(57)【要約】【課題】  風力発電では可動開始風速が２メートル程度であるが、さらに低速の風速でも発電すれば、発電効率が上がる。また、強風時は停止していたが、停止しなければ、発電効率は上がる。【解決手段】風をタービンの羽根面積以上から集約することで、低風速でも稼動が可能となり、垂直軸流式の風力発電装置を利用できるようにすることで、強風時でも発電可能となる。【選択図】図１
2011027099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンチュリ型流線形の頂点が向い合う略円形の天板と底板の間に中央部から外縁にかけて風向板が適宜設置されている風洞装置の中央部に風を受ける側の動翼のみが通風域に出て、風向翼により回転する回転台を具えたタービンがあり、風に動翼が向い合うことにより発電する風力発電装置。
【請求項２】
風向により回転する回転台を備えた動翼の水平軸をモータの垂直軸に変換するギヤ機構を持ち、動翼には風圧を逃さない整流板があり、動翼部の風を受ける部分のみが通風域に出ているタービンがある請求項１記載の風力発電装置。
【請求項３】
回転自在に架台に設置されたベンチュリ型風洞装置の内部は流線型で中央部に水平軸または垂直軸のタービンの風を受ける側の動翼のみが通風域に出るように設置され、風洞装置の方向翼があることで風向により適宜回転することで風洞装置内部を通り抜ける風がタービンを可動させて発電を行う風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    この発明は集風装置を用いた発電するシステムである。
【背景技術】
【０００２】    従来の技術では風力発電装置の可動風速域を広げるまでにいたっていなかった。
【特許文献１】特許公開平６−１３７２５８
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】    ベンチュリ型の集風装置により風の流入出量を増やし、風力発電装置の可動風速域を広げる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  効率的な風の流出入のために、圧力損失が少ないとされるベンチュリ型風洞装置を用い、風力が圧縮される中央部に発電用風車を設置する。これにより、可動風速域を低速風でもできるようにする。また、多く風を集風し、多く排出する。
集風装置内部中央に凸部を設けると共に、風力発電装置が設置を設置する。風の流入出部は凸部よりも大きい開口とする。風の流入部から凸部までは風は圧縮され、凸部から流出部は拡散されることにより、風の流入出量を増加させて、発電効率を上げる。
集風装置内部に風向板を適宜設置し、全方位からの風を集風装置自体の稼動なしに流出入させることにより、簡単に装置を大型化する。
２つの円錐状盤の先端部分が上下に向かい合い、この間に集風板が設けられて接合すると同時に支えている。
【実施例】
【０００５】  図１に示す風力発電システムはベンチュリ型流線形の頂点が向い合う略円形の天板１と底板２の間の中央部に風を受ける側の動翼のみが通風域に出て、それ自体が回転して風を受けることができる回転台を具えたタービン３がある。タービン３の下方のモータ１１部分は固定されており、ギヤ機構により回転する。中央部から天板１及び底板２の外縁にかけて風向板４が適宜設置されている。この場合の風向板４は天板１と底板２に接するところは流線型であるが、平面は流線形でなくてもよい。タービン３はタービン３中心に固定されて天板１を突き抜けるように突出した棒に方向翼５があり、風向により回転することにより、タービン３の向きを風に応じた方向に向けさせる。方向翼５はその他の場所でも設置可能であり、タービン３を回転させる台に設置することでもよい。【０００６】  図２に示すように一方向から風が流入した場合、中心にあるタービン３を通り、反対方向に抜けることで、タービン３は発電する。タービン３の羽根の外側には整流板１３と、図４のギヤ７とギヤ８をカバーするギヤボックス１２あり、風を整流する役目も担う。そして、中央部に方向翼１４を設置している。【０００７】  図２、図３に示すように風向板４及び天板１と底板２に囲まれた空間はタービン３がある中心に向かうに従って細くなり、中心から外に向かうに従い大きくなるベンチュリ型風洞装置を風が通る。これにより、タービン３を可動させ、発電する。