(57)【要約】【課題】本来ならば風車の横を素通りする風を取り込むことにより発電効率が高まり、微風であっても発電に結びつけることができるので発電に安定性があり、これに要するコストも余り掛からない風力発電装置を提供する。【解決手段】発電装置を備えた風車と、自然風を受け入れて風車にその駆動力として送る風路とからなり、風路は、風の受入口から排出口に向けて徐々に狭めて形成することにより、風車を駆動する排出口から放出される風の勢いが加速されるよう構成してある。【効果】本来ならば風車の横を素通りするような風を取り込むことが可能であり、これにより発電効率が高まり、微風であってもその勢いをつけることで発電に結びつけ、安定性して電力を得ることができ、風路の構造が簡単なためこれに要するコストも余り掛からなく、電力のコスト安に適する。【選択図】    図１
2014101756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置を備えた風車と、自然風を受け入れて風車にその駆動力として送る風路とからなり、風路は、風の受入口から排出口に向けて徐々に狭めて形成することにより、風車を駆動する排出口から放出される風の勢いが加速されるよう構成してあることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
垂直軸を中心に羽根が配列される垂直軸形風車において、その設置基盤に垂直軸を支持する軸受を回動可能に設け、軸受にはアームを突設することによりそれに筒形の風路を装着し、風路の排出口を風車のほゞ半部に、若しくは二手に分けて垂直軸を中心に相対向するほゞ半部、半部に開口してあり、風向を風向計で捉えて風路が風向に対し常時受入れに開口して保持されるように、前記軸受の回転による方位規制装置を装備してなることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【請求項３】
山頂にプロペラが傾動して角度調整可能である横軸形の風車を設置し、山頂に向かって高く傾斜する山肌に、少なくとも２条の案内壁を立設することにより下端に風の受入口を有し、上端に排出口を有し、海風や陸風等の方向がほゞ一定の風を受け入れることにより案内壁の間が風の上り斜面となるよう、前記風路を構成してあることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風の運動エネルギーを風車で受けることにより回転エネルギーに変換し、その回転力で発電機を回す風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電は、従来の火力発電のように、燃料として二酸化炭素を発生する石炭や石油、天然ガスを使わなく、水力発電のように自然破壊を招く大規模ダムが不要であり、原子力発電のように危険性のあるウラン燃料を使わないのが大きな特徴であり、やがて枯渇するであろうこれらの燃料とは違って、使用する以上が常に自然界が生み出してくれるという再生エネルギーを使用するところに風力発電の大きな特徴がある。
【０００３】
しかも、大気の温暖化に代表される地球環境の破壊がなく、エネルギーの自給率の低さを改善でき、産業の活性化と雇用の創出という問題の解決にも応えてくれる。エネルギーとしての風力は、このように豊富で安価、クリーン且つ無尽蔵で広範囲に分布し再生可能であるという特性をもっており、これらの特性を備えたものは風力以外にはない。
【０００４】
現在、大型風力発電装置ではほゞ１００％が横軸（水平軸）のプロペラ型の３枚ブレード風車である。これに関連して縦軸（垂直軸）のダリウス形風車がなぜ使われないのかといえば、横軸風車は技術的優位性があるということではなく、開発が先行し莫大な開発投資により成功を収めているに過ぎないとされる。縦軸のダリウス形風車は、特に、日本のような複雑地形で、風向変化の激しい国土では、風向に対する対応性がある縦軸風車が有利であると考えられ、現時点で横軸、縦軸で優劣が決着しているわけではないとされる。
【０００５】
優劣は、上記の問題もあるが、結局電力コストで決着する。その一つとして、風力を如何に効率的に捉えるかが最も重要である。風力発電装置は、「風まかせ」とはいいながら、昼夜、天候にかかわらず稼働可能である安定性のある再生エネルギーである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
風力を如何に捉えるかについて、水平軸、垂直軸いずれであっても、平地又は海上に支柱または櫓を立て、それを介して障害の少ない上空で風車が風を受けるようにして効率化を図っているが、真面に向かってくる一定幅の風のみを利用するために、それから外れ両側に素通りする風力を惜しくも見逃している結果となっている。また、無風状態に近いときには稼働できないことも難点となっている。
【０００７】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、本来ならば風車の横を素通りする風を取り込むことにより発電効率が高まり、微風であっても発電に結びつけることができるので発電に安定性があり、これに要するコストも余り掛からない風力発電装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、発電装置を備えた風車と、自然風を受け入れて風車にその駆動力として送る風路とからなり、風路は、風の受入口から排出口に向けて徐々に狭めて形成することにより、風車を駆動する排出口から放出される風の勢いが加速されるよう構成してあることを特徴とする風力発電装置を提供する。
【０００９】
