供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种供电系统，所述供电系统建设搭载有发电机的发电专用过山车（Roller?coaster）等及其轨道等，对所述过山车等赋予势能，该过山车等通过将获得的势能转换成动能，进而转换成电能而使发电成为可能。
【专利说明】供电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用势能产生电能并供给其产生的电能的供电系统。
【背景技术】
[0002]近年来，风力发电装置是一种借助风力使风车旋转，并利用连接在该风车上的发电机产生电力的装置。然而，风力发电装置存在输出的电力依存于风力，无法获得稳定的电力的问题。另外，为了尽可能高效率地将风力转换为旋转力，需要庞大的螺旋桨，所以也存在并非在任何地方都可以简单设置的缺点。因此，风力发电违背了能量地产地销的观点。
[0003]因此，提出了利用车辆、船舶的行驶、航行时产生的逆风的风力发电机(专利文献I)、同样地利用车辆行驶时产生的行驶风的风力发电机(专利文献2)。此外，也进行了如下尝试，即，在具有风力发电机的车辆中，尝试通过释放产生的一部分行驶风，从而避免无用的风压(专利文献3)。虽然会伴随有用于行驶、航行中的燃料、原料的消耗，但能够评价为进一步接近了能量的地产地销。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-144794号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-157865号公报
[0008]专利文献3:日本特开2010-150986号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的技术问题
[0010]本发明所要解决的技术问题是能量的地产地销的多样化扩大。即，无论系统是新设还是现有，尤其是在现有的情况时，如果只是通过对系统进行最小限度的变更即可发电，则能够对能量的地产地销做出贡献。这是发明人的构想的出发点。
[0011]解决技术问题的技术手段
[0012]发明人反复进行了旨在扩大能量地产地销的多样化的锐意研究，注意到作为现有系统活用的一种形式的过山车(云霄飞车)的活用。过山车那样的无动力行驶体在高处时具有相应的势能。事实上，为了使过山车升至高处(为了获得势能)，要使用相应的能量(例如电力)。然而，如果能够捕捉过山车借助向低处下落或经过低处时的惯性朝向另一高处反向下落时(以下总称为行驶)等作为发电机会，就能够扩大能量地产地销的多样化。本发明是从上述观点出发而完成的，关于其详细内容，于技术方案再次进行说明。
[0013]此外，对任一技术方案中所记载的技术方案进行说明时的用语定义等，与发明范畴的记载顺序没有关系，在其性质上可能的范围内，也适用于其他的权利要求所记载的技术方案。
[0014](技术方案I所记载的技术方案的特征)
[0015]技术方案I记载的技术方案的供电系统(以下，适当称作技术方案I的系统)的特征在于构成为包含:行驶用轨道，其具有各至少一处(也可以是多处)的低处及与该低处相比位于重力方向较高的位置的高处；无动力行驶体(以下仅称作行驶体)，其以可于该行驶用轨道上行驶的方式设置；搬送装置A、B，其用于将该行驶体搬送至该高处；附带叶轮的风力发电机构，其设置在该行驶体上；及电力输出端，其设置在该风力发电机构上；且可从该电力供给端提取由该无动力行驶体的行驶产生的行驶风直接或间接地使该叶轮旋转而产生的电力。
[0016]行驶用轨道的低处与高处具有相对性。与某低处相比，较高的位置称之为高处，若在比该高处高的位置存在更高的高处时，则该高处与更高的高处相比成为低处。此外，只要叶轮位于可接受发电所需要的行驶风的位置，则可以设置于行驶体的内部也可以是外部，为了达到高效率发电的目的，叶轮的数量或设置方向或角度、车辆的辆数、底盘或车身的形状，轨道或车道的条数设置可灵活应对。
