JP2002364518A - 複合された空気力利用の発電装置 - Google Patents
複合された空気力利用の発電装置Info
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- Y02E10/70—Wind energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】地熱・廃熱・その他の熱による加温空気と風力
を高度に併用する事により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】地熱・廃熱・その他の熱による加温空気と
風力とを併用利用して直立した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乃
至後者を主体に作用させ、同管内に設置された空気羽根
・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、風からの空気量と加温空気量を調整
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、
付帯的に円筒管下部に火炎燃焼による直接的上昇空気発
生機構を具備した発電装置。
を高度に併用する事により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】地熱・廃熱・その他の熱による加温空気と
風力とを併用利用して直立した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乃
至後者を主体に作用させ、同管内に設置された空気羽根
・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、風からの空気量と加温空気量を調整
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、
付帯的に円筒管下部に火炎燃焼による直接的上昇空気発
生機構を具備した発電装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、地熱や廃熱その
他の熱等を利用して人工的な旋風を発生させ、その急激
な上昇気流効果を利用する方法と空気吸引増速機構によ
る空気加速方法を組合せた発電装置に関するものであ
る。この組合せを基本とするが、特に地熱・その他の熱
が強烈である場合には収容部分並びに旋風発生機構を有
すれば発電装置に十分な空気を供給出来、特に加熱空気
が火炎燃焼と同時に発生する機構では上部の吸引機構は
無くても効力発揮が出来るので、これを除く構造とする
ものである。
他の熱等を利用して人工的な旋風を発生させ、その急激
な上昇気流効果を利用する方法と空気吸引増速機構によ
る空気加速方法を組合せた発電装置に関するものであ
る。この組合せを基本とするが、特に地熱・その他の熱
が強烈である場合には収容部分並びに旋風発生機構を有
すれば発電装置に十分な空気を供給出来、特に加熱空気
が火炎燃焼と同時に発生する機構では上部の吸引機構は
無くても効力発揮が出来るので、これを除く構造とする
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来迄の天然現象である風力利用の発電
装置はプロペラ式乃至ダリュース式の差異はあるものの
何れも天候による風に依存し、発電効率の低いものであ
った。
装置はプロペラ式乃至ダリュース式の差異はあるものの
何れも天候による風に依存し、発電効率の低いものであ
った。
【０００３】
【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脱却し、地熱乃至廃熱その他の熱
等の熱利用が可能であれば、風力状況・設置場所・時間
的・季節的要因との関係を無くし、空気利用に関して新
規に案出する方法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る必要がある。
みに依存する方式から脱却し、地熱乃至廃熱その他の熱
等の熱利用が可能であれば、風力状況・設置場所・時間
的・季節的要因との関係を無くし、空気利用に関して新
規に案出する方法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る必要がある。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑
み、未利用のまま放置されて来た地熱並びに廃熱その他
の熱等を使用しての空気上昇力を新規な旋風発生機構に
よる強力な上昇風力を生み出す作用と空気吸引機構によ
る風力を組合わす事により、発電能力を飛躍的に高める
効果を持てるものである。更に上昇風力と外気風力を複
合して利用する事により、単に外気風力に依存する従来
の方法と異なる補完関係を作り得る処より、安定的発電
が可能に出来るものである。
み、未利用のまま放置されて来た地熱並びに廃熱その他
の熱等を使用しての空気上昇力を新規な旋風発生機構に
よる強力な上昇風力を生み出す作用と空気吸引機構によ
る風力を組合わす事により、発電能力を飛躍的に高める
効果を持てるものである。更に上昇風力と外気風力を複
