JP5635652B1 - Wind power generator - Google Patents

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Abstract

【課題】発電の元となる上昇気流を安定した状態に保持しつつ、風車へ作用する気流を確保し、これによって、効率がよく安定した発電を行なうことのできる風力発電装置を提供することを課題とする。【解決手段】下部に吸気部3が設けられ、上部に排気部4が設けられ、吸気部から排気部へ向かう上昇気流が形成されるほぼ鉛直方向に沿って設置された風誘導塔1と、風誘導塔の吸気部近傍に連通され、風誘導塔内の上昇気流によって外気を吸引する吸気管5と、吸気管の上流側に連設されて、吸引される外気流によって回転させられる風車6と、風車によって回転駆動される発電機7とを備え、風誘導塔の内面には蓄熱層Hが形成されていることを特徴とする。【選択図】図1[PROBLEMS] To provide a wind power generator capable of securing an air current acting on a wind turbine while maintaining a rising air current, which is a source of power generation, in a stable state, thereby enabling efficient and stable power generation. Let it be an issue. A wind guide tower 1 is provided along a substantially vertical direction in which an intake portion 3 is provided at a lower portion and an exhaust portion 4 is provided at an upper portion, and an upward air flow from the intake portion toward the exhaust portion is formed. An intake pipe 5 that communicates with the vicinity of the intake section of the wind guide tower and sucks outside air by the rising air current in the wind guide tower, and a windmill 6 that is connected to the upstream side of the intake pipe and rotated by the sucked external air flow. And a generator 7 that is rotationally driven by a windmill, and a heat storage layer H is formed on the inner surface of the wind guide tower. [Selection] Figure 1

Description

本発明は風力発電装置に係わり、特に、大気の気圧差によって発生させられる気流を利用して発電を行なうようにした風力発電装置に関するものである。   The present invention relates to a wind turbine generator, and more particularly to a wind turbine generator that generates power using an air flow generated by a pressure difference in the atmosphere.

一般に、風を利用した風力発電装置は、自然の風を利用して大きな風車を回転させるとともに、この風車の回転を発電機に伝達して発電を行なうようにしたものが知られている。   In general, a wind power generator using wind is known in which a large windmill is rotated using natural wind, and the rotation of the windmill is transmitted to a generator to generate power.

このような風車を用いた風力発電においては、自然の風を利用しているが、この自然の風の風量や風向が一定でないことから、発電量にばらつきが生じ、電力の供給が安定しないという問題点がある。   In wind power generation using such a windmill, natural wind is used, but since the volume and direction of the natural wind are not constant, the amount of power generation varies and the power supply is not stable. There is a problem.

このような問題点を改善するために、たとえば、特許文献1あるいは特許文献2に記載されているような風力発電装置が提案されている。   In order to improve such problems, for example, a wind power generator as described in Patent Document 1 or Patent Document 2 has been proposed.

前者の風力発電装置は、高層ビルに、低層階部位から屋上まで連通する垂直な風路を設け、この風路の低層階部分に空気取り入れ口を設けるとともに、屋上近傍に開口部を設け、さらに、前記風路内の所定階毎に風力発電機とその回転羽根を設置して構成したものである。   The former wind power generator has a high-rise building with a vertical air passage that communicates from the lower floor area to the roof, an air intake at the lower floor of the air passage, an opening near the roof, and A wind power generator and its rotating blades are installed for each predetermined floor in the air passage.

そして、高層に位置する開口部近傍の風速と、低層に位置する空気取り入れ口近傍の風速との違いによって生じる圧力差により、前記風路内に上昇気流を生じさせ、この上昇気流によって前記各回転羽根を回転させ、この回転を用いて前記風力発電機において発電を行なうようにしている。   Then, an upward air flow is generated in the air passage due to a pressure difference caused by a difference between the wind speed near the opening located in the upper layer and the wind speed near the air intake port located in the lower layer, and the rotation air causes the rotation The blades are rotated, and this rotation is used to generate power in the wind power generator.

また、後者の風力発電装置は、煙突内にその長さ方向に沿ってスパイラルファンを装着し、前記煙突の下部に連続して形成された吸気路内に発電機を設置し、前記吸気路の壁部を貫通して設置された回転伝達機構を介して、前記スパイラルファンの回転を前記発電機に伝達するようにしたものである。   In the latter wind power generator, a spiral fan is installed in the chimney along the length direction thereof, and a generator is installed in an intake passage formed continuously in the lower part of the chimney. The rotation of the spiral fan is transmitted to the generator via a rotation transmission mechanism installed through the wall.

