(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギーの節約及び二酸化炭素等の削減ができるように風力エネルギーを利用して機械動力に変換し、且つ空気を清浄化することができる空気浄化機能付のエネルギー変換装置を提供する。【解決手段】エネルギー変換装置は、垂直に立てられた固定軸１１を有する支持ユニット１０と、気体を圧縮して気体を上昇させるように作動する風車ユニットであって、固定軸１１に対して回転自在に設けられた風車ユニット３１と、風車ユニット３２の上方に取り付けられ、気体が流れ込むと共に排出されるチャンバー４３と、チャンバー４３内に設けられ、気体に含まれた大気汚染物質を取り除くための清浄化ユニット６と、を備えている。【選択図】図３
0003163833.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
垂直に立てられた固定軸を有する支持ユニットと、
気体を圧縮して上昇させるように作動する風車ユニットであって、前記固定軸に対して回転可能に設けられた風車ユニットと、
前記風車ユニットの上方に取り付けられ、前記気体が流れ込むと共に排出されるチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、前記気体に含まれた大気汚染物質を取り除くための清浄化ユニットと、
を備えていることを特徴とするエネルギー変換装置。
【請求項２】
前記固定軸には、前記固定軸の軸方向に沿って延伸されて前記チャンバーに連通するパスが形成され、
前記パスに連通する通気管が更に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項３】
前記チャンバーの内部に前記固定軸と連結された噴霧手段が設置され、前記パスからの気体が前記噴霧手段を介して前記チャンバーに入ることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー変換装置。
【請求項４】
前記パス内に前記チャンバーに入る気体を掻き回す回転手段を設けていることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー変換装置。
【請求項５】
前記清浄化ユニットは、二酸化炭素を吸収する吸収材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項６】
前記風車ユニットは、
前記固定軸の外側に外部と前記チャンバーに連通する通路を画成する囲い壁と、
前記固定軸に対して回転可能に前記固定軸を取り囲んで設けられた第１のブレードと、
前記囲い壁から突き出て前記固定軸に対して回転可能に設けられた少なくとも１つの第２のブレードとを有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項７】
前記第１のブレードは、その一部が窪んだ風受け面と、その一部が膨らみ前記風受け面とは背中合わせの風抵抗面とを有することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー変換装置。
【請求項８】
前記風車ユニットは、前記第１のブレードと異なる形状をし、前記第１のブレードを取り囲んで設けられた第３のブレードを更に有することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー変換装置。
【請求項９】
前記第１のブレードはサボニウス形、前記第３のブレードはダリウス形であることを特徴とする請求項８に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１０】
前記第１のブレードの前記固定軸側の内側部と、対応する前記固定軸の一部とは互いに反発するように前記第１のブレード及び前記固定軸が磁化されていることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１１】
前記風車ユニットは第１の風車ユニットとし、
前記第１の風車ユニットと連動して回転するように前記第１の風車ユニットの下方に取り付けられた第２の風車ユニットを更に有し、
前記第２の風車ユニットは、前記第１の風車ユニットの下部に連結されて前記気体をガイドするガイド座と、前記ガイド座の下部に設けられたガイドブレードとを有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１２】
前記第２の風車ユニットを支持するように前記第２の風車ユニットが載置されたブラケット座を更に有し、
前記ブラケット座は、前記固定軸が嵌挿するベースと、前記ベースの外周から直立して突き出たフランジとからなり、
