JP2002276540A - 地熱と風力を高度に併用する発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地熱と風力を高度に併用する事により比較的低
温地熱や無風状態に於いても発電力を確保出来ると共に
安定的発電を可能にする新規な発電装置を提供する。 【解決手段】地球上の如何なる地にても確保可能な地下
熱を利用して地上空気を加熱し、その加熱空気を利用し
て直立したテーパー付を含む（以下同じ）円筒管設備の
最上部に設置した空気吸引増速機構並びに旋風発生機構
と相乗的に作用させ、同管内に設置された空気羽根又は
空気タービン乃至両者直列に設置した機構の通過空気量
を増大する通風力を発生させ、その通風により発電能力
を高めると共に、風からの空気量と地熱により加熱され
た空気量を調整して安定化させ、それらに連結された発
電機を効率的並びに安定的に運転する事を可能にする発
電設備であり、付帯的に寒冷地に於ける冬季雪害防除機
構をも有するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、天然現象の地熱
・風力を併用した発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来迄の天然現象である地熱・風力利用
の発電装置は地熱は蒸気乃至熱水を利用しての発電装置
であり、風力はプロペラ式乃至上部機構として空気通過
増大を意図した吸引装置を持った空洞内部に設置した空
気羽根又は空気タービン式の別はあったが、両者を併用
する方式が無かった事に加え、地熱利用の範囲も蒸気乃
至高温熱水に限定され比較的低温、即ち、１３０℃以下
の熱を利用する発電方式は全く存在しなかった。

【０００３】風力利用に関しては従来迄の円筒管（テー
パー付を含む、以下同じ）を用い、上部装置による吸引
力乃至太陽熱によりその内部に発生させた上昇気流を利
用した特許出願に関しては発明名称「上昇通風力を利用
した発電装置」（特開昭５８−２１４６７９）、「風力
発電装置」（特開昭５９−４６３７４）等やインパルス
風力発電装置（特開平１０−３７８４４）が出願されて
いる。これらの出願は従来のプロペラ回転式の発電装置
に対比して、特定の条件下では優れた発電能力を示すも
のと推定されるが、大きな吸引力を簡単には発生させら
れない事や、太陽熱利用装置乃至燃焼炉等の熱源施設を
併設し、地上、上空間の温度差を拡大する方法をとる事
が能力拡大に有効である事は明瞭であったとしても、太
陽熱利用が時間的・季節的に大きな限界がある事に加
え、多くの風力発電設備の適地が僻遠の地である事例の
多い処から、熱源としての暖房設備乃至廃棄物処理等を
目的とする燃焼炉・焼却炉等の施設をかかる地域に設置
する事は難しい事は明らかであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の意図は風力の
みに依存する方式からも、又地熱に依存する方式からも
脱却し、両者を併用する事により、常時、風力状況・設
置場所・時間的・季節的要因との関係を無くし、地熱の
利用と相乗的にして必要電力を効果的に発電する事にあ
る。更に風力による空気量の変動を地熱による加熱空気
の空気量にて、その変動を調節出来る装置を付加し、発
電機の安定的運転を効率的運転に加えて確保出来る機能
も合わせつ必要がある。更に付帯的には風力利用装置が
不可避的に影響を受ける冬季間の雪等の氷結防止機構を
組込む事は実用上の問題としては重要であり、地熱その
他の熱源を確保して問題無からしめる必要がある。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑
み、風力状況や熱発生を伴う設置場所等の選択を求め
ず、地球上の如何なる場所に於いても地下熱を利用する
事により、風力発電能力を飛躍的に高める効果を伴うも
のである。特に高い地熱を有する高温地熱帯は勿論の
事、地下温度は深度１００ｍに対して平均的に約３℃の
上昇を伴う処から、それ以外の地域で地熱帯でなくと
も、特に冬期間の寒冷地に於いては浅い抗井にても温度
差を確保出来、大きな上昇風力を確保して大きな発電用
風力を確保可能にするものである。

