JP2011032936A - Power generation vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載した風力発電機により発電させるようにした発電車両に関する。 The present invention relates to a power generation vehicle configured to generate power with a wind power generator mounted on the vehicle.
自動車の車体に風力発電機を搭載することは、例えば特許文献1に記載されている。
For example,
前記特許文献1に限らず、自動車に風車を搭載して発電しようとするアイデアは多くみられるが、その実用性について納得のいく説示を行っているものはない。
すなわち、自動車は、市街地における低速度運転から、高速道路における高速走行まで、走行速度に大きな開きがあることと、風車そのものが、低風速では発電効率が悪いこと、並びに高速風では過回転になり、破損の虞があること等、様々な課題がある。
本発明は、簡単な構造で、安全で、かつ低速走行時でも、容易に強力に発電することのできる発電車両を提供することを目的としている。
Although not limited to the above-mentioned
In other words, automobiles have a wide gap in running speed from low-speed driving in urban areas to high-speed driving on highways, and the windmill itself has poor power generation efficiency at low wind speeds, and overspeeding in high-speed winds. There are various problems such as the possibility of damage.
An object of the present invention is to provide a power generation vehicle that has a simple structure, is safe, and can easily and strongly generate power even when traveling at a low speed.
本発明の具体的な内容は次の通りである。なお、本発明において、発電車両とは、自動車、および電車などの軌道上走行車両等の自走式のもの、並びにトレーラなどの非自走式のものを総称する。 The specific contents of the present invention are as follows. In the present invention, the power generation vehicle is a generic term for self-propelled vehicles such as automobiles and on-orbit vehicles such as trains, and non-self-propelled vehicles such as trailers.
(1) ボディーの後部に、前上部から後下部へかけて導気斜面を形成し、その後部に、発電装置駆動用のプロペラ風車を配設した発電車両。 (1) A power generation vehicle in which an air guide slope is formed in the rear part of the body from the front upper part to the rear lower part, and a propeller windmill for driving the power generator is arranged in the rear part.
(2) 前記ボディー後部において、プロペラ風車を囲むように、前後に開口を持つ導気フードを配設した前記(1)に記載の発電車両。 (2) The power generation vehicle according to (1), wherein an air guide hood having front and rear openings is disposed at the rear portion of the body so as to surround the propeller windmill.
(3) 前記導気斜面部分の後部底面は、前下部からプロペラ方へ向いて上向きに傾斜する底斜面とされている前記(1)または(2)に記載の発電車両。 (3) The power generation vehicle according to (1) or (2), wherein the rear bottom surface of the air guide slope portion is a bottom slope inclined upward from the front lower portion toward the propeller.
(4) 前記導気フードは、上板と左右側板とで形成され、その外面は平坦で、内側面は前縁の板厚が厚く後縁へかけて次第に薄く形成されている前記(2)又は(3)に記載の発電車両。 (4) The air guide hood is formed of an upper plate and left and right side plates, the outer surface is flat, and the inner side surface is formed with a thicker front edge and gradually thinner toward the rear edge (2). Or the electric power generating vehicle as described in (3).
(5) 前記導気フードの上板は、前縁がボデーの天井板より上方に位置し、後下がりに傾斜している前記(2)〜(4)のいずれかに記載の発電車両。 (5) The power generation vehicle according to any one of (2) to (4), wherein the upper plate of the air guide hood has a front edge positioned above the ceiling plate of the body and is inclined downward.
(6) 前記導気フードの上板後端部は、上向きに湾曲している前記(2)〜(5)のいずれかに記載の発電車両。 (6) The power generation vehicle according to any one of (2) to (5), wherein an upper plate rear end portion of the air guide hood is curved upward.
(7) 前記導気フードの外面に、太陽発電パネルを張設してある前記(2)〜(6)のいずれかに記載の発電車両。 (7) The power generation vehicle according to any one of (2) to (6), wherein a solar power generation panel is stretched on an outer surface of the air guide hood.
(8) 前記プロペラ風車は、支柱と共に前方へ傾倒可能に構成された前記(1)〜(7)のいずれかに記載の発電車両。 (8) The power generation vehicle according to any one of (1) to (7), wherein the propeller windmill is configured to be tiltable forward together with the support.
