(57)【要約】【課題】高い発電効率を示す風力発電装置を提供すること。【解決手段】前端部と後端部との間に内径が最小の小径部を有する内側に膨出したダクト、ダクトの内側表面あるいは後端面に付設された一もしくは二以上の支柱に支持固定されている、ダクトの中心軸に沿って延びる、回転軸と発電機とを収容する筒状容器、そして該支柱よりも前方側にて回転軸に接続されている羽根車からなり、上記ダクトの前端部での開口径Ｄｆ、小径部の内径Ｄｍ及び後端部での開口径Ｄｅが、Ｄｆ／Ｄｍ＝１．４〜２．６及びＤｅ／Ｄｍ＝１．１〜１．６の関係を満足し、上記の羽根車の羽根がダクトの小径部よりも後方側に配置されており、そして上記の筒状容器を支持固定している全ての支柱が、各支柱の前方側の端部がダクトの後端部もしくはその近傍に配置された状態にてダクトに付設されている風力発電装置。【選択図】図１
2007327371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端部と後端部との間に内径が最小の小径部を有する内側に膨出したダクト、ダクトの内側表面あるいは後端面に付設された一もしくは二以上の支柱に支持固定されている、ダクトの中心軸に沿って延びる、回転軸と発電機とを収容する筒状容器、そして該支柱よりも前方側にて回転軸に接続されている羽根車からなり、上記ダクトの前端部での開口径（Ｄｆ）、小径部の内径（Ｄｍ）及び後端部での開口径（Ｄｅ）が下記の式（Ｉ）及び（II）を満足し、該羽根車の羽根がダクトの小径部よりも後方側に配置されており、そして上記の筒状容器を支持固定している全ての支柱が、各支柱の前方側の端部がダクトの後端部もしくはその近傍に配置された状態にてダクトに付設されている風力発電装置：
（Ｉ）Ｄｆ／Ｄｍ＝１．４〜２．６
（II）Ｄｅ／Ｄｍ＝１．１〜１．６。
【請求項２】
Ｄｆ／Ｄｍが１．８〜２．３の範囲にあり、かつＤｅ／Ｄｍが１．２〜１．４の範囲にある請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
筒状容器を支持固定している全ての支柱がダクトに着脱可能に付設されている請求項１もしくは２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
筒状容器を支持固定している全ての支柱がダクトの後端面に付設されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
ダクトの小径部から羽根車の羽根までの距離が、ダクトの小径部から後端部までの距離の１５〜８５％の範囲の長さにある請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
ダクトの内側表面が流線形をなしている請求項１乃至５のうちのいずれかの項に記載の風力発電装置。                                                                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は、風により羽根車を回転させ、この回転エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変換して発電する装置である。風力発電装置の発電効率を高くするためには、羽根車の羽根に接触する風の量を増加させ、そして羽根車にて大きなトルクを生じさせるように、羽根車の直径を大きくすることが一般的である。しかしながら、羽根車の直径を大きくすると風力発電装置が大型のものとなるため、その製造、運搬、そして設置に手間がかかる。
【０００３】
このような問題を解決するため、羽根車の周囲に円筒状のダクトを配置した構成の風力発電装置の開発が行なわれている。このような風力発電装置は、円筒状のダクト、このダクトの内側表面に付設された支柱に支持固定されている、回転軸と発電機とを収容する筒状容器、そして回転軸に接続されている羽根車などから構成されている。この風力発電装置は、ダクトの形状を工夫する（ダクトの内径をその長さ方向にそって拡大あるいは縮小させる）ことにより、ダクト内部に流入する風を増速させて羽根車に接触させることができるために高い発電効率を示し、このため装置の小型化も可能である。
