JP2011106429A - 風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状体内の受風プロペラに空気流を好適に導くことができ、かつ、構成の簡素化を図ることができる風力発電装置を提供する。
【解決手段】風力発電装置１０は、受風プロペラ１５が筒状体１３の内部に設置されている。筒状体１３は、外筒２５および内筒２８が天地方向に向けて立設されている。外筒の側壁５１に第１〜第４の空気導入部６１…が設置されている。第１〜第４の空気導入部は、第１〜第４の外筒開口６２…が設置され、第１〜第４の外筒開口から内筒に向けるとともに天方向に向けて延出された第１〜第４の導入路６３…が設置されている。そして、第１〜第４の空気導入部から導入した空気流で受風プロペラ１５を作動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状体の内部に受風プロペラを設置し、受風プロペラの回転で発電部を駆動することにより電力を発生させる風力発電装置に関する。

風力発電装置のなかには、筒状体を鉛直に立設し、筒状体の下部に給気部を設置し、筒状体の上部に排気部を設置し、排気部および給気部間でかつ筒状体の内部に受風プロペラ（風車）を設置し、受風プロペラに発電部を連結させたものがある。
給気部は、筒状体の外周を一周するように所定の間隔を隔てて開閉可能に設置されている。そして、給気部のうち、筒状体に向けて吹き付けられた風向きに対向する給気部が風圧で開口する。
また、排気部は、筒状体の外周に開閉自在に設置されている。そして、排気部のうち、筒状体の内部に設置された空気流（風）を受けた排気部が風圧で開口する。

この風力発電装置によれば、筒状体に向けて風が吹き付けられた際に、風向きに対向する給気部が開口して筒状体の内部に風を導入し、導入した風を受風プロペラに導いて受風プロペラを回転させる。
受風プロペラを回転させることで発電部を作動して電力を発生させ、受風プロペラを通過した風を受けて排気口が開口して筒状体の外部に排出する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−５４６４１号公報

ここで、特許文献１の風力発電装置は、筒状体の内部に風を導くために給気部を開閉する給気可動部を備え、筒状体内の空気流を排出するために排気部を開閉する排気可動部を備える必要がある。
このように、給気部を開閉する給気可動部や、排気部を開閉する排気可動部を備えるために構成が複雑になっていた。

本発明は、筒状体内の受風プロペラに空気流を好適に導くことができ、かつ、構成の簡素化を図ることができる風力発電装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、筒状体の内部に受風プロペラを設置し、前記受風プロペラを回転させて電力を発生する風力発電装置において、前記筒状体は、外部に臨む外筒と前記外筒の内部に同軸上に設置された内筒とを備えるとともに、前記外筒および前記内筒が天地方向に向けて立設され、前記外筒の側壁に、前記外筒の外部から前記外筒の内部に空気流を導く空気導入部が設置され、前記空気導入部は、前記外筒の側壁に周方向に全周に亘って開口が設置され、前記開口から前記内筒に向けるとともに天方向に向けて延出された導入路が設置され、前記空気導入部から導入した空気流で前記受風プロペラを作動することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記空気導入部は、前記開口から前記導入路に沿って複数の導風板を前記外筒の周方向に所定間隔をおいて設置したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記空気導入部が天地方向に複数段設置され、前記複数段の空気導入部に前記導風板が放射状に設置され、前記複数段の空気導入部のうち、上段の空気導入部に設置された前記導風板が下段の空気導入部に設置された前記導風板に対して平面視で異なった部位に配置されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記空気導入部が天地方向に複数段設置され、前記複数段の空気導入部に前記導風板が放射状に延びる放射状線に対して傾斜した状態に設置され、前記複数段の空気導入部のうち、上段の空気導入部に設置された前記導風板が下段の空気導入部に設置された前記導風板に対して平面視で異なった部位に配置されたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記外筒、前記内筒および前記導風板は太陽光が透過する材質で構成されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、前記内筒は、前記受風プロペラの回転軸を囲むように設置されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、筒状体を外筒および内筒で構成するとともに天地方向に向けて立設し、外筒の側壁に空気導入部を設置した。そして、空気導入部の開口を外筒の周壁に全周に亘って設置し、空気導入部の導入路を天方向に向けて湾曲状に延出させた。
空気導入部の開口を外筒の全周に亘って設置することで、外筒に対する全ての風向きに対応して開口から空気流（風）を安定的に導入することができる。

さらに、空気導入部の導入路を天方向に向けて湾曲状に延出させることで、開口から導入した空気流を導入路で天方向に向けて導く（上昇させる）ことができる。
このように、開口から導入した空気流を上昇させることで、筒状体内の受風プロペラ（風車）に空気流を好適に導くことができる。
このように、開口から空気流を安定的に導入し、かつ導入した空気流を受風プロペラに向けて上昇させることで、受風プロペラを安定的に回転させることができる。

