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公開番号2025033757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139712
出願日2023-08-30
発明の名称増風機構付き垂直軸風車構造
出願人三鷹光器株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03D 3/04 20060101AFI20250306BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】発電能力を向上させた増風機構付き垂直軸風車構造を提供する。
【解決手段】増風機構15により多くの風W1を引き込んで垂直軸風車14に当たる風量を増加させ、増風機構15内の垂直軸風車14をより高速で回転させることができるため、垂直軸風車14本来の発電能力を向上させることができる。更に増風機構15の少なくとも外表面に設けたフレキシブル光起電力素子Pにより太陽光Sの光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるため、全体の発電能力が更に向上する。増風機構15を支持する外枠体1は下面以外の全方向からの通風及び太陽光Sの受光が可能な構造であるため、風Wの引き込みや太陽光Sの取り込みが阻害されることはない。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
下面以外の全方向からの通風及び太陽光の受光が可能な構造であり且つ上下中心付近に小面積の支持部を有する外枠体と、上下端が外枠体の支持部に対して回転自在に支持された垂直回転軸の周囲に複数の直線翼式の揚力ブレードを放射方向に延びる水平フレームで取付けた垂直軸風車と、水平方向に貫通する概略角筒形状で内部に垂直軸風車を収納する増風機構と、を備えた増風機構付き垂直軸風車構造であって、
前記増風機構の少なくとも外表面にフレキシブル光起電力素子を設けたことを特徴とする増風機構付き垂直軸風車構造。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
増風機構の側面部は、風が流入する側の前端間の間隔は狭く且つ流出する側の後端間の間隔は広く、断面が全体としてハの字形状をしており、その後端にそれぞれ外側に曲折されたフランジが形成されており、
上面部及び下面部には、垂直回転軸が貫通する円形の開口部が形成されており、該開口部が外枠体の支持部に対して回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の増風機構付き垂直軸風車構造。
【請求項３】
増風機構の側面部の前端が若干外側に開いていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の増風機構付き垂直軸風車構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は増風機構付き垂直軸風車構造に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電用の風車形式としては、水平軸の先端にプロペラ式の揚力ブレードを取付けた水平軸風車と、垂直軸に直線翼式の揚力ブレードを取付けた垂直軸風車とがある。いずれも揚力ブレードに生じる揚力の回転方向成分を回転力として高速回転することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－６１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、同じ揚力式風車であっても、プロペラ式の水平軸風車が３６０度の全回転範囲において回転トルクを発生させるのに対して、垂直軸風車の場合は風上側からの風が３６０度の揚力ブレードの回転範囲に対して最初に当たる約９０度の角度範囲でしか揚力ブレードに有効な回転トルクを発生させることができない。それ以外の角度範囲では揚力ブレードと風向との角度が適切でなくなり、揚力ブレードに有効な回転トルクが発生しない。そのため垂直軸風車は水平軸風車に比べて発電能力が劣っていた。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に鑑みてなされたものであり、発電能力を向上させた増風機構付き垂直軸風車構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の技術的側面によれば、下面以外の全方向からの通風及び太陽光の受光が可能な構造であり且つ上下中心付近に小面積の支持部を有する外枠体と、上下端が外枠体の支持部に対して回転自在に支持された垂直回転軸の周囲に複数の直線翼式の揚力ブレードを放射方向に延びる水平フレームで取付けた垂直軸風車と、水平方向に貫通する概略角筒形状で内部に垂直軸風車を収納する増風機構と、を備えた増風機構付き垂直軸風車構造であって、前記増風機構の少なくとも外表面にフレキシブル光起電力素子を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の技術的側面によれば、増風機構の側面部は、風が流入する側の前端間の間隔は狭く且つ流出する側の後端間の間隔は広く、断面が全体としてハの字形状をしており、その後端にそれぞれ外側に曲折されたフランジが形成されており、上面部及び下面部には、垂直回転軸が貫通する円形の開口部が形成されており、該開口部が外枠体の支持部に対して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の技術的側面によれば、増風機構の側面部の前端が若干外側に開いていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の技術的側面によれば、増風機構により多くの風を引き込んで垂直軸風車に当たる風量を増加させ、増風機構内の垂直軸風車をより高速で回転させることができるため、垂直軸風車本来の発電能力を向上させることができる。更に増風機構の少なくとも外表面により設けたフレキシブル光起電力素子により太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるため、発電能力が更に向上する。増風機構を支持する外枠体は下面以外の全方向からの通風及び太陽光の受光が可能な構造であるため、風の引き込みや太陽光の取り込みが阻害されることはない。
【００１０】
本発明の第２の技術的側面によれば、増風機構の内側を通過する風が側面部の後方で二次元的に巻き込まれ、また側面部の外側を通過する風もフランジと衝突することにより側面部の後方において二次元的に拡散しながら巻き込まれる。そのため、垂直軸風車の後方に低圧部が形成されて、増風機構の前端から多くの風を増風機構内に引き込んで、垂直軸風車をより高速回転させることができ、垂直軸風車の発電能力を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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