JPS597784A - 風力増強装置 - Google Patents

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】 本発明は従来のものに比して増速比が大きく、しかも風
速の変動を少なくしうる風力増強装置に関するものであ
る。

石油、石炭などの化石資源の枯渇化などに対処するため
、原子エネルギの積極的利用と同時に、太陽熱、太陽光
、波力、更には風力などの自然エネルギの利用が見なさ
れており、現在実験プラン八 トによる開発研究がなされている。しかしその−っであ
る風力エネルギーは石油原子力などのエネルギに比して
、一般にそのエネルギ密度が著しく低いばかりでなく、
強度の変化が著しい。従って例えば発電への利用に当っ
ては、風車や発電機が大型高価となったり、一定した出
力を得らねにくいことなどにもとづく製作上、運転上の
技術的困難や、発電原価が高いなどの経済的な弱点をも
つ。

しかしこねらが解決されれば発電原価の安い大容量風力
発電装置などの風力利用装置の実現も可能である。例え
ば風速を２．５倍にまで高め得たとずろと、エネルギ密
度をその６乗である１５倍にできることから、同じ出力
を得るための風車の直径は１／４ですむことになる。捷
だ風車の回転数が１０倍になることから、増速歯車や発
電機を一挙に小型化でき、前記の如き技術的、経済的な
隘路は大きく開かねろ。

そこで従来においては例えば第１図に示す断面図のよう
な風力増強装置が用いらねている。この装置は断面が翼
型の円筒体（１）、即ち空気入口（２）より空気出口（
３）の方向に進むに伴い、内径が小さくなる縮流部（４
）と、これと連なる径の最も小さい風車設置部（５）お
よびこ２から再び内径がラッパ状に拡って空気出口（６
）に達する拡大部（６）とよりなるものである。そして
縮流部（４）に集めらねた風を径の最も小さい風車設置
部（５）を介して、抵抗の少ない拡大部（６）に放出さ
れることにより、縮流作用によって風車設置部（５）に
おける風速を強制的に増速し、ここに置かわた風車（７
）を回転するようにしたものである。この形式のものは
拡大部（６）の拡がりを太きくし、族１１冒γ気に対す
る抵抗を少々くすることによって増速比を大にできるが
、この拡がりが成る程度以上になると拡大部（６）にお
いて流れが剥離づ−る現象、即ち流れが拡大部（６）の
内壁面まで拡がらなくなり、第１図中に示すような乱れ
た流れを発生して空気抵抗を増大させる現象を生ずる。

このため成る値以上に増速比を高めることができなくな
り、これによって得られる増速比の最高は高々１４程度
の極めて不満足なものとなる。

寸たこの装置は単に受入れた風の縮流による増速作用が
得られろのみであって、時々刻々変動する強度の変動に
もとづく風速の変動の一定化、捷たは変動を少なくする
ことに関しては全く無力である。従って例えは風力発電
の場合、風車として機械的構造が複雑であって高価であ
る可変ピッチ風車を用い々い限り、発電機の回転数ケ一
定化して一定出力を取出すことができない欠点があり、
結局この従来装置では風力利用に伴う技術的経済的々困
難を解消するまでに至ら々い。

本発明は充分な増速と風速の一定化を図りうる風力増強
装置の提供を目的とするものであって、次に図面を用い
てその詳細を説明する。

本発明は第１図によって説明した風力増強装置において
、その風車設置部に増速筒体の受入れ空気の一部または
外気にまり増速筒体の受入れ空気と同方向の増速空気流
の強制循環を行って増速し、またその循環系の増速空気
の量の調節により風車の回転数を一定化するようにした
ものである。次に実施例（（より本発明の詳細な説明す
る。

Ａ・２図は本発明の一実施例を示す断面図０才１図と同
一符号は同等部分を示す。）であって、図において（１
）は増速円筒体、（４）は縮流部、（５）は風車設置部
、（６）は拡大部、（７）は風車であって、これらの構
成は第１図のものと同様である。

