(57)【要約】【課題】発生している需要に必要な量だけ、電力を供給する風力発電のためのシステムを提供することを課題とする。【課題を解決するための手段】ビル内で現実に供給している電力量（３１）と、使用申し込みの新規需要量（３２）を合計したものを現実に発生する全需要量（３３）として捕らえ、そのランク区分（３４）を求め、ランク区分（３４）が従来のランク区分より１ランク増加している場合、現在の風速より、１ｍ早い風速の発電機出力に変更して、供給が確実に出来ていることを確認後、新規需要を許可し、電力の使用が中止され、現実に発生する全需要量（３３）のランク区分が、従来のランク区分より１ランク減少している場合、現在の風速より、１ｍ遅い風速の発電機出力に変更されることによって課題を解決している。【選択図】図４
2010133255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人造風を生成する複数の送風機と、
風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換するプロペラと、
前記プロペラ近傍の風速を計測する複数の風速センサーと、
水平方向に延在して設けられているシャフトと、
前記シャフトに設置してある２台の増速機と、
前記シャフトに設置してあるとともに、２台の発電機を収容している複数の風胴体からな
る建造物で構成される、ビル内に設置される人造風を駆動源とする風力発電装置において、風胴体内の四方の壁から出ている支持棒に支持された送風機支持環と、
前記、送風機支持環に支持されるとともに、コンピューターで風量が調整されている人造
風を生成する、商用電源で始動する複数の送風機と、
商用電源でプロペラ近傍の風速を計測する複数の風速センサーと、
ローターヘッドに、適正なピッチ角度で固定してあるプロペラと、
水平方向に設けられ、かつ前記プロペラが取り付けられた第一シャフト８aと、
前記第一シャフト８a軸上のローターヘッドと第一増速機との間に設置してある、商用電源に接続される第一シャフト８aの回転数を一定にするためのハイブリッド型励磁回路と、
前記第一シャフト８aに設置してある第一増速機と、
第一シャフト１８bに設置してある、発電機が第一誘導発電機又は第一同期発電機で構成
される第一発電装置と、
第一シャフト１８bが延在された第二シャフト２１aと、
第二シャフト２１aに設置してあると共に２倍に増速する第二増速機と、
第二シャフト２３bに設置してある、磁極数が第一誘導発電機又は第一同期発電機の半分
になっている、第二誘導発電機又は第二同期発電機で構成される第二発電装置と、
Nを３以上の整数として、第一発電装置と、第二発電装置を設けてある風胴体が、N個組み合わされたN角形の形状の建造物で構成され、ビル内に設けられた風胴体内に設置される人造風を駆動源とする風力発電装置において、
風胴体内の四方の壁から出ている支持棒に支持された送風機支持環と、
前記、送風機支持環に支持されるとともに、コンピューターで風量が調整されている人造風を生成する、商用電源で始動する複数の送風機と、
商用電源でプロペラ近傍の風速を計測する複数の風速センサーと、
ローターヘッドに、接続してあるプロペラ及びピッチ駆動機構(油圧方式)と、
水平方向に設けられ、かつ前記プロペラ及びピッチ駆動機構が取り付けられた第一シャフト８aと、
前記第一シャフト８a軸上のローターヘッドと第一増速機との間に設置してある、商用電源に接続される第一シャフト８aの回転数を一定にするためのハイブリッド型励磁回路と、
前記第一シャフト８aに設置してある第一増速機と、
第一シャフト１８bに設置してある、発電機が第一誘導発電機又は第一同期発電機で構成される第一発電装置と、
第一シャフト１８bが延在された第二シャフト２１aと、
第二シャフト２１aに設置してあると共に２倍に増速する第二増速機と、
第二シャフト２３bに設置してある、磁極数が第一誘導発電機又は第一同期発電機の半分になっている、第二誘導発電機又は第二同期発電機で構成される第二発電装置と、
Nを３以上の整数として、第一発電装置と、第二発電装置を設けてある風胴体が、N個組み合わされたN角形の形状の建造物と、
電力量表示器と、
発電機出力計測器と、
コンピューターと、
