(57)【要約】【課題】  オーバーフローによる発電率のロスをなくして、高効率の発電及びそれに伴う充電率の向上が可能な発電タービンを提供する。【解決手段】  隔壁１によって形成された主風洞部分Ｍを吹き抜けようとする風は、回転羽根２０のブレード２１〜２８の風受け面にぶつかって該回転羽根２０を回し、他方、隔壁１の入り側を回り込むように発生したオーバーフロー分の風は、前方から吹き込む風によって、上記隔壁１の従風洞部分Ｓ側に、回り込むことになり、そこへ回り込んだ上記オーバーフロー分の風は、上記補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面でキャッチされ、回転羽根２０を、同じ方向にさらに回す力を発生せしめることになる。従って、従風洞部分Ｓ側に流れ込む該オーバーフロー分が、ロスとならずに、反対に回転羽根２０の回転に更に作用するようになる。【選択図】    図１
2011163299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風洞と、その風洞に１乃至複数枚突き出すブレードによって、該風洞を吹き抜ける風を受けて回転する回転羽根とが、設けられ、上記風洞を吹き抜ける風を受けてその力によって回わる回転羽根の回転を用いて発電器に発電させ、さらに電池に充電する発電タービンにおいて、
前記風洞内であって、前記回転羽根の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁を設けて、回転羽根のブレードが本来風を受ける主風洞部分とそれとは別の従風洞部分を形成すると共に、前記回転羽根のいずれかのブレード先端位置が最も風洞側へ位置した場合に、該回転羽根のブレード先端位置が隔壁の延長線上に存在するように該回転羽根を設置し、さらに各回転羽根のブレード先端部に、その突端が回転羽根のブレードの風受け面より隔壁延長線を介して従風洞部分側に突出し、該従風洞部分側を吹き抜ける風を受ける補助ブレードを備えた構成とすることを特徴とする発電タービン。
【請求項２】
前記風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であることを特徴とする請求項１記載の発電タービン。
【請求項３】
前記風洞がディフューザ状に構成されることを特徴とする請求項２記載の発電タービン。
【請求項４】
風洞入り側の末広がり部分が断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりが、主風洞部分の入り側の広がりより大きく、逆に、前記風洞の内周の狭まった部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間が、本来風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間より狭い状態に構成されたことを特徴とする請求項２又は３記載の発電タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば電気自動車などに用いられた場合、進行方向に受ける風を用いて回転羽根を回し、発電器で発電させて、電池に充電する発電タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境配慮（二酸化炭素ガス排出量削減）ブームで、駆動系にモータを備える電気自動車やプラグインハイブリッド車などが注目を集めている。この種の車はモータで駆動する際に充電池（バッテリ）を備えており、そこに溜めた電力を用いて、モータを回し、車輪の駆動に使用している。
【０００３】
このような車のモータの動力源は、上記の充電池に貯留された電力であり、その貯留分が少なくなった場合、例えば家庭用充電設備やバッテリ充電用ステーションで、上記充電池に電力を供給し蓄えるようにする必要がある。
【０００４】
これに対し、下記特許文献１や特許文献２では、車の走行中に、進行方向に受ける風を用いて、発電タービンの回転羽根を回し、該タービンの発電器で発電して、充電池に充電させ、上記のような設備での充電回数を減らして、一充電で走行できる距離を伸ばそうとする技術の提案がなされている。
【特許文献１】特開２００９−６８４８２号
【特許文献２】特開２０００−５９９０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３は、本発明者が電気自動車やプラグインハイブリッド車用の補助充電用に実験的に作成した、そのような発電タービンの機構を模式的に表した概略図である。同図に示すように、自動車の進行方向に風洞１００が設置され、該風洞１００内に、タービン用の回転羽根２０が設けられている。該回転羽根２０には、自動車の走行と共に風洞１００内を吹き抜ける風を受ける複数枚のブレード２１〜２８が取り付けられている。従って、自動車が前進する度に該風洞１００内に風が吹き込み、該風洞１００内を吹き抜けようとする風をこれらのブレード２１〜２８の風受け面が受けて、該回転羽根２０を回転せしめる。その回転する力を発電器３００に伝達して発電させ、その電力を充電池４００に充電する構成である。
