WO2015056722A1 - 風力発電装置 - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a wind power generator using renewable energy.
  • a power generator that can be started in a low speed wind region of 3 m / s or less has been developed, but in order to start up at a wind speed of 3 m / s or less, substantially perpendicular to the propeller.
  • the wind must blow from the direction, and it is difficult to actually start at a wind speed of 3 m / s or less.
  • the present invention has been made in order to solve such problems.
  • the structure that is easily subjected to a drag in the rotational direction increases the certainty of starting at the time of start-up, and reduces the amount of power generated by natural energy in the entire apparatus. It aims at providing the wind power generator which can be increased.
  • a wind turbine generator is connected to a vertical rotation shaft that transmits a rotational force to a wind power generation motor, a plurality of support arms that are provided radially from the vertical rotation shaft at equal intervals, and a tip of each of the support arms.
  • a wind power generator having a wind receiving paddle, wherein the wind receiving paddle is bent or bent in a concave shape on an outer surface side in a plan view, and a front edge portion in the rotation direction of the concave panel portion.
  • a leading edge airflow storage section is provided which protrudes along the outer surface and has a leading end curved or bent toward the trailing edge.
  • the wind receiving paddle and the support arm may be connected on the front edge side from an intermediate point between a front edge portion and a rear edge portion of the wind receiving paddle.
  • a length from a connection portion of the wind receiving paddle with the support arm to the rear edge portion may be longer than the support arm.
  • the wind receiving paddle includes an upper edge airflow stopping portion and a lower edge airflow stopping portion provided on the outer surface side along the upper edge portion and the lower edge portion of the concave panel portion. It may be.
  • the vertical rotating shaft may be supported in a floating state by a repulsive force of magnetic force so as to be freely rotatable.
  • the wind receiving paddle is formed in a vertically long shape whose vertical length is larger than the length connecting the front edge portion and the rear edge portion, and both the inner and outer surfaces of the concave panel portion.
  • a photovoltaic power generation element is provided on any one side, and it has an energization mechanism for energizing the electrode of the photovoltaic power generation element and the electrode provided on the shaft support that supports the vertical rotation shaft, The energizing mechanism is fixed to the vertical rotating shaft and is connected to the plus pole of the photovoltaic power generation element so as to be energized, and is fixed to the vertical rotating shaft and the sun.
  • An element side negative pole gear that is connected to the negative pole of the photovoltaic element so as to be energized, and is rotatably fixed to the shaft support base and meshed with the element side positive pole gear, and the shaft support base
  • a shaft support base side positive pole gear that is connected to the positive pole so as to be energized, and is rotatably fixed to the shaft support base and meshed with the element side negative pole gear, and the negative pole of the shaft support base
  • a shaft support base side negative pole gear connected to be energized.
  • the present invention it is possible to increase the certainty of starting at the time of start-up by the structure that is easily subjected to the drag in the rotation direction, and to increase the amount of power generated by natural energy in the entire apparatus.
  • the wind turbine generator 1 includes a vertical rotation shaft 2 that transmits a rotational force to the wind power generation motor 7, and a plurality of support arms that are provided radially at equal intervals from the vertical rotation shaft 2. 3, a wind receiving paddle 4 connected to the tip of each of the support arms 3, a solar power generation element 5 provided on the surface of the wind receiving paddle 4, and a shaft that rotatably supports the vertical rotating shaft 2. And a support base 6.
  • the vertical rotating shaft 2 is composed of a steel pipe or the like, and is supported by a shaft support base 6 so as to be rotatable in the vertical direction, as shown in FIG.
  • the vertical rotation shaft 2 in this embodiment is arranged so that the shaft support base 6 is vertically moved via a ball bearing 63 for reducing rotational friction and a socket 67 for preventing shaft shake during rotation. It is rotatably supported at two locations.
  • the vertical rotation shaft 2 and the shaft support base 6 have a pair of magnets 66, 66 so that the same poles (for example, S pole and S pole or N pole and N pole) face each other.
  • the vertical rotating shaft 2 can be supported in a state of being floated with respect to the shaft support 6 by the repulsive force between the magnets 66 and 66.
  • a neodymium magnet having a strong magnetic force is used as the magnet 66.
  • a rotation transmission mechanism 8 for transmitting the rotational force of the vertical rotation shaft 2 to the wind power generation motor 7 is provided as will be described later.
  • a chrome plating sheet or the like having a mirror finish with high light reflectivity is affixed to the surface of the vertical rotation shaft 2 so that more sunlight is reflected toward the wind receiving paddle 4 side. ing.
