(57)【要約】【課題】回転円柱の基端部側で生じる空気流の乱れを低減させ、発電効率を向上させることができるマグナス型風力発電装置を提供すること。【解決手段】発電機構部３に回転トルクを伝達する回転体５と、回転体５から略放射状に所要数配設された回転円柱７と、を備え、各回転円柱７がこれら回転円柱７の軸周りに回転することで、各回転円柱７の回転と自然風Ｎの風力との相互作用で生じるマグナス揚力により回転体５を回転させて発電機構部３を駆動するマグナス型風力発電装置であって、回転円柱７の外周表面には、凸状に形成されたスパイラル条８が設けられ、スパイラル条８により回転体５に向けて空気を流す構造を有し、空気流Ｆ’の流速を自然風Ｎの下流側に向かって促進する流速促進手段２７，２９が、回転体５に設けられている。【選択図】図５
2011007146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機構部に回転トルクを伝達する回転体と、該回転体から略放射状に所要数配設された回転円柱と、を備え、該各回転円柱がこれら回転円柱の軸周りに回転することで、該各回転円柱の回転と自然風の風力との相互作用で生じるマグナス揚力により前記回転体を回転させて前記発電機構部を駆動するマグナス型風力発電装置であって、
前記回転円柱の外周表面には、凸状に形成されたスパイラル条が設けられ、該スパイラル条により前記回転体に向けて空気を流す構造を有し、該空気流の流速を前記自然風の下流側に向かって促進する流速促進手段が、前記回転体に設けられていることを特徴とするマグナス型風力発電装置。
【請求項２】
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面に形成され、前記自然風の下流側にゆくに従って前記回転円柱から離れる方向に傾斜されるガイド部となっていることを特徴とする請求項１に記載のマグナス型風力発電装置。
【請求項３】
前記回転円柱は、前記自然風に対して略垂直をなすように配設されるとともに、該回転円柱が前記ガイド部に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載のマグナス型風力発電装置。
【請求項４】
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面に設けられたフィン部となっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマグナス型風力発電装置。
【請求項５】
前記流速促進手段は、プロペラ装置となっており、該プロペラ装置は、駆動手段により回転駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のマグナス型風力発電装置。
【請求項６】
前記回転体は、前記発電機構部よりも前記自然風の下流側に配置されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のマグナス型風力発電装置。
【請求項７】
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面と背面との間に形成される角部となっていることを特徴とする請求項６に記載のマグナス型風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各回転円柱の回転と風力との相互作用で生じるマグナス揚力により回転体を回転させて発電機構部を駆動させるマグナス型の風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転体に対して放射状に所要数配設した回転円柱を備え、駆動モータを駆動させることにより各回転円柱をその軸周りに回転させ、これらの回転する回転円柱に自然風が当たったときに、回転円柱の回転と風力との相互作用で生じるマグナス効果による揚力により回転体を回転させて、その回転体の回転を発電機に伝達することで発電を行うマグナス型風力発電装置がある。そして、この種のマグナス型風力発電装置では、回転円柱の長手方向の全長に渡って、スパイラル条が回転円柱の外周面に一体に巻き回して形設され、自然風や回転円柱の回転によって発生する回転円柱の表層の空気の動きとは別に、スパイラル条によって回転円柱の外周面に空気流動を発生させることで、マグナス揚力を増大させ、風力発電装置の発電効率を低風速域から比較的高風速域にかけて格段に上昇させたマグナス型風力発電装置がある（例えば、特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／７５８２０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００６／８７７７９号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００７／１７９３０号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