(57)【要約】【課題】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。【解決手段】風洞４の側面部４ａには風洞内外を連通して風を取り入れる風取り入れ口７が形成されている。風取り入れ口７は、風洞４の長手方向の中心軸を中心として略９０度間隔で４箇所設けられており、風向に関係なく風洞４の側面部４ａの周囲から風を取り入れることができる。風取り入れ口７は風洞４の側面部４ａから拡径するフード部７ａを備え、このフード部７ａには下方に開口して風洞４の側面部４ａに形成された開口部４ｂに連通する開口部７ｂが形成されている。【選択図】        図２
2004190506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の風洞内部に吹き込む風の風力により発電する風力発電装置において、
前記風洞内部に回転自在に配設され、前記風力を受けて回転する風力ファンと、
前記風力ファンの回転力を用いて発電する発電機とを備え、
前記風洞の側面部に風を取り入れる風取り入れ口を設けたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記風洞は風を吹き込むための風吹き込み口と前記風吹き込み口から吹き込んだ風を吹き出す風吹き出し口とを有する中空円筒状に形成され、前記風取り入れ口は前記風洞の径方向の側面部に設けられている請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記風取り入れ口は、前記風力ファンの上流側に設けられている請求項１又は請求項２記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記風力ファンは前記風洞内部に直列に複数設けられ、前記風洞内部を絞る流線型のボスヘッドと、当該ボスヘッドにより絞られた通路を通過した風を受けるプロペラとを有する軸流ターボ型ファンである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記風吹き込み口を有する風洞に、前記風洞の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が設けられている請求項２乃至４のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記風吹き込み口を有する風洞に、前記風洞の入口側にヨットの帆状に湾曲させた４枚の整流板を９０度間隔で上端と下端で略９０度位相をずらして配した集風部が設けられている請求項２乃至４のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項７】
前記風吹き出し口を有する風洞内部には、前記風洞内部の風を前記風吹き出し口から強制的に排気して前記風洞内部に気流を発生させる排気ファンが設けられ、当該排気ファンは前記発電機による発電量が所定値以下となったときに当該発電機により発電された電力を用いて起動される請求項２乃至６のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項８】
前記風洞は、前記風の流通方向に分割可能な複数の風洞ユニットの組立体で構成され、当該風洞ユニットは前記風力ファンを着脱自在に軸支する第１風洞ユニットと、前記風取り入れ口が設けられた第２風洞ユニットと、前記集風部が設けられた第３風洞ユニットと、前記風洞の側面部を画定する第４風洞ユニットと、発電機を回転自在に軸支する第５風洞ユニットと、前記排気ファンを回転駆動可能に軸支する第６風洞ユニットとを含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項９】
前記風洞は、前記風吹き込み口を下端部として垂直に立設されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項１０】
前記風洞は、水平に配置されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項１１】
前記風洞がハニカム状に複数配置されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項１２】
前記風洞内部における風に触れる部位に光触媒材料が被覆されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の風力発電装置。
【請求項１３】
前記風吹き込み口を有する風洞端部の内面部には風を加熱するヒータが設けられている請求項９に記載の風力発電装置。
【請求項１４】
筒状の風洞内部に吹き込む風の風力により発電する風力発電方法において、
前記風洞の一端部に設けられた風吹き込み口から吹き込む風と、前記風洞の側面部に設けられた風取り入れ口から取り入れられた風とを受けて、前記風洞内部に回転自在に配設された風力ファンを回転させ、