Mを整数、風速センサー５a乃至５dの地点のカットイン風速をYｍ／sとして、発生している電力の全需要量（３３）が、風速（Y＋M）ｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、全需要量（３３）はランク区分（M ＋１）と表示され、風速（M＋１）ｍ／sの発電機出力が供給されるシステムで構成されることを特徴とする、発生している需要に必要な電力量だけを供給する人造風を駆動源とする風力発電装置のシステム。
【請求項２】
前記ハイブリッド型励磁回路は、風洞体内に設置された、プログラマブルコントローラ、コントローラ及び後述のステーター内の電磁石に接続してあるドライバと、
プロペラ回転力を駆動源とする第一シャフト８aと、
ローターヘッドと第一増速機との間に設置してある同心円状環内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石を設けたステーターと、
前記電磁石に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石が第一シャフト８aに設けてあるローターで構成され、前記コントローラからドライバへ与えられたパルス信号により、前記電磁石の磁極が切り替えられ、励磁回路の回転数より５％多い回転数近傍で回転し始めるように設定された、
第一シャフト８aに設けてある磁化された磁石が、１ステップ角毎に前記電磁石の磁極に反応し、１ステップ角毎に回転速度を減じて、第一シャフト８aの回転速度と励磁回路の回転速度が同一になり、２０回転／分〜２００回転／分内の、指示された回転数で第一シャフト８aが回転することを特徴とする、請求項１記載の発生している需要に必要な電力量だけを供給する人造風を駆動源とする風力発電装置のシステム。
【請求項３】
Mを整数、風速センサー５a乃至５dの地点のカットイン風速をYｍ／sとして、発生している電力の全需要量（３３）が、風速（Y＋M）ｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、全需要量（３３）はランク区分（M ＋１）と表示され、風速（M＋１）ｍ／sの発電機出力が供給されるシステムは、
使用される全電気製品、及び、電気製品別1時間あたりの使用電力量（ＫＷ／ｈ）のデーターベースと、
風速センサー５a乃至５dの地点の風速変化（１ｍごと）で発生する発電機出力を、風速別に入力する指令書と、
風速センサー５a乃至５dの地点のカットイン風速がYｍ／sの時、需要電力量が、風速Yｍ／sの時の発電機出力未満の場合、ランク区分１、風速Yｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（Y＋１）ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、ランク区分２とし、以降風速が１ｍ／s増加する毎にランク区分の数字は１増え、Mを整数とすると、需要電力量が（Y＋M）ｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、ランク区分は（M ＋１）とする需要電力量のランク区分と、
現実に供給されている電力量（３１）と、電力量（３１）が前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、電力量（３１）を電力量表示器に入力し、電力量（３１）の位置するランク区分を入力する指令書と、
電気製品の使用スイッチが押された場合、使用者に許可が出るまで待つようにとの指示と、使用申し込み電気製品のＫＷ／ｈを計算し、新規需要（３２）として入力する指令書と、
（３１）と（３２）を合計したものを現実に発生する全需要量（３３）として入力する指令書と、
全需要量（３３）が、前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、全需要量（３３）の位置するランク区分（３４）を入力する指令書と、
ランク区分（３４）が１ランク増加している場合、現在の風速より、１ｍ早い風速に変更して発電することを指示する指令書と、
１ｍ早い風速の発電機出力が、確実になされていることを発電機出力計測器で確認し、全需要量（３３）が位置するランク区分を入力する指令書と、
使用者への許可を表示する指令書と、
電力の使用が中止され、ランク区分（３４）が１ランク減少している場合、現在の風速より、１ｍ遅い風速に変更して発電することを指示する指令書と、
