(57)【要約】 【課題】現在ある風力発電装置は、自然の風力の不安定さにより台風時等の風力の大きな時にも破壊から耐えられる構造とするために、発電量を確保するために装置は巨大化しつつも回転翼は装置全体に対して小さく制限し、風力を有効に電力に変換できないでいる。また、自然界に巨大人工物が出現することにより周囲に対する景観も害している事が多い。【解決手段】風力発電装置に開閉式の集風板付の集風装置を設置することにより、弱風力時には集風板が風を集め、強風力時には集風板が開いて風を逃がして風力による装置の破壊を回避できることにより、風力の少ない状況から多い状況まで安定に発電できる。また、装置の小型化および集風装置への装飾により景観にも対応を可能とする風力発電装置を開発する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形または楕円形または長方形の集風口に、ばねの力を利用して風力の強弱により開閉する集風板を１つ以上設置し、弱風時には集風板が閉じて風を集め、強風時には集風板が開いて風を逃がすことにより集風装置にかかる風力を安定化するとともに、強風時の風力による装置に対する破壊圧力を低減できる集風装置。
【請求項２】
集風板の開閉により風が集中する場所が変化するために、発電機と集風装置を梁で結び、発電機もしくは集風装置が梁に沿って手動または自動的移動し、集風装置もしくは発電装置までの距離を調整可能とすることにより風を効率的に取り込める風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
設置または移動の容易な小規模風力発電装置。
【背景技術】
【０００２】
現在、水力・原子力発電は都市部より遠隔地のため、長距離を送電線により運ばれ、その間による送電損失は莫大であり、加えて発電所建設に伴う環境破壊が常に議論されている。火力発電は、化石燃料により大消費地である都市部付近で発電され消費されている。化石燃料には限界のある埋蔵量のため安定供給に不安がある。また、燃焼時に発生される二酸化炭素は、地球の温暖化の原因の一つとされ環境破壊を生じさせる。そのため、クリーンな発電である風力発電に対して、その更なる実用化に向けた期待が高まっている。
【非特許文献１】東北電力地球環境行動レポート１９９９年版
【０００３】
現在稼働中の営業用の風力発電は、自然の風力の不安定さにより、発電量を確保するために、装置は巨大化している。しかし、風を受ける回転翼の表面積は、回転翼の回転面積に対して非常に小さめに制限され台風の風力の大きな時にも耐えられる構造となり、自然の風力を効率的に利用できているとは言えない。このために風力が小さな時では稼動できないことから、その設置場所は常に風の通る場所に設置され、装置は大規模な物となっている。しかしながら、２００６年には巨大風力発電装置が倒壊する事故も発生し、今後の建設には更なる基礎工事の強化も必要となり製造コストは更に増大すると予測される。
【非特許文献２】経済産業省  平成１９年１月１２日報道発表、岩屋ウィンドファーム１１A号機倒壊事故について
【０００４】
自然の場に人工的な巨大建造物が出現することは新たに景観破壊の問題を生じさせている。そのために設置場所には大きな制限が発生している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低風速時でも稼動可能で、台風時等の風力の大きい時は風の一部若しくは大部分を系外に排出し、装置自身にかかる風による圧力を低減する事により破壊を防ぎ、装置を小型軽量にすることにより移動を可能とする風力発電装置の開発。
【０００６】
装飾を行なえる構造を有することにより、周囲の景観との調和を図れる構造を有する風力発電装置の開発。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発電装置の風上に、長方形または楕円形または円形の集風口に１枚以上の集風版を設置し、集風口円周面部分と集風板の間には、ばね(ばね蝶番または螺旋ばね等）を設置して、風圧の強弱により集風板を開閉させて風を集風若しくは放出させ、発電機に到達する風の量を調整する。
【０００８】
集風装置が風を効率的に取り込むためには、風向きを集風口面に対して垂直になるように方向陀を使用し支柱を回転させることにより可能である。風力の弱い時には集風板は閉じ、集風口を通過しようとする風を集風板により面に中心方向に導き風力を増加させる事により発電機の回転翼が回転するようにする。風力の強い時には集風板が風力により開き風を逃がして発電装置全体に掛かる圧力を低減する。これにより、風力発電装置の設置場所である固定板と支柱に掛かる風による力を安定化させ、破壊より守ることから、弱風力時から強風力時までの安定した発電を可能とさせる。
【０００９】
集風板の開閉により風の集まる位置が移動するため、発電機もしくは集風装置に対し集風装置もしくは発電装置を水平方向の梁に沿って前後させ、発電機の回転翼に集まる風量を最適なものとする。
【００１０】
設置場所への装置の固定には想定される最大風力と装置に実際に掛かる風圧に合わせて固定方法を採用する。
【００１１】
軽量かつ耐久性のすぐれた素材を集風板に採用し、発電装置を小型軽量の装置を採用することにより移動や設置を容易とさせる。
【００１２】
集風板面に周囲と調和したデザインまたは周囲の景観に影響を与えないような装飾する場を提供することによって、周辺の景観と調和させ、景観を損なうことの無い装置を提供させる。
【発明の効果】
【００１３】
装置を小型化、集風効率を向上し、景観的にも問題の無い風力発電装置を提供することにより、大規模な工事無しに、都市部での風の強い場所であるビルの屋上や住宅、及び、電柱等の建造物を発電場所として開発することを、また送電線の届かない遠隔地での発電装置としての利用が可能となる。
【００１４】
電気の消費地である都市部または自然豊かな遠隔地にクリーンで風力利用効率の良い発電装置を提供することにより、限りある燃料資源の消費の削減、送電によるエネルギーロス、および発電所建設と発電所からの排出物による環境破壊をすることを防止することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発電機の2枚以上の羽根を有した回転翼に向かって風を導き入れる形の集風装置を設置する。その集風装置の風の受ける垂直面積（集風口面積）は、風力発電設置の支柱と固定板にかかる風による水平方向の力に耐えられる強度の広さまで、発電機の風上に設置可能である。集風装置の設置による発電効率の上昇率は集風装置の集風板が閉じている時、最大の効果が得られる。          
【００１６】
（数１）
捕集風量上昇率(%)={(集風口面積)÷(発電機回転翼回転面積)−1}×100
【００１７】
風力が上昇し、風力発電固定軸の耐えられる強度に近づいた時に集風板が風力に従って開放するようにバネ強度を調整する。ある一定の風力以上では集風板は風向と水平の状態の全開となり、集風装置が発電機に導く風は失われ、風力発電装置の発電量は発電機の回転翼の面積とその時の風速の積に比例した能力となる。この時、風力発電装置の固定板と支柱に掛かる力は、風力にほぼ比例し、支柱の固定板への固定部の強度は想定する最大風力以上となるような強度に設計すれば破壊から絶えうる構造となる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
これまでの大規模風力発電装置に集風機を設置することによりその稼動効率の改善が期待される。また、集風装置付きの小規模な風力発電装置は、大規模な風力発電装置の設置不可能なビルの屋上並びに農地等のオープンスペース、住宅地に設置可能である。また、その軽量性から、設置に大規模な工事を必要とせず、持ち運びも可能となる。このことから、発電所から遠く離れた場所での簡易的な発電装置としての利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の側面図である。
【図２】本発明の斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
１      ばね蝶番
２      集風板円周
３      開閉式集風板
４      梁
５      通風孔
６      回転翼
７      発電機
８      方向陀
９      回転用ベアリング
１０    支柱
１１    固定板
【図１】
2009127576.tif 000003
【図２】
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