(57)【要約】【課題】  本発明は、自然風によらず自己動力源を利用した風力により発電する風力発電装置を提供する。【解決手段】  本発明の自力風力発電装置１０は、一方の端部２２、他方の端部２４、一方の端部２２および他方の端部２４の間の中間部分を有する風洞２０と、一方の端部２２から他方の端部２４へ向けて流体を送風する第１の送風装置３０と、他方の端部２４から一方の端部２２へ向けて流体を送風する第２の送風装置４０と、風洞２０の内部空間２６内に回転可能に取り付けられた複数の風車５０と、複数の風車５０の各回転軸にそれぞれ接続された複数の発電モータ６０とを有する。第１および第２の送風装置３０、４０によって風洞２０内を還流する流体Ｆが形成され、これにより風車５０を回転させ、発電モータ６０により発電させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部、当該一方の端部と対向する他方の端部、一方の端部と他方の端部との間の中間部分によって形成された内部空間を有する風洞と、
前記風洞内の一方の端部に取り付けられ、一方の端部から他方の端部へ向けて流体を送風する第１の送風手段と、
前記風洞内の他方の端部に取り付けられ、他方の端部から一方の端部へ向けて流体を送風する第２の送風手段と、
前記風洞内の一方の端部と他方の端部との間に回転可能に取り付けられた複数の風車と、
複数の風車の各回転軸にそれぞれ接続された複数の発電モータと、
第１の送風手段から風車へ向けて送風される流体の風向をガイドする風向ガイド部材と、
前記中間部分の底壁に取り付けられ、底壁と風車との間を流れる流体の風向を調整する複数の下部ガイド部材と、
前記中間部分の上壁に取り付けられ、上壁と風車との間を流れる流体の風向を調整する複数の上部ガイド部材とを有し、
前記一方の端部と他方の端部の内壁は、曲面状を有している風力発電装置。
【請求項２】
前記複数の下部ガイド部材は、風向を調整するためのフィンを有し、前記フィンの前記底壁に対する傾斜角が可変であり、前記上部ガイド部材は、風向を調整するためのフィンを有し、前記フィンの前記上壁に対する傾斜角が可変である、請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
風力発電装置はさらに、前記下部ガイド部材および前記上部ガイド部材のフィンの傾斜角を調整するための駆動手段を含み、前記駆動手段は、前記第１および第２の送風手段の動作状態に応じて前記フィンの傾斜角を可変する、請求項２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記複数の下部ガイド部材は、複数の風車に対応して設置され、前記複数の上部ガイド部材は、複数の風車に対応して設置され、前記複数の下部ガイド部材および前記複数の上部ガイド部材は、回転すべき風車に対し流体を供給するように、各々が選択された傾斜角に駆動される、請求項２または３に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記風洞内に、流体に水分を供給する噴霧手段が取り付けられる、請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項６】
風力発電装置はらに、風洞内の流体の温度および湿度の少なくとも一方を検知する検知手段を含み、前記噴霧手段は、前記検知手段からの検知結果に基づき噴霧する水分の量を調整する、請求項５に記載の風力発電装置。
【請求項７】
前記風洞の底壁には、少なくとも１つの排水溝が形成されている、請求項１ないし６いずれか１つに記載の風力発電装置。
【請求項８】
前記風洞には、外部から風洞内への一方向で流体の吸入を可能にする吸入孔と、風洞から外務への一方向で流体の排気を可能にする排気孔とが形成される、請求項１ないし７いずれか１つに記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関し、特に、自然風がなくても発電が可能な自力風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料を用いた火力発電は、多量の二酸化炭素を排出し、地球温暖化の原因となる。このため、火力発電に代えて、太陽光発電、水力発電、風力発電などの再生可能なエネルギーを資源に利用した発電が注目されている。とりわけ、風力発電は、比較的発電コストが低く、事業化が容易であるという利点を備えている。多くの風力発電は、自然風によりプロペラを回転させることで発電をするものであるが、この風力発電は、風が吹く場所に設置が限定されること、および風量または風速によって出力が変動することなどの欠点を有する。そこで、自然風ではなく自己動力源を用いた風力発電が幾つか提案されている。
