JP2001182647A

JP2001182647A - 蓄電システム

Info

Publication number: JP2001182647A
Application number: JP37106899A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Kobayashi; 敏樹小林; Kunihide Tanaka; 邦英田中
Original assignee: G & M Kk
Current assignee: G & M Kk
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーンで安全な蓄電システムを提供する。【解決手段】本願発明にかかる蓄電装置１０１は、大
気中を移動する移動体１０２を含む。移動体１０２に
は、移動体の移動により生じる風力により回転子が回転
して発電するよう形成された発電装置１０３が載置され
る。発電装置１０３によって発電された電気エネルギ
は、充電装置１０８によって移動体１０２に着脱自在に
載置された蓄電池１１０に充電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は蓄電システムに関
し、特にたとえば、風力などの自然エネルギを電気エネ
ルギに変換して蓄電池に充電する蓄電システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、路線バスなどには、化石燃料を用
いる補助エンジンで回転される発電機を載置したものが
ある。発電機により発電された電気エネルギは、路線バ
スの室内灯やエアコンディショナを駆動させるために用
いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
環境保全の要請が高まり、排気ガス規制などが強化され
ている。また、停車時のアイドリングの停止を要請され
る地域も増えている。このような時勢下、大気汚染がで
きるだけ少ない蓄電システムの需要が高まっている。

【０００４】それゆえに、本願発明の主たる目的は、ク
リーンで安全な蓄電システムを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明にかかる蓄電シ
ステムは、大気中を移動する移動体と、移動体の移動に
より生じる風力により回転子が回転して発電するよう形
成された発電手段と、発電手段で発電された電気エネル
ギを移動体に着脱自在に載置された蓄電池に充電する充
電手段とを含む、蓄電システムである。本願発明では、
移動体が大気中を移動することにより風力が生じる。こ
の風力により発電手段の回転子を回転させることにより
発電される。発電された電気エネルギは、充電手段によ
って、移動体に着脱自在に載置された蓄電池に充電され
る。

【０００６】さらに、本願発明にかかる蓄電システムに
おいて、発電手段は、固定軸と、固定軸に固定される電
機子と、固定軸を中心とする電機子の周囲の円周上を周
面が回動するよう設けられる筒状体と、筒状体の内周面
に固定される永久磁石と、筒状体の外周面に固定され、
風力を回転力に変換する羽根とを備える発電機とを含む
ことが好ましい。この発電機は、羽根によって流体の圧
力が回転力に変換され、その回転力により、発電機の一
部である筒状体が直接回動される。回転子としての筒状
体には永久磁石が固定されており界磁として作用する。
筒状体は電機子の周囲を回動するので、中心部に設けた
回転子を回動させることに比べて、同一回転速度であれ
ば電機子が界磁の磁束を切る速度が速い。そのため、発
電効率を向上させやすく、小径化を図り易い。かかる発
電機を用いることにより、風力エネルギを電気エネルギ
に効率よく変換することができる。また、回転子となる
筒状体が発電機の外側に配置されるので、羽根を取り付
けやすい。

【０００７】さらに、この場合において、電機子は固定
軸の軸方向に複数配列され、永久磁石は電機子に対応し
て複数設けられることが好ましい。この場合には、電機
子と界磁の対を複数設けることができるので、小径であ
るにもかかわらず大きな起電力を得易くなる。

【０００８】さらに、この場合において、羽根は、圧力
を正面側から受けて背面側へ倒れる前向き羽根であるこ
とが好ましい。この場合には、発電機の固定軸に直交す
る方向の風を利用して発電することができる。そのた
め、発電機の筒状体の長さと略同じ長さの羽根を用いる
ことができ、発電機の筒状体を効率良く回転させること
ができる。