前記第２の風車ユニットが前記ベースから浮き上がるよう前記フランジの上端部の磁極が前記ガイドブレードの磁極と同じになるように前記フランジは磁化されていることを特徴とする請求項１１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１３】
前記ガイドブレードのそれぞれは、前記固定軸に対向する内面と、前記内面とは背中合わせの外面とを有し、
前記第２の風車ユニットは、それぞれ互いに所定の間隔をおいて並んでいる複数の羽根セットを更に有し、
各前記羽根セットは、前記ガイドブレードの内面に連結されて前記固定軸に向かって延伸した内羽根と、前記外面に連結されて外側に延伸した外羽根とを備えていることを特徴とする請求項１１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１４】
前記内羽根の前記固定軸側の自由端部として、対応する前記固定軸の一部と同じ磁極に、前記内羽根の前記内面と連結された固定端部として、前記外羽根の対応する固定端部と異なる磁極になるように、前記固定軸及び前記羽根セットが磁化されていることを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１５】
前記第２の風車ユニットに連結された発電ユニットを更に有し、
前記発電ユニットは、前記羽根セットの回転による磁界の変化により誘導電流を生じるコイルと、前記コイルに電気的に連結されたリード線と、前記リード線に電気的に連結された蓄電池とを有することを特徴とする請求項１４に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１６】
前記羽根セットは、前記ガイドブレードのそれぞれに対して、所定の間隔をおいて上下合せて２つずつ配置され、
前記コイルは、上下配置された２つの前記羽根セットの間に架設されていることを特徴とする請求項１５に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１７】
前記風車ユニットと連動する集光ユニットを更に有し、前記集光ユニットは前記チャンバーの上方に取り付けられた集光面を有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１８】
前記集光面に、少なくとも１つの集光レンズが配設されることを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１９】
前記集光ユニットは、前記集光面と連結されて前記集光面と共に前記チャンバーを画成するベース面と、前記チャンバーに連通されると共に互いに所定の間隔をおいて前記風車ユニットの回転方向と逆向きに開口されるように前記集光面に設けられた少なくとも２つのジェット孔を更に有することを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー変換装置。
【請求項２０】
複数のエネルギー変換装置からなるエネルギー変換システムであって、
各前記エネルギー変換装置は、
垂直に立てられた固定軸を有する支持ユニットと、
気体を圧縮して上昇させるように作動する風車ユニットであって、前記固定軸に対して回転可能に設けられた第１の風車ユニットと、
前記第１の風車ユニットの上方に取り付けられ、前記気体が流れ込むと共に排出されるチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、前記気体に含まれた大気汚染物質を取り除くための清浄化ユニットと、
前記第１の風車ユニットと連動して回転するように前記第１の風車ユニットの下方に取り付けられた第２の風車ユニットとを備え、
前記第２の風車ユニットは、前記第１の風車ユニットの下部に前記固定軸を取り囲んで設けられた複数のガイドブレードと、それぞれが各前記ガイドブレードに互いに所定の間隔をおいて並んで設けられた複数の羽根セットを有し、
各前記羽根セットは、前記ガイドブレードの固定軸側の内面に連結されて前記固定軸に向かって延伸した内羽根と、前記内面とは背中合わせの外面に連結されて外側に延伸した外羽根とを備え、
これらのエネルギー変換装置が互いに隣接して配置され、