【０００６】
しかし、実際には、風洞１００内を風が吹き抜けようとする際に、これらの構成を駆動させようとする力（上記回転羽根２０を上記方向に回転させる力、その回転を発電器３００に伝達する際にロスする力、さらに発電器３００を所定の方向に回転させようとする力）の反作用で、逆に、風洞１００内を吹き抜けようとする風に対して抵抗が生じ、その抵抗によって、図４に示すように、一部は風洞１００入り側の方に逆流し、風洞１００入り側で、前方より吹き込む風によって、該風洞１００の外側へあふれ出す、所謂オーバーフロー状態となる。このあふれ出す風にさらに引っ張られて、益々オーバーフローが激しなり、思うような効率で発電がされないという問題を生じていた。
【０００７】
本発明は、以上のような問題に鑑み創案されたもので、オーバーフローによる発電効率のロスをなくして、高効率の発電及びそれに伴う充電率の向上が可能な発電タービンを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の構成は、風洞と、その風洞に１乃至複数枚突き出すブレードによって、該風洞を吹き抜ける風を受けて回転する回転羽根とが、設けられ、上記風洞を吹き抜ける風を受けてその力によって回わる回転羽根の回転を用いて発電器に発電させ、さらに電池に充電する発電タービンであって、前記風洞内であって、前記回転羽根の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁を設けて、回転羽根のブレードが本来風を受ける主風洞部分とそれとは別の従風洞部分を形成すると共に、前記回転羽根のいずれかのブレード先端位置が最も風洞側へ位置した場合に、該回転羽根のブレード先端位置が隔壁の延長線上に存在するように該回転羽根を設置し、さらに各回転羽根のブレード先端部に、その突端が回転羽根のブレードの風受け面より隔壁延長線を介して従風洞部分側に突出し、該従風洞部分側を吹き抜ける風を受ける補助ブレードを備えた構成とすることを基本的特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、上記隔壁によって形成された上記主風洞部分を吹き抜けようとする風は、回転羽根のブレードにぶつかって該回転羽根を回し、それによって発電器を発電せしめ、充電池の充電を行う。他方、上記主風洞部分に対して隔壁を挟んでその外側にも、上記したように、隔壁の入り側を回り込むようにオーバーフローが発生する。しかし、前方から吹き込む風によって、上記隔壁のもう一方の側にある従風洞部分側に、上記オーバーフロー分の風が回り込むことになる。すると、該従風洞部分側に流れ込んだ上記風は、上記補助ブレードの風受け面にキャッチされ、回転羽根を、同じ方向にさらに回す力を発生せしめることになる。従って、従風洞部分側に流れ込む該オーバーフロー分が、ロスされずに、反対に回転羽根の回転に更に作用するようになるため、発電器の発電ロスをその分なくし、発電効率を向上せしめることになって、それに伴って、充電率も高くなる。
【００１０】
前記回転羽根のいずれかのブレード先端位置が最も風洞側へ位置した場合に、該回転羽根のブレード先端位置が隔壁の延長線上に存在するように該回転羽根を設置することとしたのは、回転羽根のブレードが、隔壁によって形成された上記主風洞部分を吹き抜けようとする風を無駄なく正確にキャッチできるようにして、該ブレードの風受け面で受ける風によって、主体的に、回転羽根を回転させようとするためである。
【００１１】
他方、そのブレードの更に回転円外周側（ブレード先端側）に、上記補助ブレードを備え付けることで、従風洞部分側を吹き抜けようとするオーバーフロー分の風を、該補助ブレードの風受け面で受けて、回転羽根の回転効率をアップすることにねらいがある。すなわち、上記のように、従来の構成では、オーバーフロー分は、そのままロスして回転羽根の回転に作用していなかったが、本構成では、そのロス分を、上記のような構成によって、回転羽根の回転に作用できるようにしている。即ち、従来構成では、オーバーフロー分は、そのままロスして回転羽根の回転に作用していなかったが、本構成では、そのようなオーバーフロー分の風を、上記のように隔壁を設けて従風洞部分側を吹き抜けさせ、それを補助ブレードの風受け面でキャッチさせて、回転羽根の回転に作用できるようにしているおり、その分がロスせずに、回転羽根の回転効率を向上させている。
【００１２】
後述する実施例２で示すように、前記風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成にすると、入り側の風洞開口面積が広く、内部に進入するにつれて、上記開口面積が狭くなるので、丁度回転羽根、即ちブレード及び補助ブレードの風を受ける面近辺では、入り側より風速が高くなり、それだけ強い風が吹き抜けることになる。従ってその部分の風洞側にあるブレード及び補助ブレードの夫々風受け面は、それだけ強い風を受けることになるので、更に回転羽根の回転効率の向上につながる。より具体的には、該風洞が、ディフューザ状に構成されると良い。
