JPH08128383A - Wind power generating device - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To provide a wind power generator capable of generating power even with a breeze irrespective of wind direction. CONSTITUTION: Blades 20 and a generator are built in a structure 1 made of pillars 2. The pillar 2 has a wing-like section and is formed with a wind guiding surface 3. The generator is composed of magnet having N poles and S poles disposed alternately cylindrically around the lower stage part of a rotary shaft 10 and interlocked with the rotary shaft 10 to rotate and a coil for zigzagging opposed conductors on the outer periphery of the magnet in the longitudinal direction of the magnet. Wind is introduced along the wind guiding surface 3 of the pillar 2 into the structure 1 to generate a whirl air current in the inside and rotate the blades 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、風向きに関係なく、し
かも微風でも発電できるようにした風力発電装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind turbine generator capable of generating power even with a slight wind regardless of the wind direction.

【０００２】[0002]

【従来の技術】発電装置は導体が磁束を切ることによっ
て電流を発生させるものであり、一般的に、機械的な回
転力から交流が得られる。小型の発電装置は、永久磁石
によって磁束をつくり、導体を長方形状に折曲した電機
子コイルを回転させている。しかし、大型の発電装置
は、結線や構造上の都合などから、電機子コイルが固定
され、磁石が回転するようにされている。2. Description of the Related Art In a power generator, a conductor cuts a magnetic flux to generate an electric current, and an alternating current is generally obtained from a mechanical rotating force. In a small power generator, magnetic flux is created by a permanent magnet, and an armature coil formed by bending a conductor into a rectangular shape is rotated. However, in a large-sized power generator, the armature coil is fixed and the magnet is rotated due to connection and structural reasons.

【０００３】磁石を回転させるには、一般的に水力や火
力、原子力が利用されている。しかし、近年において
は、自然環境の保護などの観点から、風力を利用した風
力発電装置が開発されつつある。従来の風力発電装置
は、支持塔によって高所に設置され、方向尾翼を設けた
プロペラ型がほとんどであった。Generally, hydraulic power, thermal power, and nuclear power are used to rotate the magnet. However, in recent years, from the viewpoint of protection of the natural environment and the like, a wind power generator using wind power is being developed. Most of the conventional wind turbine generators are propeller types installed at a high place by a supporting tower and provided with a directional tail.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】プロペラ型の風力発電
装置は、風力によってプロペラが回転し、その回転力に
よって磁石を回転させるものである。したがって、風速
が7(m/s)以下の微風では磁石が回転せず、発電できない
といった不具合があった。微風でも回転できるようにプ
ロペラを大きくすると、プロペラの支持塔が高くなり、
構造的な問題も生じる。また、プロペラは方向尾翼によ
って、風向きと対向するようにされているため、風向き
の瞬間的な変化に追随することも困難であった。A propeller type wind turbine generator is one in which a propeller rotates due to wind force and a magnet rotates due to the rotating force. Therefore, there is a problem that the magnet does not rotate in a slight breeze with a wind speed of 7 (m / s) or less, and power cannot be generated. If you make the propeller large so that it can rotate even in a breeze, the propeller support tower will rise,
Structural problems also arise. Further, since the propeller is made to face the wind direction by the tail fin, it is difficult to follow the instantaneous change in the wind direction.

【０００５】そこで、本発明は風向きに関係なく、しか
も微風でも発電できるようにした風力発電装置を提供す
ることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a wind turbine generator capable of generating power even in a slight wind regardless of the wind direction.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の手段は、柱によって構成された構造体と、該構
造体の中にあり風を受けて回転する羽根および発電機を
備え、前記柱には導風面が設けられていることを特徴と
する風力発電装置である。[Means for Solving the Problems] A first means for achieving the above object is provided with a structure composed of columns, vanes in the structure that rotate in response to wind and a generator. The wind power generator is characterized in that the pillar is provided with a wind guide surface.

【０００７】また上記目的を達成するための第２の手段
は、柱は断面形状が偏平であり、柱の表面をもって導風
面が形成されていることを特徴とする第１の手段の風力
発電装置である。A second means for achieving the above object is the wind power generator of the first means, characterized in that the pillar has a flat cross-sectional shape and the wind guide surface is formed on the surface of the pillar. It is a device.

【０００８】上記目的を達成するための第３の手段は、
柱には導風板が取り付けられて前記導風面が形成されて
いることを特徴とする第１または第２の手段の風力発電
装置である。A third means for achieving the above object is
A wind guide plate is attached to the pillar to form the wind guide surface, which is the wind turbine generator of the first or second means.

【０００９】さらに同様の目的を達成する第４の手段
は、鉛直方向に立設され中空管部を備える回転軸を有
し、羽根は該回転軸の上段部に取り付けられ、発電機は
該羽根によって回転されることを特徴とする第１または
第３の手段のいずれか一つに記載の風力発電装置であ
る。A fourth means for attaining the same object has a rotating shaft which is vertically provided upright and has a hollow tube portion, the blades are attached to the upper stage portion of the rotating shaft, and the generator is The wind turbine generator according to any one of the first or third means, which is rotated by a blade.

【００１０】また第５の手段は、鉛直方向に立設され中
空管部を備える回転軸を有し、羽根は該回転軸の上段部
に取り付けられ、発電機は回転軸の下段部の周囲にあっ
てＮ極とＳ極とを交互に円筒状に配置され回転軸と連動
して回転する永久磁石と磁界がつくられる前記永久磁石
の外周に永久磁石の長さ方向に対向する導線を蛇行させ
たコイルとを具備したことを特徴とする第１乃至第４の
手段のいずれか一つに記載の風力発電装置である。Further, the fifth means has a rotary shaft which is erected in the vertical direction and which is provided with a hollow tube portion, the blades are attached to the upper stage portion of the rotary shaft, and the generator is around the lower stage portion of the rotary shaft. In the meantime, the N-pole and the S-pole are alternately arranged in a cylindrical shape, and a magnetic wire is formed with a permanent magnet that rotates in conjunction with the rotation axis. The wind power generator according to any one of the first to fourth means, characterized in that the wind power generator is provided.

【００１１】上記目的を達成するための第６の手段は、
中心に管が立設され、該管内には熱媒体が入れられて太
陽熱をエネルギーとする発電がされ、管の周囲には羽根
と共に回転する永久磁石が配置され、さらに永久磁石の
周囲には導線が配置され、風をエネルギーとする発電が
されることを特徴とする第１乃至第５の手段のいずれか
一つに記載の風力発電装置である。A sixth means for achieving the above object is
A pipe is erected in the center, a heat medium is put in the pipe to generate electricity using solar heat as an energy, a permanent magnet rotating with blades is arranged around the pipe, and a conductive wire is further provided around the permanent magnet. The wind power generator according to any one of the first to fifth means, wherein the wind power generator is arranged to generate electricity using wind.

【００１２】また第７の手段は、構造体の柱は中空であ
り、前記中心に立設された管と柱は環状に連結され、熱
媒体の循環路が形成されていることを特徴とする第６の
手段に記載の風力発電装置である。A seventh means is characterized in that the pillar of the structure is hollow, the tube and the pillar erected at the center are connected in an annular shape, and a circulation path for the heat medium is formed. It is the wind turbine generator according to the sixth means.

【００１３】さらに上記の目的を達成するための第８の
手段は、開口を有する中空管部と、中空管部の周囲に放
射状に設けられた導風板を備え、中空管部あるいは中空
管部に連続する気体流路内に発電ユニットが配置されて
いることを特徴とする第１乃至第６の手段のいずれか一
つに記載の風力発電装置である。Further, an eighth means for achieving the above object comprises a hollow tube portion having an opening and a wind guide plate radially provided around the hollow tube portion, and the hollow tube portion or The wind turbine generator according to any one of the first to sixth means, characterized in that the power generation unit is arranged in a gas flow path continuous with the hollow pipe portion.