【０００４】
特許文献１には、羽根車の周囲に、前方部分の直径が拡大された円筒状のダクトを備える風力発電装置が開示されている。この風力発電装置が備える羽根車の羽根は、ダクトの最小内径部（ダクト後方の円筒形の部分）に配置されている。また、発電機と回転軸とを収容している容器は、ダクトの内側表面の後端に付設された支柱と、この支柱よりも前方側に付設された支柱とにより支持固定されている。
【０００５】
特許文献２には、羽根車の周囲に、前端部と後端部との間に内径が最小となる最小内径部（小径部）を有する内側に膨出したダクトを備える風力発電装置が開示されている。この風力発電装置が備える羽根車の羽根は、ダクトの最小内径部に配置されている。また、この風力発電装置の発電機と回転軸とを収容する容器は、ダクト内側表面の後方側に付設された支柱により支持固定されている。
【特許文献１】特開平１１−１８２４０４号公報（図２）
【特許文献２】特開２００４−１２４９２６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１及び特許文献２の各々に記載されている風力発電装置は、羽根車の周囲にダクトを備えているために高い発電効率を示す。しかしながら、いずれの文献においても、ダクトの形状（特に、ダクトの後方側の形状）、ダクト内部での羽根車の羽根の配置、そして発電機等を収容している容器を支持固定する支柱の配置の関係についての詳細な検討はなされておらず、従来の風力発電装置はその実用上の発電効率を考えると未だ充分ではない。
【０００７】
本発明の課題は、高い発電効率を示すダクト型の風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の課題を解決するために研究を重ねた結果、羽根車の羽根をダクトの後方側に配置し、羽根車を支持している支柱を所定の条件にてダクト後端部もしくはその近傍に付設し、さらにダクトの後方側の形状を工夫することにより、実用的に十分に満足のできる高い効率で発電が可能となることを見出した。
【０００９】
本発明は、前端部と後端部との間に内径が最小の小径部を有する内側に膨出したダクト、ダクトの内側表面あるいは後端面に付設された一もしくは二以上の支柱に支持固定されている、ダクトの中心軸に沿って延びる、回転軸と発電機とを収容する筒状容器、そして該支柱よりも前方側にて回転軸に接続されている羽根車からなり、上記ダクトの前端部での開口径（Ｄｆ）、小径部の内径（Ｄｍ）及び後端部での開口径（Ｄｅ）が下記の式（Ｉ）及び（II）を満足し、上記の羽根車の羽根がダクトの小径部よりも後方側に配置されており、そして上記の筒状容器を支持固定している全ての支柱が、各支柱の前方側の端部がダクトの後端部もしくはその近傍に配置された状態にてダクトに付設されている風力発電装置にある。
（Ｉ）Ｄｆ／Ｄｍ＝１．４〜２．６
（II）Ｄｅ／Ｄｍ＝１．１〜１．６
【００１０】
本発明の風力発電装置の好ましい態様は、次の通りである。
（１）Ｄｆ／Ｄｍが１．８〜２．３の範囲にあり、かつＤｅ／Ｄｍが１．２〜１．４の範囲にある。
（２）筒状容器を支持固定している全ての支柱がダクトに着脱可能に付設されている。  （３）筒状容器を支持固定している全ての支柱がダクトの後端面に付設されている。
（４）ダクトの小径部から羽根車の羽根までの距離が、ダクトの小径部から後端部までの距離の１５〜８５％の範囲の長さにある。
（５）ダクトの内側表面が流線形をなしている。
【００１１】