【０００６】本発明は地下温度が高温で外気温が低温で
ある場合の格差が大きく、年間平均風速が大きい地域に
設置した場合に、その効果を最大限に発揮出来る事にな
る為、日本国内に於いては北海道・東北地方での設置が
効果的と判断される。

【０００７】本発明と従来の地熱利用の発電方法の大き
な相違は、従来の方法が高温・高圧にて蒸気発生とその
利用を前提としているのに対比して、本発明の方法は地
熱にて発生する熱水・蒸気等を直接使用する方法でな
く、熱交換機を使用して、地下高熱を伝導した空気を熱
媒体として利用し、地下で発生した熱水・蒸気は直接地
上に放出される事が無い方法である点である。

【０００８】本方法の場合、地下熱利用効率からは、や
や低下する結果となる恐れもあるが、直接利用方法が負
う気水分離器・熱水の地下還元装置の設置や熱水の冷却
設備等の地上処理の必要性等を考慮する必要が無い点
と、蒸気の圧力・量・温度等との関連を希薄化した中で
発電に必要とされる高温空気を確保する事が出来る。

【０００９】従来の地熱利用の発電に於いては一定条件
範囲以内の地下蒸気を確保する必要のある処から、蒸気
温度・量・圧力等が大きな制約条件となる場合が多々あ
ったが、地下熱を空気に伝導して、その高熱空気を上昇
気流の発生用に利用する本発明の方法では、かかる制約
条件は大幅に緩和される事が十分に期待される。かかる
状況からすれば圧力の併用よりは、高熱利用のみの方が
設備の簡易化に資する可能性が高いと判断される。装置
全体としては気水分離装置や圧力調整弁等を設置する場
合もあり得るが、これらは本発明の基本部分では無く、
非常事態への対応機器である。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面にて説明する。

【００１１】図１は地熱並びに風力を利用する発電装置
の全体概念図である。但し、抗井管外に熱交換機を設置
する場合の一例として地上に設置する場合等は極めて容
易に理解可能である処から、熱交換機を抗井内部に設置
する「請求項１」の場合の図示を行なった。後述する様
に熱交換機を抗井管中に設置し、それから生ずる煙突効
果を利用するこの「請求項１」の方法は、熱交換機を地
上に設置する方法に対比して、その通風力に大きな差異
の生ずるものであり、発明の実施に於いても極力採用し
たい方法である。ＡからＧは風力利用装置並びに発電設
備、ＨからＲは地下熱利用設備の概要を示したが外部空
気誘導パネル、空気導入スリット並びに旋風発生ガイド
翼からなる二重構造を有する旋風発生機構と空気羽根又
は空気タービン収容機構（以下収容機構と言う。加えて
図上に表示しないが空気羽根と空気タービンが直列に連
結された場合も含むものとし、以下の説明に於いても同
様とする）の組合せに関しては、旋風発生機構が収容機
構の上にある場合、下にある場合、上下に併置する場合
があるが、本図では上に位置する構造の場合を表示し
た。図２は風力利用による空気吸引機構、旋風発生機構
が空気羽根又は発電タービン収容機構の上下に二ヶ所設
置された場合並びに発電設備の概要を示した。図３は円
筒管本体中の外部空気誘導パネルと外部空気円筒管内部
誘導スリット鳥瞰図であり、図４は円筒管本体、外部空
気誘導パネルと外部空気円筒管内部誘導スリット並びに
旋風状空気流発生用ガイド翼断面図。図５は空気吸引増
速機構の平面図。図６は地下抗井内に設置する熱交換機
の概要図。図７は地下抗井並びに集中管理機器と発電設
備の関係を示す概念図である。

【００１２】本発明の特色を集約して表現すれば、自然
風力利用方法として空気吸引増速機構、地熱空気利用機
構として熱交換機による加熱空気上昇力、外部空気導入
による円筒管内の二重構造部分である旋風発生機構の３
つが相互に作用してそれらの相乗作用により大きな上昇
通過風力を生み出して、空気羽根又は空気タービンを乃
至直列化された両者を急速に回転させ、それにつながる
誘導発電機の発電能力を高度に機能させる処にある。

