を旋回シャフト３００に摺動自在に装着し、錘本体４０１の両側部の各々において支持アーム４０２とＬ型支持アーム４０３を介して、当該内軌条磁石２０５に所定間隔で三個の走行用磁石４０４を円弧状に対面配列し、外軌条磁石２０６に所定間隔に三個の走行用磁石４０５を円弧状に対面配列する。錘走行装置４００は、これらの走行用磁石４０４、４０５を前記回転駆動軸１００の回転で当該縦型リング軌条２００の当該外軌条磁石２０６と内軌条磁石２０５に沿って偏心回転走行させて回転駆動軸１００に回転モーメントを付与する。

前記走行用磁石４０４は、その磁極Ｓを内軌条磁石２０５の磁極Ｓと対面配置し、走行用磁石４０５は、その磁極Ｎを内軌条磁石２０６の磁極Ｎと対面配置させてある。
支持アーム４０２は、錘本体４０１の側部にボルト連結し、その駆動軸側と反駆動軸側にＬ型支持アーム４０３を位置調節可能に一対のボルトで長穴連結してある。
各Ｌ型支持アーム４０３に配列の走行用磁石４０４と走行用磁石４０５はπ型でステンレス製（非磁性金属）の緊締バンド４３０で内周帯リング２０１と外周帯リング２０２に緊締固定してある。

また錘走行装置４００において、内周帯リング２０１の反駆動軸側に配置の内軌条磁石２０５に対面する走行用磁石４０４を保持するＬ型支持アーム４０３は、回転方向の先端部にスプリング付緩衝ロール、又は緩衝パッドなどの緩衝手段を設けることが好ましい。
この緩衝手段４４０は、内周帯リング２０１の反駆動軸側に配置の内軌条磁石２０５に対面する走行用磁石４０４が、内周帯リング２０１に沿った偏心回転過程において、内周帯リング２０１の最下部に到来の際、最大の荷重と遠心力が集中するため、この弾みで互いの磁石の反発力を超えて接近し接触し損傷しないように且つ円滑な偏心回転を得る為、安全を期して緩衝手段を設けるのである。

本発明の発電装置用の回転装置は、前記のように優れた作用効果を有するため、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用の回転装置である。

１：ユニット１ ２０６：外軌条磁石
２：ユニット２ ２３０：緊締バンド
１００：回転駆動軸 ３００：旋回シャフト
１００Ｃ：回転駆動軸１００の軸心 ３０１：フライホイール
１０１：回転駆動源 ４００：錘走行装置
１０２：発電装置 ４０１：錘本体
２００：縦型リング軌条 ４０２：支持アーム
２００Ｃ：円心 ４０３：Ｌ型支持アーム
２０１：内周帯リング ４０４：走行用磁石
２０２：外周帯リング ４０５：走行用磁石
２０３：ドーナツ円盤 ４０２Ｂ：ボルト
２０４：コ字状の補強材 ４０３Ｂ：ボルト
２０５：内軌条磁石 ４３０：緊締バンド

Claims (1)

1. 一方を水力や風力等の自然エネルギーで回転する駆動源に連結し、他方を発電装置に連結した水平配置の回転駆動軸と、
   円心を回転駆動軸の軸心から水平方向に平行に偏心させ円周方向に磁極を揃えて軌条用の磁石を配列して互いに平行にした一対の縦型リング軌条と、
   前記縦型リング軌条の間に縦型リング軌条と平行に配置され、前記回転駆動軸に取り付けた旋回シャフトと、
   前記旋回シャフトに沿って本体を摺動自在に装着し、その本体の両側部の各々に縦型リング軌条の配列磁石に所定間隔をおいて走行用の磁石を反発関係で対面配置し、走行用の磁石を前記回転駆動軸の回転で当該縦型リング軌条の配列磁石に沿って偏心回転走行させ回転駆動軸に回転モーメントを付与する錘走行装置とからなる発電装置用の回転装置において、
   前記縦型リング軌条は、半径方向に所定の間隔で内周帯リングと外周帯リングを設けこの内外周帯リング間の内側面側を開放し外側面をドーナツ円盤で閉止状態にして支持し、内周帯リングの周方向に外軌条用磁石を磁極を半径方向に揃えて配列し、外周帯リングの周方向に内軌条用磁石を磁極を半径方向に揃えて配列し、これら各磁石を非磁性板で当該周面帯に固定し、
   前記旋回シャフトは、前記回転駆動軸に放射状に複数本を等回転角度間隔で植設し、その先端で円心を回転駆動軸の軸芯においた真円のフライホイールを支持し、
   前記錘走行装置は、本体を前記旋回シャフト毎に当該旋回シャフトに摺動自在に装着し、その本体の両側部各々の走行用の磁石は、当該縦型リング軌条の内周帯リングの回転駆動軸側の周面と外周帯リングの反回転駆動軸側の周面に沿って非接触状態で走行可能に位置し、縦型リング軌条の内周帯リングと外周帯リングに配列した内・外軌条用磁石に磁極を反発関係で所定間隔をおいて対面配置し、
   たことを特徴とする発電装置用の回転装置。

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