なお、本明細書において、「ダクトの後端部の近傍」とは、ダクトの後端部からダクト全長の１５％以内（好ましくは１０％以内）の長さにある領域を意味する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の風力発電装置に用いるダクトは、その前端部での開口径、小径部の内径、および後端部での開口径が所定の関係を満足する形状に設定されており、これによりダクトに流入した風は、ダクト前端部から小径部までの領域にて高速に増速し、そして小径部から後端部までの領域をダクトの内側表面に沿って高い速度を維持しながら円滑に（渦などの風の流れの乱れを生じさせる原因となる、ダクトの内側表面からの風の剥離が抑制された状態にて）流れるようになる。すなわち、ダクトの小径部から後端部までの領域に発電に有効に利用できる風（高速且つ円滑に流れる風）を生じさせることができる。
【００１３】
そして、本発明の風力発電装置は、風に対する抵抗の大きい羽根車の羽根が、上記のダクト内部の小径部よりも後方側の領域に配置されているため、ダクトに流入した風をダクトの前端部から小径部までの領域にて十分に高い速度にまで増速させることができる。
【００１４】
また、本発明の風力発電装置は、発電機等を収容している筒状容器を支持固定している全ての支柱が、各支柱の前方側の端部がダクトの後端部もしくはその近傍に配置された状態にてダクトに付設されているため、発電に使用された風（羽根車を通過した風）が支柱に接触して、ダクト内部の羽根車の後方側にて風の流れに乱れ（例、風の渦）を生じた場合であっても、これを速やかにダクト後端部から外部に排出させ、（各支柱の前方側の端部が上記の場合よりも前方側に配置されている場合と比較して）より多くの量の風をダクトに流入させて増速させることができる。
【００１５】
このように、本発明の風力発電装置は、ダクトに流入する風の量が多く、この風をダクトの前端部から小径部までの領域にて十分に高い速度にまで増速させた後に発電に利用するために高い発電効率を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の風力発電装置を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の風力発電装置の構成例を示す部分断面図であり、そして図２は図１の風力発電装置の背面図（図１の右側から見た図）である。なお、図１においては、風力発電装置のダクト１４、筒状容器１９を支持固定している四本の支柱のうちの図の手前側に伸びる支柱１５、そして各々の支柱１５をダクト１４に固定するために用いる板材２５を断面として示した。
【００１７】
図１の風力発電装置１０は、前端部１１と後端部１２との間に内径が最小の小径部１３を有する内側に膨出したダクト１４、ダクト１４の後端面１２ａに付設された二以上の（合計で四本の）支柱１５に支持固定されている、ダクト１４の中心軸１６に沿って延びる、回転軸１７と発電機１８とを収容する筒状容器１９、そして支柱１５よりも前方側にて回転軸１７に接続されている羽根車２０から構成されている。
【００１８】
風力発電装置１０においては、ダクト１４に流入した風が、前端部１１から小径部１３にかけてダクトの内径が次第に縮小されているために増速され、この増速した風により羽根車２０を回転させることにより発電が行なわれている。また、小径部１３から後端部１２にかけてダクト１４の内径が次第に拡大されているため、ダクトの小径部１３の後方側にて気圧が低下し、より多くの量の風がダクトに流入され増速される。
【００１９】
そして図１の風力発電装置１０のダクト１４は、その前端部１１での開口径（Ｄｆ）が２０７５ｍｍに、小径部１３の内径（Ｄｍ）が１０３７ｍｍに、そして後端部１２での開口径（Ｄｅ）が１３５２ｍｍに設定されている。すなわち、ダクト１４は、その（Ｄｆ／Ｄｍ）の値が２．０に、そして（Ｄｅ／Ｄｍ）の値が１．３に設定されており、下記の式（Ｉ）及び（II）を満足する形状に設定されている。
（Ｉ）Ｄｆ／Ｄｍ＝１．４〜２．６
（II）Ｄｅ／Ｄｍ＝１．１〜１．６
【００２０】
このような形状のダクトを用いることにより、ダクトの小径部１３から後端部１２までの領域に発電に有効に利用できる風（高速且つ円滑に流れる風）を生じさせることができる。その理由は、次のように理解される。