【０００３】
特許文献１は、電動真空ファン１台の吸引力で、数台のファンを回転させ、数台のファンの力をひとつに結集して大きな動力源を得るものである。特許文献２は、風洞内の風の抵抗を無くし、風力を増幅して風力ファンの回転力を高めるものである。特許文献３は、風洞の中で風力を加速しながら複数の風車にあて、風力を繰り返し利用して発電するものである。特許文献４は、環状のダクト内に動力源として複数のファンを取り付け、発電を行うものである。特許文献５は、風車収容箱の風洞の出口と次の箱の入口を順次螺旋状につないだ回流型風洞風力発電装置に関する。また、特許文献６は、風車により発電機を駆動し、発電機で発生した電力をバッテリに蓄える風力発電機を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１７４号
【特許文献２】特開２００４−１９０５０６号
【特許文献３】特開平１１−６２８１１号
【特許文献４】特開２００２−２４２８１４号
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００５／０７１２６０号
【特許文献６】特開平６−３０７３２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の風力発電装置には、未だ改善の余地があり、すなわち、発電効率を改善しかつより大きな発電量を安定的に供給することができる風力発電装置が求められている。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決し、発電効率を改善し大きな発電を安定的に供給することができる風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の風力発電装置は、一方の端部、当該一方の端部と対向する他方の端部、一方の端部と他方の端部との間の中間部分によって形成された内部空間を有する風洞と、前記風洞内の一方の端部に取り付けられ、一方の端部から他方の端部へ向けて流体を送風する第１の送風手段と、前記風洞内の他方の端部に取り付けられ、他方の端部から一方の端部へ向けて流体を送風する第２の送風手段と、前記風洞内の一方の端部と他方の端部との間に回転可能に取り付けられた複数の風車と、複数の風車の各回転軸にそれぞれ接続された複数の発電モータと、第１の送風手段から風車へ向けて送風される流体の風向をガイドする風向ガイド部材と、前記中間部分の底壁に取り付けられ、底壁と風車との間を流れる流体の風向を調整する複数の下部ガイド部材と、前記中間部分の上壁に取り付けられ、上壁と風車との間を流れる流体の風向を調整する複数の上部ガイド部材とを有し、前記一方の端部と他方の端部の内壁は曲面状を有している。
【０００８】
好ましくは複数の下部ガイド部材は、風向を調整するためのフィンを有し、前記フィンの前記底壁に対する傾斜角が可変であり、前記上部ガイド部材は、風向を調整するためのフィンを有し、前記フィンの前記上壁に対する傾斜角が可変である。風力発電装置はさらに、前記下部ガイド部材および前記上部ガイド部材のフィンの傾斜角を調整するための駆動手段を含み、前記駆動手段は、前記第１および第２の送風手段の動作状態に応じて前記フィンの傾斜角を可変することができる。
【０００９】
好ましくは複数の下部ガイド部材は、複数の風車に対応して設置され、前記複数の上部ガイド部材は、複数の風車に対応して設置され、前記複数の下部ガイド部材および前記複数の上部ガイド部材は、回転すべき風車に対し流体を供給するように、各々が選択された傾斜角に駆動される。さらに好ましくは前記風洞内に、流体に水分を供給する噴霧手段が取り付けられる。風力発電装置はらに、風洞内の流体の温度および湿度の少なくとも一方を検知する検知手段を含み、前記噴霧手段は、前記検知手段からの検知結果に基づき噴霧する水分の量を調整することができる。