ここで、空気導入部の開口は、外筒の周壁に周方向に全周に亘って設置されている。よって、外筒に対する風向きに応じて開口の一部から空気流が導入される。
このため、開口の一部から導入された空気流が、開口の他の部位から外筒の外部に排出されることが考えられる。

そこで、請求項１において、開口から導入した空気流を導入路で天方向に向けて導く（上昇させる）ようにした。
よって、開口から導入した空気流を開口の上方に導くことができ、筒状体の内部に導いた空気流が開口の他の部位から排出されることを阻止できる。
これにより、開口を開閉する必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。

請求項２に係る発明では、開口から前記導入路に沿って複数の導風板を外筒の周方向に所定間隔をおいて設置した。
開口に進入した空気流のうち、開口の両側に進入した空気流を導風板で外筒の内部に導くことができる。
これにより、開口に進入した空気流を外筒の内部に効率よく集風する（集める）ことができる。

請求項３に係る発明では、空気導入部を天地方向に複数段設置し、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置した。
このように、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置することで、開口から導入した空気流に受風プロペラを回転（旋回）させる回転方向の成分を持たせることが可能になる。
これにより、空気流で受風プロペラを一層効率よく回転することができ、かつ、空気流が微風の場合において受風プロペラを回転させることが可能になる。

請求項４に係る発明では、空気導入部を天地方向に複数設置し、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置した。
このように、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置することで、開口から導入した空気流に受風プロペラを回転させる回転方向の成分を持たせることが可能になる。

加えて、導風板を放射状に延びる放射状線に対して傾斜した状態に設置した。
よって、傾斜した導風板で空気流を案内することで、空気流に受風プロペラを回転させる回転方向の成分を持たせることが可能になる。
このように、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置するとともに、導風板を傾斜した状態に設置することで、空気流で受風プロペラを一層効率よく回転することができ、かつ、空気流が微風の場合において受風プロペラを回転させることが可能になる。

請求項５に係る発明では、外筒、内筒および導風板を太陽光が透過する材質で構成した。
よって、外筒の内部に導入された空気流を太陽光で暖めることができる。
これにより、外筒の内部に導入された空気流を暖めて天方向に向けて一層円滑に導くことができる。

請求項６に係る発明では、受風プロペラの回転軸を囲むように内筒を設置することで、内筒を受風プロペラに向けて延ばすことができる。
よって、内筒を外筒の内部に導入された空気流の案内壁とすることができる。
これにより、外筒の内部に導入された空気流を、内筒に沿わせて効率よく上昇させて受風プロペラ１５に好適に導くことができる。

本発明に係る風力発電装置（実施例１）を示す側面図である。 図１の風力発電装置を示す断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 図２の５−５線断面図である。 図２の６−６線断面図である。 図２の７−７線断面図である。 実施例１の筒状体内に空気流を導く例を説明する図である。 実施例１の上段の導入板を下段の導入板に対して受風プロペラの回転方向にずらした理由を説明する図である。 （ａ）は本発明に係る風力発電装置（実施例２）を示す断面図、（ｂ）は図１０（ａ）の１０ｂ−１０ｂ線断面図である。 実施例２の筒状体内に空気流を導く例を説明する図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る風力発電装置１０について説明する。
図１、図２に示すように、風力発電装置１０は、載置台１１に設置されたベース１２と、ベース１２に立設された筒状体１３と、筒状体１３の内部空間（内部）１４に設置された受風プロペラ（風車）１５と、受風プロペラ１５の回転軸１６を回転自在に支持する支持手段１７と、受風プロペラ１５の回転軸１６に連結された発電部１８とを備えている。
この風力発電装置１０は、受風プロペラ１５を回転させることにより発電部１８を駆動し、駆動した発電部１８で電力を発生する装置である。

載置台１１は、表面１１ａが黒色であり、太陽光１９を効率よく吸収して表面温度を上昇可能な台である。

ベース１２は、載置台１１の表面１１ａと同様に、外周壁１２ａが黒色であり、太陽光１９を効率よく吸収可能な部材である。
このベース１２は、外周壁１２ａが頂部１２ｂから底部１２ｃに向けて湾曲状に末広がりの状態（すなわち、山形状態）に形成され、中央部に軸受２１を介して回転軸１６の下端部１６ａが回転自在に支持されている。

筒状体１３は、外部に臨む外筒２５と、外筒２５の内部空間（内部）２６に同軸上に設置された内筒２８と、外筒２５に設置された複数の第１〜第４の外筒導風板（導風板）３１〜３４と、内筒２８に設置された複数の内筒導風板（導風板）３６とを備えている。
この筒状体１３は、外筒２５および内筒２８（すなわち、筒状体１３）が天地方向に向けて立設されている。