[0017]根据技术方案I所记载的系统，行驶体被搬送装置A搬送到高处。位于高处的行驶体相对于低处获得势能。若在此处释放行驶体，则行驶体一边将势能转变为动能，一边在行驶轨道上向低处行驶。行驶时行驶体受到行驶风的阻力。行驶风使叶轮旋转。叶轮的旋转驱动风力发电机构而发电。
[0018]风力发电机构发电产生的电力能够从电力输出端提取。从电力输出端提取的电力可以对设置在行驶体内的充电器进行充电，也可以通过轨道等供给至外部。
[0019]技术方案I记载的技术方案的供电系统(以下适当地称作技术方案I的系统)的特征在于:它是以上述电力输出端与上述行驶用轨道或与上述行驶用轨道并排的供电用轨道(侧轨道)或架空输电线电连接，且能够自上述行驶用轨道或该供电用轨道提取电能的方式构成。若行驶体搭载有充电器，也可以将该充电器的电极与行驶用轨道的供电用轨道并联。
[0020](技术方案2所记载的技术方案的特征)
[0021]在技术方案I记载的系统的基础上，技术方案2记载的供电系统(以下适当地称作技术方案2的系统)的特征在于:上述风力发电机构构成为包含发电风路，该发电风路具有吸入行驶风的行驶风吸入口和将该行驶风吸入口吸入的行驶风排出至车外的顺路排出口，且上述叶轮安装于上述发电风路内，从而接受自上述行驶风吸入口吸入的行驶风而旋转。
[0022]根据技术方案2的系统，除了技术方案I所记载的系统的作用效果外，由于发电风路及叶轮存在于行驶体内部，所以可使得行驶体小型化。此外，由于可使行驶风集中于发电机风路中，所以可有效地活用行驶风的能量。即，由于行驶风集中而风速变快，所以相应地使叶轮快速旋转而对能量的有效活用作出贡献。
[0023](技术方案3所记载的技术方案的特征)
[0024]在技术方案I或2任一项中所记载的系统的基础上,技术方案3记载的技术方案的供电系统(以下适当地称作技术方案3的系统)的特征在于:构成为上述无动力行驶体通过多个车轮被设置在上述行驶用轨道上，且在该车轮中的至少一个(也可以是多个)车轮上可发电地连接有车轮发电机构，并可自该车轮发电机构所具备的电力输出端提取发电电力的方式构成。
[0025]根据技术方案3的系统，除具有技术方案I和2的系统的作用效果外，除可以通过风力发电机构进行的电力供给外还可以通过车轮发电机构进行电力供给。
[0026](技术方案4所记载的技术方案的特征)[0027]在技术方案I至3的任一项中所记载的系统基础上,技术方案4记载的技术方案的供电系统(以下适当地称作技术方案4的系统)的特征在于:上述无动力行驶体为过山车(Roller coaster)。
[0028]根据技术方案4的系统，除具有技术方案I至3任一项的系统的作用效果外，还具有能够活用现有基础设施的优点。即，设置在过山车的车辆上，能够完全利用行驶轨道等的现有基础设施而构筑发电系统。虽然需要花费用于改良车辆、制造新车辆的费用，但由于行驶轨道等直接活用现有的设备即可，所以十分经济。
[0029](技术方案5所记载的技术方案的特征)
[0030]技术方案5记载的技术方案的供电系统(以下适当地称作技术方案5的系统)的特征在于构成为包含:行驶用轨道，其具有各至少一处的低处以及与该低处相比位于重力方向较高的位置的高处；无动力行驶体，其以可通过车轮而在该行驶用轨道上行驶的方式设置；搬送装置A、B，其用于将该无动力行驶体搬送至上述高处；发电机，其与该车轮旋转连结；及电力输出端，其设置在该发电机构上，且可以自该电力供给端提取因该车轮旋转而使该发电机旋转所产生的电力。
[0031]根据技术方案5的系统，通过搬送装置A将行驶体搬送至高处。在高处的行驶体相对于低处可以获得势能。在此，若释放行驶体，则行驶体一边将势能转换成动能，一边在行使用轨道上向低处行驶。行驶时，车轮驱动发电机使其发电，发电机发出的电能能够通过电力输出端提取。从电力输出端提取的电力可以对设置于行驶体内外的充电器进行充电，也可以经由轨道供给外部。
