自律回復型発電装置
【課題】 一般に使用されるリチウム充電池は充電するために外部からの電気供給が必要である。外部からの充電が無くとも安定した電気を出力し続けるための電池及びキャパシタモジュールを提案する。
【解決手段】 エレクトリックストーンとリチウムを反応させることによる自律回復力が強い電池及びキャパシタセルを使用する。また出力することにより一定の電圧まで低下した電池及びキャパシタセルが回復するために数時間必要なため、電池及びキャパシタモジュール内に、複数の切替用電池及びキャパシタセル、電池及びキャパシタセル切替設定、余剰電力切替、電流チェック、中央処理装置の電池及びキャパシタ状態チェック機能等、発電、切替、出力までの管理を行う中央処理装置を設けることにより継続して安定した電気を出力することができる。
【解決手段】 エレクトリックストーンとリチウムを反応させることによる自律回復力が強い電池及びキャパシタセルを使用する。また出力することにより一定の電圧まで低下した電池及びキャパシタセルが回復するために数時間必要なため、電池及びキャパシタモジュール内に、複数の切替用電池及びキャパシタセル、電池及びキャパシタセル切替設定、余剰電力切替、電流チェック、中央処理装置の電池及びキャパシタ状態チェック機能等、発電、切替、出力までの管理を行う中央処理装置を設けることにより継続して安定した電気を出力することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
【０００１】
本発明はエレクトリックストーン（電気石）を充電エネルギーに用いた自律回復型発電装置である。
【技術背景】
【０００２】
従来、電池及びキャパシタは多くの製品、商品に用いられてきた。電池に関しては使い捨ての物から、充電し利用できる物まであるが、これからの地球環境を考えるとき、長く使用できることにより廃棄物を最小限に抑えるため充電式の電池が増えていくことだろう。キャパシタに関しては電気を蓄えることが本来の機能であるが容量がまだ小さい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし現在の充電式の電池は外部からの電気供給により電力の回復を促すものである。よって外出時、また充電用の電力を得ることができない場所では充電ができない。
キャパシタも同様である。
【問題を解決する手段】
【０００４】
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、リチウムイオン電池とエレクトリックストーンを用いた自己充電型電池及びキャパシタを併用し、複数配列することにより、外部からの供給無くして安定した電力を供給するものである。
【０００５】
リチウム電池はリサイクルが１００％可能であり、環境問題を考えた上でも利用しやすい。
【０００６】
本来リチウムは微力であるが自己充電の性質をもっている。それは使い終わったリチウム電池に何らかの衝撃、時間、温度の変化等を加えたとき、一時的に回復することからも知ることが出来る。
【０００７】
しかし自己回復では、回復力の弱さ、出力による電圧の低下などにより本来の電圧まで回復させることは難しく、時間がかかる。
【０００８】
本発明ではこの自己充電を高めるためにエレクトリックストーン（電気石）の粉状にしたものを利用する。
【０００９】
エレクトリックストーンは微弱な電気を持ち続ける石であり、エレクトリックストーンとリチウムを反応させることにより、低下した電圧を回復させることができる。
【００１０】
エレクトリックストーンは電池及びキャパシタが回復するための栄養のようなものである。このエレクトリックストーンとリチウムを反応させることにより、一般の電気製品が安定に稼働する範囲内である±５％の電圧を数時間で回復させることができる。
【００１１】
本自己充電式電池の場合、±５％の電圧の回復までに数時間が必要なことから、電池セルを２〜３個使用し切替えれば常時安定した電力を得ることができる。なをかつエレクトリックストーンにより容量の大きくなったキャパシタに自己回復の余剰電力を蓄えることにより発電機としてより安定度が増す。
【００１２】
また電池及びキャパシタセルが複数配列される場合、充電により回復済みの電池セルの余剰電力を自己充電中の電池及びキャパシタセルに供給することにより充電による回復を高めることが可能となる。
【００１３】
電池及びキャパシタモジュールシステムは、複数の電池及びキャパシタセルを配列し、発電、充電、給電管理の全てを電池及びキャパシタモジュール内で行うことができる。
