JP2012250698A - 鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】摩擦抵抗の少ない鉄道車両の中での新たに、動力エネルギーを、駆動力のモータに全く負荷を掛けない状態で活用する。
【解決手段】車輪6の中心部に設けられている車軸との間に柔軟性の特性を持つ空気圧タイヤ(通常の自動車タイヤ)をはめ込み、タイヤ部分のタワミでサイドに強いカで張り出す連動作用が発生する。この張り出しはレール接触箇所を通過すれば元にへこむ事になり、その張り出し(凸凹)運動往復作用を再生可能動力エネルギーとして活用し、既存の油圧シリンダーポンプ7を持って発電機を回し電力供給源とする。1車両あたり計8車輪にこの技術製品を取り付ける。又10両編成前後で通常礫勃させる中に非常に摩擦抵抗が少ない状態で総重量約200トン前後の自重を持つ車両で移動する。今まで無駄に見捨てられてきた熱エネルギーを巧みに再生可能エネルギーとして応用できるとしたイノベーション技術になる基本構造を示したものである。
【選択図】図7

Description

鉄道車両が移動する為の駆動力エネルギーの電気モータとなっている現状で電力供給源が初期の化石燃料(石炭、石油)を使用する蒸気機関車、ジーゼルエンジン機関車から変わりつつある中に近況の電力不足を生じている事で当てにできなくなってきた弊寧排出ガス発生をする火力発電所、危険な負荷を伴う原子力発電所の事を考えれば人を含め物流移動させる為の動力エネルギー源として新たに負荷の伴わない電力供給源になるシステムを提案するもの。
地球温暖化の原因が化石燃料を使用する自動車、火力発電所の電力を使用する鉄道車両などが及ぼす影響の中で弊寄排気ガスを発生しない動力エネルギーとなる新たな自然サイクル、再生可能エネルギーを生み出すとしたイノベーション技術の確立を求め、文明社会人類が便利で負荷を伴わない豊かさを追求していく中に与えられている自然システムを、今後の知的資源として応用発掘していく事が負荷を発生しない事に繋がる。
人を含め物流移動する自動車、鉄道車両、それぞれ持ち合わせている自重(荷重カ)を支えながら転がり移動する為、円形の車輪(ホイール)に又柔軟性の特性を持ったタイヤに摩擦熱で持って無駄に放出している事の中に応用できないかと思案構想を練る事に集中解決を求め試行錯誤の繰り返しを続ける。
自動車の弊害排気ガスを伴う化石燃料を使用して移動するエンジン自動車、弊害排気ガス発生を伴う化石燃料使用の火力発電所の電力モータで移動する鉄道車両それぞれ弊害排気ガスを発生、又大変な負荷(コスト)を伴う現状の申便利にはなってはいますが負荷の掛かりすぎが現状を示す豊かさが実感として表れていないのが事実ではないでしょうか。
弊害排気ガスを発生しない電力で動力エネルギーとなるモータ駆動力を静かす為には電力を如何に発生させるか、ヒントは既に早くから稼勃している水力発電所にありました、重力は単なる落ちる力(位置エネルギー)で在ってエネルギーにはならないと定説を覆すことに繋がる、地球上に重力が無ければ永力発電所に永が在っても抵抗あるタービンは回転しません、応用の仕方では重力は弊害の発生しない、コストの掛からないエネルギーになる事を立証できるとした大変な今後に及ぼす価値技術を発掘しました。
鉄道車両の自重(荷重カ)を転がりながら最初に支える車軸そこから車輪をえてレールへと伝わる重さの中に、車軸と車輪部を分けその部分に柔軟性の特性を持ったタイヤを施すとする事で自動車タイヤと同じようなエアー圧力、文構造にもよりますがタイヤサイド(側面)にタワミで張り出し作用が発生する事が今まで無駄に熱エネルギーとして放出していた事に気づき応用方法を見出しました、(12と12a)図7、放出していた熱エネルギーの何パーセントでも再生可能エネルギーを応用活用する構造原理となる。
車輪が転がる事でレールの位置で次々と繰り出すタワミ、サイド張り出し強力圧力作用をその位置を過ぎれば張り出し作用がへこむ(凹む)の凸凹作用を繰り返し運動往復動力エネルギーとして応用を漁圧パワーで活用するとしたシステム(12と12a)を示している。
