JP2011117424A

JP2011117424A - 風力活用装置

Info

Publication number: JP2011117424A
Application number: JP2009286908A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Osawa; 郁夫大澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】自然界の気象状況の中で、風災を及ぼすことがあるものには台風、突風、竜巻などの勢いを弱め、縮小、減退、消滅させるために全方位のどの方向からでも吹く風の力を利用して積極的に高速かつ強く回転上昇気流を発生させる。
【解決手段】台風や低気圧、竜巻等に対し、それら自体が持つ風力を利用し、その自然の風の渦に対して、それ自体の風を利用し集めて、渦に拮抗する強い逆回転を持った上向きの上昇気流に変換して逆回転の竜巻風を誘発、発生させてそのエネルギーを相殺、減退させる。内側翼２の構造においては、垂直方向に回転軸を持ち、外側翼１より中心側に位置するターボファン型の内側翼２を採用した。外側翼１を使って全周囲方向から集めた風を整流してその内側翼に流し、内側翼２は整流された風の力によって自ら回転しながら、その風を回転軸の中心に収束させ、整流しながら効率良く上方向に強力な回転力をもった空気を吹き出す。
【選択図】図１

Description

この発明は、普段は風力発電装置として活用し、台風や低気圧、竜巻などが接近した際にその風の力自体を利用して、その風の渦の逆巻き方向、つまり北半球では右巻き、南半球では左巻きに高回転する高速の渦状の上昇気流にその風を変換させて、高速逆巻竜巻を誘発、または発生させることにより、その台風、低気圧、竜巻などの勢力に拮抗、相殺させて台風、低気圧、竜巻などを減退、消滅させる風力活用装置に関するものである。

従来、自然の風の力を活用した装置で代表的なものには風力発電装置があるが、風の力により発電機を回した後の空気はそのまま風下に排出するか、そのまま上方に排出してしまい、使用後の空気は、積極的には利用されてはいなかった。

高速かつ強い回転力を持った上昇気流を積極的に発生させる高効率な技術、有効な手段には乏しかった。
特に、縦型の風力発電装置には、如何に効率良く回転させようとする技術はあるが、如何に強力な回転を伴った上昇気流を効率良く発生させるかという技術、また強風の中でも強度を保ちながら風量を調節する技術には乏しかった。

台風、低気圧、強い前線、竜巻など不安定な気象状況は世界各地で多大な被害をもたらすが、その勢力を直接減退、衰退消滅させる有効な方法が現在のところ残念ながらも少なく、間接的対処として、被害を最小限に食い止める予報、警戒、警報、避難や、被害に対して対処していた。

特開２００３−２１４３１８

特開２００６−１１２４１１

自然界の気象状況の中で、風災を及ぼすことがあるものには台風、突風、竜巻などがあり、世界各地において多大な被害を及ぼすものもある。
そこで、自然界のバランスを崩すことなく、多大な被害を及ぼす可能性のある悪天侯の時だけに直接関与し、その風の勢いを弱め、縮小、減退、消滅させるためには、どの様な手段を講じればよいか。
またその技術においては、全方位のどの方向からでも吹く風の力を利用して如何に積極的に高速かつ強く回転上昇気流を発生させるにはどの様にすればよいか。
また強風の中でも、強度を保ちながら風量を調整することができるようにするには、どのような構造にすればよいか。
また、強風の中においても回転音、風切り音、振動などを少なくするには、どのような手段を講じればよいかという点などである。

