JP6366189B2 - 風力発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、風の自然エネルギー（自然気流、又は自然風）と、高低差の位置エネルギー（ポテンシャルエネルギー）、並びに負圧領域による気圧差エネルギーを利用した、エコロジーの風力発電装置（自然エネルギー利用の風力発電機）に関する。

本発明が、提案する風力発電装置において、自然風を、如何に効率よく受入れ、かつこの受入れた風（風）を利用して、羽根車（風車）を回転すること、並びに強風時の対策が重要課題であり、この問題をクリアすることで、この種の風力発電装置の有効性が確立される。本出願人は、この趣旨に則り、特許出願をしている。特許出願の意図は、「イ」 自然風を、全方向性の風胴により、効率よく捉え、風車に送ること、効率的な発電を図ること、「ロ」 風胴の収歛部で、かつ屋根勾配の頂点で捉えるタービン方式（収れんした風胴部による、中心式の環状風車室方式）を採用すること、「ハ」 環状風車室に風車を配備することで、騒音発生回避と、夜間における近隣への迷惑防止、環境破壊解消を図ること、等にある。

この基本特許を踏まえ、さらに、複数のエネルギーを総合的に利用することで、高効率的な発電が図れることと、気象条件に左右されない、一定した発電量が確保できる風力発電装置を提案する。

この提案が、有効であるか否かを検討する。即ち、先行文献の調査である。

特開平１１−１０７９０７号公報において（文献（１）とする）、熱対流で風の流れを造り、発電する装置がある。即ち、建屋の風胴式の柱に、地中の冷風（冷気量）と、生活で発生する温風（熱量）との熱の対流を利用し、上昇流を生成し、発電機を駆動する構造である。しかし、熱量の発生が一定せず、高効率的な発電と、一定した発電量が確保できる風力発電装置とは考えられない。

特開２０１３−１４７９７８号公報において（文献（２）とする）、風車翼後方に乱気流により低気圧部（負圧領域）を形成し、自然風の誘導と、風速の増幅とを利用し、発電を図る構造である。しかし、自然風と、その一部の乱気流により低気圧部を形成することが主体であり、高効率的な発電と、一定した発電量が確保できる風力発電装置とは考えられない。

特開２０００−３４９７２号公報において（文献（３）とする）、地上と山頂との気圧と温度差を利用するために、山の斜面に沿って設けた風胴と、風胴内に設けた羽根車とを利用し、風胴内に生ずる上昇流で、発電する風力発電装置であるが、高効率的な発電と、常時、一定した発電量が確保できる風力発電装置とは考えられない。

特開平１１−１０７９０７号公報 特開２０１３−１４７９７８号公報 特開２０００−３４９７２号公報

前述した如く、文献（１）〜文献（３）においては、自然風が主体であり、この自然風の動きを利用し、他の風を生成するとともに、他の風を誘引して、総合的な風の流れを確保することは、不可能である。

上記に鑑み、本発明は、自然風の動きを利用し、他の風を生成するとともに、他の風を誘引して、総合的な風の流れ（第一〜第四風胴部の風の流れ）を利用することで、高効率的な発電と、一定した発電量が確保できる風力発電装置を提供する。また、強風、及び／又は、雨水等の異物を、シャッタ、又はディフューザー等でコントロールすること、又は風量調整可能とし、装置の損傷・騒音・飛散等の回避が図れる風力発電装置を提供する。

本発明の目的を達成するために、請求項１〜１３を提案する。

請求項１の発明は、建屋と、建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
タービン室には、自然気流のエネルギー、及び、上昇気流のエネルギーを取込み、両エネルギーで、羽根車を回転可能とし、
また、タービン室から排気される気流を、建屋外に排気し、
タービン室と羽根車とでなる空間に設け、かつ第二風胴部の中間上部と、第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片を備える風力発電装置であり、自然風の動きを利用し、他の風（位置エネルギーと、負圧領域による誘引エネルギー）を生成するとともに、他の風を誘引して、総合的な風の流れ（第一・第二風胴部の風の流れ）を利用することで、高効率的な発電と、一定した発電量が確保できる風力発電装置を提供できる。或いは、強風、及び／又は、雨水等の異物による弊害回避が図れる風力発電装置を提供できる。また、自然気流（Ｘ）と上昇気流（Ｙ）との衝突回避を図りつつ、羽根車のスムースな回転を保証できる。

請求項２の発明は、建屋と、建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
タービン室には、自然気流のエネルギー、及び、上昇気流のエネルギーを取込み、両エネルギーで、羽根車を回転可能とし、
また、タービン室から排気される気流を、第二風胴部に繋がる建屋外に設けた第三風胴部を介して、建屋外に排気し、
タービン室と羽根車とでなる空間に設け、かつ第二風胴部の中間上部と、第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片を備える風力発電装置であり、自然風の動きを利用し、他の風（位置エネルギーと、負圧領域による誘引エネルギー）を生成するとともに、他の風を誘引して、総合的な風の流れ（第一〜第三風胴部の風の流れ）を利用することで、請求項１を超ええると考えられる、高効率的な発電と、的確で、かつ安定した発電量が確保できる風力発電装置を提供できる。或いは、強風、及び／又は、雨水等の異物による弊害回避が図れる風力発電装置を提供できる。また、自然気流（Ｘ）と上昇気流（Ｙ）との衝突回避を図りつつ、羽根車のスムースな回転を保証できる。

