Power supply system |
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申请号 | JP2012085876 | 申请日 | 2012-03-19 | 公开(公告)号 | JP2013194728A | 公开(公告)日 | 2013-09-30 |
申请人 | Eiji Numazawa; 英司 沼澤; | 发明人 | NUMAZAWA EIJI; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind power generation apparatus which is contributed to local production for local consumption of energy since a wind power generation apparatus has such a defect that stable power cannot be obtained since power to be output depends on wind power, and the wind power generation apparatus cannot be installed easily anywhere since a large-scaled propeller is required for efficiently converting wind power into rotational power.SOLUTION: A roller coaster or the like (called motive force free traveling body hereafter) in which a generator is mounted and which is dedicated to power generation, and rails therefor are constructed as needed. Potential energy is given to that motive force free traveling body 5 and the motive force free traveling body uses the given potential energy to perform global-environmetally friendly power generation while effectively utilizing wind power generation by oncoming winds received during traveling and power generation operatively linked to rotation of wheels during traveling. | ||||||
权利要求 | 低所と当該低所よりも重力方向高い位置にある高所とを少なくとも一箇所ずつ備える走行用レールと当該走行用レール上に走行可能に設置した無動力走行体と当該無動力走行体を当該高所へ搬送するための搬送装置と当該無動力走行体に設けた羽根車つき風力発電機構と当該風力発電機構に設けた電力出力端とを含み、当該無動力走行体の走行により発生する走行風により直接的もしくは間接的に当該羽根車を回転させて発電した電力を当該電力供給端から取り出し可能に構成したことを特徴とする電力供給システム。 前記電力出力端と前記走行用レールまたは前記走行用レールと並行する給電用レールとが電気的に接続してあり、前記走行用レールまたは当該給電用レールから電力を取り出せるように構成してあることを特徴とする請求項1記載の電力供給システム。 前記風力発電機構は走行風を取り込む走行風取込口と当該走行風取込口から取り込んだ走行風を車外に排出する順路排出口とを有する発電風路とを含み前記羽根車は前記発電風路内に配置され、前記走行風取込口から取り込んだ走行風を受けて回転するように構成してあることを特徴とする請求項1または2いずれか記載の電力供給システム。 前記無動力走行体は複数の車輪を介して前記走行用レール上に設置してあり、当該車輪のうち、少なくとも一個の車輪に車輪発電機構を発電可能に接続してあり、当該車輪発電機構が有する電力出力端から発電電力を取り出し可能に構成してあることを特徴とする請求項1から3いずれか記載の電力供給システム。 前記無動力走行体はローラーコースターであることを特徴とする請求項1から4記載の電力供給システム。 