そして、この技術も、前記煙突内に生成される上昇気流によって、前記煙突内に設けられているスパイラルファンを回転させるとともに、その回転を、回転伝達機構を介して前記発電機へ伝達して発電を行なうようにしている。   And this technique also rotates the spiral fan provided in the chimney by the rising airflow generated in the chimney, and transmits the rotation to the generator via the rotation transmission mechanism. To do.

実用新案登録第3153015号公報Utility Model Registration No. 3153015 特開2009−121451号公報JP 2009-121451 A

しかしながら、前述した技術においても、なお、つぎのような改善すべき点が残されている。   However, the following points to be improved still remain in the above-described technique.

すなわち、前述した何れの技術においても、風路(煙突)の吸気口から排出口に至る上昇気流の流れの中に、前記回転羽根やスパイラルファンを設置していることから、前記上昇気流の大きな抵抗となるばかりでなく、この気流を大きく乱してしまい、回転羽根やスパイラルファンの効率的な回転が阻害され、また、これらの回転が不安定なものとなる。   That is, in any of the above-described techniques, since the rotating blades and the spiral fan are installed in the flow of the updraft from the air inlet (chimney) to the outlet, the large updraft is generated. In addition to resistance, this air flow is greatly disturbed, and the efficient rotation of the rotating blades and the spiral fan is impeded, and these rotations become unstable.

この結果、発電効率の低下や、発電量が不安定なものとなるという不具合が生じるおそれがある。   As a result, there is a risk that the power generation efficiency is lowered or the power generation amount becomes unstable.

また、前記スパイラルファンや風力発電機を風路(煙突)内に配置することにより、これらの機器の大きさや重量が、前記風路や煙突の形状によって規制されてしまい、使用できる発電機が制約されてしまう。   In addition, by arranging the spiral fan or wind power generator in the air path (chimney), the size and weight of these devices are restricted by the shape of the air path or chimney, and the generator that can be used is restricted. Will be.

さらに、このような上昇気流を用いた風力発電において、その発電効率や発電量を高めるための一手段として、前記風路や煙突内に流れ込む気体の温度を高め、これによって生じる浮力を利用することが挙げられる。 Furthermore, in wind power generation using such updrafts, as a means for increasing the power generation efficiency and power generation amount, the temperature of the gas flowing into the wind path or chimney is increased and the buoyancy generated thereby is used. Is mentioned.

このような手段を実行する場合、前述した何れの技術においても、発電に使用される機器の全てが高温にさらされることとなり、その耐久性が損なわれるか、あるいは、高価な機器となる。   When such a means is executed, in any of the above-described techniques, all the devices used for power generation are exposed to high temperatures, and the durability thereof is impaired or the devices become expensive.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、発電の元となる上昇気流を安定した状態に保持しつつ、風車へ作用する気流を確保し、これによって、効率がよく安定した発電を行ない、また、発電に用いられる機器の諸元が、上昇気流を生成する手段に左右されることのない、さらに、前記上昇気流が、発電に用いられる機器に直接作用することを防止して、その耐久性を向上させることのできる風力発電装置を提供することを解決課題とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and ensures an airflow acting on the windmill while maintaining a rising airflow that is a source of power generation in a stable state, thereby improving efficiency. Perform stable power generation, the specifications of the equipment used for power generation do not depend on the means for generating the updraft, and that the updraft directly acts on the equipment used for power generation. It is an object of the present invention to provide a wind turbine generator that can prevent and improve its durability.

前述した課題を解決するために、本発明の風力発電装置は、下部に吸気部が設けられ、かつ、上部に排気部が設けられ、前記吸気部から前記排気部へ向かう上昇気流を形成するほぼ鉛直方向に沿って設置された風誘導塔を有するビルと、この風誘導塔の前記吸気部近傍に連通され、この風誘導塔内の上昇気流によって発生させられる負圧を利用して外気を吸引する吸気管と、この吸気管の上流側に連設されて、前記吸引される外気流によって回転させられる風車と、この風車によって回転駆動される発電機とを備え、前記風車と発電機とが前記ビルの外部に配置され、前記風誘導塔の内面には蓄熱層が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the wind turbine generator according to the present invention is provided with an intake portion at a lower portion and an exhaust portion at an upper portion to form an upward air flow from the intake portion to the exhaust portion. A building having a wind guide tower installed along the vertical direction and the vicinity of the intake section of the wind guide tower are connected to the vicinity of the intake section, and the outside air is sucked using negative pressure generated by the rising air current in the wind guide tower. An intake pipe, a windmill connected to the upstream side of the intake pipe and rotated by the sucked external airflow, and a generator driven to rotate by the windmill, the windmill and the generator being It is arranged outside the building , and a heat storage layer is formed on the inner surface of the wind guide tower.