請求項３の発明は、建屋と、建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
タービン室には、自然気流のエネルギー、及び、上昇気流のエネルギーを取込み、両エネルギーで、羽根車を回転可能とし、
また、タービン室から排気される気流を、前記建屋外に排気し、
タービン室と羽根車とでなる空間に設け、かつ第二風胴部の中間上部と、第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片か、又はタービン室に向って、かつ繋ぎ部に設けた庇部かの何れかを備える風力発電装置であり、請求項１と同じ効果が期待できる。

請求項４の発明は、建屋と、建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
タービン室には、自然気流のエネルギー、及び、上昇気流のエネルギーを取込み、両エネルギーで、羽根車を回転可能とし、
また、タービン室から排気される気流を、第二風胴部に繋がる建屋外に設けた第三風胴部を介して、建屋外に排気し、
タービン室と羽根車とでなる空間に設け、かつ第二風胴部の中間上部と、第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片か、又はタービン室に向って、かつ繋ぎ部に設けた庇部かの何れかを備える風力発電装置であり、
第一風胴部と第二風胴部とでタービン室を形成し、第二風胴部に庇部を形成する風力発電装置であり、請求項２と同じ効果が期待できる。

請求項５の発明は、第一風胴部は、受入通路と、排気通路との組合せでなる風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、第一風胴部の組合せ構造を提案できる。

請求項６の発明は、第三風胴部は、第二風胴部の上部に嵌入、又は遊嵌するとともに、第三風胴部は、この第二風胴部に回転自在に設ける風力発電装置であり、請求項２と請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、第三風胴部と第二風胴部との連繋関係の構造を提案できる。

請求項７の発明では、第三風胴部は、第二風胴部に回転自在に設けることで、一方側に、排気口を設ける風力発電装置であり、請求項６の効果達成と、この効果達成に、最適な、第三風胴部の構造を提案できる。

請求項８の発明では、柱の基端には空気流通用の複数の孔を開設し、孔に、床下に設けた外気、又は地中空気導入用の第四風胴部を設ける風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、柱と第四風胴部との連繋関係の構造を提案できる。

請求項９の発明では、柱の基端には、補強用の筋交部材を付設する風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、柱の補強手段の構造を提案できる。

請求項１０の発明では、第二風胴部、及び／又は、タービン室に、加熱用の手段として役立つ薬品供給手段を付設する風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４、又は請求項５の効果達成と、この効果達成に、最適な、加熱用の手段として役立つ薬品供給手段を備えた構造を提案できる。

請求項１１の発明では、第一風胴部、又は第二風胴部に、風を誘導する、ガイド手段を付設する風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、第一風胴部と第二風胴部の構造を提案できる。

請求項１２の発明では、第四風胴部に、風を誘導する、ガイド手段を付設する風力発電装置であり、請求項１０の効果達成と、この効果達成に、最適な、第四風胴部の構造を提案できる。

請求項１３の発明では、建屋は、二階以上の建屋とし、柱は、屋根の頂面まで達する風力発電装置であり、請求項１乃至請求項４の効果達成と、この効果達成に、最適な、建屋の構造を提案できる。

