(57)【要約】【課題】集風室に風を集めて風圧を増し、その風圧を風車から放射状に噴射して反動力により風車に一方向への回転力を付与することで、風力利用効率の一層の向上が図れるようにする。【解決手段】風車７を集風室１の上部の風車室６に回転自在に設置し、この風車７には、その回転方向とは逆方向へ風圧を誘導する多数の整流板１４を、円周方向に所定の間隔をおいて全体としてリング状に設け、風車室６の上側は閉鎖する一方、風車室６の外周には、集風室１から多数の整流板１４の間を通り抜けて放射状に噴射される風圧に反発して風車７に反動力を生じさせる多数の反動板１７を固定配置する。【選択図】図３
2008038794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に向かって先細になる多数の風洞を、天板と底板と仕切板とで同心円状に区画形成し、風洞にて絞られながら中央の集風室に集まる風圧によって圧力空間を形成して風車を回転させる風力原動機において、
前記風車を前記集風室の上部の風車室に回転自在に設置し、この風車には、その回転方向とは逆方向へ風圧を誘導する多数の整流板を、円周方向に所定の間隔をおいて全体としてリング状に設け、前記風車室の上側は閉鎖する一方、風車室の外周には、前記集風室から前記多数の整流板の間を通り抜けて放射状に噴射される風圧に反発して風車に反動力を生じさせる多数の反動板を固定配置したことを特徴とする噴射・反動型風力原動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電等を行うために、全方向について風を中央に集めて風車を回転させる型の風力原動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特許第３２２５３２６号公報）には、この種の風力発電装置として次のような構造が開示されている。なお、括弧内は同公報での部品名である。
多数の羽根（回転翼）を遠心状に設けた風車（回転体）を回転自在に中央に設置するとともに、その中央に向かって先細になる多数の風洞（風の導入路）を、天板（上側の固定板）と底板（下側の固定板）と仕切板（外部導入翼）とで同心円状に区画形成し、風洞（風の導入路）を通って中央に集まる風力によって風車（回転体）を回転させる。風車（回転体）の周囲全周であってこれと風洞（風の導入路）出口との間に、多数の傾斜板（内部導入翼）を、それらの間隔が風車（回転体）に近づくに従い狭くなるように同じ方向へ傾斜させて固定配置し、風洞（風の導入路）を通り抜けてきた風をこれら傾斜偏向板（内部導入翼）によって一方向へ偏向させることにより、風車（回転体）を一方向へ回転させる。
【０００３】
しかし、これによると、同心円状配置になっている全ての風洞が、その入口から出口まで常に開放しているため、つまり、風下側になる風洞も、風上側になる風洞の反対側で常に開放しているため、風上側になる風洞を通り抜けてきた風の一部が、風下側になる風洞を通って逃げてしまい、風車の回転に寄与しないので、風力の利用効率が低くなる問題がある。
【０００４】
また、風洞出口と風車の周囲全周との間において、多数の傾斜偏向板が、上記のように間隔を狭めながら一方向に傾斜して固定配置されているため、風洞出口から風車へ向かうまでにこれらが風力に対して大きな抵抗となって風力が減衰し、却って風力利用効率低下の大きな要因となる。
【０００５】
そこで、本発明者は、このような問題点を解決できる風力原動機として、特許文献２（特開２００５−２８２５０４号公報）に記載されているような風力原動機を先に提案している。
【０００６】
この風力原動機は、複数枚の羽根を遠心状に設けた風車を回転自在に中央に設置するとともに、その中央に向かって先細になる多数の風洞を、天板と底板と仕切板とで同心円状に区画形成し、各風洞に、その中を中央へと通り抜ける風圧によって一方向へ自動的に開放されるダンパを開閉自在に装着するとともに、このダンパを通った風圧を風車へ向かって絞る絞り部を形成し、風車の回りにリング状の圧力空間が形成されるようにしたもので、風下側になる風洞から風が逃げてしまわないとともに、風洞を通って来た風を風力の減衰なく風車に集中させて当てることができて、全体として風力利用効率の高い構造となっている。
【特許文献１】特許第３２２５３２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２８２５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、本発明者が先に提案し、特許文献２に開示された風力原動機を改良し、集風室に風を集めて風圧を増し、その風圧を風車から放射状に噴射して反動力により風車に一方向への回転力を付与することで、風力利用効率の一層の向上が図れるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、中央に向かって先細になる多数の風洞２を、天板３と底板４と仕切板５とで同心円状に区画形成し、風洞２にて絞られながら中央の集風室１に集まる風圧によって圧力空間を形成して風車７を回転させる風力原動機において、風車７を集風室１の上部の風車室６に回転自在に設置し、この風車７には、その回転方向とは逆方向へ風圧を誘導する多数の整流板１４を、円周方向に所定の間隔をおいて全体としてリング状に設け、風車室６の上側は閉鎖する一方、風車室６の外周には、集風室１から多数の整流板１４の間を通り抜けて放射状に噴射される風圧に反発して風車７に反動力を生じさせる多数の反動板１７を固定配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の風力原動機によれば、風上側の風洞で絞られることにより圧力を高めて中央の集風室に集まった風圧は、集風室の上部の風車室へ上昇し、風車の多数の整流板の間から、風車の回転方向とは逆方向へと放射状に噴射される。