(57)【要約】【課題】単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、耐久性に優れた風力駆動装置を提供する。【解決手段】  吸気口１と排気口２とを有する角筒状の筐体３の内部空間４に１本の回転軸５を設け、回転軸５に複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を設けた風力駆動装置において、複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５は、筐体３の各断面において、内部空間４に対して各羽根車１１，１２，１３，１４，１５が占める割合が増大するように形成される。【選択図】図１
2011247131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置であって、
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる１本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記複数の羽根車は、前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように形成されることを特徴とする風力駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の風力駆動装置において、
前記筐体の内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする風力駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の風力駆動装置であって、
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の風力駆動装置であって、
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力駆動装置としては、下記特許文献１に示すように、内部が吸気口から排気口へ向かって縮径した円筒内に、複数の羽根車と該羽根車に連結した複数の発電機を設けた風力駆動装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来の風力駆動装置においては、吸気口から導入された流入空気により複数の羽根車が駆動されるため、流入空気を効率よく羽根車の駆動力に変換し得る。
【０００５】
しかしながら、複数の羽根車のそれぞれに発電機を設ける場合には、装置構成が複雑になり、製造コストが嵩むという問題がある。さらに、風上となる吸気口側の羽根車の回転数が極端に大きくなり、この部分の使用負荷が大きく破損し易いという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、耐久性に優れた風力駆動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】
第１発明の風力駆動装置は、
風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置であって、
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる１本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記複数の羽根車は、前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように形成されることを特徴とする。
【０００８】
第１発明の風力駆動装置によれば、１本の回転軸を同軸心として、これに複数の羽根車が設けられている。そのため、単純な装置構成で製造コストが嵩むこともない。
【０００９】
一方で、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合には、風上となる吸気口側の羽根車の回転数が大きく、風下となる排気口側の羽根車の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸に生じ得る。
【００１０】
しかしながら、複数の羽根車を、筐体の一端から他端に向かう各断面において、内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大することで、吸気口側の羽根車の回転数の増大を抑制すると共に排気口側の羽根車の回転数の低下を抑制することができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【００１１】
さらに、吸気口側の羽根車の回転数の増大を抑制することができ、この部分の使用負荷を抑えて、装置自体の耐久性を高めることができる。
【００１２】
このように、本発明の風力駆動装置によれば、単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、高い耐久性を実現することができる。
【００１３】
第２発明の風力駆動装置は、第１発明において、
前記筐体の内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする
第２発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積を小さくすることで、回転軸に同一の大きさの羽根車を複数設けた場合にも、筐体の一端から他端に向かう各断面において、内部空間に対して各羽根車が占める割合を増大させることができる。これにより、吸気口側から導入された流入空気は、排気口側でその流路を絞られるため、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【００１４】
第３発明の風力駆動装置は、第２発明において、
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
第３発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積が小さくなるために、吸気口から導入された空気が排気口側でその流路が絞られ、内圧が上昇し得る。これに対して、過度に内圧が上昇した場合に可動弁を開放することで、排気口側の羽根車の回転数が増大し過ぎることを回避することができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【００１６】
第４発明の風力駆動装置は、第１〜第３発明のいずれかにおいて、
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
第４発明の風力駆動装置によれば、排気口側の角部に偏向板を設けて吸気口から導入された風を羽根車に偏向することで、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】風力駆動装置の全体的な構成を示す斜視図。
【図２】図１の風力駆動装置を側方からみたスケルトン図。
【図３】図２で指定する位置での断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１および図２に示すように、本実施形態の風力駆動装置は、一端側に吸気口１と他端側に排気口２とを有する角筒状の筐体３と、筐体３の内部空間４で筐体３の一端から他端へ向かって延びる１本の回転軸５と、回転軸５に設けられた複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５と備え、吸気口１から内部空間４内に導入された流入空気の風力により複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を動力源として、図示しない発電機を駆動するものである。
【００２０】
吸気口１は、筐体３の一端の開口部と同一であり、排気口２は、筐体３の他端側の側面に形成された開口部であって、筐体３の他端の開口部を覆うフード６により内部空間４と連通するように構成される。
【００２１】
すなわち、排気口２は、筐体３の他端の開口部とは別に設けられて、内部空間４から筐体３の他端へ向かって流れる流入空気をフード６により排気口で導入されるようになっている。
【００２２】
なお、排気口２は、筐体３の下側面に設けられる場合に限られず、風力駆動装置が搭載される機械・機器・システム（例えば、車両、屋外のポール）などに応じて、上側面や左右側面のいずれか一方または両方に設けられてもよい。さらに、フード６を設けずに、筐体３の他端の開口部を排気口としてもよい。
【００２３】
内部空間４は、筐体３の内部を仕切板７により分割した空間であって、仕切板７は、吸気口１の下部を一端として、他端側を底上げするように筐体３の内部に配置される。これにより、内部空間４は、吸気口１から排気口２に向かって下側面がスロープ状に形成され、徐々にその断面が小さくなる。
【００２４】