本発明（各実施例も共通する。以下省略）の風力発電装置の主体をなす柱の基礎を示した拡大断面図 本発明における第四風胴部（各実施例も共通する。以下省略）の一例を示した要部の拡大断面模式図 （イ）〜（ニ）は、本発明における各羽根車の一例を示した要部の横断面模式図 第一実施例を示した全体の縦断面模式図 第一実施例の第三風胴部と負圧帯域との一例を拡大して示した要部の縦断面模式図 第一実施例（他の実施例も共通する。以下省略）における第一風胴部の一例を示した全体の横断面模式図 第一実施例における第一風胴部の一例を示した全体の縦断面模式図 第一実施例における第一風胴部の二例を示した全体の横断面模式図 第一実施例における第一風胴部の二例を示した全体の縦断面模式図 第一実施例における第一風胴部の二例で、向かって、左側の屋根の要部の拡大の縦断面模式図 第一実施例における第一風胴部の二例で、向かって、右側の屋根の要部の拡大の縦断面模式図 第一実施例の羽根車の一例の拡大横断面模式図 第一実施例の羽根車の一例の拡大側縦断面模式図 第一実施例の羽根車の一例の拡大裏面模式図 第一実施例の要部の分解俯瞰模式図 第二実施例を示した全体の縦断面模式図 （イ）〜（ハ）は、第二実施例における各第三風胴部の一例を示した縦断面模式図 （イ）〜（ホ）は、第二実施例における各第三風胴部の取入れ口の一例を示した平面模式図 第二実施例における第三風胴部の筒体の一例を示した平面模式図 （イ）、（ロ）は、第二実施例における各第三風胴部の一例を示した平面模式図 第三実施例を示した全体の縦断面模式図 （イ）〜（ハ）は、第三実施例における各第三風胴部と各負圧帯域との一例を拡大して示した要部の縦断面模式図 第三実施例における第三風胴部の筒体の一例を示した平面模式図 （イ）、（ロ）は、第三実施例における各第三風胴部の一例を示した縦断面模式図 第四実施例を示した全体の縦断面模式図 第五実施例を示した全体の縦断面模式図 （イ）〜（ハ）は、第五実施例における各第三風胴部と各負圧帯域との一例を拡大して示した要部の縦断面模式図 第五実施例における第三風胴部の筒体の一例を示した平面模式図 （イ）、（ロ）は、第五実施例における各第三風胴部の一例を示した縦断面模式図 第五実施例におけるタービン室と羽根車との関係を示した横断面模式図 第六実施例を示した全体の縦断面模式図 第六実施例における第一風胴部とタービン室との関係の一例を示した拡大縦断面模式図 （イ）〜（ハ）は、第六実施例における各第三風胴部と各負圧帯域との一例を拡大して示した要部の縦断面模式図 第七実施例を示した全体の縦断面模式図 （イ）〜（ハ）は、第七実施例における各第三風胴部と各負圧帯域との一例を拡大して示した要部の縦断面模式図 第七実施例における第三風胴部の筒体の一例を示した平面模式図 （イ）、（ロ）は、第七実施例における各第三風胴部の一例を示した縦断面模式図 第八実施例を示した全体の縦断面模式図 第九実施例を示した全体の縦断面模式図 （イ）〜（ニ）は、第九実施例に於ける柱と、チャンバー室、及びタービンケーシングと羽根車との関係を示し、かつ自然気流の流れと、上昇気流の流れとを説明する側面視した要部断面図 （ロ‘）〜（ニ‘）は、前記（ロ）〜（ニ）の平面視した一部省略の参考要部断面図 第九実施例に於ける（同じ機能となる）Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図 第九実施例に於ける柱のＣ−Ｃ断面図 第十実施例を示した全体の縦断面模式図 第十実施例における要部（タービンケーシングを主体とした）の平面模式図 発電量を確保する為の諸条件の一例を示した図表

図１−１〜図３−５−３に示した、基本構造と、第一実施例について説明する。図１と、図２、又は図３−１〜図３−４に関しては、基本構造であり、かつ本発明の重要な要素を備えている。図１の如く、柱１（芯柱）の基端は、土台２に立設されており、筋交部材１００で補強されている。この柱１は風胴（中空形状）であり、第二風胴部（ろ）を構成する。この第二風胴部（ろ）は、床下から、少なくとも、後述する屋根の天井から上方（屋根上の空中）に到る構造であり、芯柱であり、耐震効果が期待できる。この第二風胴部（ろ）は、床下と屋根との気圧差（高低差）により発生する上昇による風（上昇気流、又は位置エネルギー）を生成する。その構造は、地下空気（床下）、又は地中空気を取込む床下空間の入口１０１（開口）と、屋根Ａ２に至り、後述する筒体に至る貫通孔１０２と、この入口１０１に連なる後述する第四風胴部（に）の開口部に設けた自然気流Ｘ３を制御するフィン３等でなる。柱１の第二風胴部（ろ）に上昇気流Ｙ（風）が発生した際に開放される。また、自然風（自然気流Ｘ：自然エネルギー）を取入れる第一風胴部（い）は、建屋Ａの躯体Ａ１と屋根Ａ２の間に空間Ａ３を形成される。この一例では、空間Ａ３に、山形形状の第一ユニットＢ１と、山形形状の第二ユニットＢ２を設置し、この第一・第二ユニットＢ１、Ｂ２を、接合した状態で、図３−１と図３−３に示すように、屋根Ａ２に形成された空間Ａ３の略全方向に向かい、かつ屋根Ａ２の流れ方向Ａ４に沿った傾斜の多数条の第一風胴部（い）が形成される。この第一風胴部（い）は、途中に緩衝空間部（い１）を備え、強風対策と、異物を貯留することと、後述する羽根車への異物の衝突を無くす。また、図示しないが、入口に、金網とディフューザー、又はフィン等の付帯設備を付設する。気圧差は、無風時に有効な手段である。 そして、第一風胴部（い）の収歛部位と、第二風胴部（ろ）の拡開部位との間（屋根裏Ａ５であり、建屋Ａの天井、及び／又は、天井の開口）に、タービン室５（タービンケーシング５００）を形成する。このタービン室５には、一基、又は数基でなる各態様の羽根車６が回転自在（個別、又は一体形態で停止制御可能）に取付けられている。このタービン室５の上方には、第三風胴部（は）が形成されている。必要により、この第三風胴部（は）は、屋根Ａ２から突出し、煙突形状とする。また、このタービン室５には、自然気流Ｘに対応するために（例えば、強風時、台風時、又は降雨時等に対応するために）、第一風胴部（い）の終端と、タービン室５のタービンケーシング５００の入口５００ａとの間に、環状のシャッタ７を設ける。シャッタ７は、シャッタ収納スペース７ａ、及び／又は、タービンケーシング５００の入口５００ａ等を開閉可能とする。図中８はシャッタ７の上下動を司るアクチュエータで、例えば、シリンダ８を付設する。尚、タービン室５（タービンケーシング５００）と羽根車６との外周面との間には、空気の流れを確保する空間１０がある。この空間１０を設ける他の理由は、自然気流Ｘと上昇気流Ｙとが衝突し、乱流が生じても、確実に羽根車６の回転が保証され、かつ騒音発生回避等を図るためである。また、床下を流れる風を、柱１の上昇気流Ｙに変換するための補助手段として、床下通路と第二風胴部（ろ）との繋ぎ部位に、例えば、ガイド兼絞り通路１０３を設ける。尚、図３−２と図３−４の屋根Ａ２の各例は、筒体１５を無くし、かつ越屋根の様式で第二風胴部（ろ）の雨仕舞いを図り、簡略化、経済性等を考慮した一実施例も有り得る。