このような構成とすることにより、風誘導塔において上昇気流が生成されると、その流れに引き込まれるようにして、前記風誘導塔の下部に設けられた吸気管から外気が吸引される。 With such a configuration, when an updraft is generated in the wind guide tower, outside air is sucked from an intake pipe provided at a lower portion of the wind guide tower so as to be drawn into the flow.

ここで、前記吸引される外気は、前記吸気部に連通された吸気管を介して行なわれ、この吸気管の上流側に、発電に用いられる風車と発電機が設けられていることにより、前記上昇気流が前記風車や発電機に直接作用するようなことはない。   Here, the outside air to be sucked is performed through an intake pipe communicated with the intake section, and a windmill and a generator used for power generation are provided on the upstream side of the intake pipe. The updraft does not act directly on the windmill or generator.

これによって、前記上昇気流は、前記風誘導塔からの抵抗が常に一定に保持され、安定した均一な流れとなる。   As a result, the ascending air current is kept in a constant and uniform flow, while the resistance from the wind guide tower is always kept constant.

一方、前述したように前記上昇気流が安定した状態に保持されることから、これによって引き込まれる前記吸気管内の外気の流れも安定する。
したがって、この外気の気流によって作動される風車の回転ならびに発電機の作動も安定したものとなり、安定した発電量を確保することができる。
On the other hand, since the ascending airflow is maintained in a stable state as described above, the flow of outside air in the intake pipe drawn in by this is also stabilized.
Accordingly, the rotation of the windmill and the operation of the generator that are operated by the airflow of the outside air are stabilized, and a stable power generation amount can be ensured.

前記発電に用いられる風車や発電機は、前記吸気管を介して前記風誘導塔から独立して設けられるものであるから、これらの機器が風誘導塔の形状に左右されることがなく、自由な諸元の元に作成することができる。   Since the windmill and generator used for the power generation are provided independently from the wind guide tower via the intake pipe, these devices are not affected by the shape of the wind guide tower, and can be freely used. It can be created based on various specifications.

また、前記上昇気流のエネルギーを高めるために、この上昇気流温度を高める必要があっても、この上昇気流が前記風車や発電機に直接作用することがないことから、これらの風車や発電機の耐久性を損なうことなく、前述した上昇気流の昇温が可能である。
したがって、発電効率の向上や発電量の増加を容易に行なうことができる。
Further, even if it is necessary to increase the temperature of the updraft in order to increase the energy of the updraft, the updraft does not directly act on the windmill or generator. The above-mentioned rising air temperature can be raised without impairing durability.
Therefore, it is possible to easily improve the power generation efficiency and increase the power generation amount.

さらに、前記風誘導塔は、上昇気流を生成するためだけに設けられるものであるから、単に筒状をなしていればよく、したがって、通常の煙突のみならず、たとえば、高層ビルのエレベーター設備の設置スペースであるエレベーターシャフトを利用することも可能である。   Furthermore, since the wind guide tower is provided only for generating an updraft, it is sufficient that the wind guide tower has only a cylindrical shape. Therefore, not only a normal chimney, but also an elevator equipment of a high-rise building, for example. It is also possible to use an elevator shaft which is an installation space.

そして、前記風誘導塔の内面に蓄熱層を設けたことにより、前記上昇気流の持つ熱(前記風誘導塔が建築物と一体に設けられている場合には、この建築物から発生させられる、クーラーの室外機からの排気熱、電気機器によって発生させられる熱等を前記風誘導塔に導くことによって得られる熱)や、前記風誘導塔を介して伝達される熱(たとえば、前記風誘導塔が屋外に設置されている場合には、前記風誘導塔に照射される太陽光から得られる熱)等が、前記蓄熱層に蓄熱され、この熱によって、前記上昇気流の温度が徐々に高められる。   And, by providing a heat storage layer on the inner surface of the wind guide tower, the heat of the updraft (if the wind guide tower is provided integrally with the building, it is generated from this building, Exhaust heat from the outdoor unit of the cooler, heat generated by guiding the heat generated by the electrical equipment to the wind guide tower), heat transmitted through the wind guide tower (for example, the wind guide tower) , Etc., is stored in the heat storage layer, and the temperature of the updraft is gradually increased by this heat. .