【００１３】図１にて表示した本発明の特色の第一は地
下抗井中に設置する熱交換機の最低部から地上に設置す
る円筒管に設置される旋風発生機構のスリットの最下部
迄の距離、即ち（ｈ）を煙突として利用し通風効果を発
揮・増大させる事である。煙突内の圧力は一般的に下記
数式で表示される。即ち、 （註）Ｈ＝図１に示した（ｈ），即ち煙突の高さ Ｔａ＝図１、Ｃ部位の温度 Ｔｂ＝図１、Ｍ最深部の温度 本公式から明らかな様に、通風力に等しい圧力Ｐの大き
さは温度差に加えて実質的に煙突効果を発揮する図１の
（ｈ）にて示した長さである。地下の既存抗井を利用出
来る場合にはこの長さを数１０ｍから数１００ｍ、又は
それ以上に出来て通風力を地下施設を利用して強化出来
る事になる。この煙突効果を出す為には図１に示したＬ
以降Ｂ（二重構造部分にあるスリットの下部迄）に至る
空気通過経路は他と遮断される事が求めらる。地上入口
からの常温空気は流入管にて熱交換機の下部迄導入さ
れ、これに連続する排出管である熱交換機能管によって
高温空気に変換される事になる。地上からの常温空気の
スムースな流下の為には、密度の高い空気が求められ地
上常温空気導入管は温度上昇を押さえる為に断熱処理を
施す事が望ましい。但し、この断熱処理は熱交換機の最
低部の空気温度を低温に維持する事になり、空気上昇力
を弱める方に作用する処から、この空気上昇力と言う観
点からは、常温空気導入管の低部は断熱処理を行なわな
い様にするか、以降の熱交換機にての急速な加温に期待
する事になる。

【００１４】本発明の特色の第二は設備上部に設置する
空気吸引増速機構である。それは二重の機構の組合せに
て構成されている。その第一は図２の（１）より（１
３）迄にて構成される（６）の上部通過空気と下部通過
空気の速度差から生ずる圧力差にて（２１）に陰圧を生
じて生ずる吸引力と（１６）の外部通過空気にて稼働す
るファンに連動した、内部ファン（１４）による増速効
果を総合して利用する事である。

【００１５】運転開始時にてもＡの空気吸引増速機構が
十分な風がある場合には、空気取入口Ｋに発生する空気
の自然流入により全体が作動する事になるが、風が無い
場合にはＬに設置したブロアーを作動させ、空気を熱交
換機に送風する必要がある。但し、これも運転を開始す
れば、以降は送風は吸引力に連動して発生するものであ
る処からこれ利用し、送風に要する動力を大幅に削減す
る事も充分に可能である。又、Ｌの部位にＡに於ける吸
引力の著しい低下等の異常事態への対策として逆止弁を
設置する場合もあり得る。

【００１６】次に二重構造部分である旋風発生機構に関
して説明するが、この説明は収容機構の形状が円錐形に
なった図２に関して行なう。更に図２に表示した様に旋
風発生機構が収容機構の上下にあり、旋風発生力が最高
度に強化された状況にて説明する。

【００１７】円筒管の通過風力の増大方法として自然現
象として発生する旋風、即ち竜巻や米国のトネードに於
ける空気上昇力を人工的に発生させる事が出来るなら
ば、極めて有効な方法である事は明瞭である。発明者は
かかる点に注目してその発生メカニズムを探求した結
果、本方法がそれを実現し得る方法である事を見出だし
た。