[0032](技术方案6所记载的技术方案的特征)
[0033]技术方案6记载的技术方案的供电方法(以下适当地称作技术方案6的系统)的特征在于:使设于无动力行驶体的附带叶轮的风力发电机构的该叶轮借住该无动力行驶体的轨道行驶所产生的行驶风旋转并发电，该无动力行驶体将赋予的势能转变为动能而行驶。
[0034]根据技术方案6的方法，对于位于高处且获得势能的行驶体，若在此将该行驶体释放，则行驶体一边将势能转换成动能，一边在轨道上向低处行驶。在行驶中，行驶体受到行驶风的阻力。行驶风使叶轮旋转。叶轮的旋转驱动风力发电机构进行发电。风力发电机构发电的电力，能够从电力输出端提取。从电力输出端提取的电力可以对设置在行驶体内外的充电器进行充电，也可以经由轨道等供给至外部。
[0035]发明效果
[0036]根据本发明，能够扩大能量地产地销的多样化。即，不论系统的新建、现有，特别是现有的情况下，由于通过对系统进行最小限度的变更而进行发电，从而能够对能量的地产地销作出贡献。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是供电系统的概略俯视图。(8字型轨道)
[0038]图2是行驶用轨道的高低差的侧视图。
[0039]图3是无动力行驶体的俯视图。
[0040]图4是无动力行驶体的侧视图。
[0041]图5是搬送装置A的概略图。[0042]图6是供电系统的概略俯视图。(螺纹型轨道)
【具体实施方式】
[0043]以下，参照各附图，对本发明的实施方式(以下称作实施方式)进行说明。如图1、图3以及图5所示的供电系统I (以下，适当的称为系统I)首先具备:行驶用轨道3或者行驶用轨道6及无动力行驶体5、搬送装置A51、搬送装置B7及叶轮9、风力发电机构11及电力输出端13、车轮发电机构Ila及电力输出端13a。而且在不能借助行驶用轨道供电时，具有供电轨道4及视需要具有的充电器15。以下，分别进行说明。
[0044]如图1及图2或图6所示，行驶用轨道3或行驶用轨道6由两条并行的轨道构成，且铺设在轨道2上。基本方式是相对容易取得平衡且构造简单地在行驶体5的底部铺设两条平行轨道的方式，但视需要也可以以与设置在行驶体5左右两侧或顶部各预定位置的车轮咬合的方式进行铺设。在以下的记载中，没有特别说明时，行驶用轨道3、行驶用轨道6表示底部两条轨道的总称。此外，仅表示为行驶用轨道3或行驶用轨道6(以下适当地称作轨道)时，若未特别提及，则包含铺设有轨道3或轨道6的轨道2。再者，如图1、图2及图6所示的轨道2是相对于行驶体5的大小而缩小显示的。是为了根据纸面的大小而进行显示。
[0045](8字型轨道的构成)
[0046]8字型轨道3是在其起点至终点之间具有各至少一处的低处及与该低处相比位于重力方向较高的位置的高处。具体而言，形成如图1所示的俯视图的8字型，且具有如图2所不的闻低差。自最闻处3a至中间点3e、3b、3e、3c、3e、3d反复下降及上升之后，向最低处3f运行，并自最低处3f到达搬送起点3g，再连续地自搬送起点3g至搬送终点的最高处3a，其间形成上行倾斜。使轨道2 (轨道3)构成为俯视8字型结构的目的在于可以一边循环一边连续发电，但也可以采用8字型之外的形状。
[0047]另外，图3中所示的符号4是指在两条轨道3之间，平行于轨道3而铺设(也可以沿轨道3的外侧)的供电用轨道(以双点划线表示)。由搬送装置A51搬送至最高处3a的多个行驶体5中，最初的一台在特定的车道上行驶，在规定的位置，通过切换改变车辆等的前进方向时，所使用的切换点从而能够依次移动至临接的车道。因此，搬送装置A51只需设置在最低的一个车道上即可。
[0048](其他轨道的构成)