これによって、前記上昇気流のエネルギーが高められて、発電効率の向上や発電量の増加を期待することができる。   As a result, the energy of the updraft can be increased, and improvement in power generation efficiency and increase in power generation can be expected.

本発明の好ましい形態として、前記風車と前記発電機との間に、両者の接続および切り離しを行なうクラッチ機構を設ける。   As a preferred embodiment of the present invention, a clutch mechanism that connects and disconnects the wind turbine and the generator is provided.

このような構成とすることにより、前記風車と前記発電機との接続状態を解除することにより、前記風車の回転を止めることなく、前記発電機のメンテナンスを行なうことができる。   By setting it as such a structure, the maintenance of the said generator can be performed, without stopping the rotation of the said windmill by canceling | releasing the connection state of the said windmill and the said generator.

また、本発明の好ましい形態として、前記風車と前記発電機との間に、前記風車の回転を変速して前記発電機へ伝達する変速機構を設けることが挙げられる。   Further, as a preferred embodiment of the present invention, a speed change mechanism for changing the speed of the windmill and transmitting it to the generator may be provided between the windmill and the generator.

このような構成とすることにより、前記発電機に伝達される前記風車の回転力を前記変速機構によって調整して、前記風車の回転力と前記発電機に付加される駆動力とを適正に調製することができる。
これによって、前記風車において発生させられる回転力を、前記発電機の駆動に最適な駆動力に変換し、効率のよい発電を行なうことができる。
With such a configuration, the rotational force of the windmill transmitted to the generator is adjusted by the speed change mechanism, and the rotational force of the windmill and the driving force applied to the generator are appropriately adjusted. can do.
Thereby, the rotational force generated in the windmill can be converted into a driving force optimal for driving the generator, and efficient power generation can be performed.

そして、前記蓄熱層は、前記誘導塔の内面に蓄熱塗料を塗布することによって形成することができる。   And the said heat storage layer can be formed by apply | coating a heat storage paint to the inner surface of the said induction tower.

本発明によれば、発電の元となる上昇気流を安定した状態に保持しつつ、風車へ作用する気流を確保し、これによって、効率がよく安定した発電を行ない、また、発電に用いられる機器の諸元が、上昇気流を生成する手段に左右されることのない、さらに、前記上昇気流が、発電に用いられる機器に直接作用することを防止して、その耐久性を向上させることのできる風力発電装置を提供することができる。   According to the present invention, an airflow acting on a windmill is ensured while maintaining an updraft that is a source of power generation in a stable state, thereby efficiently and stably generating power, and a device used for power generation The specifications are not affected by the means for generating the updraft, and further, the updraft can be prevented from acting directly on the equipment used for power generation, and the durability can be improved. A wind turbine generator can be provided.

本発明の一実施形態の概略を示すシステムブロック図である。It is a system block diagram which shows the outline of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、上昇気流による外気吸気システムを示す要部の拡大縦断面図である。It is an expanded vertical sectional view of the principal part which shows the external air intake system by an updraft in one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態における、上昇気流による外気吸気システムを示す要部の拡大縦断面図である。It is an expanded longitudinal cross-sectional view of the principal part which shows the external air intake system by an updraft in other embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態の概略を示すシステムブロック図であり、上昇気流を生成するための風誘導塔1が設けられた高層ビル等の建築物Bと、前記風誘導塔1の下部に連設された発電ユニット2とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system block diagram showing an outline of an embodiment of the present invention. A building B such as a high-rise building provided with a wind guide tower 1 for generating an updraft, and the wind guide tower 1 And a power generation unit 2 connected to the lower portion.

前記建築物Bは、100mm以上の高さを有することが好ましく、本実施形態においては、この建築物B内に設けられているエレベーターシャフトの一つを用い、その昇降機構を取り除いた状態で、前記風誘導塔1が形成されている。   The building B preferably has a height of 100 mm or more. In this embodiment, one of the elevator shafts provided in the building B is used, and the lifting mechanism is removed. The wind guide tower 1 is formed.

