JP2000291527A - 風力発電装置 - Google Patents

風力発電装置

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JP2000291527A
JP2000291527A JP11102041A JP10204199A JP2000291527A JP 2000291527 A JP2000291527 A JP 2000291527A JP 11102041 A JP11102041 A JP 11102041A JP 10204199 A JP10204199 A JP 10204199A JP 2000291527 A JP2000291527 A JP 2000291527A
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power generator
wind
opening
wing
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Seijun Matsuyama
性淳 松山
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、回転軸を鉛直に設けるようにし
ながら、従来のＳ字型に設ける翼体の代わりに、平板状
の翼体を用いても十分に回転力を得られるようにして、
安価に構成できるようにした風力発電装置を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 柱体１および梁部材２，２ａからなる構
造体Ａの頂部軸受５および底部軸受６で回転軸７が支承
され、同回転軸７に複数の翼体８が放射状に突設される
ことにより翼車Ｂが構成されている。翼体８には一定の
円周方向にのみ開くヒンジ付き扉10が装着されているの
で、どの方向から風を受けても、扉10の開閉により翼車
Ｂが回転し、その回転力で発電機３ａ，３ｂ，３ｃのい
ずれかによる発電が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力により作動す
る翼車と同翼車の回転力により作動する発電機とをそな
えた風力発電装置に関し、特に上記翼車の回転軸を鉛直
にそなえるようにした風力発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、風力発電装置としては支柱の上
端部から水平に突設された回転軸の前端に３枚の翼を放
射状にそなえた３翼式のものが用いられているが、その
構造上、発電コストが著しく高くなるという不具合があ
る。
【０００３】また、回転軸を鉛直に設けた風力発電装置
として、回転軸にＳ字型に翼体を装着したものがあり、
この場合、どの方向から風を受けても作動するようにな
っている。しかしながら、翼体をＳ字型に形成するのに
多額のコストを要し、依然とし高価なものになるという
不具合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、回転軸を鉛
直に設けるようにしながら、従来のＳ字型に設ける翼体
の代わりに、平板状の翼体を用いても十分に回転力を得
られるようにして、安価に構成できるようにした風力発
電装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の風力発電装置は、正多角形の各頂点位置に
立設された少なくとも３個の柱体と同柱体の相互間を連
結する梁部材とからなる骨組構造の構造体と、同構造体
の頂部中央と底部中央とにそれぞれ配設された頂部軸受
および底部軸受と、上記の頂部軸受と底部軸受とに支承
された鉛直の回転軸と、同回転軸と共に翼車を形成すべ
く同回転軸から放射状に突設されて風力を受ける複数の
翼体と、同複数の翼体にそれぞれ形成された開口に装着
されて一定の円周方向にのみ開くことの可能なヒンジ付
き扉と、同扉が風力を受けて開閉するのに伴い上記翼体
を介し上記回転軸に生じる回転力で作動する発電機とを
そなえたことを特徴としている。
【０００６】また本発明の風力発電装置は、上記ヒンジ
付き扉が、同扉の最大開度を３０〜９０度に規制するス
トッパーをそなえていることを特徴としている。
【０００７】さらに本発明の風力発電装置は、上記翼体
における上記開口が多数設けられ、同開口に装着される
上記ヒンジ付き扉が一体整形されたゴム板で形成され
て、同ゴム板の一側が上記開口に取り付けられているこ
とを特徴としている。
【０００８】また本発明の風力発電装置は、上記発電機
として、上記翼体に作用する風力に応じ使用するための
複数の発電機が、上記回転軸の軸系にクラッチを介して
接続されたことを特徴としている。
【０００９】上述の本発明の風力発電装置では、鉛直の
回転軸から放射状に突設された各翼体が、一定の円周方
向にのみ開くことの可能なヒンジ付き扉をそなえた開口
を有しているので、どの方向から風を受けても、風向に
関して回転軸の左側に存在する翼体と右側に存在する翼
体のうち、一方の翼体の開口におけるヒンジ付き扉が開
き、他方の翼体の開口におけるヒンジ付き扉は閉じるよ
うになって、これにより上記左右の翼体のうち一方の翼
体の受ける風圧が他方の翼体の受ける風圧よりも小さく
なるので、その風圧差により上記回転軸は一方向に回転
するようになる。このようにして上記の翼体と回転軸と
からなる翼体は風力により連続的に回転し、その回転力