これらの隣接する各前記エネルギー変換装置の間で、前記外羽根どうしが互いに反発するように、各前記外羽根の外側の自由端部が同じ磁極になるように前記羽根セットが磁化されていることを特徴とするエネルギー変換システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、エネルギー変換装置に関し、特に風力エネルギーを機械動力に変換し、且つ空気を清浄化することができる空気清浄機能付のエネルギー変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への関心が高まる中、地球環境への負荷の少ないクリーンエネルギーとして風力等の自然エネルギーを利用する発電システムが注目されている。風力発電は、一般的に水平軸型風力発電装置と垂直軸型風力発電装置とに大別される。水平軸型風力発電装置の発電コストは伝統的なエネルギーを利用した発電コストと同等程度にまで抑えられるようになったが、風力の強弱変化によって安定して発電できないという難点がある。また、設置場所を広く取らなければならず、辺鄙なところに設置されることが多いが、土地の有効利用や電気エネルギーの長距離伝送という点で不利である。その上、ブレードや発電機を高所に取り付けなければならないため、設置・メンテナンス時に手間がかかるという問題点もある。
【０００３】
一方、垂直軸型風力発電装置は、ブレードの回転軸が水平面に対して垂直となるタイプで、重量物を地面に設置することができるので小型化することが可能で、人口集中区域にも設置することができるが、有効な発電効率が得られないため、今まで普及が進んでいなかった。
【０００４】
また、地球環境を守る意識が高まっている中、エネルギーの節約及びＣＯ２の削減がすでに重視されており、新しいエネルギーの開発に励む一方、大気中に放出するガスをも無視することはできない。とりわけ地球温暖化をもたらすガスにおけるＣＯ２等のガス濃度を下げることも努力目標になっている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エネルギーの節約及び二酸化炭素等の削減ができるように風力エネルギーを利用して機械動力に変換し、且つ空気を清浄化することができる空気浄化機能付のエネルギー変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成すべく、本考案は、垂直に立てられた固定軸を有する支持ユニットと、気体を上昇させるように作動する風車ユニットであって、固定軸に対して回転自在に設けられた風車ユニットと、風車ユニットの上方に取り付けられ、気体が流れ込むと共に排出されるチャンバーと、チャンバー内に設けられ、気体に含まれた大気汚染物質を取り除くための清浄化ユニットと、を備えていることを特徴とするエネルギー変換装置を提供する。
【０００７】
本考案はまた、複数のエネルギー変換装置からなるエネルギー変換システムを提供する。本考案のエネルギー変換システムにおいて、各エネルギー変換装置は、垂直に立てられた固定軸を有する支持ユニットと、気体を圧縮して上昇させるように作動する風車ユニットであって、固定軸に対して回転可能に設けられた第１の風車ユニットと、第１の風車ユニットの上方に取り付けられ、気体が流れ込むと共に排出されるチャンバーと、チャンバー内に設けられ、気体に含まれた大気汚染物質を取り除くための清浄化ユニットと、第１の風車ユニットと連動して回転するように第１の風車ユニットの下方に取り付けられた第２の風車ユニットとを備え、第２の風車ユニットのそれぞれは、第１の風車ユニットの下部に固定軸を取り囲んで設けられた複数のガイドブレードと、それぞれが各ガイドブレードに互いに所定の間隔をおいて並んで設けられた複数の羽根セットを有し、各羽根セットは、ガイドブレードの固定軸側の内面に連結されて固定軸に向かって延伸した内羽根と、内面とは背中合わせの外面に連結されて外側に延伸した外羽根とを備え、これらのエネルギー変換装置が互いに隣接して配置され、これらの隣接する各エネルギー変換装置の間で、外羽根どうしが互いに反発するように、各外羽根の外側の自由端部が同じ磁極になるように羽根セットが磁化されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】
本考案は、風力エネルギーを利用して機械動力に変換するように構成され、且つ空気を清浄化することができる空気浄化機能も付いているので、エネルギーの節約及び二酸化炭素等の削減ができるエネルギー変換装置及びエネルギー変換システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案に係るエネルギー変換装置の第１の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るエネルギー変換装置の一部を断面して示す側面図である。
【図３】第１の実施形態に係るエネルギー変換装置を示す側面断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るエネルギー変換装置の一部を示す側面断面図である。
【図５】図２における５−５線の断面図である。
【図６】図２における６−６線の断面図である。
【図７】第１の風車ユニットを示す上面断面図である。
【図８】第１の風車ユニットを示す底面断面図である。
【図９】本考案に係るエネルギー変換装置の第２の実施形態の一部を概略的に示す側面断面図である。