００８／８７６９９号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００９／４８２８号パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００９／４９８１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜６に記載のマグナス型風力発電装置にあっては、回転円柱にスパイラル条を設けることでマグナス揚力を増大させることができるが、スパイラル条によって回転円柱に沿って回転体に向けて流れる空気流が発生し、この空気流が回転体に当たると回転体近傍の空気の圧力が高まるようになり、このような回転円柱の基端部側で発生する空気流の乱れにより、結果的に回転円柱を軸周りに回転させるための消費エネルギーが増え、マグナス型風力発電装置の発電効率を充分に高められないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、回転円柱の基端部側で生じる空気流の乱れを低減させ、発電効率を向上させることができるマグナス型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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明のマグナス型風力発電装置は、
発電機構部に回転トルクを伝達する回転体と、該回転体から略放射状に所要数配設された回転円柱と、を備え、該各回転円柱がこれら回転円柱の軸周りに回転することで、該各回転円柱の回転と自然風の風力との相互作用で生じるマグナス揚力により前記回転体を回転させて前記発電機構部を駆動するマグナス型風力発電装置であって、
前記回転円柱の外周表面には、凸状に形成されたスパイラル条が設けられ、該スパイラル条により前記回転体に向けて空気を流す構造を有し、該空気流の流速を前記自然風の下流側に向かって促進する流速促進手段が、前記回転体に設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、スパイラル条によって回転円柱に沿って回転体に向けて流れる空気流が回転体に当たると、流速促進手段により空気流が速やかに回転体の下流側に流れるようになり、回転円柱の基端部側で生じる空気流の乱れが低減して回転体近傍の空気の圧力が弱まり、回転円柱を軸周りに回転させるための消費エネルギーを増やさずに済むようになり、マグナス型風力発電装置の発電効率を向上させることができる。
【０００７】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面に形成され、前記自然風の下流側にゆくに従って前記回転円柱から離れる方向に傾斜されるガイド部となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、回転体の外周面に当たる空気流がガイド部に沿って回転円柱から離れるように流れ、この空気流を速やかに回転体の下流側に流すことができる。
【０００８】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記回転円柱は、前記自然風に対して略垂直をなすように配設されるとともに、該回転円柱が前記ガイド部に配設されることを特徴としている。
この特徴によれば、回転円柱が自然風を受ける領域を最も大きく形成でき、かつ回転円柱の基端部に流れ込んだ空気流を、ガイド部により速やかに回転体の下流側に流すことができる。
【０００９】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面に設けられたフィン部となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、回転体の回転とともに回転するフィン部によって、回転体の外周面に当たる空気流の流速を促進させることができる。
【００１０】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記流速促進手段は、プロペラ装置となっており、該プロペラ装置は、駆動手段により回転駆動されるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、プロペラ装置により空気流が速やかに回転体の下流側に流れるようになり、かつ駆動手段を利用することにより、流速促進手段が空気流を速やかに回転体の下流側に流す力を向上させることができる。
【００１１】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記回転体は、前記発電機構部よりも前記自然風の下流側に配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、回転体の下流側には、流速促進手段により流速が促進された空気流が通過する空間が形成されるようになり、この空気流を速やかにマグナス型風力発電装置の下流側に流すことができる。