【００２１】
先ず第一に、上記のＤｆ／Ｄｍの値が１．４未満であると、ダクト１４に流入した風が、ダクトの前端部１１から小径部１３までの間の領域において増速し難くなり、一方、Ｄｆ／Ｄｍの値が２．６を超えると、ダクトの前端部の側が広角に拡がり過ぎて、ダクトの前端部１１及びその近傍の部位の風に対する抵抗が大きくなり、ダクトの前端部１１から風が流入し難くなる（風の一部がダクトの外側を流れるようになる）。すなわち、Ｄｆ／Ｄｍの値が１．４〜２．６の範囲にあると、ダクトに十分な量の風を流入させて高速に増速させることができるからである。
【００２２】
第二に、上記のＤｅ／Ｄｍの値が１．１未満であると、ダクト１４の小径部１３の後方側における気圧が十分に低下せずに、ダクトの前端部１１から風が流入し難くなる。一方、Ｄｅ／Ｄｍの値が１．６を超えると、ダクト１４の小径部１３から後端部１２へと流れる風がダクト内側表面から剥離して風の流れに乱れ（例、渦の発生）を生じて、仮にダクト小径部１３から後端部１２までの領域に羽根車の羽根を配置した場合であっても、羽根車の羽根に接触する風の速度が低下（出力電力が低下）したり、あるいは出力電力が不安定になるなどの問題が生じ易いため、実用的に満足のできる発電を行なうことが難しい。すなわち、Ｄｅ／Ｄｍの値が１．１〜１．６の範囲にあると、ダクトに十分な量の風が流入し、そして上記のようにダクト前端部１１から小径部１３までの領域にて増速された風が、小径部１３から後端部１２までの領域をダクトの内側表面に沿って高い速度を維持しながら円滑に流れるようになる。
【００２３】
このように、上記の式（Ｉ）及び（II）を満足する形状のダクトを用いることにより、ダクトに十分な量の風が流入し、この風がダクト１４の前端部１１から小径部１３までの領域において高速に増速され、そして小径部１３から後端部１２までの領域をダクトの内側表面に沿って高い速度を維持しながら円滑に流れるようになるため、ダクトの小径部１３から後端部１２までの領域に発電に有効に利用できる風（高速且つ円滑に流れる風）を生じさせることができる。すなわち、ダクト１４の小径部１３から後端部１２までの領域に羽根車の羽根を配置した場合であっても、実用的に満足のできる（安定した大きな出力電力が得られる）発電を行なうことができるようになる。
【００２４】
上記のＤｆ／Ｄｍの値は１．８〜２．３の範囲にあり、かつＤｅ／Ｄｍの値は１．２〜１．４の範囲にあることが特に好ましい。この条件を満たす形状のダクトは、ダクトの前端部から後端部までの間の領域における風の増速率が高く、かつダクトの小径部よりも後方側における気圧の上昇やダクト内側表面からの風の剥離を効果的に抑制することができるため、風力発電装置が極めて高い発電効率を示すようになるからである。
【００２５】
また、ダクト１４の内部における風の流れを円滑なものとするために、ダクトの内側表面は流線形をなしていることが好ましい。更に、図１に示すように、ダクト１４は、その壁体断面の前端部１１に丸みを帯び、風に対して低い抵抗を示す翼型のような形状に設定されていることが望ましい。
【００２６】
なお、ダクト１４は、例えば、ダクトとほぼ同じ形状のフレームの内側と外側とにＦＲＰ（例、ガラス繊維強化ポリエステル樹脂）シートを貼り付けることにより作製される。
【００２７】
そして、本発明の風力発電装置１０は、上記のダクトの小径部１３から後端部１２までの領域に羽根車２０の羽根２１が配置されているために高い発電効率を示す。
【００２８】
一般に、上記の特許文献２の風力発電装置に代表されるように、従来の風力発電装置においては、高い発電効率を得るために、羽根車の羽根を、ダクトが単体の状態（ダクト内部に羽根車等が配置されていない状態）で風速が最大となるダクトの小径部に配置する。
【００２９】
