全家庭から全企業に及ぶ全ての分野で、発電目的以外で、必要不可欠の既存設備又は新設設備を利用して有効なクリ−ンエネルギ−で省動力の発電装置である。

近年、省エネルギ−と、クリ−ンエネルギ−の問題が、環境関連と共に大きくクロ−ズアップされる中での発電装置は、太陽光発電と風力発電、或は燃料電池的な未だに実用迄には相当な年月を要する発電装置しかない。

従来から、家庭生活消費材及び各種機器を含む全産業で、上水道、或は工業用水、油圧系統、動力圧縮空気等々、生活及び生産事業に欠かせない物として一般家庭はもとより、全産業、各企業とも、動力或は種々の用途での使用後はその儘排水或は再使用での貯留、圧縮空気等は大気排気放出、このエネルギ−ロスを企業等はこれが当然の方策と思考している。

又、大規模工場の場合は、上水道に変わって工業用水を使用しているが、只飲料水に適していないだけで、同様に使用後は排水廃棄していると同時に、工場生産設備として圧縮空気等は、圧縮動力を消費して放散され、種々の加圧気体を日常的に消費している。

特に、食品関連事業においては、必要やむを得ないこととして大量の上水道を使用し、一般の中小店舗ですら、厨房或は客用水洗トイレ流水等で５０トンから１００トンの消費を、又食品加工、鮮魚解凍、製鉄工場冷却等では大きな浪費を無意識に行なっているがこれの有効利用は全く無い。

同時に、物を動かす動力機器には、必ず電導モ−タ−が装着されており、殆どが単なる駆動部品としての役目以外にはなく、省エネルギ−設計でも限界が有り、これらを有効に使用すれば、設計以上の電力節約につながる事に気がついていない。

太陽光発電に至っては、晴雨によって大きく発電量が変わり、太陽光発電単独での発電効率は非常に不安定で、太陽光変換効率もここ何十年間大差なく、又設備費用は国家機関補助受領でも５０年で償却可能か否かであろう。

風力発電は、風車の風圧効率と地域差による春夏秋冬の風力格差の効率も去る事ながら暴風時期の機器保存の為の稼働停止や強風による風車破損事故も後を立たず、自治体デモンストレ−ション的に装置されているのが現状である。

特開２００２−３３２９４７

特開２００３−０６１３９７

太陽光発電は天気に左右され、風力発電は地域的な問題を有し、クリ−ンであるが、１Ｋｗ当たりの発電コスト高価につき、場合に依っては設備償却不能とされているように、夫々非常に有効であるが同時に大きな欠点をもっているものの、太陽光発電と風力発電を併合して設置してもなお解消不能な欠点は解消されないことは言う迄もない。

この太陽光発電と風力発電は自然を相手に機構に左右される自然界エネルギ−発電である為、この欠点補完には、人工的発電しかない。

しかし、自然界の影響を受けない従来の人工的発電の全ては、ダム水力発電から始まって火力蒸気圧タ−ビン発電、内燃機動力発電、近年では廃棄物固形か燃料焼却蒸気圧タ−ビン発電等々を含めて、将来性からバイオエネルギ−発電もあるが、いずれも周辺設備からみれば膨大な設備投資が必要であり、発電コスト的に故人家屋や企業では投資回収は不能である。

しかし、これらの自然界のエネルギ−利用発電の欠点を補う人工的エネルギ−利用の発電方法は、既存設備或は新規設備のなかで、液体、気体、各種駆動回転機器等々山ほど有るが利用されていない。

課題を解決する手段

人工的発電動力は、視点を変えて視れば、人類生活空間及び企業生産工程、或は必要最小限の発電装置しか装備されていない地球上の移動媒体、つまり、航空機、列車、船舶、自動車に至る迄、既存動力源は氾濫している。