張り出しストロークの短い往復運動作用をパスカル原理応用で特殊な2段変換シリンダーポンプ(短いストロークをボアで稼ぎ連結した2,3倍とする)で限られたスペースの中に仕組み次に伝える為の油圧圧力を確保する(7と7a)拡大図で示しています。
油圧シリンダーポンプから送り出された油圧力を油圧タービン向け制御タンク(9)を還して回転力(トルク)に変換いたし発電機ローター(10)を回転させ電力を発生するとしたエネルギーコストの掛からない、又弊害排気ガスも発生しない再生可能エネルギーを車輪が転がる事で従属して応用できるとしたイノベーション技術。
軸受(17)に取り付いている発電機スチーター(8)とインナーローター(10)と直結している油圧タービン軸、モータ(18)は、車輪(6)の1回転に対して油圧シリンダーポンプの大きさにもよるが5〜6回転の先行回転を発生する為、磁石の磁界を越えた回転をする為にアシスト(回転助長)が起きる事で平地走行では駆動力のモータである駆動力が減少に繋がり電力の削減になります。
文明社会人類が求める便利で豊かに成る為の進歩する中で現状は大変な弊害排気ガス発生、コストの負荷が伴っています、負荷の伴わない自然エネルギー(再生可能エネルギー)応用技術を立証するイノベーション技術の発掘をするとした今回の提案となる。
この未知技術を鉄道車両に応用する事は人を含め物流移動に掛かるコストが大幅に削減となり又弊害排気ガスを発生している火力発電所、危険な負荷を伴っている原子力発電所からの電力を必要としなく大きく削減に繋がります。
自動車より摩擦抵抗の少ない事でアメリカオバマ大統領が打ち出している鉄道網の普及に大きく貢献に繋がり設営の柱、架線の必要がなく車両のトイレスペース位に有り余る電力をリチュウムイオン電池で蓄え駅、事業所で売電する事も可能とする。
地球システムの隅々の中に働く重力がある以上自重を支え車輪が転がる中に巧みに仕組まれた今回の技術でエネルギーコストの掛からない往復運動動力エネルギーを強力な油圧パワーで回転動力に変換いたし発電機のローターを回転に応用致し電力を発生するとしたシステムで、走行する中で有り余る電力をパンタグラフ、架線を通じて売電できる、走行発電所となります。
車両の自重(荷重力)を支え転がる車輪が次々と繰り出すタイヤのサイドに張り出すタワミ圧力(往復運動エネルギー)を、今まで無駄に放出してきた熱エネルギーをその何パーセントでも再生可能エネルギーとして油圧シリンダーポンプで油圧タービンを車輪が転がる限り従属する回転トルク応用発電機となります。
油圧シリンダーポンプの油圧吐出カと油圧タービンの大きさ半径が決まれば回転トルクは決まります、Uに換算すれば電力が割り出せます、車輪1回転に対して、油圧タービン軸は5回転以上とします。
計算1例
回転トルク T=100kg×0,75m×9,8×5=300N・m
U=300N・m×10(1/s)=3000N・m・(1/s)≒3kwb
車両1両に8輪 3kw×8≒24kwh
lO両編成で24kw×10≒240kwbとなります。
1分間に3000回前後のタービン軸の回転力の発電出力にすれば大変な数値になります。
平地走行では車輪と発電ローターの先行回転差の発生で磁界を越えて回る為アシスト助長回転につながり、ほとんど駆動力モータに電力を供給する必要性がない状態で走行が可能となります、何十トンから何百トンの重畳移動車両が走行する事で発生する電力をパンタグラフを還して架線を通じ電力を売電する事が可能となりえる、走る発電所となるイノベーション技術となります。
本発明の実施形態の正面断面図 (実施例1)。 本発明の実施形態の側面図 (実施例1)。 本発明の車輪と分離独立した部分の正面断面図 (実施例1)。 本発明の車輪と分離独立した部分の側面 (実施例1)。 本発明のシステムの一部の拡大断面図 (実施例1)。 本発明のシステムの一部を違えた方法で発電機を取り付けた状態を示した図面(実施例1)。 本発明のシステム、一部タイヤ部の拡大、断面図(実施例1)。 本発明のシステムの一部、制御タンク拡大、断面図 (実施例1)。 本発明のシステムの一部、制御タンク拡大側面図(実施例1)。
本発明は鉄道車両の車輪(6)に係わる車軸(3)、軸受(17)との間に柔軟性のあるタイヤの持つ特性を活かしその間に持込とする事でレール(5)と接する位置での荷重カで車軸が下がる(タイヤがタワミ)事でタイヤ部のサイド側面が強いカで張り出す作用を特殊な冶具に圧力計を用いて強い圧力の往復運動作用が働く事を確落する。
