JP5065535B1 - 太陽光風力発電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽光のエネルギーを効率良く風力発電機で発生する電気に変換する。
【解決手段】コンクリート製の煙突100の先端開口部2Tは、コンクリート製の蓋部3で塞がれている。煙突100の内部空間内にある各第1太陽光吸収板FPiは、角錐形状部分2に配設された凸レンズを透過した太陽光線を吸収して熱せられる。蓋部3の下方に配設された第2太陽光吸収板FPAは、蓋部3に配設された各第3凸レンズを透過した太陽光線を吸収して熱せられる。煙突100の貫通入口部HEA、HECより吹き込まれた風は、各第1太陽光吸収板FPiにより熱せられて上昇気流を生成する。先端開口部2Tの直下部分に上昇して来た空気は、第2太陽光吸収板FPAにより熱せられ、より速い上昇気流を生成する。上昇気流WC,WDは、煙突100の貫通出口部EC,EDより吹き出して外側の風力発電機21C,21Dの風車を回転させて電気を発生させる。
【選択図】図3

Description

この発明は、太陽光を利用して風力発電機より電気を生成する太陽光風力発電装置に関する。
従来からの火力発電所又は原子力発電所に代わる地球環境に優しい再生可能発電の実現が、叫ばれて久しいところである。特に、東日本大震災によって引き起こされた巨大な津波によって福島県の原子力発電所が壊れて以来、原子力発電所に対する安全神話は崩れ去っている。
特開2005−83327号公報 特開2008−309122号公報 実用新案登録第3039664号公報 実用新案登録第3031915号公報
今日では、シリコンを用いた基盤型又は薄膜型の太陽電池セルの光電変換効率の向上に伴って、太陽光発電システムが脚光を浴びているところであるが、電力会社の火力発電所又は原子力発電所が作る電気量を賄えるだけの代替発電所等の実現は、現時点においても未知と言える現状である。
又、風力発電システムも、種々の理由により、その設置は必ずしも進呈はしていないところである。
本発明は、この様な現状を打開して進展させるべく成されたものである。本発明の主題の主目的は、太陽光を利用して効率良く風力発電によって電気を生成し得る装置を提案することにある。
本発明の主題に係る太陽光風力発電装置は、平面部上に設置されて最上方の先端開口部へ向けて延伸する、コンクリートから成る煙突と、前記煙突の前記先端開口部上に配設されて前記先端開口部を塞ぐコンクリート製の蓋部と、前記平面部より所定の高さの位置に於ける前記煙突の側面部の第1部分に設けられた開口部であって、外気を前記煙突の内部に入り込ませるための貫通入口部と、前記煙突の前記先端開口部から第1距離だけ下方側へ離れた前記煙突の前記側面部の第2部分に設けられた開口部であって、前記煙突内の空気を前記煙突の外へ流出させるための貫通出口部と、東側方向からの日の出から西側方向における日没までの太陽の日中の軌道に基づいて、前記貫通入口部より上方の前記煙突の前記側面部の内で、東側方向に面した第3部分及び西側方向に面した第4部分にそれぞれ設けられた複数の第1貫通穴及び複数の第2貫通穴と、前記複数の第1貫通穴の各々に個々の第1貫通穴を塞ぐ様に設けられた複数の第1凸レンズと、前記複数の第2貫通穴の各々に個々の第2貫通穴を塞ぐ様に設けられた複数の第2凸レンズと、その各々は、前記複数の第1凸レンズの内で対応する第1凸レンズに入射して透過した太陽光線が収束される前記対応する第1凸レンズの焦点位置又はその近傍位置に配設された第1表面を有し、且つ、前記複数の第2凸レンズの内で対応する第2凸レンズに入射して透過した太陽光線が収束される前記対応する第2凸レンズの焦点位置又はその近傍位置に配設された第2表面を有すると共に、前記煙突の内部に配設されている、太陽光線を吸収する複数の第1太陽光吸収板と、前記貫通出口部の外側であって前記煙突の前記側面部近傍の出口空間に配設された第1風力発電機とを備えることを特徴とする。
本発明の主題によれば、その側面部に設けられた開口部を有する、コンクリート製の煙突を、平坦な地面等に設置し、当該煙突の最上方の先端開口部を塞ぐコンクリート製の蓋部を設けることで、太陽光の可視光線等を有効に利用して、煙突の側面部に設けられた貫通出口部の外側に配設された第1風力発電機の起動により、地球環境にとってクリーンな電気を大量に生成することが出来るという利点がある。
以下、本発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
実施の形態1に係る太陽光風力発電装置の煙突の正面図である。 実施の形態1に係る太陽光風力発電装置の煙突の平面図である。 実施の形態1に係る太陽光風力発電装置の煙突の内部構造を示す断面図である。 図3の先端開口部付近の煙突の内部構造を拡大化して示す部分断面図である 第1太陽光吸収板の配置関係を模式的に示す部分断面図である。 図3に示された第1太陽光吸収板の好ましい構成例を示す正面図及び背面図である。 図5の第1太陽光吸収板の構造の一例を示す縦断面図である。 煙突の円柱形状側面部分の各貫通入口部の外側に配設された風力発電機の配置関係を模式的に示す横断面図である。 夜間又は天候の悪化時等の場合の対策用発電として、円柱形状側面部分内に設けられたガスバーナーを模式的に示す縦断面図である。 取り外し自在な嵌め込み型の蓋部の構造を示す縦断面図である。 煙突の円柱形状側面部分に配設された修理等用の回し戸としての蓋を示す正面図である。 煙突の円柱形状側面部分の任意の貫通入口部の外側に配設された、変形例に係る風力発電機の配置関係を拡大化して模式的に示す横断面図である。 図12の変形例に係る風力発電機システムに於ける発電装置の構成を模式的に示す縦断面図である。 実施の形態1に係る第1太陽光吸収板の好ましい構成例を示す平面図及び縦断面図である。 変形例に係る、煙突の各貫通入口部の外側に配設された風力発電機の構成を模式的に示す側面図である。 変形例に係る煙突の円柱形状側面部分の底部の構成を模式的に示す縦断面図である。
(実施の形態1)
<太陽光風力発電装置の構成例>
図1は、本実施の形態に係る太陽光風力発電装置の煙突100の正面図であり、同装置が配設されている地域の南方向(図1ではS側に該当。)から煙突100を眺めた際の模式的な正面図である。
太陽光風力発電装置の主要部は、平面部FS上に設けられて最上方の先端開口部2Tまで上方に向かって延伸するコンクリート製の煙突100である。本実施の形態では、平面部FSは平坦な地面(平地)である。或いは、平面部FSは、建物の平坦な屋上部分でも良いが、平地が好ましいと言える。
煙突100の側面部は、1)平面部FS上に配設されている円柱形状の側面部分1と、2)円柱形状側面部分1の最上部1T上に配設されているテーパー形状の角錐形状の側面部分2とから成る。図1及び後述する図3では、模式的な図示の都合上、角錐形状側面部分2の傾斜角度θは誇張されて大きな角度で描画されているが、実際には、傾斜角度θは比較的に極めて小さい角度である。従って、角錐形状側面部分2は、ほぼ直立した状態で天上に向かって延伸している。