【００１４】
また電池及びキャパシタセル切替えマネージメントを最適にするため、電池及びキャパシタモジュールシステム内にＣＰＵとそのプログラムを内蔵することにより安定した電力を供給し続けることが出来る。
【００１５】
管理には、使用中の電池及びキャパシタセルの電圧が予め設定された一定の数値まで減圧したときに回復済みの電池及びキャパシタセルへの切替
【００１６】
回復済電池及びキャパシタセルを認識し、余剰電力を回復中の電池及びキャパシタセルへ供給するための切替
【００１７】
電流のチェック
【００１８】
補助充電（外部）が使用される場合の対象セルの決定
【００１９】
中央処理装置の電池状態チェック機能、が含まれる。
【００２０】
個電池及びキャパシタセルの電力供給能力、電池セルの数により様々な電圧選択が可能となり、ユーザーの希望する電力を供給することができる。
【００２１】
電池及びキャパシタモジュールの大きさや出力可能電力量は大、中、小と分けることができる。
【００２２】
大に関しては自動車やバイク、エアコンの電力など大容量が必要な物である。
【００２３】
中はパソコンや、中型の電化製品等が対象となる。
【００２４】
小に関しては用途の幅が広いため、カード状にすることにより切替えや増幅等用途に合わせて変更する利点もある。電池モジュールをｘとし、枚数をｙとしたとき得られる電圧は以下のようになる。
ｘＶ × ｙ ＝ ｘｙＶ
【００２５】
一般的に充電式の電池の耐久時間は一万時間に設定されていることから、本発明の電池モジュールも一万時間の耐久で設定されている。ただしキャパシタにかんしてはその限りではない。
【００２６】
また外部補助電源として電磁誘導式あるいは光結合型の非接触充電回路を設けることにより非常用として、また回復中の電池及びキャパシタセルの回復力を高めることが可能となる。
【実施例】
【００２７】
以下に本発明を図面にした実施例に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明のカード状発電モジュールの構成を示す全体のブロック図である。
【００２９】
電力を供給している電池及びキャパシタセルＡ又はＡ群と自己充電中の電池及びキャパシタセルＢ又はＢ群、自己充電完了している電池及びキャパシタセルＣ又はＣ群、電池及びキャパシタ切替スイッチＤ、電池及びキャパシタセル切替えマネージメントを最適にするための中央処理装置Ｅ、電圧選択ボタンＦ、出力Ｇ、である。
【００３０】
図１は電池及びキャパシタセルＡ又はＡ群の電気を出力している。
【００３１】
電池及びキャパシタセルＡの電圧がＣＰＵで設定した数値まで減圧した時点で回復済みの電池及びキャパシタセルＣ又はＣ群に電池及びキャパシタ切替スイッチＦが切り替わる。
【００３２】
また使用電力量に応じて複数の電池及びキャパシタセル又は電池及びキャパシタセル群を同時に使用することが可能である。最大出力を継続的に出力することを考慮し、電池及びキャパシタモジュールの最大出力に必要な電池及びキャパシタセルと同数の切替え用電池及びキャパシタセル及び補助的な電池及びキャパシタセルを使用することにより、最大出力時でも安定した電力を供給することができる。
【００３３】
中央処理装置Ｅ（ＣＰＵ）のモジュールシステムは図２のようになる。
【００３４】
図２は、電池及びキャパシタセルＡ〜Ｃ、電池及びキャパシタ切替スイッチＤ、電圧選択スイッチＦ、ＣＰＵ内の余剰電力切替Ｈ、出力セルの決定機能Ｋ、電池セル回復状態チェック機能Ｉ、ＣＰＵ電池状態チェック機能Ｊ、補助充電対象セルの決定機能Ｂ、外部充電等の補助発電デバイスＭ、出力端子Ｇからなる。
【００３５】
また余剰電力切替に関しては図３の示す通りである。
【００３６】
回復済みの電池及びキャパシタセルｃ電池及びキャパシタセルｄの余剰電力回復中の電池及びキャパシタセルａ電池及びキャパシタセルｂに利用することにより、電池及びキャパシタセルａ電池及びキャパシタセルｂの回復を早めることができ効率の良い充電が可能となる。
【００３７】
本発明の電池及びキャパシタモジュールを図４のように数枚重ね各モジュールの端子に配線すると大容量の電力が得ることができる。
【００３８】