(9) 前記導気フードの前縁とボデーとの間に流量調節扉を装着し、発電車両の速度に適合する流入風量の制御をするようになっている前記(1)〜(7)のいずれかに記載の発電車両。 (9) The flow rate adjusting door is mounted between the front edge of the air guide hood and the body, and the amount of inflow air adapted to the speed of the power generation vehicle is controlled. The power generation vehicle according to any one of the above.
(10) 前記流量調節扉は、走行速度の高低に準じてコンピュータ制御で開閉するようにしてある前記(9)に記載の発電車両。 (10) The power generation vehicle according to (9), wherein the flow rate adjusting door is opened and closed by computer control in accordance with a traveling speed.
(11) 前記プロペラ風車は、ブレードの最大弦長部から先端をボディー方へ湾曲した湾曲部とし、下位におけるブレードの湾曲部の前面を、導気斜面の延長線上に対向させてある前記(1)〜(10)のいずれかに記載の発電車両。 (11) The propeller windmill has a curved portion with a tip bent from the largest chord length portion of the blade toward the body, and the front surface of the curved portion of the lower blade is opposed to the extension line of the air guide slope (1) The power generation vehicle according to any one of (10) to (10).
本発明によると次のような効果がある。 The present invention has the following effects.
前記(1)に記載の発電車両では、ボディーの後部に、前上部から後下部へかけて導気斜面を形成し、その後部にプロペラ風車を配設してあるので、車両の走行に伴なってボデーに沿って流動する気流は、導気斜面でコアンダ効果により拡散することなく強力に後方のプロペラ風車にあたり、自動車が低速走行していても効率のよい発電をすることができる。ボディーの後部にプロペラ風車を配設してあるので、走行に支障がない範囲で、プロペラを大きくすることができ、発電量を大きくすることができる。 In the power generation vehicle described in (1), the air guide slope is formed in the rear part of the body from the front upper part to the rear lower part, and the propeller windmill is disposed in the rear part thereof. The airflow flowing along the body strongly hits the rear propeller windmill without diffusing on the air guide slope due to the Coanda effect, and can efficiently generate power even when the automobile is traveling at a low speed. Since the propeller windmill is arranged at the rear part of the body, the propeller can be increased and the amount of power generation can be increased within a range that does not hinder the traveling.
前記(2)に記載の発電車両では、プロペラ風車を覆うように導気フードが配設されているので、ボディー上面から、導気斜面に沿って流動する気流は、横方向へ拡散されることなくプロペラ風車へ導かれ、効率のよい発電をすることができる。 In the power generation vehicle described in (2) above, since the air guide hood is disposed so as to cover the propeller windmill, the airflow flowing along the air guide slope from the upper surface of the body is diffused in the lateral direction. Without being guided to a propeller wind turbine, it is possible to generate power efficiently.
前記(3)に記載の発電車両は、導気斜面部分の後部底面を、前下部からプロペラの方向へ向いて上向きに傾斜する底斜面としてあるので、車両の走行に伴い底面に沿って流動する気流は、底斜面で後上方へ流動してプロペラにあたり、その回転効率はたかめられる。 In the power generation vehicle according to (3), the rear bottom surface of the air guide slope portion is a bottom slope inclined upward from the front lower portion toward the propeller, and therefore flows along the bottom surface as the vehicle travels. The airflow flows rearward and upward on the bottom slope, hits the propeller, and its rotational efficiency is increased.
前記(4)に記載の発電車両では、導気フードの上板と左右側板の外面は平坦で、内側面は前縁の板厚が厚く後縁へかけて次第に薄く形成されているので、導気フードの内側面に沿って通過する気流は、コアンダ効果で高速となってプロペラの方へ流動して回転効率を高める。 In the power generation vehicle described in (4), the outer surface of the upper plate and the left and right side plates of the air guide hood are flat, and the inner surface is formed with a thicker front edge and gradually thinner toward the rear edge. The airflow passing along the inner surface of the air hood becomes high speed due to the Coanda effect and flows toward the propeller to increase the rotation efficiency.