筒状体１３を外筒２５および内筒２８で構成することで筒状の外壁を有する。
このように、筒状体１３に筒状の外壁を有することで、筒状体１３の剛性を高めて筒状体１３を構造的に安定させることができる。

内筒２８は、太陽光１９が透過する材質で形成され、下部が末広がり状に拡径された中空の筒体である。
この内筒２８は、ベース１２の上方に同軸上に設置されるとともに天地方向に向けて配置された中空の内鉛直側壁４１と、内鉛直側壁４１の底部４１ａから外周端４２ａまで湾曲状に末広がりの状態で設置された内末広側壁４２とを有する。

内末広側壁４２は、ベース１２の上方において外周壁１２ａに沿って設置され、外周端４２ａがベース１２および外筒２５の外側に張り出されている。
そして、ベース１２の外周壁１２ａおよび内末広側壁４２で内筒空気導入部（空気導入部）４４が形成されている。
内筒空気導入部４４は、内末広側壁４２の外周端４２ａ（内筒２８の側壁）に周方向に全周に亘って内筒開口４５が平面視で環状に設置され、内筒開口４５から内鉛直側壁４１に向けるとともに天方向に向けて湾曲状に延出された内筒導入路４６が設置されている。

この内筒空気導入部４４には、図３に示すように、複数の内筒導風板（導風板）３６が平面視で９０°の間隔（内筒２８の周方向に所定間隔）をおいた位置Ｐ１に、回転軸１６から離れる方向に放射状に設置されている。
ここで、内筒導風板３６は、内筒２８と同様に、太陽光１９（図１参照）が透過する材質で形成されている。

図２に示すように、内筒導風板３６は、内末広側壁４２に上辺が設けられ、外周壁１２ａに下辺が設けられている。
これにより、内筒導入路４６が複数の内筒導風板３６で複数の導入路に仕切られる。
さらに、内筒導入路４６に複数の内筒導風板３６を設置することで、内筒２８がベース１２の上方に同軸上に支持されている。
すなわち、複数の内筒導風板３６は、内筒２８を支持する支持板の役割も兼ねている。
よって、内筒２８を支持する専用の支持部材を除去できるので、部品数を抑えることができる。

この内筒空気導入部４４によれば、内筒開口４５から内筒導入路４６に空気流（風）を矢印の如く導いて、内筒導入路４６に導いた空気流を内筒２８の内部空間２９に矢印の如く導くことができる。
内部空間２９に導かれた空気流は受風プロペラ１５に向けて上昇する。

図１、図２に示すように、内筒２８の上方で、かつ、外側に外筒２５が設置されている。
外筒２５は、内筒２８などと同様に、太陽光１９が透過する材質で形成されている。
この外筒２５は、内末広側壁４２の上方に設置された第１外末広側壁（側壁の下部）５２と、第１外末広側壁５２の上方に設置された第２外末広側壁（側壁の下中央部）５３と、第２外末広側壁５３の上方に設置された第３外末広側壁（側壁の上中央部）５４と、第３外末広側壁５４の上方に設置された外筒側壁（側壁の上部）５５とを有する。
第１外末広側壁５２、第２外末広側壁５３、第３外末広側壁５４および外筒側壁５５で外筒２５の側壁（周壁）５１が形成されている。

第１外末広側壁５２は、内末広側壁４２の上方において内末広側壁４２に沿って末広状に設置されている。
これにより、内末広側壁４２および第１外末広側壁５２で第１外筒空気導入部（空気導入部）６１が形成されている。

第１外筒空気導入部６１は、外筒２５の側壁５１に周方向に全周に亘って第１外筒開口（開口）６２が環状に設置され、第１外筒開口６２から内筒２８に向けるとともに天方向に向けて湾曲状に延出された第１外筒導入路（導入路）６３が設置されている。

この第１外筒空気導入部６１には、図３に示すように、複数の第１外筒導風板（導風板）３１が平面視で９０°の間隔（外筒２５の周方向に所定間隔）をおいて設置されている。
加えて、複数の第１外筒導風板３１は、内筒導風板３６と同じ位置Ｐ１に回転軸１６から離れるように放射状に設置されている。
ここで、第１外筒導風板３１は、外筒２５などと同様に、太陽光１９（図１参照）が透過する材質で形成されている。

図２に示すように、第１外筒導風板３１は、第１外末広側壁５２に上辺が設けられ、内末広側壁４２に下辺が設けられている。
これにより、第１外筒導入路６３が複数の第１外筒導風板３１で複数の導入路に仕切られる。
さらに、第１外筒導入路６３に複数の第１外筒導風板３１を設置することで、第１外末広側壁５２が内筒２８（内末広側壁４２）の上方に同軸上に支持されている。

すなわち、複数の第１外筒導風板３１は、内筒導風板３６と同様に、第１外末広側壁５２を支持する支持板の役割も兼ねている。
よって、第１外末広側壁５２を支持する専用の支持部材を除去できるので、部品数を抑えることができる。

