JPH0223787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転体の恒圧平衡に基づく起熱効
果を利用して所望の空間内を加熱すると共に、回
転体の回転作用に伴なう旋回流を案内流路に絞り
込んで気体粘性により働く従動回転体の回転エネ
ルギーを高出力な電気エネルギーに変換できるよ
うにした高出力発電機能を有する起熱空間装置に
関する。

〔従来の技術〕

本出願人は、回転体の回転作用に基づき減圧ま
たは加圧の恒圧平衡状態で気体との摩擦等による
起熱現象を、回転体を配設した中空室内で発生さ
せ、中空室内を加熱したり、或は中空室外へ加熱
気体を吐出させたり、更にまた中空室自体を加熱
して熱源としたりして中空室内外における有効に
してクリーンな熱源を得ることができるようにし
た一連の発明を完成した。すなわち、その中の主
なもをの例示すれば、特公昭59−52342号、特公
昭59−52753号、特公昭59−47821号、特公昭59−
9822号の一番目の発明、特公昭59−4625号の一番
目の発明、特開昭58−172492号、特開昭58−
224270号、特開昭59−191882号および特願昭59−
53947号などである。

上述の一連の発明と関連して、本出願人は、中
空室内で、回転体の回転作用に基づく流体の粘性
効果で働く従動回転機構を設け、この従動回転機
構により中空室内の気体を強制的に流動させて起
熱効果のバツクアツプと併せて気体流を発生させ
ることができるようにした関連の発明を完成して
いる。たとえば、特公昭58−47621号、特公昭58
−47622号、前述の特公昭59−9822号の二番目の
発明および、前述の特公昭59−4625号の二番目の
発明などである。

そして、上述の本出願人の幾多の発明の中で、
ことに従動回転機構の回転エネルギーが、専ら中
空室内の起熱バツクアツプと気体流発生に対して
用いられている点に着目し、更にこの回転エネル
ギーを他のエネルギーに変換することの可能性を
追求して本出願人が、さきに開発した特願昭60−
193980号および特願昭60−193981号などの発明が
ある。

これら先願の発明の基本的な技術内容は、所望
の大きさの空間を有する中空室に回転体の減圧ま
たは加圧という恒圧平衡状態での摩擦熱発生機構
と、回転体により働く従動回転機構とを配設し、
従動回転機構を作動させることにより、減圧の場
合は常態に比し空気抵抗が少なく、従動回転機構
の回転作用を円滑に働かせ、また加圧の場合は常
態より気体の粘性効果が高まるので、従動回転機
構の回転作用も円滑に働かせることができ、いず
れの場合も回転体の回転エネルギーを無駄なく高
能率を以つて従動回転機構を介して電気エネルギ
ーに変換するように構成したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本出願人は、先願の基本的な技術的発想を更に
発展させて、回転体の回転によつて得られる旋回
流を、従動回転機構に対して効率よく供給し、こ
れにより高出力な電気エネルギーの取り出しと前
記回転体に作用するエネルギーの消費量を逓減し
て電力消費を節約するように意図したものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、この発明は、所望の大きさの空間を
形成する中空室に回転体の減圧または加圧という
う恒圧平衡での摩擦熱発生機構と、回転体により
働く従動回転機構との間に筒などの案内流路を介
在させ、回転体の回転によつて得られる旋回流を
捕捉し、かつ絞り込んで気体の粘性効果を高めて
従動回転機構の回転トルクを逓増させ、これによ
り好みの発電機構を働かせて高出力の電気エネル
ギーを得るようにしたものである。

なお、案内流路は、筒体などの構成によつて得
られ、この筒体内に一個またはそれ以上の従動回
転機構を設けて所謂多段発電構成とすることもで
きる。

回転体の径の大きさと従動回転機構の径の大き
さは、格別問題にする必要はないが、前者に比
し、後者の径を小さく形成することにより相対回
転速度が変わり、後者の従動回転機構の回転数を
大きくして回転出力を逓増させ、より大きな出力
の電気エネルギーを取り出すことができる。

案内流路は単なる筒体でも良いが、上部が大き
く開口され、下部に行くに従つて絞り込まれるよ
うなラツパ状或はノズル状に変形した方が旋回流
の絞り込みは有効である。

また、中空室には、気体流量絞り手段を設け
て、中空室内での減圧または加圧常態を種々変化
させて、従動回転機構の回転を制御でき、さら
に、従動回転機構には、電気エネルギーを発生さ
せることができる電動モータなどの起電機構を、
従動回転機構の出力回転軸に直接または変速など
の電動機構などを介して間接に接続するものであ
る。