その噴射された風圧は、風車室の外周に固定設置された多数の反動板に当たるので、その反動によって風車の一方向への回転力が強められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図４に示すように、この風力原動機は、中央の集風室１の外周（全周）に、多数の風洞２を、天板３と底板４と多数の仕切板５とで同心円状に区画形成し、本風力原動機の周辺からの風を風洞２を通して中央の集風室１に集めることで風力を増して圧力空間を形成し、集風室１の上部へ続く風車室６内に設置した風車７に作用させる。そして、この風車７から風圧を放射状に噴射することで、その反動力を利用して風車７を縦軸である車軸８と共に一方向へ回転させる構造で、全体が基礎枠９上に支持されている。
【００１２】
風洞２を形成する天板３は、外周縁から内周縁に向かって下向きに傾斜しているのに対し、底板４は、外周縁から内周縁に向かって上向きに傾斜し、また、多数の仕切板５は、互いの間隔を外端から内端に向かって徐々に狭めているため、各風洞２は、外端の風洞入口２ａから内端の風洞出口２ｂに向かって、断面矩形を徐々に小さくする先細状となっている。風洞出口２ｂ内には、風洞２から出る風圧を整流するための風洞整流板１０が設置されている。なお、風洞２内には、必要に応じ補強のための梁材等を架設する。
【００１３】
各風洞２の風洞出口２ｂ付近には、ダンパ１１が開閉自在に装着されている。各ダンパ１１は、通常はそれ自体の自重又は図示しないバネ等により閉じており、風洞入口２ａから入って風洞出口２ｂへ抜けようとする風については、その風圧によって自動的に開放されるようになっている。なお、各風洞２において、ダンパ１１の数は一つでも、また複数であってもよい。本例では複数枚を上下に装着している。
【００１４】
風洞２は、これを形成する天板３と底板４との間隔、及び仕切板５同士の間隔を徐々に狭くすることにより、風圧を絞る絞り部にもなっている。
【００１５】
従って、風上側の風洞２では、その風洞入口２ａから入った風が、風洞出口２ｂに向かって先細になっている風洞２にて絞られながら、ダンパ１１を開いて風洞出口２ｂから中央の集風室１内に集まる。
【００１６】
一方、風下側の風洞２では、風上側の風洞２を通り抜けて来た風圧によってダンパ１１が閉じた状態を保持されるため、中央の集風室１内に集まった風は、風下側の風洞２へ抜けることができないので風圧を高められ、集風室１の上部が開放して風車室６に連続していることから風車７に向かって上昇する。
【００１７】
風車７は、縦軸である車軸８に放射状に噴射状に架設された上下の骨枠１２・１３に、板状の多数の整流板１４を、円周方向に所定の間隔をおいて全体としてリング状に固定したもので、集風室１から上昇してくる風圧を、必ず一方向（時計方向又は反時計方向）へのモーメントを生じながら整流板１４の間から放射状に噴射するように、各整流板１４の先端部（又は全体）を時計又は反時計方向のいずれか一方へ湾曲させてある。
【００１８】
車軸８の下端は発電機１５の軸に接続され、風車７の回転にて発電されるようになっている。
【００１９】
風車室６の上側は、吹き抜けとならずに天板１６で閉じている。この風車室６の外周には、風車７の整流板１４の間から放射状に噴射される風圧に反発して風車７に反動力を生じさせる多数の反動板１７が全周に等間隔に配置されている。整流板１４は、上記のように、風車７の回転方向とは逆方向へ風圧を誘導するように湾曲しているのに対し、反動板１７はこれとは逆向きに湾曲している。しかも、整流板１４は、風圧を絞ってから反動板１７に当てるように、反動板１７の数よりも多く、従って、整流板１４同士の間隔は反動板１７同士の間隔よりも狭くなっている。反動板１７の上側も吹き抜けとならずに天板１６で閉じている。
【００２０】
本風力原動機はこのような構造になっているので、集風室１内に集まった風は風圧を増して風車室６へ上昇し、風車７の多数の整流板１４の間を通り抜ける際に絞られながら風車７の回転方向とは逆方向へ放射状に噴射される。このようにして放射状に噴射された風圧は、反動板１７が整流板１４とは逆方向に湾曲していることにより、反動板１７に当たることで風力の反動力を高め、風車７の一方向への回転力を強める。反動板１７の間を通り抜けた風は機外へ排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  集風室
２  風洞
２ａ  風洞入口
２ｂ  風洞出口
３  天板
４  底板
５  仕切板
６  風車室
７  風車
８  車軸
９  基礎枠
１０  風洞整流板
１１  ダンパ
１２・１３  骨枠
１４  整流板
１５  発電機
１６  天板
１７  反動板
【図１】
2008038794.tif 000003
【図２】
2008038794.tif 000004
【図３】
2008038794.tif 000005
【図４】
2008038794.tif 000006