【手続補正書】
【提出日】平成18年10月31日(2006.10.31)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内に液体を入れ、この管の一方または両方の表面に風を送ることにより液体に往復運動を誘起させ、この液体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電装置を取り付けることにより発電することを特徴とする風力発電装置
【請求項２】
管内にある液体の往復運動の固有振動周期に合わせて管の一方または両方の液体表面に送る風の風力の強弱を調整して液体の振動振幅を増大するためのタイミング調整弁または開閉扉を有すること、または管内にある液体の往復運動の固有振動周期に合わせて風力を調整する際にタイミングをずらしながら一方または両方の管に風を送ることにより間断なくまたは間断を少なくして風力を発電に利用するためのタイミング調整弁または開閉扉を有すること、または管内に液体を有する管の一方または両方の受風端部の前に集風フードを取り付けることによって管の断面積より広い受風面積に作用する風を集めて管内の風力を強くすることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置
【請求項３】
前記の液体の往復運動による運動エネルギーから電気エネルギーへの変換は、液体の表面に浮かせるかまたは液体の内部に設置した磁石を液体の往復運動によって運動させることにより磁石の周囲に設置したコイルに電磁誘導電流を発生させること、または逆に液体表面または液体の内部に設置したコイルを液体の往復運動によって運動させることによりコイルの周囲に設置した磁石との相対変位の変動により電磁誘導電流を発生させること、または液体の表面付近または液体の内部の管壁に弁の一端を支持して設置し液体の往復運動によって弁を運動させることによって弁または弁の支持部に取り付けた磁石と管の周辺に設置したコイルとの相対変位の変動による電磁誘導により電流を発生させること、または弁の支持部または弁に取り付けた圧電素子により電流を発生すること、または管内液体の往復運動により生じる管内液体表面の上下運動を利用して既存の波力発電装置を用いて発電すること、を特徴とする請求項１記載の風力発電装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】液体振動を利用した風力発電
【技術分野】
【０００１】  本発明は、風力により液体に往復振動を生じさせ、この液体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電するための風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の風力発電装置は、回転面が風向に直角となるように設置した風車、または回転面を風向と平行に設置した風車を風力によって回転させ、風車の回転運動により発電機を回転駆動することにより電気エネルギーを得るものである。また従来の波力発電装置は、風により自然に発生する波の表面の上下運動を何らかの方法により電気エネルギーに変換するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、以上の技術によれば、従来の風力発電装置は、風力が弱いときには風車が回転しないため発電できなくなるので発電効率が悪くなったり風力が変動することにより発電量が変動しやすくなり風力発電装置が利用できる地域が限られることや、風車の回転により騒音が発生したり鳥が風車の羽根にぶつかることによって鳥を死傷させたり風車の羽根を損傷させること、強風時に風車が破損する危険性を防ぐため強風時に風車を回転させないようにしたり回転速度を自動調整できるよう風車の構造が複雑になるなどの諸問題があった。また、従来の波力発電装置は、自然に発生する波の上下運動が小さいときには発電効率が悪くなることや、広い水面を有する海上や湖上などの限られた場所でしか利用できず陸上では利用できないなどの問題があった。
そこで、この発明は、風力が弱い地域や広い水面を必要としない陸上などでも風力による発電を可能ならしめうとともに風力変動による発電量の変化をうけにくくし、かつ比較的簡単な構造を有し、騒音を軽減したり鳥が衝突する可能性を著しく軽減することのできる発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  以上の課題を解決するために、第一発明は、管内に入れてある液体の表面に風を送ることにより液体に往復振動を誘起させ、この液体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換させることにより発電することを特徴とする請求項１記載の風力発電装置である。
また、第二発明は、請求項１記載の風力発電装置管内にある液体の固有振動周期に合わせて液体表面に吹き付ける風力を調整することにより液体の振動振幅を増大することのできる調整弁または開閉扉を有することを特徴とする請求項２記載の風力発電装置である。
また、第三発明は、請求項１記載の風力発電装置の複数の管内の液体の固有振動周期に合わせて液体表面に吹き付ける風力を互いにタイミングをずらして調整することにより液体の往復振動を間断なく、または間断を少なく風を送ることのできるタイミング調整弁または開閉扉を有することを特徴とする請求項２記載の風力発電装置である。
また、第四発明は、請求項１記載の風力発電装置管の受風端部の前に、集風フードを取り付けることにより管取り付けることによりに送る風力を増大させることを特徴とする請求項２記載の風力発電装置である。
また、第五発明は、請求項１記載の風力発電装置管内の液体表面に浮かせるかまたは液体の内部に設置した磁石を液体の往復運動によって運動させることにより磁石の周囲に設置したコイルに電磁誘導電流を発生することを特徴とする請求項３記載の風力発電装置である。
また、第六発明は、請求項１記載の風力発電装置管内の液体の表面または液体の内部に設置したコイルを液体の往復運動によって運動させることによりコイルの周囲に設置した磁石との相対変位の変動により電磁誘導電流を発生させることを特徴とする請求項３記載の風力発電装置である。