  • the support arm 3 supports the wind receiving paddle 4 and is fixed radially from the vertical rotation shaft 2 at equal intervals.
  • the three support arms 3 are arranged circumferentially at the upper end and the lower end of the vertical rotating shaft 2, respectively. On the other hand, it is provided at intervals of 120 degrees.
  • Each upper support arm 31 is made of a transparent material such as acrylic resin, and the surface of the lower support arm 32 has a mirror finish with high light reflectivity. The sunlight is guided to the wind receiving paddle 4.
  • the number of support arms 3 and the circumferential interval are not particularly limited, and are appropriately selected in consideration of the shape and weight of the wind receiving paddle 4 to be supported or the amount of received sunlight. It is what is done.
  • the wind receiving paddle 4 receives wind and generates a rotational force with respect to the vertical rotation shaft 2.
  • the wind receiving paddle 4 is guided by the concave panel portion 41 that guides the received wind to the front edge side, and the concave panel portion 41. It has a leading edge airflow storage section 42 that receives wind and converts it into rotational force.
  • the wind receiving paddle 4 in the present embodiment includes an upper edge airflow stopper 43 and a lower edge airflow stopper 44 for making it difficult for the wind received by the concave panel portion 41 to escape from the vertical direction.
  • the wind receiving paddle 4 in the present embodiment has a paddle portion in a paddle type wind power generator having a new shape.
  • the concave panel portion 41 is obtained by bending a substantially rectangular panel in plan view as shown in FIGS. Therefore, as shown in FIG. 5, the concave panel portion 41 is supported with the concave surface facing outward, so that it receives wind blown from the outside and easily guides the received wind in the front edge direction. ing.
  • the concave panel portion 41 is not limited to a curved shape in a plan view, and may be a straight panel bent in a plan view as shown in FIG.
  • the concave panel portion 41 in the present embodiment is formed such that the length from the connecting portion with the support arm 3 to the rear edge portion 46 is longer than that of the support arm 3.
  • the area that covers the other concave panel portion 41 that tracks the wind direction surface. Is increasing.
  • the concave panel portion 41 in the present embodiment is provided with the solar power generation elements 5 on both the inner and outer surfaces, and the vertical length thereof is the front edge portion in order to increase the area where the solar power generation elements 5 are provided. It is formed in a vertically long shape that is larger than the length connecting 45 and the rear edge 46.
  • an amorphous solar cell is used as the solar power generation element 5, but other materials may be used as long as they convert the light energy of sunlight into electric power.
  • the solar power generation element 5 is provided in both surfaces of the outer surface 411 and the inner surface 412 of the concave panel part 41, any one surface may be sufficient.
  • the material of the concave panel portion 41 is not particularly limited, and is appropriately selected from metal, synthetic resin, and the like.
  • the panel itself may be a solar power generation panel, and the film having the solar power generation element 5. Etc. may be attached to the surface.
  • the front edge airflow storage part 42 is a part that receives the wind received by the concave panel part 41 at the front edge part 45, and protrudes outward along the front edge part 45 in the rotational direction of the concave panel part 41. And the tip is curved or bent toward the trailing edge.
  • the leading edge airflow storage section 42 is made of an aluminum pipe for weight reduction, and as shown in FIGS. 1 and 3, the outer peripheral surface thereof is formed on the concave panel section 41 in plan view.
  • An airflow stop hole 49 that is formed in a circular shape or a circular arc shape that is gently continuous along the axis and that is open along the axis is formed.
  • leading edge airflow storage part 42 is not limited to what is comprised from a pipe, You may select suitably from a rectangular panel member etc. as shown in FIG.
  • the upper edge airflow stopper 43 is provided on the outer surface 411 side of the concave panel 41 along the upper edge 47 of the concave panel 41.
  • the upper edge airflow stopper 43 in the present embodiment is provided so as to cover the upper edge 47 of the concave panel portion 41 from the upper edge 47 to the front edge airflow reservoir 42 as shown in FIGS. 1 and 3. It is formed by a transparent acrylic plate. For this reason, while stopping the airflow of the wind received by the concave panel part 41, more sunlight can be permeate
  • the lower edge airflow stopper 44 is provided on the outer surface 411 side of the concave panel 41 along the lower edge 48 of the concave panel 41. As shown in FIGS. 1 and 3, the lower edge airflow stopper 44 in the present embodiment is provided so as to cover the lower edge 48 of the concave panel portion 41 from the lower edge 48 to the front edge airflow reservoir 42. It is formed by an acrylic plate. Further, the upper surface of the lower edge airflow stopper 44 is mirror-finished with a high light reflectivity to stop the airflow received by the concave panel 41 and to receive received sunlight of the concave panel 41. The light is reflected toward the outer surface 411.