しかしながら、ダクトの小径部に羽根車の羽根を配置すると、ダクトに流入する風に対して羽根車の羽根が抵抗（障害物）となり、小径部における風の速度が低下する（小径部に配置された羽根に近づくにつれて風が十分に増速できなくなる）。このため、ダクト内部の風速は、小径部（羽根が配置された位置）よりも前方側にて最大となる。そして、この小径部よりも前方側における風速の最大値は、ダクトに流入した風が小径部に到達していない（十分に増速されていない）ため、ダクト単体の状態における小径部の風速値よりも小さい値を示す。このように、ダクトの小径部（あるいは小径部よりも前方側）に配置された羽根車は、ダクトに流入した風の増速を妨げる原因となる。
【００３０】
その一方で、羽根車の羽根をダクトの小径部よりも後方側に配置した場合には、ダクトに流入した風が、ダクトの小径部に到達するまでの間に十分に高い速度にまで増速されたとしても、ダクトの内径が小径部から後端部にかけて次第に拡大されているために減速されて高い発電効率が得られ難い。
【００３１】
しかしながら、図１の風力発電装置１０のように上記の式（Ｉ）及び（II）を満足する形状のダクトを用いると、ダクト１４の小径部１３を通過した風が、ダクトの内側表面に沿って後方側に流れる傾向にある。すなわち、ダクト１４の内部を小径部１３から後方側に流れる風は均一に減速されるのではなく、ダクト１４の中心軸１６付近を後方側に流れる発電に有効に利用されない風（羽根２１の基部の側に接触し、羽根車２０にて十分なトルクを生じさせない風）は大きく減速するのに対して、ダクト１４の内側表面付近を後方側に流れる発電に有効に利用される風（羽根２１の先端部の側に接触し、羽根車２０にて大きなトルクを生じさせる風）は比較的に減速し難い。
【００３２】
このため、風力発電装置１０は、ダクト１４の小径部１３よりも後方側に羽根車２０の羽根２１が配置されているものの、羽根２１の先端部の側には（小径部１３における風速よりも僅かに速度は低下しているものの）比較的に高速の風が接触するために高い効率で発電を行なうことができる。
【００３３】
また、風力発電装置１０は、ダクト１４の小径部１３よりも後方側に、（小径部に配置される羽根車よりも）大きなトルクを発生することのできる直径の大きな羽根車を用いることができるため、ダクト内部を流れる風のエネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することができる。
【００３４】
ダクトの小径部１３から羽根車２０の羽根２１までの距離Ｌ1 は、ダクトの小径部１３から後端部１２までの距離Ｌ2 の１５〜８５％の範囲の長さにあることが好ましい。上記の距離Ｌ1 が距離Ｌ2 の１５％未満であると、ダクトの前端部１１から小径部１３までの間の領域における風の増速が抑制され易く、８５％を超えると支柱１５を取り付けるスペースが狭くなるからである。図１の風力発電装置１０の場合には、ダクトの小径部１３から後端部１２までの距離Ｌ2 が２１７６ｍｍに、そしてダクトの小径部１３から羽根車２０の羽根２１までの距離Ｌ1 が１６９４ｍｍ（Ｌ2 の７８％の長さ）に設定されている。
【００３５】
さらに、本発明の風力発電装置１０においては、筒状容器１９を支持固定している全ての（合計で四本の）支柱が、各支柱１５の前方側の端部がダクトの後端部の近傍（ダクト後端部１２からダクト全長Ｌ0 の１５％以内の長さにある領域）に配置された状態にてダクト１４に付設される。具体的には、風力発電装置１０のダクトの全長Ｌ0 は３６１４ｍｍに、そして各々の支柱１５の前方側の端部とダクトの後端部１２との距離Ｌ3 は１８１ｍｍ（ダクト全長Ｌ0 の５％の長さ）に設定されている。
【００３６】
このような支柱の配置により、発電に使用された風（羽根車２０の羽根２１を通過した風）が支柱１５に接触して、ダクト内部の羽根車の羽根の後方側にて風の流れに乱れ（例、風の渦）を生じた場合であっても、これを速やかにダクト後端部１２から外部に排出させ、（各支柱の前方側の端部が上記の場合よりも前方側に配置されている場合と比較して）より多くの量の風をダクトに流入させて増速させることができるため、風力発電装置１０の発電効率が高くなる。
