(57)【要約】      （修正有）【課題】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。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、エネルギーの地産地消化に貢献する風力発電装置を提供する。【解決手段】発電機を搭載した発電専用のローラーコースター（ジェットコースター）またはこれに類するもの（以下、無動力走行体という）及び必要に応じてそのレールを建設し、その無動力走行体５に位置エネルギーを与えその走行体は与えられた位置エネルギーを走行時に受ける対抗風による風力発電、及び走行時の車輪の回転に連動する発電等を駆使しながら地球環境にやさしい発電を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  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。
【背景技術】
【０００２】  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。【０００３】  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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開２０１１−１４４７９４号公報
【特許文献２】  特開２０１１−１５７８６５号公報
【特許文献３】  特開２０１０−１５０９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  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。【０００７】［請求項１記載の発明の特徴］
請求項１記載の発明に係る電力供給システム（以下、連宜請求項１のシステムというは、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（複数箇所でもよい）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（以下、単に走行体という。）と、当該走行体を当該高所へ搬送するためのの搬送装置Ａ，Ｂと当該走行体に設けた羽根車付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。走行用レールの低所と高所とは相対的である。ある低所に比べて高い箇所が高所になり、その高所よりも高い箇所にさらなる高所が存在するなら、その高所はさらなる高所に比べ低所となる。なお、羽根車は発電に必要な走行風を受けられる位置であれば、走行体の内部でも外部でもよく、効率よく発電するために羽根車の数や設置方向や角度、車輌の台数シャーシやボディの形状レールや車線の本数はフレキシブルに対応できるものとする。【０００８】  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。
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。【０００９】  ［請求項２記載の発明の特徴］
請求項２記載の発明に係る電力供給システム（以下、適宜請求項２のシステムという）は、請求項１のシステムであって、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。【００１０】［請の求項３記載の発明の特徴］
請求項３記載の発明に係る電力供給システム（以下、適宜請求項３のシステムという）は、請求項１または２いずれかのステムであって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通路とを含み、前記羽根車は前記発電通路内に配置され、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。【００１１】  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。【００１２】  ［請求項４記載の発明の特徴］
請求項４記載の発明に係る電力供給システム（（以下、適宜請求項４のシステムという）は、請求項１から３いずれかのシステムであって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（複数個でもよい）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。【００１３】    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。【００１４】  ［請求項５記載の発明の特徴］
請求項５記載の発明に係る電力供給システム（以下、適宜請求項５のシステムという）は、請求項１から４いずれかのシステムであって前記無動力走行体は、ローラーコースター（ジェットコースター）であることを特徴とする。【００１５】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。【００１６】  ［請求項６記載の発明の特徴］
請求項６記載の発明に係る電力供給システム（以下、適宜請求項６のシステムという）は、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Ａ，Ｂ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たことを特徴とする。【００１７】  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。【００１８】  ［請求項７記載の発明の特徴］
請求項７記載の発明に係る電力供給方法（以下、適宜請求項７の方法という）は、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。【００１９】  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。
【発明の効果】
【００２０】    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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電力供給システムの概略平面図である。（８の字レール）
【図２】走行用レールの高低差を示す側面図
【図３】無動力走行体の平面図である。
【図４】無動力走行体の側面図である。
【図５】搬送装置Ａの概略図である。
【図６】電力供給システムの概略平面図である。（ネジ形レール）
【発明を実施するための形態】
【００２２】    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。
【００２３】    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。
【００２４】  ［８の字レールの構成］