第１外筒空気導入部６１によれば、第１外筒開口６２から第１外筒導入路６３に空気流を矢印の如く導いて、第１外筒導入路６３に導いた空気流を外筒２５の内部空間２６に矢印の如く導くことができる。
内部空間２６に導かれた空気流は受風プロペラ１５に向けて上昇する。

図１、図２に示すように、第２外末広側壁５３は、第１外末広側壁５２と同様に、第１外末広側壁５２の上方に末広状に設置されることで、第１外末広側壁５２とともに第２外筒空気導入部（空気導入部）６６を形成する側壁である。
第２外筒空気導入部６６は、外筒２５の側壁５１に周方向に全周に亘って第２外筒開口（開口）６７が環状に設置され、第２外筒開口６７から内筒２８に向けるとともに天方向に向けて湾曲状に延出された第２外筒導入路（導入路）６８が設置されている。

この第２外筒空気導入部６６には、図４に示すように、複数の第２外筒導風板（導風板）３２が平面視で９０°の間隔（外筒２５の周方向に所定間隔）をおいて設置されている。
加えて、複数の第２外筒導風板３２は、第１外筒導風板３１に対して受風プロペラ１５（図２参照）の回転方向に傾斜角θ１（具体的には、３０°）ずれた位置Ｐ２に回転軸１６から離れる方向に放射状に設置されている。
ここで、第２外筒導風板３２は、外筒２５などと同様に、太陽光１９（図１参照）が透過する材質で形成されている。

図２に示すように、第２外筒導風板３２は、第１外筒導風板３１と同様に、第２外末広側壁５３に上辺が設けられ、第１外末広側壁５２に下辺が設けられている。
これにより、第２外筒導入路６８が複数の第２外筒導風板３２で複数の導入路に仕切られる。
さらに、第２外筒導入路６８に複数の第２外筒導風板３２を設置することで、第２外末広側壁５３が第１外末広側壁５２の上方に同軸上に支持されている。

すなわち、複数の第２外筒導風板３２は、第１外筒導風板３１と同様に、第２外末広側壁５３を支持する支持板の役割も兼ねている。
よって、第２外末広側壁５３を支持する専用の支持部材を除去できるので、部品数を抑えることができる。

第２外筒空気導入部６６によれば、第２外筒開口６７から第２外筒導入路６８に空気流を矢印の如く導いて、第２外筒導入路６８に導いた空気流を外筒２５の内部空間２６に矢印の如く導くことができる。
内部空間２６に導かれた空気流は受風プロペラ１５に向けて上昇する。

図１、図２に示すように、第３外末広側壁５４は、第１外末広側壁５２と同様に、第２外末広側壁５３の上方に末広状に設置されることで、第２外末広側壁５３とともに第３外筒空気導入部（空気導入部）７１を形成する側壁である。
第３外筒空気導入部７１は、外筒２５の側壁５１に周方向に全周に亘って第３外筒開口（開口）７２が環状に設置され、第３外筒開口７２から内筒２８に向けるとともに天方向に向けて湾曲状に延出された第３外筒導入路（導入路）７３が設置されている。

この第３外筒空気導入部７１には、図５に示すように、複数の第３外筒導風板（導風板）３３が平面視で９０°の間隔（外筒２５の周方向に所定間隔）をおいて設置されている。
加えて、複数の第３外筒導風板３３は、第２外筒導風板３２に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（具体的には、３０°）ずれた位置Ｐ３に回転軸１６から離れる方向に放射状に設置されている。
ここで、第３外筒導風板３３は、外筒２５などと同様に、太陽光１９（図１参照）が透過する材質で形成されている。

図２に示すように、第３外筒導風板３３は、第１外筒導風板３１と同様に、第３外末広側壁５４に上辺が設けられ、第２外末広側壁５３に下辺が設けられている。
これにより、第３外筒導入路７３が複数の第３外筒導風板３３で複数の導入路に仕切られる。
さらに、第３外筒導入路７３に複数の第３外筒導風板３３を設置することで、第３外末広側壁５４が第２外末広側壁５３の上方に同軸上に支持されている。

すなわち、複数の第３外筒導風板３３は、第２外筒導風板３２と同様に、第３外末広側壁５４を支持する支持板の役割も兼ねている。
よって、第３外末広側壁５４を支持する専用の支持部材を除去できるので、部品数を抑えることができる。

第３外筒空気導入部７１によれば、第３外筒開口７２から第３外筒導入路７３に空気流を矢印の如く導いて、第３外筒導入路７３に導いた空気流を外筒２５の内部空間２６に矢印の如く導くことができる。
内部空間２６に導かれた空気流は受風プロペラ１５に向けて上昇する。

図１、図２に示すように、外筒側壁５５は、第３外末広側壁５４の上方に同軸上に設置され、天地方向に向けて設置された中空の外側壁７６と、外側壁７６の底部７６ａから外方に張り出された第４外末広側壁７７とを有する。