前記風力ファンの回転力を用いて発電することを特徴とする風力発電方法。
【請求項１５】
前記風吹き込み口から吹き込む風と前記風取り入れ口から取り入れられた風とは、前記風洞の他端部に設けられた風吹き出し口から吹き出される請求項１４に記載の風力発電方法。
【請求項１６】
前記風取り入れ口は、前記風力ファンの上流側に設けられている請求項１４又は請求項１５に記載の風力発電方法。
【請求項１７】
前記風力ファンは前記風洞内部に直列に複数設けられ、前記風洞内部を絞る流線型のボスヘッドと、当該ボスヘッドにより絞られた通路を通過した風を受けるプロペラとを有する軸流ターボ型ファンである請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項１８】
前記風吹き込み口を有する風洞には、前記風洞の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が更に設けられている請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項１９】
前記風吹き込み口を有する風洞には、前記風洞の入口側にヨットの帆状に湾曲させた４枚の整流板を９０度間隔で上端と下端で略９０度位相をずらして配した集風部が設けられている請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２０】
前記風吹き出し口を有する風洞内部には、前記風洞内部の風を前記風吹き出し口から強制的に排気して前記風洞内部に気流を発生させる排気ファンが更に設けられ、当該排気ファンは前記発電機による発電量が所定値以下となったときに当該発電機より発電された電力を用いて起動される請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２１】
前記風洞は前記風吹き込み口を下端部として垂直に立設され、前記風洞内部に吹き込む風を上端部の前記風吹き出し口から吹き出す請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２２】
前記風洞は水平に配置され、前記風洞内部に吹き込む風を他端部の前記風吹き出し口から吹き出す請求項１４乃至２０のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２３】
前記風洞をハニカム状に複数配置して各風洞内部に風を流通させる請求項１４乃至２２のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２４】
前記風洞内部における風に触れる部位に光触媒材料が被覆されている請求項１４乃至２３のいずれか１項に記載の風力発電方法。
【請求項２５】
前記風吹き込み口を有する風洞内部にヒータを設け、当該ヒータにより風を加熱する請求項２１に記載の風力発電方法。
【請求項２６】
筒状の風洞内部に回転自在に配設され、当該風洞内部に吹き込む風の風力を受けて回転する風力ファンと、前記風力ファンの回転力を用いて発電する発電機とを備える風力発電装置に用いられる風洞部材であって、
前記風洞を前記風の流通方向に複数の風洞ユニットに分割可能に構成することを特徴とする風洞部材。
【請求項２７】
前記風洞ユニットは、前記風力ファンを着脱自在に軸支する第１風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部に風取り入れ口が設けられた第２風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が設けられた第３風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部を画定する第４風洞ユニットと、前記発電機を回転自在に軸支する第５風洞ユニットと、風を吹き出し口から強制的に排気して風洞内部に気流を発生させる排気ファンを回転駆動可能に軸支する第６風洞ユニットとを含む請求項２６記載の風洞部材
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の風洞内部に風を吹き込んで風力ファンを回転させ、この風力ファンの回転力を用いて発電する風力発電装置、風力発電方法、並びに風力発電装置に用いられる風洞部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の風力発電装置として、特開平１１−６２８１１号公報に示されるように風上側の口径を大きく、風下側の口径を小さくした風洞の内部に複数のプロペラ風車と、このプロペラ風車に連結した発電機とを間隔をおいて設け、風洞の中で風速を加速させながら複数の風車に繰り返し当てて発電する構成がある。
【０００３】