８の字レール３はその始点から終点までの間に低所と当該低所よりも重力方向高所とを少なくとも一箇所ずつ備えている。具体的には図１に示すように平面視８の字になっていて、図２に示すような高低差を備えている。最高所３ａから中間点３ｅ３ｂ３ｅ３ｃ３ｅ３ｄと下降と上昇を繰り返した後最低所３ｆに向かい、最低所３ｆから搬送始点３ｇに至り、搬送始点３ｇから搬送終点となる最高所３ａに連続し、この間は上り傾斜になっている。軌道２（レール３）を平面視８の字に構成したのは循環しながら連続的に発電を可能とするためであるが８の字以外の形状をとることを妨げるものではない。なお、図３に示す符号４は２本のレール３間に、レール３と平行に敷設（レール３の外に沿わせてもよい。）した給電用レール。（２点鎖線で示す。）を指す。搬送装置Ａ５１によって最高所３ａまで搬送された複数の走行体５は最初の一台は最も内側または最も外側の車線を走行し、所定の位置で、電車等が進行方向を変えるときに使用する切替ポイントを切り替えることにより順次隣接する車線への移動を可能にすることができる。これにより搬送装置Ａ５１は最低一車線に対して設置すればよいことになる。
【００２５】  ［その他のレールの構成］
図６を参照しながら説明する。たとえば巨大なネジを逆さまに置いた状態の頂点すなわち最高所６ａまで搬送装置Ａ５１によって搬送された走行体５が当該最高所６ａから６ｂ６ｃ６ｄとネジの目に沿う形で、地上である底辺に広がりながら下降し、地上の通過点６ｂｅに到達すると同時に軌道である弧を縮小、減速しながら搬送装置Ａ５１の搬送始点である中心点６ｇに到達、再び搬送装置Ａ５１によって最高所６ａに搬送され、走行を繰り返す、というレール６も含まれる。本実施形態では切替ポイント８により車線数を増やせるようになっている。レール６を採用したときは、搬送装置Ｂ７は不要となる。以下の説明は便宜上レール３に基づくものとする。
【００２６】  ［搬送装置Ｂの構成］
図１に示すように搬送装置Ｂ７は、搬送始点３ｇにある走行体５をより高所にある最高所３ａへ解放可能に搬送する装置である。他の方式でもよいが、本実施形態では前日までに充電した充電器等によって駆動するベルトコンベアーによって構成した。搬送装置Ｂ７に搬送されているときもレール３上を走行体５の車輪は回転し続ける。搬送装置Ｂ７はレール一体型のものもある。搬送装置Ｂ７によって最高所３ａに搬送された走行体５は低所３ｅに対して位置エネルギーを得る。搬送装置Ｂ７は最高所３ａにおいて走行体５を解放するようになっている。解放された走行体５は持っている位置エネルギーを運動エネルギーに変換しながらレール３上を走行する。
【００２７】  ［無動力走行体の概略構成］
図１，３及び４を参照しながら説明する。無動力走行体５（以下、単に走行体５という）は、シャーシ部２１とボディ部２５をそのベース部材とする。走行体５は走行のための動力を搭載していない。後述するように位置エネルギーから変換した運動エネルギーが発電時のエネルギーとなる。シャーシ部材２１は先頭シャーシ部２１ａと先頭シャーシ部２１ａに後続する後続シャーシ２１ｂとから基本構成してある。後続シャーシ２１ｂは少なくとも一輌あれば足りるが、複数輌としてもよい。本実施形態では後続シャーシの数を風力発電機構搭載の後続シャーシ２１ｂ及び車輪発電機構搭載の２１ｃから２１ｄの３輌とした。他の実施形態として風力発電機構のみの連結編成または車輪発電機構のみの連結編成があり、車輪発電機構連結編成の場合は先頭部を空気抵抗の少ない流線形の形状にする。先頭シャーシ部２１ａの進行方向後端と後続シャーシ２１ｂの同方向前端はジョイント２２によって連結してある。ジョイント２２は走行体５が上下左右に進行方向を変化させたときに先頭シャーシ部２１ａに対する後続シャーシ２１ｂが、この変化に追随できるような連結構造になっている。後続シャーシ２１ｂと後続シャーシ２１ｃ、後続シャーシ２１ｃと後続シャーシ２１ｄとのそれぞれの間の連結も、上記ジョイント２２を用いている。先頭シャーシ部２１ａと後続シャーシ２１ｂから２１ｄのそれぞれには両側に複数の車輪２３が、レール３上で回転するように取り付けてある。ボディ部２５は、先頭ボディ部２５ａと後続ボディ部２５ｂから２５ｄとから構成してある。先頭ボディ部２５ａは先頭シャーシ部２１ａに後続ボディ部２５ｂから２５ｄは後続シャーシ２１ｂから２１ｄにそれぞれ対応している。ボディ部同士の連結はジャバラ構造２６を介して連結する。ジャバラ構造２６による連結はその自在な伸縮性によりジョイント２２と同様に上下左右の走行方向の変化に追従可能にするためと、その密閉性によりボディ内部に取り込んだ空気をなるべく外部へ漏らさないようにするためである。また、ボディの内外にダウンフォースを得るためのウイングや重り、ヨーコントロール回転羽根等を必要に応じて設けるものとする。
【００２８】  ［風力発電機構の構成］
図３及び４に電力発電機構（以下、発電機構１１という）を示す。発電機構１１は先頭シャーシ部２１ａと後続シャーシ部２１ｂに搭載してあり、走行体５の走行によって発生する走行風ｗ（図４参照）によって発電可能に構成してある。すなわち、発電機構１１は先頭シャーシ２１ａに搭載された砲弾型の先頭部２７と後続シャーシ部２１ｂに搭載された羽根車９と発電機１２とシャーシ部２１とボディ部２５により包囲形成された発電風路２９とにより概略構成されている。まず発電風路２９について説明する。発電風路２９は、先頭ボディ部２５ａの進行方向先端に開口する走行風取込口３１を始点とし、後続ボディ部２５ｂ及び２５ｃを抜けて後続ボディ部２５ｄの後端を終点として形成してある。すなわち走行風取込口３１から取り入れられた走行風ｗは発電風路２９を通過して順路排出口３３から外部へ排出されるようになっている。
【００２９】  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。
【００３０】    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。
【００３１】    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。
【００３２】  ［本実施形態の作用効果］
図１及び２を参照しながら、本実施形態の作用効果について説明する。図１に示す最高所３ａにある走行体５は搬送装置Ａ５１による拘束から解放されると自身が持つ位置エネルギーを運動エネルギーに変換しながらレール３上を中間地点３ｂから３ｄを抜け最低所３ｆに向かって走行する。最低所３ｆを通過すると、慣性によって上り、新たに位地エネルギーを得ながら搬送始点３ｇに到達する。搬始点３ｇを過ぎて走行体５は搬送装置Ｂ７によって最高所３ａに搬送される。これで、走行体５の走行が一巡する。必要に応じて同じ走行が繰り返される。本実施形態では下降と上昇をそれぞれ４回ずつとしているが、それ以外のサイクルも考えられるものとする。
【００３３】    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。
【００３４】    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。
【００３５】  ［搬送装置Ａの変形例］
図５を参照しながら搬送装置Ａ５１の変形例について説明する。搬送装置Ａ５１は大径槽５３、小径槽５５、昇降アーム５９、大径槽５３と小径槽５５とを連結する連結槽５７とから概略構成してあり、中には油等を充填してある。昇降アーム５９は小径槽５５に対し油圧等により伸縮（昇降）するようになっている。大径槽５３の液面の上には大径板５３ａがうかんでいる。昇降アーム５９の上端には小径板５５ａおよび走行用レール３（軌道）の一部（これを３ｈと呼ぶ）が取り付けられていて、小径板５５ａは必要以上に地中に潜っていかないように小径槽の底面積よりも広くしてある。大径板５３ａは車を数台駐車できるようになっていて、車の出し入れにより重量を調整できる。
【００３６】    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。