１ｍ遅い風速の発電機出力が、確実になされていることを発電機出力計測器で確認し、全需要量（３３）が位置するランク区分を入力する指令書とで構成されていることを特徴とする、請求項１記載の発生している需要に必要な電力量だけを供給する人造風を駆動源とする風力発電装置のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生している需要に必要な電力量だけを供給する人造風を駆動源とする風力発電装置のシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術は、変化する風速は制御出来ないと考え、その風速から最大効率の発電機出力を得るためのものであるので、発生している需要を把握し、それに必要な量の発電機出力を計算し、風速の制御とピッチ駆動機構で、発電機の出力量を調節して、需要と発電機の出力量を一致させる風力発電システムは今まで無かった。
参考出来る技術は、風力発電も含めて電力系統上の全発電機の運用コストを最小化するように各発電機の単位時間毎の出力量を決定する特許文献１（特願２００７−７９９０９）と、変化する風速に対応して、ピッチ駆動機構でピッチ角を調節して、回転数を調整して発電機の出力量を変化させる技術の、特許文献２（特願２００６−６８９１５）、コンバーターからのトルク指令値が微少量だけ大きくなるトルク指令を出すことにより、回転数を調整して発電機の出力量を変化させる技術の特許文献３（特願２００５−７７０４８）がある。
特許文献１は、気候予測等に基づき風力発電の発電機出力を予測し、風力発電も含めて電力系統上の全発電機の運用コストを最小化するように各発電機の単位時間毎の出力量を決定する方式である。
特許文献１では、まず総需要量を予測し、その需要量から、最初にベース発電機による発電機出力を控除し、次に気候予測等に基づき予測した風力発電の発電機出力を控除し、残余の需要量を増減運用型発電機で供給し、増減運用型発電機の単位時間毎の最適出力量の決定で全発電機の運用コストを最小化するシステムである。
特許文献１と本願との相違点は、
イ、特許文献１においては、需要への対応は風力発電機だけでなく他の発電装置も使用することを想定しており、需要への対応を風力発電機だけで対応させ、風力発電機そのものの発電機出力を増減させる技術ではない。
本願では、需要への対応は風力発電機だけで対応することを想定しており、風速を変化させることによって、風力発電機そのものの発電機出力を増減させていること。
ロ、特許文献１では、需要量は予測されたものであるのに対し、本願では、現実に発生している需要量である点にある。
特許文献２、３は、人造風を対象とする技術でなく、自然界の風を対象とする技術であるが、本願の対象とする「新規需要量により、全需要量がランクアップした場合の電気供給システム」に、特許文献２、３に使われている技術を応用したとして、その相違点を以下に述べる。
本願では、ビル内で現実に供給している電力量（３１）と、使用申し込みの新規需要量（３２）を合計したものを現実に発生する全需要量（３３）として捕らえ、そのランク区分（３４）を求め、ランク区分がふえていると、全需要量（３３）を供給可能な風速に変更し、ピッチ駆動機構で、第一シャフト８aが励磁回路の回転数より５％多い回転数近傍で回転し始めるようにプロペラ６のピッチ角を調節する。
励磁回路の回転数より５％多い回転数近傍で回転し始めた第一シャフト８aは、ハイブリッド型励磁回路で指示された回転数で回転し、第一増速機で増速され、発電機で電気を生成する。
発生した電気は発電機出力計測器で計測され、適正と判断されると、新規需要量（３２）の使用が許可される。
本願と特許文献２、３との相違点は、
ハ、本願では、ランク区分変更の確認後、全需要量（３３）を供給出来る体制を作った後、新規需要量（３２）の使用を許可しているので、供給不足は起こりえない。
特許文献２、３においては、ピッチ駆動機構でピッチ角を調節したり、コンバーターからのトルク指令値が微少量だけ大きくなるトルク指令を出すことによって、発電機出力を増加させようとしても、新規需要量（３２）が使用されて増加する全需要量（３３）が把握されていないので、必要な風速が判らないため風速の増大は出来ず、供給不足が起こる点にある。
従来の風力発電装置は、需要の変化には無関係に、風が吹いた時に稼動させるタイプである。
その技術も、発電機出力をいかに最大にするかという思想から発したものであるため、刻々変化する風速は与えられたもので、その風速に適合させる技術として発達したものが多い。
例えば、風力・発電機出力を検知し、ブレードの角度を変化させ、揚力をコントロールし、プロペラの回転を制御するピッチ制御はその代表的な例である。