第４外末広側壁７７は、第１外末広側壁５２と同様に、第３外末広側壁５４の上方に末広状に設置されることで、第３外末広側壁５４とともに第４外筒空気導入部（空気導入部）８１を形成する側壁である。
第４外筒空気導入部８１には、外筒２５の側壁５１に周方向に全周に亘って第４外筒開口（開口）８２が設置され、第４外筒開口８２から内筒２８に向けるとともに天方向に向けて湾曲状に延出された第４外筒導入路（導入路）８３が設置されている。

この第４外筒空気導入部８１には、図６に示すように、複数の第４外筒導風板（導風板）３４が平面視で９０°の間隔（外筒２５の周方向に所定間隔）をおいて設置されている。
加えて、複数の第４外筒導風板３４は、第３外筒導風板３３に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（具体的には、３０°）ずれた位置Ｐ１に回転軸１６から離れる方向に放射状に設置されている。
ここで、第４外筒導風板３４は、第１外筒導風板３１と同様に、太陽光１９（図１参照）が透過する材質で形成されている。

図２に示すように、第４外筒導風板３４は、第１外筒導風板３１と同様に、第４外末広側壁７７に上辺が設けられ、第３外末広側壁５４に下辺が設けられている。
これにより、第４外筒導入路８３が複数の第４外筒導風板３４で複数の導入路に仕切られる。
さらに、第４外筒導入路８３に複数の第４外筒導風板３４を設置することで、第４外末広側壁７７が第３外末広側壁５４の上方に同軸上に支持されている。

すなわち、複数の第４外筒導風板３４は、第３外筒導風板３３と同様に、外筒側壁５５を支持する支持板の役割も兼ねている。
よって、外筒側壁５５を支持する専用の支持部材を除去できるので、部品数を抑えることができる。

第４外筒空気導入部８１によれば、第４外筒開口８２から第４外筒導入路８３に空気流を矢印の如く導いて、第４外筒導入路８３に導いた空気流を外筒２５の内部空間２６に矢印の如く導くことができる。
内部空間２６に導かれた空気流は受風プロペラ１５に向けて上昇する。

以上説明したように、外筒２５は、側壁５１に、外筒２５の外部から外筒２５の内部空間２６に空気流を導く第１〜第４の外筒空気導入部６１，６６，７１，８１が天地方向に複数段設置されている。

そして、第１〜第４の外筒空気導入部６１，６６，７１，８１のうち、上段の第２外筒空気導入部６６に設置された第２外筒導風板３２が、下段の第１外筒空気導入部６１に設置された第１外筒導風板３１に対して平面視で異なった部位に配置されている。
具体的には、図４に示すように、第２外筒導風板３２が、第１外筒導風板３１に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。

さらに、図２に示すように、上段の第３外筒空気導入部７１に設置された第３外筒導風板３３が、下段の第２外筒空気導入部６６に設置された第２外筒導風板３２に対して平面視で異なった部位に配置されている。
具体的には、図５に示すように、第３外筒導風板３３が第２外筒導風板３２に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。

加えて、図２に示すように、上段の第４外筒空気導入部８１に設置された第４外筒導風板３４が、下段の第３外筒空気導入部７１に設置された第３外筒導風板３３に対して平面視で異なった部位に配置されている。
具体的には、図６に示すように、第４外筒導風板３４が第３外筒導風板３３に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。
なお、上段の導風板を下段の導風板に対して受風プロペラ１５の回転方向にずらした理由については図９で詳しく説明する。

ここで、前述したように、内筒開口４５は外周端４２ａにおいて周方向に全周に亘って環状に設置されている。さらに、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２は側壁５１において周方向に全周に亘って環状に設置されている。
よって、外周端４２ａや側壁５１に対する空気流の風向きに応じて、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の一部（風向き方向の部位）から空気流が導入される。

このため、内筒開口４５の一部や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の一部から筒状体１３に導入された空気流が、内筒開口４５の他の部位や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の他の部位から筒状体１３の外部に排出されることが考えられる。

この対策として、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２に空気流の進入を許容し、かつ進入した空気流の排出を阻止するシャッターを開閉自在に取り付けることが考えられる。
しかし、各開口４５，６２，６７，７２，８２にシャッターを取り付ける場合、部品数が増えて構成の簡素化を図る妨げになる。

そこで、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流を、内筒導入路４６や第１〜第４の外筒導入路６３，６８，７３，８３で天方向に向けて導く（上昇させる）ようにした。
よって、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流を内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の上方に導くことができる。

これにより、筒状体１３の内部空間１４に導いた空気流が内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の他の部位から排出されることを阻止できる。
したがって、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２にシャッターを開閉自在に設置する必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。