仕切板７には、その排気口２側の位置に可動弁８が設けられており、可動弁８は、図示しないねじりバネを噛ませたヒンジにより閉塞位置に付勢され、内圧（内部空間内の圧力）に応じて開放する。すなわち、可動弁８は、内圧が高まるにつれて徐々に開放し、さらに内圧が高まった場合には全開状態となる。これにより、内圧をある程度一定に保つと共に、内圧の急激な上昇を抑制するバッファとして機能する。
【００２５】
回転軸５は、筐体３の内部空間４で仕切板７と平行に設けられた軸体であって、その一端および他端が筐体３の内壁に渡した支持柱８Ａおよび８Ｂに軸着されている。回転軸５と支持柱８Ａおよび８Ｂとの軸着位置には、図示しないベアリングが設けられており、回転軸５はスムーズに回転するようになっている。なお、この回転軸５に図示しない発電機が接続されて、回転軸５の回転数に応じた発電が実現される。
【００２６】
羽根車１１，１２，１３，１４，１５は、それぞれ同一形状の羽根車であって、吸気口１から排気口２までの間で回転軸５に等間隔に固定されている。さらに、排気口２側の羽根車１４および１５の手前には、それぞれ流入空気を羽根車１４，１５に偏向する偏向板９Ａおよび９Ｂが設けられている。
【００２７】
偏向板９Ａは、内部空間４の下側の２つの角部の一方に設けられ、偏向板９Ｂは、内部空間４の上側の２つの角部の一方で、偏向板９Ａと対向する側に設けられる。これにより、角部を通して羽根車１１，１２，１３，１４，１５に当ることなく流れる流入空気を羽根車１４，１５に偏向させて、その回転駆動力に利用することができる。
【００２８】
ここで、図３を参照して、内部空間４と羽根車１１，１２，１３，１４，１５との関係について補足する。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、それぞれ図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図、ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図、ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線断面図である。
【００２９】
まず、図３（ａ）に示すように、吸気口１側の羽根車１１の回転面積Ａ１は、内部空間４の断面積に対して約半分である。これに対して、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、（羽根車１１，１２，１３，１４，１５の形状が同一で回転面積も同一で、）排気口側に行くほど内部空間４の断面積が小さくなるため、内部空間４の断面積に対する羽根車１３および１５の回転面積Ａ３およびＡ５が増大する。
【００３０】
これにより、風上となる吸気口１側の羽根車１１の回転数が大きく、風下となる排気口２側の羽根車１５の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸５に生じることを防止することができる。
【００３１】
すなわち、１本の回転軸５を同軸心として、これに複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を設けた場合には、風上となる吸気口１側の羽根車１１の回転数が大きく、風下となる排気口２側の羽根車１５の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸５に生じるが、複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を、筐体３の一端から他端に向かう各断面において、内部空間４に対して各羽根車１１，１２，１３，１４，１５が占める割合が増大するようにすることで、吸気口１側の羽根車１１の回転数の増大を抑制すると共に排気口２側の羽根車１５の回転数の低下を抑制することができ、１本の回転軸５に複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を設けた場合にも、回転軸５に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【００３２】
さらに、吸気口１側の羽根車１１の回転数の増大を抑制することができ、この部分の使用負荷を抑えて、装置自体の耐久性を高めることができる。
【００３３】
このように、本実施形態の風力駆動装置によれば、１本の回転軸５に複数の羽根車１１，１２，１３，１４，１５を設けた単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、高い耐久性を実現することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、羽根車１１，１２，１３，１４，１５を同一形状として、仕切板７により内部空間４を排気口２側で絞る構成としたが、筐体３の一端から他端に向かう各断面において、内部空間４に対して各羽根車１１，１２，１３，１４，１５が占める割合が増大する構成はこれに限定されるものではない。
【００３５】
例えば、内部空間４は、仕切板７等と設けないストレートな形状としつつ、羽根車１１，１２，１３，１４，１５を（同一形状ではなく）吸気口１から排気口２に向かって徐々に大きな形状のものを用いるようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施形態で内部空間４は、角筒型の筐体３の下側面のみを絞っているが、これに限らず、上面および左右側面の一部または全部を絞ってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…吸気口、２…排気口、３…筐体、４…内部空間、５…回転軸、６…フード、７…仕切板、９Ａ，９Ｂ…偏向板、１１，１２，１３，１４，１５…羽根車。
【図１】
2011247131.tif 000003
【図２】
2011247131.tif 000004
【図３】
2011247131.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月9日(2010.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置であって、
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる１本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように、該内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする風力駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の風力駆動装置であって、
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２項記載の風力駆動装置であって、
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１発明の風力駆動装置は、
風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置であって、
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる１本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように、該内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、本発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積を小さくすることで、回転軸に同一の大きさの羽根車を複数設けた場合にも、筐体の一端から他端に向かう各断面において、内部空間に対して各羽根車が占める割合を増大させることができる。これにより、吸気口側から導入された流入空気は、排気口側でその流路を絞られるため、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第２発明の風力駆動装置は、第１発明において、
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第２発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積が小さくなるために、吸気口から導入された空気が排気口側でその流路が絞られ、内圧が上昇し得る。これに対して、過度に内圧が上昇した場合に可動弁を開放することで、排気口側の羽根車の回転数が増大し過ぎることを回避することができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第３発明の風力駆動装置は、第１または第２発明において、
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３発明の風力駆動装置によれば、排気口側の角部に偏向板を設けて吸気口から導入された風を羽根車に偏向することで、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、１本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。