前記風誘導塔1は、その下部に、建築物Bの内部に開口された吸気部3が設けられ、上端に、高所の外気に開放された排気部4が設けられている。   The wind guide tower 1 is provided at its lower part with an intake part 3 opened inside the building B, and at its upper end with an exhaust part 4 opened to high outside air.

前記発電ユニット2は、前記風誘導塔1の下部から前記建築物Bを通って外部へ敷設された吸気管5と、この吸気管5に、前記建築物Bの外部において接続された風車6と、この風車6によって回転駆動される発電機7とを備えている。   The power generation unit 2 includes an intake pipe 5 laid outside from the lower part of the wind guide tower 1 through the building B, and a wind turbine 6 connected to the intake pipe 5 outside the building B. , And a generator 7 that is rotationally driven by the wind turbine 6.

前記風誘導塔1の内部で、前記吸気部3の上部には、前記風誘導塔1の内径を漸次狭めることによって形成されたオリフィス部Zが設けられ、このオリフィス部Zに対応して、前記吸気管5の一端部が取り付けられている。   Inside the wind guide tower 1, an orifice part Z formed by gradually narrowing the inner diameter of the wind guide tower 1 is provided in the upper part of the air intake part 3. One end of the intake pipe 5 is attached.

すなわち、前記吸気管5は、図2に示すように、前記風誘導塔1の周壁を、前記オリフィス部Zと前記吸気部3との間の部位に貫通して敷設され、その一端部が、前記風誘導塔1の中心部において前記排気部4へ向けて折曲されるとともに、その先端部が前記オリフィス部Zの最小径部近傍に位置させられている。   That is, as shown in FIG. 2, the intake pipe 5 is laid through the peripheral wall of the wind guide tower 1 in a portion between the orifice part Z and the intake part 3, and one end thereof is The wind guide tower 1 is bent toward the exhaust part 4 at the center thereof, and its tip is positioned in the vicinity of the minimum diameter part of the orifice part Z.

前記吸気管5の他端部(建築物Bの外側に位置された端部)に、前記風車6が連設されている。
この風車6は、ケーシング8内に回転自在に装着されており、このケーシング8には、外気を引き込む風導入管9が設けられ、さらに、この風導入管9には、引き込まれる外気に含まれる粉塵等を除去するフィルター10が装着されている。
The wind turbine 6 is connected to the other end of the intake pipe 5 (the end located outside the building B).
The wind turbine 6 is rotatably mounted in a casing 8, and the casing 8 is provided with a wind introduction pipe 9 that draws in outside air. The wind introduction pipe 9 is included in the outside air that is drawn in. A filter 10 for removing dust and the like is attached.

そして、前記ケーシング8には、前記風導入管9から外気が引き込まれ、この外気が、前記ケーシング8内の風車6に作用した後に、前記吸気管5から前記風誘導塔1内に引き込まれるようになっており、前記外気がケーシング8内を通過する間に、前記風車6を回転させるようになっている。   Then, outside air is drawn into the casing 8 from the wind introduction pipe 9, and this outside air is drawn into the wind guide tower 1 from the intake pipe 5 after acting on the wind turbine 6 in the casing 8. The wind turbine 6 is rotated while the outside air passes through the casing 8.

前記風車6には、図1に示すように、前記ケーシング8を貫通して設けられた回転伝達軸11を介してクラッチ機構12が接続され、このクラッチ機構12には、回転伝達軸13を介して変速機構14が接続され、さらに、この変速機構14には、回転伝達軸15を介して前記発電機7が接続されている。   As shown in FIG. 1, a clutch mechanism 12 is connected to the wind turbine 6 through a rotation transmission shaft 11 that penetrates the casing 8, and the clutch mechanism 12 is connected through a rotation transmission shaft 13. A transmission mechanism 14 is connected to the transmission mechanism 14, and the generator 7 is connected to the transmission mechanism 14 via a rotation transmission shaft 15.

本実施形態においては、前記吸気管5、風車6、発電機7、ケーシング8、風導入管9、フィルター10、回転伝達軸11・13・15、クラッチ機構12、および、変速機構14によって発電ユニット2が構成されている。   In the present embodiment, the intake pipe 5, the wind turbine 6, the generator 7, the casing 8, the wind introduction pipe 9, the filter 10, the rotation transmission shafts 11, 13, 15, the clutch mechanism 12, and the speed change mechanism 14 are used to generate a power generation unit. 2 is configured.