【０００９】また、この場合において、発電機の直径方
向の半分を風防で覆い、残りの半分に移動体の移動によ
り発生する風を流入させ、該流入風で羽根を正面側から
背面側へ倒すようにして発電機の回転子を回転させるこ
とが好ましい。この場合には、風防で覆われた羽根の受
風面の背面に風圧がかかることにより抵抗力が発生する
ことが防止され、筒状体をさらに効率良く回転させるこ
とができる。

【００１０】本願発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本願発明にかかる蓄電シス
テムの一例を示す図解図である。図１に示す蓄電システ
ム１０１は、大気中を移動する移動体を含む。本願発明
における移動体とは、自動車、自動二輪車、自転車、飛
行機、船舶、列車などの大気中を移動して相対的に風力
を生じさせる移動体を全て含む概念であるが、この実施
例では自動車を例にとって説明する。

【００１２】移動体としての自動車１０２上には発電装
置１０３が固定される。この発電装置１０３は発電機１
０と風防１０４とからなる。まず、図２ないし図６を参
照しながらこの実施例で用いられる発電機１０について
説明する。図２は図１に示す蓄電システムに用いられる
発電機を示す斜視図である。図３は図２に示す線Ａ−Ａ
における断面図解図である。図４は図３に示す線Ｂ−Ｂ
における断面図解図である。図５は図３に示す線Ｃ−Ｃ
における断面図解図である。図６は図３に示す線Ｄ−Ｄ
における断面図解図である。

【００１３】この発電機１０は、風力で界磁を回転させ
る回転界磁形の３相発電機である。この発電機１０は、
中心に固定軸１２を含む。固定軸１２には略Ｔ字形状の
鉄心１４が固定される。鉄心１４は、たとえば、けい素
鋼板を積層して形成される。鉄心１４は、固定軸１２の
軸方向へたとえば３つ、周方向へたとえば４つ、合計１
２本形成される。鉄心１４には、それぞれ電機子巻線１
６が巻着される。電機子巻線１６は、Ｙ字結線される。
鉄心１２と電機子巻線１６とでこの実施例の電機子１８
が構成される。

【００１４】この発電機１０は、回転子として筒状体２
０を含む。筒状体２０は、固定軸１２を中心とする電機
子１８の周囲の円周上を周面が回動するよう設けられ
る。筒状体２０は、たとえば円板状の支持部材２２およ
び円環状の軸受部材２４を介して固定軸１２に支持され
る。

【００１５】回転子としての筒状体２０の内周面には界
磁を構成する永久磁石２６が固定される。永久磁石２６
は、図４に示すように内周方向に９０°離れて４個ず
つ、軸方向に電機子１８に対応して３組、合計１２個固
定される。永久磁石の位置関係を説明するため内周方向
の永久磁石をそれぞれ２６Ｎ１，２６Ｎ２，２６Ｓ１，
２６Ｓ２とすると、軸方向に隣接する永久磁石は、それ
ぞれ図４、図５、図６に示すように取り付け位置を１２
０°ずらされながら取り付けられる。永久磁石２６とし
ては、たとえばバリウムフェライト、サマリウムコバル
トなどが選択できるがこれに限るものではなく、本願発
明の目的を達成できる範囲で適宜選択できる。

【００１６】筒状体２０の外周面には、流体としての風
力を回転力に変換するための前向き羽根２８がたとえば
４枚固定される。前向き羽根２８の枚数は適宜増減され
る。この前向き羽根２８は、風圧を正面側から受けて背
面側へ倒れる断面略Ｕ字形状の前向き羽根である。前向
き羽根２８は、断面略Ｕ字の凹面で風圧を受けて回転力
に変換する。この前向き羽根２８は、固定軸１２に直交
する方向へ吹く風を受けて発電することができる。この
発電機１０は、筒状体２０の外周面が露出しているので
前向き羽根２８を取り付け易い。また、回転子としての
筒状体２０を直接回動させることができ、伝達損失が無
く効率が良い。