また、他の風力発電装置として、例えば特開２００２−２０２０４５号公報に示されるように、風洞の風吹き込み口に径方向に拡大してエアを全周３６０度から取り入れるベルマウス構造の集風部を設け、風洞内部に回転自在に軸支された複数の風車を風力により回転させ、この風車の回転力を用いて発電する構成がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の風力発電装置のように、風洞の一端部から他端部に向けて風を送る構成では、風洞が長いほど風洞内の風が抵抗となって風が抜けず、風力が減衰されてしまい、風車の回転力（つまり、発電量）が十分に得られないという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、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（発電量）を高めることができる風力発電装置、風力発電方法、並びに風力発電装置の風洞部材を提供することである。
【０００６】
また、２４時間の連続稼働が可能となり、弱風などで風力が得られないときでも風力ファンを回転させて発電ができる風力発電装置、風力発電方法、並びに風力発電装置の風洞部材を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明の風力発電装置は、筒状の風洞内部に吹き込む風の風力により発電する風力発電装置において、前記風洞内部に回転自在に配設され、前記風力を受けて回転する風力ファンと、前記風力ファンの回転力を用いて発電する発電機とを備え、前記風洞の側面部に風を取り入れる風取り入れ口を設けた。
【０００８】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞は風を吹き込むための風吹き込み口と前記風吹き込み口から吹き込んだ風を吹き出す風吹き出し口とを有する中空円筒状に形成され、前記風取り入れ口は前記風洞の径方向の側面部に設けられている。
【０００９】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風取り入れ口は、前記風力ファンの上流側に設けられている。
【００１０】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風力ファンは前記風洞内部に直列に複数設けられ、前記風洞内部を絞る流線型のボスヘッドと、当該ボスヘッドにより絞られた通路を通過した風を受けるプロペラとを有する軸流ターボ型ファンである。
【００１１】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風吹き込み口を有する風洞には、前記風洞の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が設けられている。
【００１２】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風吹き込み口を有する風洞に、前記風洞の入口側にヨットの帆状に湾曲させた４枚の整流板を９０度間隔で上端と下端で略９０度位相をずらして配した集風部が設けられている。
【００１３】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風吹き出し口を有する風洞内部には、前記風洞内部の風を前記風吹き出し口から強制的に排気して前記風洞内部に気流を発生させる排気ファンが設けられ、当該排気ファンは前記発電機による発電量が所定値以下となったときに当該発電機により発電された電力を用いて起動される。
【００１４】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞は、前記風の流通方向に分割可能な複数の風洞ユニットの組立体で構成され、当該風洞ユニットは前記風力ファンを着脱自在に軸支する第１風洞ユニットと、前記風取り入れ口が設けられた第２風洞ユニットと、前記集風部が設けられた第３風洞ユニットと、前記風洞の側面部を画定する第４風洞ユニットと、発電機を回転自在に軸支する第５風洞ユニットと、前記排気ファンを回転駆動可能に軸支する第６風洞ユニットとを含む。
【００１５】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞は、前記風吹き込み口を下端部として垂直に立設される。
【００１６】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞は、水平に配置される。
【００１７】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞がハニカム状に複数配置されている。
【００１８】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風洞内部における風に触れる部位に光触媒材料が被覆されている。
【００１９】
また、好ましくは、上記風力発電装置において、前記風吹き込み口を有する風洞端部の内面部には風を加熱するヒータが設けられている。