さらに、前記風誘導塔1の内面には、図2に示すように、蓄熱層Hが形成されている。
この蓄熱層Hは、たとえば、蓄熱塗料を塗布することによって形成され、あるいは、蓄熱材を貼付することによって形成される。
Furthermore, a heat storage layer H is formed on the inner surface of the wind guide tower 1 as shown in FIG.
This heat storage layer H is formed, for example, by applying a heat storage paint, or by applying a heat storage material.

このように構成された本実施形態に係わる風力発電装置は、前記風誘導塔1内に、その吸気部3と排気部4との気体圧力の差に基づいた上昇気流が生成され、この上昇気流を用いて発電が行なわれる。   In the wind turbine generator according to the present embodiment configured as described above, an updraft is generated in the wind guide tower 1 based on the difference in gas pressure between the intake section 3 and the exhaust section 4. Power is generated using

前記上昇気流は、たとえば、前記高所に位置する排気部4近傍の風速と低所に位置する吸気部3近傍の風速との差に起因した圧力バランスの崩れによって発生させられ、低所の気体が吸気部3から吸い込まれて高所の排気部4から排気される。
ここで、前記風誘導塔1は、その内部に上昇気流の流れに対して抵抗となる部材が存在せず、このため、均一な上昇気流が生成される。
The ascending air current is generated by, for example, a collapse of pressure balance caused by a difference between a wind speed near the exhaust portion 4 located at the high place and a wind speed near the intake portion 3 located at the low place, and the gas in the low place Is sucked in from the intake portion 3 and exhausted from the high exhaust portion 4.
Here, the wind guide tower 1 does not have a member that resists the flow of the updraft in the interior thereof, and thus a uniform updraft is generated.

このように、前記風誘導塔1内において上昇気流が生成されると、この上昇する気体が前記オリフィス部Zを通過する際に(図2に実線矢印で示す)、このオリフィス部Zにおいて圧力降下を生じ、大気圧より低い圧力の負圧領域が形成される。   Thus, when an ascending air flow is generated in the wind guide tower 1, when the rising gas passes through the orifice part Z (shown by a solid line arrow in FIG. 2), a pressure drop is generated in the orifice part Z. And a negative pressure region having a pressure lower than the atmospheric pressure is formed.

このようにして前記オリフィス部Zが負圧状態となると、このオリフィス部Zの近傍に位置されている前記吸気管5の先端に負圧が作用し、この吸気管5内の気体が前記風誘導塔1内へと吸引され(図2に破線矢印で示す)、その内部の気体とともに上昇気流を生成しつつ、前記排気部4から外気へ放出される。   When the orifice portion Z is in a negative pressure state in this way, a negative pressure is applied to the tip of the intake pipe 5 positioned in the vicinity of the orifice portion Z, and the gas in the intake pipe 5 is guided to the wind induction. It is sucked into the tower 1 (indicated by a broken line arrow in FIG. 2), and is discharged from the exhaust part 4 to the outside air while generating an upward air flow with the gas inside.

そして、前記吸気管5内の気体が前記風誘導塔1内に吸引されると、これに伴って、前記ケーシング8内の圧力が低下することから、このケーシング8内に、前記フィルター10および風導入管9を経て外気が吸い込まれる。   When the gas in the intake pipe 5 is sucked into the wind guide tower 1, the pressure in the casing 8 is reduced accordingly. Outside air is sucked through the introduction pipe 9.

これによって、前記フィルター10から風導入管9、前記ケーシング8、および、吸気管5を経て前記風誘導塔1内へ至る気流が生じ、前記ケーシング8内を流れる気体によって前記風車6が回転させられ、この風車6の回転が、前記回転伝達軸11、前記クラッチ機構12、前記回転伝達軸13、前記変速機構14、および、前記回転伝達軸15を経て前記発電機7へ伝達されることにより、この発電機7が回転駆動させられて発電が行なわれる。   As a result, an airflow is generated from the filter 10 through the wind introduction pipe 9, the casing 8, and the intake pipe 5 into the wind guide tower 1, and the windmill 6 is rotated by the gas flowing in the casing 8. The rotation of the wind turbine 6 is transmitted to the generator 7 through the rotation transmission shaft 11, the clutch mechanism 12, the rotation transmission shaft 13, the speed change mechanism 14, and the rotation transmission shaft 15. The generator 7 is driven to rotate to generate power.