本実施の形態に係る煙突100は、1)上記の円柱形状の側面部分1と、2)上記の角錐形状側面部分2とから成る。本発明者が当該円柱形状側面部分1を採用する理由は、煙突100の耐震性を向上させるためである。斯かる観点(耐震性)を配慮しない場合には、円柱形状側面部分1を採用しなくて、代わって、テーパー形状側面部を用いても良い。又、本発明者が当該角錐形状側面部分2を採用する理由は、より多くの光量の太陽光線を効率良く後述する第1及び第2凸レンズに入射させて、後述する第1太陽光吸収板をより早く且つより高い温度に熱する点を考慮したためである。
図1に破線で示される様に、円柱形状側面部分1の底側部分1LPは、平面部FSより地中内に埋設されており(平面部FSの鉛直方法に於ける被埋設部分の寸法は深さHA。)、底側部分1LPの底面部1BSより、更なる地中内に向けて、複数本の杭(ここでは、3本の杭。)4が打ち込まれている。これらの構造により、煙突100は、平面部FS上に、強固な耐震性を有して立設されている。
煙突100の側面部の、平面部FSから最上方の先端開口部2Tまでの、平面部FSの直立方向に於ける高さは、図1では、高さHとして記載されている。
煙突100の側面部の内で、平面部FSから直立方向に高さH/3まで延伸した部分は、平面部FSから地上に突出した円柱形状側面部分1である。煙突の円柱形状側面部分1は、そのコンクリートの厚み部分により囲まれた中空部分を有する。そして、円柱形状側面部分1の南面側部分であり且つ平面部FSより所定の高さHB(例えば1m程の高さ。)の位置に於ける部分(煙突100の側面部の内の「第1部分」に該当。)には、コンクリート製の円柱形状側面部分1を貫通する開口部を成す第1貫通入口部HEAが、設けられている。第1貫通入口部HEAは、その他の後述する貫通入口部と同様に、外気を煙突100の内部空間に入り込ませるための外気吸入口を成す。各々の貫通入口部は、いわゆる「煙突効果」を実現する部分である。即ち、太陽光により照らされて熱せられた煙突の側面部による熱伝導により、煙突の側面部の内部空間内の空気は熱せられて、当該内部空間内に空気の上昇が生じる。その結果、拡散現象により、当該貫通入口部の外側の空気は、貫通入口部を介して、煙突の内部空間内に流れ込むこととなる。これにより、空気の上昇気流が煙突内部に生じる。
後述する断線AC−ADに関する横断面図に示される様に、太陽光風力発電装置が配設されている地域の東方向(E側に該当。)、北方向(N側に該当。)、及び西方向(W側に該当。)には、それぞれ、第2、第3及び第4貫通入口部HEB,HEC,HEDが、平面部FSより高さHB(例:1m程。)の位置の煙突100の円柱形状側面部分1に、開口することで、設けられている。各貫通入口部HEA,HEB,HEC,HEDの形状は、任意形状である。本例では、各貫通入口部HEA,HEB,HEC,HEDの縦断面形状は円形とされている。又、貫通入口部の数も任意数である。本例では、貫通入口部は、東西南北の各方向に一つずつ設けられており、その総数は4個である。
又、図1に示される様に、第2及び第4貫通入口部HEB,HEDの各々の上方の煙突100の円柱形状側面部分1には、煙突内部空間に設けられる、後述するガスバーナーにガス(例:天然ガス。)を送るためのスレンレス製パイプ(雌ネジが設けられている。)を挿入するための貫通孔GHB,GHAが、それぞれ設けられている。
更に、図1に示される通り、煙突100の円柱形状側面部分1の上面部分1T上には、先端開口部2Tを有するコンクリート製の角錐形状の側面部分2が配設されている。角錐形状側面部分2の平面部FSの直上方向に於ける高さは、煙突100の全体の高さHの2/3に該当する。角錐形状側面部分2は、そのコンクリートの厚み部分により囲まれた中空部分を有する。この中空部分を下方から上方へ向けて、内部空気の上昇気流が生じる。
煙突100の角錐形状側面部分2の西側部分の最上方の先端開口部2T付近には、第1貫通出口部ECが、コンクリート製の傾斜した側面部を開口することで、配設されている。即ち、第1貫通出口部ECは、煙突100の先端開口部2Tから第1距離dだけ下方側へ離れた角錐形状側面部2の南面側部2SCの「第2部分」に当該第2部分を貫通して設けられた開口部である。この第1貫通出口部ECは、その他の後述する貫通出口部と同様に、煙突100の内部空間を上昇して来た空気を煙突100の外部へ流出させるための貫通排出口を成す。本実施の形態に係る太陽光風力発電装置の煙突100に於いては、第1貫通入口部HEAと第1貫通出口部ECとが、1組と成って、上記の「煙突効果」を奏する。
又、図1に例示される様に、煙突100の角錐形状側面部分2の内の東側部分、北側部分及び西側部分の各々にも、先端開口部2Tから第1距離dだけ下方側へ離れた位置に於いて、第1貫通出口部ECと同一形状であり且つ同一機能を呈する第2、第3、及び第4貫通出口部EB,ED,EAが、それぞれ、設けられている。
更に、図1に示される通り、コンクリート製の蓋部3が、煙突100の先端開口部2Tを成す角錐形状側面部分2のコンクリート製の最上部上に、コンクリートによって固着されている。その結果、蓋部3は、煙突100の先端開口部2Tを全体的に塞いでいる。この蓋部3の配設により、煙突100の内部空間を上昇する空気流は、既述の第1、第2、第3及び第4貫通出口部EC,EB,ED,EAを通過して、煙突100の外部へと流れていく。この様に、本実施の形態に係る太陽光風力発電装置に於いては、上記の煙突100の構成によって、恰も台風又は低気圧の中心部に於ける空気の上昇気流が発生している状態となる。換言すれば、この様な台風の目に於ける大気の上昇気流を意図的に乃至は積極的に発生させるために、既述の煙突100の構成を採用している。
図1に於いて、参照符号2SAOは、角錐形状側面部分2の西側部分の表面を示しており、破線部分の参照符号2SAIは、角錐形状側面部分2の西側部分の裏面を示している。同様に、参照符号2SBOは、角錐形状側面部分2の東側部分の表面を示しており、破線部分の参照符号2SBIは、角錐形状側面部分2の東側部分の裏面を示している。そして、角錐形状側面部分2の西側部分の裏面2SAIと東側部分の裏面2SBIとで東西方向に於いて囲まれた煙突100の内部空間は、中空部分を成している。
図2は、図1の矢印AR側から煙突100を眺めた際の煙突100の模式的な平面図である。図2に於いて、記号Nは北方向側を、記号Sは南方向側を、記号Eは東方向側を、記号Wは西方向側を、各々示している。図2に示す参照符号1Tは、煙突100の円柱形状側面部分1の上面部乃至は天面部を示している。