【００３７】
なお、本発明の風力発電装置１０は、上記の式（Ｉ）及び（II）を満足する形状のダクトを用いているため、羽根車２０の羽根２１をダクト１４の小径部１３よりも後方側に配置した場合にも実用的に満足できる発電を行なうことができる。従って、各々の支柱１５の前方側の端部がダクトの後端部の近傍に配置されている場合であっても、羽根車２０の羽根２１を支柱１５の近くに配置することができる（従来の風力発電装置のように羽根をダクトの小径部に配置する必要がない）ため、羽根車を支持する回転軸の長さを短くすることができる。これにより回転軸の撓みの発生が抑制され、羽根車がダクト内部にて安定に配置されるため、風力発電装置１０の出力電力が安定する。
【００３８】
また、筒状容器１９を支持固定している全ての支柱は、ダクト１４に着脱可能に付設されていることが好ましい。図２に示すように、風力発電装置１０の各々の支柱１５は、そのダクト１４の側に取り付け用の板材２５を備え、この板材がボルト２５ａによってダクトに着脱可能に固定されている。これにより、全ての支柱を、筒状容器１９と共にダクト１４から簡単に取り外すことが可能となり、ダクトの内部に入り込まなくとも筒状容器１９に収容されている発電機１８の修理や交換が容易になる。
【００３９】
更に、図１に示すように筒状容器１９を支持固定している全ての支柱がダクトの後端面１２ａに付設されていると、これらの支柱を筒状容器と共に取り外す作業が更に簡単になる。なお、筒状容器１９としては、発電機１８の本体のケースを用いることもできる。上記のように筒状容器１９の内部に発電機１８が収容されていると、発電機を筒状容器から取り出して容易に修理や交換を行なうことができる。
【００４０】
また、図１及び図２に示すように、風力発電装置１０には、ダクト１４の長さ方向の中央よりも後方の外側表面にダクトの周囲に沿って設けられている、ダクトの外側表面からダクトの後方外側へと伸びる斜面２３ａを持つ裾部２３と、裾部２３の斜面２３ａに接続し、斜面２３ａのダクト中心軸１６に対する傾斜角αよりも大きな角度βをもってダクトの外側へと伸びる表面２４ａを持つ縁部２４とからなる環状の風向調節具２２が備えられていることが好ましい。
【００４１】
風向調節具２２は、ダクト１４の外側表面に沿って後方側へと向かう風の向きを、裾部２３にて次第にダクトの径方向外側に向かうように、次いで縁部２４にて急激にダクトの径方向外側に向かうように調節する。これにより、ダクト１４及び縁部２４の後方側と、更に縁部２４の径方向外側の領域の後方側とに気圧が低い空間領域（以下、減圧域とも云う）が生成される。このような減圧域を生成させることにより、ダクト１４に前端部１１から更に多くの量の風を流入させ増速させることができるようになる。
【００４２】
なお、風向調節具に裾部が備えられていない場合には、縁部に垂直に近い角度で風が接触するため、ダクト及び縁部の後方側には気圧が低い空間領域が生成されるものの、縁部の径方向外側の領域の後方側の気圧は大きく低下しないため、上記の裾部２３を持つ風向調節具２２の場合よりもダクトの前端部から流入する風の量が少なくなる。
【００４３】
裾部２３の斜面２３ａの傾斜角αは２０〜３０度の範囲にあることが好ましい。この傾斜角αが２０度未満であると、縁部２４の径方向外側の領域の後方側に気圧の低い空間領域を生成させ難くなり、そして傾斜角αが３０度を超えると風向調節具２２のサイズ（すなわち縁部の外径）が大きくなり、風力発電装置１０の取り扱いや車両による運搬が難しくなるからである。図１に示す風向調節具２２の傾斜角αは２５度に設定されている。
【００４４】
縁部２４は、その製造が容易になることから、ダクト１４の後端部１２に設けられていることが好ましい。縁部２４の外径はダクト１４の前端部１１での開口径Ｄｆの１１０〜１４５％の範囲にあることが好ましい。縁部２４の外径が小さすぎると上記の減圧域を生成させ難くなり、そして径が大きすぎると上記のように風力発電装置１０の取り扱い等が難しくなるからである。図１に示す風向調節具２２の縁部２４の外径は２７００ｍｍに、すなわちダクト１４の前端部１１での開口径Ｄｆの１３０％の長さに設定されている。