【００１０】
好ましくは風洞の底壁には、少なくとも１つの排水溝が形成されている。好ましくは前記風洞には、外部から風洞内への一方向で流体の吸入を可能にする吸入孔と、風洞から外務への一方向で流体の排気を可能にする排気孔とが形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自然風がなくても自己動力源を利よした風力により発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る自力風力発電装置の概要を示す図であり、風洞の上半分を切取ったときの内部構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す自力風力発電装置の風洞の横半分を切取ったときの内部構成を示す立面図である。
【図３】図１に示す風力発電装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す風力発電装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す風力発電装置のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図６（ａ）は、風車の正面図、図６（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は下部ガイド部の正面図、図７（ｂ）は下部ガイド部の側面図、図７（ｃ）は下部ガイド部のフィンの傾斜を調整する例を示す図である。
【図８】図８（ａ）は噴霧器の正面図、図８（ｂ）は噴霧器の側面図である。
【図９】本実施例の風力発電装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）は全風車が回転するときの下部および上部ガイド部の動作例、図１０（ｂ）は一部の風車が動作するときの下部および上部ガイド部の動作例である。
【図１１】本実施例に係る風力発電装置の流体の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここに例示する自力風力発電は、発明の特徴を分かり易く説明するために誇張する部分を含んでおり、装置の各部は、必ずしも実際の装置のスケールを表すものではないことに留意すべきである。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る自力風力発電装置の内部構成を示す概略平面図、図２Ｂは、図１に示す自力風力発電装置の内部構成を示す概略立面図、図３は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は、図１のＣ−Ｃ線矢視断面図、図６は、風車（タービン）の正面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施例に係る風力発電装置１０は、一方の端部２２と、一方の端部２２と対向する他方の端部２４と、一方の端部２２と他方の端部との間に中間部分とを有し、一方の端部２２から他方の端部２４に向けて内部に空間２６が形成された長手方向に延在する風洞２０と、風洞２０の一方の端部２２に設置され空気を含む流体を送風する第１の送風装置３０と、風洞２２の他方の端部２４に設置され空気を含む流体を送風する第２の送風装置４０と、風洞２０の内部空間２６内に回転可能に取り付けられた複数の風車（タービン）５０と、複数の風車５０にそれぞれ機械的に接続され風車５０の回転によって発電する複数の発電モータ６０とを含んで構成される。
【００１６】
風洞２０は、図２に示すように、底壁１００、上壁１１０、これらの間を連結する４つの側壁１２０、１２２、１２４、１２６を含む。風洞２０の中央部分の断面形状は、ほぼ矩形状であり、この断面形状は、一方の端部２２から他方の端部２４までの中間部分で続いている。一方の端部２２および他方の端部２４には、中央部分の内部空間２６よりも大きいな空間が形成され、当該空間は、概して半円状またはドーム状をしている。一方の端部２２および他方の端部２４の内部空間を相対的に大きくすることで、第１の送風装置３０および第２の送風装置４０を設置するための空間を確保し、さらに還流する流体の風向を転換するときに生じる摩擦を低減させる。風洞２０は、好ましくはコンクリートによって構成され、内部空間２６内に実質的に流体を閉じ込める。