【００１２】
本発明のマグナス型風力発電装置は、
前記流速促進手段は、前記回転体の外周面と背面との間に形成される角部となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、回転体の角部により回転体の下流側に渦流が発生するようになり、この渦流によって回転体の下流側の空間に負圧を生じさせることができ、この負圧が生じた空間に向かって空気流が積極的に流れ込むようになり、空気流を速やかに回転体の下流側に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】マグナス揚力の説明図である。
【図２】実施例１におけるマグナス型風力発電装置を示す正面図である。
【図３】マグナス型風力発電装置を示す側面図である。
【図４】スパイラル条が設けられた回転円柱を示す正面図である。
【図５】回転体を示す側面図である。
【図６】図４における回転円柱を示すＡ−Ａ横断平面図である。
【図７】実施例２における回転体を示す側面図である。
【図８】回転体を示す背面図である。
【図９】実施例３における回転体を示す側面図である。
【図１０】実施例４における回転体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るマグナス型風力発電装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１に係るマグナス型風力発電装置につき、図１から図６を参照して説明する。以下、図２及び図４の紙面手前側をマグナス型風力発電装置の正面側（前方側）とし、図３、図５、図６の紙面右方側をマグナス型風力発電装置の正面側（前方側）として説明する。
【００１６】
一般的なマグナス揚力の発生メカニズムについて説明すると、図１の円筒形状を成す回転円柱Ｃの断面図に示すように、回転する回転円柱Ｃに当たった空気の流れは、図１のような回転円柱Ｃの回転方向（左回り）と空気流Ｎ０の向きでは、回転円柱Ｃの回転とともに上方に流れるようになり、このとき回転円柱Ｃの上方側を流れる空気が、回転円柱Ｃの下方側を流れる空気の速度よりも速く流れるので、回転円柱Ｃの上方側の負圧と下方側の正圧とで空気圧に差が生じるマグナス効果が生じるようになり、回転円柱Ｃには、空気の流れＮ０と垂直をなす方向にマグナス揚力Ｙ０が発生するようになっている。
【００１７】
図２及び図３に示す符号１は、本発明の適用されたマグナス型風力発電装置である。このマグナス型風力発電装置１は、地面に立設された支台２の上部に、水平方向に旋回自在に軸支される発電機構部３を有しており、この発電機構部３は、内部に配置された鉛直モータ４を駆動させることで水平方向に旋回できるようになっている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、発電機構部３の正面側には、フロントフェアリング６が取り付けられている。また、発電機構部３の背面側には、回転の軸心が水平方向を向く回転体５が配置されており、この回転体５は、正面視で右回りに回転するように軸支されている。更に、回転体５の外周には、５本の略円筒形状の回転円柱７が放射状に配置されている。各々の回転円柱７は、これら回転円柱７の軸周りの予め決められた回転方向に回転自在に軸支されている。
【００１９】
図４に示すように、回転円柱７の外周表面７’には、回転円柱７の基端部から先端部までの全長に渡って、スパイラル（螺旋）状に形成されたスパイラル条８が一体に巻き回して形成されており、このスパイラル条８は、回転円柱７の外周表面７’から突出するように略凸状に形成されている。また、この凸状スパイラル条８は、１つの回転円柱７の外周表面７’に６条設けられている。
【００２０】
また、回転円柱７の直径は、その基端部から先端部にかけて同径に形成されており、更に、回転円柱７の先端面には、回転円柱７の直径よりも大きな直径を有する円盤状のエンドキャップ９が取り付けられている。
【００２１】
所要幅、所要高さの６重螺旋をなすスパイラル条８は、回転円柱７の長手方向の全体に渡って設けられ、回転円柱７の先端側から見たときに右ネジ状の右螺旋状をなすように固着されている（図６参照）。
【００２２】
図３に示すように、発電機構部３の内部には、長手方向が水平方向を向くアウターシャフト１０が配置されており、このアウターシャフト１０は、発電機構部３内部に配置されたベアリング１１を介して回転自在に支持されている。また、アウターシャフト１０の軸内は貫通されており、このアウターシャフト１０の軸内には、インナーシャフト１２が挿設されている。
【００２３】
インナーシャフト１２は、アウターシャフト１０内部に配置されたベアリング１３を介して回転自在に軸支されている。尚、アウターシャフト１０及びインナーシャフト１２は互いに独立して回転することができる。
【００２４】