【図１０】本考案に係るエネルギー変換装置の第３の実施形態を示す側面断面図である。
【図１１】本考案の一実施形態に係るエネルギー変換システムを概略的に示す図である。
【図１２】本考案に係るエネルギー変換システムの一部を概略的に示す側面断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００１１】
[第１例]  
[第１の実施形態]  
図１は本考案に係るエネルギー変換装置の第１の実施形態を概略的に示す斜視図、図２は同エネルギー変換装置の一部を断面して示す側面図、図３は同エネルギー変換装置を示す側面断面図、図４はエネルギー変換装置の一部を示す側面断面図、図５は図２における５−５線の断面図、図６は図２における６−６線の断面図、図７は第１の風車ユニットを示す上面断面図、図８は第１の風車ユニットを示す底面断面図である。
【００１２】
この実施の形態のエネルギー変換装置１は、例えば地面などの土台に設置されて、支持ユニット１０と、第１の風車ユニット３１と、チャンバー４３と、清浄化ユニット６とを備えている。
【００１３】
支持ユニット１０は、第１の風車ユニット３１を支持する固定軸１１が垂直に立てられている。固定軸１１の下部に符号で明示しない三脚フレームが立てられて、第１の風車ユニット３１と三脚フレームの間にブラケット座１２が配置されている。ブラケット座１２は固定軸１１が挿通する円板状のベース１２１と、ベース１２１の外周から直立して突き出たフランジ１２２とからなる。
【００１４】
固定軸１１は、図示の如く垂直に設けられた例えば円筒状の管材から構成され、風車ユニット３１を支持するために必要な強度があればよく、適宜公知の部材を使用可能なことはいうまでもない。固定軸１１の外周面には複数の固定ブレード１３、１３、・・・が互いに所定の間隔をおいて突き出ている。また、固定軸１１には、固定軸１１の軸方向に沿って延伸されてチャンバー４３に連通するパス１１０が形成されており、固定軸１１の下部にパス１１０に連通する通気管２４が更に取り付けられ、固定軸１１の上部に好ましくはパス１１０のチャンバー４３への開口付近に噴霧手段２３が取り付けられている。このように、パス１１０からの気体が噴霧手段２３を介してチャンバー４３に入るようになっている。
【００１５】
風車ユニット３１は、気体を圧縮して上昇させるように作動するものであって、具体的に図４に示されているように外部とチャンバー４３とに連通する通路３１４を画成する囲い壁３１１と、固定軸１１に対して回転可能に固定軸１１を取り囲んで設けられた例えば２枚の第１のブレード３１５、３１５と、囲い壁３１１から突き出て固定軸１１に対して回転可能に設けられた少なくとも１つの第２のブレード３１３、３１３、・・・とを有する。この形態において、固定ブレード１３と第２のブレード３１３とは、それぞれ間隔をおいて突き出て囲い壁３１１内において下側が長く、上側が短く突き出るくし状に形成されている。そして、第１のブレード３１５はそれぞれの底部が囲い壁３１１の上面の曲り形状に沿ってらせん状に延伸し断面がほぼ半円形に形成されたサボニウス形である。
【００１６】
囲い壁３１１は図３、４に示されているように、下側から上側に向かって次第に径小になるラッパー状に形成されている。通路３１４は、固定ブレード１３及び第２のブレード３１３の間に挟まれるように形成され、内部での気圧の変化を付けるために、上側に行くほど径小になっている。第１のブレード３１５、３１５は、図５に示すようにそれぞれの一側部３１７、３１７が固定軸１１を囲うように対向し、他側部３１８が囲い壁３１１の外周縁に至るように形成されている。
【００１７】
また風車ユニット３１は、複数枚の第３のブレード３１６を更に設けている。第３のブレード３１６はそれぞれの両端が囲い壁３１１の外周縁とチャンバー４３の外縁とに接続され、中央部付近が放物線状に外側に膨らむダリウス形である。第３のブレード３１６は省略することも可能であるが、風を受けたときの回転動力を増強すると共に、第１のブレード３１５の風抵抗面の気体抵抗を下げるように気体の流れをガイドする役割を果たすように必要に応じて設置するのが好ましい。
【００１８】
この実施形態は、ブラケット座１２に支持されるようにブラケット座１２と第１の風車ユニット３１の間に、第２の風車ユニット３３を更に有する。この第２の風車ユニット３３として第１の風車ユニット３１と連動して回転するように第１の風車ユニット３１の下方に取り付けられており、より具体的に、第１の風車ユニット３３の下部に連結されて気体をガイドするガイド座３４と、ガイド座３４の下部に設けられたガイドブレード３６とを有する。
【００１９】