【００１３】
さらに、風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であるとしても、後述する図２に示すように、風洞入り側の末広がり部分が、上記隔壁で区分けされた主風洞部分側と従風洞部分側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりＨ１が、主風洞部分の入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞の内周の狭まった部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間ｈ１が、本来風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにすると、次のようになる。すなわち、風洞入り側では、従風洞部分側の風の流れの速度と主風洞部分側の流れの速度とは同じである。しかし、元々従風洞部分の入り側の広がりＨ１は、主風洞部分の広がりＨ２より広いため、より大量の風を集めることができるのに対して、風洞内部に進入するに従って、回転羽根設置位置に近い風洞のくびれた位置の内周部分では、従風洞部分側の空間ｈ１が、主風洞部分側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）になっているため、逆に、上記オーバーフロー分を含む従風洞部分側の空間を吹き抜ける風の流速は、主風洞部分側の空間を吹き抜ける風の流速より大きく、従って、補助ブレードの風受け面で該風を受けて回転羽根を回そうとする力がさらに強く作用することになる。ただし、補助ブレードはあくまでブレードの補助であり、風を受ける面の大きさや風受け面形状がその基礎にある本来のブレードのように適切な大きさや形状にはなってはいないので、各補助ブレードの風受け面で受ける風の力は、各ブレードの風受け面で受ける風の力とほぼ等しいか或いはそれより少し少ない程度になっている。
【００１４】
従って、上述のように、本来ロスすることになるオーバーフロー分の風を、上記のように隔壁を設けて従風洞部分側を吹き抜けさせ、それを補助ブレードの風受け面でキャッチさせて、回転羽根の回転に作用させるようにしているだけでなく、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることにより、補助ブレードの風受け面で該風を受けて回転羽根を回そうとする力が一段と強く作用することになる結果、回転羽根の回転率の向上をより一層高めることになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明の構成によれば、隔壁によって形成された上記主風洞部分を吹き抜けようとする風が、回転羽根のブレードにぶつかって該回転羽根を回し、それによって発電器を発電せしめ、充電池の充電を行うというだけでなく、隔壁の入り側を回り込むように発生したオーバーフロー分が、前方から吹き込む風によって、上記隔壁のもう一方の側にある従風洞部分側に回り込み、上記補助ブレードの風受け面にキャッチされ、回転羽根を、同じ方向にさらに回す力を発生せしめることになるので、従風洞部分側に流れ込む該オーバーフロー分が、ロスせずに、反対に補助ブレードを介して回転羽根の回転に更に作用するようになり、発電器の発電効率を向上せしめることになり、それに伴って、充電率も高くなるという優れた効果を奏することになる。
【００１６】
また、風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成にすると、入り側の開口面積が広く、内部に進入するにつれて、その開口面積が狭くなるので、丁度回転羽根、即ちブレード及び補助ブレードの風を受ける面近辺では、入り側より風速が高くなり、それだけ強い風が吹き抜けることになって、その部分の風洞側にあるブレード及び補助ブレードの夫々の風受け面は、その分強い風を受けることになるため、更に回転羽根の回転効率を高めることになる。
【００１７】
加えて、風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であって、且つ風洞入り側の末広がり部分が、上記隔壁で区分けされた主風洞部分側と従風洞部分側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりＨ１が、主風洞部分の入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞の狭まった内周面部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間ｈ１が、本来風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにしてある場合、従来ロスしていたオーバーフロー分の風を、補助ブレードの風受け面でキャッチさせて、回転羽根の回転に作用させ、回転羽根の回転効率を向上させているという上記構成の効果に加えて、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることによって、補助ブレードの風受け面で該風を受けて回転羽根を回そうとする力がより一層強く作用する結果、回転羽根の回転率の向上をより一段と高めることができるようになるという、さらに高い効果の向上が見込めることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、電気自動車に搭載された、本発明に係る発電タービンの発電周りの構成を模式的に示した構成概略図である。