図３に示すように、アウターシャフト１０の前端には、ギア１４が固着されており、このギア１４は、発電機構部３内の発電機１５に接続されているギア１６と係合されている。アウターシャフト１０の後端は、発電機構部３の外方に突出されており、このアウターシャフト１０の後端に回転体５が固着されている。
【００２５】
インナーシャフト１２の前端は、アウターシャフト１０から突出されたギア１７が固着されており、このギア１７は、発電機構部３内の本実施例における駆動手段としての駆動モータ１８と連動されているギア１９と係合される。また、インナーシャフト１２の後端は、アウターシャフト１０から突出されており、このインナーシャフト１２の後端には、大径のベベルギア２０が固着されている。
【００２６】
更に、大径のベベルギア２０の中央部から後方に向かって駆動シャフト２６が延設されており、この駆動シャフト２６の後端には、後述するプロペラ装置２７が設けられている。このプロペラ装置２７は、回転体５内部に配置されたベアリング２８を介して回転体５に対して相対回転自在に支持されている。
【００２７】
図３に示すように、駆動モータ１８とギア１９との間には、駆動モータ１８の回転力を一方向に伝達するワンウェークラッチ２２が配置されており、ギア１９の回転によって駆動モータ１８に逆方向の回転力が加わっても、ワンウェークラッチ２２によって駆動モータ１８の逆回転を防止できるようになっている。更に、発電機構部３内部には、駆動モータ１８の起動用の電力を蓄えるバッテリー２３が配置されている。尚、鉛直モータ４や駆動モータ１８は、マグナス型風力発電装置１の周囲環境の風向や風速を観測する風向計（図示略）や風速計（図示略）に接続された制御回路２４によって制御されるようになっている。
【００２８】
図３に示すように、インナーシャフト１２に固着された大径のベベルギア２０は、アウターシャフト１０に固着された背面側の回転体５内部の中心に配置されるとともに、このベベルギア２０は後方側に向かって窄まるように配置されている。更に、この大径のベベルギア２０には、５つの小径のベベルギア２１が係合されており、５つの小径のベベルギア２１は、回転体５の外周に配置された５本の回転円柱７の内部に延設された動力伝達軸２５に連結されている。
【００２９】
発電機構部３内部の駆動モータ１８を駆動させるとインナーシャフト１２を介して駆動モータ１８の回転動力が大径のベベルギア２０に伝達され、このベベルギア２０に係合される５つの小径のベベルギア２１が回転され、各々のベベルギア２１に連結された動力伝達軸２５が回転される。そして、動力伝達軸２５の回転動力が、動力伝達部材３５を介して回転円柱７に与えられるようになっており、回転円柱７が、該回転円柱７の軸回りに回転されるようになっている。
【００３０】
尚、大径のベベルギア２０が回転されると、このベベルギア２０から延設された駆動シャフト２６を介して駆動モータ１８（駆動手段）の回転動力がプロペラ装置２７に与えられるようになっており、プロペラ装置２７が回転されるようになっている。
【００３１】
マグナス型風力発電装置１を用いて発電する際には、先ず風向計（図示略）によって風向きを検出し、制御回路２４が鉛直モータ４を駆動させて、回転体５の正面側から風が当たるように、風向きに合わせて発電機構部３を旋回させる。すると図３に示すように、マグナス型風力発電装置１の正面側から自然風Ｎが当たるようになる。
【００３２】
そして、発電機構部３内部のバッテリー２３に蓄えられている起動用の電力を駆動モータ１８に供給し、駆動モータ１８を駆動させる。インナーシャフト１２及びベベルギア２０、２１を介して駆動モータ１８の動力が伝達され、各々の回転円柱７が回転しはじめる。各々の回転円柱７の回転と風力との相互作用で生じるマグナス揚力Ｙによって、回転円柱７及び回転体５は、アウターシャフト１０を軸心として回転されるようになる。
【００３３】
図６を参照して回転円柱７の回転方向とスパイラル条８の巻き方について詳述すると、回転円柱７の先端側から見たときに、回転円柱７のスパイラル条８の巻き方が右ネジ状の右螺旋状をなす場合、回転円柱７の回転方向は左回りとなっている。スパイラル条８の巻き方向が回転円柱７の回転方向に対して逆向きとなっているため、図２及び図４に示すように、回転円柱７の外周表面７’を流れる空気を回転体５に近づく方向に向けて流すことができる。
【００３４】
図４に示すように、スパイラル条８が回転円柱７に施されることにより、回転円柱７の回転時に、スパイラル条８によって、空気の流れＦが発生する。この際、回転円柱７の外周表面７’に、自然風Ｎや回転円柱７と伴に回転する回転円柱７の表層の空気の動きとは別に、回転円柱７の軸と平行な空気の流れ成分Ｖ（ベクトル成分Ｖ）を発生させることができる。図２に示すように、この空気の流れ成分Ｖは、回転円柱７の先端側から回転体５（回転円柱７の基端側）に向けて流れるようになっている。
【００３５】
図４及び図６に示すように、回転円柱７の外周の空気流、すなわち回転円柱７の外周表面７’に空気流動Ｆを発生させることで、自然風Ｎ（空気流Ｎ’）と、回転円柱７と伴に回転する回転円柱７の表層の空気の動きとで形成される三次元的な空気流が形成される。