図2に示されている通り、各季節の、東側方向からの日の出から西側方向における日没までの太陽の日中の軌道に基づいて、第2貫通入口部HEBよりも上方の角錐形状側面部分2の東側部分(第3部分)2SBには、全面に亘って、東側部分2SBを貫通する複数の第1貫通穴(図示せず。)が設けられている。そして、複数の第1貫通穴の各々には、個々の第1貫通穴を塞ぐ様に、複数の第1凸レンズ18が嵌合されて配設されている。この様に、複数の第1貫通穴の各々の寸法は、対応する第1凸レンズ18が当該第1貫通穴内に嵌合されて当該第1貫通穴を塞ぐ様に、対応する第1凸レンズ18の寸法に合わせて設定されている。或いは、変形例として、接着剤を用いて、各第1凸レンズ18は、対応する第1貫通穴内に嵌めこまれても良い。そして、夏場に於いては太陽の軌道は比較的に高い一方、冬場では太陽の軌道は比較的に低い。そのため、夏場及び冬場では、南側から照射する太陽光の光量は相対的に多いので、各第1凸レンズ18の光軸は、南側に少しばかり傾けられて、対応する第1貫通穴内に取り付けられている。複数の第1凸レンズ18の配設数が多ければ多い程に、太陽光の吸収効率は大きくなるので、出来る限り多数の第1凸レンズ18が対応する第1貫通穴内に配設される。
同様に、各季節の太陽の日中の軌道に基づいて、第3貫通入口部HEDよりも上方の角錐形状側面部分2の西側部分(第4部分)2SAには、全面に亘って、西側部分2SAを貫通する複数の第2貫通穴(図示せず。)が設けられている。そして、複数の第2貫通穴の各々には、個々の第2貫通穴を塞ぐ様に、複数の第2凸レンズ19が嵌合されて配設されている。この様に、複数の第2貫通穴の各々の寸法は、対応する第2凸レンズ19が当該第2貫通穴内に嵌合されて当該第2貫通穴を塞ぐ様に、対応する第2凸レンズ19の寸法に合わせて設定されている。或いは、変形例として、接着剤を用いて、各第2凸レンズ19は、対応する第2貫通穴内に嵌めこまれても良い。しかも、各第1凸レンズ18と同様に、各第2凸レンズ19の光軸は、南側に少しばかり傾けられて、対応する第2貫通穴内に取り付けられている。第1凸レンズ18の場合と同様に、第2凸レンズ19の配設数が多ければ多い程に、太陽光の吸収効率は大きくなるので、出来る限り多数の第2凸レンズ19が対応する第2貫通穴内に配設される。
更に、角錐形状側面部分2の最上方の先端開口部2Tを塞ぐ蓋部3には、当該蓋部3を貫通する複数の第3貫通穴(図示せず。)が設けられている。そして、複数の第3凸レンズ20の各々が、対応する第3貫通穴内に、当該第3貫通穴を塞ぐ様に嵌合されて配設されている。この様に、複数の第3貫通穴の各々の寸法は、対応する第3凸レンズ20が当該第3貫通穴内に嵌合されて当該第3貫通穴を塞ぐ様に、対応する第3凸レンズ20の寸法に合わせて設定されている。或いは、変形例として、接着剤を用いて、各第3凸レンズ20は、対応する第3貫通穴内に嵌めこまれても良い。第1凸レンズ18及び第2凸レンズ19の場合と同様に、第3凸レンズ20の配設数が多ければ多い程に、太陽光の吸収効率は大きくなるので、出来る限り多数の第3凸レンズ20が対応する第3貫通穴内に配設される。
尚、図2に於いて、破線の参照符号1TEは、円柱形状側面部分1の上面部分1Tの縁を示しており、上面部分1Tの縁1TEの内側部分は、中空部である。又、図2に於いては、角錐形状側面部分2の東西南北方向の各側部分の内面は、描画の都合上、図示されていない。
図3は、図2の断線ACL−ADLに関する断面図であり、太陽が昇る東(E)側から太陽光風力発電装置の煙突100の内部構造を眺めた際の模式的な断面図である。又、図4は、図3の先端開口部2T付近の構造を拡大化して模式的に示す部分断面図である。
図3及び図4に於いて、蓋部3の裏面3BSの中央部分には、蓋部3の寸法に対して相対的に長さが短いステンレス棒22が、コンクリートを枠組み内に流して蓋部3を製作する際のコンクリート付けによって固設されている。そして、金属性の上側フック23が、ステンレス棒22の先端部付近に、溶接により取り付けられている。
尚、ステンレス棒22、上側フック23及び上側フック23に予め引っ掛けられたステンレス製等の鎖24A並びに鎖24Aがその中央部に固定された第2太陽光吸収板FPAは、コンクリート製の角錐形状側面部分2を立設する前に、予めコンクリート製の蓋部3の裏面3BS上に設けられている。
図4に於ける様に、第2太陽光吸収板FPAが、上側フック23に引っ掛けられた一端部を有する金属製(例えばステンレス。)の鎖24Aの他端との接続により、蓋部3の裏面3BSより吊り下げられている。この吊り下げ状態にある第2太陽光吸収板FPAは、平面部FSより見て、角錐形状側面部分2に設けられた各貫通出口部EC,ED,EA,EB(図1参照。)よりも低い位置に配置されている。ここで、第2太陽光吸収板FPAと蓋部3の裏面3BSとの間の間隔は、例えば約1mである。
ここで、図4に示される様に、第2太陽光吸収板FPAの表面部MLAは、複数の第3凸レンズ20の各々に平行光として入射して透過した太陽光線が収束される、第3凸レンズ20の焦点位置又はその近傍位置に配置される。しかも、表面部MLAは、4つの貫通出口部EC,ED,EA,EBよりも下方の煙突100の内部空間内の位置に配置されている。この様な構成により、第2太陽光吸収板FPAは、煙突100の内部空間内に配設されている表面部MLAに於いて、太陽光線を効率良く吸収する。ここで、第2太陽光吸収板FPAの本体部4は、例えば、錆びなくて強固で且つ熱伝導性に優れたステンレス板であり、表面部MLAはメッキ層であり、例えば亜鉛のメッキ層である。メッキ層による太陽光の吸収によりステンレス板は熱せられ、当該ステンレス板周辺の煙突100の内部の空気はステンレス板により熱せられて上昇気流を生じさせる。表面部MLAのより好ましい形態は、後述される。
図3に於いて、その中央部に金属製のフック28が溶接により固着されたステンレス等の金属棒27の両端部は、コンクリートを枠組み内に流して固めることで角錐形状側面部分2を形成する際に、当該枠組み内に差し込んでおくことで、流し込んだコンクリートの固まりによって、金属棒27の両端部は、それぞれ、角錐形状側面部分2の南面側部分2SC及び北面側部分2SDによって支持される。
予めフック28に引っ掛けられた、ステンレス等の金属から成る鎖24と、その上側の側面部との連結により、南北方向に長手方向がある第1番目の第1太陽光吸収板FP1が、金属棒27の裏面の直下に吊り下げられている。更に、第1番目の第1太陽光吸収板FP1の下側の側面部に設けられた鎖24とその上側の側面部との連結により、第2番目の第1太陽光吸収板FP2が、第1番目の第1太陽光吸収板FP1の直下に吊り下げられている。この様に、蓋部3の裏面3BSより吊り下げられている第2太陽光吸収板FPAの下方向に沿って、金属棒27より真っ直ぐ下に、しかも、より下方位置に配置される程にその東側及び西側の表面部MLA,MLB(図5参照。)の表面積が段々と大きくなる様に、東西方向に面した複数の第1太陽光吸収板FPが、順次に吊り下げられた態様で、煙突100の内部空間内に配設されている。図3に示される、釣り下がり状態にある第i番目の第1太陽光吸収板FPiは、比較的に短い長さの鎖24によって順次に下方へ吊り下げられた第1太陽光吸収板の内の任意の何番目の第1太陽光吸収板である。ここで、複数の第1太陽光吸収板FPを連結する鎖24の長さは、短い程に好ましい。鎖24の長さが短い程に、より多くの第1太陽光吸収板FPを下方向へ吊り下げることが出来るからである。尚、鎖24は、金属製のワイヤーより成る物の他に、ロープで成るものであっても良い。