低所と当該低所よりも重力方向高い位地にある高所とを少なくとも一箇所ずつ備える走行用レールと当該走行用レール上に車輪を介して走行可能に設置した無動力走行体と当該無動力走行体を当該高所へ搬送するための搬送装置と当該車輪と回転連結した発電機と、当該発電機に設けた電力出力端とを含み、当該車輪の回転により当該発電機を回転させて発電した電力を当該電力供給端から取り出し可能に構成してあることを特徴とする電力供給システム。 与えられた位置エネルギーを運動エネルギーに転換して走行する無動力走行体に設けた羽根車付き風力発電機構の当該羽根車を当該無動力走行体のレール走行によって生じる走行風により回転させて発電することを特徴とする電力供給システム。 |
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说明书全文 | 本発明は、位置エネルギーを利用して電力を発生させ供給するための電力供給システムに関する。 近年、電力発電装置は風車を風力によって回転させ、この風車に連結した発電機によって電力を発生させるものである。 ところが風力発電装置は、出力される電力が風力に依存され安定した電力を得ることができないといった問題がある。 また、風力をなるべく効率よく回転力に変換するために大掛かりなプロペラを必要とするため、どこにでも簡単に設置できるものではないという欠点もある。 このため風力発電は、エネルギーの地産地消化の考えにそぐわないとされていた。 そこで、車両、船舶の走行、航行時に発生する向かい風を利用した風力発電機〔特許文献1〕や、同じく車両走行時に発生する走行風を利用する風力発電機〔特許文献2〕が提案されている。 また、風力発電機を備えた車両において、発生する走行風の一部を逃すことにより無用な風圧を避けようとする試みもなされている。 〔特許文献3〕走行、航行するための燃料や原料の消費を伴うが、エネルギーの地産地消化に一歩近づくものとして評価できる。 本発明が解決しようとする課題は、エネルギーの地産地消化のバリエーション拡大にある。 すなわち、システムが新設であると既設であるとを問わず、とくに既設の場合はシステムに最小限の変更を加えることにより発電できるようにすればエネルギーの地産地消化に貢献できる。 ここに、発明者の発想の原点がある。 エネルギーの地産地消化のバリエーション拡大のための鋭意研究を重ねた発明者は、既存システム流用の一態様として、ローラーコースター(ジェットコースター)の流用を思いついた。 ローラーコースターのような無動力走行体は、高所にある時相応の位地エネルギーを持っている。 ローラーコースターを高所にひきあげるために(位置エネルギーを得るために)相応のエネルギー(たとえば電気)が使われることは事実である。 しかし、このローラーコースターが低所に向かって落下するとき、また、低所を通過したときの勢いで他の高所に向かって逆方向への落下(以下総称して走行という)するときなどを発電の機会として捉えれば、エネルギーの地産地消化のバリエーションを拡大することができる。 本発明はそのような観点からなされた。 その詳しい内容については、項を改めて説明する。 なお、いずれかの請求項に記載した発明を説明するに当たって行う用語の定義等は、発明カテゴリーの記載順の違いなどに関わらず、その性質上可能な範囲において他の請求項に記載した発明にも適用されるものとする。 [請求項1記載の発明の特徴] 請求項1のシステムによれば搬送装置Aによって走行体が高所に搬送される。 高所にある走行体は低所に対し位置エネルギーを獲得する。 ここで走行体を解放すると、走行体は位置エネルギーを運動エネルギーに転換しながら走行用レール上を低所に向かって走行する。 走行に際して走行体は走行風の抵抗を受ける。 走行風は羽根車を回転させる。 羽根車の回転は風力発電機構を駆動して発電させる。 [請求項2記載の発明の特徴] [請の求項3記載の発明の特徴] 請求項3のシステムによれば、請求項1または2いずれか記載のシステムの作用効果に加え、発電通路と羽根車が走行体内部に存在するので、走行体をコンパクト化することができる。 また、発電風路に走行風を集中させることができるので、走行風のエネルギーを有効に活用することができる。 つまり、走行風は集中によって風速が速くなるので、その分、羽根車を速く回転させ、エネルギーの有効活用に貢献する。 [請求項4記載の発明の特徴] 請求項4のシステムによれば、請求項1から3のシステムの作用効果に加え、風力発電機構による電力供給に加え、車輪発電機構による電力供給が可能になる。 [請求項5記載の発明の特徴] 請求項4のシステムによれば、請求項1から3いずれかのシステムの作用効果に加え、既存のインフラを活用できる点に利点が生まれる。 