【００３６】
そして図６に示すように、各々の回転円柱７の回転と風力との相互作用で生じるマグナス揚力Ｙが増大される。ここで言うスパイラル条８で与えられる空気の流れＦは、全てが回転円柱７の軸と平行な方向を向いている必要はなく、少なくとも回転円柱７の軸と平行なベクトル成分Ｖがあれば充分効果がある。発明者の１つの考察であるが、マグナス揚力Ｙが高まる理由として、回転円柱７に加わる負圧と正圧との差圧が高まる現象や、揚力発生面が拡大する現象等が発生していると考えられる。
【００３７】
また、エンドキャップ９を利用すると、マグナス効果が向上するようになっている。すなわちエンドキャップ９が回転円柱７の先端面に設けられることによって、このエンドキャップ９が空気流Ｆに好影響を与え、マグナス揚力Ｙの向上が見られる。
【００３８】
図３に示すように、回転体５が回転すると、アウターシャフト１０の前端に連結された発電機１５が駆動されて発電が行われる。更に、この回転円柱７の回転に基づいて、スパイラル条８による回転円柱７の軸と平行な方向への空気の流れが増大するので、回転円柱７のマグナス揚力Ｙが増大され、発電機１５を駆動するアウターシャフト１０の回転トルクが増大されるようになる。従って、マグナス型風力発電装置１の発電効率を上げることができるようになっている。
【００３９】
次に、本実施例における回転体５について図５を参照して詳述する。前述したように、回転体５は、発電機構部３よりも後方側に配置されている。発電機構部３は、略円筒形状をなしている（図２及び図３参照）。そして、回転体５の前部は、発電機構部３の直径とほぼ同じ直径をなし、この回転体５は、その前部から後部に行くに従って窄まるように形成されて略円錐形状となっている。
【００４０】
回転体５が略円錐形状となっていることで、その外周面は、傾斜面２９として形成されており、この傾斜面２９の前方側近傍に回転円柱７が配置されている。尚、傾斜面２９は、後方側にゆくに従って回転円柱７から離れる方向に傾斜されており、本実施例におけるガイド部となっている。
【００４１】
更に、回転円柱７は、その基端部に設けられた支持軸部７ａが回転体５における傾斜面２９に固着されることで回転体５に配設されており、この回転円柱７は、支持軸部７ａに対して回転自在に支持されている。尚、支持軸部７ａの内部には、回転円柱７に回転動力を伝達する動力伝達軸２５が挿設されている（図３参照）。また、回転円柱７は、自然風Ｎに対して略垂直をなすように配設されており、回転円柱７の軸と回転体５の傾斜面２９（外周面）との互いのなす角が直角にならないように形成されている。
【００４２】
前述したように、スパイラル条８で与えられる空気の流れＦは、回転円柱７に沿って回転体５に向けて流れる空気流Ｆ’を含んでおり、この空気流Ｆ’が回転体５に当たるようになっている。そして、空気流Ｆ’が回転体５に当たると、ガイド部である傾斜面２９に沿って空気流Ｆ’が速やかに回転円柱７から離れる方向に流れ、かつ回転体５の下流側（後方側）に流れるようになっている。
【００４３】
つまり回転体５の傾斜面２９が本実施例における流速促進手段を構成している。また、回転体５は、その前部から後部に行くに従って窄まるように形成された略円錐形状となっていることで、回転円柱７の基端部近傍の下流側には、空気流Ｆ’が流れる空間を形成できるようになっており、空気流Ｆ’が速やかに回転体５の下流側に流れるようになっている。
【００４４】
更に、回転体５の後端には、前述したプロペラ装置２７が設けられている。このプロペラ装置２７が回転駆動されると、空気流Ｆ’が下流側に強制的に流れるようになっており、回転体５近傍の空気の圧力が低減され、空気流Ｆ’が速やかに回転体５の下流側に流れるようになっている。尚、このプロペラ装置２７も本実施例における流速促進手段を構成している。
【００４５】
尚、発電機１５によって発電が開始されると、この発電された電力の一部を、回転円柱７を回転させるための駆動モータ１８に供給させて補助電力として利用でき、かつ次回の起動用の電力としてバッテリー２３に蓄えることもできる。
【００４６】
以上、本実施例におけるマグナス型風力発電装置１では、回転円柱７の外周表面には、凸状に形成されたスパイラル条８が設けられ、このスパイラル条８により回転体５に向けて空気を流す構造を有し、空気流Ｆ’の流速を自然風Ｎの下流側に向かって促進する流速促進手段２７，２９が、回転体５に設けられていることで、スパイラル条８によって回転円柱７に沿って回転体５に向けて流れる空気流Ｆ’が回転体５に当たると、流速促進手段２７，２９により空気流Ｆ’が速やかに回転体５の下流側に流れるようになり、回転円柱７の基端部側で生じる空気流Ｆ’の乱れが低減して回転体５近傍の空気の圧力が弱まり、回転円柱７を軸周りに回転させるための消費エネルギーを増やさずに済むようになり、マグナス型風力発電装置１の発電効率を向上させることができる。
【００４７】