前記(5)に記載の発電車両では、導気フードにおける上板の前縁が、ボデーの天井板より上に出ているので、走行中にボディーの上面に沿って流動する気流を確実にプロペラ風車へ導くことができる。 In the power generation vehicle described in (5) above, since the front edge of the upper plate in the air guide hood protrudes above the ceiling plate of the body, it is ensured that the airflow flowing along the upper surface of the body during traveling is propeller. Can lead to a windmill.
前記(6)に記載の発電車両では、導気フードの上板後端部が上向きに湾曲しているので、高速走行時に導気フードおよび車体の浮上りは抑止される。 In the power generating vehicle described in (6) above, the upper plate rear end portion of the air guide hood is curved upward, so that the air guide hood and the vehicle body are prevented from rising during high speed travel.
前記(7)に記載の発電車両では、導気フードの外表面に、太陽発電パネルを張設してあるので、駐車中に太陽により発電して蓄電することができる。 In the power generation vehicle described in (7) above, since the solar power generation panel is stretched on the outer surface of the air guide hood, it can be generated and stored by the sun during parking.
前記(8)に記載の発電車両では、プロペラ風車が支柱と共に前方へ傾倒可能になっているため、高速走行時にプロペラ風車を前の方へ傾倒させると、プロペラの前面に当る気流の量が少なくなるので、プロペラ風車が過回転することはない。 In the power generation vehicle described in (8) above, since the propeller windmill can be tilted forward together with the support, if the propeller windmill is tilted forward during high-speed traveling, the amount of airflow hitting the front surface of the propeller is small. Therefore, the propeller windmill will not over-rotate.
前記(9)に記載の発電車両では、導気フードの前縁とボデーとの間の間に流量調節扉を装着し、発電車両の速度に適合する風量制御をすることができるので、低速走行の時は流量調節扉を全開にしておき、高速で走行するときは、速度に合わせて流量調節扉を閉ざすことによって、プロペラの過回転を防止することができる。 In the power generation vehicle described in (9) above, since a flow rate adjusting door is installed between the front edge of the air guide hood and the body, and the air volume control suitable for the speed of the power generation vehicle can be performed, the vehicle travels at a low speed. When the vehicle is traveling at a high speed, the propeller can be prevented from over-rotating by closing the flow rate adjusting door according to the speed.
前記(10)に記載の発電車両では、流量調節扉は、速度の高低に準じてコンピュータ制御で開閉されるので、普通道路から高速道路へ乗入れても、安心して走行することができる。 In the power generation vehicle described in (10) above, the flow rate adjusting door is opened and closed by computer control according to the speed, so that it can travel with peace of mind even when entering the expressway from a normal road.
前記(11)に記載の発電車両では、ブレードの最大弦長部から先端をボディー方へ湾曲した湾曲部とし、下位おけるブレードの湾曲部の前面を、導気斜面の延長線上に対面させてあるので、導気斜面に沿って流動する気流は、ブレードの湾曲部にあたり、回転向率は高められる。 In the power generation vehicle described in (11), the front end of the blade is bent toward the body from the maximum chord length of the blade, and the front surface of the lower bent portion of the blade faces the extended line of the air guide slope. Therefore, the airflow flowing along the air guide slope hits the curved portion of the blade, and the rotation direction ratio is increased.
