JP5676540B2

JP5676540B2 - 車載型風力発電装置

Info

Publication number: JP5676540B2
Application number: JP2012205638A
Authority: JP
Inventors: 久士藤林
Original assignee: エコホールディングス株式会社
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: JP2014058942A

Description

本発明は、電動輸送機器（ＥＶ）やトラックなどの車両のルーフ上に装備して、走行時の気流を利用して発電する車載型風力発電装置に関する。

上記車載型風力発電装置としては、トラックにおける荷物室と運転キャビンとの段差部に横軸型の風車を支架するものが提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２，特許文献３）。
特開２００３−２７８６４１号公報特開２００８−１２８２３０号公報

開示されている車載型風力発電装置では、車体の走行に伴って運転キャビンの上を流れる外気を風車に導く手段に改良の余地があり、比較的低速で走行する場合に効率よく風力発電することが難しいものであった。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、車体の走行に伴って運転キャビンの上を流れる外気を風車に的確に導くことで、効率の良く風力発電を行えるようにすることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明は、運転キャビンの後方に運転キャビンより背の高い荷物室を備えた車両における運転キャビンのルーフ上に搭載される車載型風力発電装置であって、
横向き軸心周りに回転可能に支架したクロスフロー型の風車と、この風車に連動連結されて回転駆動される発電機と、これらを収納するケーシングとを備え、
ケーシングの前部に設けた外気流入口の下部と上部に、下部導風ガイドと上部導風ガイドとをそれぞれ備えて、外気流入口の内奥部を前端開口部より上下に奥狭まりに形成するとともに、
下部導風ガイドの外気流入口に面する面を、外気流入口の前端開口部から内奥部に向かってなだらかに立ち上がるように形成し、
下部導風ガイドで、外気流入口の下側に流入した外気を、風車における受風ブレードの先端回動軌跡に対して略接線方向上方に導き、上部導風ガイドで、外気流入口の上側に流入した外気を、外気流入口の内奥において下部導風ガイドで案内される気流に合流させるように構成してある。

この構成によると、下部導風ガイドで案内される気流は風車における受風ブレードの先端回動軌跡に対して略接線方向上方に導かれるので、気流の流動圧が効率よく風車の回転に変換される。また、上部導風ガイドで案内される気流が上下に狭められた内奥部において、下部導風ガイドで案内される気流に合流されることで、外気流入口の内奥で気流の流動圧を高めて受風ブレードに供給することができ、これによって風車の回転トルクが高められる。
さらに、車載型風力発電装置を、運転キャビンの後方に運転キャビンより背の高い荷物室を備えた車両における運転キャビンのルーフ上に搭載することにより、走行する車両の前面に当たり車両の前面に沿って上昇してくる気流を有効に利用して発電を行うことができると共に、車載型風力発電装置を、運転キャビンの上面と荷物室の前端との間に形成された段部におけるウインドデフレクタとしても機能させることができる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記発電機を前記風車の後側に配備し、発電機と風車とを伝動機構で連動連結してある。

この構成によると、風車の軸心方向一端部に発電機を直結して駆動する形態に比べて風車を更に横長にして受風面積を大きくすることができ、これによって発電能力を高めることができる。

（３）本発明の他の実施態様においては、車載型風力発電装置が搭載される前記車両をトラックとしている。

このように、本発明によれば、車体の走行によって車体ルーフ等を後方に流れる外気を上下導風ガイによって的確に風車に供給して風車を高いトルクで回転させ、効率の良い風力発電を行うことができる。

トラックの前部を示す側面図である。本発明の一実施例の車載型風力発電装置の縦断側面図である。実施例の車載型風力発電装置の横断平面図である。実施例の車載型風力発電装置の斜視図である。本発明の車載型風力発電装置の別実施例を示す横断平面図である。本発明の車載型風力発電装置の別実施例を示す斜視図である。本発明の車載型風力発電装置を用いた発電機駆動形態を示す横断平面図であり、（ａ）は直結方式、（ｂ）は巻き掛け駆動方式である。本発明の車載型風力発電装置の設置位置に関するさらに別の実施例をそれぞれ示す側面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係る車載型風力発電装置１を搭載した車両の一例としてのトラック２が、また、図２，図３に、車載型風力発電装置１の詳細がそれぞれ示されている。トラック２は、運転キャビン３の後方に運転キャビン３より背の高い荷物室４を備えたものであり、車載型風力発電装置１は、運転キャビン３のルーフ上に搭載装備されている。

車載型風力発電装置１は、運転キャビン３の横幅に近い横幅を有するケーシング５に、回転軸心ｐを横向にして回転自在に支架された風車６と、これの一端に連動連結された発電機７とを収容装備して構成されている。

風車６は、回転方向上手に向けて凹入湾曲した多数の受風ブレード８を周方向に定ピッチで配備して円筒籠形に構成したクロスフロー型のものが利用され、その中心に貫通された回転支軸９が、左右両端部において側板１０に軸受け支承されるとともに、回転支軸９の一端に発電機７が同軸心に連結されている。

