JP2013021900A - 新型コアレス発電機 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、コアレス発電機と慣性板（金属製の円盤）が架台から浮揚するよう、上下同極で反発するよう、テーパーを持つ凹凸の永久磁石を一方には、架台中心部に、一方が慣性板と発電機が浮揚した状態で支持し、減速機能付きモータの回転軸と接合させ、また、該減速機能付きモータの回動する回転力の負担を軽減するため、前記慣性板の下面に角度を持った棒磁石を配列し、該棒磁石と接しない位置に同極で反発するよう外周に複数個の永久磁石あるいは電磁石を固定したことを特徴とする、新型コアレス発電機。
【課題】 従来のいわゆる垂直型風力発電において、自然の風力を利用してコアレス発電機を回転させて発電を行っていたが、風力の強弱で発電力が不安定で非効率な発電力であったので、小さな電力を使って、常時、非常に効率の良い方法で大きな電力を得ることを目的とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、架台に慣性板（金属製の円板）と一体となったコアレス発電機の回転軸を凹凸のテーパーを持ち、同極で反発するリング型の永久磁石に挿通して回動自在に浮揚状態で軸支し、前記テーパーの凹凸リング型永久磁石により、常に該回転軸が中心軸に非接触状態で軸支し、また、慣性板に積載した、コアレス発電機は、磁力の反発で浮揚した状態で該回転軸の先端と減速機能を持つモータの回転軸とジョイントされているので、摩擦抵抗が少なく、当該コアレス発電機を小さい出力を持つ減速機能付きのモータで当該発電機の回転軸の回転数を一定の電圧、例えば２００Ｖとなるよう設定し、回動させ、また、前記コアレス発電機の下方にある、慣性板である円盤の接線に対し、約２５度の角度に設定した、端部がＮ極とＳ極となった、いわゆる棒磁石を歯案集程度配置し、該円盤の周囲に接触しないよう、該棒磁石と反発するよう例えば、１２０度あるいは、１個又は複数個など永久磁石又は電磁石を固定して配置されているので、モータの回転にかかる負荷を軽減されることにより、小さな電力でも回転できるので、前記減速機能付きモータ回転し、下方にあるコアレス発電機が回転することにより、これらの要素で小さな電力を利用し、大きな電力を得る事を特徴とする新型コアレス発電機。

従来のいわゆる垂直型風力発電において、自然の風力を利用してコアレス発電機を回転させて発電を行っていたが、風の無い時は、発電しないし、風力の強弱で不安定な電力を発電し、強風の場合、回転力の制動の装置、ベアリングの冷却装置、また、数年毎のベアリングの交換など、非効率の発電であり、その他、設置場所も風通しのよい、広い場所が必要であり、都会など一般家庭では、ほとんど設置することは困難で、設置できなかった。

上記のような欠点を解消するためと、本発明は、設置場所を選ぶことなく、常時一定の電力を得られる事とほとんどの支持箇所が非接触なので騒音が無く、半永久的にメンテナンスが不要、且つ大きな特徴として、小さな消費電力で大きな電力を得られる事を目的とする。

一実施例として、一般的な垂直型風力発電で使用するコアレス発電機を使って、該発電機を積載する架台を形成し、該発電機の収納容器の内部に慣性板（金属製の円盤）と一体となったコアレス発電機があり、該収納容器の中心部の下方の外部に減速機能付きモータの回転軸と、前記コアレス発電機の回転軸をジョイントするための挿通孔を設け、コアレス発電機と減速機能付きモータの間には、同極で相反発する永久磁石からなるテーパーを持つ、凹凸リングの一方は前記発電機の収納容器中心部に、一方は直上の慣性板である円盤が、前記コアレス発電機と接合されているので、前記凹凸リングの挿通孔を前記コアレス発電機の回転軸が挿通し軸支され、前記慣性板（金属製円盤）と発電機は不要下状態、かつ、非接触状態で自在に回動できる状態にした。

また、前記慣性板の下面には、直径方向の相対する位置に、角度を持った永久磁石を貼着し、該永久磁石の外側と同極で反発する、永久磁石を慣性板の永久磁石と接しないよう一実施例として、１２０度の位置に３箇所固定されているので、該固定磁石と慣性板に貼着した磁石が同位置に来ると、反発するので、慣性板に積載した発電機が回転し、前記説明した、減速機能付きモータの負荷が少なくなり、より消費電力の少ないモータでも回転可能とした。