を受ける発電機により発電が行なわれる。そして、翼体
としては平板状のものでもよいので、装置全体を安価に
構成できる利点がある。
【００１０】また、上記ヒンジ付き扉の最大開度を３０
〜９０度に規制するストッパーが設けられていると、同
扉が開きすぎて閉鎖しにくくなるという不具合が回避さ
れるようになる。
【００１１】さらに、上記翼体における開口が多数設け
られ、各開口を開閉するヒンジ付き扉が一体整形された
ゴム板で形成されて、同ゴム板の一側が上記開口の一側
に取り付けられていると、同ゴム板からなる扉の開閉
が、そのヒンジ部を介し弾性的に行なわれ、風圧に応じ
て開度が適切に自動調整されるようになる。
【００１２】また、上記翼体に作用する風力に応じ使用
するための複数の発電機が、それぞれ上記回転軸の軸系
にクラッチを介し接続されていると、風力に応じ上記回
転軸に生じる回転力で、上記複数の発電機のうちの所要
のものが上記クラッチの接断により発電作用を適切に行
なえるようになり、発電効率の向上に寄与しうるように
なる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としての風力発電装置について説明すると、図１は
その斜視図、図２はその平面図、図３はそのヒンジ付き
扉の水平断面図、図４は図３のヒンジ付き扉の変形例を
示す水平断面図である。
【００１４】図１および図２に示すように、地表に沿う
正多角形（本実施形態では正三角形）の各頂点位置に１
個ずつ立設された少なくとも３個の柱体１と、同柱体１
の頂部の相互間を連結する水平な梁部材２とからなる骨
組構造（スケルトン型）の構造体Ａが設けられており、
本実施形態では特に各柱体１の中間部の相互間を連結す
る水平な中間梁部材２ａも設けられている。
【００１５】このようにして構成された構造体Ａには、
その底部に水平板４ａなどにより区画された区画室４が
設けられ、後述の回転軸７の変速ギヤ付き軸系７ａによ
りクラッチ15, 16，17を介して回転駆動される複数の発
電機３ａ，３ｂ，３ｃが、同区画室４に収容されてい
る。
【００１６】構造体Ａの頂部中央および底部中央には、
それぞれ頂部軸受５および底部軸受６が設けられてお
り、これらの頂部軸受５および底部軸受６にそれぞれ上
端部および下端部を支承された回転軸７が設けられて、
同回転軸７と共に翼車Ｂを構成するための３枚の平板状
の翼体が、同回転軸７から放射状に、相互に等間隔で、
すなわち１２０度間隔で突設されている。そして、これ
らの翼体８は、中間梁部材２ａとの相互干渉を回避する
ため上下２段に配設されている。
【００１７】なお、底部軸受６は構造体Ａの底部の水平
板４ａ上に支持されるが、頂部軸受５は梁部材２にステ
イ９を介して支持されるようになっている。さらに、本
実施形態では、各翼体８に多数の開口８ａが設けられ
て、各開口８ａには一定の円周方向にのみ開くことの可
能なヒンジ10ａ付き扉10が、図３に示すように装着され
ている。
【００１８】そして、各扉10のヒンジ10ａは、扉10を閉
鎖方向に付勢する図示しないバネをそなえている。各扉
10の開度はストッパー11により３０〜９０度に規制され
るが、本実施形態では上記開度が９０度に設定されてい
る。そして、扉10の閉鎖音を低減させるためのパッド12
が、扉10の周縁部または開口８ａの周縁部に設けられて
いる。
【００１９】なお、図４に示すように、各翼体８の開口
８ａに装着されるヒンジ13ａ付き扉13を、一体整形され
たゴム板で形成してもよく、この場合はゴム材の弾性で
閉鎖状態に復元されるので、ストッパー11は不要にな
り、またパッド12も不要になる。
【００２０】なお、図２における符号14は、翼体８の先
端の回転軌跡を示している。この回転軌跡14と柱体１と
の相対関係が示すように、柱体１を３本にした場合は、
構造体Ａをコンパクトにしながら、翼体８の回転軸７か
らの突出長さを十分に長く設定することができる利点が
ある。
【００２１】また柱体１は回転軸７へ向けて僅かに傾斜
させるように配置してもよく、これにより構造体Ａはコ
ーン状になるので、同構造体Ａの地上における基礎構造
への据付け安定性が向上するようになる。
【００２２】上述の本実施形態の風力発電装置では、鉛
直の回転軸７から放射状に突設された各翼体８が、一定
の円周方向にのみ開くことの可能なヒンジ付き扉10をそ
なえた開口８ａを有しているので、どの方向から風Ｗを
受けても、風向に関して回転軸７の左側に存在する翼体
８と右側に存在する翼体８のうち、一方の翼体８の開口
８ａにおけるヒンジ付き扉10が開き、他方の翼体８の開
口８ａにおけるヒンジ付き扉10は閉じるようになって、
これにより左右の翼体８，８のうち一方の翼体の受ける
風圧が他方の翼体の受ける風圧よりも小さくなるので、
その風圧差により回転軸７は一方向への回転Ｒを生じる
ようになる。このようにして上記の翼体８と回転軸７と
からなる翼車Ｂは風力により連続的に回転し、その回転
力を受ける発電機３ａ，３ｂ，３ｃにより発電が行なわ
れる。そして、翼体８としては平板状のものでもよいの
で、装置全体を安価に構成できる利点がある。
【００２３】また、ヒンジ10ａ付き扉10の最大開度を３
０〜９０度に規制するストッパー11が設けられているの
で、同扉10が開きすぎて閉鎖しにくくなるという不具合
が回避されるようになる。
【００２４】さらに、翼体８における開口８ａが多数設
けられて、各開口８ａを開閉するヒンジ13ａ付き扉13が
一体整形されたゴム板で形成されて、同ゴム板の一側が