本実施形態においては、前記風誘導塔1と前記発電ユニット2とを吸気管5を介して連結し、前記発電ユニット2の主要構成部材を前記風誘導塔1から独立して設置した構成となっている。   In the present embodiment, the wind guide tower 1 and the power generation unit 2 are connected via an intake pipe 5 and main components of the power generation unit 2 are installed independently from the wind guide tower 1. ing.

これによって、前記発電ユニット2は、前記建築物Bや前記風誘導塔1の形状や寸法等に係わらず、独立した諸元の元に製作することができ、その設計の自由度が極めて大きく、風力発電装置を設置する場所の気候状況等に応じた適切な諸元の風力発電装置とすることができる。   As a result, the power generation unit 2 can be manufactured based on independent specifications regardless of the shape and dimensions of the building B and the wind guide tower 1, and the degree of freedom in design is extremely large. It can be set as the wind power generator of the appropriate specification according to the climate condition etc. of the place where a wind power generator is installed.

一方、本実施形態においては、前記風誘導塔1が前記建築物Bの内部に形成されており、この風誘導塔1に吸引される外気は、前記建築物Bの外部から引き込まれ、建築物B内の気体とともに吸引される。   On the other hand, in this embodiment, the wind guide tower 1 is formed inside the building B, and the outside air sucked into the wind guide tower 1 is drawn from the outside of the building B, and the building It is sucked together with the gas in B.

ここで、前記建築物Bの内部気体は、前記建築物B内の電気機器から発せられる熱によって加熱されており、前記風誘導塔1の吸気部3内に引き込まれた際に、前記風誘導塔1の上部と下部とに温度差が形成される。   Here, the internal gas of the building B is heated by the heat generated from the electrical equipment in the building B, and when it is drawn into the air intake section 3 of the wind guide tower 1, the wind induction A temperature difference is formed between the upper part and the lower part of the tower 1.

この温度差により、前記風誘導塔1内の上昇気流の速度が加速され、これに伴い、前記オリフィス部Zにおける前記吸気管5からの気体の吸引力も上昇するとともに、前記ケーシング8内の気体流速も上昇して、前記風車6に対する駆動エネルギーも上昇する。   Due to this temperature difference, the speed of the updraft in the wind guide tower 1 is accelerated. Along with this, the suction force of the gas from the intake pipe 5 in the orifice part Z also rises, and the gas flow velocity in the casing 8 increases. And the driving energy for the wind turbine 6 also increases.

この結果、前記風車6によって回転駆動される前記発電機7の駆動力も増加して、発電量や発電効率が向上する。   As a result, the driving force of the generator 7 that is rotationally driven by the wind turbine 6 is also increased, and the amount of power generation and the power generation efficiency are improved.

一方、前記風誘導塔1内においては、その内部の気体が前記蓄熱層Hに接触しつつ上昇移動する。
このような接触により、前記気体の熱が前記蓄熱層Hに伝導して蓄積される。
On the other hand, in the wind guide tower 1, the gas inside the wind guide tower 1 moves up and in contact with the heat storage layer H.
Due to such contact, the heat of the gas is conducted and accumulated in the heat storage layer H.

前記蓄熱層Hにおいて蓄熱された熱は、前記風誘導塔1の内部を暖めた状態に保持し、たとえば、低い温度の気体が吸引された際に、その気体を暖めて、この気体に上昇のためのエネルギーを与えることができる。   The heat stored in the heat storage layer H keeps the inside of the wind guide tower 1 warmed. For example, when a low-temperature gas is sucked, the gas is warmed and rises to this gas. Can give energy for.

このような蓄熱層Hの作用によって、前記風誘導塔1内の上昇気流を安定したものとし、この点からも、前記発電ユニット2における発電効率や発電量の安定化を図ることができる。   By such an action of the heat storage layer H, the rising airflow in the wind guide tower 1 is stabilized, and also from this point, the power generation efficiency and the power generation amount in the power generation unit 2 can be stabilized.

ところで、本実施形態においては、前記風車6と前記発電機7との間にクラッチ機構12を設けてある。
このクラッチ機構12により、前記風車6が回転状態にある場合においても、この風車6と前記発電機7との間の回転伝達を遮断することができるので、この発電機7の保守点検時等において、前記風車6の稼働状態に左右されることなく作業を行なうことができる。
By the way, in this embodiment, the clutch mechanism 12 is provided between the windmill 6 and the generator 7.
Even when the windmill 6 is in a rotating state, the clutch mechanism 12 can block the rotation transmission between the windmill 6 and the generator 7. The work can be performed without being influenced by the operating state of the wind turbine 6.