【００１７】
底壁１００の内側には、一方の端部２２から他方の端部２４へ向けて送風される流体の風向をガイド（指示）するための下部ガイド部７０が複数形成されている。同様に上壁１１０の内側には、他方の端部２４から一方の端部２２へ向けて送風される流体の風向をガイドするための上部ガイド部７２が複数形成されている。下部ガイド部７０および上部ガイド部７２は、後述するように駆動装置２００によって風向を可変することができる。
【００１８】
底壁１００の一方の端部２２の近傍には、排水溝として機能する凹部１３０が形成され、他方の端部２４の近傍にも同様に排水溝として機能する凹部１３２が形成される。また、一方の端部２２の側壁１２０には、内部空間２６の流体を外部へ排気することを可能にする排気孔１３４が形成され、排気孔１３４には、内部空間２６から外部への一方向で流体を排出させる、逆流を防止する機能が付加された逆流防止弁１３４ａを取り付けることができる。逆流防止弁１３４ａは、例えば回転可能に支持され、スプリング等によって一方向に付勢され、内部空間２６内の圧力が付勢を越えると、逆流防止弁１３４ａが回転し、内部空間２６から外部への通路が形成され、他方、外部の圧力が付勢を越えても逆流防止弁１３４ａは静止したままで移動しない。
【００１９】
さらに一方の端部２２の側壁１２０には、外部から内部空間２６内への流体の吸入を可能にする吸入孔１３６が形成され、吸入孔１３６には、外部から内部空間２６への一方向で流体を吸入させる、逆流を防止する機能が付加された逆流防止弁１３６ａを取り付けることができる。逆流防止弁１６４ａは、例えば回転可能に支持され、スプリング等によって一方向に付勢され、外部の圧力が付勢を越えると、逆流防止弁１３６ａが回転し、外部から内部空間２６への通路が形成され、他方、内部空間２６の圧力が付勢を越えても逆流防止弁１３６ａは静止したままで移動しない。
【００２０】
さらに一方の端部２２と他方の端部２４との間であって、対向する側壁１２４、１２６には、一定の高さで突出し内部空間２６内を帯状に延在する固定部８０が形成される。固定部８０には、図４に示すように各々の風車５０の回転軸が回転可能に取り付けられる。
【００２１】
風洞２０の一方の端部２２には、第１の送風装置３０が設置される。本例では、図３のＡ−Ａ線断面図に示すように、第１の送風装置３０は、６つの送風機を備え、それらが風洞２０のほぼ中央に位置するように取り付けられる。各送風機は、例えば、電動モータと、電動モータによって回転されるプロペラを有し、一方の端部２２から他方の端部２４に向けて流体を送風する。好ましくは、第１の送風装置３０の前方に風向ガイド板３２が取り付けられ、第１の送風装置３０から送付される流体が、効果的に先頭の風車５０−１に供給される。さらに図２に示すように、風向ガイド板３２間には開閉プレート３４を取り付けることができる。開閉プレート３４は、第１の送風装置３０の６つの送風機の前方にそれぞれ６つ配置することができる。開閉プレート３４は、例えば、その端部が回転可能に支持され、スプリング等によって一方向に付勢され、スプリングの付勢よりも大きな風圧が加わると、回転して通路を開き、それよりも小さな風圧であると、閉じた状態にある。なお、送風機の数や出力は、風力発電装置の要求される特性に従い適宜選択し得るものである。また、送風機の動力源として、内燃機関、太陽エネルギー、電力など用いまたは組み合わせることができる（後述する第２の送風装置も同様）。
【００２２】
風洞２０内には、複数の風車５０（５０−１〜５０−ｎ）が一方の端部２２から他方の端部２４に向けて直線状に設置される。複数の風車５０は、風車５０と底壁１００との間、および風車５０と上壁１１０との間に、それぞれ流体を流すための空間が形成されるように固定部８０に回転可能に取り付けられる。第１の送風装置３０からの流体は、風向ガイド板３２によって風車５０−１と底壁１００との間に形成された空間に供給される。また、それぞれの風車５０の下方には、下部ガイド部７０が配置され、下部ガイド部７０は、第１の送風装置３０によって送り込まれた流体を効率よく対応する風車に送り込む役割を果たしている。こうして、各々の風車５０−１・・・５０−ｎは、第１の送風装置３０から送風された流体によって時計方向に回転（図２を正面から見たとき）される。