図中、１５は柱１の上端（第三風胴部（は）の煙突）等に、回転自在に設けた風見鶏筒体であり、風見鶏筒体１５（筒体とする）のスリット、開口等の取入れ口１５ｃは、自然気流Ｘ１（第一風胴部（い）とは空中の位置が異なる）を取入れるとともに、出口１５ｄには、負圧帯域Ｃを形成することで、この自然気流Ｘ１を積極的に誘導するとともに、併せて、上昇気流Ｙを、誘導する役割を担う（誘引エネルギー）、第三風胴部（は）を構成する。筒体１５には、水の排出用の孔１５ａとゲート１５ｂを備えている。また、第二風胴部（ろ）の上部と、第三風胴部（は）の基端側は、凹凸嵌合１６で、抜け止め防止と、回転が保証されている。この例では、出口１５ｄの形状を、動物の顎の形状を模しており、顎を上向きとした状態で、顎下側に、乱流発生（後述する第五風胴部に相当する）を促進し、確実に、負圧帯域Ｃを形成する。これによって、取入れ口１５ｃからの自然気流Ｘ１の取入れを促進しつつ、上昇気流Ｙに対して、上昇エネルギーを付与できる。換言すると、羽根車６の回転速度の向上に役立つことが考えられる。

羽根車６は、羽根６ａとこの羽根６ａを支持するハブ６ｂと、ハブ６ｂの中心（タービンケーシング５００）に差渡した軸６ｃ（差渡しは、横設「横断」、鉛直「垂直」、又は斜設等がある）とで構成し、タービン室５のタービンケーシング５００に横断式（建屋の柱芯と直交方向）にセットされる。そして、この軸６ｃの回転を、発電機６ｄに伝達する（図３−５−１と図３−５−２参照）。発電機６ｄの回転によって、発電する。また、電気は蓄電する。この例では、ハブ６ｂは軸６ｃに大きな径で支持され、羽根６ａがスムース、かつ軽い力で、回転する構造となっている。また、タービン室５は、自然気流Ｘの増速、及び／又は、高効率エネルギーを達成する手段があり、例えば、第一風胴部（い）の収れん機構等の設備（手段）であり、間口６−１＞羽根６ａ間の吸込口６−２の構造とする。図中６ｅは軸受を示す。

そこで、高効率エネルギー達成の一例を考察すると、下記の理由である。
Ａは、第一風胴部（い）の間口６−１の容積で、Ｂは、第一風胴部（い）の収れん口（ハブ６ｂ側の吸込口６−２）の容積である。

また、羽根６の翼面積を、Ｓとすると、
従って、タービン室５の間口６−１と、吸込口６−２との面積比が、高効率エネルギーの達成に有効である。

図中１１、１２は誘導部材で、自然気流Ｘ、及び／又は、上昇気流Ｙ、その他混合気流の流れ促進と、これらの風の羽根車６への衝突回避等を意図する。

また、第二風胴部（ろ）の吸込口には、第四風胴部（に）が繋がる構造とし、床下空気、又は地中空気を取込み可能とする。例えば、図１−２に示す例では、免震（防振）機構を備えた土台２であって、この土台２には、放射方向に複数本の第四風胴部（に）を囲繞し、水抜き開口、及び／又は、勾配等を付設するとともに、増速、及び／又は、高効率エネルギー達成用の収れん機構（前述参照）、等の設備（手段であり、他の各風胴部においても同様である。一部で説明して、省略する）を備える。第四風胴部（に）には、フィン３を備える。