図3に示される様に、煙突100内の一番下方の位置にて吊り下げ状態にある最終番目の第1太陽光吸収板FPMLの下側側面に、その一端部が連結している鎖24の他端部は、予め金属製の下側フック25に連結されている。この下側フック25の下側部分は、コンクリートを枠組み内に流し込んで固めることにより煙突100の円柱形状側面部分1が生成される前の段階に於いて、予め平面部FS直下の地中内に埋設されて固着されている。その結果、下側フック25の上側部分のみが平面部FSより突出しており、この突出部分に鎖24が予め連結されている。
以上の様に、金属棒27から真下に向かって順次に吊り下げられて煙突100内に配設されている多数の第1太陽光吸収板FPは、例えば、次の手順により、吊り下げられる。即ち、下側フック25より順次に鎖24を介して金属棒27のフック28にまで連結されている全ての第1太陽光吸収板FPを、煙突100の円柱形状側面部分1を生成する前に、当該円柱形状側面部分1の内部空間となるべき空間の底面に該当する平面部FSの部分上に配置しておく。そして、煙突100の角錐形状側面部分2を生成するためのコンクリートを枠組み内に流し込む作業の前段階で、クレーンによって、平面部FS部上に置かれている金属棒27を持ち上げていき、金属棒27が位置すべき場所にまで当該金属棒27を持ち上げる。その上で、金属棒27の両端部の各々を、角錐形状側面部分2を生成するための枠組み内に差し込んでおき、その後に当該枠組み内にコンクリートを流し込んで固めることで、金属棒27が角錐形状側面部分2内に埋め込まれて支持されることに成る。クレーンを撤去すれば、各第1太陽光吸収板FPが金属棒27の下方側へ順次に吊り下げられた状態が実現される。その後、第2太陽光吸収板FPAが予め配設された蓋部3が、煙突100の最上方の先端開口部2Tを塞ぐ様に、コンクリート付けされる。
既述の通り、角錐形状側面部分2の傾斜角度θは極めて小さい値なので、角錐形状側面部分2の各面2SA,2SB,2SC,2SDは、ほぼ鉛直方向に向かって延伸している。そのため、角錐形状側面部分2の東側面2SB及び西側面2SAに配設されている複数の第1凸レンズ18の各々の光軸と、当該第1凸レンズ18に対応した第2凸レンズ19の光軸とは、共にほぼ垂直状態にあると、近似し得る。斯かる観点を踏まえれば、第1凸レンズ18と対応する第2凸レンズ19との間に、図5に例示する位置関係で以って、各第1太陽光吸収板FPが配設されている。
即ち、図5に示される様に、各第1太陽光吸収板FPは、ステンレス板より成る本体部4と、本体部4の上面(表面)上に形成されたメッキ層(例えば亜鉛のメッキ層)MLAと、本体部4の上面に対向する下面(底面)上に形成されたメッキ層(例えば亜鉛のメッキ層)MLBとより成る。
角錐形状側面部分2の東側部分に配設されている第1凸レンズLSAに入射する太陽光線は平行光であると考えるので、当該第1凸レンズLSAを透過した太陽光は、当該第1凸レンズLSAの光軸から焦点距離fAだけ離れた第1太陽光吸収板FPのステンレス板4の表面上のメッキ層MLAに収束されて当該メッキ層MLAにより吸収される。同様に、角錐形状側面部分2の西側部分に配設されている第2凸レンズLSBに入射する太陽光線もまた平行光であると考えるので、当該第2凸レンズLSBを透過した太陽光は、当該第2凸レンズLSBの光軸から焦点距離fBだけ離れた第1太陽光吸収板FPのステンレス板4の底面上のメッキ層MLBに収束されて当該メッキ層MLBにより吸収される。両メッキ層LSA,LSBに於ける太陽光の吸入により、ステンレス板4は熱せられて、第1太陽光吸収板FPの周辺の空気も熱せられることとなり、上昇気流が発生する。下方に位置する第1太陽光吸収板FPi程、その両面のメッキ層MLA,MLBの表面積は大きく、且つ、各メッキ層MLA,MLBに対向する第1凸レンズLSA及び第2凸レンズLSBの数も多くなるので、第1太陽光吸収板FPiにより熱せられる空気の量は多くなり、より多くの上昇気流が発生し得る。
図3に於いて、煙突100の円柱形状側面部分1の内部空間内に配設されている第1太陽光吸収板FPi+1、・・・、FPMLの各々に対しては、円柱形状側面部分1の内の各メッキ層MLA,MLBに対向している部分に、貫通穴(図示せず。)及び当該貫通穴を塞ぐ様に当該貫通穴内に嵌合された第1凸レンズ(図示せず。)及び第2凸レンズ(図示せず。)が設けられる。
又、図3及び図4に模式的に示されている通り、煙突100の角錐形状側面部分2の最上方の先端開口部2Tの下方部分の外側周囲には、図3ではブロック図として示されている既知の風力発電機21C,21D等が設けられている。即ち、第1風力発電機21Cは、第1貫通出口部ECの外側であって、煙突100の角錐形状側面部分2近傍の出口空間に配設されている。図4には、風力発電機21Cの一構成例が、模式的に示されている。第1風力発電機21Cは、1)隣り合うもの同士が約120度の角度を成して配設される、風車の羽乃至は翼を成す3本のブレード21CBと、2)ブレード21CBの回転を電気エネルギーに変える発電機(図示せず。)を有するナセル21CNと、3)当該発電機の出力線がその内部に設けられており、延在するタワー21CTと、4)タワー21CTを支える基礎を成し、変圧器(図示せず。)が設けられている支持部21CS等を有する。そして、図4に示される一対の略L字型のステンレス棒25は、角錐形状側面部分2を成すコンクリートを枠組み内に流し込む際に、予め当該枠組み内に差し込まれており、当該コンクリートが固まることによって角錐形状側面部分2が形成されると同時に、角錐形状側面部分2に支持される。そして、第1風力発電機21Cの支持部21CSは、一対のステンレス棒25の上に載置される。尚、第1風力発電機21Cの出力線(図示せず。)は、外部の蓄電器(図示せず。)に接続されている。
同様に、第1風力発電機21Dは、第3貫通出口部EDの外側であって、煙突100の角錐形状側面部分2近傍の出口空間に配設されている。図4には、第1風力発電機21Cと同様に、第1風力発電機21Dの一構成例が、模式的に示されている。即ち、第1風力発電機21Dは、1)3本のブレード21DBと、2)ナセル21DNと、3)タワー21DTと、4)支持部21CS等を有する。そして、一対のステンレス棒25と同様に、一対の略L字型のステンレス棒26は、角錐形状側面部分2を成すコンクリートを同部2の枠組み内に流し込む際に、予め当該枠組み内に差し込まれており、当該コンクリートが固まることによって角錐形状側面部分2が形成されると同時に、角錐形状側面部分2に支持される。そして、第1風力発電機21Dの支持部21DSは、一対のステンレス棒26の上に載置される。尚、第1風力発電機21Dの出力線(図示せず。)もまた、外部の蓄電器(図示せず。)に接続されている。
