JPS59119072A - 無指向性流体車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は気体や液体等の流体の流れる力を回転エネル
ギーに変換するだめに使用する流体車に関し、詳細には
、気体や流体等の流体の流れの方向や力の大きさが変化
した場合であっても、この変化に追従して、有効に回転
エネルギーを取出せるようにした無指向性流体車に関し
、更にその逆利用に関する。

以下空気の流れる力、つま導風力を回転エネルギーに変
換する風車を例にとって説明する。

従来よυｓ１図に示す如く、風をなるべく有効に利用す
るために導風部材（１ｂ）を設けた風車が知られている
。この風車は導風部材（１ｂ）で受けだ風をローター（
８ｂ）に集中して回転エネルギーに変換するため高回転
出力を得ることができる。

しかし、一般に風は時間の経過と共に吹く方向が変化す
るので、常に有効に風力を利用しようとすれば、導風部
材の向きを風向きに応じて変える必要があシ、そのだめ
の別の装置や駆動源が必要となるという問題があった。

また風力も一般に時間の経過と共に変化するが、風の強
弱の広い範囲に互って有効に風力を利用するには風の弱
い時でも高回転し得る工夫が必要であった。

この発明は従来技術の上記のような問題点に鑑みなされ
たものであって、風の方向や力の変化があっても、この
変化に追従して常に有効に風を回転エネルギーに変換す
ることができる流体車を提供する。

即ちこの発明は単数または複数の流出穴部（２）を有し
、断面が中心に向って漸進的に薄くなる異型の円盤状無
指向性流体ガイド（１）と、流出穴部（２）にそれぞれ
設けられた回転軸（４）に固宙晧−ター（３）とを備え
たものである。りま多流体ガイドを使用することによ導
風を流出穴部の下から上へ向かう方向に加速しつつ方向
変換を行ない、ローターには常に同じ方向かあ風が当た
る様にし、しかもその風が常に加速されている様になし
、これにょ導風向きと風力の変化に対応しうるようにし
たものである。

この事情を第２図及び第８図にょ）説明すると、翼■に
面した風（ロ）は翼（ト）の上面側と、下面側とに２分
されて、それぞれ風（Ｗｌ）、　（％）となる。この翼
（ト）上面側の風（Ｗ□）はｊ！（′ｒｌの形状による
作用によｐ′Ｒ■下面側の風（Ｗ２）にょル流速が早い
ため、風（Ｗｌ）と風（Ｗ２）との間に圧力差が生じ、
翼（ト）に揚力（ト）が生じる。

ところが８８図に示す断面翼状のこの発明の無指向性固
定流体ガイド（１）は定置されていて動かないため、風
（Ｗ＋）と風（ｗ２）との圧力差にょシ下面側の風（Ｗ
２）が無指向性固定流体ガイド（１）中央の流出穴部（
２）を介して上面側の風（ｗｌ）に吸引される。っまシ
この風（Ｗ２）は上昇気流となシ、しかも２分される以
前の風（ロ）の風速よシ加速される。またこの無指向性
固定流体ガイド（υは円盤型であｐ、８６０度どの方向
から風（ト）が吹いても、この風（ト）は流出穴部（２
）からの上昇気流に変換される。この上昇気流を利用し
て流出穴部（２）に配置するローター（３）を高回転さ
せることができる。

次に第４図乃至第６図に示す実施例についてこの発明を
説明する。

（υはドーナツ型の無指向性流体ガイド、仁の無指向性
固定流体ガイド（１）の中央には筒穴状の流出穴部（２
）が開口している。また無指向性固定流体ガイド（１）
は周縁から上記流出穴部（２）へ向けて断面が漸進的に
薄くなる翼状に形成されている。

（３）は前記流出穴部（２）へ配置されたプロペラ形の
ローター、このローター（３）は無指向性流体ガイド（
１）と直交する回転軸（４）に固定されていて、回転軸
（４）と共にローター（３）が回転する。