【００１４】上記の目的を達成するための第９の手段
は、中心に管が立設され、該管内には熱媒体が入れられ
て太陽熱をエネルギーとする発電がされ、管の周囲には
羽根と共に回転する永久磁石が配置され、さらに永久磁
石の周囲には導線が配置され、風をエネルギーとする発
電がされることを特徴とする風力発電装置である。A ninth means for achieving the above object is to install a tube in the center, to put a heat medium in the tube to generate electricity using solar heat as an energy source, and to use blades around the tube. A wind power generator is characterized in that a permanent magnet that rotates together with the permanent magnet is arranged, and a conductive wire is arranged around the permanent magnet to generate electricity using wind as energy.

【００１５】また第１０の手段は、外周面に太陽電池が
配されたことを特徴とする第１乃至第９の手段のいずれ
か一つに記載の風力発電装置である。The tenth means is the wind turbine generator according to any one of the first to ninth means, in which solar cells are arranged on the outer peripheral surface.

【００１６】また第１１の手段は、多数枚の羽根あるい
は導風板の上方に被さり、下面の中央部から中空管部の
上段部の方向に突出した円錐体を有する屋根を配設し、
該屋根に太陽電池が配されたことを特徴とする第１乃至
第１０の手段のいずれか一つに記載の風力発電装置であ
る。The eleventh means is to dispose a roof having a conical body which covers a large number of blades or baffle plates and projects from the central portion of the lower surface toward the upper step of the hollow tube portion,
The wind turbine generator according to any one of the first to tenth means, wherein solar cells are arranged on the roof.

【００１７】[0017]

【作用】上記第１の手段によると、柱には導風面が設け
られているので、風は該導風面に導かれて構造体の中に
入る。そして構造体の内部で羽根を回転し、発電が行わ
れる。第２の手段によると、柱自体が偏平であって導風
機能を持つ。また第３の手段では、柱の導風板を取り付
けることによって導風機能を付与している。According to the first means, since the column has the air guide surface, the wind is guided to the air guide surface and enters the structure. Then, the blades are rotated inside the structure to generate electricity. According to the second means, the pillar itself is flat and has a wind guiding function. In the third means, a baffle plate of a pillar is attached to provide a baffle function.

【００１８】第４の手段によると、風向きや風力に関係
なく羽根が回転し、羽根の回転によって発電機が回転
し、発電が行われる。羽根に当たった風は、回転軸内を
流れるので、回転軸内に気流を発生させることができ
る。According to the fourth means, the blade rotates regardless of the wind direction and the wind force, and the rotation of the blade rotates the generator to generate electricity. The wind that hits the blades flows in the rotating shaft, so that an airflow can be generated in the rotating shaft.

【００１９】また第５および第９の手段によれば、羽根
の回転によって回転軸も回転し、永久磁石が回転して回
転磁界が作られる。したがって、永久磁石の周囲のコイ
ルは相対的に磁束を切ることとなり発電が行われる。According to the fifth and ninth means, the rotating shaft also rotates due to the rotation of the blade, and the permanent magnet rotates to generate a rotating magnetic field. Therefore, the coil around the permanent magnet relatively cuts off the magnetic flux, and power is generated.

【００２０】第６の手段によると、中心に設けられた管
を熱媒体として発電が行われ、さらに管の周囲では、風
力発電が行われる。According to the sixth means, power is generated using the tube provided in the center as a heat medium, and wind power is further generated around the tube.

【００２１】第７の手段によると、柱を経て熱媒体が循
環し、発電が行われる。According to the seventh means, the heat medium circulates through the columns to generate electricity.

【００２２】第８の手段によると、風は導風板に当たっ
て中空管部内に導かれ、風は集められて中空管部内に強
い気流が発生する。そして本風力発電装置では、中空管
部あるいは中空管部に連続する気体流路内に発電ユニッ
トが設置されているので、前述の気流によって発電ユニ
ットが起動され、発電が行われる。According to the eighth means, the wind hits the air guide plate and is guided into the hollow pipe portion, and the wind is collected to generate a strong air flow in the hollow pipe portion. Further, in the present wind power generator, since the power generation unit is installed in the hollow pipe portion or in the gas flow path continuous with the hollow pipe portion, the power generation unit is activated by the above-described airflow to generate power.

【００２３】上記第１０の手段によれば、太陽電池によ
って予備電力を確保することができる。第１１の手段に
よると、屋根が雨よけとなるだけでなく、下面中央に突
出させた円錐体によって、羽根と屋根との間に流れ込ん
だ空気が中空管部内へ案内され、回転軸の上段部から下
段部への空気の流れがつくられる。According to the tenth means described above, the reserve power can be secured by the solar cell. According to the eleventh means, not only the roof is protected from rain, but also the air flowing between the blades and the roof is guided into the hollow pipe portion by the cone protruding in the center of the lower surface, and the upper portion of the rotating shaft is prevented. Creates a flow of air from the bottom to the bottom.

【００２４】[0024]

【実施例】本発明の実施例を図を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の具体的実施例における風力発電装置の
正面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３
は図１の風力発電装置の羽根および発電機の斜視図であ
る。図４は、図３の発電機の水平断面図である。図５
は、図３の発電機の垂直断面図である。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a wind turbine generator according to a specific embodiment of the present invention. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG.
FIG. 2 is a perspective view of a blade and a generator of the wind turbine generator of FIG. 1. FIG. 4 is a horizontal sectional view of the generator of FIG. Figure 5
FIG. 4 is a vertical sectional view of the generator of FIG. 3.

【００２５】本風力発電装置の基本的な構成は、構造体
１の内部に中空の回転軸１０を鉛直方向に立設し、回転
軸１０の上段部１１に多数枚（図では簡単のため４枚の
み示す）の羽根２０を放射状に取り付け、回転軸１０の
下段部１２に発電機３０を取り付けたものである。The basic structure of this wind turbine generator is that a hollow rotary shaft 10 is erected vertically in the structure 1, and a large number of rotary shafts 10 are provided on an upper stage portion 11 of the rotary shaft 10 (4 in FIG. The blades 20 (only one is shown) are radially attached, and the generator 30 is attached to the lower stage portion 12 of the rotating shaft 10.

【００２６】構造体１は、コンクリート等によって作ら
れた柱２によって檻状に囲まれたものであり、当該柱２
によって屋根４０が支えられている。本実施例では柱２
の断面形状は、図２のように偏平な翼状をしており、表
面はなだらかな曲線を描いていて、導風面３を構成して
いる。柱２はいずれも半径の大きい方を外側にし、半径
の小さい方はやや内側であって反時計方向に配向されて
いる。したがって構造体１に風があたると、風は導風面
３に導かれて構体１の内部に入り、内部で反時計方向の
渦状気流を作る。回転軸１０は、内部が中空であって管
状をしている。そして回転軸１０の頂部は円環状である
が、それ以下の部位には多数のスリット１３が鉛直方向
に設けられている（図３参照）。The structure 1 is surrounded by a pillar 2 made of concrete or the like in a cage shape.
The roof 40 is supported by. In this embodiment, the pillar 2
2 has a flat blade-like shape as shown in FIG. 2, and the surface thereof has a gentle curve to form the wind guide surface 3. In each of the columns 2, the one having the larger radius is on the outside and the one having the smaller radius is on the slightly inner side, and is oriented counterclockwise. Therefore, when the structure 1 is exposed to wind, the wind is guided to the wind guide surface 3 and enters the inside of the structure 1 to form a counterclockwise spiral airflow. The rotating shaft 10 has a hollow interior and a tubular shape. The top of the rotary shaft 10 has an annular shape, and a large number of slits 13 are provided in the vertical direction in the area below it (see FIG. 3).