電池及びキャパシタモジュールを複数枚重ねることにより、常時稼働し続ける電源装置のような場合には、劣化した電池及びキャパシタモジュールを新しいモジュール取替えることが容易となる。このとき最大出力に必要な電池及びキャパシタモジュール数に非常用として数枚の電池及びキャパシタモジュールを配置することによりモジュール交換時においても電圧の安定が保証される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は以上説明したように、エレクトリックストーンとリチウムを用いた自律回復型発電装置であり、電池及びキャパシタモジュール内の中央処理装置において電池及びキャパシタセル切替設定、余剰電力切替、電流チェック、中央処理装置の電池及びキャパシタ状態チェック機能等、発電・切替・出力までの管理を行うことにより継続して安定した電気を出力できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カード型発電モジュール全体図
【図２】 カード型発電モジュールハードウエアブロック図
【図３】 余剰電力回復概念図
【図４】 カードモジュールマウント図
【技術の分野】
【０００１】
本発明はエレクトリックストーン（電気石）を充電エネルギーに用いた自律回復型発電装置である。
【技術背景】
【０００２】
従来、電池及びキャパシタは多くの製品、商品に用いられてきた。電池に関しては使い捨ての物から、充電し利用できる物まであるが、これからの地球環境を考えるとき、長く使用できることにより廃棄物を最小限に抑えるため充電式の電池が増えていくことだろう。キャパシタに関しては電気を蓄えることが本来の機能であるが容量がまだ小さい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし現在の充電式の電池は外部からの電気供給により電力の回復を促すものである。よって外出時、また充電用の電力を得ることができない場所では充電ができない。
キャパシタも同様である。
【問題を解決する手段】
【０００４】
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、リチウムイオン電池とエレクトリックストーンを用いた自己充電型電池及びキャパシタを併用し、複数配列することにより、外部からの供給無くして安定した電力を供給するものである。
【０００５】
リチウム電池はリサイクルが１００％可能であり、環境問題を考えた上でも利用しやすい。
【０００６】
本来リチウムは微力であるが自己充電の性質をもっている。それは使い終わったリチウム電池に何らかの衝撃、時間、温度の変化等を加えたとき、一時的に回復することからも知ることが出来る。
【０００７】
しかし自己回復では、回復力の弱さ、出力による電圧の低下などにより本来の電圧まで回復させることは難しく、時間がかかる。
【０００８】
本発明ではこの自己充電を高めるためにエレクトリックストーン（電気石）の粉状にしたものを利用する。
【０００９】
エレクトリックストーンは微弱な電気を持ち続ける石であり、エレクトリックストーンとリチウムを反応させることにより、低下した電圧を回復させることができる。
【００１０】
エレクトリックストーンは電池及びキャパシタが回復するための栄養のようなものである。このエレクトリックストーンとリチウムを反応させることにより、一般の電気製品が安定に稼働する範囲内である±５％の電圧を数時間で回復させることができる。
【００１１】
本自己充電式電池の場合、±５％の電圧の回復までに数時間が必要なことから、電池セルを２〜３個使用し切替えれば常時安定した電力を得ることができる。なをかつエレクトリックストーンにより容量の大きくなったキャパシタに自己回復の余剰電力を蓄えることにより発電機としてより安定度が増す。
【００１２】
また電池及びキャパシタセルが複数配列される場合、充電により回復済みの電池セルの余剰電力を自己充電中の電池及びキャパシタセルに供給することにより充電による回復を高めることが可能となる。
【００１３】
電池及びキャパシタモジュールシステムは、複数の電池及びキャパシタセルを配列し、発電、充電、給電管理の全てを電池及びキャパシタモジュール内で行うことができる。
【００１４】
また電池及びキャパシタセル切替えマネージメントを最適にするため、電池及びキャパシタモジュールシステム内にＣＰＵとそのプログラムを内蔵することにより安定した電力を供給し続けることが出来る。
【００１５】
管理には、使用中の電池及びキャパシタセルの電圧が予め設定された一定の数値まで減圧したときに回復済みの電池及びキャパシタセルへの切替
【００１６】
回復済電池及びキャパシタセルを認識し、余剰電力を回復中の電池及びキャパシタセルへ供給するための切替
【００１７】
電流のチェック
【００１８】
補助充電（外部）が使用される場合の対象セルの決定