【００１７】この発電機１０では、前向き羽根２８によ
って風力が回転力に変換され、その回転力により、発電
機１０の一部である筒状体２０が直接回動される。回転
子としての筒状体２０には永久磁石２６が固定されてお
り界磁として作用する。筒状体２０は電機子１８の周囲
を回動するので、中心部に設けられた回転子を回転させ
る発電機に比べて、同一外径・同一回転速度であれば電
機子１８が磁束を横切る周速度が速い。そのため、従来
の発電機に比べて発電効率を向上させやすく、小径化を
図り易い。

【００１８】また、この発電機１０では、電機子１８を
固定軸１２の軸方向に複数配列し、永久磁石２６は電機
子１８に対応して複数設けられるので、電機子１８と界
磁の対を複数設けることができ、小径であるにもかかわ
らず大きな起電力を得やすくなる。

【００１９】また、この発電機１０では、固定軸１２の
軸方向に隣接する位置に配置される永久磁石２６が、固
定軸１２を中心とする電機子１８の周囲の円周上に１２
０°ずつずらされて固定されるので、固定軸１２の軸方
向に隣接する電機子１８からそれぞれ別の相を交流を得
ることができ、３相用の電機子巻線１６をそれぞれ同一
円周上に配置する必要が無い。

【００２０】また、筒状体２０の長さを長くすれば電機
子１８の数すなわち極数を増やすことができ、この理由
からも回転子としての筒状体２０の直径を大きくする必
要はない。この実施例の発電機１０の構造によればそれ
ぞれの相の電機子巻線１６の線の太さを比較的太くで
き、鉄心１４の大きさを十分に確保でき、胴損および鉄
損を減少させることができる。

【００２１】次に、発電装置１０３の風防１０４につい
て説明する。風防１０４は、吸気口１０４ａと排気口１
０４ｂとを有する。吸気口１０４ａに自動車１０２の移
動により発生する風を流入させ、該流入風で前向き羽根
２８の受圧凹面を正面側から背面側へ倒すようにして発
電機１０の回転子としての筒状体２０を回動させる。発
電機１０の構造上、直径方向に対向する一方の前向き羽
根２８と他方の前向き羽根２８とは表裏の関係にあり、
一方の前向き羽根２８の受圧面に風圧をかける際には他
方の前向き羽根２８には風圧がかからないようにした方
が効率が良くなる。そこで、風防１０４によって発電機
１０の直径方向の半分を覆っている。発電機１０の直径
方向の残りの半分に形成された吸入口１０４ａから流入
して発電機１０の筒状体２０を回動させた風は排気口１
０４ｂから排出される。風防１０４内の吸気口１０４ａ
から排気口１０４ｂへ抜ける道が風道となるので効率良
く前向き羽根２８および筒状体２０を回動させることが
できる。

【００２２】また、この蓄電システム１０１は、ＡＣ−
ＤＣコンバータ１０６を含む。ＡＣ−ＤＣコンバータ１
０６は発電機１０で発電された交流を直流に変換するた
めのものである。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０６の直流出
力は、充電装置１０８によって蓄電池１１０に充電され
る。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０６、充電装置１０８、お
よび蓄電池１１０としては従来公知のものを使用でき
る。蓄電池１１０は、充電装置１０８に着脱自在であ
り、フル充電された蓄電池１１０を自動車１０２から取
り外し、自動車１０２とは関係の無い様々な用途に使用
できる。一例を挙げれば、たとえば照明、テレビ、ラジ
オその他の電気機器の電源として使用できる。放電した
蓄電池１１０は再度、充電装置１０８に取り付ければ別
の媒体を介することなく再充電できる。蓄電池１１０の
数は適宜増減される。蓄電池１１０としてはニッケル水
素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の公知のもの
が使用できる。