[0049]参照图6进行说明。例如也包含如下的轨道6:由搬送装置A51搬送至巨大的螺钉倒置而形成的结构的顶点即最高处6a的行驶体5从该最高处6a至6b、6c、6d沿螺纹齿一边向作为地面的底边扩展一边下降，到达地面上的通过点6e的同时，缩小作为轨道的圆弧，一边减速一边到达搬送装置A51的搬送起点的中心点6g，并再次由搬送装置A51搬送至最高处6a，反复行驶。本实施方式中，通过切换点8增加车道数。采用轨道6时，无需搬送装置B7。为方便起见，以下的说明是基于轨道3进行的。
[0050](搬送装置B的构成)
[0051]如图1所示的搬送装置B7是将位于搬送起点3g处的行驶体5搬送至位于较高处的最高处3a而能够进行释放的装置。也可为其他形式，但在本实施方式中是由通过在前一天为止充电的充电器等驱动的带式输送机构成。当被搬送装置B7所搬送时，行驶体5的车轮也在轨道3上持续旋转。被搬送装置B7搬送至最高处3a的行驶体5相对于低处3e获得势能。搬送装置B7在最高处3a释放行驶体5。被释放的行驶体5—边将所具有的势能转换为动能，一边在轨道3上行驶。
[0052](无动力行驶体的概略构成)
[0053]参照图1、图3及图4进行说明。无动力行驶体5 (以下，仅称作行驶体5)是以底盘部21及车身部25作为其基础构件。行驶体5未搭载用于行驶的动力。如下所述，由势能转换成的动能成为发电的能量。底盘构件21基本由前导底盘部21a及后续于前导底盘部21a的后续底盘21b构成。后续底盘21b至少为一辆，也可以为多辆。在本实施方式中，将后续底盘的数量设置为搭载风力发电机构的后续底盘21b及搭载车轮发电机构的21c至21d这三辆。作为其他实施方式，可以是只搭载风力发电机构的连结组成或只搭载车轮发电机构的连结组成，当为车轮发电机构连结组成时，使前导部的形状为空气阻力较小的流线型。前导底盘部21a的行进方向的后端与后续底盘21b的该方向的前端通过接头22连结。接头22为如下连结构造:使行驶体5在上下左右改变行进方向时，前导底盘部21a所对应的后续底盘21b以能够追随该变化。后续底盘21b和后续底盘21c、后续底盘21c和后续底盘21d的各自之间的连接也使用上述接头22。在前导底盘部21a及后续底盘21b至21d的各自的两侧，以可在轨道3上旋转的方式安装有多个车轮23。车身部25由前导车身部25a及后续车身部25b至25d构成。前导车身部25a对应于前导底盘部21a，后续车身部25b至25d分别对应于后续底盘21b至21d。车身部彼此之间是通过波纹管构造26而连结起来的。波纹管构造26的连结目的在于，利用其自由的伸缩性而与接头22同样地追随上下左右的行驶方向的变化，以及利用其密闭性使吸入至车身内部的空气尽量不溢漏至外部。此外，在车身的内外根据需要，设置用来获得下压力的侧翼或加重物，偏航控制旋转叶片等。在图3及图4中显示了每一车辆附带四个轮子的构造，但本发明并不局限四个轮子。
[0054](风力发电机构的构成)
[0055]如图3及图4表示的风力发电机构(以下称作发电机构11)。其结构如下:发电机构11搭载在前导底盘部21a及后续底盘部21b上，且构成为能够利用由行驶体5的行驶而产生的行驶风W (参照图4)发电。即，发电机构11的概略构成包括:搭载在前导底盘21a上的炮弹型前导部27、搭载在后续底盘部21b上的叶轮9、发电机12、以及由底盘部21与车身部25所围成的发电风路29。首先对发电风路29进行说明。发电风路29是以在前导车身部25a的前进方向前端开口的行驶风吸入口 31为起点，并通过后续车身部25b及25c而以后续车身部25d的后端为终点而形成。S卩，自行驶风吸入口 31吸入的行驶风W通过发电机风路29，自顺路排出口 33排出到外部。
[0056]在上述发电风路29内配置了叶轮9，从而高效率地接受行驶风W而进行旋转。叶轮9的输出轴是以与发电机11的转子一体旋转的方式设置的。通过上述组合，叶轮9的旋转使发电机11的转子(位于发电机11的内部)旋转，自发电机11的电力输出端13提取发电电力。叶轮的设置方向、角度等可灵活对应。