【００１９】
中央処理装置の電池状態チェック機能、が含まれる。
【００２０】
個電池及びキャパシタセルの電力供給能力、電池セルの数により様々な電圧選択が可能となり、ユーザーの希望する電力を供給することができる。
【００２１】
電池及びキャパシタモジュールの大きさや出力可能電力量は大、中、小と分けることができる。
【００２２】
大に関しては自動車やバイク、エアコンの電力など大容量が必要な物である。
【００２３】
中はパソコンや、中型の電化製品等が対象となる。
【００２４】
小に関しては用途の幅が広いため、カード状にすることにより切替えや増幅等用途に合わせて変更する利点もある。電池モジュールをｘとし、枚数をｙとしたとき得られる電圧は以下のようになる。
ｘＶ × ｙ ＝ ｘｙＶ
【００２５】
一般的に充電式の電池の耐久時間は一万時間に設定されていることから、本発明の電池モジュールも一万時間の耐久で設定されている。ただしキャパシタにかんしてはその限りではない。
【００２６】
また外部補助電源として電磁誘導式あるいは光結合型の非接触充電回路を設けることにより非常用として、また回復中の電池及びキャパシタセルの回復力を高めることが可能となる。
【実施例】
【００２７】
以下に本発明を図面にした実施例に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明のカード状発電モジュールの構成を示す全体のブロック図である。
【００２９】
電力を供給している電池及びキャパシタセルＡ又はＡ群と自己充電中の電池及びキャパシタセルＢ又はＢ群、自己充電完了している電池及びキャパシタセルＣ又はＣ群、電池及びキャパシタ切替スイッチＤ、電池及びキャパシタセル切替えマネージメントを最適にするための中央処理装置Ｅ、電圧選択ボタンＦ、出力Ｇ、である。
【００３０】
図１は電池及びキャパシタセルＡ又はＡ群の電気を出力している。
【００３１】
電池及びキャパシタセルＡの電圧がＣＰＵで設定した数値まで減圧した時点で回復済みの電池及びキャパシタセルＣ又はＣ群に電池及びキャパシタ切替スイッチＦが切り替わる。
【００３２】
また使用電力量に応じて複数の電池及びキャパシタセル又は電池及びキャパシタセル群を同時に使用することが可能である。最大出力を継続的に出力することを考慮し、電池及びキャパシタモジュールの最大出力に必要な電池及びキャパシタセルと同数の切替え用電池及びキャパシタセル及び補助的な電池及びキャパシタセルを使用することにより、最大出力時でも安定した電力を供給することができる。
【００３３】
中央処理装置Ｅ（ＣＰＵ）のモジュールシステムは図２のようになる。
【００３４】
図２は、電池及びキャパシタセルＡ〜Ｃ、電池及びキャパシタ切替スイッチＤ、電圧選択スイッチＦ、ＣＰＵ内の余剰電力切替Ｈ、出力セルの決定機能Ｋ、電池セル回復状態チェック機能Ｉ、ＣＰＵ電池状態チェック機能Ｊ、補助充電対象セルの決定機能Ｂ、外部充電等の補助発電デバイスＭ、出力端子Ｇからなる。
【００３５】
また余剰電力切替に関しては図３の示す通りである。
【００３６】
回復済みの電池及びキャパシタセルｃ電池及びキャパシタセルｄの余剰電力回復中の電池及びキャパシタセルａ電池及びキャパシタセルｂに利用することにより、電池及びキャパシタセルａ電池及びキャパシタセルｂの回復を早めることができ効率の良い充電が可能となる。
【００３７】
本発明の電池及びキャパシタモジュールを図４のように数枚重ね各モジュールの端子に配線すると大容量の電力が得ることができる。
【００３８】
電池及びキャパシタモジュールを複数枚重ねることにより、常時稼働し続ける電源装置のような場合には、劣化した電池及びキャパシタモジュールを新しいモジュール取替えることが容易となる。このとき最大出力に必要な電池及びキャパシタモジュール数に非常用として数枚の電池及びキャパシタモジュールを配置することによりモジュール交換時においても電圧の安定が保証される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は以上説明したように、エレクトリックストーンとリチウムを用いた自律回復型発電装置であり、電池及びキャパシタモジュール内の中央処理装置において電池及びキャパシタセル切替設定、余剰電力切替、電流チェック、中央処理装置の電池及びキャパシタ状態チェック機能等、発電・切替・出力までの管理を行うことにより継続して安定した電気を出力できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カード型発電モジュール全体図