【００１８】旋風発生機構は図３、図４に示した円筒管
本体中の外部空気誘導パネルと外部空気円筒管内部誘導
スリット（開閉自在装置付）並びに旋風状空気流発生用
ガイド翼からなる。円筒管内部に導かれた外部空気はガ
イド翼にて旋風状に空気流を形成し、その内部に於いて
は地熱交換にて高温化された空気が加熱上昇力にて円柱
状を成して円筒管の中心部を上昇し、外部空気が造り出
す旋風状空気との間に大きな温度差を発生させる事にな
るが、この温度差が旋風乃至竜巻発生強化の基本作用で
ある。かかる意味でガイド翼から流入する空気流は斜め
上方に向う様にガイド翼の形状を工夫する事が有効であ
る。発生機構と収容機構の組合せに関しては図１に示し
た「上部・旋風旋風発生機構＋下部・収容機構」、図２
に示した「上、下部・旋風発生機構＋中部・収容機構」
の様に２ヵ所に設置する方法等がある。何れの場合でも
外部空気誘導スリットが開閉自在な構造を有して外部風
力や地下からの加熱空気の状況に応じて誘導空気量を調
整可能な様に工作されている。更に外部空気の取入に関
しては風力・風向が当然変化し偏る事より、各スリット
から内部に流入する空気量に差異を来す処から、その多
寡をスリットの開口量にて調整したり部分的に流入を来
す風向の偏向を他の部分に配分出来る装置を付加する事
も可能な様に考慮するものとする。

【００１９】本風力発電装置は最上部の飛行機翼形をし
た自然風力利用加速装置部分（６）、（２３）（２４）
並びに（２９）（３０）の２段階にて構成する旋風発生
機構、テーパー付円筒管本体（空気羽根又は空気圧縮用
タービン収納部分）（２６）、空気羽根又は空気圧縮用
タービン（２７）（２８）、地下高温熱を円筒管部分に
伝える熱熱供給管（３３）、誘導発電機（３４）、全体
の制御部分（図上には表示せず）等に分けられる。
（１）（２）から（１３）に至る空気経路は（７）
（６）間並びに（８）（６）間に設けられた（４）
（５）の空気通過部分を通って（１３）に誘導される。
その誘導・増速を助長する為に後部に設けられた（１
６）の大型ファンに繋がる空気排気管内に設置された小
型ファン（１４）が機能することになる。

【００２０】地上が無風状態でも、本発明の構造により
地下熱からの加熱空気が加熱空気供給管（３３）より供
給されると、旋風発生機構である（２９）（３０）にあ
る空気導入スリット（３１）より円筒管内部に入り（４
３）のガイド翼にて円筒管に添い旋風状の空気流を形成
して行き、（３３）から供給される加熱空気を包み込む
形にて旋風を造り出す様に作用を一段と強化する事にな
る。テーパー形円筒管（２６）を上昇して空気羽根又は
空気圧縮用タービンの入口から内部を通過して空気羽根
又は空気圧縮用タービンの回転翼（２８）が回転を初め
て行き、この回転により縮流された空気は速度を増して
上部出口である上部旋風発生機構の下部から更に上昇を
続け、再度、旋風造成作用を強化して（２１）に上昇
し、又、（１）（２）より流入を始め、（１３）の出口
にて吸出され、（４）通過の空気は（５）通過の空気に
対して高速化され、その分、低圧化して下部からの空気
吸引力を増した状態からして、上部への空気排出量が増
大して行く。空気羽根又は空気圧縮用タービンは直接誘
導発電機（３４）に接続し発電を開始する事になる。

【００２１】飛行機の翼形をした空気流入加速装置並び
にその後部装置（２０）（１８）は、当然、本装置部分
は風向に対応して自由に向きを変更出来る様に作成され
て居り、（９）の風向板はその為の装置である。（２
２）の回転支持装置により３６０°の自由な回転機能が
保証されている。通常の風の状況に於いても、翼形の上
部を通過した空気、即ち、（１）（２）から流入した空
気は飛行翼（６）を形成する翼形の上部に翼形に添い取
付けられた板（７）乃至、翼形の下部にそれに添い取付
けられた板（８）〈何れも支持柱（３）にて（３）と
（７）乃至（８）が固定されている〉にて流入口（１）
（２）から（１３）迄翼形に添い通過する事になる。翼
形上部を通過した空気は下部を通過した空気に対比して
高速化し、後部出口（１３）に於ける吸引力を一気に増
大させられる。この為、下部の旋風発生機構（２３）を
通過した空気は、この吸引力により更に風速を増して出
口（２１）から排出される事になる。空気羽根又は空気
タービンと発電機間には通常の風力発電装置が具備する
様な増速歯車、ブレーキ等を設置する事は自由である。