レール(5)と接する位置で車輪(6)が転がる以上必ず次々と正確に繰り出す荷重圧力を自動寮とは摩擦抵抗の少ない利点を活かし車軸と車輪の中間に空間を設けてそこに特性を持つ空気圧タイヤの(7a、16)を施す事で荷重圧力を駆動力に負荷を与えない方放でもって動力エネルギーとして応用できると確認する。
次々と繰り出す強いカで働くが往復運動作用の申で、働くストロークが非常に短い事が難点の中にパスカル原理の油圧パワーをシリンダーで応用致し、それを特殊となるボア、ストロークのそれぞれ逢った2つのシリンダーを連結するとした事で油圧シリンダー式ポンプ(7,7a)として油圧モータ(タービン)(18)を従属して回転させる事が可能となる。
油圧シリンダーポンプ(7,7a)の油圧は2つの油圧制御タンク(9)と(11)それぞれに油圧モータ(タービン)を遷して巡回するとしたもので高温になる為にタンクなどにヒレを設けた冷却機能を全てが回転部に備わっているもので自然冷却するとしたもの。
仕組まれた油圧パワーシステムを措かして発電する発電機(8)は進化している薄型発電機をその外側に貼り付けたとしたもので、その回転している発電機ステー夕ーから電気配線を回転中心部からブラケットを還して車体に引き込む事が難点でしたが可能としたものです。
高速走行には高速回転する車輪に取り付いた往復運動作用で動く油圧モータ、発電機インナーローターが自然に対応する電力供給システム、車両1両に前方に車軸2本で車輪4翰、後方も同じで計8輪にそれぞれ分担して車両の自重を受け持つ1輪にしても油圧シリンダーポンプを動かす、油圧モータ動かす、そして抵抗ある発電機を動かすには充分の荷重圧力、そして油圧パワーが発揮されるコンパクトなエネルギーコストの発生しない電力供給システムの構築。
産業上の利用性の可能性
困窮する地球温暖化の原因の一つである物流移動させる為のエネルギーが化石燃料である事で自動車は直使用することで弊害排気ガスCO2を排出、鉄道車両は使用電力の発電の基となる火力発電が化石燃料を使用する事で、早急に迫られている改善の申の提案技術の一つとなるもので、自動車の次世代車として持てはやされている電気モータ駆動力と、今回の鉄道車両の発電所の電力を使用しなくて済む電力供給源となる開発技術を提案するもの。
便利で豊かになった様に見えるが弊害排気ガス発生を伴う、そして燃料代の大変な負荷が掛かっている便利にはなっても、けして豊かには成っていない現状を乗り切るための人類に与えられた知恵を持って取り組める、今回の自然エネルギー技術の新たな発掘、重力をエネルギーとして提唱致し実証するもの。
鉄道車両の一部の車軸、車輪を改造し、今回の技術製品を後付けする事で大きなエネルギーコストが発生しないで駆動モータに電力を供給できもの。
アメリカなど摩擦抵抗の少ない鉄道車両網を拡大しようとしている政策の中で、この技術を持ち込めば架線の新設の必要をしない大幅な経費の削減に繋がる事に、そして移動エネルギーコストが発生しない大幅な経費の削減になる。
これは社会貢献に繋がる知的資源と成る発想を実現する為に人類に与えられたテーマーの一つとなるもので、特許で情報開示する事で世界中の技術者が興味を示し取り組めば価値の必要性が早まる事に、そして人類の負荷の発生している物流移動の為の弊害排気ガス発生、燃料経費が掛からない事に成ります。
現状に困窮する火力発電所の排出する弊害排気ガス(CO2)又危険を伴う大変な負荷を抱える原子力発電所に替わる鉄道車両(私鉄、地下鉄)都市部の地下鉄などは5分起きに可動、日本中で縦横無尽に走行する事で全てが発電所、火力、原子力発電所にとって変わる(代替)となる負荷の伴わない便利で豊かになれる知恵を持って取り組むイノベーション技術になります。