本発明の特徴とするところは、風車（７）を挾んでその
上流側即ち縮流部（４）側に、風車（７）に向けて空気
を吹出す環状の空気吹出１１ｉ８）止設け、また風車（
７）の下流側即ち拡大部（６）側には、風車（７）を通
過した空気を受入れる風車側に向いた環状の空気吸込口
（９）を設ける。そして送風機とその駆動電動機な　５
− どからなる補助動力装置（１０）とにより、風車（７）
を介する空気の強制循環系統を設けると同時に、検出器
（１りにより検出された風力の変動に対応して、空気循
環量を調整する補助動力装置（１０）の制御装置（１２
）を設けて、増速と風速の一定化を図るようにしたもの
であって、補助動力装置（１０）の電源は例えば風車（
７）により駆動される図示しない発電機の出力の一部、
捷たは別電源から得る。なお（１６）は空気吸込室、（
１りは空気吹出室である。

このようにすれば増速は増速円筒体（１）そのものにも
とづく１ものと、空気の強制循環にもとづくもの、即ち
風車（７）の前後に強制的に作られる圧力差にもとづく
ものとで行われる。従って従来の増強装置に比べてより
大きな増速が行われて、エネルギの高密度化が可能とな
る。また空気循環量の調節にまり増速比を制御できるこ
とから、強度の変動にもかかわらず風速を所定の値に一
定化できる。

なお第１図に示した従来の増強装置と、これと同一寸法
の増強装置に空気循環系統を設けた第２図の本発明装置
とについての比較実験結果によれ　６− ば、増速比は従来の場合最高１４であるに対し、本発明
ではろにすることができた。またこの風速の増強と空気
循環暇の制御によって、非常に低い２〜５　ｍ／ｓの風
速においても出力運転が可能となり、また一定回転数、
一定出力の運転を容易に行いうろことが確められた。

以上本発明な一実施例について説明したが、拡大部側の
空気吸込口を省略し、増速筒体（１）の縮流部側にのみ
空′気吹出口を設けて補助動力装置により夕１気を吹出
して風車設置部にＩｖｌ速のための空気流を作るように
することもできる。捷た更に空気吹出口を省略して拡大
部側にのみ　空気吸込口を設け、補助動力装置により風
車設置部を通過した空気の一部を吸引して増速すること
もできる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば風エネ
ルギの充分な高密度化と風速の一定化が可能となるもの
で、風力発電装置などの風力利用装置に適用してその実
用的効果には著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の増強装置の断面臼、第２図は本発明の一
実施例を示す断面図である。 （１）・・・増速内油体、　（２）・・・空気人口、　
（３）・・・空気比［］、　（４）・・・縮流部、　（
５）・・・風車設置部、　（６）・・・拡大部、　（７
）・・・風車、　（８）・・・空気吹出口、　（９）・
・・空気吸込口、　　（１０）・・・捕取動力装置、　
　（１１）・・・風力検出器、　　（１２）・・・制御
装置、　（１３）・・・空気吸込室、　　（１４）・・
・空気吹出室。 特許出願人　財団法人　電力中央研究所代理人弁理士犬
塚　学 外１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　風車設置部に増速筒体の受入れ空気と同方向
   の空気流の強制循環系を設けて増速することを特徴とす
   る風力増強装置。 （２）　　増速筒体の風車設置部を挾んでその縮流部側
   に設けられた空気吹出口と拡大部側に設けられた空気吸
   込口と補助動力装置とにより強制循環系が形成されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の風力増強装
   置。 （６）増速筒体の縮流部側に設けられた空気吹出口と、
   補助動力装置とにより外気流を風車設置部に流し込む強
   制循環系が形成されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の風力増強装置。 （４）増速筒体の拡大部側に設けられた空気吹込口と補
   助動力装置とにより風車設置部を通過した空気を吸引す
   る強制循環系が形成されたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の風力増強装置。