更に、前記減速機能を持ったモータで、前記発電機の回転部を回転して発電すると、該モータの消費電力より発電する電力がはるかに大きいので、常時消費する家電製品に電力を供給する、非常に効率の良い発電機となった。

また、当該発生した電力の一部を蓄電器に充電し、整流器、インバータなどを介して前記減速機能付モータを作動させることにより、発電機からの発生電力からこの減速機能付モータの消費電力を差し引いた電力以内の電力を家電、電気自動車などに供給すると、半永久的に前記発電機は、外部供給電力を使うことなく、発電し続けることが可能となった。

以上のような、構成からなるコアレス発電機において、例えは、消費電力が少ない
減速機能付きモータでコアレス発電機を回転させることにより、数キロワット発電できたので、減速機能付きモータを初期動作させるための電源（バッテリー）さえあれは、発電開始後、該減速機能付きモータの電源を当該発電機で発電した電力を変圧、整流しインバータに接続し、電力の供給を行うが、該減速機能付きモータの電源を該インバータから供給するので、半永久的に発電可能となり、従って、どこでも発電可能で、電気自動車の充電用として、家庭の供給電力として、そのほか、灯台、街路灯などほぼ電力会社から電力を供給することが不要となるため、いわゆる、危険を伴う原子力発電、不安定な発電である、しかも高価なソーラー発電、風力発電の必要がなくなる。

最大の効果は、例えば３ｋｗ／ｈのソーラー発電程度の設備でも約３００万円程度かかり、風力発電装置においても同様の費用がかかるが、本発明ではこの、約５０％から３０％でも可能であるので、今まで一部一般家庭にしか普及しなかったが、発電と同時に電力会社からの電力は不要となり、余剰電力を売ることも発電開始からも可能となる。

もう１つの効果として、ほとんどの箇所が磁石により接触していないので、多少の回転音はでるが、防音材で囲むとほとんど音が外部に出ることがなく、全く二酸化炭素を発生しないので、大いに二酸化炭素の削減に貢献ができる。
今後、電気自動車、電気バイク、電気自転車とハイブリッド化していくので、二酸化炭素を大量に発生している、中国、アメリカなどでこの発電機を各家庭や公共施設に設置すると、かなりの量の二酸化炭素の削減となるので、世界中から見ると、日本の二酸化炭素発生量は、約４％、その２５％削減したところでも１％となり、微々たるもので、現在の二酸化炭素削減においても日本だけ削減してもそれほど影響するものではないことは周知のことであり、この装置が、実現すると、原子力発電の減少、さらに、発電効率の悪い、ソーラー発電、風力発電は不要となり、電気自動車化が進むと、ガソリンも不要となる。

先ず、本発明の一実施例として、図１と図２の図面に従って説明すると、本発明の断面図であり、発電装置全体１０は、コアレス発電機格納容器２と慣性板７０に積載した、コアレス発電機１（従来販売されているものなので、説明しない）、該コアレス発電機１と慣性板７０を浮揚して回動自在に支持する、凹凸の同極で相反発するテーパーリング型永久磁石８、９とコアレス発電機１を一定の電圧にし、減速機能付きモータ７で構成され、上記構造物を支持する、支持枠３は支柱４と架台５に積載されている。

慣性板の下面２９に貼着した永久磁石３１は、格納容器２の底部６に格納容器の内部段部３５に３箇所又は複数箇所に固定された永久磁石３０と同極で同位置になると反発するので、前記コアレス発電機１の回転動力の補助的なものである。

前記、減速機能付きモータ７は減速機能部１７とモータ部１８からなり、前記架台５の中心部に設けられた、嵌合孔１３に挿入した格納容器２から突出した挿通孔６３を持つ突出部１４の下面１５に固定されている。

該挿通孔６３には、前記減速機能付きモータ７の回転軸４１とコアレス発電機１の回転軸４２をジョイントする接合部４０がある。

前記、格納容器２は、容器２８と蓋２７からなり、一番下の段部２５には凸状のテーパーを持つリング型永久磁石８を固定する台座２０が固定され該リング状磁石８が樹脂２１で該台座２０の穴部２２に固定されている。

また、この凸状テーパーリング磁石８の表面部１２と相対して反発するよう凹状テーパーリング磁石が、慣性板２６の下方中央部突出部６の穴部２４に嵌合、固着して設けられている。