【００２０】
本発明の風力発電方法は、筒状の風洞内部に吹き込む風の風力により発電する風力発電方法において、前記風洞の一端部に設けられた風吹き込み口から吹き込む風と、前記風洞の側面部に設けられた風取り入れ口から取り入れられた風とを受けて、前記風洞内部に回転自在に配設された風力ファンを回転させ、前記風力ファンの回転力を用いて発電する。
【００２１】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風吹き込み口から吹き込む風と前記風取り入れ口から取り入れられた風とは、前記風洞の他端部に設けられた風吹き出し口から吹き出される。
【００２２】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風取り入れ口は、前記風力ファンの上流側に設けられている。
【００２３】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風力ファンは前記風洞内部に直列に複数設けられ、前記風洞内部を絞る流線型のボスヘッドと、当該ボスヘッドにより絞られた通路を通過した風を受けるプロペラとを有する軸流ターボ型ファンである。
【００２４】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風吹き込み口を有する風洞には前記風洞の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が更に設けられている。
【００２５】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風吹き込み口を有する風洞には、前記風洞の入口側にヨットの帆状に湾曲させた４枚の整流板を９０度間隔で上端と下端で略９０度位相をずらして配した集風部が設けられている。
【００２６】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風吹き出し口を有する風洞内部には、前記風洞内部の風を前記風吹き出し口から強制的に排気して前記風洞内部に気流を発生させる排気ファンが更に設けられ、当該排気ファンは前記発電機による発電量が所定値以下となったときに当該発電機により発電された電力を用いて起動される。
【００２７】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風洞は前記風吹き込み口を下端部として垂直に立設され、前記風洞内部に吹き込む風を上端部の前記風吹き出し口から吹き出す。
【００２８】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、風洞は前記水平に配置され、前記風洞内部に吹き込む風を他端部の前記風吹き出し口から吹き出す。
【００２９】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風洞をハニカム状に複数配置して各風洞内部に風を流通させる。
【００３０】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風洞内部における風に触れる部位に光触媒材料が被覆されている。
【００３１】
また、好ましくは、上記風力発電方法において、前記風吹き込み口を有する風洞内部にヒータを設け、当該ヒータにより風を加熱する。
【００３２】
本発明の風力発電装置に用いられる風洞部材は、筒状の風洞内部に回転自在に配設され、当該風洞内部に吹き込む風の風力を受けて回転する風力ファンと、前記風力ファンの回転力を用いて発電する発電機とを備える風力発電装置に用いられる風洞部材であって、前記風洞を前記風の流通方向に複数の風洞ユニットに分割可能に構成する。
【００３３】
また、好ましくは、上記風洞部材において、前記風洞ユニットは、前記風力ファンを着脱自在に軸支する第１風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部に風取り入れ口が設けられた第２風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部から径方向に拡大して風を取り入れる集風部が設けられた第３風洞ユニットと、前記風洞部材の側面部を画定する第４風洞ユニットと、前記発電機を回転自在に軸支する第５風洞ユニットと、風を吹き出し口から強制的に排気して風洞内部に気流を発生させる排気ファンを回転駆動可能に軸支する第６風洞ユニットとを含む。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００３５】
図１は、本発明に係る実施形態の風力発電装置の外観図である。図２は、図１の側断面図である。図３（ａ）は図１の風力発電装置を上方から見た図、図３（ｂ）は図１の風力発電装置を下方から見た図である。
【００３６】