【００２３】
風洞２０の他方の端部２４には、第２の送風装置４０が設置される。第２の送風装置４０は、図５に示すように風洞２０の上壁１１０に近接するように中心よりも上部側にオフセットして配置される。本例では、第２の送風装置４０は、４つの送風機を備え、４つの送風機の前方には、風向を調整するための風向ガイド板４２を設置することができる。第１の送風装置３０によって送り込まれた流体は、他方の端部２４の曲面状または球面状の内壁によって方向を転換され、この流体は、再び、第２の送風装置４０によって一方の端部２２に向けて送り込まれる。第２の送風装置４０からの流体の風向は、風車５０−ｎと上壁１１０との間の空間に流体を送り込むように調整される。また、各風車５０の上部には、上部ガイド部７２が配置され、上部ガイド部７２は、第２の送風装置４０によって送り込まれた流体を効率よく風車に送り込む役割を果たしている。こうして、第１の送風装置３０からの流体によって回転された各風車５０−１〜５０−ｎは、さらに第２の送風装置４０からの流体によって加速度的に回転される。
【００２４】
一方の端部２２および他方の端部２４の側壁１２０、１２２の内側は、好ましくは曲面状または球面状を有している。これにより、第１の送風装置３０によって送り込まれた流体は、側壁１２２の内壁を倣うように方向を転換し、第２の送風装置４０のプロペラの内側に供給される。同様に、第２の送風装置４０によって送り込まれた流体は、側壁１２０の内壁を倣うように方向を転換し、第１の送風装置３０のプロペラの内側に供給される。こうして、風洞２０内を循環する流体が方向転換をするときに生じる摩擦が低減され、第１および第２の送風装置３０、４０による動力エネルギーが流体を媒体にして効率よく風車５０の回転エネルギーに伝達される。
【００２５】
図６（ａ）は、風車の正面図、図６（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。風車５０は、回転軸５２と、回転軸５２の両側に固定された一対の円盤プレート５４と、一対の円盤プレート５４の間に挟まれた環状のスペーサ５６と、環状のスペーサ５６の外周面から半径方向に放射状に延びる８枚のブレード５８とを有する。風車５０は、好ましくは金属から構成される。
【００２６】
回転軸５２は、一対の円盤プレート５４の中心に形成された開口内に固定され、円盤プレート５４とともに回転する。また、回転軸５２は、環状のスペーサ５４内を軸方向に通り、スペーサ５６の内側に形成された複数の支持部材５６ａが回転軸５２に接続されている。複数の支持部材５６ａは、スペーサ５６と一体形成であってもよいし、接続部材によってスペーサ５６に接続されるものであってもよい。スペーサ５６は、円盤プレート５４の間隔を規定し、さらにスペーサ５６および支持部材５６ａは、風車の強度を補強する。
【００２７】
スペーサ５６の外側には、円盤プレート５４の径と同一となるようなブレード５８が接続される。ブレード５８は、スペーサ５６と一体形成であってもよいし、接続部材によってスペーサ５６に接続されても良い。円盤プレート５４、スペーサ５６およびブレード５８によって囲まれた空間Ｑに流体が流し込まれることで、風車５０は、回転軸５２を中心に回転する。さらに好ましくは、ブレード５８の先端には、円周方向に直角に折れ曲がった風受５８ａが形成される。風受５８によって、空間Ｑに流し込まれて流体が空間Ｑから漏れるのを防止し、風車５０の効率的な回転を確実にする。風車５０の回転軸５２は、上記したように風洞２０の固定部８０に回転可能に支持される。
【００２８】
各風車５０には、図１、図４に示すように発電モータ６０（６０−１、６０−２・・・６０−ｎ）が接続される。発電モータ６０の回転軸は、空車の回転軸５２に直接結合されても良いが、好ましくは両者の間に中間のギア６２を接続することで、風車５０の回転数を倍速させて発電モータ６０に伝達し、発電効率を向上することができる。発電モータ６０は、風洞２０の側壁１２６に固定された支持台６４上に直線状に配置される。発電モータ６０の出力は、個別に利用することができる。