ガイド座３４はこの例において、図１、２に示されているように、上側が径小、下側が径大の円筒形をしており、取り入れられた気体を良好にガイドするガイド空間３４２を画成する周壁３４０がある。周壁３４０の外面には、図２に示されているように、所定の角間隔をおいて外面側が凹み、内面側が膨出部となって膨らんで水滴形状をしたガイド溝３４３が複数形成されている。これによって、ガイド座３４の外面における気体の流れを良好にすると共に、ガイド座３４の風受け面積を増加することができる。このようにすると、第２の風車ユニット３３の気体を受けて回転する動力を強めることができる。
【００２０】
また、ガイド座３４内には複数枚の控えプロペラ３５、３５、・・・が突き出されて設けられ、各控えプロペラ３５、３５、・・・がらせん状をしそれぞれの一端部が周壁３４０の内面に連結され、他端部が固定軸１１に接触せずに突き出るように設けられている。
【００２１】
ガイドブレード３６として例えばダリウス形ブレードが用いられ、これはブラケット座１２のベース１２１の上に直立されてガイド座３４の下端周縁と連結されウィングのような肉厚を持った短冊状のものである。この例において各ガイドブレード３６は、固定軸１１に対向する内面３６１と、内面３６１とは背中合わせの外面３６２とを有する。
【００２２】
第２の風車ユニット３３は、それぞれ互いに所定の間隔をおいて並んでいる複数の羽根セット３７を更に有する。各羽根セット３７は、ガイドブレード３６の内面３６１に連結されて固定軸１１に向かって延伸した内羽根３７１と、外面３６２に連結されて外側に延伸した外羽根３７２とを備えている。なお、内羽根３７１及び外羽根３７２は、らせん状プロペラが用いられる。この例において、羽根セット３７は、ガイドブレード３６のそれぞれに対して、所定の間隔をおいて上下合せて２つずつ配置されている。
【００２３】
外羽根３７２としては、風を受けたときより強い回転力を発生し得る形状であれば良く、本形態において、例えばらせん状プロペラを用いる。なお、外羽根３７２を設置することによって、風車ユニットの回転安定性を増すことができる。
【００２４】
また、気体の流れをより良好にガイドするために、第１の風車ユニット３１及び第２の風車ユニット３３の間に控え風車ユニット３２が更に設けられている。この例において、控え風車ユニット３２は、固定軸２１の周りでガイド座３４の上端周縁と第１の風車ユニット３２の下端周縁に接続したと共に所定角間隔をおいて設けられた控えブレード３２１、３２１、・・・を複数枚備えている。控えブレード３２１として図示のようにダリウス形ブレードが用いられ、ウィングのような肉厚を持った短冊状のものである。
【００２５】
本考案のエネルギー変換装置１では、第１のブレード３１５は、風受け面３０１と、風受け面３０１とは背中合わせの風抵抗面３０２とを有する。風抵抗面３０２は一部が膨らみ例えば複数の突起が所定の間隔をおいて形成され、且つ、風受け面３０１は一部が窪んで例えば複数の凹みが所定の間隔をおいて形成されている。例えば、図７に示すように、風受け面３０１には突起に対応する所に複数の凹み３１９、３１９、・・・が設けられている。このように、凹み３１９、３１９、・・・によって風受け面積を大きくすることができ、風抵抗面３０２の複数の突起によって、気体の乱流や干渉を避けることができると共に、風の抵抗力を軽減することができる。なお、全てのブレード及びプロペラの風の受け面と抵抗面に凹み(突起)が形成されることが好ましく、構造強度の増強及び軽量化のためにハニカム構造のように複数の六角形状の凹み(突起)を形成することがより好ましい。また、凹み３１９の形状は六角形状に限らず、ゴルフボールの表面に形成された凹みのように形成されてもよい。囲い壁３１１の外面にも複数の凹み３１９と同様の凹みを形成してもよい。
【００２６】
本考案のエネルギー変換装置１では、固定軸１１に対して回転可能に構成され且つ第１の風車ユニット３１と連動する集光ユニット４を更に有し、集光ユニット４はチャンバー４３の上方に取り付けられた集光面４２０を有する。集光面４２０として、少なくとも１つの集光レンズ４２が配設されてなり、好ましくは、集光できる凸レンズ或いは他の集光レンズを複数使って半球面の立体形状に連結してなる。
【００２７】
この実施の形態において、集光ユニット４は、集光面４２０と連結されて集光面４２０と共にチャンバー４３を画成するベース面４１と、チャンバー４３に連通されると共に互いに所定の間隔をおいて風車ユニット３１の回転方向と逆向きに開口されるように集光面４２０に設けられた少なくとも２つのジェット孔４４を更に有する。
【００２８】
ベース面４１は水平のディスク形状をなす。固定軸１１が、ベース面４１のほぼ中央に挿通されてチャンバー４３内に延伸される。第１のブレード３１５の上端縁がベース面４１の下面に固定されている。
【００２９】