需要は、季節や時間によって大きく変動するが、人造風を駆動源とする風力発電装置の最大の特徴は、風速を制御出来る点にあるので、風速を変化させて、発生している需要に必要な量だけ、電力を供給する風力発電のためのシステムがあれば、運営コスト、設備の耐用年数等から有意義なものになる。
【特許文献１】特願２００７−７９９０９
【特許文献２】特願２００６−６８９１５
【特許文献３】特願２００５−７７０４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこでこの発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発生している需要に必要な量だけ、電力を供給する風力発電のためのシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ビル内で現実に供給している電力量（３１）と、使用申し込みの新規需要量（３２）を合計したものを現実に発生する全需要量（３３）として捕らえ、そのランク区分（３４）を求め、ランク区分（３４）が従来のランク区分より１ランク増加している場合、現在の風速より、１ｍ早い風速の発電機出力に変更して、供給が確実に出来ていることを確認後、新規需要を許可し、
電力の使用が中止され、現実に発生する全需要量（３３）のランク区分が、従来のランク区分より１ランク減少している場合、現在の風速より、１ｍ遅い風速の発電機出力に変更されることによって課題を解決している。
【発明の効果】
【０００５】
備蓄の難しい電力エネルギーを扱ううえで基本となるのは「必要な電力を必要なだけ」ということであるが、現状の風力発電装置は、変化する需要には無関係に稼働しているので、需要と供給には常にギャップが発生し、このギャップをいかに無くするかが最も重要な問題点になる。
本発明は、発生している電力の全需要量（３３）をランク区分（３４）し、全需要量（３３）を供給可能な風速の発電機出力で対応しているので、最高に効率の良い供給体制が提供される。需要のあるビル内に本発明を設置すれば、全需要量（３３）のデーターと、複数の風力発電装置の発電機出力の組み合わせで、発生している需要と供給のギャップを無くするという利点を持っている。
【０００６】
本段落において、特許第４２０６１２２号の特許請求の範囲の内容を記載する。
「請求項１」には、
人造風を生成する複数の送風機と、
風力エネルギーを回転運動エネルギーに変換するプロペラと、
前記プロペラ近傍の風速を計測する複数の風速センサーと、
水平方向に延在して設けられているシャフトと、
前記シャフトに設置してある２台の増速機と、
前記シャフトに設置してあるとともに、２台の発電機を収容している複数の風胴体からな
る建造物で構成される、ビル内に設置される人造風を駆動源とする風力発電装置において、風胴体内の四方の壁から出ている支持棒に支持された送風機支持環と、
前記、送風機支持環に支持されるとともに、コンピューターで風量が調整されている人造
風を生成する、商用電源で始動する複数の送風機と、
商用電源でプロペラ近傍の風速を計測する複数の風速センサーと、
ローターヘッドに、適正なピッチ角度で固定してあるプロペラと、
水平方向に設けられ、かつ前記プロペラが取り付けられた第一シャフト８aと、
前記第一シャフト８a軸上のローターヘッドと第一増速機との間に設置してある、商用電源に接続される第一シャフト８aの回転数を一定にするためのハイブリッド型励磁回路と、
前記第一シャフト８aに設置してある第一増速機と、
第一シャフト１８bに設置してある、発電機が第一誘導発電機又は第一同期発電機で構成
される第一発電装置と、
第一シャフト１８bが延在された第二シャフト２１aと、
第二シャフト２１aに設置してあると共に２倍に増速する第二増速機と、
第二シャフト２３bに設置してある、磁極数が第一誘導発電機又は第一同期発電機の半分
になっている、第二誘導発電機又は第二同期発電機で構成される第二発電装置と、
Nを３以上の整数として、第一発電装置と、第二発電装置を設けてある風胴体が、N個組み合わされたN角形の形状の建造物で構成されていることを特徴とする、ビル内に設けられた風胴体内に設置される人造風を駆動源とする風力発電装置。
「請求項２」には、
前記ハイブリッド型励磁回路は、風洞体内に設置された、プログラマブルコントローラ、コントローラ及び後述のステーター内の電磁石に接続してあるドライバと、