【００２０】
同図に示すように、本発電タービンは、上記電気自動車の走行方向に沿って風洞１００が設置され（図面右側が車の前進方向）、該風洞１００内を吹き抜ける風に対して、それに直行する方向に軸２００を有し、且つその軸２００が風突け抜け方向の脇にずれた状態で設置され、風を受けるブレード２１〜２８の各面が風吹き抜け方向に対して断面凹んだ状態に整形されていて、前記風洞１００側に存在する断面凹んだ状態のブレード２１〜２８面全面で、上記風洞１００を吹き抜ける風を受けて回転する回転羽根２０が設けられており、該回転羽根２０の回転力を用いて発電を行う発電器３００が該回転羽根２０の軸２００とベルト３００ａを介して備えられており、さらに該発電器３００で発電されて出力された電気を溜め込む充電器４００を有している。
【００２１】
上記回転羽根２０について、図面上、下に下がった位置に軸２００が設置されているので、風洞１００は、回転羽根２０の回転代（シロ）を確保するため、図面上、断面半円弧状に下方に突出した形を有している。
【００２２】
本構成では、前記風洞１００内であって、前記回転羽根２０の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁１を設けて、回転羽根２０のブレード２１〜２８が本来風を受ける主風洞部分Ｍとそれとは別の従風洞部分Ｓを形成している。それと共に、前記回転羽根２０のいずれかのブレード２１〜２８先端位置が最も風洞１００側へ位置した場合に、該回転羽根２０のそのブレード先端位置が隔壁１の延長線上に存在するように該回転羽根２０を設置している。さらに各回転羽根２０のブレード２１〜２８先端部に、その突端が回転羽根２０のブレード２１〜２８の風受け面より隔壁１延長線を介して従風洞部分Ｓ側に突出し、該従風洞部分Ｓ側を吹き抜ける風を受ける補助ブレード２１ａ〜２８ａを備えている。
【００２３】
以上の実施例構成によれば、上記隔壁１によって形成された上記主風洞部分Ｍを吹き抜けようとする風は、回転羽根２０のブレード２１〜２８にぶつかって該回転羽根２０を回し、それによって発電器３００を発電せしめ、充電池４００の充電を行う。他方、上記主風洞部分Ｍに対して隔壁１を挟んでその外側にも、上記したように、隔壁１の入り側を回り込むようにオーバーフローが発生する。しかし、前方から吹き込む風によって、上記隔壁１のもう一方の側にある従風洞部分Ｓ側に、上記オーバーフロー分の風が回り込むことになる。すると、該従風洞部分Ｓ側に流れ込んだ上記風は、上記補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面にキャッチされ、回転羽根２０を、同じ方向にさらに回す力を発生せしめることになる。従って、従風洞部分Ｓ側に流れ込む該オーバーフロー分が、ロスされずに、反対に回転羽根２０の回転に更に作用するようになるため、発電器３００の発電ロスをその分なくし、発電効率を向上せしめることになって、それに伴って、充電器４００への充電率も高くなる。
【００２４】
前記回転羽根２０のいずれかのブレード２１〜２８先端位置が最も風洞１００側へ位置した場合に、該回転羽根２０のブレード先端位置が隔壁１の延長線上に存在するように該回転羽根２０を設置することとしたのは、回転羽根２０のブレード２１〜２８が、隔壁１によって形成された上記主風洞部分Ｍを吹き抜けようとする風を無駄なく正確にキャッチできるようにして、該ブレード２１〜２８の風受け面で受ける風によって、主体的に、回転羽根２０を回転させようとするためである。
【００２５】
他方、そのブレード２１〜２８の更に回転円外周側（ブレード２１〜２８先端側）に、上記補助ブレード２１ａ〜２８ａを備え付けることで、従風洞部分Ｓ側を吹き抜けようとするオーバーフロー分の風を、該補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で受けて、回転羽根２０の回転効率をアップすることにねらいがある。すなわち、上記のように、従来の構成では、オーバーフロー分は、そのままロスして回転羽根２０の回転に作用していなかったが、本構成では、そのロス分を、上記のような構成によって、回転羽根２０の回転に作用できるようにしている。即ち、従来構成では、オーバーフロー分は、そのままロスして回転羽根２０の回転に作用していなかったが、本構成では、そのようなオーバーフロー分の風を、上記のように隔壁１を設けて従風洞部分Ｓ側を吹き抜けさせ、それを補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面でキャッチさせて、回転羽根２０の回転に作用できるようにしているおり、その分がロスせずに、回転羽根２０の回転効率を向上させている。