そして起電機構は、中空室の内部または外部に
設置して、得られる電気エネルギーを種々の用途
に利用できるものである。

中空室に設けられる回転体は、基本的には一個
で差支えないが従動回転機構を有効に働かせた
り、起熱効果を高めるために二個以上多段構成と
して形成できる。

さらに、回転体の回転駆動手段は、電動モータ
が最も簡単であり、直接中空室内に設置するのが
容易であるが、この電動モータは中空室外に設け
ても良く、さらにエアコンプレツサー、タービン
を始め他のエンジン等の回転駆動手段を用いても
同様に実施できる。

〔作用〕

この発明は、さきに例示した各公報の発明に記
載されているように回転体が中空室の一部に配置
され、中空室内を減圧または加圧という恒圧平衡
常態が保持できるように回転されるので摩擦熱発
生機構によつて気体との有効な摩擦などによる起
熱作用を呈し、中空室内を必要な温度に加熱でき
ると共に回転体の回転作用によつて得られる旋回
流は、筒などの案内流路内に捕捉され絞り集めら
れて回転体と相対向した個処に配設される従動回
転機構を、気体の粘性効果により有効に回転させ
て、この回転エネルギーを高出力の電気エネルギ
ーに変換できるものである。

気体流量絞り手段によつて中空室内への気体の
流入流出が行われ流通する気体の流量が変化する
と、その変化に応じて従動回転機構の回転作用も
影響を受けるが、変化して得られる電気エネルギ
ーの起電力の大きさは、従動回転機構の回転力に
よつて当然定まる。しかしながら、静的な減圧ま
たは加圧という状態での起動回転ではなく動的な
状態での起動回転であるので従動回転機構の回転
力は殆どエネルギー損失はなく、静的な状態より
も寧ろ円滑かつ効率的である。

なお、気体流量絞り手段を用いて中空室内への
気体の流入は、中空室内の気体の流出を伴い、加
熱された熱エネルギーの損失を伴う場合が生ずる
ので、熱交換機構を用いて外部の流入気体に中空
室内より流出する気体の熱エネルギーを供与する
ことも可能である。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を第１図、第２図お
よび第３図について説明する。

なお、説明の都合上、三実施例はいづれも減圧
平衡起熱として働く場合について述べる。

各図において、１は所望の空間Ａを有する気密
機構の中空室、２はこの中空室１の一部に設けた
摩擦熱発生機構Ｘを有する回転体で、中空室１を
その外部に延長または内部に設けた中空室１と一
体的なケーシング３内に電動モータ４と軸５によ
り直結して配設してあり、ケーシング３の端部に
気体流出口６を形成してある。

なお、回転体２は、プロペラフアン、シロツコ
フアンなと所望の形状の多数の回転羽根７によつ
て構成でき、所望の傾斜角度を有し、かつ中空室
１より気体を吸引排気できるようにその回転方向
が定められている。

Ｇは、前記回転体２の前方に形成される案内流
路で、図示では上部がラツパ状またはノズル（逆
ノズル）に拡開した形状の筒体で構成されている
が拡開した形状では、その形状を可変可能とした
り、または直状筒でも良く、脚片その他適宜の支
持手段により適正個処に固着されている。そし
て、回転体２の回転作用に基づく旋回流を捕捉し
絞り込むことができるようになつている。８は従
動回転機構であつて、前記案内流路Ｇ内に固着さ
れて前記回転体２と相対向位置に設けられてい
る。そして、図示では簡単なフアンが示されてい
るが、要は気体の粘性効果により回転体２の回転
によつて従動回転できれば良く、一個または複数
の多段フアン構成であつても何等差支えはない。
また、フアン自体に多段の穿孔、突起などの変形
を旋して効率を上げることもできる。