図１乃至図３に示すように、本実施形態の風力発電装置（以下、発電装置ともいう）は、風洞中の気圧を利用して風速を高め、その風力を利用してプロペラを高速回転させることにより発電する風洞型風力発電装置（ウインドウ・タネル・エンジン）であり、以下に説明する煙突効果を用いた直立型、或いは後述する隙間風の効果を用いた横型のいずれかの形態で適用される。
【００３７】
図１乃至図３は地面やビルの屋上などに設置される直立型風力発電装置１を例示し、筒状の風洞４の下端部には外部から風を吹き込むための風吹き込み口２が設けられ、その上端部には風吹き込み口２から吹き込んだ風を風洞４内部に流通させて外部に吹き出す風吹き出し口３が設けられている。
【００３８】
また、風洞４には、この風洞４内部に回転自在に配置され、当該風洞４内部の気流による風力を受けて回転する風力ファン５と、この風力ファン５の回転力を用いて発電する発電機６とが設けられている。
【００３９】
風洞４は、地面やビルの屋上などの設置面１０から垂直上方に延びる支柱１１と、この支柱１１から風洞４の側面部４ａに向けて水平に延びる複数の支持アーム１２に接続されることにより直立状態に保持される。
【００４０】
筒状の風洞４は、図示のように径方向の断面が中空円筒状の他、短手方向の断面が中空矩形状や多角形状に構成される場合もある。
【００４１】
風洞４の側面部４ａには風洞内外を連通して周囲の風を取り入れる風取り入れ口７が形成されている。風取り入れ口７は、風洞４の長手方向の中心軸を中心として略９０度間隔で４箇所設けられており、風向に関係なく風洞４の側面部４ａの周囲から風と取り入れることができるように構成されている。
【００４２】
上記風取り入れ口７は、風洞４の側面部４ａから拡径方向に膨出するフード部７ａを備え、このフード部７ａには下方に開口して風洞４の側面部４ａに形成された開口部４ｂに連通する開口部７ｂが形成されている。
【００４３】
風洞４の側面部４ａに形成された開口部４ｂと風取り入れ口７の開口部７ｂとは、風洞４の直径φに対してφ／４以上の口径を有し、風力ファン５のプロペラ５ａの（直）上流側（風上側）に形成される。風取り入れ口７を風力ファン５のプロペラ５ａの（直）下流側（風下側）に配置した場合には、風洞４内部に乱流が発生して風力ファン５に回転力を与えられないからである。
【００４４】
風力ファン５は、風洞４の長手方向、即ち、風吹き込み口２から風吹き出し口３に向けた風の流通方向に沿って風洞４内部に直列に複数（図示の発電装置では２つ）設けられ、風洞４内部を中心軸から外周方向に徐々に絞るように漸進的に狭めるボスヘッド５ｂを有する軸流ターボ型ファンである。好ましくは、プロペラ５ａは複数枚の羽根で構成されている。尚、風力ファン５は２つに限られず、１つ或いは３つ以上配置される場合もある。
【００４５】
ボスヘッド５ｂは、その側面部５ｃが風の流通方向とは反対方向に向けてプロペラ５ａのボス部５ｄから延びつつ徐々に縮径する曲面で、先端部５ｅが尖った流線型の形状に構成され、風洞４内部の風速を高めつつ整流してプロペラ５ａに吹き込む機能を有する。
【００４６】
発電機６は風力ファン５の（直）下流側の風洞４の側面部４ａに配置され、その回転軸６ａが風力ファン５の回転軸６ｃにかさ歯車などを介して噛み合い、風力ファン５の回転力を電力に変換して発電する。
【００４７】
風洞４における風吹き込み口２が形成された下端部は、下方に向かって縮径するテーパ状に形成され、そのテーパ状の側面部２ａには周囲の風を取り入れる開口部２ｂが形成されている。また、テーパ状の側面部２ａには風の流通方向に沿って所定間隔で径方向に斜め下方に拡大するベルマウス構造の複数の拡径部８Ａ，８Ｂが設けられ、集風部として風を風洞４の下端部の全周３６０度から取り入れることができるように構成されている。また、上流側拡径部８Ｂは、下流側拡径部８Ａより外形が小さくなっている。
【００４８】
尚、本実施形態では拡径部を２つ設けた例を説明したが、これに限られず拡径部を１つだけ、或いは３つ以上設けることもできる。また、図示の拡径部は下端部から見て外形が矩形状に構成されているが、例えば、管楽器の音を出す先端部のように円形のスカート状に構成される場合もある。また、直立型や横型などの風洞の配置態様によって（特に、風洞を横型に配置する態様では）拡径部を設けない場合もある。
【００４９】
また、上記テーパ状の側面部２ａには、仕切壁２ｃが風洞４の長手方向の中心軸を中心として略９０度間隔で４箇所設けられており、この仕切壁２ｃと風吹き込み口２の略中心に設けられた支持軸２ｄとが設置面１０に当接することで、風吹き込み口２と設置面１０との間に風を吹き込むための所定の隙間２ｅが形成される。
【００５０】
風洞４における風吹き出し口３が形成された上端部には、風洞４内部の風を強制的に上方に排気して風洞４内部に気流を発生させる排気ファン９が排気ファンモータ１３により回転駆動可能に設けられている。
【００５１】
