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公開番号2024043403
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022148574
出願日2022-09-16
発明の名称発電方法および発電システム
出願人個人
代理人
主分類F03D 3/02 20060101AFI20240322BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】移動する流体が保有するエネルギによって発電電力の大きさ、発電時間を計画的に制御して発電電力を起電することができる流体利用発電システムを用いて、稼働電力を付与して効率的に発電させるとともに発電された発電電力を給電することができる発電方法および発電システムを提供すること。
【解決手段】流体が循環して流動する閉空間状の循環路2と、前記流体を前記循環路2内において一方向に循環流動させる流動力を付与する流体流動力付与手段3と、前記循環路2内に設置されて循環流動する前記流体によって回転させられて発電する少なくとも1基の発電手段4とを有する流体利用発電システムを用いて発電する発電方法において、蓄電手段103からの電力または外部電力系104からの外部電力を前記流体流動力付与手段に対して付与して稼働させて前記流体を流動させ、前記発電手段によって発電された発電電力を蓄電手段113に蓄電することまたは外部電力系114へ供給することにより給電することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流体が循環して流動する閉空間状の循環路と、前記流体を前記循環路内において一方向に循環流動させる流動力を付与する流体流動力付与手段と、前記循環路内に設置されて循環流動する前記流体によって回転させられて発電する少なくとも１基の発電手段とを有する流体利用発電システムを用いて発電する発電方法において、
蓄電手段からの電力または外部電力系からの外部電力を前記流体流動力付与手段に対して付与して稼働させて前記流体を流動させ、
前記発電手段によって発電された発電電力を蓄電手段に蓄電することまたは外部電力系へ供給することにより給電すること
を特徴とする発電方法。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記流体流動力付与手段を稼働させるために付与される電力より前記発電手段によって発電された発電電力が大きいことを特徴とする請求項１に記載の発電方法。
【請求項３】
前記循環路は、円環状に形成されており、前記流体の流動方向と直行する断面が長方形とされており、前記流体の流速が前記円環状の最内側位置で最低速度であり最外側位置で最高速度となるように形成されており、
前記発電手段は、前記循環路内に鉛直に設けられている中心軸に鉛直軸回りに回転自在に支持されている回転部に対して、前記中心軸を中心として周方向等分位置に羽根側の中心軸をもって鉛直軸回りに回転自在にして複数の長方形の板状の羽根が支持構造体をもって支持されており、
前記各羽根は前記中心軸回りに１回公転する間に流体の流動方向に対する迎角を変化させながら前記羽根側の中心軸回りに１回自転するとともに、前記各羽根は前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する場合には羽根の前記流動方向に対する迎角を直角またはゼロとし、前記各羽根は前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行していない場合には羽根の前記流動方向に対する迎角を前記回転部を一方向に回転させる迎角にするように形成されており、
前記各羽根の迎角をゼロとする位置は、前記各羽根の前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する位置において前記流体の流動速度が最低速度である前記円環状の最内側位置とされており、
前記各羽根の迎角を直角とする位置は、前記各羽根の前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する位置において前記流体の流動速度が最高速度である前記円環状の最外側位置とされており、
前記各羽根は、迎角をゼロから直角に向けて変化させる方向に回転する時に迎角を回転に従って大きくなるように変化させながら回転するとともに、迎角を直角からゼロに向けて変化させる方向に回転する時に迎角を回転に従って小さくなるように変化させながら回転するように形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電方法。
【請求項４】
流体が循環して流動する閉空間状の循環路と、前記流体を前記循環路内において一方向に循環流動させる流動力を付与する流体流動力付与手段と、前記循環路内に設置されて循環流動する前記流体によって回転させられて発電する少なくとも１基の発電手段とを有する流体利用発電システムを有し、
前記流体流動力付与手段を稼働させる稼働電力を蓄電手段および／または外部電力系より付与する稼働電力付与手段と、
前記発電手段によって発電された発電電力を蓄電手段および／または外部電力系へ給電する発電電力給電手段とを有する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項５】