【００２６】
以上のように、本構成では、隔壁１によって形成された上記主風洞部分Ｍを吹き抜けようとする風が、回転羽根２０のブレード２１〜２８にぶつかって該回転羽根２０を回し、それによって発電器３００を発電せしめ、充電池４００の充電を行うというだけでなく、隔壁１の入り側を回り込むように発生したオーバーフロー分が、前方から吹き込む風によって、上記隔壁１のもう一方の側にある従風洞部分Ｓ側に回り込み、上記補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面にキャッチされ、回転羽根２０を、同じ方向にさらに回す力を発生せしめることになるので、従風洞部分Ｓ側に流れ込む該オーバーフロー分が、ロスせずに、反対に補助ブレード２１ａ〜２８ａを介して回転羽根２０の回転に更に作用するようになり、発電器３００の発電効率を向上せしめることになり、それに伴って、充電池４００の充電率も高くなるという優れた効果を奏することになる。
【実施例２】
【００２７】
図２は、同じく電気自動車に搭載された、本発明の第２の実施例に係る発電タービンの発電周りの構成を模式的に示した構成概略図である。
【００２８】
本実施例構成では、風洞１００の構成が、実施例１に示した構成のものとは異なっており、それ以外の構成は該実施例と同じであるので、それらの詳細な説明については省略する（同じ構成には同じ番号が付いている）。
【００２９】
本実施例構成では、前記風洞１００の少なくとも入り側が、自動車の通常の進行方向の風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成となっている。
【００３０】
そのような構成にすると、入り側の風洞開口面積が広く、内部に進入するにつれて、その開口面積が狭くなるので、丁度回転羽根２０、即ちブレード２１〜２８及び補助ブレード２１ａ〜２８ａの風を受ける面近辺では、入り側より風速が高くなり、それだけ強い風が吹き抜けることになる。従ってその近辺部分の風洞１００側にあるブレード２１〜２８及び補助ブレード２１ａ〜２８ａの夫々風受け面は、それだけ強い風を受けることになるので、更に回転羽根２０の回転効率の向上につながる。本実施例構成では、上記風洞１００が、図示したように、ディフューザ状に構成されている。
【００３１】
さらに、本実施例構成では、該風洞１００入り側の末広がり部分が、上記隔壁１で区分けされた主風洞部分Ｍ側と従風洞部分Ｓ側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓの入り側の広がりＨ１が、主風洞部分Ｍの入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）より大きく、逆に、前記風洞１００の内周の狭まった部分では、回転羽根２０近くの隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓ側の空間ｈ１が、本来風を受ける主風洞部分Ｍの回転羽根ブレード２１〜２８側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されている。
【００３２】
そのような構成となっているため、まず、風洞１００の入り側では、従風洞部分Ｓ側の風の流れの速度と主風洞部分Ｍ側の流れの速度とは同じである。しかし、元々従風洞部分Ｓの入り側の広がりＨ１は、主風洞部分Ｍの広がりＨ２より広い（大きい）ため（Ｈ１＞Ｈ２）、より大量の風を集めることができるのに対して、風洞１００内部に進入するに従って、回転羽根２０設置位置に近い風洞１００のくびれた位置の内周部分では、従風洞部分Ｓ側の空間ｈ１が、主風洞部分Ｍ側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）になっているため、逆に、上記オーバーフロー分を含む従風洞部分Ｓ側の空間を吹き抜ける風の流速は、主風洞部分Ｍ側の空間を吹き抜ける風の流速より大きく、従って、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で該風を受けて回転羽根２０を回そうとする力がさらに強く作用することになる。ただし、補助ブレード２１ａ〜２８ａはあくまでブレード２１〜２８の補助であり、風を受ける面の大きさや風受け面形状がその基礎にある本来のブレード２１〜２８のように適切な大きさや形状にはなってはいないので、各補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で受ける風の力は、各ブレード２１〜２８の風受け面で受ける風の力とほぼ等しいか或いはそれより少し少ない程度になっている。