また、流速促進手段は、回転体５の外周面に形成され、自然風の下流側にゆくに従って回転円柱７から離れる方向に傾斜される傾斜面２９となっていることで、回転体５の外周面に当たる空気流Ｆ’が傾斜面２９に沿って回転円柱７から離れるように流れ、この空気流Ｆ’を速やかに回転体５の下流側に流すことができる。
【００４８】
また、回転円柱７は、自然風Ｎに対して略垂直をなすように配設されるとともに、回転円柱７が傾斜面２９に配設されることで、回転円柱７が自然風Ｎを受ける領域を最も大きく形成でき、かつ回転円柱７の基端部に流れ込んだ空気流Ｆ’を、傾斜面２９により速やかに回転体５の下流側に流すことができる。
【００４９】
また、流速促進手段は、プロペラ装置２７となっており、プロペラ装置２７は、駆動モータ１８により駆動されるようになっていることで、プロペラ装置２７により空気流Ｆ’が速やかに回転体５の下流側に流れるようになり、かつ駆動モータ１８を利用することにより、流速促進手段が空気流Ｆ’を速やかに回転体５の下流側に流す力を向上させることができる。
【００５０】
また、回転体５は、発電機構部３よりも自然風Ｎの下流側に配置されることで、回転体５の下流側には、流速促進手段２９により流速が促進された空気流Ｆ’が通過する空間が形成されるようになり、この空気流Ｆ’を速やかにマグナス型風力発電装置１の下流側に流すことができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、実施例２に係る回転体５ａにつき、図７及び図８を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。以下、図７の紙面右方側をマグナス型風力発電装置の正面側（前方側）として説明する。
【００５２】
図７及び図８に示すように、回転体５ａは、発電機構部３よりも後方側に配置されている。実施例２における回転体５ａは、その前部から後部に行くに従って窄まるように形成されて略円錐形状となっている。このように回転体５ａが略円錐形状となっていることで、その外周面は、傾斜面２９として形成されており、この傾斜面２９の前方側近傍に回転円柱７が配置されている。そして、傾斜面２９は、後方側（下流側）にゆくに従って回転円柱７から離れる方向に傾斜されており、実施例２におけるガイド部及び流速促進手段となっている。
【００５３】
回転体５ａの前後方向の略中央部には、複数枚のフィン部材３０が固着されている。この複数枚のフィン部材３０は、回転体５ａの外周を取り巻くように並設されており、回転体５ａの回転とともに回転するようになっている。そして、回転体５ａが回転されると、フィン部材３０によって空気流Ｆ’が下流側に強制的に流れるようになっており、回転体５ａ近傍の空気の圧力が低減され、空気流Ｆ’が速やかに回転体５ａの下流側に流れるようになっている。尚、このフィン部材３０も実施例２における流速促進手段を構成している。
【００５４】
以上、実施例２における回転体５ａでは、流速促進手段は、回転体５ａの外周面に形成されたフィン部材３０となっていることで、回転体５ａの回転とともに回転するフィン部材３０によって、回転体５ａの外周面に当たる空気流Ｆ’の流速を促進させることができる。
【実施例３】
【００５５】
次に、実施例３に係る回転体５ｂにつき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。以下、図９の紙面右方側をマグナス型風力発電装置の正面側（前方側）として説明する。
【００５６】
図９に示すように、回転体５ｂは、発電機構部３よりも後方側に配置されている。実施例３における回転体５ｂは、その前部から後部に行くに従って窄まるように形成されて略円錐形状となっている。回転体５ｂが略円錐形状となっていることで、その外周面は、傾斜面２９として形成されており、この傾斜面２９の前方側近傍に回転円柱７が配置されている。そして、傾斜面２９は、後方側（下流側）にゆくに従って回転円柱７から離れる方向に傾斜されており、実施例３におけるガイド部及び流速促進手段となっている。
【実施例４】
【００５７】
次に、実施例４に係る回転体５ｃにつき、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。以下、図１０の紙面右方側をマグナス型風力発電装置の正面側（前方側）として説明する。
【００５８】
図１０に示すように、回転体５ｃは、発電機構部３よりも後方側（下流側）に配置されている。実施例４における回転体５ｃは、その前部側に、発電機構部３の直径とほぼ同じ直径をなし、かつ略円筒形状をなす第１円筒部３１を有し、この第１円筒部３１の背面３２は平坦な面に形成されている。
【００５９】
更に、この第１円筒部３１よりも後方側に、第１円筒部３１よりも小さい直径をなし、かつ略円筒形状をなす第２円筒部３３が、第１円筒部３１の背面３２から後方側に突設されている。この第２円筒部３３の背面３４も平坦な面に形成されている。
【００６０】