図示はされていないが、第1風力発電機21Cの構成と同様の構成を備えた、2つの第1風力発電機が、第2及び第4貫通出口部EB,EAの外側であって、煙突100の角錐形状側面部分2近傍の出口空間に配設されている。そして、同様に、これらの第2及び第4貫通出口部EB,EAの外側の第1風力発電機の出力線もまた、外部の蓄電器(図示せず。)に接続されている。
ここで、図6の(a)及び図6の(b)は、図3に示された各第1太陽光吸収板FPの好ましい構成態様の正面図及び背面図を示す。又、図6(a)に示される断線AA−ABに沿った縦断面図が、図7である。同様な第1太陽光吸収板FPの構成例を、平面図である図14の(a)及び図14の(a)中の断線XA−XBに沿った縦断面図である図14の(b)に、参考として例示している。
図6(a)、図6(b)及び図7に示される第1太陽光吸収板FPの本体板4は例えばステンレス板であり、電解メッキ等のメッキ方法により形成されるメッキ層MLA,MLBは、例えば亜鉛のメッキ層である。そして、第1太陽光吸収板FPの本体板4の第1表面上には、中心軸間隔2Dで以って、長手方向(横方向)(長さLの長辺の延在方向)に、複数の非貫通の第1穴部SHAが形成されている。更に、第1太陽光吸収板FPの本体板4の第1表面上には、一定の中心軸間隔で以って、短手方向(縦方向)(幅Wの短辺の延在方向)に、複数の非貫通の第1穴部SHAが形成されている。そして、第1穴部SHAの深さは、好ましくは、本体板4の厚みT(例えば、3cm。)の半分T/2(例えば、1.5cm。)の位置までに、達している。この第1穴部SHAは、例えば、ボール盤のドリルによって形成される。その第1穴部SHAの直径は、例えば、1.5cmである。その上で、全ての第1穴部SHAの壁面及び底面を被覆する様に、本体板4の第1表面上に、全面に亘って、亜鉛等のメッキ層MLAが形成される。この様な構造とすることによって、メッキ層MLAの表面積が増大するので、より多くの太陽光をメッキ層MLAによって吸収することが出来る。その意味で、第1穴部SHAの数は多ければ多い程に、太陽光の吸収率を高める観点から、好ましい構造を成すと言える。
又、第1太陽光吸収板FPの本体板4の第2表面(背面・裏面)上には、第1表面側の第1穴部SHAの配設位置と互い違いに配設される様に、即ち、第1穴部SHAとの中心軸間隔が間隔Dとなる様に、且つ、第2表面の長手方向(横方向)及び短手方向(縦方向)に沿って、中心軸間隔が一定で、複数の第2穴部SHBが形成されている。第2穴部SHBの深さも、本体板4の厚みT(例えば、3cm。)の半分T/2(例えば、1.5cm。)の位置までに、達している。第2穴部SHBの各々もまた、ボール盤のドリルによって形成される。その第2穴部SHBの直径は、例えば、1.5cmである。そして、全ての第2穴部SHBの壁面及び底面を被覆する様に、本体板4の第2表面上に、全面に亘って、亜鉛等のメッキ層MLBが形成される。この様なメッキ層MLBの成形構造により、メッキ層MLBの表面積が増大する。従って、メッキ層MLBは、入射する、より多くの太陽光を吸収することが出来、メッキ層MLBによる太陽光の吸収率は増大される。この観点からは、第2穴部SHBの数は多ければ多い程、良いと言える。
尚、メッキ層MLA及びメッキ層MLBの厚みtは、1mm〜2mm程度である。
又、図4に示す第2太陽光吸収板FPAの本体板4の表面部もまた、図6の(a)及び図7に示す様な複数の穴部SHAを有しており、且つ、第2太陽光吸収板FPAの上記表面部上のメッキ層MLAもまた、各穴部SHAの壁面及び底面を全体的に被覆するメッキ層である。
図8は、図1の断線AC−ADに沿った円柱形状部分1の横断面形状及び各貫通入口部の周囲に配設された風力発電機を模式的に示す図である。既述した「煙突効果」により、第1ないし第4貫通入口部HEA,HEB,HEC,HEDの各々には、その外側より風となって空気が流入する。又、本願発明者の試験によれば、対向させた2台の扇風機の一方を電源に繋ぎ、他方を電源に繋がなかった場合に、一方の扇風機をオン動作にして羽根を回して風を他方の扇風機に送ると、その風によって他方の扇風機の羽根も回りだすという現象が生じる。これらの観点を利用したのが、煙突100の円柱形状部分の各貫通入口部の外側に設けられた、対向する2台の風力発電機で一組の風力発電機システム5を成す構成である。
図8に於いて、第2風力発電機6Aが、第1貫通入口部HEAの外側であって、煙突100の側面部の内の円柱形状部分1の近傍位置の入口空間に配設されている。この第2風力発電機6Aの構成自体は、図4に例示される構成の記載に於いて既述したものと同様に、既知の構成を有する風力発電機である。その出力線は、蓄電器(図示せず。)に接続されている。又、第3風力発電機6Bが、第1貫通入口部HEAの外側の位置であって、且つ、第1貫通入口部HEAに面する第2風力発電機6Aの前方に対向して配設されている。第3風力発電機6Bの出力線も、蓄電器(図示せず。)に接続されている。そして、第2風力発電機6Aと第3風力発電機6Bとの間隔は、例えば50cm程度である。
これらの第2及び第3風力発電機6A,6Bは、対となって一組の風力発電機システム5を構築している。一組の風力発電機システム5の構成の要は、次の通りである。即ち、第2風力発電機6Aの風車(羽根)(図示せず。)は、第1貫通入口部HEAの外側から当該第1貫通入口部HEAに流れ込んで来る気流により引き起こされる風によって回され、且つ、その回転によって外側に対向配設されている第3風力発電機6Bの風車(羽根)へ向けて風を送風する。その結果、第3風力発電機6Bの風車(羽根)(図示せず。)に対向する第2風力発電機6Aの上記風車が送風する風によって、第3風力発電機6Bの風車は、回転する。これらの第2風力発電機6Aの風車の回転及び第3風力発電機6Bの風車の回転によって、一組の風力発電機システム5は、太陽が出ている晴れ間の日のみならず、曇り空の日又は雨ないし雪の日においても、第1貫通入口部HEAに向かって吹いてくる風によって、発電作用を行い続ける。
第1貫通入口部HEAの外側の、第2風力発電機7A及び第3風力発電機7Bの一対より成る一組の風力発電機システムもまた、既述した一組の風力発電機システム5と同様の構成・動作を行い、風が入り込んで来る限りにおいて、発電作用を維持し続ける。同じく、第1貫通入口部HEAの外側の、第2風力発電機8A及び第3風力発電機8Bの一対より成る一組の風力発電機システムもまた、既述した一組の風力発電機システム5と同様の構成・動作を行い、風が入り込んで来る限りにおいて、発電作用を維持し続ける。本例に於いては、上記の3つの風力発電機システム5が、第1貫通入口部HEAの外側空間に、配設されているが、貫通入口部の煙突の側面部近傍空間に配設される風力発電機システム5の数は任意であり、1つであっても良い。
同様に、第2乃至第4貫通入口部HEB,HEC,HEDの外側の近傍入口空間に於いても、3つの風力発電機システム5が設けられており、各風力発電機システム5は、日中及び夜間を問わず、且つ、天候によらず、風が貫通入口部に向かって入り込んで来る限りにおいて、発電作用を維持し続ける。