合して利用する事により、単に外気風力に依存する従来
の方法と異なる補完関係を作り得る処より、安定的発電
が可能に出来るものである。
【０００５】
【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。
き図面にて説明する。
【０００６】図１は地熱・廃熱・その他の熱等並びに風
力を利用する発電装置の全体概念図である。Ａは空気吸
引増速機構、Ｂは円筒管本体で発電機、空気羽根、空気
タービン等を収納する。Ｃ並びにＤは上下に設置した旋
風発生機構の外観である。ＥはＡとＢを連結する自由回
転機構である。Ｆは地下に設置した外気を冷却する熱交
換機、Ｈ、Ｉはそれに地上空気の取入口並びに供給管、
Ｊは低温化空気の円筒管本体への供給管、Ｋは加温空気
供給調整装置、Ｌは加温空気供給管、Ｍは地上線を示し
た。図２は風力利用による空気吸引増速機構と旋風発生
機構が空気羽根・発電タービン・発電機収容機構の上下
に２ヶ所設置された場合の概要を示した。図３並びに図
４は何れも本発明の大きな特色である円筒管内の旋風発
生機構の説明図であり、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、
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板
断面図である。図５は上部空気吸引機構を取り除いた構
造例を示すものであり、更に例示として空気羽根の多重
構造から替え、大きなトルクを得る為に単一の大型羽根
を示すものとした。但し、円柱構造の拡大から来る風速
低下を最低限に止める措置として空気の上部への吹出口
は絞り込む構造としたものを示した。図６も同様な考え
方で、旋風状にて上昇した空気流は小型分流管にて分流
され、空気羽根も分流された空気が当る先端部位に取付
ける様にするものとする。図７は円柱構造の空気出口を
上部から見たものであり、円形状にするか円形乃至楕円
形状にするかは任意である。
力を利用する発電装置の全体概念図である。Ａは空気吸
引増速機構、Ｂは円筒管本体で発電機、空気羽根、空気
タービン等を収納する。Ｃ並びにＤは上下に設置した旋
風発生機構の外観である。ＥはＡとＢを連結する自由回
転機構である。Ｆは地下に設置した外気を冷却する熱交
換機、Ｈ、Ｉはそれに地上空気の取入口並びに供給管、
Ｊは低温化空気の円筒管本体への供給管、Ｋは加温空気
供給調整装置、Ｌは加温空気供給管、Ｍは地上線を示し
た。図２は風力利用による空気吸引増速機構と旋風発生
機構が空気羽根・発電タービン・発電機収容機構の上下
に２ヶ所設置された場合の概要を示した。図３並びに図
４は何れも本発明の大きな特色である円筒管内の旋風発
生機構の説明図であり、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、
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板
断面図である。図５は上部空気吸引機構を取り除いた構
造例を示すものであり、更に例示として空気羽根の多重
構造から替え、大きなトルクを得る為に単一の大型羽根
を示すものとした。但し、円柱構造の拡大から来る風速
低下を最低限に止める措置として空気の上部への吹出口
は絞り込む構造としたものを示した。図６も同様な考え
方で、旋風状にて上昇した空気流は小型分流管にて分流
され、空気羽根も分流された空気が当る先端部位に取付
ける様にするものとする。図７は円柱構造の空気出口を
上部から見たものであり、円形状にするか円形乃至楕円
形状にするかは任意である。
【０００７】本発明の特色の第一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
じて生ずる吸引力である。更に外部通過空気にて稼働す
るファン（１６）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。
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
じて生ずる吸引力である。更に外部通過空気にて稼働す
るファン（１６）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。
【０００８】以上の吸引力発生の機構に関して更に説明
する。即ち飛行機の翼形をした空気増速加速装置並びに
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、風向板（１２）はその為の装置である。（２２）
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（２
１）から排出される事になる。空気羽根・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。
する。即ち飛行機の翼形をした空気増速加速装置並びに
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、風向板（１２）はその為の装置である。（２２）
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（２