プロペラ回転力を駆動源とする第一シャフト８aと、
ローターヘッドと第一増速機との間に設置してある同心円状環内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石を設けたステーターと、
前記電磁石に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石が第一シャフト８aに設けてあるローターで構成され、前記コントローラからドライバへ与えられたパルス信号により、前記電磁石の磁極が切り替えられ、励磁回路の回転数より５％多い回転数近傍で回転し始めるように設定された、第一シャフト８aに設けてある磁化された磁石が、１ステップ角毎に前記電磁石の磁極に反応し、１ステップ角毎に回転速度を減じて、第一シャフト８aの回転速度と励磁回路の回転速度が同一になり、２０回転／分〜２００回転／分内の、指示された回転数で第一シャフト８aが回転することを特徴とする、請求項１記載のビル内に設けられた風胴体内に設置される人造風を駆動源とする風力発電装置。
【０００７】
（全電気製品の電気消費量、発電機出力のランク区分の説明）
本発明では、ビル内で使用される全電気製品は登録され、その1時間あたりの使用電力量（ＫＷ／ｈ）はコンピューターにインプットされ、発生している電力の全需要量（３３）はランク区分（３４）される。
ランク区分は、風速センサー５a乃至５dの地点のカットイン風速をYｍ／sとして、需要電力量が、風速Yｍ／sの時の発電機出力未満の場合、ランク区分１、風速Yｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（Y＋１）ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、ランク区分２とし、以降風速が１ｍ／s増加する毎にランク区分の数字は１増え、Mを整数とすると、需要電力量が風速（Y＋M）ｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、ランク区分は（M ＋１）となる。
需要電力量が風速（Y＋M）ｍ／sの時の発電機出力と同じか或いは大きく、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの時の発電機出力より小さい場合、風速（（Y＋（M＋１））ｍ／sの発電機出力が供給される。
例えば、Mが５の場合、５a乃至５dの地点の風速はカットイン風速より５ｍ早い風速（Y＋５）ｍ／sで、需要電力量のランク区分は６となり風速（Y＋６）ｍ／sの発電機出力が供給される。
本発明の発電機出力は、一個の風胴体の第一発電装置の発電機出力と、第二発電装置の発電機出力を合計したものである。
【０００８】
（プロペラ６を、風速と無関係に一定の回転数近傍で回転し始めさせる構成）
本発明では、ローターヘッド７に、回転センサーとプロペラ６のピッチ角を可変にするためのピッチ駆動機構が設けられている。
回転センサーとピッチ駆動機構を事前に稼動させ、風速区分別の、送風機４a乃至４dからの風量情報と、風速センサー５a乃至５dの地点の適正風速データーは予め入手してある。
コンピューターに送られた送風機４a乃至４dからの風量データーは、風速センサー５a乃至５dの地点の適正風速データーと照合の上、送風機４a乃至４dからの送風は、コンピューターで風速センサー５a乃至５dの風速が適正になるような風量に調節され、プロペラ６の回転数はどの風速区分でも、常に一定の回転数近傍で回転し始めるように、ピッチ駆動機構と回転センサーで調節される。
【０００９】
（本発明の電源）
本発明の電源は、商用電源が使用される。
【００１０】
（図面に基づく本発明の説明）
第一発電装置の発電機は４極式、５０HZ、６枚プロペラ、励磁回路は５相励磁、発電機が誘導発電機の場合、入力パルスの周波数１３００ＨＺ、同期発電機の場合、１２５０ＨＺ、第一増速機１７の増速率は40倍、第二発電装置の発電機は２極式、５０HZ、風胴体1個（第一発電装置と、第二発電装置を設置）、カットイン風速１６ｍ／s、カットアウト風速５０ｍ／s、ランク区分18、風速３３ｍ／sで発電中であると仮定して第一、第二発電装置の構成、運転状況、及び本発明の供給システムを図１〜図５で説明する。
Ｌを整数として、電気需要量が風胴体Ｌ個の発電機装置を要する場合、（Ｌ−1）個の風胴体の発電機装置はカットアウト風速５０ｍ／sで発電され、Ｌ番目の風胴体の発電機装置で、ランク区分された電気需要量に対して、供給可能な風速に変更して発電する本発明の供給システムが実施される。