この第一実施例では、少なくとも、発電用の四つの風胴部が、建屋Ａの柱１とか屋根Ａ２、図示しないが躯体Ａ１等に形成される。即ち、柱１に設けた位置エネルギーの第二風胴部（ろ）と、図３−１の如く、屋根Ａ２の放射方向に設けた自然気流Ｘ（取込み自然風エネルギー）の第一風胴部（い）、並びに後述する筒体１５に設けた自然気流Ｘ１（取込み自然風エネルギー）の第三風胴部（は）、又は筒体１５に薬品処理等による熱を利用した負圧領域と誘導気流Ｘ２（負圧・吸込み自然風エネルギー）の第五風胴部（ほ）、並びに土台２（床下）に設けた自然気流Ｘ３（取込み自然風エネルギー）の第四風胴部（に）という、複数のエネルギー要素がある。この複数のエネルギー要素は、建屋Ａの構造、及び／又は、各人の希望と、発電規模等により選択採用できる特徴がある。前記第一風胴部（い）、第二風胴部（ろ）各風胴部は、タービン室５の回転、又は後述するシャッタ７、等により開閉される。そして、本発明の基本は、鉛直方向に向かって風（自然気流Ｘ等）を流し、効率的に発電することを意図する。

以下、各実施例の特有の構造を、順次、説明する。

図４−１〜図４−５に示した第二実施例では、第一実施例の構造と、略同じであり、筒体１５の構造が異なる。筒体１５は、排気Ｚ専用タイプであり、第二風胴部（ろ）からの上昇気流Ｙによる上昇エネルギーと、第一風胴部（い）からの自然気流Ｘとを介して、タービン室５の羽根車６に付与して、働きを終えた空気を、積極的に、鉛直方向に向かって吸引排気するとともに、この上昇気流Ｙ、及び／又は、自然気流Ｘの、大量、かつ積極的な取込みを介して、タービン室５の羽根車６に、大量で、かつ高圧力の空気（エネルギー）を付与する。図中１７は筒体１５の天板に設けた風向板を示す
。尚、筒体１５の天井面１５００は、種々の形状があり、自然気流Ｘ、Ｘ１、及び／又は、上昇気流Ｙ１、その他混合気流の排気Ｚを促進できる構造とする。その他は、前述の第一実施例に準ずる。尚、図４−２（イ）〜（ハ）は、前記した筒体１５の自然気流Ｘ１、及び／又は、誘導気流Ｘ２の取入れ側に関する別の例であり、一条〜数条のスリット、一個〜数個の開口等の取入れ口１５ｃを形成する。従って、自然気流Ｘ１を積極的に取入れ可能することと、フィン１５ｅで下向きの自然気流Ｘ１とし、乱流発生を促進し、確実に、負圧帯域Ｃを形成できる。これにより、例えば、排気Ｚ側において、筒体１５を回った自然気流Ｘ１の一部の空気の取入れが図れることと、この一部の空気の取入れは、排気Ｚ（排気空気Ｚ１）の急速、かつ迅速化が図れる（筒体１５における上昇気流Ｙ１の迅速化に役立つ）。この迅速な排気Ｚは、上昇気流Ｙの上昇促進と、羽根車６の回転の高速化を促し、発電量の拡大が期待できる。図中２２は負圧帯域Ｃにおける風胴装置で、風胴装置２２は、負圧帯域Ｃを利用し、誘導気流Ｘ２を積極的に取込む構造である。図４−３は、筒体１５の吸込側に設けた取入れ口１５ｃの形状を示している。長孔の他に、図示のような形状が望ましい。また、孔の形状と数は自由である。その他は、前述の第一実施例、後述するその他の実施例に準ずる。また、図４−２（イ）、（ハ）、並びに図４−５（イ）、（ロ）は、前記した筒体１５の自然気流Ｘ１の取入れ側に関する別の例、及び／又は、図４−２（ロ）、（ハ）は、誘導気流Ｘ２に関する例であり、一条〜数条のスリット、一個〜数個の開口等の取入れ口１５ｃを形成する。

図５−１〜図５−４に示した第三実施例では、第二実施例の構造と、略同じであり、第一風胴部（い）と、タービン室５等の構造が異なる。タービン室５に、羽根車６が縦断式（建屋の鉛直方向）にセットされる。また、タービン室５と羽根車６との間に、上昇気流Ｙとの衝突を回避する空間１０を形成する。この空間１０に上昇気流Ｙを誘導し易くなる手段、及び／又は、羽根車６に自然気流Ｘを確実に誘導するための手段として、タービン室５に誘導片１８を設け、かつ誘導片１８は、第二風胴部（ろ）の中間上部と第一風胴部（い）の先端部との繋ぎ部に至らしめる。この構造で、自然気流Ｘと上昇気流Ｙとの衝突回避を図りつつ、羽根車６のスムース、かつ確実な回転を保障する。その他は、前述の第二実施例、その他の実施例に準ずる。