台風や低気圧、竜巻等に対し、それら自体が持つ風力を利用し、その自然の風の渦に対して、それ自体の風を利用し集めて、渦に拮抗する強い逆回転を持った上向きの上昇気流に変換して逆回転の竜巻風を誘発、発生させてその台風、低気圧、竜巻自体の勢力、エネルギーを相殺、減退させることを考えた。
当該風力活用装置による竜巻は、大気の不安定な状態、前線の通過などによる冷たい空気が上空にあり、暖かく湿った空気がその下に吹き込む状態、強風、積乱雲、上昇気流が発生しやすい状態など、気象的条件が整わなければ発生はしにくいが、気象条件が整った中で、自然界とは反対回りの、強い回転を伴った上昇気流さえ作ることができれば、竜巻を誘発し、地上から雲に回転上昇気流の渦が伸びてゆき、または、上空の雲が漏斗状に降りてきて、上空の親雲と当該風力活用装置の回転上昇気流とがつながり、ついには竜巻雲に成長する。
地面付近の小さな上昇気流の渦が種となって、竜巻を誘発する仕組みだが、上空は気象のエネルギーが蓄積された状態なので、非常に大きな力に増幅され、親雲から自然エネルギーを引き出し続けることができる。
つまり、台風などの本体の自然エネルギーを吸収し、減退、衰退させることになる。
当該風力活用装置により発生した竜巻は、自然発生する竜巻や台風とは逆巻きに回転するので、当該風力活用装置を停止すれば、竜巻はそれ以上成長はしにくくなり、やがて消滅する。
また、内側翼が高速回転している限り、竜巻の形が斜めに崩れても、その竜巻の中心は基本的にはその場からの移動、離脱はしにくく、竜巻をその場にとどめさせることができる。
万一、発生させた竜巻が当該風力活用装置から離脱して移動し始めたとしても、自然とは逆回転なのでそれ以上の成長はしにくく、台風、低気圧のエネルギーに相殺されてやがて消滅する。
安全上、民家が近くにあるところでは当該風力活用装置は竜巻発生用には使用しないで、山の頂上、広大な平地、農地、海洋等にて使用する。
当該風力活用装置の停止方法は、外側翼を閉じることにより、侵入する空気が遮断されて内側翼の回転が停止する。
真上に発生した竜巻は回転力を失い、やがては消滅する。

内側翼の構造においては、垂直方向に回転軸を持ち、外側翼より中心側に位置し、図３、図４、図５のようなターボファン型の内側翼を採用した。
外側翼を使って全周囲方向から集めた風を整流してその内側翼に流し、内側翼は整流された風の力によって自ら回転しながら、その風を回転軸の中心に収束させ、整流しながら効率良く上方向に強力な回転力をもった空気を吹き出す構造を持っている。
ターボファン型の内側翼は、図２にあるように、上方に向かってなめらかな曲線で立ちあがる円錐状の内壁と、下部から回転方向から見て斜めに立ちあがり、回転力を生み出す側方部と上方に空気を噴き出す上方部がスムーズに移行的になっており、その両方を兼ね備えた複数の羽根部を持っている。
内側翼の上部には、空気を抑える形態の外壁とその延長上に防音壁がある。

内側翼において、外側翼側に接近する内側翼内縁部の形態は、外側翼側の内側翼側に接近する外側翼内縁部の形態に対して、斜めまたはＵ字型にしてずらすことにより、回転音、風切音、衝撃などを軽減することができる。
また、外側翼が内側翼を包み覆う様な形になるため、内側翼から発生する回転音、風切音などを弱めることができる。
また、内側翼で発生する回転音は上方向に噴き出す空気と共に出されるので、横面から排気する形式より騒音を軽減することができる。
また噴き出し口の周囲を囲むように消音壁を設ける。
また安全対策として噴き出し口ならびに外側翼の風の入り口から異物が入らないようにネットを設けてもよい。

外側翼においては、強風の中でも、強度を保ちながら風量を調整することができるようにするために、外側翼が垂直方向で開閉する中心軸を、外側翼の揚力の中心に一致する位置に持ってくることにより、風の強弱に影響されずに開閉ができ、しかも開閉のためにかかる外側翼への力も最小限で済む。

外側翼の水平断面の形態は、外側翼を閉じたときに全周がなるべく円状にしかも隙間があまり開かないように、閉じた状態で円状に弧を合わせるように湾曲し、内側翼に向かう部分は逆方向に湾曲して全体がＳ字状にして、内側翼の手前で内側翼の回転方向に風をスムーズに向けることにより、より内側翼の回転をより速くすることができるようにする。

この発明による効果は、台風、低気圧、前線通過、積乱雲などによる風災などの被害が発生する恐れがある場合、自然の力を利用して、逆回転竜巻を発生させて、その勢力と相殺、拮抗させることにより衰退させることが可能になる。
よって多大な風災などによる被害を直接緩和、減少させることにより、わずかかもしれないが、風災から国益、国土、財産、人命などを守ることが可能になる。
基本的には動力を使わなくても、自然の力、すなわち台風、低気圧そのものの風を利用するし、普段は、風力発電装置として活用できるので、非常に経済的かつ自然に優しい装置となる。

本発明の風力活用装置の上面投影図本発明の風力活用装置の断面図内側翼の断面図内側翼の斜投影図内側翼の上面図本発明の風力活用装置の斜投影図本発明の風力活用装置の斜視図本発明の風力活用装置で、外側翼を閉じたときの上面投影図