Ｌ個の発電機装置は、全く同じ装置同じ構成なので、（Ｌ−1）個の風胴体の発電機装置の説明は省略し、Ｌ番目の風胴体の発電機装置の供給システムについて説明を行う。
【００１１】
（本発明の装置、及び呼称）
本発明におけるピッチ制御とは、“風速、発電機出力を検知し、プロペラの角度を変化させ、揚力をコントロールし、プロペラの回転を制御する装置”の意味で使用している。  
本発明では、送風機から第二発電機方向を風下、ハブのローターヘッドから第一増速機までの回転軸を第一シャフト８a、第一増速機から第一発電機までの回転軸を第一シャフト１８b、第一シャフト１８bが延在された水平軸の、第一発電機から第二増速機までの回転軸を第二シャフト２１a、第二増速機から第二発電機までの回転軸を第二シャフト２３bと呼称している。
図１に示す、１の部分から２の部分まで、内径が同じ円筒状の風胴体があり、１の部分は閉口され、２の部分は開口されて、送風機の風は２から排出される。
風胴体の内部には図１に示す通り、送風機支持環３、送風機４a乃至４d、風速センサー５a乃至５d、プロペラ６、ローターヘッド７、ピッチ駆動機構（油圧方式、図示せず）、第一シャフト８a、第一シャフト８aには、ローターヘッド７と第一増速機１７との間に設置してある同心円状環９内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石１０を設けたステーター１１と、前記電磁石１０に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石１３が設けてあるローター１２で構成されるハイブリッド型励磁回路、及び、第一増速機１７が設けられ、第一シャフト１８bには第一発電機１９として誘導発電機又は同期発電機が設置され，第一系統系電源２０は第一発電機が誘導発電機の場合のみ設置されている。
又、風胴体内の同心円状環９の下方には、プログラマブルコントローラ１４、コントローラ１５及び電磁石１０と接続してあるドライバ１６で構成されている第一発電装置が設置されている。
第二シャフト２１aには、第二増速機２２が設けられ、第二シャフト２３bには第二発電機２４として第二誘導発電機又は第二同期発電機が設置され，第二系統系電源２５は第二発電機が誘導発電機の場合のみ設置されている。
【００１２】
（適正風量とピッチ駆動機構の構成）
ローターヘッド７は第一シャフト８aの頭頂部分にあり、ローターヘッド７にはプロペラ６枚を持つ風車とピッチ駆動機構(油圧方式、図示せず)が接続してある。
送風機から風速３３ｍ／sの風が吹き出すと、プロペラ６近傍の風速は、風速センサー５a乃至５d個々に感知され、そのデーターはコンピューターに送られ、そのデーターと予め入手していた適正風速、風量データーを基に4箇所の送風機個々からの送風は、コンピューターで風速センサー５a乃至５dの風速が３３ｍ／sになるような風量に調節され、ピッチ駆動機構は、プロペラ６のピッチ角度を適正ピッチ角度に変更し、第一シャフト８aは、誘導発電機の場合４０回転／分、同期発電機の場合３９．３７５回転／分近傍で回転し始める。
【００１３】
（第一シャフト８aの構成）
第一シャフト８aのローターヘッド７にはプロペラ６とピッチ駆動機構が取り付けられ、ローターヘッド７と第一増速機１７との間の第一シャフト８aには、ハイブリッド型励磁回路が設置され、励磁回路の風下には、第一増速機１７が設置されている。
【００１４】
（ハイブリッド型励磁回路の構成、及び運転状況の説明）
図２は、ローターヘッドと増速機との間に設置してある５相励磁回路の断面図であり、入力パルスの周波数は誘導発電機の場合、１３００ＨＺ、同期発電機の場合、１２５０ＨＺ、１ステップ角＝０．７２°で、前記コントローラ１５に電流が流されると、ドライバ１６へパルス信号が与えられ、ドライバ１６は電磁石１０の電流切り替えを１秒間に１、３００回又は１、２５０回行い、電磁石の磁極の切り替えも１、３００回又は１、２５０回行われる。
プロペラ６の回転力を駆動源とする第一シャフト８aは、適正な風量と、適正なピッチ角度により、誘導発電機の場合４０回転／分、同期発電機の場合３９．３７５回転／分近傍で回転し始めるが、前記電磁石１０の磁極が切り替えられると、磁石１３は、１ステップ角毎に電磁石１０の磁極に反応するので、第一シャフト８aは回転数を減じ、回転速度を励磁回路の回転速度と同一とし、１秒間に１、３００回又は１、２５０回の回転数調整を行いながら、励磁回路と同じ回転数（誘導発電機の場合、回転数３８回転／分、同期発電機の場合、回転数３７．５回転／分）で回転する。
