(57)【要約】【課題】風の威力を飛躍的に向上させて発電量を増大させることが可能な風力発電システムを提供する。【解決手段】高層ビル１２に低層階部位から屋上１３まで連通する垂直な風路１４を設け、低層階部位に風路１４と連通する空気取入口１５を設け、屋上１３近傍に風路１４の開口部１６を設け、風路１４の所定階毎に風力発電機１７とその回転羽根１８とを設置した構成であり、風路１４に発生する上昇気流が回転羽根１８を回転させて発電する風力発電システム１１であって、回転羽根１８の下部には、上昇気流を当該回転羽根に誘導するための半円形状の固定羽根２５を設け、該固定羽根２５を下位の階から上位の階に上がる毎に所定方向に所定角度ズラして設置して、上昇気流が渦巻き状に上昇するように構成した。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
高層ビル又は超高層ビルに低層階部位から屋上まで連通する垂直な風路を設け、前記低層階部位に前記風路と連通する空気取入口を設け、前記屋上近傍に前記風路の開口部を設け、前記風路の所定階毎に風力発電機とその回転羽根とを設置した構成であり、前記風路に発生する上昇気流が前記回転羽根を回転させて発電する風力発電システムであって、
前記回転羽根の下部には、前記上昇気流を当該回転羽根に誘導するための半円形状の固定羽根を設け、
該固定羽根を下位の階から上位の階に上がる毎に所定方向に所定角度ズラして設置して、前記上昇気流が渦巻き状に上昇するように構成したこと
を特徴とする風力発電システム。
【請求項２】
前記開口部には、回転自在な雨避け用カバーを設け、
該雨避け用カバーの開放部を風向センサーによって常に風下側に向けるように構成したこと
を特徴とする請求項１に記載の風力発電システム。
【請求項３】
前記空気取入口及び／又は前記開口部には、風量調節用のダンパーを配設したこと
を特徴とする請求項１に記載の風力発電システム。
【請求項４】
前記ビル内の換気ダクトを前記風路に接続したこと
を特徴とする請求項１に記載の風力発電システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、風力発電システムに関するものであり、更に詳しくは、高層ビル又は超高層ビルに垂直に設けた煙突状のスペースを風路と成して、この風路を上昇する風を利用して電力を発生させる風力発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の風力発電システムとしては、図５に示す構成のものが知られている。この風力発電システムは、高層ビル１に垂直に形成した空間を風路２と成し、低層階部分に風路２と連通する空気吸入部３を設け、屋上４に風路２の開口部５を設けて、この開口部５の近傍に風力タービン６を設置した構成である（特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成の風力発電システムは、高層階部分と低層階部分との風速の違いを利用して次のような仕組みで発電する。即ち、一般に屋上４の開口部５付近では風速が早く、また、低層階部分の空気吸入部３は風速が遅いので、気圧は空気吸入部３の方が高くなり、この気圧差によって風路２に発生した上昇気流（風）が風力タービン６を作動させて発電するのである。なお、図５中の符号７は、高さの違いによる風速分布を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−８３６８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
この従来例の風力発電システムにおいては、高層階部分と低層階部分との気圧差によって風路２に上昇気流を発生させるが、この上昇気流は低層階部分から開口部５に向かって真っ直ぐに昇るので、風の威力は比較的弱いものとなり、引いては発電量が少ないことに課題を有している。
【０００６】
従って、従来例における風力発電システムにおいては、更に別途のメカニズムを付加して風の威力を飛躍的に向上させることと、引いては発電量を増大させることとに解決しなければならない課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来例の課題を解決するための本考案の要旨は、高層ビル又は超高層ビルに低層階部位から屋上まで連通する垂直な風路を設け、前記低層階部位に前記風路と連通する空気取入口を設け、前記屋上近傍に前記風路の開口部を設け、前記風路の所定階毎に風力発電機とその回転羽根とを設置した構成であり、前記風路に発生する上昇気流が前記回転羽根を回転させて発電する風力発電システムであって、前記回転羽根の下部には、前記上昇気流を当該回転羽根に誘導するための半円形状の固定羽根を設け、該固定羽根を下位の階から上位の階に上がる毎に所定方向に所定角度ズラして設置して、前記上昇気流が渦巻き状に上昇するように構成したことである。