【００３３】
従って、上述のように、本来ロスすることになるオーバーフロー分の風を、上記のように隔壁１を設けて従風洞部分Ｓ側を吹き抜けさせ、それを補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面でキャッチさせて、回転羽根２０の回転に作用させるようにしているだけでなく、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることにより、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で該風を受けて回転羽根２０を回そうとする力が一段と強く作用することになる結果、回転羽根２０の回転率の向上をより一層高めることになる。
【００３４】
以上詳述したように、本実施例構成では、風洞１００の少なくとも入り側が、車の本来の進行方向に沿って風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成としているため、入り側の開口面積が広く、内部に進入するにつれて、上記開口面積が狭くなり、それによって、丁度回転羽根２０、即ちブレード２１〜２８及び補助ブレード２１ａ〜２８ａの風を受ける面近辺では、入り側より風速が高くなり、それだけ強い風が吹き抜けることになって、その部分の風洞１００側にあるブレード２１〜２８及び補助ブレード２１ａ〜２８ａの夫々の風受け面は、その分強い風を受けることになる。従って、更に回転羽根２０の回転効率を高めることになる。
【００３５】
加えて、風洞１００の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であって、且つ風洞１００入り側の末広がり部分が、上記隔壁１で区分けされた主風洞部分Ｍ側と従風洞部分Ｓ側とで、図２上断面非対称であり、前記隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓの入り側の広がりＨ１が、主風洞部分Ｍの入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞１００の狭まった内周面部分では、回転羽根２０近くの隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓ側の空間ｈ１が、本来風を受ける主風洞部分Ｍの回転羽根ブレード２１〜２８側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにしてあるので、従来ロスしていたオーバーフロー分の風を、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面でキャッチさせて、回転羽根２０の回転に作用させ、回転羽根２０の回転効率を向上させているという上記構成の効果に加えて、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることによって、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で該風を受けて回転羽根２０を回そうとする力がより一層強く作用する結果、回転羽根２０の回転率の向上をより一段と高めることができるようになるという、さらに高い効果の向上が見込めることになる。
【００３６】
尚、本発明に係る発電タービンは、上述の図示例に示す電気自動車用の充電に使用されるものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の発電タービンは、電気自動車やプラグインハイブリッド車用以外にも、たとえば、発電施設用にも利用できるなど、風を利用して発電できるものであれば、他への利用も可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る発電タービンの発電周りの構成を模式的に示した構成概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る発電タービンの発電周りの構成を模式的に示した構成概略図である。
【図３】本発明者が電気自動車やプラグインハイブリッド車用の補助充電用に実験的に作成した従来の発電タービンの機構を模式的に表した概略図である。
【図４】上記図３の構成で、回転羽根２０等を回そうとする際に発生する抵抗によって、風洞１００入り側の方に逆流が発生し、風洞１００入り側で、前方より吹き込む風によって、該風洞１００の外側へあふれ出す、所謂オーバーフロー状態となる理由を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１            隔壁
２０            回転羽根
２１〜２８      ブレード
２１ａ〜２８ａ  補助ブレード
１００            風洞
２００            軸
３００            発電器
３００ａ          ベルト