この排気ファン９は、後述するように発電機６での発電量が所定値以下となったときにバッテリ２３の電力が供給されて起動される。
【００５２】
発電機６により発電された電力は、制御部２１から電源装置２２を介して外部の電力線に送電されると共に、その電力の一部が排気ファンモータ１３を駆動するためのバッテリ２３に分配されて充電される。バッテリ２３への充電量は発電機６の最大発電量（約５〜３０ＫＷ）の１０分の１以下程度であり、発電量の低下などの影響はほとんどない。
【００５３】
風洞４は、風の流通方向に分割可能な複数のリング状の風洞ユニット４Ａ〜４Ｇを所定長さに直線状に組み立てた組立体として構成されており、風洞ユニット４Ａ〜４Ｇは、中空内部に風力ファン５を着脱自在かつ回転自在に軸支する第１風洞ユニット４Ａと、側面部４ａに風取り入れ口７が形成された第２風洞ユニット４Ｂと、拡径部８が設けられた第３風洞ユニット４Ｃ，４Ｄと、側面部４ａの外形を画定する第４風洞ユニット４Ｅと、発電機６を回転自在に軸支する第５風洞ユニット４Ｆと、排気ファン９を回転駆動可能に軸支する第６風洞ユニット４Ｇとを含み、これら各風洞ユニット４Ａ〜４Ｇの組み合わせ構成は、総発電量やシステム規模や周辺環境や設置場所などに応じて適宜決定される。
【００５４】
尚、本実施形態は発電装置１をビルの屋上などに設置した場合には、冷暖房装置から排出される排気風やビル風などを有効に利用することができる。また、トンネルの出入口に設置することでトンネル内を吹き抜ける風を有効に利用することができる。その他、農業用ハウスの暖房や照明、山岳地帯の小屋などの送電施設がなく自家発電が不可欠な場所、或いは船舶や車両などの移動体に設置することもできる。また、停電などの非常時の予備電源として用いることもできる。
【００５５】
第２風洞ユニット４Ｂは第１風洞ユニット４Ａの（直）上流側に連結され、第５風洞ユニット４Ｆは第１風洞ユニット４Ａの（直）下流側に連結され、第６風洞ユニット４Ｇは最も下流側に設置された第１風洞ユニット４Ａより下流側であって風吹き出し口３の近傍に連結するのが好ましい。また、第１風洞ユニット４Ａから風力ファン５を取り外した場合には、側面部４ａの外形を画定する第４風洞ユニット４Ｅと同様の機能を有する構成となる。
【００５６】
また、風に接触する部位として、例えば、風洞４の内面部、風取り入れ口７のフード部７ａの内面部、風力ファン５のプロペラ５ａやボスヘッド５ｂの表面部、ベルマウス構造の拡径部８の表面部、排気ファン９の表面部などに光触媒材料を塗布して被覆することにより、水滴や埃の付着を抑えて風力ファン５の回転数の低下を防止でき、更に空気抵抗を低減して風洞４内の風の流れがスムーズになるという効果が得られる。また、光触媒材料は外気中に含まれるＣＯ２  、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを軽減する効能を持っており、この効能によって風洞内表面の汚れを防止する効果やマイナスイオン効果などを発揮させることができる。
【００５７】
また、上記光触媒に代えて或いは光触媒と共に、風吹き込み口２を有する風洞端部の内面部やその近傍に風を加熱するヒータを設けることで、風吹き込み口２から吹き込む風が上昇気流となるため（トンネル効果）、風洞４内の風の流れがスムーズになるという効果が得られる。尚、上記ヒータとしては、抵抗発熱器や半導体熱交換素子などが適用可能である。
【００５８】
また、降雨などにより雨滴が風洞内部に侵入するのを防止するために、風吹き出し口３の上端部を覆うと共に、側面部が格子戸などにより通気可能に構成された傘状のカバー部材を設置しても良い。
【００５９】
図４は、本発明に係る実施形態の風力発電装の他例を示す外観図である。図５は、図４の集風部の斜視図である。図４に示すものも基本的構成は図１に示すものと同様であり、筒状の風洞４の下端部には風吹き込み口２が設けられ、その上端部には風吹き出し口３が設けられている。また、風洞４の側面部４ａには風取り入れ口７が設けられている。
【００６０】
そして、風洞４の風吹き込み口２側には、ヨットの帆状に湾曲させた４枚の整流板１４が９０度間隔で、その設置部の上端部１５と下端部１６で略９０度位相をずらして捻ったように配置されて集風部となっている。
【００６１】
更に、風洞４が設置面１０に対して水平となる横型に配置して隙間風の効果を利用したシステムを構築したり、図６に示すように直立型（又は横型）の風洞４をハニカム状に複数束ねつつ各風洞４の風吹き込み口及び風取り入れ口から風が取り入れられるように配置した大型のシステムを構成してもよい。
【００６２】
図７は、本発明に係る実施形態の風力発電装置を制御する制御部の機能ブロック図である。図８は、本発明に係る実施形態の風力発電装置の連続稼働制御を示すフローチャートである。
【００６３】
図７に示すように、制御部２１は、発電機６により発電された電力を直流に変換して電源装置２２に送電すると共に、その電力の一部をバッテリ２３に分配して充電する発電量検出部２４と、排気ファン９を駆動するための排気ファンモータ１３を駆動制御するモータ駆動部２５と、バッテリ２３から排気ファンモータ１３に電力を供給する電力供給部２６とを備える。