【００２７】一方の羽根２０はたとえば平面形状が円弧
状のアーチ形とし、一方の長辺が回転軸１０の上段部１
１に取り付けられ、羽根２０に当たった風がスリット１
３間から回転軸１０の上段部１１内に導入されるように
する。羽根２０は、回転軸１０のスリット１３間に取り
付けられており、風が羽根２０に当たると羽根２０は回
転力を受け、一方風は、羽根２０の表面に沿って流れ、
スリット１３に導かれる。すなわち本実施例の風力発電
装置では、羽根２０は導風板としての機能も果たす。な
おスリット１３の取り付け部の数カ所をリング１４によ
って補強しておくこともできる。One of the blades 20 has, for example, an arcuate shape in a plan view, and one long side has an upper step portion 1 of the rotary shaft 10.
The wind that hits the blades 20 is attached to the slit 1
It is made to be introduced into the upper stage portion 11 of the rotary shaft 10 from between three. The blade 20 is mounted between the slits 13 of the rotary shaft 10, and when the wind hits the blade 20, the blade 20 receives a rotational force, while the wind flows along the surface of the blade 20,
It is guided to the slit 13. That is, in the wind turbine generator of this embodiment, the blade 20 also functions as a wind guide plate. It is also possible to reinforce several portions of the mounting portion of the slit 13 by the ring 14.

【００２８】多数枚の羽根２０の上方にドーム状の屋根
４０が被さり、屋根４０の中心下側に、図５に示すよう
に、円錐体４１が取り付けられる。羽根２０と屋根４０
との間に流入した空気は、円錐体４１によって回転軸１
０の上段部１１内に流れ込み、回転軸１０の下段部１２
への気流をつくる。したがって、羽根２０に当たった風
は回転軸１０の上段部１１のスリット１３間或いは回転
軸１０の頂面の開口から回転軸１０の下段部１２内に流
れ込む。また、屋根４０は雨よけとしても機能するが、
上面に太陽電池４２が被覆されることにより、予備電力
を確保するようにすることができる。A dome-shaped roof 40 is covered above a large number of blades 20, and a cone 41 is attached below the center of the roof 40 as shown in FIG. Blade 20 and roof 40
The air that has flowed in between
0 into the upper stage portion 11 of the rotary shaft 10 lower stage portion 12
Creates an air flow to. Therefore, the wind hitting the blades 20 flows into the lower step portion 12 of the rotary shaft 10 between the slits 13 of the upper step portion 11 of the rotary shaft 10 or from the opening of the top surface of the rotary shaft 10. The roof 40 also functions as a rain shield,
By covering the upper surface with the solar cell 42, it is possible to secure standby power.

【００２９】発電機３０を取り付ける回転軸１０の下段
部１２は、後記するダクト５０の取り付け部を除いて完
全な管体となっている。発電機３０は、例えば本出願が
先に開示した特開平４−４６５４０号公報や特開平５−
３２８６４８号公報に開示された構成を応用することが
望ましい。すなわち発電機３０は、管体の外周面に張出
部材３４（図４，図５参照）が設けられ、さらに張出部
材３４の周囲には、平面形状がコ字型で長細い永久磁石
３１が配置されている。したがって、回転軸１０の回転
によって、永久磁石３１も回転する。コ字型の永久磁石
３１は一方の凸部がＮ極で、他方の凸部がＳ極とし、両
極間で磁界が生じるが、回転軸１０の回転に伴って、永
久磁石３１の表面付近では磁束が変化する回転磁界がつ
くられる。The lower stage portion 12 of the rotary shaft 10 to which the generator 30 is attached is a complete tubular body except for the attachment portion of the duct 50 described later. The generator 30 is, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-46540 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is desirable to apply the configuration disclosed in Japanese Patent No. 328648. That is, the generator 30 is provided with an overhanging member 34 (see FIGS. 4 and 5) on the outer peripheral surface of the tubular body, and further, around the overhanging member 34, a permanent magnet 31 having a long U-shaped planar shape. Are arranged. Therefore, the rotation of the rotary shaft 10 also rotates the permanent magnet 31. The U-shaped permanent magnet 31 has one convex portion having an N pole and the other convex portion having an S pole, and a magnetic field is generated between the two poles. A rotating magnetic field whose magnetic flux changes is created.

【００３０】回転磁界がつくられる永久磁石３１の周囲
は、１本の導線を狭い間隔で蛇行させたコイル３２によ
って囲繞される。導線は鉛直方向に永久磁石３１と平行
に対向し、永久磁石３１の両端部において、冂字型また
は凵字型に折り返される。導線の間隔は、図１の様に永
久磁石３１の極の間隔に等しい。このようなコイル３２
は円筒３３の内周面に形成した溝内に入れて固定され
る。本実施例で採用する発電機３０は、コイル３２が導
線を折り返して作られたものであるから、導線の渡り部
分３５の長さが短い。この渡り部分３５は、本来発電に
寄与しない部分であり、本実施例で採用する発電機３０
は、渡り部分３５が短いので発電効率が高い。The circumference of the permanent magnet 31 in which a rotating magnetic field is generated is surrounded by a coil 32 in which one conductor wire is meandered at a narrow interval. The conducting wire is opposed to the permanent magnet 31 in the vertical direction in parallel, and is folded back at both ends of the permanent magnet 31 into a double-sided or a double-sided shape. The spacing between the conductors is equal to the spacing between the poles of the permanent magnet 31 as shown in FIG. Such a coil 32
Is fixed in a groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder 33. In the generator 30 used in this embodiment, since the coil 32 is made by folding back the conductor wire, the length of the conductor connecting portion 35 is short. This crossover portion 35 is a portion that originally does not contribute to power generation, and is the generator 30 used in this embodiment.
In this case, since the crossover portion 35 is short, the power generation efficiency is high.

【００３１】本発電機３０は主に以上のように構成さ
れ、さらに補助的な発電機が次のように構成される。す
なわち、回転軸１０の下段部１２によって構成される気
体流路内に、風力発電ユニット５１が設置される。風力
発電ユニット５１は回転子の回転軸１０にプロペラを取
り付けたもので、気流によってプロペラが回転するよう
にしたものである。また回転軸１０の下段部１２内に流
入した空気が循環するように、回転軸１０の下段部１２
の下端縁１５から上端縁１６に循環する１本又は複数本
のダクト５０が接続される。各ダクト５０内の１又は２
箇所に小型の風力発電ユニット５１が設置される。ま
た、図２に示すように、各ダクト５０の任意の箇所に弁
５２を取り付け、風圧が強いときに、ダクト５０内から
排気されるようにする。回転軸１０の下段部１２はダク
ト５０上で回転するため、下段部１２の回転軸１０とダ
クト５０との間にスラストベアリング５５を介在させ
る。The generator 30 is mainly configured as described above, and a further auxiliary generator is configured as follows. That is, the wind power generation unit 51 is installed in the gas flow path formed by the lower part 12 of the rotating shaft 10. The wind power generation unit 51 has a propeller attached to the rotary shaft 10 of the rotor, and the propeller is rotated by the air flow. Further, the lower stage portion 12 of the rotary shaft 10 is circulated so that the air flowing into the lower stage portion 12 of the rotary shaft 10 circulates.
One or a plurality of ducts 50 that circulate from the lower end edge 15 to the upper end edge 16 are connected. 1 or 2 in each duct 50
A small wind power generation unit 51 is installed at the location. Further, as shown in FIG. 2, a valve 52 is attached to an arbitrary portion of each duct 50 so that the duct 50 is exhausted when the wind pressure is strong. Since the lower stage 12 of the rotary shaft 10 rotates on the duct 50, the thrust bearing 55 is interposed between the rotary shaft 10 of the lower stage 12 and the duct 50.

【００３２】本実施例は以上のように構成され、次に発
電方法について説明する。構造体１に風が当たると、風
は前述の様に柱２の導風面３に導かれて構造体１の内部
に入る。そして風は羽根２０同志の凹部に入るため風向
きに関係なく、しかも風速が1.5(m/s)程度の微風であっ
ても、羽根２０が回転する。すると、回転軸１０は上段
部１１と下段部１２とが一体に回転し、下段部１２の周
囲に配置された永久磁石３１も回転する。永久磁石３１
と対向して配置されたコイル３２は、瞬時的にＮ極とＳ
極とが交互に変化する磁束内を相対的に移動する状態と
なる。したがって、コイル３２にはフレミング右手の法
則によって交流が発生する。The present embodiment is configured as described above, and a power generation method will be described next. When the structure 1 is exposed to the wind, the wind is guided to the wind guide surface 3 of the column 2 and enters the inside of the structure 1 as described above. Since the wind enters the concave portions of the blades 20, the blades 20 rotate regardless of the wind direction, and even if the wind speed is a light wind of about 1.5 (m / s). Then, in the rotating shaft 10, the upper step portion 11 and the lower step portion 12 rotate together, and the permanent magnets 31 arranged around the lower step portion 12 also rotate. Permanent magnet 31
The coil 32, which is arranged to face the
The magnetic pole and the pole are relatively moved in the alternating magnetic flux. Therefore, an alternating current is generated in the coil 32 according to Fleming's right-hand rule.

