WO2022113373A1 - 車載用反回転式風力発電装置 - Google Patents

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WO2022113373A1
WO2022113373A1 PCT/JP2020/044949 JP2020044949W WO2022113373A1 WO 2022113373 A1 WO2022113373 A1 WO 2022113373A1 JP 2020044949 W JP2020044949 W JP 2020044949W WO 2022113373 A1 WO2022113373 A1 WO 2022113373A1
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wind power
vehicle
shaft
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PCT/JP2020/044949
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English (en)
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Inventor
勇夫 高石
Original Assignee
株式会社Ｇ・Ｔ・Ｒ
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention is a device that generates electricity by using wind power generated while the vehicle is running.
  • Technology for reducing vehicle running energy and cleaning up continues to advance.
  • Technology such as reciprocal gasoline engine, diesel engine, gas engine, rotary system, rotary hybrid car, electric car, train, Shinkansen, fuel cell car, linear automatic driving car, etc. is advancing day by day.
  • Relative wind speed is generated around the vehicle body even when the air is stationary while the vehicle is running.
  • Wind speed of 20 km / h and wind speed of 5.5 m / s and wind speed of 40 km / h and wind speed of 11.1 m / s or less 60 (16.6) 80 (22.2) 100 (27.7) 150 (41.6) 200 (55) .5) 300 (83.3) 400 (111.1) 500 (138.8)
  • Strong and stable wind speeds that cannot be obtained in the natural world continue to occur while the vehicle is running.
  • Patent Document 1 Patent No. 6638952
  • Application Document 2 PCT / JP2020 / 004446
  • Problem 1 to be solved is how to reduce the air resistance of the traveling vehicle and efficiently take in wind power with the main body of the device attached to the vehicle.
  • Problem 2 to be solved is how to equip a small and efficient generator in a limited space and how to cool the generator and maintain its performance.
  • Vehicles can be installed together with the horizontal axis and vertical axis at the optimum position for design, such as passenger cars, trucks, buses, trains, Shinkansen, linear, roofs, underfloor sides, etc.
  • a cylindrical device with a diameter of 40 cm and a length of 249.5 cm will be installed on the roof of the driver's seat.
  • a horizontal axis wind power generator in which a stator with a coil with a diameter of 20 cm and a length of 40 cm and a rotor with a magnet rotate in opposite directions to double the relative speed.
  • the arcuate blade shaft on the left side of the tubular device is directly connected to the rotor shaft with a magnet inside the generator, and the arcuate blade shaft on the right side of the tubular device is directly connected to the stator shaft with a coil on the outside of the generator and rotates in opposite directions. ..
  • Wind power is directly conducted through the arcuate blade shaft to the opposite rotation of the rotor shaft with magnet and the stator shaft with coil. Unlike the propeller type blades, the arcuate blades cannot obtain a rotation speed higher than the wind speed, but even if the wind receiving area is small, the force that pushes the wind is sufficiently taken in and the torque is large, and sufficient wind power can be obtained for the rotation of the generator.
  • each arc-shaped blade is attached slightly inward toward the central generator, the wind flow hits the generator and an air-cooling effect is generated. The performance of the generator can be maintained.
  • FIG. 1 is a top sectional view of an in-vehicle anti-rotational wind power generator.
  • FIG. 2 is a front view of the wind direction.
  • FIG. 3 is a left-right arcuate blade mounting diagram, a cross-sectional view of a shielding plate, and a front view of a cylindrical device foundation and a support disk.
  • the vehicle equipped with the power generation device is an electric vehicle or a fuel cell vehicle. Both are equipped with a large storage battery and run on an electric motor. If the power generation device can generate electricity while driving and charge the storage battery with electricity, the mileage per full charge may increase dramatically. Alternatively, the storage battery can be downsized to reduce the weight of the vehicle body.

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Abstract

筒状装置中央部に、コイル付ステータと磁石付ローターが、互いに異なる方向に回転する発電機を間に挟んで、両側に、左右其々取付け角度の異なる円弧状羽根を複数枚取付け、互いに異なる方向に回転する風車を設け、発電機ステータ軸と片側風車軸は直結され、発電機ローター軸と片側風車軸も直結され、其々異なる方向に一体となって回転し、左右其々異なる位置に、風の遮蔽板を設けた車載用反回転式風力発電装置。