また、前記クラッチ機構12と前記発電機7との間に変速機構14を設けてある。
この変速機構14は、前記風車6の回転を変速して前記発電機7へ伝達するようにしたもので、この変速比を適宜設定することにより、前記風車6から前記発電機7へ加えられる駆動力を適切なものに調製して、この発電機7の稼働状態を安定化することができる。
A transmission mechanism 14 is provided between the clutch mechanism 12 and the generator 7.
The speed change mechanism 14 is configured to change the rotation of the windmill 6 and transmit the speed to the generator 7. By appropriately setting the speed ratio, the transmission applied from the windmill 6 to the generator 7 is performed. The operating state of the generator 7 can be stabilized by adjusting the force to an appropriate value.

なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。   Note that the shapes, dimensions, and the like of the constituent members shown in the above embodiment are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like.

たとえば、前記実施形態においては、前記吸気管5の先端を、前記風誘導塔1の中心部において上方へ折曲形成することにより、この先端を、前記オリフィス部Zに位置させた例について示したが、これに代えて、図3に示すように、前記吸気管5の先端を、前記オリフィス部Zの最小径部に開口させるように設置することも可能である。   For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the tip of the intake pipe 5 is bent upward at the center of the wind guide tower 1 so that the tip is positioned at the orifice Z. However, instead of this, as shown in FIG. 3, it is also possible to install the tip of the intake pipe 5 so as to open to the minimum diameter portion of the orifice portion Z.

1 風誘導塔
2 発電ユニット
3 吸気部
4 排気部
5 吸気管
6 風車
7 発電機
8 ケーシング
9 風導入管
10 フィルター
11 回転伝達軸
12 クラッチ機構
13 回転伝達軸
14 変速機構
15 回転伝達軸
B 建築物(高層ビル)
H 蓄熱層
Z オリフィス部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind guide tower 2 Power generation unit 3 Intake part 4 Exhaust part 5 Intake pipe 6 Windmill 7 Generator 8 Casing 9 Wind introduction pipe 10 Filter 11 Rotation transmission shaft 12 Clutch mechanism 13 Rotation transmission shaft 14 Transmission mechanism 15 Rotation transmission shaft B Building (skyscraper)
H Heat storage layer Z Orifice

Claims (3)

下部に吸気部が設けられ、かつ、上部に排気部が設けられ、前記吸気部から前記排気部へ向かう上昇気流を形成するほぼ鉛直方向に沿って設置された風誘導塔を有するビルと、この風誘導塔の前記吸気部近傍に連通され、この風誘導塔内の上昇気流によって発生させられる負圧を受けて外気を吸引する吸気管と、この吸気管の上流に連設されて、前記吸引される外気流によって回転させられる風車と、この風車によって回転駆動される発電機とを備え、前記風車と発電機とが前記ビルの外部に配置され、前記風誘導塔の内面には蓄熱層が形成されていることを特徴とする風力発電機。
A building having a wind guide tower provided at a lower portion and an exhaust portion at an upper portion, and having a wind guide tower installed along a substantially vertical direction forming an upward air flow from the intake portion toward the exhaust portion; An intake pipe that communicates with the vicinity of the intake section of the wind guide tower and receives the negative pressure generated by the updraft in the wind guide tower and sucks outside air, and an intake pipe that is connected upstream of the intake pipe. A windmill rotated by an external airflow and a generator driven to rotate by the windmill, the windmill and the generator are arranged outside the building , and a heat storage layer is provided on the inner surface of the wind guide tower. A wind power generator characterized by being formed.
前記風車と前記発電機との間に、両者の接続および切り離しを行なうクラッチ機構と、前記風車の回転を変速して前記発電機へ伝達する変速機構が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。   A clutch mechanism that connects and disconnects the wind turbine and the generator, and a transmission mechanism that shifts the rotation of the wind turbine and transmits the rotation to the generator are provided between the wind turbine and the generator. The wind power generator according to 1. 前記蓄熱層が、前記誘導塔の内面に蓄熱塗料を塗布することによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。

The wind power generator according to claim 1, wherein the heat storage layer is formed by applying a heat storage paint on an inner surface of the induction tower.

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