【００４５】
縁部２４の表面２４ａのダクト中心軸１６に対する傾斜角βは、上記の減圧域を生成させ易くするために８０〜１００度の範囲にあることが好ましい。図１に示す風向調節具２２の傾斜角βは９０度に設定されている。
【００４６】
風向調節具２２のダクトの中心軸方向に沿う長さＬ4 は、ダクトの全長Ｌ0 の５〜２５％の範囲あることが好ましい。風向調節具の長さが短すぎると上記の減圧域を生成させ難くなり、長さが長すぎると風向調節具のサイズが大きくなり過ぎて、上記のように風力発電装置１０の取り扱い等が難しくなるからである。図１に示す風向調節具２２のダクト１４の中心軸方向に沿う長さＬ4 は４８２ｍｍに、すなわちダクトの中心軸方向の長さＬ0 の１３％の長さに設定されている。
【００４７】
図３は、本発明の風力発電装置の別の構成例を示す部分断面図である。図３の風力発電装置３０の構成は、筒状容器１９を支持固定している各々の支柱３５が、ダクト１４の内側表面に沿って前方側に伸びる補強部３５ａを備えていること以外は図１の風力発電装置１０と同様である。各々の支柱３５に補強部３５ａが備えられていると、筒状容器１９がダクト１４に強固に固定されるために風力発電装置３０の強度が増加し、また筒状容器１９に備えられた羽根車２０の振動の発生を抑制することができるために風力発電装置３０の出力電力が安定する。なお、風力発電装置３０のダクト１４の全長Ｌ0 は３６１４ｍｍに、そして各々の支柱３５の前方側の端部とダクトの後端部１２との距離Ｌ3 は１８１ｍｍ（ダクト全長Ｌ0 の５％の長さ）に設定されている。
【００４８】
図４は、本発明の風力発電装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。図４の風力発電装置４０の構成は、筒状容器１９を支持固定している各々の支柱４５がダクト１４の内側表面に付設されていること以外は図１の風力発電装置１０と同様である。このように、筒状容器１９を支持固定する支柱は、その前方側の端部がダクト１４の後端部１２の近傍に配置された状態であれば、ダクトの内側表面に付設されていてもよい。なお、風力発電装置４０のダクトの全長Ｌ0 は３６１４ｍｍに、そして各々の支柱４５の前方側の端部とダクトの後端部１２との距離Ｌ3 は３３４ｍｍ（ダクト全長Ｌ0 の９％の長さ）に設定されている。
【００４９】
このように、本発明の風力発電装置は、その発電効率が高いために、低速の風でも十分に高い出力電力が得られ、また装置の小型化も容易である。このため、本発明の風力発電装置は、従来は風力発電装置の運搬や設置が困難であった山間部、ビルなどの建築物の壁面や屋上などにも設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の風力発電装置の構成例を示す部分断面図である。
【図２】図１の風力発電装置の背面図である。
【図３】本発明の風力発電装置の別の構成例を示す部分断面図である。
【図４】本発明の風力発電装置の更に別の構成例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  風力発電装置
１１  前端部
１２  後端部
１２ａ  後端面
１３  小径部
１４  ダクト
１５  支柱
１６  中心軸
１７  回転軸
１８  発電機
１９  筒状容器
２０  羽根車
２１  羽根
２２  風向調節具
２３  裾部
２３ａ  裾部の斜面
２４  縁部
２４ａ  縁部の表面
２５  板材
２５ａ  ボルト
３０  風力発電装置
３５  支柱
３５ａ  補強部
４０  風力発電装置
４５  支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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