JP2016201974A

JP2016201974A - 電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置

Info

Publication number: JP2016201974A
Application number: JP2015090853A
Authority: JP
Inventors: 孝彦大前; Takahiko Omae
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-12-01

Abstract

【課題】電気を動力源として、モーターを介して発電機の回転数を上げ、入力量より出力量を大きくした発電装置を提供する。
【解決手段】ボックス１内部に強力な永久磁石を使用し、巻線抵抗を減らした高性能のモーター２と強力な永久磁石を使用し、巻線抵抗を減らした高性能の発電機３をモーター２を介して作る回転エネルギーが発電機３に連動するように縦列接続し据付け、モーター２の動力源となる電気を取入れるための電気引込み線４を設け、電気引込み線４の一端をモーター２に接続し、もう一方の端をボックス１の外部に出し、発電機３で作る電気をボックス１の外部に送る送電線５を設け、送電線５の一端を発電機３に接続し、もう一方の端をボックス１の外部に出したことを特徴とする電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置。
【選択図】図１

Description

本発明は電気を動力源として、モーターを介して発電機の回転数を上げ、入力量より出力量を大きくした発電装置に関するものである。

従来、電気を作る方法として太陽電池で太陽の光（太陽光エネルギー）を電気エネルギーに変換して電気を作る太陽光発電、また、風力で風車を回転させ、その回転エネルギーを増速機に連動させ回転数を上げ、その上げた回転エネルギーで発電機を駆動させて、電気を作る風力発電、また、原子炉でウランを核分裂させ発生する熱エネルギーを利用して蒸気を作り、その蒸気の力でタービンを回転させ、タービンに直結した発電機を駆動させて電気を作る原子力発電、また、化石燃料を燃やした熱を利用して蒸気を作り、その蒸気の力でタービンを回転させ、タービンに直結した発電機を駆動させて電気を作る火力発電等で電気を作っていた。
また、光を当てると発電する光電池に発光灯による照明光を当てて発電を行い、発電された電力で発光灯の電力を賄うだけでなく、発電した電力を外部にも供給する照明光発電装置の発明が知られている（特許文献１）。
特開２０１１−２１６８３５号公報

そのために次のような問題点があった。
（イ）太陽光発電は太陽光を利用して電気を作るため、太陽電池に太陽光を取り入れることが不可欠であるが、天候及び季節、場所によって左右され十分に太陽光を取り入れることが出来ないことが多多あった。その結果太陽電池での発電量が安定しなかった。また夜間の発電は皆無であった。
（ロ）風力発電は風力を利用して電気を作るため、風力を得るのが不可欠であるが、天候及び季節、場所によって左右され十分に風力を得ることが出来ないことが多多あった。その結果発電量が安定しなかった。
（ハ）原子力発電は原子炉でウランを核分裂させて、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する方法であるが、大きな地震、津波等で事故が起きれば大惨事につながり、放射性物質の飛散で被害も甚大になることもあった。また、その事故処理費用に莫大な資金が必要となり、電気料金に影響していた。
（ニ）火力発電は化石燃料を燃やし熱エネルギーで蒸気を作り電気エネルギーに変換するのであるが、化石燃料を燃やす時点で温室効果ガスであるＣＯ２を大量に排出するため、地球環境に悪影響（地球温暖化）を与える一因になっていた。また、化石燃料の調達費用が膨らみ電気料金に影響していた。
本発明は以上の問題点を解決するためになされたものである。

ボックス（１）の内部に強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率（モーター効率）が良い高性能のモーター（２）と、強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率（発電機効率）が良い高性能の発電機（３）を使用し、前記発電機（３）が持っている回転数よりモーター（２）を介して回転数を上げて、発電機（３）に回転エネルギーが連動するように縦列接続し据付け、モーター（２）の動力源となる電気をボックス（１）内部に取入れる電気引込み線（４）を設け、前記電気引込み線（４）の一端部分をモーター（２）に接続し、もう一方の端をボックス（１）の外部に出し、発電機（３）で作る電気をボックス（１）の外部に送る送電線（５）を設け、前記送電線（５）の一端部分を発電機（３）に接続し、もう一方の端をボックス（１）の外部に出した。以上を特徴とする電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置である。

発電機（３）のトルク（回転方向に働く力）と回転数との関係を記す。
発電機（３）の発電量は同じトルクで回転数を上げれば回転数に比例して増加する。また、５０Ｈｚ仕様であれば３０００ｒｐｍ（１分間の回転数）であり、６０Ｈｚ仕様であれば３６００ｒｐｍである。回転数が変われば周波数も同じ比率で変化する。
以上のような基本的関係がある。よって、モーター（２）を介して発電機（３）の回転数を上げることによって入力量より出力量の方が多い電気が作れる。

本発明の電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置で発電することによって安定した電気が作れる。また、複数台稼働すれば発電量は倍増する。そして、個個の電気利用者（個人住宅、集合住宅、会社等）が多数稼動すれば大量の発電が出来る。
よって、太陽光発電、風力発電等の発電が天候に左右されて発電量が安定しなかったがこの安定した電気で補うことが出来る。また、危険性の高い原子力発電を多少減らすことが出来る。そして、大量にＣＯ２を排出して地球環境に悪影響を与えている火力発電も減らすことが出来る。また、再生エネルギー発電の賦課金及び太陽光付加金等を電気料金から軽減することが出来る。