１）から排出される事になる。空気羽根・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。
【０００９】次に旋風発生機構に関して説明するが、円
筒管内の通過上昇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ルネードに於ける空
気上昇力を人工的に発生させる事が出来るならば、空気
力を強める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。
筒管内の通過上昇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ルネードに於ける空
気上昇力を人工的に発生させる事が出来るならば、空気
力を強める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。
【００１０】旋風発生機構は図３、図４に示した外部空
気導入管（２３）（３５）並びに誘導口（２４）（３
６）、導入管内の誘導空気分離口（４５）誘導空気分離
壁（４６）、円筒管本体中の外部空気誘導パネル（旋風
状空気流発生用ガイド板）（４７）、外部空気円筒管内
部誘導スリット（２５）（３７）（開閉自在装置付）、
下部からの低温空気誘導管口（２７）（３９）、上昇気
流の本体上昇口（４９）からなる。円筒管内部に導かれ
た外部空気はガイド板（４７）にて旋風状に空気流を形
成し、その内部に於いては地熱乃至廃熱、その他の熱等
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（４９）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の基本条件である。
この発生条件を強化する意味でガイド板乃至ノズルから
流入する空気流は状況に応じて任意の方向に流入出来る
様にガイド板の形状乃至ノズルの方向を工夫する事が有
効である。
気導入管（２３）（３５）並びに誘導口（２４）（３
６）、導入管内の誘導空気分離口（４５）誘導空気分離
壁（４６）、円筒管本体中の外部空気誘導パネル（旋風
状空気流発生用ガイド板）（４７）、外部空気円筒管内
部誘導スリット（２５）（３７）（開閉自在装置付）、
下部からの低温空気誘導管口（２７）（３９）、上昇気
流の本体上昇口（４９）からなる。円筒管内部に導かれ
た外部空気はガイド板（４７）にて旋風状に空気流を形
成し、その内部に於いては地熱乃至廃熱、その他の熱等
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（４９）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の基本条件である。
この発生条件を強化する意味でガイド板乃至ノズルから
流入する空気流は状況に応じて任意の方向に流入出来る
様にガイド板の形状乃至ノズルの方向を工夫する事が有
効である。
【００１１】地上が無風状態でも、本発明の構造により
地熱・廃熱・その他の熱等からの加熱空気が加熱空気供
給管（４２）より供給されると、外部空気は下部旋風発
生機構にある外部空気導入管（３５）の誘導口（３
６）、導入管内の誘導空気分離口（４５）を経て円筒管
本体中の外部空気円筒管内部誘導スリット（開閉自在装
置付）（３７）より、円筒管内部に吸引されて入り、ガ
イド板（４７）にて円筒管に添い旋風状の空気流を形成
して行き、下部から供給される加熱空気を包み込む形に
て旋風を造り出す作用を一段と強化する事になる。円筒
管本体（３１）を上昇して、空気羽根（３２）並びに空
気圧縮用タービン（３０Ａ）の回転翼（２９）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（２３）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（２
１）に上昇する。
地熱・廃熱・その他の熱等からの加熱空気が加熱空気供
給管（４２）より供給されると、外部空気は下部旋風発
生機構にある外部空気導入管（３５）の誘導口（３
６）、導入管内の誘導空気分離口（４５）を経て円筒管
本体中の外部空気円筒管内部誘導スリット（開閉自在装
置付）（３７）より、円筒管内部に吸引されて入り、ガ
イド板（４７）にて円筒管に添い旋風状の空気流を形成
して行き、下部から供給される加熱空気を包み込む形に
て旋風を造り出す作用を一段と強化する事になる。円筒
管本体（３１）を上昇して、空気羽根（３２）並びに空
気圧縮用タービン（３０Ａ）の回転翼（２９）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（２３）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（２
１）に上昇する。
【００１２】本旋風発生機構に於ける旋風発生力は中央
部を上昇する加温空気とその周辺部にて旋風を作り出す
空気温度差が大きい事が望ましく、外部空気が高温化す
る夏場に於いては、地上に設けた空気取入口（Ｈ）から
高温空気を地下の恒温層に設置した熱交換機（Ｆ）に誘
導して熱交換にて低温化し、それを旋風発生機構のガイ
ド翼の下部にガイド翼の数に合わせて設置した出口（２