本考案のエネルギー変換装置１は、集光ユニット４によってチャンバー４３へ集光されると、チャンバー４３が加熱され、チャンバー４３内の気体が高温・高圧の気体となり、チャンバー４３内の気圧が大気圧より高くなったとき、チャンバー４３内の気体がジェット孔４４から吐出されると、吐出された気体による反作用力によって集光ユニット４が回転され、第１の風車ユニット３１が連動して回転するようになっている。
【００３０】
本考案のエネルギー変換装置１において、発電ユニット５を更に有し、発電ユニット５は、第２の風車ユニット３３の羽根セット３７に連結され羽根セット３７の回転による磁界の変化により誘導電流を生じるコイル５１と、コイル５１に電気的に連結されたリード線５２と、リード線５２に電気的に連結された蓄電池５３とを有する。
【００３１】
コイル５１は、第２の風車ユニット３３内に上下配置された２つの羽根セット３７、３７の間に架設されている。  
本考案のエネルギー変換装置１では、一部の構成部材が磁化されており所定の磁極をもたせるようになっていることにより、風車ユニット３１、３３などの回転部材が良好に回転できるように構成されている。なお、図中、Ｎ極を第１の磁極とし、Ｓ極を第２の磁極とする。
【００３２】
第２の風車ユニット３３がベース１２１から浮き上がるようフランジ１２２の上端部の磁極がガイドブレード３６の磁極と同じになるようにフランジ１２２は磁化されている。ここでは、ガイドブレード３６の下端部とフランジ１２２の上周縁部とが第１の磁極（Ｎ）を、フランジ１２２の下周縁部が第２の磁極（Ｓ）を持たせるように磁化されている。このようにすると、第２の風車ユニット３３がベース１２１から浮き上がるので、第２の風車ユニット３３がベース１２２上を回転するときの機械的な摩擦抵抗力を無くすことができる。
【００３３】
また、内羽根３７１の固定軸１１側の自由端部として、対応する固定軸１１の一部と同じ磁極に、内羽根３７１の内面３６１と連結された固定端部として、外羽根３７２の対応する固定端部と異なる磁極になるように、固定軸１１及び羽根セット３７が磁化されている。図２に示されているように、固定軸１１の第２の風車ユニット３３側の一部は上側が第１の磁極（Ｎ）と、下側が第２の磁極（Ｓ）と磁化されている。第２の風車ユニット３３内の上側の内羽根３７１の自由端部が固定軸１１の前記一部に対応してその上側と同様に第１の磁極（Ｎ）と磁化されている。下側の内羽根３７１の自由端部が前記一部の下側と同様に第２の磁極（Ｓ）と磁化されている。このようにすると、内羽根３７１と固定軸１１との間の反発力によって、両者が所定の間隔をおいて離れるように保つことができるため、回転するときの機械的な摩擦抵抗力を無くすことができ、振動やノイズを軽減することができる。なお、回転するときの機械的な摩擦抵抗力を低減する場合、上記磁化形態に限らず、第２の風車ユニット３３がベアリングを介して固定軸１１に取り付けられた形態を採ってもよい。
【００３４】
また、第１のブレード３１５の固定軸１１側の内側部３１７と、対応する固定軸１１の上部とは互いに反発するように第１のブレード３１５及び固定軸１１が磁化されている。図４に示されているように、固定軸１１の上側が第１の磁極（Ｎ）を、下側が第２の磁極（Ｓ）を持たせるように磁化され、そして、第１のブレード３１５の内側部３１７の上側が第１の磁極（Ｎ）を、下側が第２の磁極（Ｓ）を持たせるように磁化されている。このようにすると、第１のブレード３１５と固定軸１１との間の反発力によって、両者が所定の間隔をおいて離れるように保つことができるため、回転するときの機械的な摩擦抵抗力を無くすことができる。
【００３５】
また、図４、８に示されているように、第１の風車ユニット３１の囲い壁３１１の上側が第１の磁極（Ｎ）を、下側が第２の磁極（Ｓ）を持たせるように磁化されたことによって、第１の風車ユニット３１がより良好に回転することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態のエネルギー変換装置１の作用を図面を説明する。集光ユニット４によってチャンバー４３へ集光されると、チャンバー４３が加熱され、チャンバー４３内の気体が高温・高圧の気体となり、チャンバー４３内の気圧が大気圧より高くなったとき、チャンバー４３内の気体がジェット孔４４から吐出される。吐出された気体による反作用力によって集光ユニット４が回転され、第１の風車ユニット３１が控え風車ユニット３２及び第２の風車ユニット３３と連動して回転される。即ち、集光ユニット４によって回転するとともに外部の風によって、風車ユニット３１の回転力がさらに向上することができる。また、第１の風車ユニット３１が回転するとき、第２のブレード３１３が固定ブレード１３に対して回転し、垂直方向の揚力を発生させる。これによって、通路３１４中の気体を下から上へと流動させる。通路３１４は上部に行くほど狭く形成されているため、上側に流れた気体が圧縮されて圧力が高くなり、チャンバー４３に入ると、高温・高圧になった後、またジェット孔４４から吐出される。