【００２９】
図７（ａ）は、下部ガイド部の平面図、図７（ｂ）はその側面図である。なお、下部ガイド部と上部ガイド部の構成は、同じである。同図に示すように、下部ガイド部７０は、底板７２と、底板７２からほぼ垂直に延びる複数のフィン７４とを有する。図７（ａ）に示すように、流体Ｆは、下部ガイド部７０の一方の端部７６から入力し、入力された流体は、フィン７４の向きに風向をガイドされ、他方の端部７８から出力される。下部ガイド部７２は、フィン７４による風向のガイドに加えて底板７２を傾斜させることで流体の上下方向のガイドも行うことができる。
【００３０】
好ましい態様を図７（ｃ）に示す。下部ガイド部７０は、一方の端部７６が軸２１０によって回転可能に支持され、底板７２には、高さを調整するジャッキ２２０が取り付けられている。駆動装置２００は、好ましくは油圧式ポンプによりジャッキ２２０の高さを可変し、これにより下部ガイド７０の傾斜が調整される。下部ガイド７０の傾斜角は、流体が風車に適切に供給されるように設定される。なお、駆動装置２００は、図示しないユーザ入力によってジャッキ２２０の高さを調整することができる。
【００３１】
また、風洞２０には、図８に示すような噴霧器が設置される。本例では、図２に示すように風洞２０の上壁に噴霧器３００が取り付けられル。噴霧器３００は、パイプ形状を有し、その表面には、複数の円形状の噴霧孔３１０が形成されている。噴霧器３００の図示しない端部からは水分が供給され、噴霧器３００の噴霧孔３１０から霧状またはミスト状の水分が風洞２０内に供給される。風洞２０の内部空間２６を循環する空気が乾燥すると、その重量が軽くなり、風車５０の回転力が減少する。噴霧器３００から適度な水分を供給すると、水分を含んだ空気の重量が重くなり、慣性力が増し、風車５０の回転力が維持される。また、空気の温度の変動によって、空気に含まれた水分が結露となって壁面に発生するが、これらの結露は、底壁１００に形成された排水溝１３０の蓄えられる。なお、噴霧器３００の構成は、パイプ状に限らず、他の形状であってもよい。
【００３２】
図９は、本実施例の自力風力発電装置の電気的な構成例を示すブロック図である。風力発電装置は、制御装置３００と、入力装置３１０と、空洞２０内の上部および下部ガイド部７０、７２の傾斜角度を検知する角度センサ３２０と、空洞２０内の温度および湿度を検知する温度・湿度センサ３３０と、第1および第２の送風装置３０、４０の動作を制御する送風装置３４０と、上部および下部ガイド部７０、７２の動作を制御する駆動装置２００と、噴霧器３００から供給される水分量を調整する水分供給部３５０とを備えている。制御装置３００は、好ましくは風力発電装置の動作を制御するためのプログラム等をメモリに格納し、プログラムに従い各部の動作を制御することができる。
【００３３】
好ましくは、制御装置３００は、入力装置３１０からの指示に従い、送風装置３４０を介して第１および第２の送風装置３０、４０の送風機の動作を制御しする。例えば、風力発電装置を最大で出力で動作させる場合には、第１および第２の送風装置３０、４０のすべての送風機を動作させる。また、風力発電装置の出力を抑える場合には、第１および第２の送風装置３０、４０の選択された送風機だけを動作させる。
【００３４】
さらに制御装置３００は、風力発電装置の動作状態に応じて上部および下部ガイド部７０、７２の動作を制御する。例えば、風力発電装置を最大出力で動作させる場合には、第１および第２の送風装置３０、４０の全ての送風機が動作され、これに対応するように全ての風車５０が回転されるようにする。このとき、制御装置３００は、駆動装置２００を介して上部および下部ガイド部７０、７２によって各風車に流体が供給されるような傾斜角に制御される。この傾斜角は、例えば制御装置３００のメモリ内に予め格納されている。図１０（ａ）は、最大出力で全風車５０−１、・・・５０−６を回転させるときの上部および下部ガイド部７０−１・・・７０−６、７２−１・・・７２−６の状態を示している。
【００３５】