【００２３】図７は本願発明にかかる蓄電システムの他
の例を示す図解図である。図７に示す蓄電システム１０
１は、図１に示した蓄電システムに比べて移動体および
発電装置の取り付け方法が異なるが、その他の点につい
ては同様である。この蓄電システム１０１における移動
体は、トラック１０２である。ルーフ部１０２ａを風防
の代わりとし、発電機１０の直径方向の半分をルーフ部
１０２ａの背後に配置し、残りの半分をルーフ部１０２
ａから上方へ突出するよう配置される。そして、ルーフ
部１０２ａから上方へ突出した前向き羽根２８の受圧凹
部がトラック１０２の進行方向へ向かうように配置され
る。

【００２４】なお、上述の実施例では、発電機１０の筒
状体２０を回動させるため多翼前向き羽根を使用したが
これに限るものではなく、正面から風を受けて側方へ倒
れるプロペラ状の捩じり羽根によって筒状体２０を回動
させるようにしてもよい。また、発電機１０を移動体の
ボディの外部に設けることに限らず、ボディ内に収納し
てもよい。その場合は、ボディの一部に吸気口が設けら
れる。

【００２５】

【発明の効果】本願発明によれば、移動体が移動するこ
とにより生じる風力を利用して発電し、発電された電気
エネルギを蓄電地に充電するので、発電用の小型補助エ
ンジン等を設ける必要なく蓄電池に再充電することがで
きる。また、生成風力を利用するので発電機構および充
電機構を簡略化できる。さらに、蓄電池は移動体に着脱
自在に載置されているので、充電された蓄電池を移動体
から取り外し、移動体とは関係のない用途に電気エネル
ギを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる蓄電システムの一例を示す図
解図である。

【図２】図１に示す蓄電システムに用いられる発電機を
示す斜視図である。

【図３】図２に示す線Ａ−Ａにおける断面図解図であ
る。

【図４】図３に示す線Ｂ−Ｂにおける断面図解図であ
る。

【図５】図３に示す線Ｃ−Ｃにおける断面図解図であ
る。

【図６】図３に示す線Ｄ−Ｄにおける断面図解図であ
る。

【図７】本願発明にかかる蓄電システムの他の例を示す
図解図である。

【符号の説明】

１０発電機１２固定軸１４鉄心１６電機子巻線１８電機子２０筒状体２２支持部材２４軸受部材２６永久磁石２８羽根１０１蓄電システム１０２自動車１０３発電装置１０４風防

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３ＢＨ０２Ｋ 21/22 Ｈ０２Ｋ 21/22 ＡＦターム(参考） 3H078 AA05 AA13 AA26 BB19 BB30 CC22 CC32 CC41 5G003 AA07 BA02 FA01 FA08 5H115 PG10 PI16 PI25 PI30 PV07 QA01 QA06 SE06 5H621 GA04 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中を移動する移動体、前記移動体の移動により生じる風力により回転子が回転
して発電するよう形成された発電手段、および前記発電
手段で発電された電気エネルギを前記移動体に着脱自在
に載置された蓄電池に充電する充電手段を含む、蓄電シ
ステム。
【請求項２】前記発電手段は、固定軸と、前記固定軸に固定される電機子と、前記固定軸を中心とする前記電機子の周囲の円周上を周
面が回動するよう設けられる筒状体と、前記筒状体の内周面に固定される永久磁石と、前記筒状体の外周面に固定され、風力を回転力に変換す
る羽根とを備える発電機を含む、請求項１に記載の蓄電
システム。
【請求項３】前記電機子は前記固定軸の軸方向に複数
配列され、前記永久磁石は前記電機子に対応して複数設
けられた、請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】前記羽根は、圧力を正面側から受けて背
面側へ倒れる前向き羽根であることを特徴とする、請求
項２または請求項３に記載の蓄電システム。
【請求項５】前記発電機の直径方向の半分を風防で覆
い、残りの半分に前記移動体の移動により発生する風を
流入させ、該流入風で前記羽根を正面側から背面側へ倒
すようにして前記発電機の回転子を回転させる、請求項
４に記載の蓄電システム。