さらに、外筒２５、内筒２８、内筒導風板３６および第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４を太陽光１９（図１参照）が透過する材質で構成した。
よって、外筒２５の内部空間２６や内筒２８の内部空間２９に導入された空気流を太陽光１９で暖めることができる。

加えて、載置台１１の表面１１ａやベース１２の外周壁１２ａを黒色にした。
よって、載置台１１の表面１１ａやベース１２の外周壁１２ａで太陽光１９を効率よく吸収して、載置台１１やベース１２の表面温度を上昇することができる。
載置台１１やベース１２の表面温度を上昇することで、内筒２８の内部空間２９に導入された空気流を太陽光１９で一層良好に暖めることができる。

このように、外筒２５、内筒２８、内筒導風板３６および第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４を太陽光１９（図１参照）が透過する材質で構成し、かつ、載置台１１の表面１１ａやベース１２の外周壁１２ａを黒色にすることで、外筒２５の内部空間２６や内筒２８の内部空間２９に導入された空気流を暖めて天方向（受風プロペラ１５の方向）に向けて円滑に導くことができる。

図１、図２に示すように、外側壁７６は、第４外末広側壁７７の上端部から上方に向けて同軸上に立ち上げられた円筒部である。
外側壁７６の内部空間（すなわち、筒状体１３の内部空間）１４に受風プロペラ１５が同軸上に配置されている。

受風プロペラ１５を外側壁７６の内部空間１４に収容することで、受風プロペラ１５を回転する際に発生する回転音が筒状体１３の外部に伝わらないように抑えることができる。
さらに、受風プロペラ１５を外側壁７６の内部空間１４に収容することで、受風プロペラ１５を回転する際に発生する翼（羽根）単体１５ａの先端部１５ｂに発生する翼端渦を抑制することができる。
これにより、翼端渦により発生する気流音を抑えることができるとともに、翼端渦により生じる受風プロペラ１５への影響を抑えて受風プロペラ１５を効率よく回転することができる。

受風プロペラ１５は、回転軸１６が支持手段１７の軸受８７に回転自在に支持されている。
この受風プロペラ１５は、翼単体１５ａのピッチ（すなわち、翼単体１５ａ間の間隔）が可変可能に構成されている。

支持手段１７は、一例として、図７に示すように、複数本の支持バー８８が軸受８７から等間隔に放射状に延出され、それぞれの支持バー８８の端部８８ａが外側壁７６に設置されている。

この受風プロペラ１５は、内筒空気導入部４４から矢印の如く導く導入した空気流や、第１〜第４の空気導入部６１，６６，７１，８１から矢印の如く導く導入した空気流で矢印の如く作動（回転）する。

ここで、受風プロペラ１５の回転軸１６を内筒２８で囲むことで、内筒２８を受風プロペラ１５に向けて延ばすことができる。
よって、内筒２８を、外筒２５の内部空間２６に導入された空気流の案内壁とすることができる。
これにより、外筒２５の内部空間２６に導入された空気流を、内筒２８に沿わせて効率よく上昇させて受風プロペラ１５に好適に導くことができる。

受風プロペラ１５の回転軸１６に発電部１８が連結されている。
発電部１８は、筒状体１３を備えたベース１２の下方の載置台１１に設置され、回転軸１６に連結されたロータ９１と、ロータ９１の周囲に設置されたステータ９２とを備えている。
受風プロペラ１５の回転を回転軸１６を介してロータ９１に伝えることで、ロータ９１が回転して発電部１８で電力を発生することができる。

つぎに、筒状体１３の内部に空気流を導く例を図８、図９に基づいて説明する。
図８（ａ），（ｂ）に示すように、内筒２８の外周端４２ａに内筒開口４５を全周に亘って設置し、外筒２５の側壁５１に第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２を全周に亘って設置した。
よって、筒状体１３に対する全ての風向きに対応して内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から筒状体１３に空気流を矢印Ａの如く安定的に導入することができる。

さらに、内筒空気導入部４４の内筒導入路４６を天方向に向けて湾曲状に延出させ、第１〜第４の外筒空気導入部６１，６６，７１，８１の第１〜第４の外筒導入路６３，６８，７３，８３を天方向に向けて湾曲状に延出させた。
よって、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流を、内筒導入路４６や第１〜第４の外筒導入路６３，６８，７３，８３で天方向に向けて矢印Ｂの如く導く（上昇させる）ことができる。

内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流を矢印Ｃの如く上昇させることで、筒状体１３内の受風プロペラ１５に空気流を好適に導くことができる。
このように、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から空気流を安定的に導入し、かつ導入した空気流を受風プロペラ１５に向けて上昇させることで、受風プロペラ１５を安定的に回転させることができる。

ここで、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流を上昇させることで、それぞれの空気流を受風プロペラ１５の上流側で合流させることができる。
これにより、合流した空気流を受風プロペラ１５に矢印Ｃの如く導くことで、受風プロペラ１５を一層安定的に回転させることができる。