図9は、図8に於いても破線で図示されている、主として夜間対策用発電としてのガスバーナー26,27を設けることを模式的に示す断面図である。図1、図8及び図9に於いて、煙突100の円柱形状部分1に設けられた貫通孔GHA,GHB内にステンレス製パイプ28,29が挿入されている。ステンレス製パイプ28,29の貫通孔GHA,GHB内に挿入される一部分には雌ネジ(図示せず。)が設けられており、両パイプ28,29の各々は、一対の雄ネジNC,ND及びNA,NBによって、円柱形状部分1に固設されている。これらのパイプ28,29は、天然ガス等のガスをガスバーナーにまで流すための金属製パイプ28,29である。各パイプ28,29の先端部には、一番底に位置する第1太陽光吸収板FPMLを挟んで、第1及び第2ガスバーナー26,27が対向配設されている。これらのガスバーナー26,27を煙突100の内部空間内に設けておくことで、「煙突効果」によっても強い風が煙突100内に吹き込まない日、或いは、夜間において、ガスバーナー26,27を点火することで、煙突100の内部空間内に、空間の上昇気流を発生させて、煙突100の貫通出口部側の風力発電機21C,21Dの動作により、本装置の発電作用を続行させることが出来る。ここで、一番底に位置する第1太陽光吸収板FPMLの厚みは、その表面及び裏面が第1及び第2ガスバーナー26,27によって熱せられることを考慮すると、例えば、4cm程度である。
尚、煙突100の空気の各出入口部の穴の寸法は、例えば、30cm程度に設定されても良い。又、煙突100に設けられる各凸レンズは、例えば、強化硝子より成る。
<太陽光風力発電装置の動作の要点>
既述した「煙突効果」により、煙突100の円柱形状部分1の各貫通入口部HEA,HEB,HEC,HEDに風が吹き込むと、当該貫通入口部の外側入口空間内に配設された各発電システム5が、既述した動作を行って、発電する。
更に、各貫通入口部HEA,HEB,HEC,HEDより煙突100の円柱形状部分1の内部空間に流入した空気は、第1及び第2凸レンズ18,19を透過した太陽光を効率良く吸収することで熱せられた各第1太陽光吸収板FPiが放つ熱によって熱せられ続けることになり、煙突100内の内部空間をその最上方の先端開口部2Tに向けて急激な上昇気流を作り出す。更に、煙突100内の先端開口部2T直下付近に流れ込む空気は、蓋部3に設けられた第3凸レンズ20を透過した太陽光線を吸収して熱せられた第2太陽光吸収板FPAの放熱により更に熱せられて、煙突100内の角錐形状部分2に設けられた各貫通出口部EA,EB,REC,EDに向けて上昇する。
その結果、煙突100の内部空間内で熱せられて猛烈なスピードで上昇してくる空気の気流WC,WD,WCA,WDAは、各貫通出口部EA,EB,EC,EDより流れ出して、煙突100の内部空間内に於いて、恰も台風の様な一種の猛烈な上昇気流が発生していることになる。
そして、煙突100の各貫通出口部EA,EB,EC,EDより流れ出した気流は、直前に配設されている各第1風力発電機21C,21D等の風車を回転させることとなり、各第1風力発電機21C,21D等は、既知の発電作用を行い、発生された電気は蓄電器(図示せず。)に蓄えられる。
太陽光の可視光が照らされない夜間、又は、風の無い日(例えば、雨降りの日)には、既述したガスバーナーを用いて、煙突100の内部空間内に、上昇気流を発生させて、各第1風力発電機21C,21D等の風車を回転させることで、発電作用を続行・維持させることが出来る。
以上の様に、本実施の形態に係る太陽光風力発電装置を用いれば、太陽光の効率の高い吸収を利用した発熱作用を利用して、電気への変換効率の高い風力発電を行って、電気を蓄積することが出来る。
(変形例1)
実施の形態1では、煙突100は、1)円柱形状部分1と、2)円柱形状部分1上に設けられた角錐形状部分2とから構成されているが、角錐形状部分2の代りに、円錐形状部分を採用しても良い。要は、円柱形状部分1上に設けられる煙突の部分は、最上方の先端部分が蓋で閉じられた開口部であり且つ上記先端部分に向けてテーパー形状の側面部を有するコンクリート製の物体であれば良い。
(変形例2)
煙突100の角錐形状部分2の南側面及び/又は北側面にも、複数の凸レンズを配設しても良い。その場合には、各太陽光吸収板FPの南側及び/又は北側の側面上にもメッキ層を設けておくのが、好ましい。
(変形例3)
図1又は図3に例示されている平坦板形状の蓋部3は、煙突100の先端開口部2T上に配設されて当該先端開口部2Tを塞ぐ機能を呈する構造を有する物であれば何れの構造の物でも良く、蓋部3は必ずしも先端開口部2T上に分離不可能な状態にて固設されている必要性はない。煙突100の蓋部3を偶に開くことも有り得る。その様な場合に対応可能とするために、図10の縦断面図に示す様な構造を有する蓋部3Pを用いることも可能である。即ち、角錐形状部分2の先端開口部2Tを塞ぐ平坦な形状の中央部3Cと、当該中央部3Cと一体的に繋がっており且つ内側に折れ曲がって煙突100の角錐形状部分2内に嵌り込んだ両端部3EA,3EBとを有する蓋部3Pを、採用することも可能である。
(変形例4)
図11は、変形例4に係る煙突100の円柱形状部分1の正面図である。図11に示されている様に、ドアの如く開閉自在で人が煙突100内に入出可能なサイズの出入り口用の蓋又は回し戸(「ドア機能部」とも言う。)FDは、円柱形状部分1の側面部に設けられている。この蓋FDは、当該煙突100内の各部を定期的ないしは不定期的に点検・検査し又は修理する際に、検査者又は修理者が煙突100の円柱形状部分1内に出入りするのを可能とするドア機能部である。通常時は、蓋FDは、円柱形状部分1の側面部に対して閉ざされた状態にある。煙突100内部の点検・検査或いは修理をする際に、回し戸としての蓋FDの密閉状態が開放されて、蓋FDは人の出入りが可能な開閉状態とされる。蓋FDを成す原材料は任意であるが、例えば、蓋FDは、強固で錆びないステンレス板より成る。蓋FDの寸法もまた任意ではあるが、蓋FDの平坦部FSからの高さFHは、例えば1m程度であり、蓋FDの幅寸法FWは例えば40cm程度である。尚、蓋FDが閉められる際の円柱形状部分1の対応部分の厚みは、蓋FDの厚みと同一であることが、好ましい。更に、蓋FDを設ける利点としては、円柱形状部分1を成すコンクリートが固まった後で、蓋FDを開閉自在状態として、作業者が、蓋FDを介して円柱形状部分1内に入って、図3に示す下方末端の鎖24の他端部を金属製の下側フック25に連結することも可能となる点である。この場合、円柱形状部分1を成すコンクリートが固まる前に、予め鎖24の他端部を下側フック25に連結しておく必要性は無くなる。
(変形例5)