Description

車載用反回転式風力発電装置
　本発明は　車両走行中発生する風力を利用して発電する装置である。
　車両走行エネルギーの削減と　クリーン化の技術は進歩を続けている。レシプロ系　ガソリンエンジン　ジーゼルエンジン　ガスエンジン　回転系　ロータリー　ハイブリット車　電気自動車　電車　新幹線　更には　燃料電池車　リニア　自動運転車等　技術は日進月歩である。
　車両走行中　空気は静止状態でも　車体周りには相対風速が発生する。時速２０ｋｍ／ｈで風速５．５ｍ／ｓ時速４０ｋｍ／ｈで風速１１．１ｍ／ｓ　以下６０（１６．６）８０（２２．２）１００（２７．７）１５０（４１．６）２００（５５．５）３００（８３．３）４００（１１１．１）５００（１３８．８）自然界では到底得られない強く安定した風速が車両走行中発生し続ずけている。
　この風力を車体に取り込んで　発電機を回転させ　外部から供給する車両走行エネルギーを削減できないか　車載用反回転式風力発電装置を考案した動機と最大の目的である。
　しかし　装置を車体に取付けると　余分な空気抵抗が発生する。このマイナス面と発電によるプラス面とを　比較検証する必要がある。
先行技術文献
特許文献
　特許文献１：特許第６６３８９５２号
　出願文献２：ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／００４４４６
　解決する問題点１は　装置本体を車両に取り付けた状態で　如何に走行車両の空気抵抗を少なくして　効率よく風力を取り込むか。
　解決する問題点２は　限られたスペースで　如何に小型で効率の良い発電機を備えるか　如何に発電機を冷却し性能を維持するかである。
　搭載車両は　乗用車　トラック　バス　電車　新幹線　リニア　等屋根　床下　側面など設計上最適位置に　横軸　縦軸　共設置できる。
　大型トラック　大型バス車幅２４９．５ｃｍ　の搭載例について説明する。
　運転席屋根にサイズ　直径４０ｃｍ長さ２４９．５ｃｍの筒状装置を設置する。
　筒状装置の中央部にサイズ　直径２０ｃｍ長さ４０ｃｍのコイル付ステータと磁石付ローターが　互いに反対回転し　相対速度が２倍になる横軸風力発電機を備える。
発電機の左右に　取付け角度の異なる　円弧状羽根を　其々４枚ずつ筒状装置一杯に取付る。
風が中央の発電機に向かうよう　各羽根の向きを少し内向きに取付ける。
風の遮蔽板を　筒状装置の左右異なる位置に設ける。
　筒状装置左側の円弧状羽根軸は　発電機内側の磁石付ローター軸に直結され　筒状装置右側の円弧状羽根軸は　発電機外側のコイル付ステーター軸に直結され　一体となって互いに反対回転する。
風力が円弧状羽根軸を通して　直接磁石付ローター軸と　コイル付ステータ軸の反対回転に伝導される。
円弧状羽根は　プロペラ型羽根と違い　風速以上の回転数は得られないが　受風面積が小さくても　風の押す力を充分取り込みトルクが大きく発電機の回転には充分な風力が得られる。
　各円弧状羽根を中央部発電機に向け　少し内向きに取り付けるので風の流れが発電機に当たり空冷効果が発生　発電機の性能が維持できる。
　風の遮蔽板を設けることにより　円弧状羽根が風向きに逆らう回転位置における抗力を減少させ　円滑でトルクのある風車の回転が得られる。
　図１は車載用反回転式風力発電装置の上面断面図である。
図２は風向き正面図である。
図３は左右円弧状羽根取付図と遮蔽板の断面図　及び筒状装置基礎と支持円盤の正面図である。
　当該発電装置の搭載車両は　電気自動車　燃料電池車の場合　効果が顕著に表れる。共に大型蓄電池を搭載しており　電動モータで走行する。当該発電装置により　走行しながら発電し蓄電池に電気を充電できれば満充電当たりの走行距離が飛躍的に伸びる可能性がある。
又は蓄電池を小型化して　車体の軽量化も可能になる。
　電車　新幹線への搭載は効果がある。車体が大きく　レール上を走行するので　当該発電装置の取付け場所には　屋根　床下　側面等設計上最適場所を選ぶ自由度が高い。
　地球の温暖化防止　パリ協定　世界の産業地図は　化石燃料時代からＣＯ２削減時代へと大きく動いている。車両製造業界も　レシプロ系　ガソリンエンジン　ジーゼルエンジン　ガスエンジンから　回転系　電気自動車　燃料電池車に変わりつつある。それに必要な大容量蓄電池も進化しつつある。
しかし　コスト的には未だ高く　急速に取り替えるには至っていない。当該車載用反回転式風力発電装置の登場で　走行しながら発電ができる。搭載の蓄電池に充電しながら走行するので　満充電当たりの走行距離が飛躍的に伸び　蓄電池も小型化　軽量化　電気自動車の性能が向上してコストが下がり　ＣＯ２削減への移行が速まる可能性が期待される。
　１　反対回転式発電機
　２　筒状装置支持円盤
　３　左側円弧状羽根取付盤
　４　右側円弧状羽根取付盤
　５　回転軸
　６　風の遮蔽板
　７　筒状装置基礎
　８　ベアリング
　９　発電機支持柱

Claims (3)

  1. 筒状装置中央部に　コイル付ステータと磁石付ローターが　互いに異なる方向に回転する発電機を間に挟んで　両側に　左右其々取付け角度の異なる円弧状羽根を複数枚取付け　互いに異なる方向に回転する風車を設け　発電機ステータ軸と片側風車軸は直結され　発電機ローター軸と片側風車軸も直結され其々異なる方向に一体となって回転し　左右其々異なる位置に　風の遮蔽板を設けた形の　車載用反回転式風力発電装置。
  2. 請求項１の車載用反回転式風力発電装置において　両側に取付ける円弧状羽根を　少し中央寄りに傾けて取付けた　車載用反回転式風力発電装置。
  3. 請求項１及び請求項２の車載用反回転式風力発電装置は　横軸では円弧状羽根は左右に配置され　縦軸では円弧状羽根は上下に配置される。
PCT/JP2020/044949 2020-11-26 2020-11-26 車載用反回転式風力発電装置 WO2022113373A1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008190455A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Masaharu Kato 車両用風力発電装置及び風力発電装置付き車両
CN101907068A (zh) * 2010-08-03 2010-12-08 陆继荣 滚轮式双叶轮风能汽车发电机
KR20150093089A (ko) * 2014-04-22 2015-08-17 박대진 바람에 의한 차량용 축전기

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