JPS5946374A

JPS5946374A - 風力発電装置

Info

Publication number: JPS5946374A
Application number: JP57156827A
Authority: JP
Inventors: Makoto Minamidate; 誠南舘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1984-03-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は新規な風力発電装置に係９、特に上空部を流
れる大気流を縮流して加速した高速−の大気流にて通風
筒体を上昇する上昇気流を吸引排気して、通風筒体を上
昇する自然通風による上昇気流の流速を大幅に増大させ
、もってこの高速の上昇気流により通風筒体内の発電用
タービンを回転駆動して電力を得るようになした風力発
電装置に関する。

Ｔ年、石油エネルギの代替エネルギとして太陽熱・地熱
・風力・潮力等の自然力を利用した発電装置が研究開発
されている。

これら自然エネルギのうち風力を利用した風力発電装置
は、風車ないしプロペラを大気流中に設置し、大気流に
よってこれを回転駆動きせて、この回転力を発電機に伝
えて電力を得るようになっている。

しかしながら、上記従来の風力発電装置では風車やプロ
ペラ等の回転体が大気中にさらされているので、回転不
良を起し易く、長期にわたり安定した作動を得るために
は、種々の環境対策を要する。才だ、充分な風力を得る
ためには、比較的に上空に風車等を設けなりればならな
いが、上空に風車等を設けることになると、風車の回転
力を地上側の発電機に結ぶ伝達駆動系か長くなってしま
い、従って極〈小規模の発電にしか遍心ないものである
。

本発明は以上の従来の問題点を解決すべく創案きれたも
のである。本発明の目的は、上空部を＋１１ｉ、れる大
気流を第１および第２のガイド部材とり一−−／ングと
により縮流して加速した大気高速ｉｉｆシｌｌこて通風
筒体を上昇する上昇気流を吸引して通風筒体の上昇気流
を高速化し、との高速の上昇気流により通風筒体内の発
電用タービンを回転駆動させるように構成したことによ
り、プロペラ等の１６ｊ　転体が大気中に存在しないの
で、向転体のｌＢ−！１転不良ないし不能等の心配がな
く、長期にわたってダボした作動が得られ、才だ通風筒
体内の上昇気流により発電用タービンを回転いせている
ので発電用タービンを地上部側に設置できるため、通風
筒体を大型にしたとしても発電用タービンと発電機とを
直結する煮とができ比較的に大きな電力供給か可能な風
力発電装置を提供することにある。

以下に本発明の好適一実施例を添伺図面に従って詳述す
る。

第１図において、１は地上部Ｇより上２部Ｓに立設され
た通風筒体である。地」二部Ｓ　ｆｉ４１１の通風筒体
１の基部１ａは基台となるべく大径に形成濱れ、基部１
ａ上端部は漸次絞られ基部１ａ上端より通風筒体１の中
ｍ」部１ｂおよび上部１ｃが起立している。通風筒体１
の基部１ａＫは、その周方向に沿って適宜間隔にて吸気
口２が形成されると共に通風筒体１の上部１ｃ上端には
排気口３が形成きれ、通風筒体１内には、吸気口２部と
排気口３部との大気圧の差により、上昇気流Ｆが形成ば
れている。

更に、通風筒体１の上部１ｃ上端より連通管４が起立し
て設けられておシ、連通管４下端と上部１ｃ上端とは継
手５を介して連結されている。継手５には軸受か内蔵き
れ、連通管４は通風筒体１の上部１ｃに回転自在に支持
きれている。連通管４上端はケーシング６下面の導入Ｄ
　７に接続されてお９、連通管４は通風筒体１の上部１
Ｃの排気口３とケーシング６の導入ロアとを連通接続し
ている。

ケーシング６は、第１図乃至第２図に拡大示するように
、その上面８は水平方向に沿って流線形状に湾曲形成場
れると共にその下面９はほは水平に平坦に形成きれてい
る。ケーシング６の後端部６ａ（図示例では右方で大気
流人の上流側ｊ）には導入ロアからグーソング６内に導
入きれた上昇気流Ｆを大気中に導出する導出口１０が設
けらｆ−している。