７）（３９）から内部に吹き出す様にする配管設備
（Ｊ）（４３）（２８）を設ける事にし、それは同管に
より上下両方の旋風発生機構に供給されるものとする。
更にこの空気流を形成する為に加温空気の上昇力にて回
転する風車（４１）を設け、その回転力にて配管設備
（４３）につながる吸引ポンプ（４０）を稼働させ、低
温空気の上部への供給を行なわせる様に工夫した。
部を上昇する加温空気とその周辺部にて旋風を作り出す
空気温度差が大きい事が望ましく、外部空気が高温化す
る夏場に於いては、地上に設けた空気取入口（Ｈ）から
高温空気を地下の恒温層に設置した熱交換機（Ｆ）に誘
導して熱交換にて低温化し、それを旋風発生機構のガイ
ド翼の下部にガイド翼の数に合わせて設置した出口（２
７）（３９）から内部に吹き出す様にする配管設備
（Ｊ）（４３）（２８）を設ける事にし、それは同管に
より上下両方の旋風発生機構に供給されるものとする。
更にこの空気流を形成する為に加温空気の上昇力にて回
転する風車（４１）を設け、その回転力にて配管設備
（４３）につながる吸引ポンプ（４０）を稼働させ、低
温空気の上部への供給を行なわせる様に工夫した。
【００１３】発生機構と収容機構の組合せに関しては図
１、図２に示した「上部・旋風発生機構＋中部・収容機
構＋下部旋風発生機構」でも「上部・旋風発生機構＋下
部・収容機構」又は「上部・収容機構＋下部旋風発生機
構」、更に図５に示す様に「上部・収容機構＋下部旋風
発生機構の２段階（多段階）設置」の様に設置する方法
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向の変化に応じて
外部空気取入口の方向は３６０度にわたり回転可能の様
に機能するか、又は同種の外部空気取入口を固定して数
方向に向けて数段に分けて設置する方法でもよい。
１、図２に示した「上部・旋風発生機構＋中部・収容機
構＋下部旋風発生機構」でも「上部・旋風発生機構＋下
部・収容機構」又は「上部・収容機構＋下部旋風発生機
構」、更に図５に示す様に「上部・収容機構＋下部旋風
発生機構の２段階（多段階）設置」の様に設置する方法
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向の変化に応じて
外部空気取入口の方向は３６０度にわたり回転可能の様
に機能するか、又は同種の外部空気取入口を固定して数
方向に向けて数段に分けて設置する方法でもよい。
【００１４】上昇空気により回転する空気羽根・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い。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。但し、本組合せの変更は自由であり、空気羽根の
みにても十分な回転力を生む様に設計してもよい。
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い。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。但し、本組合せの変更は自由であり、空気羽根の
みにても十分な回転力を生む様に設計してもよい。
【００１５】本方法を更に強化する方法として空気羽根
（３２）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（３３）（発電機の収容
ケースを兼ねる）を円筒管（３１）の壁面から支持柱
（３４）（発電の電力線を収容する事も兼ねる）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。これに相当して空
気羽根の構造も図６にて示した様に空気羽根を先端に近
い部分に集中して空気力を受ける様にしたものでもよ
い。
（３２）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（３３）（発電機の収容
ケースを兼ねる）を円筒管（３１）の壁面から支持柱
（３４）（発電の電力線を収容する事も兼ねる）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。これに相当して空
気羽根の構造も図６にて示した様に空気羽根を先端に近
い部分に集中して空気力を受ける様にしたものでもよ
い。
【００１６】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（Ｋ）に設置した流入空気調整弁等にて加温空気
の円筒管本体に送り込まれる空気量を調整する様に作成
されている。
（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（Ｋ）に設置した流入空気調整弁等にて加温空気
の円筒管本体に送り込まれる空気量を調整する様に作成
されている。
【００１７】図５及び図６はその他の熱の中で、特に火
炎燃焼により直接的に空気を加熱して上昇空気流にて空
気タービン乃至空気羽根、又はその両者を連結して回転
させる構造にて、内部を耐熱構造にした発電装置を想定
して例示したものである。これは（５８）のガス等誘導
管にて収容機構の内部に導かれたガス乃至油を（５７）
にて燃焼させた火炎にて（４２）から、同様に内部に誘