図６に示した第四実施例では、第二実施例の構造と、略同じであり、羽根車６の構造が異なる。即ち、羽根車６は、第二風胴部（ろ）の鉛直方向に取付け軸１３で支持されており、対の羽根車６を有する構造である。その他は、前述の第二実施例、その他の実施例に準ずる。

図７−１〜図７−５に示した第五実施例では、第二実施例の構造と、略同じであり、タービン室５の構造が異なる。タービン室５の上辺にガイド片２０を形成し、ガイド片２０により、タービン室５より排気される上昇気流Ｙと、自然気流Ｘの衝突回避を図る。また、必要により、羽根車６を、上昇気流Ｙのみでの回転を図り、かつ自然気流Ｘは、上昇気流Ｙの誘引のみに使用する構造である。羽根車６は、図示しない取付け軸で支持されており、対の羽根６ａを有する構造である。その他は、前述の第二実施例、その他の実施例に準ずる。

図８−１〜図８−２に示した第六実施例では、第五実施例の構造と、略同じであり、タービン室５の構造が異なる。タービン室５には、図８−１−１に示すように、羽根車６に自然気流Ｘを確実に誘導するための手段として、庇部２１を設け、かつ庇部２１は、第二風胴部（ろ）の上端下部に至らしめる（繋ぎ部に設ける）。この構造で、自然気流Ｘと上昇気流Ｙとの衝突回避を図りつつ、羽根車６のスムースな回転を保証する。また、第一風胴部（い）の横断面での径は大型とする。尚、庇部２１は、タービン室５の、少なくとも、第一風胴部（い）の一部、又は全体に、縦方向に突設した形状であり、羽根６ａの先端部の下側に位置する。その他は、前述の第五実施例、その他の実施例に準ずる。

図９−１〜図９−４に示した第七実施例では、第三実施例の構造と、略同じであり、第一風胴部（い）と、第二風胴部（ろ）との繋ぎ部と、繋ぎ部に設けたタービン室５の羽根車６の構造が異なる。タービン室５に、羽根車６が縦断式（建屋の鉛直方向）にセットされる。羽根車６は、上昇気流Ｙと、自然気流Ｘとの空気の流れを総合的に受入れて、高効率の回転と、発電量を確保できると考えられる。羽根車６は、図示の如く、横断方向に取付け軸１３で支持されている。その他は、前述の第三実施例、その他の実施例に準ずる。

図１０に示した第八実施例では、第四実施例の構造と、略同じであり、タービン室５の容積を拡充し、タービン室５への自然空気Ｘ、及び／又は、上昇気流Ｙの導入を容易とし、かつ導入の衝突を回避する。空間１０のエリアを確保する構造である。その他は、前述の第四実施例、その他の実施例に準ずる。

図１１−１に示した第九実施例では、柱１の上方にチャンバー室１０４を連設し、このチャンバー室１０４にタービンケーシング５００を、差込み、又は引抜き自在に設ける構成であり、タービンケーシング５００を利用することで、羽根車６の故障時の取扱いと、羽根車６の交換の容易化等を意図する。チャンバー室１０４の切離し屋根部、或いはタービンケーシング５００には、吊りボルト１０５を敷設する。また、チャンバー室１０４には、第一風胴部（い）用の開口１０４ａを、一個又は複数個開設する。尚、タービンケーシング５００には、第一風胴部（い）用の入口５００ａを、一個又は複数個開設する。このタービンケーシング５００、及び／又は、チャンバー室１０４の切離し屋根部（必要により）は、柱１に回転自在に設けられており、柱１に開設した孔に、チャンバー室１０４の突起が差込み支持される。また、柱１、又はチャンバー室１０４には、筒体１５が回転自在に設けられており、タービン室５、又は屋根Ａ２、或いはタービンケーシング５００に開設した孔に、筒体１５の突起が差込み支持される。この第九実施例では、タービンケーシング５００は、三重構造（内外周壁）であり、少なくとも、第一ケーシング５００−１と、第二ケーシング５００−２と第三ケーシング５００−３で構成し（第一ケーシング５００−１等は、鉛直方向に対で設ける構成を説明したが、一例である）、この第一ケーシング５００−１に羽根車６（鉛直方向に対で）が設けられる。そして、この第一ケーシング５００−１と、第二ケーシング５００−２と第三ケーシング５００−３とは、それぞれ開口５００−１ａ、５００−２ａ、又は５００−３ａにより連設される。この開口５００−１ａは、下向きの誘導口部５００−１ｂ（排出部）を備えており、自然気流Ｘを、第一ケーシング５００−１と、第二ケーシング５００−２と第三ケーシング５００−３とに誘導し易い構造となっている。そして、第一ケーシング５００−１、又は、第二ケーシング５００−２、或いは、第三ケーシング５００−３とから（外側に向かって）、個別か一体に立ち上がった導入管部５００−１ｃを経由して、第一風胴部（い）の屋根側（い‘）に到る（鉛直方向に到る）構造であり、この第一風胴部（い）の位置エネルギーによる負圧吸引を利用して、羽根車６の回転エネルギーを確保することを特徴とする。