４００            充電池
【図１】
2011163299.tif 000003
【図２】
2011163299.tif 000004
【図３】
2011163299.tif 000005
【図４】
2011163299.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風洞と、その風洞に１乃至複数枚突き出すブレードによって、該風洞を吹き抜ける風を受けて回転する回転羽根とが、設けられ、上記風洞を吹き抜ける風を受けてその力によって回わる回転羽根の回転を用いて発電器に発電させ、さらに電池に充電する発電タービンにおいて、
前記風洞内であって、前記回転羽根の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁を設けて、回転羽根のブレードが風を受ける主風洞部分とそれとは別の従風洞部分を形成すると共に、前記回転羽根のいずれかのブレード先端位置が最も風洞側へ位置した場合に、該回転羽根のブレード先端位置が隔壁の延長線上に存在するように該回転羽根を設置し、さらに各回転羽根のブレード先端部に、その突端が回転羽根のブレードの風受け面より隔壁延長線を介して従風洞部分側に突出し、該従風洞部分側を吹き抜ける風を受ける補助ブレードを備えた構成とすることを特徴とする発電タービン。
【請求項２】
前記風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であることを特徴とする請求項１記載の発電タービン。
【請求項３】
前記風洞がディフューザ状に構成されることを特徴とする請求項２記載の発電タービン。
【請求項４】
風洞入り側の末広がり部分が断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりが、主風洞部分の入り側の広がりより大きく、逆に、前記風洞の内周の狭まった部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間が、風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間より狭い状態に構成されたことを特徴とする請求項２又は３記載の発電タービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の構成は、風洞と、その風洞に１乃至複数枚突き出すブレードによって、該風洞を吹き抜ける風を受けて回転する回転羽根とが、設けられ、上記風洞を吹き抜ける風を受けてその力によって回わる回転羽根の回転を用いて発電器に発電させ、さらに電池に充電する発電タービンであって、前記風洞内であって、前記回転羽根の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁を設けて、回転羽根のブレードが風を受ける主風洞部分とそれとは別の従風洞部分を形成すると共に、前記回転羽根のいずれかのブレード先端位置が最も風洞側へ位置した場合に、該回転羽根のブレード先端位置が隔壁の延長線上に存在するように該回転羽根を設置し、さらに各回転羽根のブレード先端部に、その突端が回転羽根のブレードの風受け面より隔壁延長線を介して従風洞部分側に突出し、該従風洞部分側を吹き抜ける風を受ける補助ブレードを備えた構成とすることを基本的特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であるとしても、後述する図２に示すように、風洞入り側の末広がり部分が、上記隔壁で区分けされた主風洞部分側と従風洞部分側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりＨ１が、主風洞部分の入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞の内周の狭まった部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間ｈ１が、風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにすると、次のようになる。すなわち、風洞入り側では、従風洞部分側の風の流れの速度と主風洞部分側の流れの速度とは同じである。しかし、元々従風洞部分の入り側の広がりＨ１は、主風洞部分の広がりＨ２より広いため、より大量の風を集めることができるのに対して、風洞内部に進入するに従って、回転羽根設置位置に近い風洞のくびれた位置の内周部分では、従風洞部分側の空間ｈ１が、主風洞部分側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）になっているため、逆に、上記オーバーフロー分を含む従風洞部分側の空間を吹き抜ける風の流速は、主風洞部分側の空間を吹き抜ける風の流速より大きく、従って、補助ブレードの風受け面で該風を受けて回転羽根を回そうとする力がさらに強く作用することになる。ただし、補助ブレードはあくまでブレードの補助であり、風を受ける面の大きさや風受け面形状がその基礎にある本来のブレードのように適切な大きさや形状にはなってはいないので、各補助ブレードの風受け面で受ける風の力は、各ブレードの風受け面で受ける風の力とほぼ等しいか或いはそれより少し少ない程度になっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