プロペラ６の回転力を駆動源とする第一シャフト８aの回転数と、励磁回路の回転数の１ステップ角同士の差異は殆どの場合微差であり、風速変化による回転数の差異が突発的に発生して、第一シャフト８aの回転が励磁回路の回転より遅くなっても、５％早く設定してあるので、５％以上の時だけ、追加磁力を必要とするが、その差異は、１ステップ角で調整され、調整後、適正風量、適正なピッチ角度になるので、回転数の誤差は累積せず、１分間に７８、０００回又は７５、０００回の切り替えによる誤差は最大０．７２°未満であり、しかもその調整には大きな磁力を必要としない。
仮に、７％の遅れが発生した場合、第一シャフト８aの回転は励磁回路の回転より１ステップ角当たり２％（０．０１４４°）遅くなるのでトルクが発生し、２％の修正を行う回転のための、電磁石１０の磁力を必要とするが、回転方向への慣性力もあるので、調整は、回転を後押しする程度のものであり、大きな磁力を必要としない。
逆に早い時は、１ステップ角当たり１２％（０．０８６４°）以上の速度調整の抑止力が必要となるが、電磁石１０の磁力を決定する電磁石の巻き線数の設定時に、充分な抑止力が得られる様に対応してある。
【００１５】
（遊星歯車の構成）
入力側の遊星歯車と出力側の太陽歯車との歯車比は、太陽歯車を４０倍増速するよう設定され、
発電機が誘導発電機の場合、第一シャフト８aの回転数３８回転／分は４０倍増速されて第一シャフト１８bの回転数は１５２０回転／分に、発電機が同期発電機の場合、回転数３７．５回転／分は４０倍増速されて１５００回転／分となる。
【００１６】
（第一発電機１９、第一系統系電源２０の構成、及び運転状況の説明）
第一発電機１９は、第一シャフト１８b上の第一増速機１７の風下に設けられ、第一系統系電源２０は発電機が誘導発電機の場合のみ設置される。
第一発電機１９が誘導発電機の場合、第一シャフト８aの回転数は、第一増速機１７で発電機の同期回転数（１５００回転／分）より１．３％早い１５２０回転／分に増速され、第一シャフト１８bに伝達され、第一系統系電源２０とともに、誘導発電機は電気を生成する。
第一発電機１９が同期発電機の場合、第一シャフト８aの回転数は、第一増速機１７で発電機の同期回転数の１５００回転／分に増速され、第一シャフト１８bに伝達され、同期発電機１９で発電する。
第一シャフト１８bの回転速度は確実に１５００回転／分となるので、予め、設定済みの磁極に対応した回転数での回転が可能になり、又、出力の変動を小さく抑えるためのコンバータ、インバータの設置が必要なくなる。
【００１７】
（第二発電装置の構成、及び運転状況の説明）
第二シャフト2１aは、第一シャフト１８bと同一軸であり、第二シャフト2１aの風下には、増速率２倍の遊星歯車で構成される第二増速機２２が設置してある。
第二増速機２２の風下の、第二シャフト２３bには、磁極数が２極である第二発電機２４が設けられ，第二系統系電源２５は、発電機が誘導発電機の場合のみ設置される。
第二シャフト2１aは、誘導発電機の場合、１５２０回転／分、同期発電機の場合、１５００回転／分の回転が引き継がれている。
この回転数は第二増速機２２で２倍に増速され、それぞれ３０４０回転／分、又は、３０００回転／分になるが、磁極数が２極なので、第一発電装置と第二発電装置の発電量は同一となる。
【００１８】
（N角形の風胴体の各一辺に第一発電装置と第二発電装置を設ける説明）
図３は、Nを５とした５角形の風胴体の５角形の一辺を風胴体とし、各一辺に第一発電装置と第二発電装置の発電装置を、５箇所に１０個設けた場合の概念図である。
５角形の各一辺に設けられた各々の第一発電装置は独立した発電装置であり、電源は商用電源で、送風機から送風された風は、排出口２から、風胴体の外部へ排出され循環しない。
本実施例では、風胴体1個（第一発電装置と、第二発電装置を設置）で説明している。
【００１９】
（本発明の運転状況の説明）
図４は需要量が増加する場合のフローチャートである。
イ、ビル内で現実に供給している電力量（３１）が電力量表示器に入力され、現実のランク区分１８としてコンピューターに入力される。
ロ、電気製品の使用スイッチが押されると、使用者に許可が出るまで待つようにとの指示と、使用申し込み電気製品のＫＷ／ｈを計算し、新規需要（３２）として入力される。