そして、第１円筒部３１の外周面と背面３２との間は、切り立った角部３５（段部）として形成されているとともに、第２円筒部３３の外周面と背面３４との間も、切り立った角部３６（段部）として形成されている。
【００６１】
尚、実施例４における回転体５ｃの前後長は、実施例１〜３の回転体５の前後長よりも短く形成されており、回転体５ｃの下流側（後方側）に空気流Ｆ’が流れる空間を大きく形成できるようになっている。
【００６２】
実施例１と同様に、スパイラル条８で与えられる空気の流れＦは（図４参照）、回転円柱７に沿って回転体５ｃに向けて流れる空気流Ｆ’を含んでおり、この空気流Ｆ’が回転体５ｃに当たるようになっている。そして、空気流Ｆ’が回転体５ｃの外周面に当たると、自然風Ｎの影響により、空気流Ｆ’は、回転体５ｃの下流側（後方側）に流れるようになっている。
【００６３】
また、第１円筒部３１の背面３２が平坦面となっていることで、回転体５ｃの角部３５を通過した空気流Ｆ’により、第１円筒部３１の下流側に渦流Ｋ（カルマン渦）が発生するようになっている。
【００６４】
更に、第２円筒部３３の背面３４が平坦面となっていることで、回転体５ｃの角部３６を通過した空気流Ｆ’により、第２円筒部３３の下流側に渦流Ｋ（カルマン渦）が発生するようになっている。この渦流Ｋによって、第１及び第２円筒部３１，３３の下流側の空間には、負圧が生じるようになっている。
【００６５】
そして、回転体５ｃの下流側（後方側）の空間には、空気流Ｆ’が積極的に流れ込むようになっており、空気流Ｆ’が速やかに回転体５ｃの下流側に流れるようになっている。つまり回転体５ｃの第１及び第２円筒部３１，３３の背面３２，３４が実施例４における流速促進手段を構成している。
【００６６】
尚、回転体５ｃは、第１及び第２円筒部３１，３３の前後２段式の円筒形状となっているため、第１及び第２円筒部３１，３３の下流側の空間に発生する渦流Ｋが乱流となる頻度を低減させることができ、空気流Ｆ’が速やかに回転体５ｃの下流側に流れるようになっている。
【００６７】
以上、実施例４における回転体５ｃでは、第１円筒部３１の外周面と背面３２との間に角部３５が形成されるとともに、第２円筒部３３の外周面と背面３４との間も角部３６として形成されることにより、回転体５ｃの下流側に渦流Ｋが発生するようになり、この渦流Ｋによって回転体５ｃの下流側の空間に負圧を生じさせることができ、この負圧が生じた空間に向かって空気流Ｆ’が積極的に流れ込むようになり、空気流Ｆ’を速やかに回転体５ｃの下流側に流すことができる。
【００６８】
尚、実施例４では、第１及び第２円筒部３１，３３の背面３２，３４が平坦面として形成されているが、第１及び第２円筒部３１，３３の背面側は、必ずしも平坦面である必要はなく、第１及び第２円筒部３１，３３の外周面と背面３２，３４との間に角部３５，３６が形成される形状であれば、例えば、背面３２，３４が略円錐形状をなしていたり、背面３２，３４がラウンドされた略半球形状をなしていたりしてもよい。
【００６９】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００７０】
例えば、前記実施例では、回転体５を発電機構部３よりも後方側に配置することで、回転体５の下流側に、空気流Ｆ’が流れる空間を形成しているが、回転体５を発電機構部３よりも前方側に配置するようにしてもよく、回転体５を支持するシャフト１０，１２を前方に向かって延設したり、回転体５の形状を、傾斜面２９を有する形状に適宜形成したりすることで、回転体５の下流側に、空気流Ｆ’が流れる空間を形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のマグナス型風力発電装置によれば、大型風力発電から家庭用の小型風力発電に及んで活用できるようになり、風力発電業界に多大に貢献するようになる。更に、本発明のマグナス型の揚力発生メカニズムを、ロータ船、ロータビークル等に利用すれば、乗物における運動効率も向上すると考えられる。
【符号の説明】
【００７２】
１                マグナス型風力発電装置
３                発電機構部
５，５ａ          回転体
５ｂ，５ｃ        回転体
７                回転円柱
７’              外周表面
８                スパイラル条
１８              駆動モータ（駆動手段）
２７              プロペラ装置（流速促進手段）
２９              傾斜面（流速促進手段，ガイド部）
３０              フィン部材（流速促進手段）
３１              第１円筒部（流速促進手段）
３３              第２円筒部（流速促進手段）
【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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