導された空気にて燃焼された高温空気を、更に旋風発生
機構にて風速を強化して、発電力を高める様にされたも
のである。これら強烈な熱による上昇空気流を作り得る
場合には最上部に設置される空気吸引機構は無くても十
分に全体が機能出来るので設置しない方法がより実際的
である。
炎燃焼により直接的に空気を加熱して上昇空気流にて空
気タービン乃至空気羽根、又はその両者を連結して回転
させる構造にて、内部を耐熱構造にした発電装置を想定
して例示したものである。これは（５８）のガス等誘導
管にて収容機構の内部に導かれたガス乃至油を（５７）
にて燃焼させた火炎にて（４２）から、同様に内部に誘
導された空気にて燃焼された高温空気を、更に旋風発生
機構にて風速を強化して、発電力を高める様にされたも
のである。これら強烈な熱による上昇空気流を作り得る
場合には最上部に設置される空気吸引機構は無くても十
分に全体が機能出来るので設置しない方法がより実際的
である。
【００１８】図１、図２、図３、図４、図５、図６、図
７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。
７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。
【００１９】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。
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。
【００２０】
【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である空
気羽根・空気タービンを有効に回転させる加熱空気を旋
風を発生させる機構と空気吸引増速機構とを組込む事に
より効率的に行なう事が出来る。これは空気吸引機構が
無い場合での相当の効果を発揮する。特に火炎燃焼を直
接行なう場合にはそれにて十分である。更に風力と加熱
空気の調整により、安定的運転を確保出来ることにな
る。
気象状況下でも、必要とされる発電が発電設備である空
気羽根・空気タービンを有効に回転させる加熱空気を旋
風を発生させる機構と空気吸引増速機構とを組込む事に
より効率的に行なう事が出来る。これは空気吸引機構が
無い場合での相当の効果を発揮する。特に火炎燃焼を直
接行なう場合にはそれにて十分である。更に風力と加熱
空気の調整により、安定的運転を確保出来ることにな
る。
【図１】風力・加熱空気の上昇力による発電装置の地上
部分並びに地下部分の概念図である。
部分並びに地下部分の概念図である。
【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ヵ所に位置する）
並びに発電設備の概要を示した。
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ヵ所に位置する）
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、方向板概要鳥瞰図
筒管内部誘導スリット、方向板概要鳥瞰図
【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、ガイド翼、低温空気流入口断面
図
筒管内部誘導スリット、ガイド翼、低温空気流入口断面
図
【図５】円筒管の下部に２重の旋風発生機構を設け、回
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の全体に上昇
空気が作用する様にされ、上昇空気の発生に関しては火
炎燃焼装置を円筒管に最下部に設置して装置の概念図。
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の全体に上昇
空気が作用する様にされ、上昇空気の発生に関しては火
炎燃焼装置を円筒管に最下部に設置して装置の概念図。
Ａ 空気吸引増速機構 Ｂ 円筒管本体 Ｃ 上部旋風発生機構 Ｄ 下部旋風発生機構 Ｅ Ａ機構自由回転装置 Ｆ 地下熱交換装置 Ｇ 加温空気供給管 Ｈ 地上空気取入装置 Ｉ 地上空気供給管 Ｊ 冷却空気供給管 Ｋ 加温空気供給調整装置 Ｌ 加温空気供給管 Ｍ 地上線 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 ２３ 上部旋風発生機構外部本体 ２４ 上部旋風発生機構空気取入口 ２５ 上部旋風発生機構空気内部誘導スリット ２６ 上部旋風発生機構方向板 ２７ 上部旋風発生機構内地下空気吹出口 ２８ 地下空気輸送用配管 ２９ 空気タービン固定翼 ３０ 空気タービン回転翼並びに回転軸 ３０Ａ 空気タービン ３１ 円筒管本体 ３２ 空気羽根 ３３ 上昇空気分流装置兼用誘導発電機収納装置 ３４ 上昇空気分流装置・誘導発電機収納装置支持
柱並びに発電電力輸送電力線 ３５ 下部旋風発生機構外部本体 ３６ 下部旋風発生機構空気取入口 ３７ 下部旋風発生機構空気内部誘導スリット ３８ 下部旋風発生機構方向板 ３９ 旋風発生機構内地下空気吹出口 ４０ 地下空気吸引ポンプ ４１ 地下空気吸引ポンプ用回転用空気羽根 ４２ 熱供給管 ４３ 地下空気導入管 ４４ 地上線 ４５ 誘導空気分離口 ４６ 誘導空気分離壁 ４７ 導入空気旋風状回転用ガイド板 ４８ 地上空気誘導導入管の外壁 ４９ 円筒管中央部加熱空気上昇部 ５０ 上部空気吹抜口 ５１ 空気羽根支持ハブ ５２ 動力伝達軸 ５３ 上昇空気誘導空間 ５４ 上部機構支持柱 ５５ 上昇空気吹上口 ５６ 可燃性ガス・油導入管 ５７ 可燃性ガス・油燃焼口
