JPH10103216A - 誘導板付き三次元積層風収集方式による風力発電装置 - Google Patents

誘導板付き三次元積層風収集方式による風力発電装置

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JPH10103216A
JPH10103216A JP8292220A JP29222096A JPH10103216A JP H10103216 A JPH10103216 A JP H10103216A JP 8292220 A JP8292220 A JP 8292220A JP 29222096 A JP29222096 A JP 29222096A JP H10103216 A JPH10103216 A JP H10103216A
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Michiaki Tsutsumi
道明 堤
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、風力の最大有効利用技術におい
て、風の変動性とエネルギー密度が薄いという課題を、
建築構造上の力学的範囲に基づいて、地上100米以上
の気流を確実に収集・制御して、エネルギー資源の枯渇
問題に関して、再生可能な風力エネルギーの特徴を活用
して真の意味でのエネルギー創出を現実化して、電力業
界並びに産業界に貢献することを目的とする。 【構成】建築構造上の積層タワーを構築して、各階層ご
とに床部分と風車室と天井部分を設け、その天井部分を
逆さ富士状に形成して、外周より内周部に向けて、湾曲
状又は中折れ状に形成した誘導板を渦巻き状に配列して
設置する、そうして、各階層の誘導板の配列状態を交互
に右巻き状・左巻き状に取り付けた構成とした、建築構
造上の形態による三次元積層風収集方式に構成した。 【効果】建築構造上の力学的範囲によって、高層気流を
確実に収集・制御したことにより、従来の風車システム
の10倍以上の風力利用が可能になり風力の大規模発電
が可能となり、エネルギー革命を可能にする効果を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、風力の最大有効利用
の装置において、風収集と制御において、建築構造上の
力学的見地に基づいて最も効果的な三次元風収集装置に
よる、風力発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術における、現在最も効率の良
いプロペラ型風車においては、(図2)の14の風収集
の範囲において、風車システムにおける風車の回転直径
の範囲による風収集方式であり、風向に正対して作動す
るために、力学上効率は現在最高効率の風車システムで
あることは公知の事実であり、全世界の動向も概ねこの
方向で開発されている状況であるが、直径50メートル
以上の大型風車になると大型化に比例して・システムの
制御において物理的にまだまだ克服すべき課題も多い状
況にある。何よりも本発明との基本的な違いは、設置面
積において、単基設置型であり、単位面積当りのエネル
ギー収集効率において劣り、尚風力の最大有効利用にお
いて、風収集の範囲を拡大するために、風車の回転直径
を大きくすれば、直径の大きさに比例して制御技術が困
難となり、地上2〜300メートル内外の気流を確実に
収集するということには物理的に限界があり、従来の風
収集装置及び技術において建築工学的発想に基づく三次
元積層風収集方式による風力発電装置は存在しなかっ
た。
【0003】次に、発明の名称(特平願・平7−743
75)建造物の庇を風収集誘導板とした積層タワーの風
力発電装置においては、断面図(図3)の13によれ
ば各階層毎の庇9は鋭角状に形成されており、外側の庇
によって風収集するという構造形式であり、構造物とし
ての対風速に対応するための構造としては効果があるも
のの風収集効率において収束された気流の大部分は外側
に逃げてしまい、風車に作用する風力エネルギーが少な
く従って風車の起動性に間題があり、誘導板の機能・効
果に更なる改良点が発見され、この発明は、前記、特平
願・平7−74375の誘導板の欠陥を克服するために
開発されたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本装置が解決しようと
する課題は、風力エネルギーを利用して風力発電を実施
する場合に於て、エネルギー密度の薄い風力エネルギー
をどう効率よく収集するかということと、変動の大きい
風力エネルギーをどう制御して装置の安全性を保つか・
換言すれば使いやすいエネルギーにするかということ
に、基本を置いて開発したものである。具体的には本装
置における風車性能の基本は、気流をガイドする誘導板
の設置位置と構造形態にあり、本装置の建築構造物の形
態から見て、一応気流は横風を受けるものと考えられ、
その横風をどう垂直方向に作用させるか、気流を整流す
るかということである。
【0005】
【課題を解決するめの手段】エネルギー密度の薄い風力
エネルギー利用に於ける課題を克服するために、建築構
造上の工学的範囲による三次元風収集を実現するため
に、各階層ごとに風車発電を実施できる積層タワー(図
2)の13を構築して、各階層ごとに(図1及び(図
4)床部分4と風車室3と天井部分2を設け、その天井
部分2の形状をを逆さ富士状に形成して、外周部より内
周部に向けて、湾曲状(図5)の1又は中折れ状(図
6)の1に形成した誘導板を渦巻き状に配列して設置
する。そうして、各階層ごとの誘導板の配列形状を交互
に右巻き状・左巻き状に取り付けた構成(図1)(図