加えて、風洞の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であって、且つ風洞入り側の末広がり部分が、上記隔壁で区分けされた主風洞部分側と従風洞部分側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁で隔てられた従風洞部分の入り側の広がりＨ１が、主風洞部分の入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞の狭まった内周面部分では、回転羽根近くの隔壁で隔てられた従風洞部分側の空間ｈ１が、風を受ける主風洞部分の回転羽根ブレード側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにしてある場合、従来ロスしていたオーバーフロー分の風を、補助ブレードの風受け面でキャッチさせて、回転羽根の回転に作用させ、回転羽根の回転効率を向上させているという上記構成の効果に加えて、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることによって、補助ブレードの風受け面で該風を受けて回転羽根を回そうとする力がより一層強く作用する結果、回転羽根の回転率の向上をより一段と高めることができるようになるという、さらに高い効果の向上が見込めることになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本構成では、前記風洞１００内であって、前記回転羽根２０の設置位置より風の入り側に、該風の流れに沿ってその流れを２つの段に分ける隔壁１を設けて、回転羽根２０のブレード２１〜２８が風を受ける主風洞部分Ｍとそれとは別の従風洞部分Ｓを形成している。それと共に、前記回転羽根２０のいずれかのブレード２１〜２８先端位置が最も風洞１００側へ位置した場合に、該回転羽根２０のそのブレード先端位置が隔壁１の延長線上に存在するように該回転羽根２０を設置している。さらに各回転羽根２０のブレード２１〜２８先端部に、その突端が回転羽根２０のブレード２１〜２８の風受け面より隔壁１延長線を介して従風洞部分Ｓ側に突出し、該従風洞部分Ｓ側を吹き抜ける風を受ける補助ブレード２１ａ〜２８ａを備えている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
さらに、本実施例構成では、該風洞１００入り側の末広がり部分が、上記隔壁１で区分けされた主風洞部分Ｍ側と従風洞部分Ｓ側とで、図面上断面非対称であり、前記隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓの入り側の広がりＨ１が、主風洞部分Ｍの入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）より大きく、逆に、前記風洞１００の内周の狭まった部分では、回転羽根２０近くの隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓ側の空間ｈ１が、風を受ける主風洞部分Ｍの回転羽根ブレード２１〜２８側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
加えて、風洞１００の少なくとも入り側が、風上側に行くに従って末広がり状に広がる構成であって、且つ風洞１００入り側の末広がり部分が、上記隔壁１で区分けされた主風洞部分Ｍ側と従風洞部分Ｓ側とで、図２上断面非対称であり、前記隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓの入り側の広がりＨ１が、主風洞部分Ｍの入り側の広がりＨ２より大きく（Ｈ１＞Ｈ２）、逆に、前記風洞１００の狭まった内周面部分では、回転羽根２０近くの隔壁１で隔てられた従風洞部分Ｓ側の空間ｈ１が、風を受ける主風洞部分Ｍの回転羽根ブレード２１〜２８側の空間ｈ２より狭い状態（ｈ１＜ｈ２）に構成されるようにしてあるので、従来ロスしていたオーバーフロー分の風を、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面でキャッチさせて、回転羽根２０の回転に作用させ、回転羽根２０の回転効率を向上させているという上記構成の効果に加えて、上記空間の構成（Ｈ１＞Ｈ２、ｈ１＜ｈ２）とすることによって、補助ブレード２１ａ〜２８ａの風受け面で該風を受けて回転羽根２０を回そうとする力がより一層強く作用する結果、回転羽根２０の回転率の向上をより一段と高めることができるようになるという、さらに高い効果の向上が見込めることになる。