本発明の実施例1を、図面を参照して説明する。この発電車両1は自動車であり、側面視でボディ1Aの後部に、前上部から後下部へかけて、大きく傾斜する導気斜面2が形成されている。導気斜面2の後部において、フレーム3の後端上部に支柱4を立設し、その上部に前後方向を向くプロペラ風車5を設けてある。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The
プロペラ風車5のブレード6の先端は、前方を向く湾曲部6Aとされている。またボディ1Aの後部底面は、図1に示すように、尻上りの底斜面12とされている。ボディ1A上部の導気斜面2からプロペラ風車5にかけて、側板13Bと上板13Aとで構成される導気フード13を配設している。
The tip of the
上板13Aは、前縁がボディ1Aの天井板より上方に位置し、かつプロペラ風車5部分の上部を覆うように形成され、後部よりも前部が上向きに傾斜している。すなわち、図1に示すように、上面は平坦であるが、下面は前縁の板厚が厚く、後縁へかけて次第に薄く形成されて、後縁は上反りに湾曲している。これによって、導気フード13内を通過する気流は、後方向へ通過しやすく、また上板13Aの上面を通過する気流は、導気フード13の浮上りを抑止する。
The
前記側板13Bは、後方へ向かうに従って、やや内方へ傾斜し、左右ともに外面は平坦で、内面は前縁の板厚が厚く、後縁へかけて次第に薄く形成されている。
この導気フード13は、必ずしも必要ではないが、設けた方が、プロペラ風車5の回転効率を高められるのでこのましい。。またこれに変えて、危険性防止、あるいはプロペラ風車5のブレード6の破損による飛散防止のために、ネットで覆うこともできる。
The
Although the
この場合、ボディ1Aの底面下側を通過する気流よりも、ボディ1Aの上面を通過する気流の方がね速度が早くなり、空気密度が小さくなるので、負圧になり、導気斜面2に沿う高速気流は、プロペラ風車5にあたる。導気斜面2の下方にはモータ1Bと蓄電池1Cが搭載されている。導気フード13の外面には、図示省略した太陽発電パネルが張設されている。
In this case, the airflow passing through the upper surface of the
発電車両1が前進すると、相対流は発電車両1の上下面に沿って後方向へ高速で通過する。導気フード13内に入る気流は、内側面の前縁の板厚が厚くなっているために、コアンダ効果により、外面よりも高速になってプロペラ風車5の方へ通過し回転効率を高める。
When the
ボデイ1Aの底部下面を通過する気流は、ボディ1Aの底面後部で底斜面12に沿って上昇し、底斜面12の延長面上で、ブレード6における湾曲部6Aの前面に当り、回転効率を高める。
The airflow passing through the bottom lower surface of the
この場合、導気斜面2に沿って流動する気流は、その延長線上において、プロペラ5のブレード6における湾曲部6Aの前面に当ることになり、プロペラ5を効率よく回転させる。
In this case, the airflow flowing along the
図2に示すように、ボディ1Aの側面後部は、内側へ傾斜する傾斜側面1Dとされ、傾斜側面1Dと導気フード13の側板13Bとの間に、導気路1Eが形成されている。これにより、ボディ1Aの速面に沿って流動する気流は、コアンダ効果により、高速で導気路1Eを通過してプロペラ風車5にあたり、回転効率をたかめる。
As shown in FIG. 2, the rear side surface of the
図4に示すように、前記支柱4の上端に固着した前後方向を向く筐体7に、前後方向を向く主軸8を横設してあり、主軸8の周囲に発電コイル9が配設されている。主軸8の先端部に、回転体10を回転可能に装着してある。回転体10の内部において、主軸8の周囲に、前記発電コイル9に対応するように磁石11を環状に配設してある。回転体10の回転に伴い、磁石11の磁力が発電コイル9に間欠的に作用することによって発電する。
As shown in FIG. 4, a
回転体10の外周面に放射方向を向いて固定されている複数のブレード6の、前方を向く湾曲部6Aの基端部部を最大弦長部6Bとされている。この湾曲部6Aによって、先端方への気流の拡散が抑止され、最大弦長部6Bに多量の気流が集合することによって、回転力が得られて、回転効率はを高められる。
The base end portion of the
このように構成された発電車両1によると、低速度の走行時でも、プロペラ風車5は高速の気流を受けることになり、良好な発電効率を得ることができる。発電された電気は蓄電池1Cに蓄電され、モーター1Bを回転させる。
According to the
図5は、実施例2を示す発電車両の要部側面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して、説明を省略する。
実施例2では、図5、図6に示すように、導気斜面2にヒンジ14を介して風量調節扉15を開閉可能に装着してある。
FIG. 5 is a side view of an essential part of the power generation vehicle showing the second embodiment. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the second embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, an air
風量調節扉15の基端部にウオームホイール16を固着し、これに、サーボモータ17で回転するウオーム18を噛合させてある。しかし、この伝動系は、これに限定されるものではない。
A
これによって、発電車両1の走行時に高速度を出すときには、図示しないスイッチによりサーボモータ17に入力すると、ウオーム18の回転に伴いウオームホイール16が旋回して、風量調節扉15の自由端部が上昇する。
As a result, when a high speed is generated during the running of the