また、第七発明は、請求項１記載の風力発電装置管内の液体の表面付近または液体の内部の管壁に弁の一端を支持して設置し液体の往復運動によって弁を運動させることによって弁または弁の支持部に取り付けた磁石と管の周辺に設置したコイルとの相対変位の変動による電磁誘導により電流を発生することを特徴とする請求項３記載の風力発電装置である。
また、第八発明は、請求項１記載の風力発電装置管内の液体の表面付近または液体の内部の管壁に弁の一端を支持して設置し液体の往復運動によって弁を運動させることによって弁または弁の支持部に取り付けた圧電素子により電流を発生することを特徴とする請求項３記載の風力発電装置である。
また、第九発明は、請求項１記載の風力発電装置管内の液体の往復運動により生じる管内液体表面の上下運動を利用して既存の波力発電装置を用いて発電することを特徴とする請求項３記載の風力発電装置である。
【発明の効果】
【０００５】  第一発明、または第二発明ないし第九発明によれば、管内の液体に風を送ることにより発電するので、海上や湖上に限らず陸上でも風力発電することができ、比較的簡単な構造を有するとともに、騒音を軽減することができる。
また第二発明、または第三発明、または第四発明によれば、管内の液体の固有周期に合わせた自励振動により液体の振動振幅を増大させるので、風力が比較的弱いときや風力の弱い場所、さらに風力が変動する場合でも風力発電することができる。
また第五発明、ないし第９発明によれば、管内の液体の往復運動を直接電気エネルギーに変換して発電するので、効率よく風力発電することができる。
また第９発明によれば、既存の波力発電装置を一部分有効利用して風力発電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  この発明の実施形態の説明を図１に示し、他の実施形態の説明を図２及び図３及び図４に示す。
【実施例１】
【０００７】  図１は、本発明の一実施形態であって、管１は受風端部２及び開放端部３を有するＵ字型をした管であり、受風端部２には集風フード４が取り付けられ、管１の内部には予め液体５が入っている。この液表面には磁石６が浮き７の浮力を利用して管壁と分離して設置されており、管の外周または内周にはコイル８が固定されて設置されている。
【実施例２】
【０００８】  図２は本発明による発電方法の他の実施形態であって、管１内には一端を管壁に支持された弁９が設置されており、この支持部には圧電素子１０が取り付けられている。
【実施例３】
【０００９】  図３は本発明の他の実施形態であって、管１の受風端部部２の入り口にはタイミング調整弁１１が取り付けられており、さらにこの下部には弁１２および弁１３が管壁に設置され、開放端部３には弁１４および弁１５が管壁に設置されている。受風端部２および開放端部３の間には弁１６が設置されており、開放端部３にはファン１７が設置され、このファン１７には発電機１８が取り付けられている。【００１０】  図４は本発明の受風端部２の一実施形態であって、この受風端部２には弁１９が管壁に設置され、受風端部２および開放端部３の間には弁２０が設置されている。
【実施形態の効果】
【００１１】  図１の実施形態によれば、管１の内部にある液体５の表面に集風フード３によって強められた風力を受風端部２に送ることにより液体に往復運動を誘起させる。開放端部３の液表面には浮き７により浮かせた磁石６を液体の往復運動によって上下運動させ、磁石６の周囲に設置したコイル８に電磁誘導電流を発生させることにより発電する。
【他の実施形態】
【０００１２】  図１の実施形態では、液表面に浮かせた磁石６と周囲に固定設置したコイル８との相対変位の変動により電磁誘導電流を発生させて発電させる方式であったが、他の実施形態では、図２の弁９を管壁に支持させ、液の往復運動に伴う流体抵抗により往復運動することにより支持部に取り付けた圧電素子により発電してもよい。また図３のタイミング調整弁１１が開かれて受風端部２に風が送られ、風圧が増したときときには、弁１２及び弁１４が開かれるとともに、弁１３及び弁１５、及び弁１６が閉じられることにより受風端部の液面が下がって開放端部の液面が上昇するため、開放端部３の上方にある空気が上方に移動することによりファン１７を回転させてこの回転運動により発電機１８を駆動させることによって発電する。逆にタイミング調整弁１１が閉じられた場合には、液の運動が逆転して弁１２ないし弁１６の開閉が逆となることによって受風端部の上方にある空気が弁１６を通ってファン１７を回転させることによって連続的に発電機を駆動させて発電してもよい。この場合のタイミング調整弁の開閉のタイミングは弁９の往復運動により液の往復運動を検出してこれに合わせて自動的に開閉させることができる。また図４のタイミング調整弁１１が開かれたときには、弁１９が開かれて弁２０が閉じられることによって受風端部２の液面が下降して開放端部３の液面が上昇し、この液面の上昇による空気の流れによって開放端部３に設置されたファン１７および発電機１８を回転させて発電し、逆にタイミング調整弁１１が閉じられた場合には液の上下運動及び弁１９および弁２０の開閉が逆となって受風端部２の上方にある空気が弁２０を通ってファン１７及び発電機１８を回転させて発電してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  この発明の一実施形態を示す説明断面図
【００１４】
【図２】  この発明の他の実施形態を示す図１の水平部分図
【００１５】
【図３】  この発明の他の実施形態を示す図１の管部分図
【００１６】
【図４】  この発明の他の実施形態を示す図１の管の受風端部の部分図
【符号の説明】
【００１７】１  管
２  受風端部
３  開放端部
４  集風フード
５  液
６  磁石
７  浮き
８  コイル
９  弁
１０  圧電素子
１１  タイミング調整弁
１２  弁
１３  弁
１４  弁
１５  弁
１６  弁
１７  ファン
１８  発電機
１９  弁
２０  弁