ハ、（３１）と（３２）を合計したものが現実に発生する全需要量（３３）として入力される。
二、全需要量（３３）が風速３３ｍ／sの発電機出力と同じか或いは大きく、風速３４ｍ／sの発電機出力より小さい場合、現在の風速より１ｍ早い風速３４ｍ／sの発電機出力に変更して発電する指示が出され、発電機出力計測器で変更が確実になされていることを確認し、ランク区分は１９と入力される。
ホ、使用者への許可を表示する指令書が出される。
図５は需要量が減少する場合のフローチャートである。
ヘ、ビル内で現実に供給している電力量（３１）が電力量表示器に入力され、現実のランク区分１８としてコンピューターに入力される。
ト、電力の使用が中止される。
チ、全需要量（３３）が風速３２ｍ／sの発電機出力より小さく、風速３１ｍ／sの発電機出力より大きい場合、現在の風速より１ｍ遅い風速３２ｍ／sの発電機出力に変更して発電する指示が出され、発電機出力計測器で変更が確実になされていることを確認し、ランク区分は１７と入力される。
【００２０】
（他の実施形態）
本説明では、現実に発生する全需要量（３３）のランク区分を風速１ｍ毎に増加すると設定したが、そのランク区分を風速０．５ｍ毎に増加すると設定しても良い。
【００２１】
〔実施形態の効果〕
本発明では現実に発生する全需要量（３３）のランク区分が行われ、全需要量（３３）が増加してランク区分変更が必要な需要量になったら、供給可能な風速に変更し、発電機出力を増加させるので、最高に効率の良い供給体制が構築される。
例えば、百貨店の1日当たりの電力需要は、開店後の日中と閉店後の夜間とでは大きく異なり、1年当たりの電力需要も、春夏秋冬で大きく異なるが、本発明を設置した場合、その電力需要の変化に確実に対応出来るという利点があるので、都市部のビルに設置する温暖化対策のための分散型電源としては理想的である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】は、本発明の側面図である。
【図２】は、励磁回路の断面図である。
【図３】は、５角形の風胴体内に、発電装置を１０個設けた場合の概念図である。
【図４】は、需要量が増加する場合のフローチャートである。
【図５】は、使用が中止されて、需要量が減少する場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１乃至２＝円筒部の筒の両端
３＝送風機支持環
４a乃至４d＝送風機
５a乃至５d＝風速センサー
６＝プロペラ
７＝ローターヘッド
８＝第一シャフト８a
９＝ローターヘッド７と増速機１７との間にある同心円状環
１０＝電磁石
１１＝ステーター
１２＝ローター
１３＝第一シャフト８aの周りに、軸方向に同心状に磁化された磁石
１４＝プログラマブルコントローラ
１５＝コントローラ
１６＝ドライバ
１７＝第一増速機
１８＝第一シャフト１８b
１９＝第一発電機
２０＝第一系統系電源
２１＝第二シャフト２１a
２２＝第二増速機
２３＝第二シャフト２３b
２４＝第二発電機
２５＝第二系統系電源
２６乃至３０＝５角形の一辺を風胴体としてある風胴体の各辺
３１＝ビル内で現実に供給されている電力量
３２＝電力の新規需要量
３３＝現実に発生する全需要量
３４＝全需要量（３３）の位置するランク区分
【図１】
2010133255.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月8日(2008.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（適正風量とピッチ駆動機構の構成）
ローターヘッド７は第一シャフト８aの頭頂部分にあり、ローターヘッド７にはプロペラ６枚を持つ風車とピッチ駆動機構(油圧方式、図示せず)が接続してある。
送風機から風速３３ｍ／sの風が吹き出すと、プロペラ６近傍の風速は、風速センサー５a乃至５d個々に感知され、そのデーターはコンピューターに送られ、そのデーターと予め入手していた適正風速、風量データーを基に4箇所の送風機個々からの送風は、コンピューターで風速センサー５a乃至５dの風速が３３ｍ／sになるような風量に調節され、ピッチ駆動機構は、プロペラ６のピッチ角度を適正ピッチ角度に変更し、第一シャフト８aは、励磁回路の回転より５％早い回転数（誘導発電機の場合４０回転／分、同期発電機の場合３９．３７５回転／分）近傍で回転し始める。