仮に数値的に示しても1車両に前方に4輪後方に4輪計8輪、都市間を走る15両前後編成の合計120車輪、1両約30トン合計450トンの荷重力を支えるそれぞれの車輪に全てこの技術製品を取り付けて転がる限り又平地においては製品技術に含めれる車輪をアシスト、助長原理が働き自給自足走行、モータ駆動力を必要としない供給電力を必要としない、必要な時はスタート、加速、上り坂時に必要としますが エネルギーコストの掛か らない有り余った電力を供給(売電)が可能、1車輪約1回転3kw(1/s)油圧タービン軸、インナーローターは5回転以上するとしてこの時に先行回転で磁界を越えて回転することでアシストが発生、平均80km〜100km走行時で300〜400回転(1/m)3×400≒1200kw×8≒9−600kw×120輪≒144000kwの発電出力となる計算、移動しながらコストの掛からない重力応用の弊寄排気ガスCO2発生しない化石燃料も必要としない、危険、負荷を伴う原子力発電所の閉鎖が可能とする、何も資源のない日本、再生可能自然エネルギーとなる新たな重力は応用の仕方ではエネルギーになりますと立証するのが今回のイノベーション技術となるものです。
1 台車
2 軸受
3 車軸
4 フランジ
5 レープレ
6 車輪
7 油圧シリンダーポンプ
7a 油圧シリンダーポンプ
8 発電機ステー夕ー
9 制御タンク油圧モータ向け
10 発電機インナーローター
11 制御タンクシリンダーポンプ向け
12 タイヤ
12a タイヤ
13 枕木
14 車体
15 エアークッション
16 タイヤa(12)
17 軸受(ハウジング)
18 油圧タービン(モータ)
19 配線ブラケット
20 内側タイヤ側面張り出し制御鉄板プレート
21 プレート2
22 ストッパー
30 親シリンダー
31 親ピストン
32 0リング
33 負圧弁
34 油注入口
35 ピストンロット
36 子シリンダー
37 子ピストン
38 0リング
39 子ピストン戻しリング
40 油圧入り口
41 注入弁
42 排出弁
43 排出口
44 馳圧流れ方向
45 油圧流れ方向
46 点線内ボア大
47 点線内ボア小
48 点線内ストローク小遂
49 点線内ストローク大
50 油圧タービンプーリー
51 ベルト
52 発電機プーリー
53 発電機
70 油圧タービン向け制御タンク圧力弁
80 油圧シリンダー向け制御タンク圧力弁
100 油圧タービン向け制御タンク
120 油圧シリンダー向け制御タンク
130 油圧シリンダー側からの油圧配管口
140 油圧タービン側からの油圧配管口
150 油圧タービン向け配管口
160 油圧タービンからの配管口
200 タイヤエアー圧詞塵パルブ句口
300 タイヤ側面強化部
400 タイヤ外側側面張り出し強化部
500 タイヤタワミ時、上下作用外側側面張り出し強化部
600 タイヤタワミ時内側側面、制御強化部

Claims (20)

  1. 軸受ハウジング(17)と車輪(6)の間に通常の自動車が使用している空気圧入りタイヤの特性を活かした柔軟性を応用し施すとしたもの、今まで自動車タイヤ、タワミ作用で無駄に放出していた熱エネルギーを再生可能自然エネルギーとして鉄道車両に応用活用することを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  2. (3)から伝わる荷重カで車輪(6)が接するレール(5)の位置で軸受ハウジング(17)の中心部がタイヤ(12a)のタワミで下がる事で(空気圧にもよるが)タイヤ(12a)のサイド側面が張り出す回転位置が過ぎればへこむ凸凹往復運動作用を動力エネルギーとして応用活用できることを特徴とした鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム
  3. その運動エネルギーを油圧パワーで生かすことが出来る(7)油圧2段変換シリンダーポンプで持って短い張り出しストロークに対してパスカル原理応用のボアとストロークを巧みに応用し限られたスペースを最大限に活用するとしたシステムの(7,7a)図に表していない他の分も含めタイヤ側面円形状に取り付けたことを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  4. 油圧2段変換シリンダーポンプ(7a)から送り出された油圧力は油圧タービン(モータ)(18)向け集合制御タンク(9)に圧そうされる事になり制御されて一定の油圧量と圧力を持って油圧タービンを回転されることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  5. 