JP2011007147A - 排気流発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 排気口2Bに対向して、気流発電機3を配設した発電装置において、気流発電機駆動用風車7のブレード8の翼端部に、排気口の方向を向く傾斜部8Bを形成した排気流発電装置1。
【選択図】 図1
Description
前記特許文献1に記載されている風車では、排気口の先に風車のための複雑な構成の支持体が配設されており、これに当る排気の排出効率が阻害され、特に、排気流発電に必要な風速を得ることが困難になる。また支持体に当る排気によって騒音が生じる難がある。
更にプロペラ型風車に当った排気流が、風車のブレードの翼端方向へ拡散するので、排気流を効率よく利用することができない。
排気口から排出される排気流は、外気よりも負圧であるため、排気口から遠ざかるほど拡散されて流速が減衰する。
従って、ブレード排気の主流域Hに位置して気流発電機を配設すると、ブレードの基部に当って翼端部方へ拡散する気流を、傾斜部が抑止して回転力にするとともに、拡散しつつ流れる排気流を傾斜部で受けて回転力に取り込むので、廃棄される排気流を効率よく利用して、効率の良い発電をすることができる。
特に、拡散域Kを流れる気流は乱気流であり、普通の直板状のブレード端部では、乱気流によって翼端失速を生じて回転速度が低下するが、このブレードの端部における傾斜部は、回転方向の前縁部の板厚が厚くて、回転時にコアンダ効果を生じて傾斜部の表面を通過する気流を高速化して通過させるため、翼端部に乱気流が作用せず、静音で、回転効率を高める。
効率的に発揮することができる。
排気流発電装置1は、排気装置2における排気ダクト2Aの排気口2Bの後方に、気流発電機3を対向して配置して構成されている。該気流発電機3は、気流発電機駆動用風車7として水平軸型風車を示してある。
ブレードの数は図では2枚であるが、5枚までとすることができる。それ以上では、高速回転時に乱気流が生じ、効率は著しく低下する。
しかし本発明のブレード8では、先端に前方を向く傾斜部8Bが形成されているため、翼端方向への排気流の拡散が抑制され、ブレード8の前面に当る排気流を、回転力として無駄なく活用することができる。
この場合、ブレード8は前縁部8Dが負圧になっているために、回転方向の後部域の高い気圧に押されて、ブレード8の翼端部は、回転方向へ気圧の差によって押出される。このことからブレード8は風速よりも早く回転する。
ブレード8に当った排気流は、翼端方へ拡散され、弦長の広い傾斜部8Bで抑制され、回転効率をたかめる。
すなわち排気流は速度が早いので、周囲の空気よりも密度が薄く、負圧になっているもので、外域から大気が集中して常圧化されると共に流速が減衰する。
ここにおいて、回転翼7における傾斜部8Bは、ブレード8の約15%の長さであるから、上下の傾斜部8Bで回転翼の30%の長さにあたる。
この拡散域Kでは、大気との絡み合いで乱気流が生じており、この拡散域Kに普通のブレードの翼端部があると、乱気流によって翼端失速が生じるので、回転速度は逆に低下する。
これは、翼端部へ拡散される排気流を、ブレード8の前向傾斜部8Bで抑制し、かつ減衰した排気流を、翼端部における広い最大弦長部8Cで受けるためである。
この排気流発電装置1は、排気装置2の排気ダクト2Aの排気口2Bの後方に気流発電機9を配設して構成されている。気流発電機9は、気流発電機駆動用風車14として垂直軸風車としてある。
また、排気流が縦長ブレード15に当って下流方向へ抜ける際にも、風切音は生ぜず、回転時の音が静かであり、人家近くに設置しても騒音公害が生じることはない。
図8において、排気口2Bの上下の口径abを100とするとき、ef間の長さは同じで、この主流域Hに縦長ブレード15の基部15Aが位置しているので、排気流の主流によって縦長ブレード15は回転する。
しかし、この縦長ブレード15では、拡散域Kに内向傾斜部15Bが位置しているので、内向傾斜部15Bに当る拡散気流は、縦長ブレード15を回転させるとともに、コアンダ効果で高速で円滑に流れて、翼端失速を生じさせず、そのため静音である。
また縦長ブレード15の回転に伴う翼端部方向への拡散気流も、内向傾斜部15Bの内面において、V矢示方へと流れて回転力となる。
排気が停止している時でも、自然風が吹けばこの回転翼14は回転する。
2.排気装置
2A.排気ダクト
2B.排気口
3.気流発電機
4.支柱
5.ナセル
6.シャフト
7.気流発電機駆動用風車
7A.中心ハブ
8.ブレード
8A.基部
8B.内向傾斜部
8C.最大弦長部
8D.前縁部
8E.後縁部
9.気流発電機
10.支柱
11.ハウジング
12.回転体
12A.キヤップ
13.支持腕
14.気流発電機駆動用風車
15.縦長ブレード
15A.基部
15B.内向傾斜部
15C.回転前縁部
15D.回転後縁部
H.主流域
K.拡散域
Claims (10)
- 排気口に対向して、気流発電機を配設した発電装置において、気流発電機駆動用風車のブレードの翼端部に、排気口の方向を向く傾斜部を形成したことを特徴とする排気流発電装置。
- 前記ブレードの翼端部における傾斜部は、排気口の中央部と対向するように傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の排気流発電装置。
- ブレードの翼端部における傾斜部は、排気口から排出される排気の主気流域の外側方における拡散域に位置し、この拡散域における排気の拡散を阻止して排気を有効利用しうるようにしてなることを特徴とする請求項1または2に記載の排気流発電装置。
- 前記ブレードは、正面視において先端部が広い幅となる逆テーパ状のものとし、ブレードの翼端部における傾斜部の基端部をブレードにおける最大弦長部としてあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の排気流発電装置。
- 前記気流発電機駆動用風車は、水平軸風車であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の排気流発電装置。
- 前記水平軸風車は、排気の主流域内に配置したナセルの後部に支持されていることを特徴とする請求項5に記載の排気流発電装置。
- ナセルの排気口の方を向くその前部は、大径の卵形であり、後方へかけて次第に小径に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の排気流発電装置。
- 前記気流発電機駆動用風車は、縦軸型風車であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の排気流発電装置。
- 前記垂直軸風車における、排気口から遠ざかる位置とされる縦長ブレードの上下端部に、排気口の方を向く傾斜部を形成したことを特徴とする請求項8に記載の排気流発電装置。
- 排気口は、空調装置から延設された排気ダクトの排気口である請求項1〜9のいずれかに記載の排気流発電装置。
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