【００３３】また羽根２０を回転させた風は、ドーム状
の屋根４０の下側から円錐体４１に案内され、或いは羽
根２０に沿って直接的に回転軸１０の内部に入り、上段
部１１から下段部１２への気流をつくる。したがって、
空気が回転軸１０の上段部１１のスリット１３間から下
段部１２を通過する。その際回転軸１０の下段部１２内
に設けられた風力発電ユニット５１が作動し、発電が行
われる。また風は、さらに下流に進んでダクト５０内に
流れ込む。すると、ダクト５０内の風力発電ユニット５
１のプロペラが回転し、上記コイル３２とは別に発電さ
れる。The wind that has rotated the blades 20 is guided to the cone 41 from the lower side of the dome-shaped roof 40, or directly enters the inside of the rotary shaft 10 along the blades 20 and from the upper step portion 11 Create an air flow to the lower part 12. Therefore,
Air passes through the lower step portion 12 from between the slits 13 of the upper step portion 11 of the rotating shaft 10. At that time, the wind power generation unit 51 provided in the lower stage portion 12 of the rotary shaft 10 operates to generate power. Further, the wind goes further downstream and flows into the duct 50. Then, the wind power generation unit 5 in the duct 50
The propeller 1 rotates, and power is generated separately from the coil 32.

【００３４】ダクト５０内でプロペラを回転させた風
は、微風のときは下段部１２の回転軸１０の上端部に戻
され、下段部１２の回転軸１０とダクト５０内を循環す
る。そのため回転軸１０内に入った風は、運動エネルギ
ーを失うまで循環を続け、発電が行われる。風圧が強い
ときは、弁５２が開き排気される。The wind that has rotated the propeller in the duct 50 is returned to the upper end of the rotary shaft 10 of the lower stage 12 when the wind is light, and circulates in the rotary shaft 10 of the lower stage 12 and the duct 50. Therefore, the wind that has entered the rotary shaft 10 continues to circulate until the kinetic energy is lost, and power is generated. When the wind pressure is strong, the valve 52 is opened and exhausted.

【００３５】これらの発電と平行して、屋根４０の上面
に被覆した太陽電池４２によっても発電される。太陽電
池４２による発電は、無風状態であっても行われるの
で、風速が1.5(m/s)以下の無風状態のときに特に有利で
ある。In parallel with these power generations, power is also generated by the solar cell 42 coated on the upper surface of the roof 40. Since the power generation by the solar cell 42 is performed even in a windless state, it is particularly advantageous when the wind speed is 1.5 (m / s) or less.

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定すること
なく本発明の要旨内において設計変更することができ
る。たとえば、羽根２０はアーチ型ではなく椀型であっ
てもよく、また永久磁石３１の平面形状はコ字型ではな
くＩ字型であっても同様に実施することができる。永久
磁石３１は、予めコ字型の永久磁石を用意しておいて、
これを適当に配置組み立てしても良いが、歯車状の薄い
鉄板を圧縮積層して、表面に軸方向の溝が多数設けられ
て、平面方向の断面形状が凹凸状をした部材を成形し、
この部材の各歯車の歯に相当する部位をとなり合う歯同
志が異なる極性となる様に着磁し、これをもって永久磁
石３１の代わりとしてもよい。永久磁石の変形例につい
ては、後記する実施例の発電機３０や風力発電ユニット
７３，８０でも応用可能である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the design can be changed within the scope of the present invention. For example, the blades 20 may be bowl-shaped instead of arch-shaped, and the planar shape of the permanent magnet 31 may be I-shaped instead of U-shaped. As the permanent magnet 31, a U-shaped permanent magnet is prepared in advance,
This may be appropriately arranged and assembled, but by compressing and laminating gear-shaped thin iron plates, a number of axial grooves are provided on the surface to form a member having a concave-convex cross-sectional shape in the plane direction,
The permanent magnet 31 may be replaced by magnetizing portions of the member corresponding to the teeth of the gears so that adjacent teeth have different polarities. The modified example of the permanent magnet is also applicable to the generator 30 and the wind power generation units 73 and 80 of the embodiments described later.

【００３７】以上の実施例は、羽根２０に風を当てて羽
根を回転して発電すると共に、羽根２０によって風を集
め、この気流によっても発電するものを開示した。すな
わち上記した風力発電装置は、羽根２０の回転による発
電が主であり、補助的に気流による発電を行う構成であ
ると言える。しかしながら逆に羽根２０の機能を風を集
める機能に限定し、羽根２０によって集められた風によ
ってのみ発電を行う構成も可能であるし、両者の中間的
な構成を採用することもできる。以下羽根２０の機能を
風を集める機能だけに限定した実施例について説明す
る。The above embodiments have disclosed that the wind is applied to the blades 20 to rotate the blades to generate electricity, and the winds are collected by the blades 20 to generate electricity also by the air flow. That is, it can be said that the above-described wind turbine generator is mainly configured to generate electricity by rotating the blades 20, and to supplementarily generate electricity using the airflow. However, conversely, it is possible to limit the function of the blades 20 to the function of collecting the wind and generate electric power only by the wind collected by the blades 20, or it is possible to adopt an intermediate structure between the two. An embodiment in which the function of the blade 20 is limited to the function of collecting wind will be described below.

【００３８】図６は、本発明の変形実施例の風力発電装
置の羽根および発電機の斜視図である。図７は、本発明
の変形実施例の基本的な構成を示す正面断面図である。
図８（ａ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は
図（ａ）の詳細図である。本実施例の風力発電装置は、
柱２によって檻状に作られた構造体を持ち、さらにその
外側は円筒状の外壁６０に囲まれている。柱の形状は先
の実施例と同一であり、断面が翼状をしていて導風面が
形成されている。外壁６０は、上面が開口し、先の実施
例と同様に屋根４０が被せられている。また屋根４０に
は太陽電池が取り付けられている。FIG. 6 is a perspective view of a blade and a generator of a wind turbine generator according to a modified embodiment of the present invention. FIG. 7 is a front sectional view showing the basic structure of a modified embodiment of the present invention.
8A is a sectional view taken along line BB of FIG. 7, and FIG. 8B is a detailed view of FIG. The wind turbine generator of this embodiment is
The pillar 2 has a cage-shaped structure, and the outside thereof is surrounded by a cylindrical outer wall 60. The shape of the pillar is the same as that of the previous embodiment, and the cross section is wing-shaped and the air guide surface is formed. The outer wall 60 has an open upper surface and is covered with the roof 40 as in the previous embodiment. A solar cell is attached to the roof 40.

【００３９】外壁６０の下半分は、実質上密閉された状
態であるが、最下部には開口６３が設けられており、該
開口には逆止弁６５が取り付けられている。外壁６０の
内部は、図６および図７に示すような構成になってい
る。すなわち外壁６０の内部では、高さ方向の中間部分
に仕切り板６６があり、内部は、大きく上下２つの部屋
に区切られている。The lower half of the outer wall 60 is in a substantially sealed state, but an opening 63 is provided at the lowermost portion, and a check valve 65 is attached to the opening. The inside of the outer wall 60 is configured as shown in FIGS. 6 and 7. That is, inside the outer wall 60, there is a partition plate 66 in the middle portion in the height direction, and the inside is largely divided into two upper and lower rooms.