【００２２】上昇空気により回転する空気羽根又は空気
タービンの性能は発電能力上は極めて重要である。一般
的に回転能力からは縮流を発生させる空気圧縮性能から
みて、空気タービンの採用が推奨される可能性が高い
が、空気羽根の特色は安価に調達可能である事と、各空
気羽根の構造が下からの空気流を利用して揚力を発揮出
来る様に設計された場合には、通過する空気に与え得る
上昇力は相当強化出来る可能性が高く、両者何れかの採
用が有効か状況に応じて平行的に調査されるべきであ
る。更に発明者はこの両者を直列化し、即ち、空気ター
ビンを上に、空気羽根を下になる様に結合して使用した
際には、揚力式空気羽根にて増速された空気が、上部の
空気タービンにて縮流され、その上部から吹上がる際に
大きな上昇力を生む事を確認した。

【００２３】本方法を更に強化する方法として空気羽根
（３７）の先端部分に集中して上昇空気が当たる様に空
気羽根の下に上昇空気分流装置（３８）を円筒管（３
６）の壁面から支持柱（３９）を出して設ける事が極め
て有効であり、円筒管の壁面と適当な間隔を維持して設
置するものとした。

【００２４】地下熱の更なる利用方法として、飛行機翼
形（６）の先頭部分である（１）並びに（２）の入口が
冬期間に於いて雪等による氷結にて風力の流入が阻害さ
れる事を防止する為に、この空気を利用して導管（９）
を利用して高温空気を供給し、（６）上部並びに下部に
設けた（１０）の出口より吹出して保温する方法も必要
に応じて行なう事が出来る様に工夫するものとする。こ
の部分の雪害防止方法としては、（６）の上部並びに下
部、更に（７）及び（８）の空気通過面を電熱等で加熱
する方法も状況に応じて適用するものとする。

【００２５】次に図５に関して説明する。本図は空気吸
引増速機構の平面図である。（６）（７）（８）にて表
示した飛行機翼形の吸引力発生装置並びに後部増速ファ
ン等を示したものであるが、扇状形への空気流入により
流入空気は縮流され速度を一段と増し（１３）に発生す
る空気吸引力を強化する機構が明確化されるものであ
る。

【００２６】次に図６に表示した抗井管中に設置される
熱交換機に関して説明する。通常、地下抗井は２重管に
て構成されて居り、図６（６０）にて表示した抗井管は
二重管の内部管である場合もあり得る。又、図示した熱
交換機は上部を地上に出した形であるが、これは地熱温
度が比較的高温を想定した場合であり、地下深部に高温
帯がある場合には熱交換機を深部に設置する事もあり得
るものとする。熱交換機最低部の温度を低温に保つ必要
から図６の（６１）の地上空気導入管は断熱処理を施す
事が望ましい。図６（６６）の先に図１のＭに示した抗
井蒸気・熱水・熱気排出管並びに排出弁、Ｈに示した気
水分離・圧力調整装置は通常運転の補完装置で、臨時的
に使用するものであり、熱交換機を経た高熱空気は直接
図２の（３３）から空気吸引増速機構に導かれる。

【００２７】次に図２で（１）から（４）を通過して
（２１）にて空気吸引増速機能を発揮する空気量の変動
に応じて地熱による加熱空気の流入量を調整する方法を
説明する。前者の空気量の測定に関しては（４）の空間
に風量計（１１）を設置し、その測定結果に合わせて自
動的に（Ｌ）に設置した流入空気調整弁等にて地熱加熱
用の熱交換機に送り込まれる空気量を調整する。この調
整の方法に関しては本方法に止まらず配管（Ｉ）に空気
調整用の装置を設けて変動調整を行なう方法等でもよ
い。