不等式１：走行体５の重量＋小径板５５ａの重量＋走行用レールの一部３ｈの重量＜車ｘ台の重量＋大径板５３ａの重量
また走行体５を引き下げたいときすなわち定常状態に戻したいときは次の不等式２を満たすようにする。
不等式２：車〔ｘ−１〕台の重量＋大径板５３ａの重量＜走行体５の重量＋小径板５５ａの重量＋走行用レールの一部３ｈの重量
また、走行体を解放した後昇降アーム５９を引き下げるときは次の不等式３を満たすようにする。
不等式３：大径板５３ａの重量＜＋小径板５５ａの重量＋走行用レールの一部３ｈの重量
また大径槽５３の底面積は小径槽５５の底面積の数倍あるので、パスカルの原理により小径板５５ａの上昇する距離は大径板５３ａの下降する距離の数倍にすることができる。
【００３７】  ［既存設備の流用］
上述した電力供給システムは、既存設備を流用することにより実現することも可能である。すなわち、いわゆるローラーコースターに上記した走行体体が備える羽根車等を備えさせ、レール上を滑走させることにより位置エネルギーを利用した発電が可能となる。さらに、たとえば、ローラーコースターのような遊戯用具が閉演や休園、稼動休止等である場合に、そのローラーコースターの一部または全部の設備を、本発明に係る電力供給システムに流用もしくは転用することも含まれる。
【符号の説明】
【００３８】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
２１ｂ  後続シャーシ                  ５３  大径槽
５３ａ  大径板                        ６    ネジ形レール
５５ａ  小径板                        ８    切替ポイント
５５    小径槽
５７  連結層
５９  昇降  アーム
Ｗ    走行風
３ｈ  レール取り外し部分
【図１】
2013194728.tif 000003
【図２】
2013194728.tif 000004
【図３】
2013194728.tif 000005
【図４】
2013194728.tif 000006
【図５】
2013194728.tif 000007
【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月11日(2012.6.11)
【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】
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無動力搬送装置及び必要に応じ動力付き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、当該電力出力端と電気的に接続した当該走行用レールまたは当該走行用レールと並行する給電用レールまたは架空送電線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。
【請求項２】
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記載の電力供給システム。
【請求項３】
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又は２いずれか記載の電力供給システム。
【請求項４】
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３記載の電力供給システム。
【請求項５】
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無動力搬送装置及び必要に応じ動力付き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、当該電力出力端と電気的に接続した前記走行用レール又は前記走行用レールと並行する給電用レール又は架空送電線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。
【請求項６】
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した電力を、当該発電機に設けた電力出力端と電気的に接続した前記走行用レール又は前記走行用レールと並行する給電用レール又は架空送電線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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
[請求項２記載の発明の特徴]
請求項２記載の発明に係る電力供給システム（以下、適宜請求項２のシステムという）は、請求項１のシステムであって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通路とを含み、前記羽根車は前記発電通路内に配置され、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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
[請求項３記載の発明の特徴]
請求項３記載の発明に係る電力供給システム（（以下、適宜請求項３のシステムという）は、請求項１から２いずれかのシステムであって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(複数個でもよい)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。
【手続補正６】
【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】
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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
[請求項４記載の発明の特徴]
請求項４記載の発明に係る電力供給システム(以下、適宜請求項４のシステムという)は、請求項１から３いずれかのシステムであって前記無動力走行体は、ローラーコースター(ジェットコースター)であることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
[請求項５記載の発明の特徴]
請求項５記載の発明に係る電力供給システム(以下、適宜請求項５のシステムという)は、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A,B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たことを特徴とする。
【手続補正１０】
【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】
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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
[請求項６記載の発明の特徴]
請求項６記載の発明に係る電力供給方法(以下、適宜請求項６の方法という)は、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。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
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。