ところで、従動回転機構８のフアン径は、前記
回転体２のフアン径より小さくすることによつ
て、回転数を逓増して、より高出力な電気エネル
ギーを得ることができ、案内流路Ｇの絞り込み形
状によつても影響を受ける。９は前記従動回転機
構８の回転出力軸で、第１図、第３図にあつては
直接、従来公知の起電機構１０と直接接続され、
この起電機構１０が直接接続され、この起電機構
１０が中空室１内に配設された構成を示している
が、第２図のようにベベルギヤなどの電動機構１
１を介して中空室の外部に設けた従来公知の起電
機構１０と間接的に接続させても良い。なお、こ
の電動機構１１を用いた起電機構１０は、図示し
ないが中空室１の内部において第１図と異なる位
置、例えば中空室１の内側に直接設けても良い
（図示せず）。１２は各種の導線、１３は蓄電器、
１４は各種スイツチを備えた電気制御盤、１５は
間接電動軸を示す。

ところで、各図には、符号１６により気体流量
絞り手段が示されているが、この気体流量絞り手
段１６は一種の調節バルブで構成でき、自動また
は手動で中空室１内への外気の流入量を調節でき
るようになつている。しかし、この気体流量り手
段１６は、中空室１に取付けても取付けなくても
良く、したがつて気体流入口１７は、気体流量絞
り手段１６が図示のように設けてある場合は、必
ずこの気体流量絞り手段１６に設けてあるが、こ
の気体流量絞り手段１６が設けていない場合は、
前記気体流出口６を唯一の外部の連通口として兼
用させることができる。

つぎに、第３図の実施例では、符号１８により
熱交換機構が示されている。すなわち、気体流出
口６より回転体２に通ずるケーシング３内に気体
流量絞り手段１６より流入される冷たい気体を導
入できる。例えばコイル状の熱交換器を配設し、
加熱された中空室１内の暖かい内気と有効に接触
させて内気排出の過程で導入気体を暖めることが
できるようになつている。この熱交換機構１８に
より中空室１内の温度効果を防ぐことができる。

叙上の構成に基づいて作用を説明する。

まず、回転体２が回転して中空室１内の気体を
気体流出口６側に吸引排出する作用を呈すると、
中空室１内は減圧平衡状態が保持され減圧摩擦熱
発生機構Ｘの働きで起熱作用が奏せられ次第に温
度が上昇し、中空室１内の空間Ａは加温される。

この場合、気体流入絞り手段１６の絞り量が
「閉」すなわち、流入量が零の場合から「開」の
状態において種々絞り量が変化すると、中空室１
内も亦、その減圧平衡状態は種々変化することは
勿論である。

この中空室１内の空間Ａにおいて減圧平衡状態
が維持されると同時に回転体２の回転は、流体の
粘性効果によつて従動回転機構８を回転させ、こ
の回転エネルギーは起電機構１０に直接または間
接に伝達され、ここで電気エネルギーに変換され
る。

ところで、減圧状態であるため、回転体２の回
転作用は、中空室１内の気流を有効な旋回流とし
て生起され、この旋回流は、案内流路Ｇによつて
捕捉絞り込まれ、一種のノズル効果によつて案内
流路Ｇによつて強力な旋回流が発生し、案内流路
Ｇに配設される従動回転機構８の従動回転を強力
に働かせ、しかも気体抵抗が少ないので円滑に回
転でき、したがつてきわめて高出力な電気エネル
ギーは、例えば図示された赤外線、紫外線などの
光源を含む各種機器１９の電源として利用できる
が、導線１２には蓄電器１３を設けることができ
るので余分の電気エネルギーは蓄電器１３に常時
蓄えておきことができ、従つて電気エネルギーの
無駄を省くことができる。

以上の実施例では、減圧平衡の場合について説
明したが、同様に加圧平衡の場合についても実施
できる。すなわち、気体流出口６を気体流入口と
し、気体流量絞り手段１６に設けられる気体流入
口１７を気体流出口とし、さらに回転体２の回転
方向を逆にして中空室１内に外気を強制的に流入
させることができるようにすれば良い。

なお、２０は中空室１の扉である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、所望の大きさの空間を有す
る中空室を、回転体の作用に基づく摩擦熱発生機
構の働きにより減圧または加圧という恒圧平衡状
態を維持して所望の温度に加熱昇温できると共に
回転体の前方には旋回流の案内流路が設けてある
ので、旋回流は有効に捕捉され絞り込まれて運動
のエネルギーを逓増し、案内流路に設けた前記回
転体と相対向する従動回転機構を流体の粘性効果
を以つて有効に回転させ、この従動回転機構の回
転エネルギーを有効な高出力を以つて電気エネル
ギーとして容易に取り出すことができる。