本発明のボックスの一部を欠除した斜視図

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（イ）図１に示すようにボックス（１）の内底部にモーター（２）を据付ける。
モーター（２）の伝達効率（モーター効率）は９５％以上が望ましい。
９５％以上にするには巻線（銅線）の線材の直径を増やし巻線抵抗を減らしたコイルと強い磁力を有するネオジム磁石、フェライト磁石を使用したブラシレスモーター（２）が最適である。
回転エネルギーのロスの殆どが巻線（銅線）抵抗によるものであり、巻線（銅線）抵抗を減らすには巻線（銅線）の線材の直径を増やすことである。断面積が２倍になれば抵抗値は２分の１になるため、全体で抵抗が半分になり電流値を減らせ、発熱等のエネルギーのロスが減る。よって、伝達効率（モーター効率）が上がる。
（ロ）図１に示すようにボックス（１）の内部に動力源となる電気を取入れるための電気引込み線（４）を設け、前記電気引込み線（４）の一端部分をモーター（２）に接続し、もう一方の端をボックス（１）の外部に出す。
電気引き込み線（４）は電気の良導体である銅線が最適である。

（ハ）図１に示すようにボックス（１）の内底部にモーター（２）の位置に合わせ、発電機（３）を縦列状に連結し据付ける。
発電機（３）の伝達効率（発電機効率）は９０％以上が望ましい。
９０％以上にするには巻線（銅線）の線材の直径を増やし、巻線抵抗を減らしたコイルと強い磁力を有するネオジム磁石、フェライト磁石を使用するのが最適である。
発電体でのエネルギーのロスの殆どが巻線（銅線）抵抗によるものであり、巻線（銅線）抵抗を減らすには巻線（銅線）の線材の直径を増やすことである。断面積が２倍になれば抵抗値は２分の１になるため、全体で抵抗が半分になり電流値を減らせ、発熱等のエネルギーのロスが減る。よって、伝達効率（発電機効率）が上がる。
（ニ）図１に示すようにモーター（２）を介して、その発電機（３）が持っている回転数より回転数を上げ、回転エネルギーを発電機（３）に連動させ電気を作る。出来た電気をボックス（１）の外部に出すための送電線（５）を設け、前記送電線（５）の一端部分を発電機（３）に接続し、その送電線（５）のもう一方の端をボックス（１）の外部に出す。
送電線（５）は電気の良導体である銅線が最適である。
本発明は、以上の構成からなるものである。

これを使用する時は、家屋の外壁等にコンセントを設け、そのコンセント近辺の平坦な地面に発電装置が入ったボックス（１）を設置し、モーター（２）に接続した電気引込み線（４）のプラグをコンセントに差込み、モーター（２）を介して回転エネルギーを発電機（３）に連動させ発電し、その電気を送電線（５）でボックス（１）の外部に送る。

発電機（３）のトルクと回転数の基本的な関係は、回転数が変れば周波数も同じ比率で変化する。５０Ｈｚ仕様の発電機（３）であれば回転数は３０００ｒｐｍであり、６０Ｈｚ仕様の発電機（３）であれば３６００ｒｐｍである。また、発電機（３）の発電量は同じトルクで回転数を上げることによって回転数に比例して増加する。
よって、本発明はその発電機（３）のトルクでモーター（２）を介して回転数を上げ、前記発電機（３）に連動することによって回転数に比例して発電量が増加する。だから、電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置である。

伝達効率（モーター効率）が９５％の高性能のモーター（２）対し、１分間に５０Ｗの電気を流し回転数を３６００ｒｐｍに設定し、その回転数を伝達効率（発電機効率）が９０％の高性能の５０Ｈｚ仕様の３０００ｒｐｍの発電機（３）に連動し、発電機（３）の回転数３０００ｒｐｍから３６００ｒｐｍの１．２倍に回転数に上げることによって、発電機（３）で作る電気の出力量を下記に表わす。
モーター（２）に１分間の電気の入力量（使用量）を５０Ｗとする。
伝達効率（モーター効率）が９５％モーター（２）を使用する。
伝達効率（発電機効率）が９０％の発電機（３）を使用する。
回転数を１．２倍に上げる。
５０Ｗ×０．９５×０．９×１．２＝５１．３Ｗ
総発電量（出力量）は５１．３Ｗとなり、入力量を差引くと１．３Ｗとなる。
回転数を１．２倍にした場合の純発電量は２．６％増える。
回転数を１．３倍にした場合の純発電量は１１．１５％増える。
入力量が増えるに従って比例して出力量も増える。
また、複数台稼働することによって発電量は倍増し、そして、個個の電気利用者（個人住宅、集合住宅、会社等）が多数稼動すれば大量の発電が出来る。

１ボックス
２モーター
３発電機
４電気引込み線
５送電線

Claims

ボックス（１）の内部に強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率（モーター効率）が良い高性能のモーター（２）と、強い磁力を有する永久磁石を使用し、巻線の線材の直径を増やして、巻線抵抗を減らした伝達効率（発電機効率）が良い高性能の発電機（３）を使用し、前記発電機（３）が持っている回転数よりモーター（２）を介して回転数を上げて、発電機（３）に回転エネルギーが連動するように縦列接続し据付け、モーター（２）の動力源となる電気をボックス（１）内部に取入れる電気引込み線（４）を設け、前記電気引込み線（４）の一端部分をモーター（２）に接続し、もう一方の端をボックス（１）の外部に出し、発電機（３）で作る電気をボックス（１）の外部に送る送電線（５）を設け、前記送電線（５）の一端部分を発電機（３）に接続し、もう一方の端をボックス（１）の外部に出したことを特徴とする電気を動力源として入力量より出力量を大きくした発電装置。