【図２】 カード型発電モジュールハードウエアブロック図
【図３】 余剰電力回復概念図
【図４】 カードモジュールマウント図
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトリックストーン（電気石）を電池及びキャパシタの充電エネルギーに利用することにより自己充電を可能とすることを特徴とする自律回復型発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自己充電型電池及びキャパシタを複数あるいは外部充電型の電池セルをモジュール内に配列することを特徴とした自律回復型発電装置。
【請求項３】
自己充電可能な電池及びキャパシタセルの補助電源として電磁誘導式あるいは光結合型の非接触充電回路を同一の電池及びキャパシタモジュール上にもつことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自律回復型発電装置。
【請求項４】
複数の電池及びキャパシタセルを用いた電池及びキャパシタセルモジュールにおいて回復済み電池セルの余剰電力を自己充電中の電池及びキャパシタに送り自己充電の効率を高めることを特徴とした請求項１から請求項３記載の自律回復型発電装置。
【請求項５】
発電による充電、給電管理の全てを同一電池及びキャパシタモジュール上で行うことの特徴とする自己充電完結型の自律回復型発電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５記載の電池及びキャパシタモジュールをカード上に配置することを特徴とした自律回復発電装置。
【請求項７】
補充充電対象電池及びキャパシタセルの選択や充電状態に応じた出力電池及びキャパシタセルの論理管理等、電池及びキャパシタセル切替マネージメントを最適にするため、電池及びキャパシタモジュールシステム内部にＣＰＵとそのプログラムを内蔵した請求項１から請求項６記載の自律回復型発電装置。
【請求項１】
エレクトリックストーン（電気石）を電池及びキャパシタの充電エネルギーに利用することにより自己充電を可能とすることを特徴とする自律回復型発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自己充電型電池及びキャパシタを複数あるいは外部充電型の電池セルをモジュール内に配列することを特徴とした自律回復型発電装置。
【請求項３】
自己充電可能な電池及びキャパシタセルの補助電源として電磁誘導式あるいは光結合型の非接触充電回路を同一の電池及びキャパシタモジュール上にもつことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自律回復型発電装置。
【請求項４】
複数の電池及びキャパシタセルを用いた電池及びキャパシタセルモジュールにおいて回復済み電池セルの余剰電力を自己充電中の電池及びキャパシタに送り自己充電の効率を高めることを特徴とした請求項１から請求項３記載の自律回復型発電装置。
【請求項５】
発電による充電、給電管理の全てを同一電池及びキャパシタモジュール上で行うことの特徴とする自己充電完結型の自律回復型発電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５記載の電池及びキャパシタモジュールをカード上に配置することを特徴とした自律回復発電装置。
【請求項７】
補充充電対象電池及びキャパシタセルの選択や充電状態に応じた出力電池及びキャパシタセルの論理管理等、電池及びキャパシタセル切替マネージメントを最適にするため、電池及びキャパシタモジュールシステム内部にＣＰＵとそのプログラムを内蔵した請求項１から請求項６記載の自律回復型発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１８８８５１（Ｐ２００７−１８８８５１Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２５９（Ｐ２００６−３０２５９）
【出願日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（５９３１１６９７３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（５９３１１６９７３）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]