【００２８】次に図７に関して説明する。地下高温確保
の為の抗井設置方法は数箇所の発電設備に対して１ヵ所
の抗井を設置し、保温配管にて熱媒体による熱の供給を
確保すれば充分である。これを模試的に表示したのが図
７である。ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，〜ｈは個別発電設備で
あり、ｉは地下抗井（請求項２の場合には地上に設置し
た熱交換機を含む）並びに集中管理機器を表示した。ｉ
と個別発電設備間の矢印は相互間の熱供給、発電電力移
送、運転管理等の相互依存関係を示した。破線乃至折線
は距離関係の遠隔性を示した。

【００２９】図１、図２、図３，図４、図５、図６に示
した各部分の大きさの相対関係は絶対的なものでは無
く、全体的理解に資する目的に添ったものである。

【００３０】本発明による発電装置が通常の風力発電装
置に対比して優れている点は、従来の発電装置の弱点で
あった電圧・周波数の変動幅を大きく均質化出来る事で
ある。かかる点からして通常の風力発電装置にて必要と
される周波数制御装置の必要が無くなるか乃至大幅に軽
減される事である。

【００３１】

【発明の効果】以上の構成により、無風乃至無風に近い
気象状況下でも、必要とされる発電が発電設備の上部・
下部に温度差を増大される地下熱を適宜供給する事によ
り空気羽根又は空気タービン、又はその両者の回転を確
保する事が可能になり発電を効率的に行なう事が出来
る。更に風力と地下加熱空気の調整により、安定的運転
を確保出来、冬季間の運転阻害条件も克服出来ることに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地熱並びに風力を利用する発電装置の全体概念
図である。ＡからＧは風力利用装置並びに発電設備、
Ｊ、Ｎ、Ｏは地下熱利用設備の概要を示した。

【図２】風力利用による空気吸引機構、円筒管本体をな
す２段階の旋風発生機構、空気羽根と発電タービンを直
列化した収容機構（発生機構の上下２ヶ所に位置する）
並びに発電設備の概要を示した。

