(57)【要約】【課題】  化石燃料の枯渇が叫ばれて久しく、その弊害は山積している。そのような中で変形した翼を使用して回転体を構築して風力を作用させて入出力差の拡大に力点を置いた動力取り出し装置の作成に挑戦してみた。【解決手段】  風圧は風速の二乗に比例して増大するとされている。これを変形した翼の２〜４０枚で構築した回転体を、換気扇とともに風洞内に収めて吸入した風力で該回転体を回転させる仕組みであって、翼間を吸入した空気が吹き抜けることで各翼の揚力を回転力に変化させて、尚且つ該回転体の内外に同芯の環を付加させることで、力強い回転を長く引っ張る慣性をもたせて入出力差の拡大をはかることで、換気扇に入力した電力以上の電力或いは回転力を取り出す可く試みた。【選択図】図１
2009203974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒風洞の天板に吐出口を開けて換気扇を取り付け、該風洞の底板に吸入口を開けて、その近接直上に円錐台の形をした横回転体が該天盤から降ろした逆さ円錐台の形をした筒状の芯軸を該風洞外に出して発電器に直結して回転する構造の回転動力取り出し装置であって、該円錐台の斜壁は翼型翼２〜３０枚を等間隔に立てて並べたもので、各翼の前縁は芯軸に正体するよりやや下向きにおじきしており、尚且つ前縁同士より後縁同士の間隔が狭くなるような翼厚を持つ構造の翼で構成されることを特徴とする風力による回転動力取り出し装置。
【請求項２】
芯軸に正体するよりやや下向きにおじぎした翼の前縁に強められた風速を当てるために先ず、該風洞底板の吸入口にジョウゴ型の導入路を付けてプロペラ羽根を施して渦風流として、更にこの渦風流を同方向にひねるためのラセン状の突起を逆さ芯軸の表面に施したところの〔請求項１〕記載の回転動力取り出し装置。
【請求項３】
該円錐台回転体の天盤、底ドーナツ環のそれぞれから芯張り棒を伸ばして、それぞれに応じた同芯の軽めの環を施して互いに結束し、一回り大きな円錐台回転体とし、この結束線に更に軽めの環を数個結束したところの〔請求項１〕記載の回転動力取り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は風洞内に設けた換気扇を回転させて得られる風力を動力源とする回転動力取り出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  モーターに発電器を直結させて発電させる場合には、このモーターに入力した電力の７０パーセントの出力しか得られないのが今日一般である。
レオナルド・ダ・ヴィンチは、その著書「マドリードの手記」の中で永久運動が成り立たないと言及している。即ち回転体内の錘はすべて芯軸にかかり、回転促進要素とはなり得ないと言っている。翼の揚力をもとに更なる工夫を二、三加えて、彼が言及したことに、彼の時代から１世紀半下った今日の、資材、製品が氾濫している現代において、地球規模の切実な要請として、じっくりと彼の言及に挑戦した。
即ち、本願の眼目とするところは少ない入力で、大きな出力を得んとする入出差の拡大である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  昭和３０年頃はモータリゼーションの開花期であり、それまでの公務員制度が変革され、その後の所得倍増論は食糧自給率を４０パーセントに設定してまで、自動車を中心とする工業立国制度へと切り換えた。それにより今日それから別離するためにとりわけ日本は塗炭の苦しみにあえいでいる。
今日の人々の生活の便利さは総べてこの化石燃料の燃焼の上に立っている。
又再び昔日の田植えに戻るのであろうか。江戸時代の人力優先社会へと回帰するのであろうか。水路の活用を余儀なくされるのであろうか。
直に自然の中に溶け込んでの生産活動なので「自然にかえれ」のスローガンの下発展したフランスの先例はあるが、今日の我が国は戦後の公務員制度が変革した昭和３０年代から人事院勧告制度が導入されてからというもの、上場一部企業の賃金を対象として各界の反対の声には耳を貸さず上がった。結果として公務員の生涯獲得報酬は民間の二倍以上となっているこれの是正は法律の改正か、裁判所の司法判断しかない。
短絡的な机上の空論で５０年近く走ってきた損害は甚大である。無資源国としての尽力は否めないが、化石燃料への依存とその枯渇が現実となって、弊害の修正はこの原因を取り払う判決を得て憲法が要請する平等を勝ち取らなければ日本の将来はない。
無資源国の勝手な選良意識は厳に戒められるべきである。