ところで、内筒開口４５から内筒導入路４６に沿って複数の内筒導風板３６を内筒２８の周方向に所定間隔（９０°の間隔）をおいて設置した。
さらに、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から第１〜第４の外筒導入路６３，６８，７３，８３に沿って第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４を外筒２５の周方向に所定間隔（９０°の間隔）をおいて複数個設置した。

よって、内筒開口４５に進入した空気流のうち、図８（ｂ）に示すように、内筒開口４５の両側に進入した空気流９４を内筒導風板３６で内筒２８の内部空間２９に導くことができる。
また、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２に進入した空気流のうち、図８（ｂ）に示すように、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２の両側に進入した空気流９５を第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４（具体的には、第１、第３の外筒導風板３１，３３）で外筒２５の内部空間２６に導くことができる。
これにより、内筒開口４５や第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２に進入した空気流を内部空間２９や内部空間２６に効率よく集風する（集める）ことができる。

ところで、図９に示すように、第２外筒開口６７から第２外筒導入路６８に空気流９６が矢印の如く進入する。第２外筒導入路６８に進入した空気流９６が第２外筒導入板３２に案内されて外筒２５の内部空間２６に進入する。内部空間２６に進入した空気流９６が受風プロペラ１５に向けて上昇する。

一方、第３外筒開口７２から第３外筒導入路７３に空気流９７が矢印の如く進入する。第３外筒導入路７３に進入した空気流９７が第３外筒導入板３３に案内されて外筒２５の内部空間２６に進入する。内部空間２６に進入した空気流９７が受風プロペラ１５に向けて上昇する。

ここで、第３外筒導入板（上段の導入板）３３は第２外筒導入板（下段の導入板）３２に対して受風プロペラ１５の回転Ｄ方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。
よって、第３外筒導入板３３で案内された空気流９７は、第２外筒導入板３２で案内された空気流９６に対して受風プロペラ１５の回転Ｄ方向に傾斜角θ１（３０°）ずれて外筒２５の内部空間２６に進入する。
これにより、内部空間２６において、受風プロペラ１５に向けて上昇する空気流が発生するとともに、受風プロペラ１５の回転（旋回）方向への空気流が矢印Ｄ方向に発生する。

このように、第３外筒導入板３３を第２外筒導入板３２に対して受風プロペラ１５の回転Ｄ方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置することで、第２外筒開口６７や第３外筒開口７２から導入した空気流９６，９７に矢印Ｄ方向（すなわち、受風プロペラ１５の回転Ｄ方向）の成分を持たせることができる。
これにより、空気流９６，９７で受風プロペラ１５を一層効率よく回転することができ、かつ、空気流９６，９７が微風の場合において受風プロペラ１５を回転させることが可能になる。

つぎに、実施例２の風力発電装置１００を図１０に基づいて説明する。なお、実施例２の風力発電装置１００において実施例１の風力発電装置１０と同一・類似構成部材については同じ符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、風力発電装置１００は、実施例１の外筒２５に設置した第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４を第１〜第４の外筒導風板１０１，１０２，１０３，１０４に代えたもので、その他の構成は実施例１の風力発電装置１０と同じである。

第１、第４の外筒導風板１０１，１０４は、第１、第４の外筒空気導入部６１，８１において放射状線１０６に対して傾斜角θ２だけ傾斜した状態に設置されている。
放射状線１０６は、回転軸１６の中心から放射状に延びる直線である。
加えて、第２、第３の外筒導風板１０２，１０３も、第１、第４の外筒導風板１０１，１０４と同様に、第２、第３の外筒空気導入部６６，７１において放射状線１０６に対して傾斜角θ２だけ傾斜した状態に設置されている。

このように、第１〜第４の外筒導風板１０１，１０２，１０３，１０４を傾斜させ、これらの第１〜第４の外筒導風板１０１，１０２，１０３，１０４で空気流を案内することで、空気流に受風プロペラ１５を回転させる回転方向の成分を持たせることができる。

ここで、空気流に回転方向の成分を持たせる一例を図１１に基づいて説明する。
図１１に示すように、第３外筒開口７２から第３外筒導入路７３に空気流１０６が矢印の如く進入する。第３外筒導入路７３に進入した空気流１０６が第３外筒導入板１０３に案内されて外筒２５の内部空間２６に進入する。
内部空間２６に進入した空気流１０６が受風プロペラ１５に向けて上昇するとともに、受風プロペラ１５を回転させる方向に導かれる。

一方、第４外筒開口８２から第４外筒導入路８３に空気流１０７が矢印の如く進入する。第４外筒導入路８３に進入した空気流１０７が第４外筒導入板１０４に案内されて外筒２５の内部空間２６に進入する。
内部空間２６に進入した空気流１０７が受風プロペラ１５に向けて上昇するとともに、受風プロペラ１５を回転させる方向に導かれる。