つまり、これまで述べてきた風力発電機構等をローラーコースターの車両に設けることにより走行レールなどの既存インフラをそっくり利用して発電システムを構築することができる。 車両の改良や新規製造のための費用はかかるが、走行レールなどは既存のものをそのまま流用すれば足りるので、たいへん経済的である。 [請求項6記載の発明の特徴] 請求項6のシステムによれば、搬送装置Aによって走行体が高所に搬送される。 高所にある走行体は低所に対し位置エネルギーを獲得する。 ここで、走行体を解放すると走行体は位置エネルギーを運動エネルギーに転換しながら走行用レール上を低所に向かって走行する。 走行に際して車輪は発電機を駆動して発電させる、発電機が発電した電力は電力出力端から取り出すことができる。 電力出力端から取り出した電力は、走行体内外に設置した充電器に充電したり、レールなどを介して外部に供給してもよい。 [請求項7記載の発明の特徴] 請求項7の方法によれば、高所にあり、位置エネルギーを与えられた走行体は、ここで走行体を解放すると、走行体は位置エネルギーを運動エネルギーに転換しながら、レール上を低所に向かって走行する。 走行に際して走行体は走行風の抵抗を受ける。 走行風は羽根車を回転させる。 羽根車の回転は風力発電機構を駆動して発電させる。 風力発電機構が発電した電力は、電力出力端から取り出すことができる。 電力出力端から取り出した電力は走行体内外に設置した充電器に充電したり、レールなどを介して外部に供給してもよい。 本発明によれば、エネルギーの地産地消化のバリエーションを拡大することができる。 すなわち、システムの新設既設を問わず、特に既設の場合はシステムに最小限の変更を加えることにより発電するのでエネルギーの地産地消化に貢献できる。 各図を参照しながら、発明を実施するための形態(以下、本実施形態という)について説明する。 図1,3及び5に示すように電力供給システム1(以下、適宜供給システム1という)は、走行用レール3または走行用レール6と無動力走行体5搬送装置A51、搬送装置B7と羽根車9と、風力発電機構11と電力出力端13、車輪発電機構11aと電力出力端13aとをまず備えている。 その上で走行用レールで給電できないときは給電用レール4と必要に応じて充電器15とをそなえている。 以下、個別に説明する。 図1及び2または6に示すように走行用レール3または走行用レール6は2本の並行レールによって構成してあり、軌道2の上に敷設してある。 比較的バランスがとりやすくシンプルな構造で足りる走行体5の底部に平行2本のレール方式が基本だが、必要に応じて走行体5左右の側面や天井部それぞれ所定の位置に設けた車輪と噛み合うように敷設することも妨げない。 以後の記載で特に断らないときの走行用レール3、走行用レール6は底部2本のレールの総称を示すものとする。 また、単に走行用レール3または走行用レール6(以下、適宜レールと略称する。)と示したとき、特別の言及がなければ、レール3またはレール6が敷設された軌道2を含むものとする。 なお、図1、2及び6に示す軌道2は走行体5の大きさに対し、縮小して表示してある。 紙面の大きさに合わせて表示するためである。 [8の字レールの構成] [その他のレールの構成] [搬送装置Bの構成] [無動力走行体の概略構成] [風力発電機構の構成] 上記した発電風路29内において、走行風wを効率よく受風して回転するように羽根車9を配してある。 羽根車9の出力軸は発電機11のローターと一体回転するように取り付けてある。 これらの組み合わせにより羽根車9の回転が発電機11のローター(発電機11の内部にある。)を回転させ、発電機11の電力出力端13から発電電力を取り出せるようになっている。 羽根車の設置方向、角度等はフレキシブルに対応できるものとする。 一方、後続シャーシ21cと21dのそれぞれには、風力発電機構11の代わりに車輪発電機構11aを搭載してある。 車輪発電機構11aは発電機12aと、車輪23と、発電機構12aと車輪23との間に配したギヤボックス24により構成してある。 すなわち車輪23と発電機12aのロータ(発電機12aの内部で見えない)が回転連結してあり、レール3上の走行による車輪23の回転が発電機12aに発電を行わせる。 発電機12aの発電電力は電力出力端13aから取り出せるようになっている。 後続シャーシ21cと21dのそれぞれには、充電器15を必要に応じて取り外し可能に搭載することができる。 発電機12の発電電力と発電機12aの発電電力はそれぞれ充電器15に充電できるようになっている。 [本実施形態の作用効果] この走行の間、走行体5の発電風路29内に走行風wが取り込まれる。 取り込まれた走行風wは羽根車9を回転させる。 羽根車9の回転は発電機12に発電を行わせ、その発電電力は電力出力端13を介して充電器15に充電または給電用レール4等を介して外部へ供給される。 一方、走行体5の走行に伴う車輪23の回転は発電機12aに発電を行わせ、その発電電力は同様に電力出力端13を介して充電又は外部へ供給される。 このように電力供給システム1によれば、走行体5が得た位置エネルギーを使って発電することができる。 [搬送装置Aの変形例] 搬送装置A51の作用について説明する。 搬送装置A51の定常状態は、図5に示すように走行体5が地上レベルにある状態である。 走行レール3は最高所3aの一部を取り外し可能に構成してあり、その取り外し可能部分(以下、取り外し部分3hという)の下部に密着した油圧式等の昇降アーム59は次の不等式1が成り立つときに上昇して、その上にある走行体5を最高所3aまでおしあげる。 [既存設備の流用] 1 電力供給システム 21c 後続シャーシ2 軌道 21d 後続シャーシ3 走行用レール(8の字形レール) 22 ジョイント4 給電用レール 23 車輪5 無動力走行体(走行体) 24 ギヤボックス7 搬送装置B 25 ボディ部9 羽根車 25a 先頭ボディ部11 風力発電機構(発電機構) 25b 後続ボディ部11a 車輪発電機構(発電機構) 25c 後続ボディ部12 発電機 25d 後続ボディ部12a 発電機 26 ジャバラ構造13 電力出力端 27 先頭部13a 電力出力端 29 発電風路15 充電器 31 走行風取込口21 シャーシ部 33 順路排出口21a 先頭シャーシ 51 搬送装置A 請求項1記載の発明に係る電力供給システム〔以下適宜請求項1のシステムという〕は、前記電力出力端と前記走行用レールまたは前記走行用レールと並行する給電用レール(サードレール)とが電気的に接続してあり前記走行用レールまたは当該給電用レールから電力をとりだせるように構成してあることを特徴とする。 走行体が充電器を搭載しているなら、その充電器の電極と走行用レールまたは給電用レールとを並列接続しておいてもよい。 [請求項2記載の発明の特徴] 請求項2のシステムによれば、請求項1記載のシステムの作用効果に加え、発電通路と羽根車が走行体内部に存在するので、走行体をコンパクト化することができる。 また、発電風路に走行風を集中させることができるので、走行風のエネルギーを有効に活用することができる。 つまり、走行風は集中によって風速が速くなるので、その分、羽根車を速く回転させ、エネルギーの有効活用に貢献する。 [請求項3記載の発明の特徴] 請求項3のシステムによれば、請求項1から2のシステムの作用効果に加え、風力発電機構による電力供給に加え、車輪発電機構による電力供給が可能になる。 [請求項4記載の発明の特徴] 請求項4のシステムによれば、請求項1から3いずれかのシステムの作用効果に加え、既存のインフラを活用できる点に利点が生まれる。 つまり、これまで述べてきた風力発電機構等をローラーコースターの車両に設けることにより走行レールなどの既存インフラをそっくり利用して発電システムを構築することができる。 車両の改良や新規製造のための費用はかかるが、走行レールなどは既存のものをそのまま流用すれば足りるので、たいへん経済的である。 [請求項5記載の発明の特徴] 請求項5のシステムによれば、搬送装置Aによって走行体が高所に搬送される。 高所にある走行体は低所に対し位置エネルギーを獲得する。 ここで、走行体を解放すると走行体は位置エネルギーを運動エネルギーに転換しながら走行用レール上を低所に向かって走行する。 走行に際して車輪は発電機を駆動して発電させる、発電機が発電した電力は電力出力端から取り出すことができる。 電力出力端から取り出した電力は、走行体内外に設置した充電器に充電したり、レールなどを介して外部に供給してもよい。 [請求項6記載の発明の特徴] 請求項6の方法によれば、高所にあり、位置エネルギーを与えられた走行体は、ここで走行体を解放すると、走行体は位置エネルギーを運動エネルギーに転換しながら、レール上を低所に向かって走行する。 走行に際して走行体は走行風の抵抗を受ける。 走行風は羽根車を回転させる。 羽根車の回転は風力発電機構を駆動して発電させる。 風力発電機構が発電した電力は、電力出力端から取り出すことができる。 電力出力端から取り出した電力は走行体内外に設置した充電器に充電したり、レールなどを介して外部に供給してもよい。 |