【００４０】そして上段の部屋は、内部が中空であって
管状をした中空管部６７が垂直方向に立設されている。
中空管部６７には、スリット１３が設けられているこの
中空管部６７には多数枚（図では簡単のため４枚のみ示
す）の羽根状導風板６８が設けられている。本実施例で
採用する中空管部６７と羽根状導風板６８の形状は、先
の実施例で説明した羽根２０および回転軸１０と全く同
一である。ただし、先の実施例では、羽根２０は回転軸
１０と共に回転するのに対して、本実施例は、いずれも
仕切り板６６を介して外壁６０に一体的に取り付けられ
ており、回転不能である点が異なる。本実施例では、羽
根状導風板６８および仕切り板６６によってどの方向の
風も中央で下向し、しかも渦巻き状態の風の流れが作ら
れる。In the upper room, a hollow hollow tubular portion 67 having a hollow interior is erected vertically.
The hollow tube portion 67 is provided with the slits 13. The hollow tube portion 67 is provided with a large number of blade-shaped air guide plates 68 (only four are shown in the figure for simplicity). The shapes of the hollow tube portion 67 and the blade-shaped air guide plate 68 used in this embodiment are exactly the same as those of the blade 20 and the rotary shaft 10 described in the previous embodiment. However, in the previous embodiment, the blade 20 rotates together with the rotary shaft 10, but in the present embodiment, both are integrally attached to the outer wall 60 via the partition plate 66 and cannot rotate. The points are different. In the present embodiment, the vane-shaped air guide plate 68 and the partition plate 66 make the air flow in any direction downward in the center and create a spiral wind flow.

【００４１】外壁６０内の下段に目を移すと、下段に
は、中空管部６７から連続する気体流路７０が垂下され
ている。気体流路７０の下端は開放されている。また気
体流路７０の側面であって、仕切り板６６に近接した位
置には、開口７２が設けられている。そして気体流路７
０には、風力発電ユニット７３が配置されている。本実
施例で採用する風力発電ユニット７３は、本出願人が先
に特開平４−４６５４０号公報や特開平５−３２８６４
８号公報に開示したものを応用したものであり、胴体風
胴形とも言える形式のものが採用されている。すなわち
風力発電ユニット７３は、図７および８に示す様に、気
体流路７０の一部を構成する管体７６の中に、直接ファ
ン７７が挿入されたものである。そしてファン７７の周
面には、図８の様に、多数の永久磁石が取り付けられて
いる。また管体７６の周囲にはコイル（図８には導線の
一部のみを図示）７８が配置されている。コイル７８の
構成は、図３のそれと同一であり、一本の導線を折り返
して構成したものである。そして導線の間隔は永久磁石
の極のピッチに等しい。When the eyes are moved to the lower stage in the outer wall 60, a gas flow path 70 continuous from the hollow tube portion 67 is hung down in the lower stage. The lower end of the gas flow path 70 is open. Further, an opening 72 is provided on the side surface of the gas flow path 70 and at a position close to the partition plate 66. And gas flow path 7
At 0, a wind power generation unit 73 is arranged. Regarding the wind power generation unit 73 adopted in this embodiment, the applicant of the present invention has previously disclosed Japanese Patent Laid-Open No. 4-46540 and Japanese Patent Laid-Open No. 32-32864.
This is an application of the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 8, and a type that can be called a fuselage wind tunnel type is adopted. That is, in the wind power generation unit 73, as shown in FIGS. 7 and 8, the fan 77 is directly inserted into the tubular body 76 forming a part of the gas flow path 70. A large number of permanent magnets are attached to the peripheral surface of the fan 77 as shown in FIG. A coil (only a part of the conducting wire is shown in FIG. 8) 78 is arranged around the tube body 76. The structure of the coil 78 is the same as that of FIG. 3, and is formed by folding one conductor wire. The conductor spacing is equal to the pole pitch of the permanent magnet.

【００４２】気体流路７０の開放口の直下では、下向き
で渦状の風が底部に当たって四方に水平で渦状の風の流
れを作る。この部分に大径の風力発電ユニット８０が配
置されている。風力発電ユニット８０では、外壁６０の
内面に沿って、コイル８３が環状に並べられ、その内部
にファン８２が回転可能に配置されたものである。ファ
ン８２には、先の風力発電ユニット７３と同様に永久磁
石が装着されている。図７においてファン８２の下部に
は、ファン８２の回転を円滑化するために設けられたベ
アリング８５がある。Immediately below the opening of the gas flow path 70, downward vortex wind hits the bottom to create horizontal vortex wind flow in all directions. A large diameter wind power generation unit 80 is arranged in this portion. In the wind power generation unit 80, the coils 83 are annularly arranged along the inner surface of the outer wall 60, and the fan 82 is rotatably arranged inside the coil 83. A permanent magnet is attached to the fan 82 similarly to the wind power generation unit 73. In the lower part of the fan 82 in FIG. 7, there is a bearing 85 provided for smoothing the rotation of the fan 82.

【００４３】本実施例の発電装置では、風は柱２の導風
面に沿って外壁６０内に入る。そして風は羽根状導風板
６８に沿って中央に集められ、スリット１３から中空管
部６７内に入り、下向きで渦状の気流が発生する。そし
てこの気流は、気体流路７０を通過するが、このとき風
力発電ユニット７３のファン７７を回転させる。ファン
７７の周面には永久磁石が取り付けられており、また管
体７６の外側にはコイル７８が配置されているので、コ
イル７８に起電力が発生し、発電が行われる。尚本実施
例では、コイルは渡り部分の長さが短いので、通常の亀
の子コイルを利用したものに比べて発電効率が高い。風
力発電ユニット７３を通過した風は、気体流路７０の開
口端から下に噴射される。そしてこの風は、水平で渦状
の風となり、風力発電ユニット８０のファン８２に直接
的に当接され、この風力によってファン８２が回転す
る。In the power generator of this embodiment, the wind enters the outer wall 60 along the wind guide surface of the pillar 2. Then, the wind is collected in the center along the blade-shaped air guide plate 68, enters the hollow tube portion 67 from the slit 13, and a downward spiral airflow is generated. Then, this air flow passes through the gas flow path 70, but at this time, the fan 77 of the wind power generation unit 73 is rotated. Since a permanent magnet is attached to the peripheral surface of the fan 77 and a coil 78 is arranged outside the tubular body 76, electromotive force is generated in the coil 78 to generate electricity. In this embodiment, since the coil has a short length at the crossing portion, the power generation efficiency is higher than that of a normal turtle coil. The wind that has passed through the wind power generation unit 73 is jetted downward from the open end of the gas flow path 70. Then, this wind becomes a horizontal and vortex wind, and directly abuts on the fan 82 of the wind power generation unit 80, and the fan 82 is rotated by this wind force.

【００４４】そのため先に説明した風力発電ユニット７
３と同様に発電が行われる。またファン８２に当たって
跳ね返った風や、ファン８２を通過した後隙間を通って
戻った風は、外壁６０の内面と、気体流路７０の外面の
隙間によって構成される気体流路８６を上り、気体流路
７０の開口７２から、気体流路７０内に戻り再び下向き
で渦状の風力となる。但し風力の少ないとき、又は強す
ぎるときは、風力を再利用することなく弁を通って底部
外周より放出してもよい。Therefore, the wind power generation unit 7 described above
Power generation is performed in the same manner as 3. Further, the wind that hits the fan 82 and bounces, or the wind that has passed through the fan 82 and then returned through the gap goes up the gas flow passage 86 constituted by the gap between the inner surface of the outer wall 60 and the outer surface of the gas flow passage 70, and From the opening 72 of the flow path 70, it returns to the inside of the gas flow path 70 and again becomes downward spiral wind force. However, when the wind power is low or too strong, the wind power may be discharged from the outer periphery of the bottom through the valve without being reused.

【００４５】すなわち本実施例の風力発電装置では、外
壁６０の内面と、気体流路７０の外面の隙間が気体流路
８６となっており、気体流路７０から、隙間による気体
流路８６、さらに開口７２と続く、環状に接続された一
連の気体流路が構成されている。そのため、先の実施例
と同様に、風はこれらの気体流路を循環し、エネルギー
が消滅し尽くすまで発電を繰り返す。That is, in the wind turbine generator of this embodiment, the gap between the inner surface of the outer wall 60 and the outer surface of the gas flow passage 70 is a gas flow passage 86. Further, a series of gas passages connected to each other in an annular shape is formed so as to follow the opening 72. Therefore, as in the previous embodiment, the wind circulates in these gas flow paths and repeats power generation until the energy is exhausted.