そのような中にあって、運動の法則では括れないところの回転運動の初期条件を模索する本願の試みは大きくその成果は多大なものがあると確信するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  昭和３０年頃までは人々の生活水準が一様であり、平等が浸透していたので世は泰平であり、平和であり、希望があった。その後公務員制度に人事評価制度が導入されるに及んで民主主義にかげりが生じ、法制度による果実の分配が不公平な方向へと突きすすんで、人々の望みが違った方向へ向けられて、楽をして得る方法が重んじられて世は混濁の度を増して人の心の中で疑心暗鬼が日増しに大きくなってきている。無駄な虚栄はかなぐり捨てて低所得層の水準に目標を設定して戦後社会に回帰することが必要である。
人々は取りわけ根幹法を厳しく遵守して人の道を踏みはずすべきではない。
自然の法則を忠実に踏まえての模索と希望の仮説が有用な発明を生むように。
本願は回転運動において、モーターと発電器の間に翼の回転体を介在させて入出力差の拡大を諮ろうとする。
翼の揚力をいかに効率よく回転運動に振り向け変え、尚且つその力強い回転を維持させることができるかが本願の目的である。
翼の揚力は軽飛行機では１平方メートル当たり１００ｋｇとされ、高速機では５００ｋｇにもなると記されている。
参考文献
平凡社・国民百科辞典・「飛行機」・「風」・「慣性モーメント」
東京図書・「エネルギーと運動」「万人の物理学」・ロシア初等物理学教科書・１９  ６１年発行
三樹書房・富塚  清著・「動力の歴史」・２００１年新訂版発行【０００５】  市場には非常に回転効率がよいシロッコ・ファンというものが出回っている。この羽根はパイプを縦にカットしたようなもので、これを６０枚程度立てて並べている。
所謂翼型ではないが円筒形で周囲が重たい構造なので所謂弾み車（フライ・ホィール）としての回転効果があり入力は小さい。
本願の風力タービンは羽根の構造が翼型である。前者が直流風を羽根で受け其の反動で回転するのに対して、後者の羽根はその横断面が勾玉のような厚みをもった翼を変形した形として回転体を構成する。であるから翼としての上面の吸い上げる力と、直流風をを受けての下面の押し上げる力とを併せ持ったものとして流体の作用を受ける。
つまり、回転体用に改造した中央がへこんだ翼である。
大型の建設機械にはトルク・コンバータという油が介在する動力伝達装置がある。
本願では電気で起こした吸い込み風圧（風速の二乗に比例して増大する）を翼型の翼に受けて、この翼の揚力を回転力として発揮させるようにしたところの回転体の芯軸に発電器の回転子、回転体本体、それに回転慣性増長環等々の回転負荷を乗せ、入力電力以上の出力電力を引き出そうと企図する。【０００６】  試作で使用した市販の三菱換気扇（羽根径２５ｃｍ）の風量は１２００ｍ３ｈでありそれは毎秒６６リットルの風量が該回転体内を通過するのであるから、該回転体の内懐（容量）を２２リットルに設定し、且つ翼間の間隙の総面積が換気扇吐出口の面積と等しいものとなし、この翼間間隙の出口を多少狭く絞る。
この換気扇の消費電力は５４ｗｈである。
対するに、該回転体の芯軸の下端に遊星ギアを介して、発電器のプーリに直結する発電器は、日産自動車サービス部編集・山海堂出版・「ダットサン・ブルーバードの整備」に記載されている発電器（ダイナモ）で、２５００ｒｐｍ，電圧１３ｖ，電流１５  、で２００ｗｈの直流電流を出す。又６００回転で６０ｗｈを出すというモータリング・テストの結果も記されている。
よって当座は回転数において該回転体の回転を６００回転付近に目標を置く。
これはあくまで試作であり、発電量の増加は、全体装置の材質を均一にしたり、規模を大型化して製品精度を詰めたり、割愛した翼型へのフラップを付加することで獲得電力は相当量が見込まれる。【０００７】  回転体には、芯軸を中心に大きさが等しく、向きが反対の一対の力（偶力）が働いて回転している。該回転体の天盤にはセンターを穿孔して、上端のセンターを鋭利に削って、風洞円筒に固定した中間遮壁のセンターに取り付けた凹みに収める。
尚且つ、この上部に１５ｃｍ位出して遮壁を回転自在に通過させて天盤にボルト締め等をして固定する。
下面には逆さ円錐台の円筒を、長さにして５０ｃｍ位にして、直径が５０ｍｍ位まで落として遊星ギアを挟んで最下部の発電器のプーリに結束する。そしてこの芯軸表面には、吸入された風を、該回転体斜壁の翼の前縁に正対して当てるためのラセン突起を施す。
また、風洞底板の吸入口には下に開いた風防を施して翼に正対して当てる風のひねりを助けるための扇風機のファンのような遮壁を付加する。こうすることで、ややおじぎした各翼の前縁に正対した風圧が当たり力的に１００パーセントに近い揚力から回転力への振り向け変えるところの転化が諮られる。【０００８】  直伸した飛行翼では、翼上面の吸い上げる力が、翼下面からの押し上げる力の数倍であるとされるが、この場合翼前縁で開いた静態空気の地点は、該翼が通過した後で後縁で結んだ空気の地点は、忍法おとなしのような寸分のちがいがないような通過の仕方であってこそ、ヴェルヌーイの定理でいうところの、連続した流体の流れの中では、任意の点における静圧と動圧の和は一定であるということであると小生は得心する。