従って、凸凹状のテーパーリング磁石８，９は、ギャップＧを保ち、軸支している。

格納容器２の蓋２７の上面２３には、前記コアレス発電機１、三本の電線５５の保護パイプ６１をフランジ付きパイプ６４が、ボルト６０で位置決めされ、ボルト６２で蓋２に固定されている。

前記三本の電線は保護パイプ６１の内部６６を介して、発電した電気は、トランス５３へ入力し、変圧後、整流器５２を介し、１００Ｖにするインバータ５１へ入力し、家電、バッテリー等、供給先５０である、ＴＶ、冷蔵庫などの家電に接続するか、電気自動車、電気バイク、電気自転車などへ供給し充電も可能である。

一実施例として、格納容器２の上の段部３５には、３箇所１２０度の位置に前記慣性板７０に設けられている永久磁石３１と反発するように固定されている。

該永久磁石３０は、回転軸４２に対し、直角に固定し、慣性板７０の下面２９に固定されている棒磁石３１は、半径方向に対して、約２０度から２５度位の傾斜で固定されているので、内外の磁石３０と３１が、同一となると反発し、回転することになり、前記減速機能付きモータへの負担が軽減される。

このような構成で、どんな場所でも、その場所で発電できるので、電気自動車の充電用としてガレージに設置、家庭用の電気として屋内、電気の送電されていない山間部、堤防、船舶、そのほか宇宙での発電は、無重力のため更に効率よく発電が出来、大掛かりな設備を必要としない。

特に病院や呼吸器を必要とする患者には、停電が命にかかわることなので、この事態を避けることができる。

そのほか、小型の発電機にして、小さなモータとしても使えるので、用途は無限にある。

本発明の一実施例を示す構成と断面図である。 テーパー状リング磁石部の拡大図である。 モータ補助動力用の磁石配列の一実施例を示す。

１・・・・・コアレス発電機全体
２・・・・・格納容器
３・・・・・支持枠全体
４・・・・・支柱
５・・・・・架台
６・・・・・慣性板突出部
７・・・・・減速機能付きモータ
８・・・・・凸状テーパーリング型磁石
９・・・・・凹状テーパーリング型磁石
１０・・・・発電機全体
１１・・・・凹状テーパー表面
１２・・・・凸状テーパー表面
１３・・・・係合孔
１４・・・・格納容器突出部
１５・・・・突出部底面部
１７・・・・減速機能部
１８・・・・モータ部
２０・・・・凸状テーパーリング型磁石台座
２１・・・・凸状テーパーリング型磁石固定材
２２・・・・凸状テーパーリング型磁石固定穴
２３・・・・格納容器蓋上面
２４・・・・凹状テーパーリング型磁石固定穴
２５・・・・格納容器底面部
２６・・・・慣性板上面部
２７・・・・格納容器蓋
２８・・・・格納容器壁部
２９・・・・慣性板底面部
３０・・・・外側固定磁石
３１・・・・内側固定磁石
３５・・・・外側磁石固定段部
４０・・・・ジョイント部
４１・・・・モータ回転軸
４２・・・・発電機回転軸
５０・・・・電気供給先
５１・・・・インバータ
５２・・・・整流器
５３・・・・変圧器
５５・・・・三相電線
６０・・・・位置決めボルト
６１・・・・電線カバーパイプ
６２・・・・取り付けボルト
６４・・・・フランジ付きパイプ
６５・・・・パイプ内部
Ｇ・・・・・ギャップ

Claims (4)

1. 減速機能を持つモータで、コアレス発電機の回転軸を回動させることにより、発電する、新型コアレス発電機。
2. 前記コアレス発電機に慣性板（金属製円盤）を組み合わせることにより、回転を一定化する請求項１に記載の新型コアレス発電機。
3. 前記コアレス発電機の回転軸を挿通した、同極で相反発する凸凹状テーパーを持つ、リング型永久磁石により、前記コアレス発電機の回転軸を非接触状態で軸支し、前記コアレス発電機を架台から浮揚させ、該発電機の回転の負荷を最小限にしたことを特徴とする、請求項１に記載の新型コアレス発電機。
4. 前記コアレス発電機の下面に、半径方向の接線に対し、約２５度の角度にして、約半径分ほど、端部がＮとＳ極となった棒磁石を一定角度で固着配置し、この円周の外側に、該角度を付けた棒磁石と反発する、永久磁石を１２０度の位置に固定配置することにより、この回転力を補助動力とし、請求項１のモータの回転する負荷を軽減したことを特徴とする、請求項１に記載の新型コアレス発電機。

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