【００４６】そして外壁７０内の圧力が過度に上昇した
場合は、逆止弁６５が開いて、風が外部に放出される。
すなわち外の風が強い場合は、外壁６０内に導入される
風量が過度となり、内圧が上昇して、気体流路内の気流
がかえって停滞することとなるので、逆止弁６５によっ
てこの弊害を防止するものである。When the pressure inside the outer wall 70 rises excessively, the check valve 65 opens and the wind is discharged to the outside.
That is, when the outside wind is strong, the amount of air introduced into the outer wall 60 becomes excessive, the internal pressure rises, and the air flow in the gas flow path becomes rather stagnant. Therefore, the check valve 65 causes this adverse effect. To prevent.

【００４７】本実施例では、風力発電ユニット７３，８
０に胴体風胴形のものを例示したが、もちろん先の実施
例の様なプロペラ形のものであってもよい。また逆に先
の実施例に今回の実施例で採用した胴体風胴形の風力発
電ユニットを利用することも可能である。おなじく、今
回の実施例で採用した外壁６０の内面と、気体流路７０
の外面の隙間が気体流路８６となる構成にかわって、先
の実施例の様なダクトを応用してもよく、逆に先の実施
例に外壁６０の内面を利用した気体流路８６を利用する
こともできる。In this embodiment, the wind power generation units 73, 8
Although the fuselage wind tunnel type is illustrated in FIG. 0, the propeller type as in the previous embodiment may be used. On the contrary, it is also possible to use the fuselage wind tunnel type wind power generation unit adopted in the present embodiment in the previous embodiment. Similarly, the inner surface of the outer wall 60 and the gas flow path 70 adopted in this embodiment are used.
Instead of the structure in which the gap on the outer surface of the gas flow path 86 is the gas flow path 86, the duct as in the previous embodiment may be applied, and conversely, the gas flow path 86 utilizing the inner surface of the outer wall 60 may be applied to the previous embodiment. It can also be used.

【００４８】次に本発明のもう一つの実施例について説
明する。図９は本発明の変形実施例の風力発電装置の外
形図である。図１０は、図９の縦断面図である。図１１
は、図９のＣ−Ｃ断面図である。図１２は図９の風力発
電装置の羽根および発電機の斜視図である。図１３は、
図９の風力発電装置の発電機を説明する斜視図である。
図１４は、本発明の他の変形実施例の縦断面図である。
図１５は、本発明の風力発電装置で採用する発電機の変
形実施例の断面図である。図１６は、図１５の発電機の
斜視図である。Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is an outline view of a wind turbine generator according to a modified embodiment of the present invention. FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of FIG. Figure 11
FIG. 10 is a sectional view taken along line CC of FIG. 9. FIG. 12 is a perspective view of a blade and a generator of the wind turbine generator of FIG. FIG.
It is a perspective view explaining the generator of the wind power generator of FIG.
FIG. 14 is a vertical sectional view of another modification of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a modified example of the generator used in the wind turbine generator of the present invention. 16 is a perspective view of the generator of FIG.

【００４９】本実施例の風力発電装置は、太陽熱による
発電を併用したものである。本風力発電装置は、先の実
施例と同様に柱９０によって構成される構造体９１を有
する。本実施例では、柱９０は中心に向かってやや斜め
に立てられており、柱によって水槽部９２が支持されて
いる。また柱９０は中空であり、端部は水槽部９２内に
開口している。柱９０の断面形状は翼状であり、導風面
３が形成されている。構造体９１の外周面の内、下半分
は、太陽電池９４によって囲まれている。The wind turbine generator of this embodiment also uses solar power generation. This wind power generator has a structure 91 composed of columns 90 as in the previous embodiment. In this embodiment, the pillar 90 stands up slightly obliquely toward the center, and the water tank portion 92 is supported by the pillar. Further, the pillar 90 is hollow, and the end portion is open inside the water tank portion 92. The cross-sectional shape of the pillar 90 is wing-shaped, and the air guide surface 3 is formed. The lower half of the outer peripheral surface of the structure 91 is surrounded by the solar cell 94.

【００５０】構造体９１の内部では、中心に管９５が立
設されている。また構造体９１の内部の底には熱媒体溜
め９６が設けられている。そして管９５の上端は水槽部
９２に連結され、下端は熱媒体溜め９６に連結されてい
る。さらに熱媒体溜め９６は柱９１の下端に連結されて
いるので、水槽部９２、管９５、熱媒体溜め９６、柱９
１が一連の循環経路を形成している。この循環経路内に
は、例えば水や油の様な熱媒体が満たされている。そし
て水槽部９２、管９５および熱媒体溜め内９６には、フ
ロン発電装置９７（太陽熱をエネルギーとする発電装
置）が内蔵されている。ここでフロン発電装置９７と
は、比較的低い温度で気相と液相が変化するフロンの性
質を利用して、液状のフロンを気化させ、ガスのエネル
ギーで発電を行うものである。Inside the structure 91, a pipe 95 is erected at the center. A heat medium reservoir 96 is provided on the bottom inside the structure 91. The upper end of the pipe 95 is connected to the water tank portion 92, and the lower end thereof is connected to the heat medium reservoir 96. Furthermore, since the heat medium reservoir 96 is connected to the lower end of the column 91, the water tank portion 92, the pipe 95, the heat medium reservoir 96, and the column 9 are connected.
1 forms a series of circulation paths. The circulation path is filled with a heat medium such as water or oil. A chlorofluorocarbon power generation device 97 (power generation device using solar heat as energy) is built in the water tank portion 92, the pipe 95, and the heat medium reservoir 96. Here, the chlorofluorocarbon power generator 97 is a device that vaporizes a liquid chlorofluorocarbon by utilizing the property of the fluorocarbon in which a gas phase and a liquid phase change at a relatively low temperature and generates electric power by using gas energy.

【００５１】本実施例で採用する風力の発電機は、３連
構造が採用されている。すなわち上段にある発電機９８
は、コイル９９、羽根１００および永久磁石１０１より
成り、羽根１００と永久磁石１０１は一体化されてい
て、管の周囲を取り巻いて配され、自由回転が可能であ
る。また永久磁石１０１の周囲には、図１の実施例と同
様に導線のコイル９９が蛇行して配されている。また中
段の発電機１０３は、外形が上段のそれよりも大きく、
羽根１０５と永久磁石１０６は、上段のコイル９９を取
り巻いて配され、羽根１０５と永久磁石１０６は、自由
回転が可能である。The wind power generator used in this embodiment has a triple structure. That is, the generator 98 in the upper stage
Is composed of a coil 99, a blade 100 and a permanent magnet 101. The blade 100 and the permanent magnet 101 are integrated and are arranged around the circumference of the tube so that they can be freely rotated. Further, a coil 99 of a conductive wire is arranged in a meandering manner around the permanent magnet 101 as in the embodiment of FIG. Also, the generator 103 in the middle stage has a larger outer shape than that of the upper stage,
The blade 105 and the permanent magnet 106 are arranged around the upper coil 99, and the blade 105 and the permanent magnet 106 can freely rotate.