従って、図１１−２（イ）に示した自然気流Ｘの流れとか、この開口５００−１ａ、５００−２ａ、又は５００−３ａは、それぞれ個別に、開閉自在とすることで、図１１−２（ロ）〜（ニ）に示した上昇気流Ｙ２〜Ｙ４の流れとかが考えられる。図中に於いて、（イ）〜（ニ）で示す。尚、図１１−２に於ける自然気流Ｘの流れは、強風時に於いて、自然気流Ｘの流れを通過できる一例であって、有効である。その他は、前述の如く、位置エネルギーによる負圧吸引を利用し、上昇気流Ｙ２〜Ｙ４により羽根車６の回転エネルギーを確保できる。図中５００−１ｅは、第三ケーシング５００−３から上昇する風の流れを確保するための上昇管部であり、第三ケーシング５００−３と筒体１５を繋ぐための役割を担う構造である（図１１−２（ニ）に示す）。

また、図１１−３（ロ‘）〜（ニ‘）は、図１１−２（ロ）〜（ニ）の平面視した一部省略の要部断面図であり、かつ各図の自然気流Ｘの流れと、上昇気流Ｙ２〜Ｙ４の流れが理解できる。当該図１１−３（ロ‘）〜（ニ‘）における誘導口部５００−１ｂと導入管部５００−１ｃは、単独構造を示したが、誘導口部５００−１ｂが双方構造（図示せず）の例も有り得る。この実施例では、導入管部５００−１ｃは、第一ケーシング５００−１等の外側に設けられている。

尚、図１１−４は、前記タービン室５、又は部屋１ａに開設した孔に、筒体１５の突起１５０１が差込み支持される一例を示した俯瞰図である。その他は、前述の各実施例に準ずる。図１１−５は、柱１の土台２近傍の断面と、入口の形状、並びに収れん突部を示している。

図１２−１に示した第十実施例では、横置き方式（鉛直方向と交差する方向設置）の羽根車６を、タービンケーシング５００に備えた構造であり、例えば、第一ケーシング５００−１の周辺から立ち上がった導入管部５００−１ｃを介して、筒体１５に繋ぐ構造である。また、第二ケーシング５００−２、第三ケーシング５００−３から、個別か一体に筒体１５に繋ぐ構造も有り得る。その他は、第九実施例に準ずる。

尚、各実施例において、図示しないが、第一風胴部（い）の吸込口・空間Ａ３とか、第二風胴部（ろ）の上部、屋根裏Ａ５とか、筒体１５等の適所において、薬品処理手段（第六風胴部に相当する）を配備し、人工的な気流を生成する構造も、新規な発明である。他の各風胴部も配備可能である。無風時に有効な手段である。その他は、前述の各実施例に準ずる。尚、薬品処理手段は、前記自然気流Ｘ、上昇気流Ｙ等との併用も有り得る。

前述した各構造は、本発明の好ましい一例の説明である。従って、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造とか、同じ特徴と効果を達成できる構造、等は、本発明の範疇である。

Ａ 建屋 Ａ１ 躯体 Ａ２ 屋根 Ａ３ 空間 Ａ４ 流れ方向 Ａ５ 屋根裏 Ｂ１ 第一ユニット Ｂ２ 第二ユニット Ｃ 負圧帯域 １ 柱 １ａ 部屋 １００ 筋交部材 １０１ 入口 １０２ 貫通孔 １０３ ガイド兼絞り通路 １０４ チャンバー室 １０４ａ 開口 １０５ 吊りボルト ２ 土台 ３ フィン ５ タービン室 ５００ タービンケーシング ５００ａ 入口 ５００−１ 第一ケーシング ５００−１ａ 開口 ５００−１ｂ 誘導口部 ５００−１ｃ 導入管部 ５００−１ｅ 上昇管部 ５００−２ 第二ケーシング ５００−２ａ 開口 ５００−３ 第三ケーシング ５００−３ａ 開口 ６ 羽根車 ６ａ 羽根 ６ｂ ハブ ６ｃ 軸 ６ｄ 発電機 ６ｅ 軸受 ６−１ 間口 ６−２ 吸込口 ７ シャッタ ７ａ シャッタ収納スペース ８ シリンダ １０ 空間 １１ 誘導部材 １２ 誘導部材 １３ 取付け軸 １５ 筒体 １５ａ 孔 １５ｂ ゲート １５ｃ 取入れ口 １５ｄ 出口 １５ｅ フィン １５００ 天井面 １５０１ 突起 １６ 嵌合 １７ 風向板 １８ 誘導片 ２０ ガイド片 ２１ 庇部 ２２ 風胴装置 （い） 第一風胴部 （い‘） 屋根側 （い１） 緩衝空間部 （ろ） 第二風胴部 （は） 第三風胴部 （に） 第四風胴部 （ほ） 第五風胴部 Ｘ 自然気流 Ｘ１ 自然気流 Ｘ２ 誘導気流 Ｘ３ 自然気流
Ｙ 上昇気流 Ｙ１ 上昇気流 Ｙ２ 上昇気流 Ｙ３ 上昇気流 Ｙ４ 上昇気流 Ｚ 排気 Ｚ１ 排気空気