5)(図6)とした。次に風車室3の中心部の上下に向
けて風車回転軸6を取りつけ、その回転軸は上下の軸受
に確実に支持され、その回転軸に揚力形の風車5を
取り付ける。床部分は4中央部を盛り上げ発電機その他
の機器を装備し内蔵した発電装置室7を設けた構造とし
て構成した。
【0006】次に本装置の風収集と乱気流の制御を建築
構造上の範囲によって解決したことについて図4によっ
て説明する。先ず、図4は一階層部分の部分断面図であ
り、風車室3の中心に設置された風車回転軸6は、天井
部分2と発電装置室7の床部分4に、建築構造上の効果
を活かして、上下の軸受6に確実に支持されており、
風車システムとしては剛構造となり乱気流の制御に対応
し、次に広範囲の風収集については、図2及び図3に示
すように、高層建築物として風車発電積層タワーを構築
して、高層気流を収集する三次元空間の広範囲の収集に
対処できる構造に構成した。
【0007】
【作用】本装置の作用を図4及び図5によって説明す
る。先ず、誘導板の形態を湾曲形1又は中折れ形1
形成した多数の誘導板を渦巻き状に配列して設置したこ
とにより、垂直軸型の風車方式に構成したことにより、
流入する気流は、横風であれ、上下あらゆる方面からの
乱気流であれ誘導板1又は1に作用して中心部に誘導
され、整流されることになる。
【0008】次に本装置の機能及び作用を説明する。図
4は本装置の部分断面略図である、気流イは、図面向か
って右方より吹いているものとする、一応右から流入し
た気流は誘導板1又は1に衝突し、誘導板の配列状態
を渦巻き状に形成したために、流入した気流は中心部に
向かって作用し、逆さ富士状に形成された天井部分2は
急角度で直角方向に形成されているために、気流イは下
方に流れて風車ブレードに作用する、その時、風車ブレ
ードの受風面は揚力形のプロペラ形風車の受風形体と同
形体となり、風車ブレードに作用して揚力を発生させ
る。
【0009】次に、湾曲形誘導板1及び中折れ形誘導板
を各階層毎に反対方向に取り付けて設置したため
に、風車に作用する気流はそれぞれ反対方向に回転する
作用となり、風車発電積層タワー13の高層建築物とし
ての揺らぎ又は振動を吸収し、揺らぎ又は振動による傾
きを、建築構造上の自己復元と装置の安全性を保持する
作用となる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面によって説明する。
(図1)は積層タワーの部分斜視図であり、天井2部分
に渦巻き形の誘導板1を配列した状態を示す、誘導板1
は各階層毎に右巻き、左巻きと交互に逆巻きに取り付け
た状態の実施例である。
【0011】次に(図5)は天井部分を下から見た平面
図であり、湾曲形に形成された誘導板1の右巻き及び左
巻き状に配列して取り付けられ装備された状態を示す。
【0012】次に、(図6)は天井部分を下から見た平
面図であり、中折れ形に形成された誘導板1の右巻き
及び左巻き状に配列して取り付けられ装備された状態を
示す。
【0013】
【発明の効果】積層タワーの各階層毎の天井部分に湾曲
形1又は中折れ形1の誘導板を渦巻き状に配列して設
置したことにより、広範囲の風収集と乱気流等の流入す
る気流を確実に誘導し、且つ整流する効果を有する。
【0014】次に、風車回転軸を上下の軸受けに確実に
支持されているゆえに、風車システムの堅牢性及びシス
テムの安全性において勝れ、積層方式の建造物に各階層
を設けたことにより、風車破損時に於て、用意に風車交
換が可能である。
【0015】三次元風収集すなわち立体的に空間を利用
するために土地の有効利用が図れるために設置の際に立
地条件に優れる故に風力による大規模発電を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の実施斜視図
【図2】は、本発明の積層タワーの風力発電装置と従来
の風車の比較断面図
【図3】は、本発明の積層タワーの風力発電装置と(特
平願・・・7−74375)との比較断面図
【図4】は、本発明の一階層の部分断面略図
【図5】は、天井部分に湾曲形の誘導板を配列して設置
した下方より見た平面図
【図6】は、天井部分に中折れ形の誘導板を配列して設
置した下方より見た平面図
【符号の説明】
1 は−湾曲形誘導板 1は−中折れ形誘導板 2 は−天井 3 は−風車室 4 は−床 5 は−風車 6 は−風車回転軸 6は−軸受 7 は−発電装置室 8 は−柱 9 は−庇 10 は−脚部 11 は−基礎 12 は−屋根 13 は−本発明の風車発電積層タワー 13は−従来の風車発電積層タワー 14 は−従来の風車 イ は−気流

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高層タワーの各階層毎に風車発電装置を積
    層搭載して実施する風力発電装置の風収集装置の構造に
    おいて、家と言う概念に基づく建築物の主要構成部分の
    各階層毎の天井部分(2)に湾曲形又は中折れ形に形成
    された多数の誘導板(1)又は(1)を渦巻き状に配
    列して取り付けられた誘導板を各階層ごとに、例えば1
    階を右巻きに、2階目を左巻きに取り付けると言うよう
    に各階層ごとに交互に反対巻きに取り付け設置したこと
    を特徴とする、誘導板付き三次元積層風収集方式による
    風力発電装置
JP8292220A 1996-09-27 1996-09-27 誘導板付き三次元積層風収集方式による風力発電装置 Pending JPH10103216A (ja)

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