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 ２３ 上部旋風発生機構外部本体 ２４ 上部旋風発生機構空気取入口 ２５ 上部旋風発生機構空気内部誘導スリット ２６ 上部旋風発生機構方向板 ２７ 上部旋風発生機構内地下空気吹出口 ２８ 地下空気輸送用配管 ２９ 空気タービン固定翼 ３０ 空気タービン回転翼並びに回転軸 ３０Ａ 空気タービン ３１ 円筒管本体 ３２ 空気羽根 ３３ 上昇空気分流装置兼用誘導発電機収納装置 ３４ 上昇空気分流装置・誘導発電機収納装置支持
柱並びに発電電力輸送電力線 ３５ 下部旋風発生機構外部本体 ３６ 下部旋風発生機構空気取入口 ３７ 下部旋風発生機構空気内部誘導スリット ３８ 下部旋風発生機構方向板 ３９ 旋風発生機構内地下空気吹出口 ４０ 地下空気吸引ポンプ ４１ 地下空気吸引ポンプ用回転用空気羽根 ４２ 熱供給管 ４３ 地下空気導入管 ４４ 地上線 ４５ 誘導空気分離口 ４６ 誘導空気分離壁 ４７ 導入空気旋風状回転用ガイド板 ４８ 地上空気誘導導入管の外壁 ４９ 円筒管中央部加熱空気上昇部 ５０ 上部空気吹抜口 ５１ 空気羽根支持ハブ ５２ 動力伝達軸 ５３ 上昇空気誘導空間 ５４ 上部機構支持柱 ５５ 上昇空気吹上口 ５６ 可燃性ガス・油導入管 ５７ 可燃性ガス・油燃焼口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年８月１６日（２００１．８．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】風力・加熱空気の上昇力による発電装置の地上
部分並びに地下部分の概念図である。
部分並びに地下部分の概念図である。
【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ヵ所に位置する）
並びに発電設備の概要を示した。
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ヵ所に位置する）
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、方向板概要鳥瞰図
筒管内部誘導スリット、方向板概要鳥瞰図
【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、ガイド翼、低温空気流入口断面
図
筒管内部誘導スリット、ガイド翼、低温空気流入口断面
図
【図５】円筒管の下部に２重の旋風発生機構を設け、回
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の全体に上昇
空気が作用する様にし、上昇空気の発生に関しては火炎
燃焼装置を円筒管の最下部に設置した装置の概念図。
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の全体に上昇
空気が作用する様にし、上昇空気の発生に関しては火炎
燃焼装置を円筒管の最下部に設置した装置の概念図。
【図６】円筒管の下部に２重の旋風発生機構を設け、回
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の先端部分に
上昇空気が作用する様にし、上昇空気の発生に関しては
火炎燃焼装置を円筒管の最下部に設置した装置の概念
図。
転力発生は単一の空気羽根とし、空気羽根の先端部分に
上昇空気が作用する様にし、上昇空気の発生に関しては
火炎燃焼装置を円筒管の最下部に設置した装置の概念
図。
【図７】
【図６】に於いて空気羽根の先端部分に上昇空気が作用
する様にするに際しての上昇空気の上部への出口の構造
に関して、円筒管の外周に添って上昇気流が全面的に出
される様にした上部図と、適当な円形乃至楕円形の空気
口から出る様にした下部図を例示した。
する様にするに際しての上昇空気の上部への出口の構造
に関して、円筒管の外周に添って上昇気流が全面的に出
される様にした上部図と、適当な円形乃至楕円形の空気
口から出る様にした下部図を例示した。
【符号の説明】 Ａ 空気吸引増速機構 Ｂ 円筒管本体 Ｃ 上部旋風発生機構 Ｄ 下部旋風発生機構 Ｅ Ａ機構自由回転装置 Ｆ 地下熱交換装置 Ｇ 加温空気供給管 Ｈ 地上空気取入装置 Ｉ 地上空気供給管 Ｊ 冷却空気供給管 Ｋ 加温空気供給調整装置 Ｌ 加温空気供給管 Ｍ 地上線 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 ２３ 上部旋風発生機構外部本体 ２４ 上部旋風発生機構空気取入口 ２５ 上部旋風発生機構空気内部誘導スリット ２６ 上部旋風発生機構方向板 ２７ 上部旋風発生機構内地下空気吹出口 ２８ 地下空気輸送用配管 ２９ 空気タービン固定翼 ３０ 空気タービン回転翼並びに回転軸 ３０Ａ 空気タービン ３１ 円筒管本体 ３２ 空気羽根 ３３ 上昇空気分流装置兼用誘導発電機収納装置 ３４ 上昇空気分流装置・誘導発電機収納装置支持