【００６４】
図８にも示すように、発電量検出部２４は発電機６による発電量を検出し（ステップＳ１）、発電量が所定値以下のときに（ステップＳ２でＹＥＳ）、モータ駆動部２５に起動指令を送り、モータ駆動部２５は電力供給部２６によりバッテリ２３から排気ファンモータ１３に電力を供給して駆動制御する（ステップＳ３）。また、発電量が所定値を超えるときには（ステップＳ２でＮＯ）、モータ駆動部２５に停止指令を送り、モータ駆動部２５は電力供給部２６によりバッテリ２３から排気ファンモータ１３に供給される電力を停止する（ステップＳ４）。
【００６５】
上記連続稼働制御によれば、風が弱い状態や無風状態が数日続いたとしても、バッテリ２３に蓄えられた電力によって排気ファン９を駆動させ、風洞４内部の風又は空気を強制的に排気して風洞４内部に高速の上昇気流を発生させることで風力ファン５を回転させることができるため、２４時間の連続稼働が可能となる。尚、バッテリ２３は、例えば、１２Ｖ又は２４Ｖの規格品が用いられ、停電などの非常時に備えるため排気ファン９を２〜３日連続稼働できる電力が蓄電可能な蓄電容量を有する。
【００６６】
また、ボスヘッド５ｂの風速を高める効果と、排気ファン９の高速気流発生効果との相乗効果により風のエネルギを増幅することができる。
【００６７】
上記実施形態によれば、風洞４の側面部４ａに風取り入れ口７を設けたことで、風洞４内の風の抵抗を無くし、風力を増幅して風力ファン５の回転力（発電量）を高めることができる。
【００６８】
また、従来の風車型の発電装置では、１日平均３〜４時間程度しか稼働できないのに対して、排気ファン９を設けたことで２４時間の連続稼働が可能となり、弱風などで風力が得られないときでも風力ファン５を回転させて発電ができるようになるという効果が得られる。
【００６９】
更に、従来の風車型の発電装置では地上高が高いほど強い風力が得られるため、高さ４０〜５０ｍ，直径４０〜５０ｍにもなり、価格も１〜４億円以上となるが、本実施形態の発電装置では高さ１０〜１５ｍ、直径２〜３ｍ程度で済むため、耐用年数を長くし、材料費や建設費などの初期費用や管理費などのランニングコストを低減でき、小型で騒音も極力抑え、安全性も高い装置を実現できる。
【００７０】
また、風洞４が複数の風洞ユニット４Ａ〜４Ｇにより分離可能に構成されていることで、風洞４の長さや発電機６の数を設置場所や総発電量などに応じて調整でき、風洞４の長さを増すことで発電量を増加することができる。
【００７１】
尚、一般家庭の消費電力は、３０Ａで約３ＫＷとすると一日で平均１０ＫＷ程度であり、本実施形態のは発電装置の発電容量が５〜３０ＫＷ程度あれば、１台で数家庭分の電力をまとめてまかなうことができ、経済効果も大きく、余剰な電力を電力会社に買い取ってもらうことで更に経済的な負担が減少できる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、風洞の側面部に風取り入れ口を設けたことにより、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（発電量）を高めることができる。
【００７３】
また、排気ファンを設けたことで２４時間の連続稼働が可能となり、弱風などで風力が得られないときでも風力ファンを回転させて発電ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の風力発電装置の外観図である。
【図２】図１の側断面図である。
【図３】（ａ）は図１の風力発電装置を上方から見た図、（ｂ）は図１の風力発電装置を下方から見た図である。
【図４】本発明に係る風力発電装置の他の実施形態の外観図である。
【図５】図４の風力発電装置の集風部の斜視図である。
【図６】本発明に係る実施形態の風力発電装置をハニカム状に複数配置した場合の形態を示す図である。
【図７】本発明に係る実施形態の風力発電装置を制御する制御部の機能ブロック図である。
【図８】本発明に係る実施形態の風力発電装置の連続稼働制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  直立型風力発電装置
２  風吹き込み口
３  風吹き出し口
４  風洞
４Ａ〜４Ｇ  風洞ユニット
５  風力ファン
６  発電機
７  風取り入れ口
８  拡径部
９  排気ファン
１０  設置面
１１  支柱
１２  支持アーム
１３  排気ファンモータ
１４  整流板
２１  制御部
２２  電源装置
２３  バッテリ
【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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