JP3158632U

JP3158632U - ハイブリッド風力発電システム

Info

Publication number: JP3158632U
Application number: JP2010000531U
Authority: JP
Inventors: 毅資高橋
Original assignee: トータルエアーサービス株式会社
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-04

Abstract

【課題】屋外に設置された水冷冷却塔の吐出部の下流側に垂直軸型風車を設置し、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けてそれぞれ垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動する風力発電システムを提供する。【解決手段】屋外に設置された水冷冷却塔の吐出部の下流側に垂直軸型風車を設置し、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風１６、３０を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風１８，２０を受けてそれぞれ垂直軸型風車を回転させて発電機２２を駆動する。垂直軸型風車は、中心回転軸２６の周囲に同心円で設けられた複数個の羽根２４で構成され、排気風３０に対向する位置に設置され、自然風の風向きに左右されず何れの方向の前記自然風に対しても回転できるように中心回転軸を垂直方向に配置され、水冷冷却塔は、上向きの排気風１６を横向きに偏向する偏向フード２８を備え、垂直軸型風車は、偏向フードにより偏向された排気風３０を受けるように中心回転軸を垂直方向に配置される。【選択図】図２

Description

本考案はハイブリッド風力発電システムに係わり、特に屋外に設置された水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けてそれぞれ垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動するハイブリッド風力発電システムに関する。

従来から、排風機の風は散布される水滴の滴下速度を遅らせ、熱を発散させる役目のみで、その吐き出し後の排気風に意味を持たせていない。これは無駄に風を捨てていることになる。

そこで排風機の吐き出し後の無駄に捨てている排気風を利用して風車を駆動し、発電する風力発電装置が提案されている（例えば、特許文献１−４参照）。

実願昭５６−１３４５９７号（実開昭５８−４０５７０号）のマイクロフィルム特開平１１−１３４２１号公報（図１）特開２００２−２４２８１８号公報（図１）特開２００３−３１４０７４号公報（図４）

しかしながら、この風力発電装置は排風機の運転時のみ、又は動力等が運転しているときのみ発電される。したがって、フルに発電が不可能であり、常時発電が行なわれないという難点がある。

本考案は、このような難点を解消するためになされたもので、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けて垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動することによりフルに発電が可能であり、常時発電が達成できるハイブリッド風力発電システムを提供すること目的とする。

この目的を達成するため、本考案のハイブリッド風力発電システムは、屋外に設置された水冷冷却塔の吐出部の下流側に垂直軸型風車を設置し、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けてそれぞれ垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動するハイブリッド風力発電システムであって、
垂直軸型風車は、中心回転軸の周囲に同心円で設けられた複数個の羽根で構成され、排気風に対向する位置に設置され、自然風の風向きに左右されず何れの方向の前記自然風に対しても回転できるように中心回転軸を垂直方向に配置され、
水冷冷却塔は、上向きの排気風を横向きに偏向する偏向フードを備え、垂直軸型風車は、偏向フードにより偏向された排気風を受けるように中心回転軸を垂直方向に配置されるものである。

このハイブリッド風力発電システムにおいて、垂直軸型風車とは、羽根（ブレード）の中心回転軸が水平に配置される水平軸型風車に対置する概念で、羽根の中心回転軸が垂直なものであり、クロスフロー型、ダリウス型、ジャイロミル型、サボニウス型、Ｓ型ローター、パドル型等で構成される(http://www4.ocn.ne.jp/~jet/shurui.htm)。

垂直軸型風車は、水平軸型風車に対比して、風向きに左右されず何れの方向の風も利用でき、したがって風向制御装置が不要であり、風切り音が少なく騒音の問題が低減されるので住宅区域においても設置可能である、という利点がある。

このようなハイブリッド風力発電システムによれば、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けて垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動することによりフルに発電が可能であり、常時発電が達成できる。

本考案によるハイブリッド風力発電システムの一形態例を示す説明図。本考案によるハイブリッド風力発電システムの他の形態例を示す説明図。本考案によるハイブリッド風力発電システムの他の形態例を示す説明図。

以下、本考案のハイブリッド風力発電システムを好ましい実施の形態例について図面に基づいて説明する。

図１に示すように、ハイブリッド風力発電システムは、ビルに設置された水冷冷却塔において使用される排風機１０の吐出部１２の下流側に垂直軸型風車１４が設置され、排風機１０の運転時には排風機１０からの排気風１６を受け、排風機１０の停止時には自然風１８又は２０を受けてそれぞれ垂直軸型風車１４を回転させて発電機２２を駆動するものである。

このハイブリッド風力発電システムにおいて、垂直軸型風車とは、羽根（ブレード）の中心回転軸が水平に配置されて風方向と並行とされる水平軸型風車に対置する概念で、羽根の中心回転軸が垂直なもので風方向と直交とされ、クロスフロー型、ダリウス型、ジャイロミル型、サボニウス型、Ｓ型ローター、パドル型等で構成される(http://www4.ocn.ne.jp/~jet/shurui.htm)。

垂直軸型風車１２は、図１に示す形態例においてジャイロミル型であり、中心回転軸２６の周囲に同心円で設けられた複数個の羽根２４で構成され、排気風１６と自然風１８又は２０の流れにそれぞれ対向する位置に設置される。