Claims (13)

1. 建屋と、この建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
   前記風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、この第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
   このタービン室には、前記自然気流のエネルギー、及び、前記上昇気流のエネルギーを取込み、この両エネルギーで、前記羽根車を回転可能とし、
   また、前記タービン室から排気される気流を、前記建屋外に排気し、
   前記タービン室と前記羽根車とでなる空間に設け、かつ前記第二風胴部の中間上部と、前記第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片を備えることを特徴とした風力発電装置。
2. 建屋と、この建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
   前記風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、この第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
   このタービン室には、前記自然気流のエネルギー、及び、前記上昇気流のエネルギーを取込み、この両エネルギーで、前記羽根車を回転可能とし、
   また、前記タービン室から排気される気流を、前記第二風胴部に繋がる建屋外に設けた第三風胴部を介して、前記建屋外に排気し、
   前記タービン室と前記羽根車とでなる空間に設け、かつ前記第二風胴部の中間上部と、前記第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片を備えることを特徴とした風力発電装置。
   
3. 建屋と、この建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
   前記風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、この第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
   このタービン室には、前記自然気流のエネルギー、及び、前記上昇気流のエネルギーを取込み、この両エネルギーで、前記羽根車を回転可能とし、
   また、前記タービン室から排気される気流を、前記建屋外に排気し、
   前記タービン室と前記羽根車とでなる空間に設け、かつ前記第二風胴部の中間上部と、前記第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片か、又は前記タービン室に向って、かつ前記繋ぎ部に設けた庇部かの何れかを備えることを特徴とした風力発電装置。
4. 建屋と、この建屋の風胴に設けた羽根車、及び発電機とで構成する風力発電装置であり、
   前記風胴は、自然気流を導入する屋根に設けた第一風胴部と、気圧差により発生する上昇気流を導入する柱に設けた第二風胴部と、この第一風胴部と第二風胴部とが合流する箇所に設けたタービン室とで構成し、
   このタービン室には、前記自然気流のエネルギー、及び、前記上昇気流のエネルギーを取込み、この両エネルギーで、前記羽根車を回転可能とし、
   また、前記タービン室から排気される気流を、前記第二風胴部に繋がる建屋外に設けた第三風胴部を介して、前記建屋外に排気し、
   前記タービン室と前記羽根車とでなる空間に設け、かつ前記第二風胴部の中間上部と、前記第一風胴部の先端部との繋ぎ部に設けた誘導片か、又は前記タービン室に向って、かつ前記繋ぎ部に設けた庇部かの何れかを備えることを特徴とした風力発電装置。
5. 前記第一風胴部は、受入通路と、排気通路との組合せでなることを特徴とした請求項１乃至は請求項４の何れか一項に記載の風力発電装置。
6. 前記第三風胴部は、前記第二風胴部の上部に嵌入、又は遊嵌するとともに、この第三風胴部は、この第二風胴部に回転自在に設けることを特徴とした請求項２に記載の風力発電装置。
7. 前記中心羽根車の外側に設けた外周羽根車との間に、環状の区画部を設けることを特徴とした請求項８に記載の風力発電装置。
8. 前記柱の基端には空気流通用の複数の孔を開設し、この孔に、床下に設けた外気、又は地中空気導入用の第四風胴部を設けることを特徴とした請求項１乃至は請求項４の何れか一項に記載の風力発電装置。
9. 前記柱の基端には、補強用の筋交部材を付設することを特徴とした請求項１乃至は請求項４の何れか一項に記載の風力発電装置。
10. 前記第二風胴部、及び／又は、前記タービン室に、加熱用の手段として役立つ薬品供給手段を付設することを特徴とした請求項１、請求項２、又は請求項５に記載の風力発電装置。
11. 前記第一風胴部、又は前記第二風胴部に、風を誘導する、ガイド手段を付設することを特徴とした請求項１乃至は請求項４の何れか一項に記載の風力発電装置。
12. 前記第四風胴部に、風を誘導する、ガイド手段を付設することを特徴とした請求項１０に記載の風力発電装置。
13. 前記建屋は、二階以上の建屋とし、前記柱は、屋根の頂面まで達することを特徴とした請求項１乃至は請求項４の何れか一項に記載の風力発電装置。