図12は、図8に示された貫通入口部に吹き込む風力を利用した風力発電システム5の変形例に係る風力発電システム5Aを模式的に示す横断面図であり、図示の便宜上、図3の4個の貫通入口部の代表例として、貫通入口部HEAに対して設けられる3つの新たな風力発電システム5Aの構成をブロック図として模式的に示す図である。図12の新たな風力発電システム5Aの構成は、図3の他の貫通入口部HEB,HEC,HEDの各々に対しても、同様に配設される。そして、図12中の第4風力発電機6C,7C,8Cと、それぞれに対応する第5風力発電機6D,7D,8Dとの構成及び発電原理・発電方式は、同様である。
図13は、図12を受けて描かれた図であり、第4風力発電機6Cの構成を模式的に示す縦断面図である。第5風力発電機6Dの構成も、第4風力発電機6Cの構成と同様である。
図13に於いて、第2風力発電機6Aの風車の羽根6AAに接続された風車の回転軸6C5は、ボールベアリング6C1により支持されている。例えばコンクリート製の土台部1PBは、煙突100の円柱形状部分1の側面部より突出した形態に於いて配設されている。そして、ボールベアリング6C1自体の支柱(例えば、パイプ状の金属体。)6C2は、土台部1PBの上面1PBUS上に溶接等の方法により固設された基礎部6C3に、固着されている。更に、風車の回転軸6C5には、歯車6C4(当該歯車の形状は、例外的に、断面形状としては描かれていない。)が同軸形態にて設けられており、歯車6C4と発電機6C7の回転軸6C6の先端部の歯車とは噛み合っている(噛み合い状態の詳細構成は図示せず。)。例えば、歯車6C4の歯数を50個に設定し、他方、発電機6C7の回転軸6C6側の歯車の歯数を5個に設定した場合には、歯数比は5:1となり、従って、歯車6C4の回転数と回転軸6C6側の歯車の回転数との比は逆に1:5となって、回転軸6C6の回転数が5倍に倍増される結果、発電機6C7はより多くの電気を効率良く発生させることが出来る。この発電機6C7ないしはそのカバー(蓋付き)(図示せず。)もまた、土台部1PBの上面1PBUS上に固設された基礎部6C9に固定された支柱6C8との固設により、支持されている。
以上の構成により、風力による羽根6AAの回転に応じて回転軸6C5が回転し、従って、歯車6C4も回転軸6C5と同期して回転し、回転軸6C6もまた歯車6C4の回転に同期してより速く回転する結果、発電機6C7に於いて効率良く多くの電気が発生される。尚、発電機6C7の出力線(図示せず。)は、蓄電器(図示せず。)に接続されている。この様な構成に於いては、上記一例で記載した様に、歯車6C4の歯数と回転軸6C6側の歯車の歯数との比の設定に応じて、当該歯車6C4の歯と噛み合った歯車を有する発電機6C7の回転軸6C6の回転数が、増大する様に制御される。
(変形例6)
図9に例示したガスバーナー26,27の一対を、煙突100の円柱形状部分1内に於いて、上方に複数個配設しても良い。或いは、ガスバーナー26,27の一対の一方のみを煙突100の円柱形状部分1内に配設しても良い。
(変形例7)
夜間であるため或いは悪天候で風が吹いていないために、貫通出口部の外側に配設されている風車が風により回らない場合には、当該風車を外部に配設したコンピュータ(図示せず。)による電気制御によって回転させて発電する様にしても良い。
(変形例8)
太陽が沈んだ後の夜間の場合或いは悪天候で風が吹いていない場合には、太陽光線を利用できない結果、煙突効果による風の煙突内部への強い吸入が期待されない。そこで、斯かる場合を想定して、強制的に風車を回動させる図15に係る風力発電システムを煙突100の外側部に設けても良い。図15は、その様な第2ないし第5風力発電機の各々の変形例を示す側面図である。
図15に模式的に例示する様に、風力発電システム内の風車50の表面の中央部上に、回転軸51が、溶接部52によって固設されている。その回転軸51は、支柱53Cにより支えられたボールベアリング54の貫通孔に挿入されて軸受けにより支持されている。このボールベアリング54の上側側面上には、例えば3個のコップ形の風向き変更装置54が配設されている。風向き変更装置54は、既知の通常の装置である。各風向き変更装置54は、電気制御によって、その中心軸(図示せず。)の周りの左右方向に自在に回動する。斯かる回動により生ずる風の風力(その風向きの変更制御が本装置54により行われる。)により、風車50は、強制的に回転方向の変更を制御されながら回転する。そして、金属性の円環からなるA輪55Aの側面部の内側部分が、溶接部56により、回転軸51の他端に固着されている。図15では、円環状のA輪55Aの側面部が正面図として描画されている。そして、この円環状のA輪55Aの輪内を貫通してA輪55Aと鎖状に互いに結合し合う、環状のB輪55Bが、平面的に描画される様に、配設されている。環状のB輪55Bの側面の他方側部分は、溶接部57により、回転軸58の一端部に固設されている。又、回転軸58の他端部には、歯車59Aが固設されている。そして、歯車59Aの歯数よりも少ない歯数を有する小型の歯車59Bが歯車59Aと噛み合っている。回転効率を高めるために、例えば、歯車59Aの歯数は50個であり、他方の歯車59Bの歯数は5個である。更に、歯車59Bは、回転軸60の一端部に固設されており、回転軸60の他端部に、開閉自在な蓋付きの発電機本体部61が固設されている。尚、図15中の寸法50Lは、例えば15cm程度である。
図15に例示される風力発電システムに於いては、風車50が、風向き変更装置54が生み出す風力を受けて、風向きの変更の制御を受けながら回動すると、回転軸51も風車50の回転の向きに同期して回転し、その結果、A輪55Aが、その回転の向きの制御を受けながら、回転軸51の回転に同期して、図15に示す矢印方向へ回転する。その結果、A輪55Aの輪内で交錯し合った他方の輪のB輪55Bも回転運動を起こし、歯車59Aも回転し、その回転は、より歯数の少ない噛み合った小型の歯車59Bに伝達されて、発電機本体部61に接続されている回転軸60も回転する。
その結果、太陽光が得られない状況下に於いても、発電機本体部61が電気を発生させる。この発電機本体部61の出力線もまた、蓄電器(図示せず。)に接続されている。
(変形例8)
図16は、本変形例に係る煙突100の円柱形状部分1の変形例を模式的に示す縦断面図である。図16に示される変形例の特徴点は、円柱形状部分1の地面等の平坦部FSと接する底面部分に、例えば金属性の水抜き用パイプPPを配設した点にある。しかも、パイプPPの一端部には、開封自在な蓋PPAが備え付けられており、且つ、パイプPPの平坦部FSと接する底部には、溜まった水を地面等の平坦部FS内に浸み込ませるための複数の否貫通の穴部PPHが配設されている。このパイプPPは、煙突100の円柱形状部分1内に溜まった水等の液体を外部へ放出するための水抜き機能を呈するパイプである。この様な水抜き用パイプPPをコンクリートで円柱形状部分1を固めて製作する前に、予め、コンクリートを流し込む枠組みの中に設けておく。以上の通り、パイプPPは、煙突100の円柱形状部分1内に溜まった水等の液体を外部へ放出する水抜き機能を有する。
(付記)
風力発電システム5,5Aに於ける第2乃至第5風力発電機の各々の風力発電機に於ける風車の平坦部FS(例えば地面)からの高さは、任意である。第2乃至第5風力発電機の各々及びその各風車が、例えば、地面に設けられた支柱により支持されているのが、好ましい設定と言えるが、この構成に限定される訳ではない。