各シリンダーから集合された油圧は集合制御タンク(9)で統一されて配管を通じ油圧タービン(モータ)(18)に向け吐出されるとしたもので油圧タービンから吐き出された油圧は配管を通じて油圧2段変換シリンダーポンプ(7,7a)向け集合制御タンク(11)に戻されそこから油圧2段変換シリンダーポンプに戻されることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  6. 油圧タービン(モータ)を回転させる為の油圧カの基点(最初の動力エネルギー)は車両のそれぞれが持ち合わせた自重(荷重力)で車輪の転がる回転位置が柔軟性を持ったタイヤのタワミでサイドに張り出す運動作用(凸凹)を巧みに応用するとした、今まで無駄に放出していた摩擦熱エネルギーを再生可能エネルギーとして活用することを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  7. 油圧タービン(モータ)(18)は軸受ハウジング(17)に取り付いた状態で、油圧シリンダーポンプの数、大きさにもよるが油圧タービン(18)の回転軸は車輪1回転に対して油圧タービン軸は5〜6回転以上と別の先行回転作用を発生させることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  8. 同じく発電機(8)のステ一夕部も軸受ハウジング(17)に取り付いた状態で発電機(8)のインナーローター(10)は油圧タービン(モータ)(18)と直結したもので車輪、軸受ハウジングよりも先行回転を発生させることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  9. 車輪と同時回転する発電機ステーターよりも、なおインナーローターが先行回転で発生する事で発電機の磁界を越えて回転する中で車輪を助長(アシスト)発生が起こる事に、鉄道車両の摩擦抵抗の少ない特に平地走行ではこのアシスト発生原理でモータ駆動力のカを必要としない走行が可能とすることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  10. 提示しています発電機(53)が軸受ハウジング(17)に取り付いていなく車体(14)に固定取り付けた方法、油圧タービン軸にプーリー(51)を取り付けてベルト(51)を還して発電機(53)のインナーローター軸のプーリー(52)を回転させ発電する、双方のプーリーの大きさを入れ替える事でトルク、回転、調整が可能とすることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  11. タイヤ側面強化部(300)として合成ゴム、硬質ゴム、合成樹脂など補強したもので相手となる油圧シリンダー(7a)のピストンロット弁の圧力に耐えるように施したことを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  12. 軸受ハウジング(17)の箇所にエアー調整バルブ(200)を設けたことを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  13. 車輪とタイヤの内側部分に必要以上に張り出しを制御する(外側に最適化)の為の内側側面タイヤ振り出し制御鉄板プレート第一(20)プレート第二(21)ストッパー (22)を設けたもので、コーナー時速心力が働く横移動荷重Gに対して制御する、又タイヤがパンクした時に必要以上に軸受ハウジングが下がらないよう施したことを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  14. 通常のタイヤグリップ(摩擦)面と車輪の軸受方向内面側は強力接着剤を使用して軸受ハウジング、タイヤ、車輪は同一回転となる部分であることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  15. タイヤ内部の(400)はタイヤがタワム事で(500)の部分が上下作用をする事で押し出し作用を正確に伝える為に施したもの(600)その反動をタイヤ内側側面につながり制御する為に施したものでタイヤ外側側面に集中させる機能を果たすことを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  16. 