図１０（ｂ）は、風力発電装置の出力を抑制した場合に風車を間欠的に回転させる例を示し、ここでは、風車５０−１、５０−３、５０−３を回転させ、風車５０−２、５０−４、５０−６を非動作させるものとする。この場合、例えば第１の送風装置３０の半分の送風機が動作され、第２の送風装置４０の半分の送風機が動作される。また、下部ガイド部７０−１、７０−３、７０−５は、風車５０−１、５０−３、５０−５を回転させるために所定の角度に傾斜されているが、下部ガイド部７０−２は、風車５０−２を回転させるのではなく、風車５０−３を回転させるような角度で傾斜され、下部ガイド部７０−４は、風車５０−４を回転させるのではなく、風車５０−５を回転させるような角度で傾斜される。下部ガイド部７０−６は、流体の抵抗とならないように底壁１００に平坦な角度にされる。
【００３６】
同様に、上部ガイド部７２−１、７２−３、７２−５は、風車５０−１、５０−３、５０−５を回転させるような角度に傾斜され、風車７２−２は、風車５０−１を回転させ、下部ガイド部７２−４は、風車７２−３を回転させるような角度で傾斜される。上部ガイド部７２−６は、流体の抵抗とならないように上壁１１０に平坦な角度にされる。このように、制御装置３００は、風力発電装置の動作状態に応じて自動的に上部ガイド部７０および下部ガイド部７２の角度を制御することができる。但し、入力装置３１０からの入力に応じて角度を可変するようにしてもよい。
【００３７】
また、制御装置３００は、温度・湿度センサ３３０によって検知された空洞内の温度および湿度に基づき水分供給部３５０を介して噴霧器３００から供給される水分量を調整する。水分量の調整は、例えば、温度・湿度と水分量の関係を定めたテーブルを予めメモリに用意しておき、そのような関係を維持することができるように水分量の調整を行うことができる。
【００３８】
次に、本実施例の風力発電装置の動作例を図１１に示す。第１の送風装置３０が動作され、その送風機から風向ガイド板３２によってガイドされた流体Ｆが送り込まれる。このとき、開閉プレート３４は、流体Ｆの風圧により通路を開かせた状態にある。第１の送風装置３０から送り込まれた流体Ｆは、各風車５０を回転させながら他方の端部２４へ向かい、そこで第２の送風装置４０の入力側に供給され、第２の送風装置４０によってさらに加速されて各風車５０を回転させながら一方の端部２２へ向かう。この流体Ｆは、一方の端部２２において第１の送風装置３０の入力側に供給され、第１の送風装置３０によって再び加速されて風車５０を回転させるように他方の端部２４へ向けて進む。
【００３９】
風洞２０には、上記したように排気孔１３４と吸入孔１３６が形成され、それらの逆流防止弁１３４ａ、１３４ｂの弁の開閉強度を適切に設定することで、風洞２０内の風圧を安定した状態に保つことができる。こうして、脈動の少ない流体Ｆの循環を形成し、これにより、風車５０を安定的に回転させ、発電モータ６０から変動の少ない電力出力を得ることができる。また、初期運転動作時から一定時間が経過すると、流体Ｆに慣性力が生じるため、第１および第２の送風装置３０、４０の出力を低下させても、発電モータ６０による電力を維持することができる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、請求項の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：自力風力発電装置                    ２０：風洞
２２：一方の端部                          ２４：他方の端部
２６：内部空間                            ３０：第１の送風装置
３２：風向ガイド部                        ３４：開閉プレート
４０：第２の送風装置                      ５０：風車
６０：発電モータ                          ８０：固定部
１００：底壁                            １１０：上壁
１２０、１２２、１２４、１２６：側壁    １３０、１３２：排水溝（凹部）
１３４：排気孔                          １３６：吸入孔
１３４ａ、１３６ａ：逆流防止弁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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