このように、第３外筒導入路７３や第４外筒導入路８３から内部空間２６に進入した空気流１０６，１０７が受風プロペラ１５を回転させる方向に導かれることで、内部空間２６に進入した空気流１０６，１０７に矢印Ｄ方向（すなわち、受風プロペラ１５の回転Ｄ方向）の成分を持たせることができる。

さらに、図１０（ｂ）に示すように、第１〜第４の外筒導風板１０１，１０２，１０３，１０４は、実施例１の第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４と同様に、上段の導風板が下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置されている。

具体的には、第２外筒導風板１０２が、第１外筒導風板１０１に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。
さらに、第３外筒導風板１０３が第２外筒導風板１０２に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。
加えて、第４外筒導風板１０４が第３外筒導風板１０３に対して受風プロペラ１５の回転方向に傾斜角θ１（３０°）ずれた位置に配置されている。

このように、上段の導風板を下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置することで、実施例１（第１〜第４の外筒導風板３１，３２，３３，３４）と同様に、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２から導入した空気流に受風プロペラ１５が回転する回転Ｄ方向の成分を持たせることができる。

このように、第１〜第４の外筒導風板１０１，１０２，１０３，１０４は、傾斜した状態に設置されるとともに、実施例１と同様に、上段の導風板が下段の導風板に対して平面視で異なった部位に配置されている。
これにより、空気流で受風プロペラ１５を一層効率よく回転することができ、かつ、空気流が微風の場合において受風プロペラを回転させることが可能になる。

なお、本発明に係る風力発電装置１０，１００は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例１、２では、筒状体１３を備えたベース１２の下方に発電部１８を設置した例について説明したが、これに限らないで、筒状体１３内の下部や、筒状体１３内の中央部などの他の部位に設置することも可能である。

さらに、前記実施例１、２で示した筒状体１３、受風プロペラ１５、外筒２５、内筒２８、第１〜第４の外筒導風板３１〜３４，１０１〜１０４、内筒導風板３６、内筒空気導入部４４、外筒の側壁５１、第１〜第４の外筒空気導入部６１，６６，７１，８１、第１〜第４の外筒開口６２，６７，７２，８２および第１〜第４の外筒導入路６３，６８，７３，８３などの形状は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、筒状体の内部に受風プロペラを設置し、受風プロペラを回転させて電力を発生させる風力発電装置への適用に好適である。

１０，１００…風力発電装置、１３…筒状体、１５…受風プロペラ、２５…外筒、２８…内筒、３１〜３４，１０１〜１０４…第１〜第４の外筒導風板（導風板）、３６…内筒導風板（導風板）、４４…内筒空気導入部（空気導入部）、５１…外筒の側壁、６１，６６，７１，８１…第１〜第４の外筒空気導入部（空気導入部）、６２，６７，７２，８２…第１〜第４の外筒開口（開口）、６３，６８，７３，８３…第１〜第４の外筒導入路（導入路）。

Claims (6)

1. 筒状体の内部に受風プロペラを設置し、前記受風プロペラを回転させて電力を発生する風力発電装置において、
   前記筒状体は、外部に臨む外筒と前記外筒の内部に同軸上に設置された内筒とを備えるとともに、前記外筒および前記内筒が天地方向に向けて立設され、
   前記外筒の側壁に、前記外筒の外部から前記外筒の内部に空気流を導く空気導入部が設置され、
   前記空気導入部は、前記外筒の側壁に周方向に全周に亘って開口が設置され、前記開口から前記内筒に向けるとともに天方向に向けて延出された導入路が設置され、
   前記空気導入部から導入した空気流で前記受風プロペラを作動することを特徴とする風力発電装置。
2. 前記空気導入部は、
   前記開口から前記導入路に沿って複数の導風板を前記外筒の周方向に所定間隔をおいて設置したことを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
3. 前記空気導入部が天地方向に複数段設置され、前記複数段の空気導入部に前記導風板が放射状に設置され、
   前記複数段の空気導入部のうち、上段の空気導入部に設置された前記導風板が下段の空気導入部に設置された前記導風板に対して平面視で異なった部位に配置されたことを特徴とする請求項２記載の風力発電装置。
4. 前記空気導入部が天地方向に複数段設置され、前記複数段の空気導入部に前記導風板が放射状に延びる放射状線に対して傾斜した状態に設置され、
   前記複数段の空気導入部のうち、上段の空気導入部に設置された前記導風板が下段の空気導入部に設置された前記導風板に対して平面視で異なった部位に配置されたことを特徴とする請求項２記載の風力発電装置。
5. 前記外筒、前記内筒および前記導風板は太陽光が透過する材質で構成されていることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
6. 前記内筒は、
   前記受風プロペラの回転軸を囲むように設置されたことを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。

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