風力発電装置を上記のように構成したから、風路の受入口に向かって風が吹くと、それが風路の狭まる中を通過することによって勢力を増強し、排出口から勢いよく風車に吹き付けられる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明によれば、本来ならば風車の横を素通りするような風を取り込むことが可能であり、これにより発電効率が高まり、微風であってもその勢いをつけることで発電に結びつけ、安定性して電力を得ることができ、風路の構造が簡単なためこれに要するコストも余り掛からなく、電力のコスト安に適するという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施例として風車が垂直軸形の風力発電装置を示す斜視図である。
【図２】同風力発電装置を平面から見た説明図である。
【図３】他の実施例として上記実施例の類例の要部を示す垂直軸形の風力発電装置の斜視図である。
【図４】この発明の他の実施例として横軸形の風力発電装置を示す斜視図である。
【図５】同風力発電装置を風車の設置個所としての山頂部分を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明は、垂直軸、横軸のいずれの形態の風車においても適用される。ちなみに、垂直軸形風車としては、例えば、後記実施例に示すようなクロスフロー形風車、サポニウス形風車、ジャイロミル形風車、ダリウス形風車等が挙げられる。
【実施例１】
【００１３】
図1および図２は、一実施例を示し、その風力発電装置は、一般家庭用、若しくは作業場等で設置し使用される小口用とも言える小規模のものである。風車１は垂直軸形であって、櫓や土台、屋根等に載置して固定する設置基盤３の上に、風車の垂直軸５を受ける筒形の軸受７が回転可能に立設され、軸受７には、横長のアーム９を突設し、アーム９に前後支柱９ａ、９ｂを立設してそれに風路１１が装着される。また、設置基盤３の上にケース１３を設け、その中に発電機１５等が内装される。
【００１４】
風車１は、この場合、垂直軸５の周囲に多数の羽根１７，１７、・・を配列したクロスフロー形であって、羽根１７が風向に湾曲する円弧形断面形状であって、半部Ａで風の力を凹面で受け、半部Ｂで風の力を凸面で逃がすことによって回転力が得られる。
【００１５】
風路１１は、プラスチックシート製であって、傘の骨のようなリブ構造の骨組み（図示省略）により横角筒形に保持される。そして、一端が風向Ｗに広く受入口１９として開口し、徐々に縦横が小さくなって他端が排出口２１として狭く開口しているので、受入口１９から入った風（Ｗ）は、風力を増し排出口２１から放出される。
【００１６】
排出口２１は、羽根１７が風向に対して凹面となる半部Ａに開口しているので、半部Ａでは強化風により強い回転力がえられ、他の半部Ｂでは強化風について（羽根１７の後退回転Ｓに）抵抗を受けないため、風車１の強力な高速回転が得られる。
【００１７】
この高速回転の状態が得られるには、風向Ｗに対して、風路１１が受入口１９で常時向き合っている必要があり、このために、風見鳥風の風向計２３を用いた方位規制装置２５がケース１３に内装される。
【００１８】
方位規制装置２５については、垂直軸５の上端に風向計２３を取り付け、その方向を検出してコンピュータが解析し、最も適切な方向にアーム９の方位が調整されるようになっている。つまり、アーム９が風向Ｗと常時平行に保持されるようになっている。なお、軸受５に後尾翼２６を設けて、これを方向規制装置として用いることも可能である。
【実施例２】
【００１９】
図３に類例の実施例２を示す。前記実施例１の場合、風車1の半部Ａにのみ風路１１の吐出口２１を当てた場合である。しかし、当該実施例２の場合は、風路１１を二手１１ａ、１１ｂに分け、風車１に対しては、半部Ａ，半部Ｂにそれぞれ吐出口２１，２１を当てることによって、全部の羽根１７，１7、・・がどの位置においても強化風が回転に作用するようにした（羽根１７の後退回転に抵抗を受けるということはない）。
【実施例３】
【００２０】
図４に横軸形の風車について実施した例を示す。その風力発電装置Ｐは、現在最も多用されているプロペラ形態である。山２９の峰に沿って上った頂上に風車１を立設したものであるが、高い頂部位置であるので、低い形態の風車１が支障なく用いられ、プロペラ３０が山下に向けて傾斜し、傾動調整可能であって風路１１からの風Ｗａも受けやすくしてある。
【００２１】
同図において、手前側が海であり、風向Ｗは、海から陸へ、陸から海へと昼夜交互となり、風車１の風向に向く方向機能により、その海陸両方の風向を選択的に捉えて発電がなされる。しかし、従来のものとは違って、山２９の斜面には、海側と山側との両側に風路１１，１１が設けられる。
【００２２】
風路１１，１１は、それぞれ二条のコンクリート壁３１，３１を中腹から風車１に向けて長く立設され、両壁３１，３１の間が徐々に幅狭く形成されている。したがって、この幅狭くなる通路による倍風力の強化が得られることはもちろん、風車１に直線的に向かう風向Ｗに山肌を駆け上る強化風Ｗａが加わって、微風をも利用できる大きな受風体勢が獲得される。
【符号の説明】
【００２３】
Ｐ  風力発電装置
W   風向
Ａ，Ｂ  半部
１  風車
３  設置基盤
５  垂直軸
７  軸受
９  アーム
１１  風路
１１ａ、１１ｂ  二手
１３  ケース
１５  発電機
１７  羽根
１９  受入口
２１  排出口
２３  風向計
２５  方向規制装置
２９  山
３０  プロペラ
３１  壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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