[0057]另一方面，在后续底盘21c及21d的各自上，替代风力发电机11而搭载了车轮发电机11a。车轮发电机Ila由发电机12a、车轮23、以及配置在发电机构12a和车轮23之间的齿轮箱24构成。S卩，车轮23和发电机12a的转子(位于发电机12a的内部，从外面无法观察到)旋转连结，通过在轨道3上行驶引起车轮23旋转，从而使发电机12a进行发电。发电机12a的发电电力通过电力输出端13a提取。[0058]在后续底盘21c及21d的各自上，可根据需要以能够拆卸的方式搭载有充电器15。从而能够使发电机12的发电电力及发电机12a的发电电力分别对充电器15进行充电。
[0059](本实施方式的作用效果)
[0060]参照图1及图2，对本实施方式的作用效果进行说明。位于图1中所示的最高处3a的行驶体5自搬送装置A51的束缚被释放时，其一边将自身所具有的势能转换为动能，一边在轨道3上自中间处3b通过3d而朝向最低处3f行驶。通过最低处3f时，其因惯性而上升，重新会获得势能，并且到达搬送起点3g。通过搬送起点3g后，行驶体5被搬送装置B7搬送至最高处3a。到此为止，行驶体5的行驶为一周。根据需要重复相同行驶。在本实施方式中，下降和上升分别进行四次，但也可以考虑除此之外的循环。
[0061]在该行驶过程中，行驶风W被吸入至行驶体5的发电风路29内。被吸入的行驶风W使叶轮9旋转。叶轮9的旋转使发电机12进行发电，且其发电电力经由电力输出端13对充电器15进行充电，或经由供电用轨道4等供给至外部。另一方面，伴随行驶体5的行驶的车轮23的旋转使发电机12a进行发电，且其发电电力同样地经由电力输出端13进行充电或供给至外部。
[0062]如此，根据供电系统1，能够使用行驶体5获得的势能进行发电。
[0063](搬送装置A的变形例)
[0064]参照图5对搬送装置A51的变形例进行说明。搬送装置A51由大径槽53、小径槽55、升降臂59、将大径槽53和小径槽55连结起来的连接槽57概略构成，并于其中填充有油等。升降臂59在油压等的作用下相对于小径槽55伸缩(升降)。在大径槽53的液面之上漂浮有大径板53a，在升降臂59的上端安装有小径板55a及行驶用轨道3 (轨道)的一部分(将其称作3h)，为使小径板55a不会不必要地陷入地下，使其面积大于小径槽的底面积。大径板53a可停数辆汽车，能够通过车辆的出入而调整重量。
[0065]对搬送装置A51的作用进行说明。搬送装置A51的稳定状态如图5所示为行驶体5位于地平面的状态。行驶轨道3构成为最高处3a的一部分可拆卸，密接于可拆卸部分(以下，称作拆卸部分3h)的下部的油压式等的升降臂59在下述不等式I成立时上升，将位于其上的行驶体5升到最高处3a。
[0066]不等式1:行驶体5的重量+小径板55a的重量+行驶用轨道的一部分3h的重量〈X辆车的重量+大径板53a的重量
[0067]此外，当想将行驶体5降下来时，即，使行驶体5回复至稳定状态时，需要满足下面的不等式。
[0068]不等式2: (X-1)辆车的重量+大径板53a的重量〈行驶体5的重量+小径板55a的重量+行驶用轨道的一部分3h的重量
[0069]此外，将行驶体释放后降低升降臂59时，需要满足下面的不等式3。
[0070]不等式3:大径板53a的重量〈小径板55a的重量+行驶用轨道的一部分3h的重
量
[0071]此外，由于大径槽53a的底面积是小径槽55的底面积的数倍，所以根据帕斯卡原理，可使小径板55a上升的距离为大径板下降的距离的数倍。
[0072](现有设备的活用)
[0073]上述供电系统可以通过活用现有的设备而实现。即，使所谓过山车上具有上述行驶体所具有的叶轮等，并使过山车在行驶轨道上滑行而使利用势能的发电成为可能。进而，还包含例如过山车一样的游戏用具在停止演出或休园、停止工作等的情况下，将该过山车的一部分或全部设备活用或转用于本发明的供电系统的情况。