【００３７】
集光ユニット４と第１の風車ユニット３１との間の相乗効果により、回転の効果を更に向上することができる。言い換えれば、集光ユニット４によってチャンバー４３内の気体が高温・高圧となり、ジェット孔４４から吐出されるとき、この吐出力によって集光ユニット４と各風車ユニット３１、３２、３３も連動して回転する。第１の風車ユニット３１が回転すると、第２のブレード３１３及び固定ブレード１３の間の気体圧縮作用によって気体が上方に向かってチャンバー４３に流れる速度を上げることができ、気体を噴き出す効果を更に向上させることができる。
【００３８】
第１の風車ユニット３１による気体圧縮作用によって、後述のように気流をガイドする役割も果たし得る。第１の風車ユニット３１の通路３１４を介して控えブレード３２１によって画成された空間内の気体が上向きに流れることをガイドすることができ、そして外部の気流を動かして空間内に吸引する力を向上させることができる。また、吸引された気体が控え風車ユニット３２に入り込んで強い渦状気流になり、渦状気流の中央における気圧が負の気圧になるので、第２の風車ユニット３３における気体が上向きに流れることを助長する。
【００３９】
第２の風車ユニット３３が回転すると、外羽根３７２によって外部の気体が斜め上向きに控え風車ユニット３２へ流れて、気体が控え風車ユニット３２へ入る速度を上げることができる。同時に、内羽根３７２の回転で発生する揚力により気体が上向きにガイド座３４に流れるようになっている。ガイド座３４内の空間は下側が広く、上側が狭いため、入り込んだ気体が加速すると共に高密度で上向きに流れる。また、ガイド座３４の内側に突出された内面によって気流が調節されることができ、さらにガイド座３４内の控えプロペラ３５、３５、・・・によって上向きに控え風車ユニット３２へ流れることを助長するようになっている。
【００４０】
そして、磁化された羽根セット３７の回転によって磁界を変化させると、発電ユニット５のコイル５１は誘導電流が生成され、リード線５２を介して出力されて蓄電池５３に蓄積される。なお、風力を機械力に変換して発電・蓄電をする形態について説明したが、風力の応用についてはこの形態に限らないことは言うまでも無い。
【００４１】
以上によって、集光ユニット４によって気体が高温・高圧になりジェット孔４４から高速に噴出すことによって、外部にそれほど風がない場合も風車ユニットが回転することができる。したがって、外部環境による影響を大幅に軽減することができる。そして、集光ユニット４の気体加熱効果や、第１の風車ユニット３１による気体圧縮作用、控え風車ユニット３２、第２の風車ユニット３３の形状によって、それぞれによる作用が相互に良好に影響し合うので、回転の効果がさらに向上することができ、気流の流れを良好に調整しながら加速することができる。
【００４２】
本考案のエネルギー変換装置によれば、風力を大いに利用して良好に回転することができる。  
さらに本考案において、チャンバー４３内に清浄化ユニット６が設けられ、気体に含まれた大気汚染物質を取り除くことができる。この例において、清浄化ユニット６は、水平網状に構成されて、固定軸１１の上端の外周面に取り付けられている。清浄化ユニット６としては、例えばＮａＯＨ、ＬｉＯＨなどの二酸化炭素を吸収するペレット形状、シート形状をした吸収材料を含むものを用いる。清浄化ユニット６を用いることによって、風車ユニットによりガイドされてチャンバー４３内に流れ込んだ気体に含まれた二酸化炭素を吸収して取り除くことができるので、気体を清浄化することができる。そして、チャンバー４３内の高温によって気体内に含まれた二酸化炭素及び清浄化ユニット６に用いられた吸収材料との間の化学反応を早めることができるため、清浄速度を高くし、反応時間を短くすることができるので、気体の清浄化効果を更に向上させることができる。
【００４３】
一方、固定軸１１にはチャンバー４３に連通するパス１１０が形成されており、パス１１０に連通する通気管２４が取り付けられていることによって、外部からの排気、廃熱、水蒸気などが通気管２４を通すことができる。これらの廃熱が通気管２４及びパス１１０を介して噴霧手段２３を通過させた後、噴霧手段２３によってチャンバー４３へ吹き出る。これによってチャンバー４３内の気圧を高くすることができ、ジェット孔４４から吐出圧を更に上げることができることができるので、集光ユニット４及び各風車ユニットの回転に寄与することができる。従って、集光ユニット４を回転させることができれば良いので、風のないときでも、通気管２４に高圧気体を送出したり、別の駆動手段を利用して集光ユニット４又は風車ユニットを回転しても良い。
【００４４】