【０００８】  図１、図３で示す架台６は底板２の下に風が通過することを利用して、方向翼５を底板２の下に設置してもよく、その際は方向翼５が稼動し易くなるように、方向翼５の可動範囲を避けて底板２の中心部付近より放射状に架台６を設置することもできる。【０００９】  図４に示すギヤ機構はタービン３の水平軸を垂直軸に変換するもので、風により、水平軸に固定されたタービン３の水平軸が動きだすとギヤ７とギヤ８が矢印で示すように一定方向に回りだし、ギヤ７は直接、ギヤ８は矢印で示すようにギヤ９を回すことにより、ギヤ９を介してギヤ１０を矢印で示すように一定方向に動かす。モータ１１に固定されたギヤ１０が動くことにより、モータ１１が発電する。【００１０】  図５は本集風装置を風方向に向けて動く風力発電装置の外観図である。風洞装置１５は円筒形で内部は図６図７図８図９で示すようにベンチュリ型風洞装置１５になっており、内部は流線型で中央部に水平軸または垂直軸のタービン３の風を受ける側の動翼のみが通風域に出るように設置され、方向翼５が風向により架台６に回転自在に設置された風洞装置１５が方向翼５を風下側にして、内部を通り抜ける風がタービン３を可動させて発電を行う。【００１１】  図１０に示す風力発電システムは風の通りがよくなるようにベンチュリ型流線形の頂点が向い合う略円形の天板１と底板２の間の中央部に風を受ける側の動翼のみが通風域に出て、それ自体が回転して風を受けることができる回転台を具えたタービン３がある。タービン３の下方の図１２に示すモータ１１部分は固定されており、図１３に示すギヤ２１、ギヤ２２により回転する。中央部から天板１及び底板２の外縁にかけて風向板４があり、天板１、底板２、風向板４でタービン３に効率���に集風するように適宜設置されている。この場合の風向板４は天板１と底板２に接するところは流線型であるが、平面は流線形でなくてもよい。図１１に示すタービン３は中央部に先端が傾斜した中方向翼１４、両方の横に風を受ける横方向翼１６があり、これらが風を受けてタービン３の向きが正面から風を受けるようにタービン３の回転台を回転させる。ギヤボックス１２や中方向翼１４に傾斜を付けたり、タービン３の左右に付ける横方向翼１６を左右対称としないことによりタービン３の向きを調整することもできる。方向翼はその他の場所及び形状でも設置可能である。【００１２】  図１１、図１２に示すように一方向から風が流入すると、中心にあるタービン３を通り、反対方向に抜けることで、タービン３は回転する。タービン３の外側に整流板１３と、図１３に示すギヤ２１をカバーする図１１に示すギヤボックス１２があり、風を整流し、羽根を補強する。そして、中方向翼１４及び横方向翼１６に風があたることによりタービン３の正面から風が当たるようにタービン３の回転台の向きを変える。【００１３】  図１１、図１２に示すように風向板４及び天板１と底板２に囲まれた空間はタービン３がある中心に向かうに従って細くなり、中心から外に向かうに従い大きくなるベンチュリ型風洞装置を風が通る。この時に中方向翼１４、横方向翼１６及びタービン３に風が当たることで、タービン３は正面から風が当たるように向きを回転させて、タービン３の羽根を回転させる。そして、図１３に示すタービン３の水平軸が動きだし、ギヤ２１とギヤ２２が矢印で示すように一定方向に回りだし、ギヤ２２に固定されたモータ１１が動くことにより、モータ１１が発電する。【００１４】  図１４、図１５、図１６、図１７はインホイールモータ内臓タービン１９を備えた風力発電システムであり、ベンチュリ型流線形の頂点が向い合う略円形の天板１と底板２の間の中央部に風を受ける側の動翼のみが通風域に出て、それ自体が回転して風を受けることができる回転台を具えたインホイールモータ内臓タービン１９がある。【００１５】  図１７に示すインホイールモータ内臓タービン１９とスリップリング１７は繋り、スリップリング１７と蓄電池装置１８はインホイールモータ内臓タービン１９の回転台が回転しても常に接触することで、固定された蓄電池装置１８に蓄電する。【００１６】  図１５に示す方向翼２０は前方向からの風だけでなく、風向きが後ろ方向からの場合でも横方向翼２０の後向きの受口及び先端が直角三角形に尖った中方向翼１４で風を受けることによりインホイールモータ内臓タービン１９を回転させ、インホイールモータ内臓タービン１９の正面が風を受けるようにする。