一般家庭では、先ず常識的な太陽光発電装置を補助を受けて装備しても、残念ながら太陽光の恩恵を受ける年間効果日数は地球上で地域的に大きな格差が有るが、家庭生活必需設備では全く格差がなく、先ず朝夕の洗面、朝食、昼食、そして夕食の調理水道使用、一日の水洗トイレ使用回数、洗濯、風呂沸かし、これらは天候に関係なく日常的行為として全世界同様であり、真夏の日照り続きにはガ−デニング放水、等々で、水道水配管元では頻繁に水道メ−タ−は回転しており、この管内流体エネルギ−を放置する手はない。

同時に、一般家庭で、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、時には独立乾燥機、電子レンジ、食器洗浄器、等々、これらには全てが電動モ−タ−を装着しており、装着の電動モ−タ−に対応した発電機を結続すれば、ト−タル的に大きな省エネルギ−となる。

これが産業界の企業設備になれば、全産業で上水道、及び工業用水は絶対的必要物で、その消費水量は大きく、動力の電動モ−タ−に至っては膨大な動力電動機設備も有り、単に既存設備の動力源のみに使用する時代ではない。

本発明は、これらの液体又は気体の既存設備又は今後の新設設備で、発電以外の用途で設置された、上水道、又は工業用水道、圧縮空気、油圧機器、不活性高圧ガス、或は列車や自動車、船舶、航空機等々の輸送機関等々、無意識的に放出廃棄しているあらゆる液体及び気体の配管内圧力流動を利用し、最も効率の良い発電となる様に考察した。

しかし、有効な自家発電装置と言えども稼働制限や欠点も有り、これらを太陽光発電や風力発電の自然界動力発電と人工動力発電とを融合して欠点を補完し合う発電システムの解決しかない。

発明の効果

本発明は、一般家庭からあらゆる分野の産業迄、全ての施設で省エネルギ−実践可能であり、最小限でも水及び電気機器は人間生活環境には不可欠なエネルギ−物質でもあり、それに加えて産業界では職種によっては動力圧縮空気、機器駆動動力電動機、工業用水、等々のエネルギ−として使用している全種を有効に利用し、既存の施設装備或は新設の設備機器を利用して人工エネルギ−利用で発電、同時に太陽光発電から風力発電の自然エネルギ−と共に、発電を補完しあったクリ−ン発電ができ、グロ−バルな温暖化防止を各国民全員で実践可能なシステムで有る。

重要な事は、従来周知の太陽光発電或は風力発電でのＫＷ／ｈ単位の設置費用は莫大な費用が掛かるが、既存設備のエネルギ−を利用することによって、初期投資費用の極限迄の節約にもつながった。

発明の実施する為の最良の形態

既存設備或は新規設備、及び新規設計機器の中で、通常の人間生活空間の全てに潜在する人工エネルギ−の利用によって発電するシステムで、気体、液体、それに機器駆動動力のすべてが大小の差はあっても流動エネルギ−を持っており、これらを有効に利用して人工エネルギ−発電に変換し、あわせて、太陽光や風力の自然エネルギ−の利用発電で、お互いを補完しあうシステムである。

それには、発電機付設駆動モ−タ−（１）によって加圧された管内流体（６）である圧縮空気は、加圧移送管（３）によって必要供給個所に移送されるが、途中に単数又複数の流管発電機（７）を装着する。

発電機付き羽根車（４）の回転によって発電する流管発電機（７）の電力は、そのまま直接に電気消費駆動機器に電気印加するか、又は直流発電或は交流発電で電圧差を含めて電気制御盤（１５）によってインバ−タ−制御機器やバッテリ（１４）に蓄電されて、有効に電力供給がなされる。

同時に、太陽光発電装置（１２）や風力発電装置（１３）の両者、又は何れか一方の発電装置も併設して融合させて、自然エネルギ−と人工エネルギ−の両者欠点を補完し合うシステムとする。