このハイブリッド風力発電システムにおいて、排風機１０の吐出部１２は、垂直方向上向きに開口している。

このハイブリッド風力発電システムにおいて、垂直軸型風車１４は、横向きの自然風１８又は２０を受けるように中心回転軸２６を水平方向に設置される。

図２に示すように、ハイブリッド風力発電システムの他の形態例として、排風機１０は、上向きの排気風１６を横向きに偏向する偏向フード２８を備え、垂直軸型風車は、偏向フード２８により偏向された排気風３０及び／又は横向きの自然風１８又は２０を受けるように中心回転軸２６を垂直方向及び水平方向の何れか１つに配置される。図示の例では中心回転軸２６は垂直方向に配置される。

図３に示すように、ハイブリッド風力発電システムの他の形態例として、排風機１０の吐出部１２は、水平方向に開口している。

このハイブリッド風力発電システムにおいて、垂直軸型風車１４は、横向きの自然風１８又は２０及び／又は横向きの排気風３６を受けるように中心回転軸２６を垂直方向及び水平方向の何れか１つに配置される。図示の例では中心回転軸２６は垂直方向に配置される。

図３に示すハイブリッド風力発電システムにおいて、排風機１０は、横向きの排気風３６を偏向する偏向フード２８（図２）を備え、垂直軸型風車１４は、偏向フード２８により偏向された排気風を受けるように中心回転軸２６を垂直方向及び水平方向の何れか１つに配置される。

以上の形態例において、中心回転軸２６は発電機２２の駆動軸に直結されているが、中心回転軸２６はベルト、ギアリングなどの伝達機構を介して発電機２２の駆動軸に連結でき、かつ伝達機構の伝達比を変えることにより発電機２２の駆動軸の回転速度を変速することも可能である。

本考案のハイブリッド風力発電システムの設置にあたっては、垂直軸型風車１４の設置方向は、ビル風、季節風などを考慮して、水冷冷却塔の排風機１０の吐き出し方向を決めることがより効率を上げることになる。

また、垂直軸型風車１４はビル等の最上部となり鳥を守るためと飛来物から保護するため防護ネットを設置することが好ましい。

また、メンテナンス、危険防止用に垂直軸型風車の回転を止めるストッパー(ブレーキ)を設置することが好ましい。

本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、水冷冷却塔の運転時には水冷冷却塔からの排気風を受け、水冷冷却塔の停止時には自然風を受けて垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動することによりフルに発電が可能であり、常時発電が達成できる。即ち、本考案のハイブリッド風力発電システムの最大のメリットは都心や繁華街等のビルの屋上に設置されている冷却塔を利用する自然エネルギ一風力発電システムであり、真夏は冷却塔の運転で、ほぼフルに発電が可能であり常時発電が望めるし、冷却塔ファン停止時でも自然風を受けて発電が可能であることである。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車、発電機は水冷冷却塔の上部、側部に設置できるため設置場所として新たに基礎を設置する必要がない。

さらに、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車、発電機は屋上に設置可能であることにより一般の人が近寄ることも少なく安全である。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車、発電機は基礎も要らず冷却塔等に抱き合わせて設置が可能であるので、工事費が安価である。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車、発電機は屋上設置により自然風を受けやすいため発電効率が良い。

さらに、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車、発電機は都心のビルの屋上等に設置が可能であり設置領域が格段に広がる。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車は既設の水冷冷却塔に設置が可能であり、改めて水冷冷却塔の構造を変える必要がない。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、垂直軸型風車は大きな羽根を使用することもなくシステム自体も安価になる。

また、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、水冷冷却塔運転時の風を利用した上、冷却塔の停止時(冬季)でも自然の風を利用可能で風力発電としては1年中効率が高い発電が望める。

さらに、本考案のハイブリッド風力発電システムによれば、災害時に、ビルの屋上に避難ということもありうるが、ハイブリッド風力発電システムは、そのようなときにも有効に発電されるので、電力源として利用され実力を発揮する。

１２・・・吐出部
１４・・・垂直軸型風車
１６、３０、３６・・・排気風
１８、２０・・・自然風
２２・・・発電機
２６・・・中心回転軸
２４・・・羽根
２８・・・偏向フード

Claims

屋外に設置された水冷冷却塔の吐出部の下流側に垂直軸型風車を設置し、前記水冷冷却塔の運転時には前記水冷冷却塔からの排気風を受け、前記水冷冷却塔の停止時には自然風を受けてそれぞれ前記垂直軸型風車を回転させて発電機を駆動するハイブリッド風力発電システムであって、
前記垂直軸型風車は、中心回転軸の周囲に同心円で設けられた複数個の羽根で構成され、前記排気風に対向する位置に設置され、前記自然風の風向きに左右されず何れの方向の前記自然風に対しても回転できるように前記中心回転軸を垂直方向に配置され、
前記水冷冷却塔は、上向きの排気風を横向きに偏向する偏向フードを備え、前記垂直軸型風車は、前記偏向フードにより偏向された排気風を受けるように前記中心回転軸を垂直方向に配置されることを特徴とするハイブリッド風力発電システム。