ケーシング５の前部には横長に外気流入口１１が開口され、この外気流入口１１の下部および上部に下部導風ガイド１２と上部導風ガイド１３とが備えられて、外気流入口１１の内奥部が前端開口部より上下に狭められている。

下部導風ガイド１２は、前方からの気流を後方上方に案内して、風車６における受風ブレード８の先端回動軌跡に対して略接線方向に導くよう形成され、また、上部導風ガイド１３は、前方からの気流を後方下方に導いて、外気流入口１１の奥狭まり部位で下部導風ガイド１２で案内される気流に合流させるよう形成されている。

ケーシング５の後部上面には外気流出口１４が設けられ、風車６を通過した気流が荷物室４の上方にまで円滑に案内される。

本発明に係る車載型風力発電装置１は以上のように構成されており、トラック２が走行する際に運転キャビン３の上方において後方に流動する外気で風車６が回転され、これによって発電機７が回転駆動されて発電され、発電された電気はバッテリに充電される。

この際、下部導風ガイド１２で案内される気流は風車６における受風ブレード８の先端回動軌跡に対して略接線方向に導かれるので、気流の流動圧が効率よく風車６の回転に変換される。また、上部導風ガイド１３で案内される気流が下部導風ガイド１２で案内される気流に合流されることで、外気流入口１１の内奥で気流の流動圧を高めて受風ブレード８に供給することができ、これによって風車６の回転トルクが高められる。

〔他の実施例〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）２個の風車６を左右に並設して、それぞれで発電する形態とすることもできる。

（２）外気流動方向に沿った前後二箇所に風車６を配置して、各風車それぞれで個別に発電７、あるいは、両風車６を共通の発電機７に連動連結してタンデム駆動方式で発電することもできる。

（３）図５，図６に示すように、外気流入口１１に、下部導風ガイド１２と上部導風ガイド１３を繋ぐ複数の整流板１５を設けることで、気流の安定化および外気流入口１１の補強を行うことができるとともに、外気流入口１１の外観を整えることができる。

（４）図７（ｂ）に示すように、発電機７を風車６の後側に配備して、発電機７と風車６とをベルト、チェーン、あるいは、ギヤなどの伝動機構１６で連動連結すれば、車載型風力発電装置１全体の横幅を一定とした場合、図７（ａ）に示す直結駆動形態に比べて風車６を更に横長にして受風面積を大きくすることができ、発電能力を高めることができる。この場合、伝動機構１６を介して発電機７を増速駆動することで、発電効率を一層高めることができる。

（５）本発明の車載型風力発電装置１を、乗用車のルーフ上に設置して利用することもできる。車載型風力発電装置１の配置位置としては、図８（ａ）に示すように、乗用車のルーフＲの前方端ｒ１であってもよいし、図８（ｂ）に示すように、乗用車のルーフＲの前方端ｒ２であってもよいし、図８（ｃ）に示すように、エンジンルームＥ内の前端の前端開口ＦとラジエータＧとの間であってもよい。

（６）本発明でいう車体（車両）とは、トラック、乗用車の他、自動二輪車、電動輸送機器（ＥＶ）、電車、船舶を含む概念である。

１車載型風力発電装置
２トラック
３運転キャビン
４荷物室
５ケーシング
６風車
７発電機
８受風ブレード
９回転支軸
１０支持板
１１外気流入口
１２下部導風ガイド
１３上部導風ガイド
１４外気流出口
１５整流板
１６伝動機構
ｐ回転軸心

Claims

運転キャビンの後方に運転キャビンより背の高い荷物室を備えた車両における運転キャビンのルーフ上に搭載される車載型風力発電装置であって、
横向き軸心周りに回転可能に支架したクロスフロー型の風車と、この風車に連動連結されて回転駆動される発電機と、これらを収納するケーシングとを備え、
ケーシングの前部に設けた外気流入口の下部と上部に、下部導風ガイドと上部導風ガイドとをそれぞれ備えて、外気流入口の内奥部を前端開口部より上下に奥狭まりに形成するとともに、
下部導風ガイドの外気流入口に面する面を、外気流入口の前端開口部から内奥部に向かってなだらかに立ち上がるように形成し、
下部導風ガイドで、外気流入口の下側に流入した外気を、風車における受風ブレードの先端回動軌跡に対して略接線方向上方に導き、上部導風ガイドで、外気流入口の上側に流入した外気を、外気流入口の内奥において下部導風ガイドで案内される気流に合流させるように構成してある、
ことを特徴とする車載型風力発電装置。
前記発電機を前記風車の後側に配備し、発電機と風車とを伝動機構で連動連結してある請求項１に記載の車載型風力発電装置。
前記車両がトラックである請求項１または２に記載の車載型風力発電装置。