また、ケーシング６の前端部６′ｌ〕側（図示例では左
方で大気流Ａの上流側）の上面８上方には、上空部Ｓの
大気流人を上面８に沿って案内しつつ縮流し人気流人を
加速し減圧する第１のガイド部材１１が設けられている
。第１のガイド部材１１は大気流人を滑らかにグーシン
ク６側に案内すべく湾曲形成きれたフレート状であり、
支持棒１２を介してケーシング６に取シ付けられている
。また、ケーシング６の後端部６ａ側の上面８上方には
、第１のガイド部材１１により縮流された十ｍ」８側の
大気流人の一部を更に上面Ａ側に縮流しつつ案内する曲
板状の第２のガイド部材１３が設けられている。第２の
ガイド部材１３は下に凸に湾曲形成烙れガイド部材１３
の後端部１３ａは導出口１０後方に延出烙れると共に下
面９を形成する下板１４の後部１４ａも導出口１０後方
に延出きれており、第２のガイド部材１３にて縮流烙九
た大気流人を導出口１０後方側にて拡大ずべく、第２の
ガイド部材１３の後端部１３ａと下板１４の後部１４ａ
との間は漸次、滑らかに拡開されている。また、第２の
ガイド部材１３も支持棒１５を介してケーシング６に支
持されている。

一方、通風筒体１の中間部１ｂ内には、上昇気流Ｆによ
り回転駆動ざ扛る発電用タービン１６が設けられている
。発電用タービン１６は、中間部１ｂの中心軸に沿って
配設されたシャフト１７と、シャフト１７に適宜間隔に
取シ句けられたグロペラ羽８！１８と、ンヤフト１７を
回転自在に支持すべく設けられた軸受１９と、軸受１９
と中間部１ｂ内壁との間に介設され軸受１９を支持する
ロッド２０とから生に構成されている。また、通風筒体
１の基部１ａ内には、発電用タービン１６のシャフト１
７に直結され、／ギフト１γの回転力により駆動される
発電機２１が設りられている。

発電機２１は支持ロッド２２を介して基部１ａに支持さ
れている。

次に本実施例の作用について述べる。

通風筒体１の吸気口２から導入された外気は、地上部Ｇ
の吸気口２と上空部Ｓの排気口３との大気圧差による自
然通風によって、通風筒体１内を上昇気流Ｆとなって上
昇し、連通％４を通って導入ロアよりケーシング６内に
導入きれ導出口１０より大気中に排気烙れる。

γ方、上空部Ｓを流れる大気ｆＡｃＡｉは、ケーシング
６の前端部６ｂから後端部６ａに沿って流れる。

大気流人の風向は変動するが、ケーシング６は歿長の流
線形状に形成されているので大気ＭＬＡの流れに沿う性
質を有し、継手５を介して通風筒体１に回転自在に支・
持された連通管４に連結きれたケーシング６は大気ｌ７
１ｉ、Ａの流れに配向すべく旋回ターる。従って、ケー
シング６の前端部６ｂは常に大気ｉＸＡの上流側に臨む
ことになる（なお、ケーシング６が大気流Ａの流れに沿
う性質を高めるため、たとえば第２のガイド部材１３上
に方向尾翼を設けてもよい。）。ケーソンクロのＭｉＪ
端部６ｂ側の上面８と第１のガイド部材１１との間に流
入した大気流Ａは、上面８おまひ第１のガイド部材ゝ１
１により」二面８に沿って流れ漸次縮流されて加速され
る。更に、この加速された大気流Ａの一部は、第２のガ
イド部材１３と後端部６ａ側の上面８Ｌの間に導入され
縮流きれる。そして、この縮流により加速きれ減圧きれ
て高速となった大気流Ａは、導出口１０部およびその後
方へと噴流となって射出芒れ、ケーシング６内の上昇気
１＆　Ｆはこの大気噴流により導出口１０から大気中に
吸引排気されるととになる。

このため、通風筒体１内の上昇する上昇気流Ｆは単なる
自然通風の場合に比べ大幅に加速され高速化され、この
高速の上昇気流Ｆにより中間部１ｂの発電用タービン１
Ｇは高速回転し、タービン６のンヤフト１７を介して直
結された発電機２１は駆動され電力が得られ−る。

このように、本発明では、」二窒部Ｓを流才りる大気流
Ａを流線形状のケーシング６と第１および第２のガイド
部材１１．１３とにより縮θｉＣシて加速した高速の大
気噴流にてケーシング６より上列気流Ｆを吸引して通風
筒体１を上Ｊｆ１する上昇気流Ｉ２を高速化し、この高
速の上昇気流Ｆにより通風筒体１内の発電用タービン１
６を高速回転駆動尽ゼるように構成しているため、従来
のようにプロペラ等の回転体が大気中にさらされていな
いので、回転体の回転不良ないし不能等の故障の七・配
かなく、長期間、安定した作動か得らｉ’Ｌる。）また
、通風筒体１内の上昇気流Ｆにより発電用タービン１６
を回転させているので、タービン１６金地−」一部Ｇ側
に設置できるため、タービン１６と発電機２１との間の
伝達駆動系を短縮ないし省略でき、通風筒体１の大型化
が容易で比較的に太さな電力供給が可能である。