【００５２】下段の発電機１０７は、図６の実施例で説
明したものと全く同一である。本実施例の風力発電装置
では、風が構造体９１内に入ると、先の実施例と同様に
渦状態であって下向きの気流が発生する。そしてこの気
流は、上段部、中間部、下段部にある発電機９８，１０
３，１０７を通過し、発電が行われる。また天井部や周
辺部は太陽熱によって加熱され、水槽部９２内部や柱９
０等の熱媒体の温度が上昇する。そしてこの熱はフロン
に熱交換され、フロンが気化して発電が行われる。フロ
ンに熱を奪われて温度が低下した熱媒体は中心の管９５
を経て降下し、熱媒体溜め９６に回収される。したがっ
て熱媒体は、熱媒体溜め９６から柱９０を経て水槽部９
２に入り、管９５を経て再び熱媒体溜め９６に戻る。The generator 107 in the lower stage is exactly the same as that described in the embodiment of FIG. In the wind turbine generator of this embodiment, when wind enters the structure 91, a downward airflow is generated in a vortex state as in the previous embodiments. This air flow is generated by the generators 98, 10 in the upper, middle and lower parts.
After passing through 3,107, power is generated. Moreover, the ceiling and the peripheral part are heated by the solar heat, and the inside of the water tank 92 and the pillar 9
The temperature of the heating medium such as 0 rises. Then, this heat is exchanged with Freon, and the Freon is vaporized to generate electricity. The heat medium whose temperature has dropped due to the heat being taken away by CFCs is the central tube 95.
After that, it descends and is collected in the heat medium reservoir 96. Therefore, the heat medium flows from the heat medium reservoir 96 through the pillar 90 to the water tank portion 9
2, and returns to the heat medium reservoir 96 again via the pipe 95.

【００５３】本実施例の風力発電装置の特有の構成とし
て、構造体９１の中心部に管９５が設けられている。こ
のように中心に管９５を配した理由は、上述のように構
造体９１内に渦状の気流が発生するので、この気流の中
心部では空気の動きは少なく、発電に寄与しないためで
ある。すなわち、発電への寄与率は、気流の周囲に行く
ほど高く、中心部分は少ない。そのため本実施例では、
中心に管９５を設け、当該管９５内にフロン発電装置９
７を配したのである。また発電機を三連構成とした理由
は、限られた空間内に効率良く発電装置を収納する目的
の他、風の強弱に対応して効率良く発電を行うことを期
待したためである。すなわち、前記した様に渦状の気流
は周辺部が発電に大きく寄与する。そのため、気流の周
辺部を効率良く捕捉することが大事である。しかしなが
ら風の強弱によって、発生する気流の大きさが異なり、
単一直径の羽根では気流をうまく捕捉できないおそれが
ある。そこで本実施例では、異なる直径の発電機を並べ
たので、強い風の時も弱い風の時も効率良く発電するこ
とができる。As a peculiar structure of the wind turbine generator of this embodiment, a pipe 95 is provided at the center of the structure 91. The reason for arranging the pipe 95 at the center in this way is that the spiral airflow is generated in the structure 91 as described above, and the movement of the air is small at the center of the airflow and does not contribute to power generation. That is, the contribution rate to power generation is higher toward the periphery of the airflow, and the central portion is smaller. Therefore, in this embodiment,
A pipe 95 is provided at the center, and the fluorocarbon power generator 9 is provided in the pipe 95.
I arranged 7. Further, the reason why the generators are configured in threes is that, in addition to the purpose of efficiently accommodating the power generator in the limited space, it is expected that power can be efficiently generated according to the strength and weakness of the wind. That is, as described above, the peripheral portion of the spiral airflow greatly contributes to power generation. Therefore, it is important to efficiently capture the peripheral part of the air flow. However, depending on the strength of the wind, the size of the air flow generated will vary,
A single diameter vane may not capture airflow well. Therefore, in this embodiment, since the generators having different diameters are arranged, it is possible to efficiently generate electric power even in the case of strong wind and weak wind.

【００５４】従って風の強弱が少ない地方では、図１４
の様な二連構造の風力発電装置も推奨される。図１４に
示した風力発電装置は、発電機が２連であることを除い
て、図９の構造と同一であるため、同一の部材に、同一
の符号を付して詳細な説明を省略する。発電機の構成
は、以上に説明したものの他、図１５、図１６に示す様
な構造も推奨される。図１５および１６に示す構成は、
鉄アレイ状の二つの大径部を有し、中間に小径部を有す
る永久磁石１１０を利用する。永久磁石１１０の中間部
には孔１１１が設けられており、孔１１１の周辺部には
羽根１１３がはめ込まれている。コイル１１４は永久磁
石１１０の周囲に磁石の軸と平行に配線される。そして
コイル１１４の中間部分から、電気が取り出される。Therefore, in a region where the wind strength is small, FIG.
A double-structured wind turbine generator is also recommended. Since the wind turbine generator shown in FIG. 14 has the same structure as that of FIG. 9 except that the generator is a double generator, the same members are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. . In addition to the structure described above, the structure of the generator is also recommended as shown in FIGS. 15 and 16. The configuration shown in FIGS. 15 and 16 is
A permanent magnet 110 having two large diameter portions in the form of an iron array and a small diameter portion in the middle is used. A hole 111 is provided in the middle of the permanent magnet 110, and blades 113 are fitted around the hole 111. The coil 114 is wired around the permanent magnet 110 in parallel with the axis of the magnet. Then, electricity is extracted from the intermediate portion of the coil 114.

【００５５】本実施例で採用する発電機では、中間の孔
１１１に、前述の管が通され、永久磁石１１０は風を受
けて管の周囲で回転する。そしてその結果磁力線がコイ
ル１１４を横切り、コイル１１４に電流が発生する。な
お本発電機によって発生する電流は直流である。本実施
例では、断面形状が翼型の中空体を柱に利用したが、柱
の形状を成形することが困難である場合は、通常の鋼管
を柱として利用し、当該柱に板の様な部材を溶接し、こ
の板をもって導風面を構成することも可能である。In the generator used in this embodiment, the aforementioned tube is passed through the intermediate hole 111, and the permanent magnet 110 receives wind and rotates around the tube. As a result, the magnetic field lines cross the coil 114, and a current is generated in the coil 114. The current generated by this generator is DC. In this embodiment, a hollow body having a wing-shaped cross-section was used for the pillar, but if it is difficult to form the shape of the pillar, a normal steel pipe is used as the pillar, and a plate such as a plate is used for the pillar. It is also possible to weld the members and form the air guide surface with this plate.

【００５６】太陽熱をエネルギーとする発電装置は、代
表的なものとしてフロンを利用したものを例示したが、
もちろん本発明は、フロンを利用したものに限定される
ものではなく、低温度で発電可能な装置であれは、他の
いかなる発電装置でも適用可能である。As a typical power generator using solar heat as an energy source, one using chlorofluorocarbon has been exemplified.
Of course, the present invention is not limited to the one using chlorofluorocarbon, and any other power generating device can be applied as long as it can generate power at low temperature.

【００５７】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、柱に導風面が設けられ
ているため、風は円滑に構造体内に導入される。したが
って本発明では微風であっても風向きに関係なく発電す
ることができる、風力発電の実用化が可能となり、資源
の有効利用を図ることができるだけでなく、公害のない
クリーンエネルギーを提供することができる。According to the present invention, since the column is provided with the wind guide surface, the wind is smoothly introduced into the structure. Therefore, according to the present invention, it is possible to put wind power generation into practical use, which can generate power regardless of wind direction even with a slight breeze, and can not only effectively use resources but also provide clean energy without pollution. it can.

【００５８】また請求項４，５記載の風力発電装置によ
ると、羽根或いは導風板に当たった風は、中空管部内に
導かれて気流を発生し、当該気流によって発電が行われ
る。そのため請求項３乃至７記載の風力発電装置では、
風の持つエネルギーを無駄無く利用することができ、発
電効率が高い効果がある。Further, according to the wind turbine generator of the fourth and fifth aspects, the wind hitting the blades or the baffle plate is guided into the hollow pipe portion to generate an air flow, and the air flow generates electricity. Therefore, in the wind turbine generator according to claims 3 to 7,
The energy of the wind can be used without waste, resulting in high power generation efficiency.

【００５９】請求項６，７記載の発明では、風による発
電に加えて太陽熱による発電も行われるので、より大き
な電力が得られる。また本発明によると、空間の利用率
が高いため、より小さな設備でより大きな電力が得られ
る。さらに請求項１０，１１記載の風力発電装置では、
太陽電池による予備的な発電を行うことができ、風が微
弱である場合の補助的な発電が可能であり、風力発電装
置の実用化に大きく寄与する効果がある。According to the sixth and seventh aspects of the present invention, in addition to power generation by wind, power generation by solar heat is also performed, so that larger power can be obtained. Further, according to the present invention, since the space utilization rate is high, larger electric power can be obtained with smaller equipment. Furthermore, in the wind turbine generator according to claims 10 and 11,
Preliminary power generation by a solar cell can be performed, and auxiliary power generation can be performed when the wind is weak, which has an effect of greatly contributing to the practical application of the wind power generator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の具体的実施例における風力発電装置の
正面図である。FIG. 1 is a front view of a wind turbine generator according to a specific embodiment of the present invention.