この場合、少量発電の場合にはバッテリ−（１４）が単体でも良いが、バッテリ−極板衰耗による故障や充填バッテリ−液の減少瑕疵等での故障回避と、管内流体（６）の再使用の為に貯留槽等への移送、及び複数機器への電力格差供給での電圧と電流の差がある為に、並列電圧及び直列結合電圧も考慮して、バッテリ−（１４）の複数設置法は、２０数年前からの周知の事実である。

一般家庭とその他の全ての産業施設にいたる設備では規模の大小と消費電力では大きな差があることから、当然ながら発電設備能力は利用する動力エネルギ−によって変化するものの、発電システムは同一といっても過言ではない。

清水を管内流体（６）として使用する場合には飲料水から食品調理水、洗顔から風呂浴槽水やシャワ−水、食品加工調理水、その他あらゆる方面に使用されるが、工業関連では二次清水や工業用水、同時に海水も陸上養殖水槽から製塩事業、船舶ではエンジン冷却水からトイレ用水にいたる迄、あらゆる方面で、既存設備の加圧移送管（３）によって供給使用されている。

管内流体（６）が清海水液体以外の液体の場合、化学工場や原子力発電ではナトリュウム等の不活性液体、工業施設で常時稼働の油圧機器の液体油、これらも想像以上に使用されている。

管内流体（６）が気体の場合も、造船工場の様な鋼材加工や居住区木工艤装のグラインダ−やドリルから釘打ち、ジグソウ等のエア−工具では、作業効率の為に軽量化の多様化が年毎に進み、家電工場の組立ライン、自動化ロボットに至る迄油圧機器とエア−工具は不可欠動力源となっている。

これに加えて、発電動力に最も適しているものには電気又は内燃機関によるモ−タ−が有り、既存設備の即戦力につながる動力を放置するわけには行かない。

これらの人工エネルギ−の浪費を有効利用することと同時に、当然ながら故障や休暇、或は休憩等々の稼働停止葉必然的に人間の意志で変化が有り、これらの補完を自然エネルギ−利用の太陽光発電、及び風力発電によって補完するもので、バッテリ−や制御盤、或はインバ−−等のコントロ−ラ−は、人工エネルギ−発電の設備で集合制御され、コストメリットも有る。

一例として、「図１」に記したシステムフロ−チャ−ト図は、一般家庭設備も産業施設も規模の差だけでほぼ同様であるが、家電生産ライン工場等での空圧機器利用の工具使用毎に発電するシステムで、この他に、シャワ−、トイレ、手洗い、空調機器、扇風機、等々数え切れない人工エネルギ−の浪費が芯材しているが、これらの消費或は消費毎に発電するシステムで基本システムは全て同一で、末端機器のキャパシティの相違だけである。

「図１」は、使用例としての直流発電でインバ−タ−により交流１００Ｖ電圧変換の一例であるが、家電製品組み立てライン或は自動車生産ライでの組み立てボ−ルト、ビス、ナットのエア−工具での絞め付け工程ラインで、加圧空気によるエア−工具使用毎に発電し、空気圧縮機駆動モ−タ−並びにコンベア−駆動モ−タ−稼働中は各駆動モ−タ−付設発電機によって発電、工場休暇時には、自然界が晴天の場合には太陽光発電も、又風が吹けば風力発電も稼働発電し、夜間無風状態でも、工場３交替で２４時間稼働の場合には常時発電し、発電既からの電力は制御盤でコントロ−ルして電力供給先に必要電圧電力で供給する為にバッテリを複数に分割してに蓄電、並列電圧と電力、或は直列電圧と電力で供給可能とした例である。

さて、発電機付設駆動モ−タ−（１）によって稼働される流体加圧機（２）の空気圧縮機の加圧移送管（３）を、発電機付き羽根車（４）の羽根車流入口（５）に結続して、加圧移送管（３）内の管内流体（６）の流動によって回転羽根車（８）が回転し、管内流体（６）は、羽根車流出口（９）から加圧移送管（３）によって移送先に送られるが、加圧移送管（３）が長い為、複数の流管発電機（７）を設置した。