内側翼の形態は、垂直方向に回転軸を持ち、外側翼より中心側に位置し、図３、図４、図５に示すターボファン型の内側翼を採用した。
上方に向かってなめらかな曲線で立ちあがる円錐状の内壁と、下部から斜めに立ちあがり、回転力を生み出す側方部と上方に空気を噴き出す上方部を移行的に兼ね備えた複数の羽根部からなっている。
内側翼の上部には、空気を抑える形態の外壁とその延長上に内側部外壁部防音壁を設けた。
内側翼において、外側翼側に接近する部分の内側翼外縁部の形態は、外側翼側の内側翼側に接近する外側翼内縁部の形態に対して、斜めまたはＵ字型にしてずらしてある。
外側翼の形態は、水平方向に開閉する中心軸を、外側翼の揚力の中心に一致する位置に持ってくる。
外側翼の水平断面の形態は、外側翼を閉じたときに全周がなるべく円状になるように湾曲しており、内側翼に向かう部分はわずかながらも逆方向に湾曲し、受け止めた風をスムーズに内側の内側翼方向に向け、かつ内側翼の手前で内側翼の回転方向に向いている形態になり、全体ではＳ字状になる。

竜巻発生を目的としない通常の場合は、風力発電装置として使用し、風雨が強くなったりしたら、風速計等で検知した上で、外側翼をリモートコントロールなどで開閉を調節して使用する。
多大な被害を及ぼす可能性のある台風が接近した場合のみ、内側翼を積極的に高回転させて、自然とは逆回転の上昇気流を噴き出させ、逆回転竜巻を誘発させる。

回転数が一定値以上になる場合、もしくは発電機が破損する恐れがある場合は発電機への駆動を切り、回転トルクをより軽くして利用することもできる。

移動式にして、台風や竜巻の通過する地点に当該風力活用装置を移動、設置して活用することも可能である。

電気、動力のない山頂、平原、海洋地域などでの使用が可能であり、また通常は風力発電装置として電力を生み出し、活用できる。

洋上で使用する場合は、船舶に積載しての実施は危険なので、海底に錨を下した無人ブイの上に取り付けて実施する。

自然風が弱い気象状況下において竜巻を発生させなければならない時は、通常風力発電として使用している発電機を逆に動力モーターにして内側翼を高回転させることにより、半強制的に竜巻を発生させることも可能にした。

また、すでに発生してしまった自然の竜巻には、その後通過すると思われる経路先付近に、当該風力活用装置を設置し、逆回転の竜巻を発生させ、回転を相殺させて減退、消滅させる。
そのほかに、ごく稀であるが自然の竜巻が通常の回転方向と反対の回転で発生した場合、あるいは当該風力活用装置を自然の回転方向と一致させて発生の準備をする場合は、当該風力活用装置を自然発生した竜巻の周囲を囲むように設置し、自然発生の竜巻がその設置点を通過する際に、自然発生した竜巻の回転の中心を当該風力活用装置の回転の中心に置き換えさせることで、竜巻をそれ以上移動して被害を拡大しないように食い止め、そこに消滅するまで留めさせるようにする使用方法もできる。

風力発電によるクリーンエネルギーの発展に寄与するほか、自然発生する気象現象の中で、自然界の力を利用して、自然界のバランスを極力崩すことなく、風災から国益、国土、財産、人命などを守り、人間の生活をより豊かにすることに貢献することが可能となる。
大自然に対し、敬意と感謝の理念を持って使用したい技術である。

１外側翼
２内側翼
３外側翼開閉中心軸
４外側翼開閉棒
５内側翼外縁部
６外側部内縁部
７羽根側方部
８羽根上方部
９内側翼外壁部
１０内側翼外壁部防音壁
１１風の方向
１２外側翼の揚力
１３内側翼内壁部

Claims

側方向から入った風を、羽根側方部７で受けて自ら垂直方向を回転軸にして回転しながら回転軸の中心方向に風を整流し、羽根上方部８で上方向の強い回転力を持つ空気に変換して排出する内側翼を持つ風力活用装置。
外側翼に隣接する内側翼外縁部の形態が、外側翼側の外側翼内縁部の形態に対して、斜めまたはＵの字型にしてずらしてあることを特徴とした、風力活用装置。
外側翼の垂直方向に開閉する中心軸を、外側翼の揚力の中心に一致する位置に持ってくることを特徴とした風力活用装置。
複数の外側翼の水平断面の形態において、外側翼を閉じたときに、それぞれの外側翼が全周で円状につながった形態になるように外側翼が湾曲しており、外側翼の内側翼に向かう先の部分は内側翼の回転ならびに方向に合わせて、こちらでは湾曲を反対にさせて、外側翼の水平断面の形態がスムーズなＳ字状になることを特徴とした風力活用装置。