開口８ａの一側に取り付けられていると、同ゴム板から
なる扉13の開閉が、そのヒンジ部13ａを介し弾性的に行
なわれ、風圧に応じて開度が適切に自動調整されるよう
になる。
【００２５】また、翼体８に作用する風力に応じ使用す
るための複数の小型，中型および大型の発電機３ａ，３
ｂ，３ｃが、それぞれ回転軸７の軸系にクラッチ15〜17
を介し接続されていると、風力に応じ回転軸７に生じる
回転力で、上記複数の発電機３ａ，３ｂ，３ｃのうちの
所要のものがクラッチ15〜17の切替えにより発電作用を
適切に行なえるようになり、発電効率の向上に寄与しう
るようになる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の風力発電
装置によれば次のような効果が得られる。 (1) 鉛直の回転軸から放射状に突設された各翼体が、一
定の円周方向にのみ開くことの可能なヒンジ付き扉をそ
なえた開口を有しているので、どの方向から風を受けて
も、風向に関して回転軸の左側に存在する翼体と右側に
存在する翼体のうち、一方の翼体の開口におけるヒンジ
付き扉が開き、他方の翼体の開口におけるヒンジ付き扉
は閉じるようになって、これにより上記左右の翼体のう
ち一方の翼体の受ける風圧が他方の翼体の受ける風圧よ
りも小さくなるので、その風圧差により上記回転軸は一
方向に回転するようになる。このようにして上記の翼体
と回転軸とからなる翼体は風力により連続的に回転し、
その回転力を受ける発電機により発電が行なわれる。そ
して、翼体としては平板状のものでもよいので、装置全
体を安価に構成できる利点がある。 (2) 上記ヒンジ付き扉の最大開度を３０〜９０度に規制
するストッパーが設けられていると、同扉が開きすぎて
閉鎖しにくくなるという不具合が回避されるようにな
る。 (3) 上記翼体における開口が多数設けられ、各開口を開
閉するヒンジ付き扉が一体整形されたゴム板で形成され
て、同ゴム板の一側が上記開口の一側に取り付けられて
いると、同ゴム板からなる扉の開閉が、そのヒンジ部を
介し弾性的に行なわれ、風圧に応じて開度が適切に自動
調整されるようになる。 (4) 上記翼体に作用する風力に応じ使用するための複数
の発電機が、それぞれ上記回転軸の軸系にクラッチを介
し接続されていると、風力に応じ上記回転軸に生じる回
転力で、上記複数の発電機のうちの所要のものがクラッ
チの切替えにより発電作用を適切に行なえるようにな
り、発電効率の向上に寄与しうるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての風力発電装置の斜
視図である。
【図２】図１の風力発電装置の平面図である。
【図３】図１，２の風力発電装置における翼体開口のヒ
ンジ付き扉を示す水平断面図である。
【図４】図３の扉の変形例を示す水平断面図である。
【符号の説明】
１ 柱体 ２ 梁部材 ２ａ 中間梁部材 ３ａ 小型発電機 ３ｂ 中型発電機 ３ｃ 大型発電機 ４ 底部区画室 ４ａ 水平板 ５ 頂部軸受 ６ 底部軸受 ７ 回転軸 ７ａ 変速ギヤ付き軸系 ８ 翼体 ８ａ 開口 ９ ステイ 10 ヒンジ付き扉 10ａ ヒンジ 11 ストッパー 12 パッド 13 ゴム板製扉 13ａ ヒンジ部 14 回転軌跡 15, 16, 17 クラッチ Ａ 構造体 Ｂ 翼体 Ｒ 回転方向 Ｗ 風

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正多角形の各頂点位置に１個ずつ立設さ
    れた少なくとも３個の柱体と同柱体の相互間を連結する
    梁部材とからなる骨組構造の構造体と、同構造体の頂部
    中央と底部中央とにそれぞれ配設された頂部軸受および
    底部軸受と、上記の頂部軸受と底部軸受とに支承された
    鉛直の回転軸と、同回転軸と共に翼車を形成すべく同回
    転軸から放射状に突設されて風力を受ける複数の翼体
    と、同複数の翼体にそれぞれ形成された開口に装着され
    て一定の円周方向にのみ開くことの可能なヒンジ付き扉
    と、同扉が風力を受けて開閉するのに伴い上記翼体を介
    し上記回転軸に生じる回転力で作動する発電機とをそな
    えたことを特徴とする、風力発電装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の風力発電装置におい
    て、上記ヒンジ付き扉が、同扉の最大開度を３０〜９０
    度に規制するストッパーをそなえていることを特徴とす
    る、風力発電装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の風力発電装置におい
    て、上記翼体における上記開口が多数設けられ、同開口
    に装着される上記ヒンジ付き扉が一体整形されたゴム板
    で形成されて、同ゴム板の一側が上記開口に取り付けら
    れていることを特徴とする、風力発電装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の風
    力発電装置において、上記発電機として、上記翼体に作
    用する風力に応じ使用するための複数の発電機が、上記
    回転軸の軸系にクラッチを介して接続されたことを特徴
    とする、風力発電装置。
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