JPH06123275A

JPH06123275A - 風力原動機

Info

Publication number: JPH06123275A
Application number: JP4291965A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tomobe; 一郎友部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-05-06
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2563048B2

Abstract

(57)【要約】【目的】風力に対する機械的強度を高めて大型化を容
易とし、大動力を経済的に取り出すことができるととも
に、風向きの変化により方向制御をする必要がなく、ど
の方向からの風力に対しても効率良く動力を取り出すこ
とができるようにする。【構成】多数組のマスト枠６を、円筒ガイド１の周囲
全周にわたり一定の間隔をおいて放射状にしかも中心か
らの放射線に対して一方向に所定の角度をもたせて多数
の台車５上に垂直に固定立設して、全体として大きくか
つ高い円筒形の風力回転躯体３を構築し、該風力回転躯
体をトラック２上で円筒ガイド１の回りを回転可能とす
る。各マスト枠には、複数の帆４を、軸線を垂直として
一定角度範囲内で開閉自在に上下多段に枢着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大動力が取り出せる風力
原動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭５８−７４８７７号公報
には、環状浮体を、水上に浮かべしかも垂直な回転軸に
回転自在に支承し、該環状浮体上に帆柱を円周方向に一
定の間隔で垂直に回転可能に立設し、各帆柱に、それと
共に回転するように硬帆を垂直に取り付け、環状浮体が
一定の方向に回転できるように、硬帆の向きを、風向き
により個々にしかも時々刻々に方向制御する風車装置が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これによる
と、風向きを検知して硬帆の向きを風力に逆らって個々
にしかも時々刻々に制御しなければならないので、その
制御が複雑でしかも大きな制御力を要し、硬帆の方向制
御のためにコスト高になる。また、各硬帆はその中央を
一本の帆柱に取り付け、しかも該帆柱は、それ自体を回
転させるために、自立させて下側から回転を伝達させる
構造であるので、風力に対する強度が弱く、そのため大
型化するには難点がある。更に、硬帆個々は、一時点を
考えると風向きに対してある決まった角度に固定される
ため、風上の硬帆で乱された風が風下の硬帆に当たる
と、環状浮体の回転に逆らうように働くことがある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、風力に対する機
械的強度を高めて大型化を容易とし、大動力を経済的に
取り出すことができるとともに、風向きの変化により方
向制御をする必要がなく、どの方向からの風力に対して
も効率良く動力を取り出すことができる風力原動機を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による風力原動機
は、円筒形構造物である円筒ガイド１を地上に設立する
とともに、その外周の地上に環状のトラック２を設け
る。そして、該トラック２上を走行する台車５上に、円
筒ガイド１より高い多数組のマスト枠６を該円筒ガイド
１の周囲全周にわたり一定の間隔をおいて放射状にしか
も円筒ガイド１の中心からの放射線に対して一方向に所
定の角度をもたせて垂直に固定立設することにより、全
体として大きくかつ高い円筒形の風力回転躯体３を構築
し、該風力回転躯体３をトラック２上で円筒ガイド１の
回りを回転可能とする。各マスト枠６には、複数の帆４
を、軸線を垂直として一定角度範囲内で開閉自在に上下
多段に枢着する。

【０００６】各マスト枠は、前記放射線との角度を約４
５度、また最大開き角度をマスト枠に対して６５〜８５
度の範囲内とするのが、風力を有効に利用できる。ま
た、各帆は、マスト枠に対し風力回転躯体の円筒形の外
側に向かって開くように一側縁を片開きに枢着するのが
好ましい。更に、マスト枠相互を補強枠を介して接続
し、風力原動機全体を円筒形の連続した骨組構造とする
と、全体の強度を高めることができる。

【０００７】

【作用】いま、風向きが図１において矢印方向（同図に
おいて上向きの矢印）であるとすると、円筒ガイド１か
ら見て風上に位置するＡ−Ｂの範囲の帆４は、閉じた状
態で風を受けて風力回転躯体３に反時計方向の回転力を
生じさせ、風下に位置するＢ−Ｃの範囲の帆４は、最大
限に開いた状態で風力回転躯体３の内側から風を受けて
風力回転躯体３に反時計方向の回転力を生じさせ、中間
位置のＣ−Ａに位置する帆４は、風向きに沿って開いて
風をそのまま通過させ、風力回転躯体３の回転に関与し
ない。