【００１７】    図１８、図１９、図２０に示すように風向板４及び天板１と底板２に囲まれた空間はタービン３がある中心に向かうに従って細くなり、中心から外に向かうに従い大きくなるベンチュリ型風洞装置を風が通る。図２０に示すタービン３の一部である両面羽根２４は前後に傾斜して前後からの風に対応している。図１９に示す横方向翼２３は前後に風の受口があり、前後の受口の真ん中にはタービン３に先端が傾斜している横方向翼２３の一部が垂直に設けられて横風のときに風を受け��タービン３の回転台を回転させる。【００１８】  図１９、図２０に示すように前からの風のときは横方向翼２３に風が当たりタービン３が前から風を受けるように保つので、タービン３は正面から風を受けて回転しギヤ機構に繋がるモータ１１を回して発電する。後ろからの風に対しても両面羽根２４の先端が前後に傾斜しているのでタービン３は回転して発電することとなる。横からの風が来たときは横方向翼２３のタービン３に垂直に設けられた横方向翼２３の一部が風を受けてタービン３の回転台を回転させ、タービン３の前または後ろから風を受けるようにして発電する。
【発明の効果】
低風速域と強風速域の両方で可動風域が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  集風装置の発電システム実施例概念図
【図２】  集風装置の発電システム実施例平面断面図
【図３】  集風装置の発電システム実施例立面断面図
【図４】  タービン３の水平軸垂直軸変換ギヤ機構
【図５】  可動集風装置の発電システム実施例外観図
【図６】  可動集風装置の発電システム実施例水平軸立面断面図
【図７】  可動集風装置の発電システム実施例水平軸平面断面図
【図８】  可動集風装置の発電システム実施例垂直軸立面断面図
【図９】  可動集風装置の発電システム実施例垂直軸平面断面図
【図１０】  集風装置の発電システム実施例概念図
【図１１】  集風装置の発電システム実施例平面断面図
【図１２】  集風装置の発電システム実施例立面断面図
【図１３】  タービン３の水平軸垂直軸変換ギヤ機構
【図１４】  集風装置の発電システム実施例概念図
【図１５】  集風装置の発電システム実施例平面断面図
【図１６】  集風装置の発電システム実施例立面断面図
【図１７】  インホイールモータ内臓タービン、スリップリング、蓄電池装置の位置関係図
【図１８】  集風装置の発電システム実施例概念図
【図１９】  集風装置の発電システム実施例平面断面図
【図２０】  集風装置の発電システム実施例立面断面図
【符号の説明】  １・・・天板
２・・・底板
３・・・タービン
４・・・風向板
５・・・外方向翼（外風向翼）
６・・・架台
７・・・ギヤ
８・・・ギヤ
９・・・ギヤ
１０・・ギヤ
１１・・モータ
１２・・ギヤボックス
１３・・整流板
１４・・中方向翼（中風向翼）
１５・・風洞装置
１６・・横方向翼（横風向翼）
１７・・スリップリング
１８・・蓄電池装置
１９・・インホイールモータ内臓タービン
２０・・横方向翼（横風向翼）
２１・・ギヤ
２２・・ギヤ
２３・・横方向翼（横風向翼）
２４・・両面羽根
【図１】
2011027099.tif 000003
【図２】
2011027099.tif 000004
【図３】
2011027099.tif 000005
【図４】
2011027099.tif 000006
【図５】
2011027099.tif 000007
【図６】
2011027099.tif 000008
【図７】
2011027099.tif 000009
【図８】
2011027099.tif 000010
【図９】
2011027099.tif 000011
【図１０】
2011027099.tif 000012
【図１１】
2011027099.tif 000013
【図１２】
2011027099.tif 000014
【図１３】
2011027099.tif 000015
【図１４】
2011027099.tif 000016
【図１５】
2011027099.tif 000017
【図１６】
2011027099.tif 000018
【図１７】
2011027099.tif 000019
【図１８】
2011027099.tif 000020
【図１９】
2011027099.tif 000021
【図２０】
2011027099.tif 000022