したがつて、回転体への入力も省エネ効果が期
待できる上に高出力の電気エネルギーを得ること
もできる。

そして得られた電気エネルギーは、外部よりの
給電の必要なく、中空室内の空間に光ことに紫外
線などの電源として活用でき、例えば植物の成長
促進裁培とか乾燥とか真空蒸着とかの各種産業用
は勿論のこと、農業用ハウス裁培とか建物用のハ
ウジングなどに必要な電気機器の電源として用い
ることができる。

さらに、熱交換機構を付設することにより中空
室内の加温された温度を低下させることなく、恒
圧平衡を維持できるので、きわめて用途は広範囲
である。

なお、回転体は、その形状は何等特定されず、
また回転体の数、大きさも自由に変化できると共
に従動回転機構も、単なるフアンを始めその形状
は何等特定されるものではない。しかもフアンも
単数は勿論、大きさ、数など自由に設定して好み
の形状のものができる。

また、同様に起電機構と従動回転機構との結合
は、直接またはベベルギヤなどの伝導機構を介し
て自由に実施することにより変化に富んだ構成と
して提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、それぞれこの発明に係
る高出力発電機能を有する起熱空間装置を示す三
実施例の断面説明図である。 ２……回転体、６……気体流出口、８……従動
回転機構、１０……起電機構、１３……蓄電器、
１６……気体流量絞り手段、１８……熱交換機
構、Ｘ……摩擦熱発生機構、Ａ……中空室１で形
成される所望の大きさの空間、Ｇ……案内流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所望の大きさの空間を形成する中空室の一部
   に、回転体を配設した摩擦熱発生機構を設けて中
   空室の外部と連通自在とすると共に、前記回転体
   の前方には案内流路を形成して前記回転体の回転
   により得られる旋回流を捕捉し絞り込み、この案
   内流路内に配設した流体の粘性効果を受けて回転
   する従動回転機構とこの従動回転機構と接続され
   る起電機構を介して高出力の電気エネルギーを得
   ることを特徴とする高出力発電機能を有する起熱
   空間装置。 ２ 回転体を配設した摩擦熱発生機構は、中空室
   に対して減圧または加圧の恒圧平衡状態を保持し
   て中空室内で加熱気体を得ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の高出力発電機能を有す
   る起熱空間装置。 ３ 案内流路は、筒体に形成して回転体の回転に
   より得られる旋回流の捕捉絞り込みを有効に行え
   るようにした特許請求の範囲第１項記載の高出力
   発電機能を有する起熱空間装置。 ４ 回転体の回転により得られる旋回流で回転す
   る従動回転機構は、一以上設けて成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の高出力発電機
   能を有する起熱空間装置。 ５ 起電機構は、蓄電器を接続して電気エネルギ
   ーを蓄えられるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の高出力発電機能を有する
   起熱空間装置。 ６ 所望の大きさの空間を形成する中空室の一部
   に、回転体を配設した摩擦熱発生機構を設けて中
   空室の外部と連通自在とし、かつ前記中空室には
   外部と連通する気体流量絞り手段を設けると共
   に、前記回転体の前方には案内流路を形成し、前
   記回転体の回転により得られる旋回流を捕捉し絞
   り込み、前記案内流路内に配設した流体の粘性効
   果を受けて回転する従動回転機構とこの従動回転
   機構と接続される起電機構を介して高出力の電気
   エネルギーを得ることを特徴とする高出力発電機
   能を有する起熱空間装置。 ７ 回転体を配設した摩擦熱発生機構は、中空室
   に対して減圧または加圧の恒圧平衡状態を保持し
   て中空室内で加熱気体を得ることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の高出力発電機能を有す
   る起熱空間装置。 ８ 案内流路は、筒体に形成して回転体の回転に
   より得られる旋回流の捕捉絞り込みを有効に行え
   るようにした特許請求の範囲第６項記載の高出力
   発電機能を有する起熱空間装置。 ９ 回転体の回転により得られる旋回流で回転す
   る従動回転機構は、一以上設けて成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の高出力発電機
   能を有する起熱空間装置。 １０ 起電機構は、蓄電器を接続して電気エネル
   ギーを蓄えられるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の高出力発電機能を有す
   る起熱空間装置。 １１ 気体流量絞り手段は、この手段を介して流
   通する気体を、回転体を介して中空室の外部と通
   ずる個処に設けられる熱交換機構を経るようにし
   中空室に設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の高出力発電機能を有する起熱空間装
   置。