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正及び/又は変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
本発明は、既述の煙突効果及び台風の上昇気流の自然現象を応用した発電分野に適用して好適なるものである。
100 煙突
1 円柱形状部分
2 角錐形状部分
3 蓋部
4 杭
5 風力発電システム
5A 新たな風力発電システム
18 第1凸レンズ
19 第2凸レンズ
20 第3凸レンズ
FPi 第1太陽光吸収板
FPA 第2太陽光吸収板
21C,21D 第1風力発電機
6A 第2風力発電機
6B 第3風力発電機
6C 第4風力発電機
6D 第5風力発電機
26,27 ガスバーナー

Claims (9)

  1. 平面部上に設置されて最上方の先端開口部へ向けて延伸する、コンクリートから成る煙突と、
    前記煙突の前記先端開口部上に配設されて前記先端開口部を塞ぐコンクリート製の蓋部と、
    前記平面部より所定の高さの位置に於ける前記煙突の側面部の第1部分に設けられた開口部であって、外気を前記煙突の内部に入り込ませるための貫通入口部と、
    前記煙突の前記先端開口部から第1距離だけ下方側へ離れた前記煙突の前記側面部の第2部分に設けられた開口部であって、前記煙突内の空気を前記煙突の外へ流出させるための貫通出口部と、
    東側方向からの日の出から西側方向における日没までの太陽の日中の軌道に基づいて、前記貫通入口部より上方の前記煙突の前記側面部の内で、東側方向に面した第3部分及び西側方向に面した第4部分にそれぞれ設けられた複数の第1貫通穴及び複数の第2貫通穴と、
    前記複数の第1貫通穴の各々に個々の第1貫通穴を塞ぐ様に設けられた複数の第1凸レンズと、
    前記複数の第2貫通穴の各々に個々の第2貫通穴を塞ぐ様に設けられた複数の第2凸レンズと、
    その各々は、前記複数の第1凸レンズの内で対応する第1凸レンズに入射して透過した太陽光線が収束される前記対応する第1凸レンズの焦点位置又はその近傍位置に配設された第1表面を有し、且つ、前記複数の第2凸レンズの内で対応する第2凸レンズに入射して透過した太陽光線が収束される前記対応する第2凸レンズの焦点位置又はその近傍位置に配設された第2表面を有すると共に、前記煙突の内部に配設されている、太陽光線を吸収する複数の第1太陽光吸収板と、
    前記貫通出口部の外側であって前記煙突の前記側面部近傍の出口空間に配設された第1風力発電機と
    を備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  2. 請求項1に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記蓋部を貫通する複数の第3貫通穴と、
    前記複数の第3貫通穴の各々に個々の第3貫通穴を塞ぐ様に設けられた複数の第3凸レンズと、
    前記複数の第3凸レンズの内で対応する第3凸レンズに入射して透過した太陽光線が収束される前記対応する第3凸レンズの焦点位置又はその近傍位置であって、且つ、前記貫通出口部よりも下方の前記煙突の内部空間内の位置に設けられた表面部を有すると共に、前記煙突の前記内部空間内に配設されて前記表面部に於いて太陽光線を吸収する第2太陽光吸収板と
    を、更に備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  3. 請求項1又は2に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記貫通入口部の外側の位置であって且つ前記煙突の前記側面部の近傍位置に配設された第2風力発電機と、
    前記貫通入口部の外側の位置であって、且つ、前記第2風力発電機の前方に対向して配設された第3風力発電機と
    を更に備えており、
    前記第2風力発電機の風車は、前記貫通入口部の外側から前記貫通入口部に流れ込んで来る風によって回され、且つ、その回転によって外側に対向配設されている前記第3風力発電機の風車へ向けて風を送風し、
    前記第3風力発電機の風車は、前記第3風力発電機の前記風車に対向する前記第2風力発電機の前記風車が送風する風によって回転する
    ことを特徴とする太陽光風力発電装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記平面部から直上して前記煙突の前記先端開口部までの高さの1/3までの高さの位置に於ける前記煙突の前記側面部は円柱形状の側面部分を有しており、
    前記煙突の前記側面部の内で、前記円柱形状の側面部分よりも上方の全側面部分は、テーパー形状を有する
    ことを特徴とする太陽光風力発電装置。
  5. 請求項4に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記煙突の前記円柱形状の側面部分により囲まれた前記煙突の前記内部空間に配設されたガスバーナー
    を更に備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  6. 請求項2に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記複数の第1太陽光吸収板の各々及び前記第2太陽光吸収板は、それぞれ、
    底面と前記底面に対向する表面とを有するステンレス板と、
    前記ステンレス板の前記表面上に設けられ、太陽光線を吸収するメッキ層と
    を備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  7. 請求項6に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記ステンレス板の前記表面は前記メッキ層で被覆された複数の非貫通の穴部
    を備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  8. 請求項7に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記複数の第1太陽光吸収板の各々は、
    前記ステンレス板の前記底面上に設けられ、太陽光線を吸収するメッキ層
    を更に備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
  9. 請求項8に記載の太陽光風力発電装置であって、
    前記ステンレス板の前記底面は前記底面上の前記メッキ層で被覆された複数の非貫通の穴部
    を備えることを特徴とする太陽光風力発電装置。
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