柱並びに発電電力輸送電力線 ３５ 下部旋風発生機構外部本体 ３６ 下部旋風発生機構空気取入口 ３７ 下部旋風発生機構空気内部誘導スリット ３８ 下部旋風発生機構方向板 ３９ 旋風発生機構内地下空気吹出口 ４０ 地下空気吸引ポンプ ４１ 地下空気吸引ポンプ用回転用空気羽根 ４２ 熱供給管 ４３ 地下空気導入管 ４４ 地上線 ４５ 誘導空気分離口 ４６ 誘導空気分離壁 ４７ 導入空気旋風状回転用ガイド板 ４８ 地上空気誘導導入管の外壁 ４９ 円筒管中央部加熱空気上昇部 ５０ 上部空気吹抜口 ５１ 空気羽根支持ハブ ５２ 動力伝達軸 ５３ 上昇空気誘導空間 ５４ 上部機構支持柱 ５５ 上昇空気吹上口 ５６ 可燃性ガス・油導入管 ５７ 可燃性ガス・油燃焼口
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 ２３ 上部旋風発生機構外部本体 ２４ 上部旋風発生機構空気取入口 ２５ 上部旋風発生機構空気内部誘導スリット ２６ 上部旋風発生機構方向板 ２７ 上部旋風発生機構内地下空気吹出口 ２８ 地下空気輸送用配管 ２９ 空気タービン固定翼 ３０ 空気タービン回転翼並びに回転軸 ３０Ａ 空気タービン ３１ 円筒管本体 ３２ 空気羽根 ３３ 上昇空気分流装置兼用誘導発電機収納装置 ３４ 上昇空気分流装置・誘導発電機収納装置支持
柱並びに発電電力輸送電力線 ３５ 下部旋風発生機構外部本体 ３６ 下部旋風発生機構空気取入口 ３７ 下部旋風発生機構空気内部誘導スリット ３８ 下部旋風発生機構方向板 ３９ 旋風発生機構内地下空気吹出口 ４０ 地下空気吸引ポンプ ４１ 地下空気吸引ポンプ用回転用空気羽根 ４２ 熱供給管 ４３ 地下空気導入管 ４４ 地上線 ４５ 誘導空気分離口 ４６ 誘導空気分離壁 ４７ 導入空気旋風状回転用ガイド板 ４８ 地上空気誘導導入管の外壁 ４９ 円筒管中央部加熱空気上昇部 ５０ 上部空気吹抜口 ５１ 空気羽根支持ハブ ５２ 動力伝達軸 ５３ 上昇空気誘導空間 ５４ 上部機構支持柱 ５５ 上昇空気吹上口 ５６ 可燃性ガス・油導入管 ５７ 可燃性ガス・油燃焼口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H078 AA02 AA03 AA26 AA31 AA34 BB06 BB11 BB19 CC01 CC13 CC22 CC43 CC44 CC73 CC78 5H590 AA02 CA14 CA30 FA01 FA05
Claims (6)
- 【請求項１】地熱・その他の熱により直接乃至熱交換し
た加熱空気の上昇力並びに吸引空気力を利用する本発電
装置の構成は、直立した円筒管（テーパー付を含む）、
同管内の発電機、空気羽根、空気タービン（以上３者を
収容した部分を以下収容部分と言う）、旋風発生機構、
熱供給機構と円筒管の最上部に設けた空気吸引増速機構
とから成る。旋風発生機構と収容部分の組合せに関して
は、前者を後者の上部又は下部乃至上部、下部の両方に
設置する構造とする。円筒管の最下部は地熱・その他の
熱等の供給管に直接乃至熱交換機によりつながり、これ
らの熱は円筒管内の加熱空気の上昇力となり、旋風発生
機構による旋風作用と合わせ両者が相乗的に働き送風量
並びに速度を増大し、更に空気吸引増速機構も作用し
て、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、それらに直
接乃至加速・減速装置を介して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。 - 【請求項２】「請求項１」記載の旋風発生機構の構造に
関しては円筒管の外壁に近い部分に低温空気、円筒管の
中心部に高温空気が流れ込んで上昇する構造のものでよ
く、典型的には螺旋状の外部空気導入機構、円筒管壁に
任意の方向性を持った内部への空気導入スリット、同管
内の空気導入スリットに添い外部空気が右回りする様に
設置した旋風発生用のガイド板を設けたものとし、中心
部は下部からの加熱空気が上昇出来る構造とする。但
し、導入スリットとガイド板はこれらが一体化したノズ
ル状のものでもよい。本旋風発生機構の空気取入口に関
しては風向に応じて向きを変えられる様に円筒管壁に添
い３６０度回転可能な様に設置するか、風向に応じて空
気取入が可能な様に固定した同装置を方向を変えて数個
設置する様にする。 - 【請求項３】「請求項２」記載の旋風発生機構にて使用
する低温空気の確保に関する方法として、外部空気の高
温な夏場に比較的低温な地下に熱交換機を設け、比較的
低温空気を前項記載の低温空気誘導口から機構内に入れ
る事を特徴とする発電装置 - 【請求項４】「請求項１」記載の発電制御方法に関し
て、風力による空気量の変動を、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。 - 【請求項５】「請求項１」記載の発電装置の構成から空
気吸引増速機構を有しない発電装置。 - 【請求項６】「請求項１」並びに「請求項５」記載の発
電装置に関して、その他の熱の中で、特に火炎燃焼によ
り直接的に空気を加熱して上昇空気流にて空気タービン
乃至空気羽根、又はその両者を連結して回転させる構造