従ってボディ1Aの上面から導気斜面2へ流れる気流は、図5におけるX矢示方向へ上昇するので、プロペラ風車5に当る気流量が減少し、プロペラが過回転することはない。
Therefore, since the airflow flowing from the upper surface of the
なお必要に応じて、発電車両1の走行速度を計測するための、図示しない計速機をボディ1Aに配設し、計速値を基に、サーボモータ17をコンピユータ制御により駆動して風量調節扉15の開閉を自動調節するようにすることができる。
If necessary, a speedometer (not shown) for measuring the traveling speed of the
計速機が、一定速度以下になつたことを検知すると、コンピュータの制御により、流量調節扉15の自由端部が下降して、導気フード13内に気流が入り、プロペラ風車5は通常に回転して発電する。
When the speedometer detects that the speed is below a certain speed, the free end of the flow
図7は、実施例3を示す発電車両1の要部側面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。実施例3は、プロペラ風車5の位置を支柱4と共に傾倒可能にしたものである。
FIG. 7 is a side view of a main part of the
図7において、フレーム3の後たん上面に、基台44が固定されている。基台44に左右方向の支軸45を介して、支柱4が前方へ傾倒可能に立設されている。支柱4の基端部には、傾倒手段46が連結されている。傾倒手段46は、例えば流体圧シリンダが選択されるが、回転送りねじ、その他、支柱4を傾倒することができるものなら何でもかまわない。
In FIG. 7, a
支柱4の上端部には、発電機の筐体7が前向きに固定され、その前部に、回転体10が回転可能に装着されている。回転体10の周囲には、複数のブレード6が放射方向を向いて装着されている。その他の全体構造は、図4に示すものとほぼ同じであり、、ブレード6の回転に伴い、筐体7内で発電される。
A
走行時に高速となるときは、図示しないスイッチの入力で傾倒手段46を作動させて、支柱4を前方へ傾倒させると、ブレード6の前面は導気斜面2に近接するので、回転速度は低下する。
従って、走行速度の高低により、プロペラ風車5の傾倒角度を任意に調制することができる。この傾倒は、速度計とコンピュータを利用して自動化することができる。
When traveling at high speed, when the tilting means 46 is actuated by an input of a switch (not shown) and the
Accordingly, the tilt angle of the
図8は、実施例4を示す発電車両要部の側面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例4では、発電車両19として軌道車を示している。
発電車両19は、軌道上を走行する軌道車のボデー19Aの後部に、前上部から後下部へかけて、大きな傾斜の導気斜面2が形成されている。
FIG. 8 is a side view of a main part of the power generation vehicle showing the fourth embodiment. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the fourth embodiment, a rail car is shown as the
In the
導気斜面2の後部において、フレーム3の後端上部に支柱4を立設し、その上部にプロペラ風車5を配設してある。またボディ19Aの底面後部は、後方へ向かって尻上りの底斜面12とされている。
ボディ19Aの後部において、プロペラ風車5を囲むように、導気フード13が配設されている。
At the rear part of the
An
このように、プロペラ風車5を軌道車の後部に配設することによって、プロペラ風車5を、直径がきわめて大きいものとすることが可能となり、大きな容量の発電をさせることができる。
Thus, by disposing the
以上のように、この発明は、発電車両1の後部に導気斜面2を形成して、その後部にプロペラ風車5を配設してあるので、プロペラ風車5の直径を大きくすることができ、かつ、走行時にプロペラが障害になるは小さい。
As described above, according to the present invention, since the
また、ボディの形状によるコアンダ効果を利用することができるため、回転効率を高め、効率のよい発電をし、蓄電することができ、例えば電力による走行距離を伸ばすことができる。 In addition, since the Coanda effect due to the shape of the body can be used, the rotational efficiency can be increased, the power can be generated efficiently, and the electric power can be stored.
1.発電車両
1A.ボディ
1B.モータ
1C.蓄電池
1D.傾斜側面
1E.導気路
2.導気斜面
3.フレーム
4.支柱
44.基台
45.支軸
46.傾倒手段
5.プロペラ風車
6.ブレード
6A.湾曲部
7.筐体
8.主軸
9.発電コイル
10.回転体
11.磁石
12.底斜面
13.導気フード
13A.上板
13B.側板
14.ヒンジ
15.流量調節扉
16.ウオームホイール
17.サーボモータ
18.ウオーム
19.乗物車両
19A.ボディ
1.
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