上記回転軸（４）はローター（３）の直下へ設けた軸受
（５）と、回転軸（４）基端の被動部（６）とで軸支さ
れている。この軸受（５）は無指向性固定流体ガイド（
ＩＪに突設された所要数のステー（７）で支持されてい
る。また被動部（６）は、発電機等の出方機器や回転伝
導部材の総称である。

さらにこのステー（７）には軸受（５）と同心円状にロ
ーター（３）へ向けてテーパーとなる截頭円錐台形の導
風環（９）　（９）が設けられている。この導風ｍ　（
９）　（９）は風をローター（３）方向へ導くものであ
シ、本例では２つ設けているが所要敷設ければよい。

なお本例は第６図に示すように被動部材（６）に替えて
、この発明に係る他の無指向性流体車（至）の回転軸（
４）先端と連結し、それぞれの無指向性流体ガイド（１
）相互を支柱（８）で連結して、任意数の無指向性流体
車（イ）・・・（２０）を回転軸（４）方向に連結した
ものである。そして連結組合せした無指向性流体車■〕
・・・（２Ｄ）のうち、最下段の無指向性流体車（２０
）の回転軸（４）の基端に被動部（６）を設けることに
よシ、高回転を保ちつつ受風面積の拡大が図れる。

つまシ所望するトルクに合せて複数の無指向性流体車（
瀉を連結組合せすればよい。

このように構成された無指向性流体車（初は、風当シの
良い場所へ回転軸（４）を垂直にして配置され、所望の
被動部（６）（例えば発電機等）が連結されて、使用に
供される。

また無指向性固定流体ガイド（υの上面を黒色等で塗装
して、太陽熱の吸収を図ると、加熱された無指向性固定
流体ガイド（すは、周囲の空気を暖めて上昇気流を生じ
、風力による上昇気流の一助となる。

上述の如く、この発明に係る無指向性流体車は、無指向
性固定流体ガイドを設けたことと無指向性固定流体ガイ
ドに比ベコンパクトなローターを流出穴部に設けたこと
とが相俟って、風力が弱い場合でも、風を加速して高回
転出力を得ることができる。

因みに［風車の回転エネルギー出力は、風車の受風面積
に比例し、風速の８乗に比例する。」という法則があシ
、無指向性固定流体ガイドを介して風速の加速を図るこ
とは風車の効率化に最も効果的である。

また、この無指向性固定流体ガイドは、断面が翼状の円
盤型に形成されているため、風向きの変動に応じるだめ
の装置や駆動源を必要としない簡素な構成である。

つｔ、ｂこの無指向性流体車は、風力・風向等の自然条
件の変動に対応できると共に風力が弱い場合でも高回転
出力を得ることができるものであって、可動部分が回転
軸と該回転軸に固定されたローターのみで構成された簡
便なものである。

以上風車を例にとって説明したが、水力等の液体を利用
する水車としても使用でき、既述の如き効果が期待でき
る。

次にこの無指向性流体車の他の応用例を説明する。

前述例においては、上昇流によジローターが回転され、
回転軸を介して被動部が駆動される応用例であった。こ
の応用例のものは、駆動部によシ回転軸を介してロータ
ーを回転し、この回転によシ下降流を生ぜ１め、無指向
性流体ガイドに発生した動力を利用するものであシ、航
空機や船舶あるいはこれらの玩具等に応用できる。

第７図及び第８図において、（１ａ）は断面が中心に向
って漸進的に薄くなる異型の円盤状無指向性流体ガイド
である。この無指向性流体ガイド（１ａ）の中央下面に
は、ゴンドラ（１０ａ）が垂設されている。またこの無
指向性流体ガイド（１ａ）には上記ゴンドラ（１０ａ）
を囲むように流出穴部（２ａ）が同心円上へ４つ配設さ
れている。

この流出穴部（２ａ）の上端開口（ｌｌａ）にはそれぞ
れ開閉自在な昇降フラップ（図示せず）が設けられてい
る。また流出穴部（２ａ）の下端開口（１２ａ）にはそ
れぞれ回動自在な方向フラップ（１８ａ）が設けられて
いる。