にて、内部を耐熱構造にした発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211377A JP2002364518A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 複合された空気力利用の発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211377A JP2002364518A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 複合された空気力利用の発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002364518A true JP2002364518A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19046701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211377A Pending JP2002364518A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 複合された空気力利用の発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002364518A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003554A1 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Cosmo Plant Co., Ltd | 風力発電システム、永久磁石の配置構造および電気・力変換装置 |
| WO2005008063A1 (ja) * | 2003-07-23 | 2005-01-27 | Green Power Kabushiki Kaisha | 流体力発電装置 |
| JP2005030238A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Cosmo Plant Kk | 羽根車を用いた発電装置 |
| JPWO2005008063A1 (ja) * | 2003-07-23 | 2006-09-21 | グリーンパワー株式会社 | 流体力発電装置 |
| KR100779926B1 (ko) | 2006-04-26 | 2007-11-30 | 이관희 | 풍력과 화력을 이용한 발전방법 및 장치 |
| JP5065535B1 (ja) * | 2012-04-05 | 2012-11-07 | 寛 緑間 | 太陽光風力発電装置 |
| EP2699797B1 (de) * | 2011-04-16 | 2016-04-13 | Werner Vogel | Windkraftanlage |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001211377A patent/JP2002364518A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003554A1 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Cosmo Plant Co., Ltd | 風力発電システム、永久磁石の配置構造および電気・力変換装置 |
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| US7417334B2 (en) | 2003-07-08 | 2008-08-26 | Shiro Kinpara | Wind power generation system, arrangement of permanent magnets, and electrical power-mechanical force converter |
| WO2005008063A1 (ja) * | 2003-07-23 | 2005-01-27 | Green Power Kabushiki Kaisha | 流体力発電装置 |
| WO2005010357A1 (ja) * | 2003-07-23 | 2005-02-03 | Green Power Corporation | 上面の流れまでも利用する風車・水車装置および方法 |
| JPWO2005008063A1 (ja) * | 2003-07-23 | 2006-09-21 | グリーンパワー株式会社 | 流体力発電装置 |
| JP4814635B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2011-11-16 | グリーンパワー株式会社 | 流体力発電装置 |
| KR100779926B1 (ko) | 2006-04-26 | 2007-11-30 | 이관희 | 풍력과 화력을 이용한 발전방법 및 장치 |
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