また、本発明では、第１および第２のガイド部材１１．
１３により大気流人を２段階にて縮流しているので高速
噴流が得られる。すなわち、−牧童ないし一体型のガイ
ド部材によシ一段階にて大気流を縮流するようにすると
、導出口１０部にて大気流Ａに大きな流速を与えるべく
多量の大気流Ａを一挙に絞って縮流した場合、かえって
大気流人の流れを明害し、流速の低下を招いてし１う。

しかし、本発明では、第１および第２のガイド部材１１
．１３により、大気流Ａを２段階にて順次縮流させると
共に、第１のガイド部材１１によシ縮流された大気流へ
の一部を第２のガイド部材１３外側に逃して急激な縮流
（絞り）による流速低下を回避し得、導出口１０部にて
高速の大気流Ａが得られる。更に、導出口１０後方にて
、第２のガイド部材１３の後端部１３ａと下板１４の後
部１４ａとの間を拡開して、縮流した大気流Ａを拡大し
て排出させているため、大気縮流ｅこよる圧力損失も少
く大気流Ａおよび上ゲ１気流Ｆ　ｒＪ太気中に円滑に損
気さ力、る。

なお、上記実施例においては、ケーシング６の上面８の
み流線形状としたが、下面９も上ｉＭ＋　８と対称的な
流線形状とし下面９下刃にも第１および第２のガイド部
材を取シ付けるようＶこしてもよい、。

また、第１および第２のガイド部拐１１．１３をプレー
ト状でなくガイド部４ｉ１１１１１　、１３自体もηＩ
。

線形に形成してもよい。更に、通風筒体１を」−記実施
例のように起立せずに、圧力損失が起らない程度に適宜
に湾曲ないし傾斜きせて形成してもよい。また発電機２
１を通風筒体１外傾’Ｒｋ　Ｉｆ！するようにしてもよ
い。更に、水装置ケ山頂あるいにヒルの屋上等に設置す
る等勿論自由である。。

以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果が
得られる。

（１）　　プロペラ、風車等の回転体か大気中にさら訟
れないので、回転体の回転不良等の故障かなく、長期に
わたって安定した作動か得られる。

（２）通風筒体の上昇気流にて発電用タービンｔｒｉ：
Ｊｌ転させているので、発電用タービンを地」一部側に
設置でき、発電用タービンと発電機とを直結することか
できる。従って、」二空部の速い人気流を利用すべく容
易に通風筒体を高くでき、比較的に大きな電力供給か可
能である。

（３）第１および第２のガイド部月により順次段階的に
縮流しているので、急激な縮流ないし絞りによる流速低
下を回避し得、大気流を有効に加速できるため、通風筒
体の上昇気流を強力、に吸引して上昇気流を高速化し大
きな電力回収か図れる。

（４）構造が簡単で容易に実施でき有用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る風力発電装置の縦断面図、第２図
は同部分拡大側面図である。図中、１は通風筒体、２は吸気口、３は排気口、６はケ
ーシング、７は導入口、１０は導出口、１１は第１のガ
イド部材、１３は第２のガイド部材、１６は発電用ター
ビン、２１は発電機、Ｇは地上部、Ｓは上窒部、Ｆｉｌ
−ｊ：上昇気流、Ａは大気流である。特許出願人　　南　舘　　　誠（外２名つ代理人弁理士　　絹　谷　信　雄

Claims

【特許請求の範囲】

地上部に吸気口を有し上空部に上昇気流として排気する
排気［１を有する通風筒体と、該通風筒体上部に旋回自
在に取り付けられ、上記排気口に連通され上記上昇気流
を導入する導入口とこれを大気中に導出する導出口とを
有し水平力向に沿って流線形状に形成はれたケー／ング
と、該流線形状のケーソング外壁面に沿って上空部の大
気流を案内しつつ順次縮流して加速し、上記導出口より
ケーソング内の上記上列気流を吸引するために、ケーシ
ンク前端部仙ｊの外側延設けられた第１′のガイド部材
および該第１のガイド部材よシケーンングに近接させて
その後端部側の外側に設けられた第２のガイド部材と、
上記通風筒体内に設けられこれを上昇する上列気流によ
り回転駆動される発電用タービンとを備えたことを特徴
とする風力発電装置。