【０００８】
また、前記開口部には、回転自在な雨避け用カバーを設け、該雨避け用カバーの開放部を風向センサーによって常に風下側に向けるように構成したものであり、そして、前記空気取入口及び／又は前記開口部には、風量調節用のダンパーを配設した構成としたものであり、更に、前記ビル内の換気ダクトを前記風路に接続した構成としたものである。
【考案の効果】
【０００９】
本発明に係る風力発電システムによれば、回転羽根の下部に風を当該回転羽根に誘導するための固定羽根を設け、この固定羽根を下位の階から上位の階に上がる毎に所定方向に所定角度ズラして設置して、上昇気流が渦巻き状に上昇するように構成したことによって、風がより強く回転羽根に当たることとなり、回転羽根の回転効率が大幅に向上する。
更には、渦巻き状の上昇気流は風の威力が飛躍的に増大し、各階毎の回転羽根を作動できて各階での発電が可能であると共に、発電量を大幅に増加させることができるという優れた効果を奏する。
【００１０】
また、開口部には、回転自在な雨避け用カバーを設け、該雨避け用カバーの開放部を風向センサーによって常に風下側に向けるように構成したことによって、雨水の浸入を防止できるだけでなく、外部の風が開口部に直接当たらないので、風路への逆風を防止できる。  更には、開口部における負圧の状態を常に保てることとなり、風路に上昇気流（風）が発生しやすいという種々の優れた効果を奏する。
【００１１】
そして、空気取入口及び／又は開口部には、風量調節用のダンパーを配設したことによって、強風時等に風量の調節が可能であるという優れた効果を奏する。
【００１２】
更に、ビル内の換気ダクトを前記風路に接続したことによって、外部が無風状態の時は、ビル内の暖気を風路に誘導することが可能であり、この場合は風路に上昇気流（風）が発生しやすいという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案に係る風力発電システム１１を説明する、高層ビル１２の略示的な断面図である。
【図２】風路１４の内部を説明する略示的な断面図である。
【図３】風力発電機１７及び回転羽根１８を示す平面図である。
【図４】（イ）（ロ）（ハ）固定羽根２５の設置状態を説明する平面図である。
【図５】従来例に係る風力発電システムを説明する、高層ビル１の略示的な断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１において、符号１１は風力発電システムを示し、この風力発電システム１１は、高層ビル１２又は超高層ビルに設けた垂直な風路１４と、この風路１４に連通する空気取入口１５と、屋上１３近傍に設けた風路１４の開口部１６と、風路１４の所定階毎に設置した風力発電機１７とその回転羽根１８とから構成され、風路１４に発生する上昇気流が回転羽根１８を回転させて発電する仕組みである。
【００１５】
風路１４は、所定の空間を有して煙突状に形成されており、高層ビル１２の低層階部位から屋上１３まで垂直な状態に連通している。
【００１６】
空気取入口１５は、１階乃至３階程度の低層階部位に設けられており、風路１４と連通している。また、空気取入口１５には、ガラリ板１５ａが配設されており、雨水等の浸入を防止している。ガラリ板１５ａの内側には、図示しないネットが配設されており、小動物や昆虫等の浸入を防止している。
【００１７】
空気取入口１５の近傍には、図示しない進入用の扉が設けられており、この扉から作業員が進入してメンテナンス等をおこなう。
【００１８】
風路１４における空気取入口１５の近傍には、図２に示すように、風量調節用のダンパー１９が配設されており、このダンパー１９を開閉することで強風時等に風量の調節が可能である。更に、ダンパー１９の上部には、グレーチング２０又はネットが配設されており、風に乗って不要物が吹き上げられるのを防止する。
【００１９】
開口部１６には、立上り部２１（通称：鳩小屋）が設けられており、その内部に風量調節用のダンパー２２が配設されている。このダンパー２２を開閉することで、上述のダンパー１９の作用と相俟って強風時等に風量の調節が可能である。
【００２０】
また、開口部１６には、雨避け用カバー２３が設けられている。この雨避け用カバー２３の開放部２３ａには、図示しない雨避けガラリ板が配設されており、雨水等の浸入を防止している。
【００２１】