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図３】図１の風力発電装置の羽根および発電機の斜視
図である。3 is a perspective view of blades and a generator of the wind turbine generator of FIG. 1. FIG.

【図４】図３の発電機の水平断面図である。4 is a horizontal cross-sectional view of the generator of FIG.

【図５】図３の発電機の垂直断面図である。5 is a vertical cross-sectional view of the generator of FIG.

【図６】本発明の変形実施例の風力発電装置の羽根およ
び発電機の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a blade and a generator of a wind turbine generator according to a modified embodiment of the present invention.

【図７】本発明の変形実施例の基本的な構成を示す正面
断面図である。FIG. 7 is a front sectional view showing a basic configuration of a modified example of the present invention.

【図８】（ａ）は、図７のＢ−Ｂ線断面図であり、
（ｂ）は図（ａ）の詳細図である。8A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
(B) is a detailed view of FIG.

【図９】本発明の変形実施例の風力発電装置の外形図で
ある。FIG. 9 is an outline view of a wind turbine generator according to a modified example of the present invention.

【図１０】図９の縦断面図である。10 is a vertical cross-sectional view of FIG.

【図１１】図９のＣ−Ｃ断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図１２】図９の風力発電装置の羽根および発電機の斜
視図である。12 is a perspective view of blades and a generator of the wind turbine generator of FIG. 9. FIG.

【図１３】図９の風力発電装置の発電機を説明する斜視
図である。FIG. 13 is a perspective view illustrating a generator of the wind turbine generator shown in FIG. 9.

【図１４】本発明の他の変形実施例の縦断面図である。FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of another modified embodiment of the present invention.

【図１５】本発明の風力発電装置で採用する発電機の変
形実施例の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a modified example of the generator used in the wind turbine generator of the present invention.

【図１６】図１５の発電機の斜視図である。16 is a perspective view of the generator of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 構造体 ２，９１ 柱 ３ 導風面 １０ 回転軸 １１ 上段部 １２ 下段部 １５ 下端縁 １６ 上端縁 ２０ 羽根 ３１ 永久磁石 ３２，７８，８３ コイル ９５ 管 ９７ フロン発電装置 ９９，１１４ コイル ４０ 屋根 ４１ 円錐体 ４２ 太陽電池 ５０ ダクト ５１，７３，８０ 風力発電ユニット ６０ 外壁 ６７ 中空管部 ６８ 羽根状導風板 ７０ 気体流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 structure 2,91 column 3 wind guide surface 10 rotating shaft 11 upper step part 12 lower step part 15 lower end edge 16 upper end edge 20 blade 31 permanent magnet 32,78,83 coil 95 tube 97 freon power generation device 99,114 coil 40 roof 41 Cone 42 Solar cell 50 Duct 51, 73, 80 Wind power generation unit 60 Outer wall 67 Hollow tube 68 Blade-like wind guide plate 70 Gas flow path

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 柱によって構成された構造体と、該構造
体の中にあり風を受けて回転する羽根および発電機を備
え、前記柱には導風面が設けられていることを特徴とす
る風力発電装置。1. A structure comprising a pillar, a blade in the structure, which rotates in response to wind, and a generator, wherein the pillar is provided with an air guide surface. Wind power generator. 【請求項２】 柱は断面形状が偏平であり、柱の表面を
もって導風面が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の風力発電装置。2. The wind turbine generator according to claim 1, wherein the pillar has a flat cross-sectional shape, and the wind guide surface is formed on the surface of the pillar. 【請求項３】 柱には導風板が取り付けられて前記導風
面が形成されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の風力発電装置。3. An air guide plate is attached to the pillar to form the air guide surface.
The wind turbine generator according to. 【請求項４】 鉛直方向に立設され中空管部を備える回
転軸を有し、羽根は該回転軸の上段部に取り付けられ、
発電機は該羽根によって回転されることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか一つに記載の風力発電装置。4. A rotary shaft having a hollow pipe portion which is vertically erected, and a blade is attached to an upper stage portion of the rotary shaft,
The wind power generator according to claim 1, wherein the generator is rotated by the blades. 【請求項５】 鉛直方向に立設され中空管部を備える回
転軸を有し、羽根は該回転軸の上段部に取り付けられ、
発電機は回転軸の下段部の周囲にあってＮ極とＳ極とを
交互に円筒状に配置され回転軸と連動して回転する永久
磁石と磁界がつくられる前記永久磁石の外周に永久磁石
の長さ方向に対向する導線を蛇行させたコイルとを具備
したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに
記載の風力発電装置。5. A rotary shaft having a hollow tube portion which is erected in a vertical direction and has a blade attached to an upper stage portion of the rotary shaft,
The generator is arranged around the lower part of the rotating shaft in alternating N and S poles in a cylindrical shape. Permanent magnets that rotate in conjunction with the rotating shaft and magnetic fields are created around the permanent magnets. The coil | winding which meandered the conductor wire which opposes the length direction of 1 was provided, The wind power generator of any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. 【請求項６】 中心に管が立設され、該管内には熱媒体
が入れられて太陽熱をエネルギーとする発電がされ、管
の周囲には羽根と共に回転する永久磁石が配置され、さ
らに永久磁石の周囲には導線が配置され、風をエネルギ
ーとする発電がされることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか一つに記載の風力発電装置。6. A pipe is provided upright in the center, a heat medium is put in the pipe to generate electricity using solar heat as energy, and a permanent magnet rotating with blades is arranged around the pipe. 6. A conductive wire is arranged around the wind turbine to generate electricity using wind as energy.
The wind turbine generator according to any one of 1. 【請求項７】 構造体の柱は中空であり、前記中心に立
設された管と柱は環状に連結され、熱媒体の循環路が形
成されていることを特徴とする請求項６に記載の風力発
電装置。7. The column of the structure is hollow, and the pipe and the column erected at the center are connected in an annular shape to form a circulation path for a heat medium. Wind power generator. 【請求項８】 開口を有する中空管部と、中空管部の周
囲に放射状に設けられた導風板を備え、中空管部あるい
は中空管部に連続する気体流路内に発電ユニットが配置
されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
一つに記載の風力発電装置。8. A hollow pipe part having an opening and a baffle plate radially provided around the hollow pipe part are provided, and power is generated in the hollow pipe part or in a gas flow path continuous with the hollow pipe part. The wind power generator according to any one of claims 1 to 7, wherein units are arranged. 【請求項９】 中心に管が立設され、該管内には熱媒体
が入れられて太陽熱をエネルギーとする発電がされ、管
の周囲には羽根と共に回転する永久磁石が配置され、さ
らに永久磁石の周囲には導線が配置され、風をエネルギ
ーとする発電がされることを特徴とする風力発電装置。9. A pipe is provided upright in the center, a heat medium is put in the pipe to generate electricity using solar heat as energy, and a permanent magnet rotating with blades is arranged around the pipe, and a permanent magnet is further provided. A wind power generator characterized in that a conductor wire is arranged around the wind turbine to generate electricity using wind as energy. 【請求項１０】 外周面に太陽電池が配されたことを特
徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の風力発
電装置。10. The wind turbine generator according to claim 1, wherein a solar cell is arranged on an outer peripheral surface of the wind turbine generator. 【請求項１１】 多数枚の羽根あるいは導風板の上方に
被さり、下面の中央部から中空管部の上段部の方向に突
出した円錐体を有する屋根を配設し、該屋根に太陽電池
が配されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
か一つに記載の風力発電装置。11. A solar cell is provided on a roof, the roof having a conical body which covers a large number of blades or baffle plates and which projects from the center of the lower surface toward the upper step of the hollow tube. The wind power generator according to any one of claims 1 to 10, wherein the wind power generator is arranged.