【０００８】従って、風力回転躯体３は、トラック２上
において円筒ガイド１の回りを反時計方向に回転するこ
とになる。上記のような回転力関係は、どの方向からの
風向きでも成立するため、風力回転躯体３は風向きが変
わっても常に反時計方向に回転するので、帆４の向きを
風向きによって制御する必要はない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細
に説明する。図１にこの風力原動機の平面の概要、図２
に正面、図３に円筒形内部を示す。この風力原動機は、
大別して、地上に構築した円筒形構造物（例えば鉄筋コ
ンクリート構造）である円筒ガイド１と、その回りの地
上に例えばコンクリート舗装して形成された環状のトラ
ック２と、該トラック２上でしかも円筒ガイド１の回り
に垂直に構築された全体円筒形の大きくかつ高い風力回
転躯体３とで構成され、該風力回転躯体３に放射状にし
かも上下多段に設けられた帆４で風を受けて、円筒ガイ
ド１を軸として風力回転躯体３を回転させる構造になっ
ている。

【００１０】風力回転躯体３は、環状のトラック２上を
走行する多数の台車５上に、多数組のマスト枠６及びそ
の補強枠７を、円筒ガイド１の周囲全周にわたり一定の
間隔をおいて放射状配置にして垂直に固定立設して構築
されている。台車５は、トラック２上を円形軌道に沿っ
て転動する。また、風力回転躯体３の下側内周部には、
円筒ガイド１の外周面に沿って転動する多数の案内ロー
ラ９が備えられている。

【００１１】図４に、図１におけるＡ−Ｂの範囲に位置
して閉じた一組の帆４とそのマスト枠６及び補強枠７を
示す。また、図５に、Ｂ−Ｃの範囲に位置して最大限に
開いた一組の帆４とそのマスト枠６及び補強枠７を示
す。更に、図６に、Ｃ−Ａの範囲に位置して風向きに沿
って開いた一組の帆４とそのマスト枠６及び補強枠７を
示す。また、図７は、上下多数段のうちの一段の隣接す
る二組の帆４とそのマスト枠６及び補強枠７の斜視図で
ある。

【００１２】各マスト枠６は、図７に示すように、帆４
を開閉自在に架設するための縦長の窓枠６a を鋼材等で
上下多段に形成している。そして、各マスト６は、風力
回転躯体３の回転中心（円筒ガイド１の中心）からの放
射線に対して、図４に示すように一定の角度θ、好まし
くは４５度ないしそれに近い角度にして建てられてい
る。マスト枠６とマスト枠６との間は、風力回転躯体３
の円周方向に一定の間隔で離れているが、それら相互
は、同じく鋼材等による補強枠７と共に互いに連続して
組み立てられ、風力回転躯体３を全体から見ると、多数
の鋼材等を全周にわたり連続して縦横に組み立てた骨組
構造となっており、マスト枠６、補強枠７及び閉じた帆
４以外のところは風を通過させることができる。

【００１３】帆４は、マスト枠６の各段の窓枠６a 内
に、風力回転躯体３の円筒形の外側に向かって開くよう
に一側縁を片開きに、しかも２枚ずつ個別に開閉自在に
枢着されている。この帆４としては、柔軟なシートや可
撓性を有する板材が好ましいが、可撓性のない硬質の板
材であっても構わない。図の例は、柔軟なシートをリブ
１０により窓枠６a に装着して帆４としたものである。

【００１４】各帆４は、窓枠６a に対して、図４のよう
に該窓枠６a に沿って閉じた状態から図５のように一方
向（図の例では反時計方向）にしか開かず、しかもその
最大開き角度δが、風力回転躯体３に反時計方向の回転
力を有効に生じさせるため、６５〜８５度、好ましくは
図の例のように７５度程度になるようにそれ以上の開き
をストッパで制限されるようになっている。図の例で
は、このストッパとしてワイヤー１１を用い、しかもこ
のワイヤー１１に例えば重錘又はワイヤー巻き取り装置
（図示せず）を接続し、帆４を閉じる方向に付勢してい
る。

【００１５】この風力原動機は上記のように構成されて
いるので、例えば図１において風向きが矢印方向である
とすると、風力回転躯体３上における位置によって帆４
の作用は次のように異なる。