前記流体流動力付与手段を稼働させるために付与される電力より前記発電手段によって発電された発電電力が大きいことを特徴とする請求項４に記載の発電システム。
【請求項６】
前記循環路は、円環状に形成されており、前記流体の流動方向と直行する断面が長方形とされており、前記流体の流速が前記円環状の最内側位置で最低速度であり最外側位置で最高速度となるように形成されており、
前記発電手段は、前記循環路内に鉛直に設けられている中心軸に鉛直軸回りに回転自在に支持されている回転部に対して、前記中心軸を中心として周方向等分位置に羽根側の中心軸をもって鉛直軸回りに回転自在にして複数の長方形の板状の羽根が支持構造体をもって支持されており、
前記各羽根は前記中心軸回りに１回公転する間に流体の流動方向に対する迎角を変化させながら前記羽根側の中心軸回りに１回自転するとともに、前記各羽根は前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する場合には羽根の前記流動方向に対する迎角を直角またはゼロとし、前記各羽根は前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行していない場合には羽根の前記流動方向に対する迎角を前記回転部を一方向に回転させる迎角にするように形成されており、
前記各羽根の迎角をゼロとする位置は、前記各羽根の前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する位置において前記流体の流動速度が最低速度である前記円環状の最内側位置とされており、
前記各羽根の迎角を直角とする位置は、前記各羽根の前記中心軸と前記羽根側の中心軸とを結ぶ半径位置が前記流体の流動方向と直行する位置において前記流体の流動速度が最高速度である前記円環状の最外側位置とされており、
前記各羽根は、迎角をゼロから直角に向けて変化させる方向に回転する時に迎角を回転に従って大きくなるように変化させながら回転するとともに、迎角を直角からゼロに向けて変化させる方向に回転する時に迎角を回転に従って小さくなるように変化させながら回転するように形成されている
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電方法および発電システム係り、特に流れる気体、液体等の流体をエネルギ源として利用して発電する流体利用発電システムを用いて発電するに発電方法および発電システム関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、自然力を利用して発電する発電システムとしては、風力発電システム、水力発電システム、潮力発電システム、太陽光発電システム等が挙げられる。
【０００３】
従来の風力発電システムにおいては、自然の風力によってプロペラ等の回転体を回転させ、その回転を発電装置に伝達して電磁誘導によって発電している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５２１１２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される風力発電装置においては、次のような不都合があった。
【０００６】
第１に、自然に吹く風の風力を利用して回転翼を回転させる構成であるので、自然の風は常時吹くことはなく、無風状態もあり、吹いた際の風力も大小変化するものであるので、発電電力は常時大小変化するので、計画的に発電電力を起電することができなかった。
【０００７】
第２に、一度回転翼を通過した風（空気流）は回転翼から離れて行き、再度同一の回転翼に戻って再度の回転に寄与することがないので、風力の有効利用ができず、発電効率が悪いものであった。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、移動する流体が保有するエネルギによって発電電力の大きさ、発電時間を計画的に制御して発電電力を起電することができる流体利用発電システムを用いて、発電手段を稼働させるために電力を供給し、当該発電手段によって発電された発電電力を給電することによって、発電電力の給電を継続させることのできる発電方法および発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者および本出願人は、本発明に用いる流体利用発電システムについて特許第７１３４４１９号として提案しているとともに、更に鋭意研究することにより当該流体利用発電システムにおいて流体流動力付与手段を稼働させるために付与される電力より発電手段によって発電された発電電力が大きいことを確認して本発明を完成させた。
【００１０】
本発明の第１の態様の発電方法は、流体が循環して流動する閉空間状の循環路と、前記流体を前記循環路内において一方向に循環流動させる流動力を付与する流体流動力付与手段と、前記循環路内に設置されて循環流動する前記流体によって回転させられて発電する少なくとも１基の発電手段とを有する流体利用発電システムを用いて発電する発電方法において、蓄電手段からの電力または外部電力系からの外部電力を前記流体流動力付与手段に対して付与して稼働させて前記流体を流動させ、前記発電手段によって発電された発電電力を蓄電手段に蓄電することまたは外部電力系へ供給することにより給電することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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