なお、気体のガイド効果や加速効果を利用しなくても良い場合、第２の風車ユニット３３及び控え風車ユニット３２を省略することも可能である。  
以上により、本実施の形態に係るエネルギー変換装置によれば、風力エネルギーを利用して機械動力に変換することができ、且つ空気を清浄化することができる空気浄化機能も付いているので、エネルギーの節約及び二酸化炭素等の削減につながるエネルギー変換装置を提供することができる。
【００４５】
[第２の実施形態]  
図９は、本考案に係るエネルギー変換装置の第２の実施形態の一部を概略的に示す側面断面図である。この形態において、固定軸１１のパス１１０内の開口側に、噴霧手段の代わりにファンユニット７が取り付けられ、キャップ状のフィルタによって覆われている。ファンユニット７によって、パス１１０内からチャンバー４３への空気の流れを速めることができ、上記形態と同様な効果を得ることができる。
【００４６】
[第３の実施形態]  
図１０は、本考案に係るエネルギー変換装置の第３の実施形態を示す側面断面図である。気体のガイド効果や加速効果は上記形態と比べてやや劣るが、第２の風車ユニット３３及び控え風車ユニット３２としては、囲い壁３１１の下径と同一の直筒形状のものを用いても良い。
【００４７】
[第２例]  
本考案はまた、複数のエネルギー変換装置からなるエネルギー変換システムを提供することができる。図１１はこのエネルギー変換システム２を概略的に示し、図１２はこのエネルギー変換システム２の一部を概略的に示す側面断面図である。
【００４８】
各エネルギー変換装置は例えば第１例の第１の実施形態のエネルギー変換装置１、１、・・・を複数用い、互いに隣接して配置されている。  
これらの隣接する各エネルギー変換装置１の間で、外羽根３７２同士が互いに反発するように、各外羽根３７２の外側の自由端部３７４が同じ磁極になるように羽根セット３７が磁化されている。
【００４９】
この構成によって１つのエネルギー変換装置１が回ると、外羽根３７２同士の磁化された自由端部３７４間の反発力によって、隣接するエネルギー変換装置１も回転することができる。また、機械的な摩擦抵抗をも大幅に低減することができる。なお、この例においては、自由端部３７４として飛行機の翼の構造に用いる舵部材を用いると、外羽根３７２同士の反発力を上げることができ、渦状気流が発生せずにすむことができる。
【００５０】
各エネルギー変換装置１は、垂直軸型に構成されているため、コンパクトでスペースを取らないので、設置スペースに応じて複数のエネルギー変換装置を隣接してシステム化することができる。これにより、より大きな動力を得ることができる。
【００５１】
このエネルギー変換システム２は、全体の機械抵抗及び空気抵抗を軽減して良好に回転することができるように、設置スペースによって、数量及び組合せの形式を適宜変えることができ、また、数台の小型のエネルギー変換装置を組み合わせて大型のエネルギー変換装置を連動する構成を用いてもよく、エネルギー変換装置のサイズにも制限されない。
【符号の説明】
【００５２】
１…エネルギー変換装置、１０…支持ユニット、１１…固定軸、１１０…パス、１２…ブラケット座、１２１…ベース、１２２…フランジ、１３…固定ブレード、２…エネルギー変換システム、２３…噴霧手段、２４…通気管、３０１…風受け面、３０２…風抵抗面、３１…第１の風車ユニット、３１１…囲い壁、３１３…第２のブレード、３１４…通路、３１５…第１のブレード、３１６…第３のブレード、３１７…内側部、３１８…他側部、３１９…凹み、３２…控え風車ユニット、３２１…控えブレード、３３…第２の風車ユニット、３４…ガイド座、３４０…周壁、３４２…ガイド空間、３４３…ガイド溝、３５…控えプロペラ、３６…ガイドブレード、３６１…内面、３６２…外面、３７…羽根セット、３７１…内羽根、３７２…外羽根、３７４…自由端部、４…集光ユニット、４２…集光レンズ、４２０…集光面、４３…チャンバー、４４…ジェット孔、５…発電ユニット、５１…コイル、５２…リード線、５３…蓄電池、６…清浄化ユニット、７…ファンユニット。
【図１】
0003163833.tif 000003
【図２】
0003163833.tif 000004
【図３】
0003163833.tif 000005
【図４】
0003163833.tif 000006
【図５】
0003163833.tif 000007
【図６】
0003163833.tif 000008
【図７】
0003163833.tif 000009
【図８】
0003163833.tif 000010
【図９】
0003163833.tif 000011
【図１０】
0003163833.tif 000012
【図１１】
0003163833.tif 000013
【図１２】
0003163833.tif 000014