これが流体と翼との理想というか、あるべき姿の雛形である。
本願では翼の形も、作用させる風圧もかなり大胆に回転に向けて変革した。
ではあるが、高速ジェット機の１平方メートル当たりの揚力が５００ｋｇとされるよう回転は土台無理である。せめて軽飛行機の縦横比が大きく翼厚が厚い低速用の経済的な構造とすることこそ、入出力差の拡大を目的とする本願の主旨に叶うものである。
この主旨のもとで、出力を増すための要件は、翼を並べる向きを多少おじぎさせるように  前縁を芯軸に正対させるのではなくて  して翼の揚力を回転力に振り向けかえる。【０００９】  上記の回転数を上げて、回転力を高めてもそれだけで発電した後（回転の負荷を放出した後）も尚且つ回転を維持してゆかねばならない。
エンジンに回転安定のための弾み車（フライ・ホィール）が付加されているように、本願にもこの措置が必要である。つまり回転慣性を付ける必要がある。
百科辞典の慣性モーメントの項では、種々の図形を回転させるとして、どの図形にも外せないのは、質量（ｍ）掛け半径（ｒ）の二乗である。ふたのない円筒には１。球の場合は２／５。円柱では１／２をそれに乗じなければならない、
本願の場合中空のドーナツ環が好ましくそれの冒頭の数値は１であり、半径（ｒ）が多少増す。
いずれにせよ半径の二乗に比例するのであるから、軽めの、細いドーナツ環を外装風洞に近い環を二個付加できれば、回転物体の運動エネルギーの数式の冒頭に付く１／２という数値を消滅させることができる。四個付加できれば２倍の運動エネルギーが得られる。
又、力強い回転が得たければ該回転体の底ドーナツ環の内側に太くて、重たいドーナツ環を付加して、外側に遠くて細い環を付加すれば達成されることとなる。【００１０】  前期の目的を達成するためには、該回転体本体の外側にドーナツ環を間隔を開けて積み重ねた同芯の円錐台で覆えばよいということになる。しかもその芯張り棒は、脚踏みミシンの手回し大輪のように施行する。
回転力を増すためには、材質を均一にする。大型化して製品精度をあげる。翼フラップを付加する等の方法で有用性は上がる。【００１１】  本願の風力タービンが、該円錐台回転体の羽根に本願の変形翼或いはシロッコ・ファンのような反動羽根を用いるにせよ、その回転を強力なものとなし、負荷回転（発電器回転子の回転）を取り出したあとの回転を尚且つ続けなければ本願は意味をなさない。
回転を強力なものとするためには、翼の断面を勾玉状にかなり膨らみをもたせて、翼間の間隙が多少出口を絞るようにして、でも達成されるが、それでも回転力が不足と判断すれば尚且つ各翼の前縁が回転芯軸に正対するよりややお辞儀したように配列することで、翼の揚力をより回転力に変化させるようにすることで、達成される。
回転を続けさせるためには、該回転体自体が弾み車（フライ・ホィール）となっていることはもとよりであるが、更に該円錐台回転体には同芯の太くて重い内環と、細くて軽い外環を付加できる（図面参照）。
このようにして力強い風力タービンとしての回転が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  該円錐台回転体に同芯の環を内外に付加して回転力を強化する本願の方法は有用である。
本願のような回転体本体を縦に置いたものばかりではなく、摩擦抵抗が少ないコロの助けを受けてそれを横に置いても使用は可能であり、交通機関などでは動力取り出し軸が設置面と平行になるので、後発風圧を取り込むことも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】    装置全体の半透視図（矢印は風流）
【図２】    該円錐台回転体の底ドーナツ環の翼と内外環の配列状況を下から見た図。（矢印は回転方向）
【符号の説明】
【００１４】  １．換気扇      ２．芯軸      １３．遮壁      ４．逆さ円錐台芯軸
５．回転体底ドーナツ環    ８．内環    １２．風流の流れを変えるためのファン。
３．芯軸のラセン突起      ６．回転体本体      ７．同芯外環      １４．風洞
１５．翼の配列図      １１．導入風防      ８．同芯内環      ９．発電器
１６．遊星ギア        １７．芯張り棒
【図１】
2009203974.tif 000003
【図２】
2009203974.tif 000004