【図３】円筒管本体、外部空気誘導パネルと外部空気円
筒管内部誘導スリット鳥瞰図

【図４】円筒管本体、外部空気誘導パネルと外部空気円
筒管内部誘導スリット断面図（一部は全体の４分の１を
詳細に表示）

【図５】空気吸引増速機構の平面図

【図６】地下抗井内に設置する熱交換機の概要図

【図７】地下抗井並びに集中管理機器と発電設備の関係
を示す概念図

【符号の説明】

Ａ 構造最上部の空気吸引機構 Ｂ 円筒管上部機構 Ｃ 円筒管下部機構、空気羽根乃至空気タービン
を収納 Ｄ 外部空気誘導パネル Ｅ Ａ機構自由回転装置 Ｆ Ｅとの代替にて設置 Ｇ 装置基礎並びに誘導発電機収納部分 Ｈ 気水分離・圧力調整装置 Ｉ 加熱空気移送管 Ｊ 熱交換機地上保持機構 Ｋ 常温空気流入管 Ｌ 常温空気流入口並びに流入空気調整機構 Ｍ 抗井蒸気・熱水排出管並びに排出弁 Ｎ 抗井外部管 Ｏ 熱交換機本体 Ｐ 地上線 Ｒ 地底 （ｈ） 煙突効果を発揮する長さ １ 飛行機翼形上部空気取入口 ２ 飛行機翼形下部空気取入口 ３ 飛行機翼形上部・下部空気流入支持板 ４ 飛行機翼形上部空気流入間隙 ５ 飛行機翼形下部空気流入間隙 ６ 飛行機翼形本体 ７ 飛行機翼形上部保護板 ８ 飛行機翼形下部保護板 ９ 高温空気誘導管 １０ 高温空気誘導管出口 １１ 通過空気量測定通報装置 １２ 設備方向支持板 １３ 飛行翼後方空気出口 １４ 空気強制排出用ファン １５ １６ファン駆動用空気取入口 １６ １４の空気強制排出ファン駆動用大型ファン １７ １６ファン駆動用空気排出口 １８ １６大型ファン収納部 １９ １４、１６ファン同時駆動用連動同軸 ２０ １４、１６ファン同時駆動用連動同軸収納空
気排気管 ２１ 本体通過空気の絞り出口 ２２ 上部飛行翼本体回転支持装置 ２６ 発電機等収納円錐状本体 ２７ 発電用タービン固定翼 ２８ 発電用タービン回転翼並びに回転軸 ３３ 地下熱供給管 ３４ 誘導発電機 ３５ 地上線 ３６ 揚力式空気羽根並びに上昇空気分流装置収納
円筒管 ３７ 揚力式空気羽根 ３８ 上昇空気分流装置 ３９ 上昇空気分流装置支持柱 ４０ 円筒管 ４１ 空気誘導スリット ４２ 空気誘導パネル ４３ 導入空気旋風状回転用ガイド翼 ６０ 抗井外壁管 ６１ 常温空気下降管 ６２ 空気加熱の熱交換管 ６３ 熱交換機の地下先端で下降空気の上昇切替機
構 ６４ 常温空気の取入管 ６５ 加熱空気の移送管 ６６ 抗井蒸気・熱水排出管 ６７ 地上レベル ６８ 地底 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ＝発電設備 ｉ＝地下抗井並びに集中管理機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０３Ｄ 11/00 Ｆ０３Ｄ 11/00 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】十分な地下熱が得られる抗井に、その抗井
   管中に任意の長さで煙突効果を得られる熱交換機を設置
   し、地上入口から常温空気を下降する流入管にて同機下
   部迄導入し、連続して上昇する熱交換機能を有する排出
   管によって高温空気に変換すると共に、同機出口から連
   続して設置した適当な長さと径を有する直立した円筒管
   （テーパー付を含む、以下同じ）の下部から、この高温
   空気を上昇力にて加速し送風する。この円筒管は２部に
   別かれ、それらは旋風発生機構と空気羽根又は空気ター
   ビン乃至両者を一緒にして収容した部分（以下収容部分
   と言う）である。旋風発生機構と収容部分の組合せ構造
   に関しては、旋風発生機構を収容部分の上部・下部乃至
   上部、下部の両方に併設してもよい。円筒管の最上部に
   設けた風力利用の空気吸引増速機構は、円筒管内の加熱
   空気上昇力、旋風発生機構による旋風作用と合わせ三者
   が相乗的に働き送風速度を増大し、収容部分に設けた空
   気羽根又は空気タービンに、乃至同空気羽根と空気ター
   ビンを直列にしてそれらに連結された発電機を効率的に
   回転する様にした発電装置。
2. 【請求項２】十分な地下熱が得られる抗井に、その抗井
   管外の任意の場所に熱交換機を設置し、その入口から地
   上の常温空気を導入し、熱交換によって高温空気に変換
   すると共に、以下「請求項１」記載と同様な方法により
   円筒管内部に設置した空気羽根、空気タービン等に連結
   された発電機を効率的に回転する様にした発電装置。
3. 【請求項３】「請求項１」及び「請求項２」の熱交換機
   の両者を併用して使用する様にした、「請求項１及び
   ２」の発電装置。
4. 【請求項４】「請求項１、２及び３」記載の発電装置の
   運転制御方法に関して、風力による空気量の変動を、地
   熱による加熱空気の空気量を調整する事によりその変動
   を吸収して平準化し、空気羽根等の回転を安定化し、こ
   れらに連結された発電機の運転の安定化を効率化と同時
   に行なう事を特色とする発電装置。
5. 【請求項５】「請求項１、２及び３」記載の空気吸引増
   速機構に関して冬季間の空気流入を妨げる雪等の付着防
   止方法として熱交換機にて得られた高温空気乃至電熱等
   を利用する機構を有する発電装置。