雨避け用カバー２３は、３６０度の回転が自在に構成されており、図示しない風向センサーによって風向きを感知して、常に開放部２３ａが風下側に向くように構成されている。従って、雨水の浸入を防止できるだけでなく、外部の風が開口部１６に直接当たらないので、風路１４への逆風を防止できる。更には、開口部１６における負圧の状態を常に保てるので、風路１４に上昇気流（風）が発生しやすいこととなる。
【００２２】
風力発電機１７及びその回転羽根１８は、図２に示すように、各階毎に又は所定階毎に設置されている。なお、図２中の符号２６は、風路１４の壁面に配設された防音不燃材を示し、符号２７は床面を示す。
【００２３】
風力発電機１７は、図３に示すように、床面鋼材２４の上部に設置されており、この床面鋼材２４には、図示しないグレーチングが配設されている。
【００２４】
床面鋼材２４の下部には回転羽根１８が設けられている。この回転羽根１８は、風路１４に発生した上昇気流（風）により回転し、その回転力が風力発電機１７に伝達されて発電する。
【００２５】
なお、回転羽根１８の羽根の形状は、様々な形のものが知られているが、必ずしも図３に示す形のものに限定されるものではなく、種々の形状のものや、複数段に形成されているもの等を適宜選択することが可能である。
更には、風力発電機１７の構成も、例えば回転羽根１８の周縁に永久磁石とコイルとを配設してその回転により発電するタイプのもの等、様々な種類のものを適宜選択することが可能である。要するに、回転羽根１８の回転力を利用して発電する構造であればよいのである。
【００２６】
回転羽根１８の下部には、図２及び図４に示すように、半円形状の固定羽根２５が設けられている。この固定羽根２５は、回転羽根１８に対して風が略直交する方向等、風がより強く回転羽根１８に当たるように風向きを誘導するために設けられている。
【００２７】
固定羽根２５は、図４（イ）（ロ）（ハ）に示すように、下位の階から上位の階に上がる毎に、矢印方向に角度を例えば９０度ずつズラして設置される。従って、風路１４を上昇する気流が固定羽根２５に誘導されて渦巻き状に上昇することとなり、風がより強く回転羽根に当たって、回転羽根の回転効率が大幅に向上する。
更には、渦巻き状の上昇気流は風の威力が飛躍的に増大し、各階毎の回転羽根を作動できて各階での発電が可能であると共に、発電量を大幅に増加させる。
【００２８】
なお、固定羽根２５が半円形状に形成されているので、回転羽根１８の修理やメンテナンスの際に、下部側から手を差し入れて作業を行えるという利点もある。
【００２９】
また、ビル内の換気ダクト（図示せず）は、風路１４に接続されている。従って、外部が無風状態の時は、ビル内の暖気を風路１４に誘導することが可能であり、この場合は風路１４に上昇気流（風）が発生しやすいこととなる。
【００３０】
このように構成された風力発電システム１１は、低層階部位と屋上１３近傍との風速の違いを利用して次のような仕組みで発電する。つまり、一般に屋上１３の開口部１６付近では風速が早く、また、低層階部分の空気取入口１５は風速が遅いので、気圧は空気取入口１５の方が高くなる。この気圧差によって風路１４に発生した上昇気流（風）が回転羽根１８を回転して、風力発電機１７を駆動させて発電するのである。
【００３１】
そして、回転羽根１８の下部に設けた固定羽根２５を下位の階から上位の階に上がる毎に、矢印方向に角度を所定角度ずつズラして設置するので（図４（イ）（ロ）（ハ）参照）、風路１４を上昇する風が固定羽根２５に誘導されて渦巻き状に上昇する。従って、風の威力が飛躍的に増大して、各階毎の大量発電が可能である。
なお、夜間等の電力消費量が少ないときに発電した電気は、図示しないバッテリーに蓄電しておき、電力消費量が多い昼間等に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１    高層ビル
２    風路
３    空気吸入部
４    屋上
５    開口部
６    風力タービン
７    風速分布
１１  風力発電システム
１２  高層ビル
１３  屋上
１４  風路
１５  空気取入口
１５ａガラリ板
１６  開口部
１７  風力発電機
１８  回転羽根
１９  ダンパー
２０  グレーチング
２１  立上り部
２２  ダンパー
２３  雨避け用カバー
２３ａ開放部
２４  床面鋼材
２５  固定羽根
２６  防音不燃材
２７  床面
【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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