[0074]符号说明
[0075]I供电系统
[0076]2轨道
[0077]3行驶用轨道(8字型轨道)
[0078]4供电用轨道
[0079]5无动力行驶体(行驶体)
[0080]7搬送装置B
[0081]9叶轮
[0082]11风力发电机构(发电机构)
[0083]Ila车轮发电机构(发电机构)
[0084]12发电机
[0085]12a发电机
[0086]13电力输 出端
[0087]13a电力输出端
[0088]15充电器
[0089]21底盘部
[0090]21a先导底盘部
[0091]21b后续底盘部
[0092]53a大径板
[0093]55a小径板
[0094]55小径槽
[0095]57连接层
[0096]59升降臂
[0097]W行驶风
[0098]3h轨道拆卸部分
[0099]21c后续底盘部
[0100]21d后续底盘部
[0101]22接头
[0102]23车轮
[0103]24齿轮箱
[0104]25车身部
[0105]25a先导车身部
[0106]25b-d后续车身部
[0107]26波纹管结构
[0108]27先导部
[0109]29发电风路[0110]31行驶风吸入口
[0111]33顺路排出口
[0112]51搬送装置A
[0113]53大径槽
[0114]6螺钉型轨道
[0115]8切换点`
【权利要求】
1.一种供电系统，其特征在于，该供电系统包括: 行驶用轨道，其具有各至少一处的低处及与该低处相比位于重力方向较高位置的高处； 无动力行驶体，其以能够于该行驶用轨道上行驶的方式设置； 无动力搬送装置或根据需要附带动力的搬送装置，其用于将该无动力行驶体搬送至该闻处； 附带叶轮的风力发电机构，其设于该无动力行驶体上 '及 电力输出端，其设于该风力发电机构， 构成为能够自与该电力输出端电连接的该行驶用轨道或与该行驶用轨道并排的供电用轨道或架空输电线提取借助该无动力行驶体的行驶所产生的行驶风直接或间接地使该叶轮旋转而发电的电力。
2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于， 上述风力发电机构包含发电风路，该发电风路具有吸入行驶风的行驶风吸入口和将从该行驶风吸入口吸入的行驶风排出至车外的顺路排出口 ；且 上述叶轮安装在该发电风路内，构成为接受自该行驶风吸入口吸入的行驶风而旋转。
3.如权利要求1或2所述的供电系统，其特征在于， 上述无动力行驶体构成为通过多个车轮设置在上述行驶用轨道上，且在该车轮中的至少一个车轮上能够发电地连接有车轮发电机构，并能够自该车轮发电机构所具备的电力输出端提取发电电力。
4.如权利要求1至3任一项所述的供电系统，其特征在于， 上述无动力行驶体为过山车。
5.一种供电系统，其特征在于，该供电系统包括， 行驶用轨道，其具有各至少一处的低处以及与该低处相比位于重力方向较高的位置的闻处； 无动力行驶体(包括过山车)，其以能够通过车轮而在该行驶用轨道上行驶的方式设置； 无动力搬送装置或根据需要附带动力的搬送装置，其用于将该无动力行驶体搬送至该闻处； 发电机，其与该车轮旋转连结；及 电力输出端，其设于该发电机构， 构成为能够自与该电力输出端电连接的该行驶用轨道或与该行驶用轨道并排的供电用轨道或架空输电线，提取由该车轮的旋转而使发电机旋转发电的电力。
6.一种供电系统，其特征在于， 能够自与设于发电机构的电力输出端电连接的该行使用轨道或与该行驶用轨道并排的供电用轨道或架空输电线提取使设于无动力行驶体的附带叶轮的该发电机构的该叶轮借助该无动力行驶体的轨道行驶所产生的行驶风旋转而发电的电力，该无动力行驶体将赋予的势能转换成动能而行驶。
【文档编号】F03D9/00GK103429890SQ201280010907
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】沼泽英司 申请人:伏屋多拉塔有限公司