これら昇降フラップは流出穴部（２ａ）を出入する＞Ｌ
体を遮断するときに使用するものである。またこれら方
向フラップ（１８ａ）・・・（１８ａ）は流出穴部（２
ａ）を出入するシ嵩体の流れる方向を変えるため使用す
るもので、この方向フラップ（１８ａ）を回動させて半
円形のフラップ（１８ａ）の開口位置を変化させるもの
である。

なか流出穴部（２ａ）・・・（２ａ）にはそれぞれロー
ター（図示せず）と回転軸（図示せず）とが設けられて
いる。この回転軸はゴンドラ（１０ａ）に設けた駆動部
（図示せず）と連結されて駆動される。またゴンドラ（
１０ａ）は駆動部を有する＃丘か、操縦等のだめの乗員
設備（図示せず）が設けられている。さらに離発着の衝
撃等を少くするため、無指向性流体ガイド（ｌａ）及び
ゴンドラ（１０ａ）のそれぞれの下部には格納自在な緩
衝装置（図示せず）が設けられている。

而して、回転軸を介し流出穴部（２ａ）・・・（２ａ）
内のローターを回転させ、流出穴部（２ａ）の上端開口
（ｌｌａ）から下端開口（１２ａ）へ向かう下降流を起
こし、無指向性流体ガイド（１ａ）に揚力を発生させる
。′この揚力によシ無指向性流体ガイド（１ａ）と共に
ゴンドラ（１０ａ）が、りまシこの発明に係る無指向性
流体車（２０ａ）が浮揚する。

浮揚した無指向性流体車（２０ａ　）の操縦は、流出穴
部（２ａ）に設けた昇降フラップの開閉及び方向フラッ
プ（１８ａ）の回動にょシ行なう。

したがってこの無指向性流体車（２０ａ　）は、前後左
右方向移動だけでなく、垂直昇降及び停止自在である。

しかもこれ等移動のだめの操縦は、ローターの回転を一
定にした状態で、昇降フラップ及び方向フラップの操作
によシ可能なため、安全性、操縦性及び加速性に優れて
いる。

以上無方向性流体車の応用例を２例述べたが、何れの無
指向性流体ガイドもこのガイドの′中心からの傾斜降角
は１５°以内であることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の垂直回転軸型風車を示す斜視図である。 第２図乃至第６図はこの発明に係る無指向性流体車の実
施例を示すもので、第２図は風と翼との関係を示す原理
図、第８図は風と無指向性流体ガイドとの関係を示す原
理図、第４図は無指向性流体車の平面図、第５図は第４
図のＶ−ｖ切断正面図、第６図は複数の無指向性流体車
を連結組合せした状態における第５図相当図である。第
７図及び第８図はこの発明の他の応用例を示すもので、
第７図は全体の一部切断正面図、第８図は全体の底面図
である。 １　無指向性流体ガイド ２　流出穴部 ８　ローター ４　回転軸 ６　被動部 ２０　　無指向性流体車 特許出願人　　滝　　大　之 （代理人整理番号　９−１２４８） 第　　１　　図 ２０ｂ 第　　２　　図 ↑ 　　　Ｗ２ ′第　　３　　図 １ 第　　４　　図 第　　６　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　中央部に単数または複数の流出穴部を有し、断面が
   中心に向って漸進的に薄くなる間型Ｏ円盤状無指向性流
   体ガイドと、流出穴部にそれぞれ設けられた回転軸に固
   定されたローターとを備えたことを特徴とする無指向性
   流体車。 ２　流出穴部が無指向性流体ガイドの中心に一つ設けら
   れたもので、無指向性流体ガイドと直交する回転軸に被
   動部を連結したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の無指向性流体車。 ８　流出穴部の下方へ流出穴部に向けて同心円状に導風
   環を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の無指向性流体車。 ４　無指向性流体ガイドの中央にゴンドラを設けると共
   に、流出穴部の回転軸に連結した駆動部をこのゴンドラ
   に配したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   無指向性流体車。 ６　流出穴部の両端開口へそれぞれフラップを設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の無指向性流
   体車。