加圧移送管（３）によって送られた移送先の移送枝管（１０）には、複数の流管発電機（７）が管内流体（６）の流量によって仕様選定設置され、末端結続のエア−工具（１１）によって、生産ラインの種々作業が行われる。

又、建家の屋根上には太陽光発電装置（１２）と風力発電装置（１３）が設置されている。

このことによって、発電装置は、既設動力による人工的エネルギ−発電、及び自然エネルギ−発電の２系統によって発電される。

この場合、日照時間が少ない地理的地域、或は日光が当たらないのビルの谷間等で、谷間風は吹く場合は風力発電装置（１３）だけ、又日照時間は多いが無風地域ではその逆も有り得るが、既存設備の管内流体（６）のエネルギ−利用の発電機付設駆動モ−タ−（１）を必須設置条件とする理由は、自然エネルギ−は、使わなくてもエネルギ−ロスにはならないが、既存設備動力は発電に利用しなくても、エネルギ−を消費していることを重視したからである。

次に、それぞれの発電装置で発電された電力は、バッテリ−（１４）の蓄電量及び放電量のコントロ−ルの為にバッテリ−（１４）と結線結続の電気制御盤（１５）経由で、バッテリ−（１４）に蓄電され、電気制御盤（１５）は絶えずバッテリ−（１４）の充電及び放電を制御監視すると同時に、各発電機の発電状況のコントロ−ルをする。

電気制御盤（１５）は、発電機付設駆動モ−タ−（１）、流管発電機（７）、太陽光発電装置（１２）と風力発電装置（１３）は、バッテリ−（１４）への蓄電と、電気制御盤（１５）内に装着されているインバ−タ−によってバッテリ−（１４）の電力を使用電圧に変換し、端末の照明やその他の電気機器に電力供給する。

同時に、発電電力、バッテリ−蓄電状態、故障個所表示、等のモニタ−表示も行った。

「図２」は、本発明に使用した管内流体（１）が圧縮空気で、回転羽根車（８）と、流管発電機（７）の合体した概要図であるが、圧縮空気の流量は大きくないが流速が早い事から、掌に乗る小型でも自動車搭載の発電機でも十分に稼働発電した。

「図３」は、本発明に使用した管内流体（１）が清水で、回転羽根車（８）と流管発電機（７）の合体した概要図であるが、水道圧力で流量は大きくないが流速が早い事から３００ｍｍ直径のウオ−タタ−ビンでも自動車搭載の発電機でも十分に稼働発電した。

「図４」は、本発明に使用した流体加圧機（２）が空気圧縮機で、電動モ−タ−軸との結合部位にＶ型ベルトのプ−リ−を装着し、発電機軸に結合して発電する概要斜視図で、この大電力駆動の流体加圧機（２）には大きな余裕動力が有り、これを有効に利用するもので、大きなキャパシティの発電機が付設される。

「図５」は、種々の電動モ−タ−軸と発電機の結合部位を直結結合して発電する概要斜視図である。

空気圧縮機によるエア−工具使用の生産ライン建家内での既存施設エネルギ−利用と同時に太陽光発電、風力発電利用のイラスト系統図である。

管内流体（１）が圧縮空気の流管発電機（７）の概要図である。

管内流体（１）が液体の流管発電機（７）の概要図である。

電動モ−タ−にチェン又はベルト動力伝達の電動機付設発電機の斜視概要図。

電動モ−タ−の駆動軸に直結動力伝達の電動機付設発電機の斜視概要図。

符号の説明

１ 発電機付設駆動モ−タ−
２ 流体加圧機 ３ 加圧移送管 ４ 発電機付き羽根車 ５ 羽根車流入口 ６ 管内流体 ７ 流管発電機 ８ 回転羽根車 ９ 羽根車流出口 １０ 移送枝管 １１ エア−工具 １２ 太陽光発電装置 １３ 風力発電装置 １４ バッテリ−
１５ 電気制御盤