自動車より非常に少ない摩擦抵抗の鉄道車両にこの技術を持ちこむ事の内容で自給自足走行の上に有り余る電力を車内トイレスペース位にリチエウムイオン電池を搭載して駅、事業所などに売電が可能、又パンタグラフから架線を還して、弊害排出ガスCO2を発生する火力発電所、危険な負荷を伴う原子力発電所に替わる走行する事で発電所となる事が可能とすることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  17. 1車両に前方に4輪後方に4輪計8輪全てに、自重が30トンとすれば車軸に掛かる荷重力を半分として1輪に掛かる荷重圧力は3,8トン、油圧タービンを回転させる為の油圧シリンダーが必要とする圧力は200kg〜300kgあれば充分、前文の『発明の効果遥に計算
    1例を載せていますが、首都などの列車、地下鉄などは15両編成を換算すれば、火力、原子力発電所の代替エネルギーとなる充分な発電所機能が果たせる事に繋がります、自給自足走行の上に有り余る電力を日本中の鉄道車両が発電所となるイノベーション技術であることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  18. 地球上に働く重力は応用の仕方では再生可能なエネルギーとなる事を今回の技術で持って立証しようとするもので、既存の永力発電は永が在っても地球上に重力が働いていなければ抵抗あるタービン、発電機は周転しません、単なる落ちるカ、位置エネルギーであってエネルギーにはならないと世界中の科学者、学術者が唱える中の定説を覆す事に繋がる大変な今後に人類が負荷の掛からない、便利で豊かに成る為の再生可能自然エネルギーを知的資源の発掘することを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  19. 文明社会進化する中に重いものを運ぶ為に先人の知恵で考えだされた車輪そして衝撃を緩和させる為に用いられた柔軟性のあるタイヤを鉄道車両の車輪に組み込む事でタワミ圧力を応用できるとした、駆動力であるモータには100パーセント全く負荷を掛けない発生しない転がる事で次々とタイヤ側面に繰り出す荷重圧力は、車輪とレールの接する転がり摩擦を発生するところですがこの技術装置を組み込むことでそこには全く影響負荷(摩擦増大)に繋がらない、自然汝則の理論の初期時代に唱えられた重力は単なる落ちるカ位置エネルギーで在ってエネルギーにはならないと定説理論は、進化する現状では当てはまらない学ぶ学術者には弊害理諭、応用の仕方では再生可能エネルギーになる事を立証に繋がることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
  20. 鉄道車両1両編成から20両前後近い総重量何百トンの自重(荷重カ)を支え転がる車輪、車両1両に前方4輪後方に4軸合計8輪20両編成の合計160車輪全てにこの技術製品を応用する事で1車輪1回転に対して油圧タービン軸は5,6回転以上(1/s)通常平均走行速度80km油圧タービン軸の回転は2〜3000回転で発生する電力出力は全てトータルすると又縦横無尽に主要都市で走る列車、私鉄、地下鉄を考えれば走る発電所となり、平地走行では車輪に張り付いている発電機ステー夕(コア)1回転に対して油圧タービン軸、発電機インナーローターは先行回転5〜6回転以上発生する為に磁界を越えてアシスト助長回転になります、自給自足走行で有り余る電力の発生、弊害排気ガスCO2を発生する火力発電所、危険な大変な負荷を伴う原子力発電所に取って代わる事になる知的資源の発掘、技術システムを構築したイノベーション技術とすることを特徴とする鉄道車両用インホイールジェネレーターシステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105610278A (zh) * 2015-04-22 2016-05-25 张健 一种用于货运列车安全监测系统的自发电装置

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