(57)【要約】【課題】  風下側になる風洞から風が逃げてしまわないようにするとともに、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にできる風力発電機を提供する。【解決手段】  中央に配置した風車２へ向かって先細になる多数の風洞５のそれぞれに、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１０を開閉自在に装着するとともに、該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１４が形成されるようにする。【選択図】  図２
2005282504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、風洞を通って中央に集まる風力によって風車を回転させる風力原動機において、
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、該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ことを特徴とする風力発電機。
【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。
【特許文献１】特許第３２２５３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、このような従来における問題点を解決し、風下側になる風洞から風が逃げてしまわないようにするとともに、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にできる風力発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を達成するため、本発明は、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、風洞を通って中央に集まる風力によって風車を回転させる風力原動機において、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、該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て、風車の全周に風力が作用するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の風力原動機によれば、風上側の風洞ではダンパが自動的に開き、風下側のダンパではダンパが閉じるので、風下側になる風洞から風が逃げてしまうことがない。また、風洞を通り抜ける際に、ダンパを開くのでその際に僅かに風力が減衰するものの、ほとんどそのままの風力で風車の羽根に当たってこれを回転させる。このとき、ダンパを通った風圧は絞られて風車の回りの圧力空間に集まるので、風力を集中させて風車の全周に有効に作用させることができる。
従って、全体として風力利用効率の高い構造となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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】
【０００９】
図１〜図３に示すように、この風力発電機は、縦軸である車軸１を中心として回転する風車２を中央に設置し、その周囲の全周に、多数の絞り整流板３を等間隔に配置し、更にその回りを間隔をおいて取り囲むように、多数の風洞５を、天板６と底板７と多数の仕切板８とで同心円状に区画形成し、本風力発電機の周辺から風洞５を通って中央に集まる風力によって風車２を回転させる構造で、全体が基礎枠９上に支持されている。
【００１０】
風洞５を形成する天板６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７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８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、各風洞５は、外端の入口５ａから内端の出口５ｂ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。風洞５内には、必要に応じ補強のための梁材等を架設する。
【００１１】
各風洞５の出口５ｂの手前には、ダンパ１０が開閉自在に装着されている。各ダンパ１０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、風洞５の入口５ａから入って出口５ｂ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、各風洞５において、ダンパ１０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多段に装着している。
【００１２】
全風洞５の天井となる天板６の上面には、多数の太陽発電パネル１１が敷設され（図１に一部分のみを図示）、太陽光を利用した発電も可能になっている。なお、天板６は水平としてもよい。
【００１３】
多数の絞り整流板３は、風車２の回りの近くで等間隔に配置されており、ダンパ１０から絞り整流板３に至る間は、風洞５を形成する天板６と底板７との間隔を徐々に狭くすることにより、ダンパ１０を通り抜けて来た風圧を絞る絞り部５ｃとなっており、風車２の回りはリング状の圧力空間１４となる。絞り整流板３は、整流して風車２の羽根に有効に当て、風車２をスムーズに回転させる役目もする。
【００１４】
風車２は、図４に示すように、縦軸である車軸１の外周に、板状の複数枚の羽根１２を遠心状に固定したもので、その回りのいずれの方向から風力を受けても、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ずるように、本例では、各羽根１２の先端部を時計又は反時計方向のいずれか一方へ曲げてある。
【００１５】
風車２の上方は吹き抜けになっているが、風車２の下側はその車軸１を軸受けする構造になっており、その下に車軸１を共通の軸とした発電機１３が接続され、風車２の回転にて発電されるようになっている。
【００１６】
本風力原動機は上記のような構造であるので、風上側の風洞５では、その入口５ａから入った風が、出口５ｂに向かって先細になっている風洞５にて絞られながら、ダンパ１０を開いて更に絞り部５ｃで絞られて出口５ｂから通り抜け、多数の絞り整流板３で整流されながら風車２の羽根１２に当たり、風車２を一方向へ回転させる。
【００１７】
一方、風下側の風洞５では、風上側の風洞５を通り抜けて来た風圧によってダンパ１０が閉じた状態を保持されるため、風下側の風洞５へ逆向きに抜ける風は本風力原動機の中央、つまり圧力空間１４に収斂され、中央に集まるほぼ全風量をもって風車２が回転されるので、風力利用効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例の正面図である。
【図２】その一部を断面にした平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】風車の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  車軸
２  風車
３  絞り整流板
５  風洞
５ａ  入口
５ｂ  出口
６  天板
７  底板
８  仕切板
９  基礎枠
１０  ダンパ
１１  太陽発電パネル
１２  羽根
１３  発電機
１４  圧力空間
【図１】
2005282504.tif 000003
【図２】
2005282504.tif 000004
【図３】
2005282504.tif 000005
【図４】
2005282504.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月7日(2005.4.7)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
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、風洞を通って中央に集まる風力によって風車を回転させる風力原動機において、
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、該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ことを特徴とする風力原動機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の課題は、このような従来における問題点を解決し、風下側になる風洞から風が逃げてしまわないようにするとともに、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にできる風力原動機を提供することにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図１〜図３に示すように、この風力原動機は、縦軸である車軸１を中心として回転する風車２を中央に設置し、その周囲の全周に、多数の絞り整流板３を等間隔に配置し、更にその回りを間隔をおいて取り囲むように、多数の風洞５を、天板６と底板７と多数の仕切板８とで同心円状に区画形成し、本風力原動機の周辺から風洞５を通って中央に集まる風力によって風車２を回転させる構造で、全体が基礎枠９上に支持されている。