【００１６】円筒ガイド１から見て風上に位置する
Ａ−Ｂの範囲の帆４は閉じて、円筒ガイド１の中心Ｏか
らの放射線に対して４５度の角度を維持したまま風を受
け、風力回転躯体３に反時計方向の回転力を生じさせ
る。風下に位置するＢ−Ｃの範囲の帆４は、７５度の最
大限に開いた状態で風力回転躯体３の内側から風を受け
て風力回転躯体３に反時計方向の回転力を生じさせる。中間位置のＣ−Ａに位置する帆４は風向きに沿って
開いて風をそのまま通過させ、風力回転躯体３の回転に
関与しない。

【００１７】従って、Ａ−Ｂの範囲及びＢ−Ｃの範囲の
帆４が反時計方向の回転力、Ｃ−Ａの範囲の帆４が回転
に無効となり、しかもこのような関係は、どの方向から
の風向きでも成立するため、風力回転躯体３は風向きが
変わっても常に反時計方向に回転することになる。ま
た、帆４は、マスト枠６に対し風力回転躯体３の円筒形
の外側に向かって片開きに、しかも９０度以内の所定の
角度（本例の場合、最大７５度）で開くため、特に図１
においてＢ−Ｃの風下の帆４のうちの左半部の帆は、左
半部の風上の帆４の間を通り抜けた風を有効に受けて、
風力回転躯体３の反時計方向の回転に大きく寄与する。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の風力原動機
は、多数のマスト枠を全周にわたり一定の間隔をおいて
放射状にしかも回転中心からの放射線に対して一方向に
所定の角度をもたせて台車上に建てることによって、全
体として大きくかつ高い円筒形の風力回転躯体を構築
し、その各マスト枠に、多数の帆を、多段にしかも一定
角度範囲内で開閉自在に枢着し、その多数の帆で風を受
けて風力回転躯体を円筒ガイドを軸としてトラック上で
回転させるため、全体として巨大にして大動力を取り出
すことができる。

【００１９】また、風向きの変化により帆の向きを制御
する必要がないので、どの方向からの風力に対しても効
率良く動力を取り出すことができ、しかも風力に対する
強度も従来に比べ向上する。従って、大電力の風力発電
が可能であり、しかも単位発電電力量当たりの建設コス
トを低減できるので、例えば将来のエネルギー源として
有望視されている水素を製造するための動力源に適用す
るのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による風力原動機の一実施例の概要平面
図である。

【図２】同上の正面図である。

【図３】同上の円筒形内部を示す断面図である。

【図４】図１におけるＡ−Ｂの範囲に位置して閉じた一
組の帆とそのマスト枠及び補強枠を示す平面図である。

【図５】同じく、Ｂ−Ｃの範囲に位置して最大限に開い
た一組の帆とそのマスト枠及び補強枠を示す平面図であ
る。

【図６】同じく、Ｃ−Ａの範囲に位置して風向きに沿っ
て開いた一組の帆とそのマスト枠及び補強枠を示す平面
図である。

【図７】上下多数段のうちの一段の隣接する二組の帆と
そのマスト枠及び補強枠の関係を示す斜視図である。

【符号の説明】

１円筒ガイド２トラック３風力回転躯体４帆５台車６マスト枠７補強枠９ローラ１０リブ１１ワイヤー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形構造物である円筒ガイドを地上に設
立するとともに、その外周の地上に環状のトラックを設
け、該トラック上を走行する台車上に、上記円筒ガイド
より高い多数組のマスト枠を該円筒ガイドの周囲全周に
わたり一定の間隔をおいて放射状にしかも円筒ガイドの
中心からの放射線に対して一方向に所定の角度をもたせ
て垂直に固定立設することにより、全体として大きくか
つ高い円筒形の風力回転躯体を構築し、該風力回転躯体
を上記トラック上で上記円筒ガイドの回りを回転可能と
し、その各マスト枠に、複数の帆を、軸線を垂直として
一定角度範囲内で開閉自在に上下多段に枢着したことを
特徴とする風力原動機。
【請求項２】前記各マスト枠の前記放射線との角度を約
４５度、前記各帆の最大開き角度をマスト枠に対して６
５〜８５度の範囲内としたことを特徴とする請求項１に
記載の風力原動機。
【請求項３】前記各帆を、前記マスト枠に対し前記風力
回転躯体の円筒形の外側に向かって開くように、一側縁
を片開きに枢着したことを特徴とする請求項２に記載の
風力原動機。
【請求項４】前記マスト枠相互を補強枠を介して接続
し、前記風力原動機全体を円筒形の連続した骨組構造と
したことを特徴とする請求項１に記載の風力原動機。