  • the wind receiving paddle 4 has a front edge portion 45 side from an intermediate point between the front edge portion 45 and the rear edge portion 46 of the wind receiving paddle in order to increase the wind receiving area on the rear edge side.
  • the support arm 3 is connected to the support arm 3 by a connecting portion. Further, the wind receiving paddle 4 is supported by the support arm 3 in a state where the front edge airflow stopper 42 is inclined inward in order to facilitate the flow of wind from the rear edge 46 toward the front edge 45. ing. In this embodiment, it is inclined at an angle of about 7 ° to 8 ° with respect to the tangent line of the rotating track. This is because if the angle is too small, it is difficult to create a flow of wind, while if the angle is too large, the drag received from the wind is reduced.
  • the shaft support 6 includes a pedestal 61 at the lower end and a shaft support 62 provided on the pedestal 61.
  • the pedestal 61 in the present embodiment is for fixing the wind power generator 1 in an upright state, and is provided with four holes at the four corners for passing bolts through a rectangular plate.
  • the shaft support portion 6 is formed in a cylindrical shape, and as shown in FIG. 2, the wind power generation motor 7 and the rotational force of the vertical rotating shaft 2 are transmitted to the wind power generation motor 7 therein.
  • a rotation transmission mechanism 8 that performs power transmission, a solar power generation charger 9 that charges power generated by the solar power generation element 5, an electrode of the solar power generation element 5, and an electrode of the solar power generation charger 9 And an energization mechanism 10 that energizes the current.
  • the wind power generation motor 7 is a general power generation motor having a rotating shaft 71 and is fixed inside the shaft support 6 as shown in FIG.
  • the rotation transmission mechanism 8 is a mechanism for transmitting the rotational force of the vertical rotation shaft 2 to the rotation shaft 71 of the wind power generation motor 7.
  • the motor provided on the rotation shaft 71 of the wind power generation motor 7.
  • a side gear 81 and a rotary shaft side gear 82 provided at the lower end of the vertical rotary shaft 2. That is, the rotation transmission mechanism 8 in this embodiment transmits the rotational force of the vertical rotation shaft 2 to the rotation shaft 71 of the wind power generation motor 7 by the motor side gear 81 and the rotation shaft side gear 82 meshing with each other. It is like that.
  • the solar power generation charger 9 is a general charger that charges the power generated by the solar power generation elements 5 provided on both surfaces of the curved panel portion 41. As shown in FIG. 6 is installed inside.
  • the energization mechanism 10 is a mechanism for energizing the electrode of the solar power generation element 5 and the electrode of the solar power generation charger 9 without causing a cord or the like to get entangled even when the vertical rotation shaft 2 rotates.
  • the element side positive pole gear 101 and the element side negative pole gear 102 fixed to the vertical rotating shaft 2, and the shaft support rotatably fixed to the shaft support base 6. It has a table side plus pole gear 103 and a shaft support table side minus pole gear 104.
  • the element-side positive pole gear 101 is a spur gear or the like formed of a material such as a metal having electrical conductivity, and is fixed to the lower end portion of the vertical rotating shaft 2 and is the positive pole of the photovoltaic power generation element 5. 51 is wired to be energized.
  • the element-side negative pole gear 102 is a spur gear or the like formed of a material such as a metal having electrical conductivity, similarly to the element-side positive pole gear 101, and is fixed to the lower end portion of the vertical rotating shaft 2. At the same time, the negative electrode 52 of the solar power generation element 5 is connected to be electrically connected.
  • the element-side negative pole gear 102 and the element-side positive pole gear 101 are in an electrically insulated state and are not energized with each other.
  • the shaft support base side positive pole gear 103 is a gear made of a material such as a metal having electrical conductivity, and is fixed to the shaft support base 6 so as to be rotatable at a position where it is meshed with the element side positive pole gear 101. ing. Therefore, the shaft support base side positive pole gear 103 is engaged with the element side positive pole gear 101 so as to come into contact with each other and to energize each other.
  • the shaft support base side positive pole gear 103 is connected to the positive pole 91 of the solar power generation charger 9 provided on the shaft support base 6 so as to be energized.
  • the shaft support base side negative pole gear 104 is a gear formed of a material such as a metal having conductivity, similarly to the shaft support base side positive pole gear 103, and the element side negative pole gear with respect to the shaft support base 6. It is rotatably fixed at a position where it engages with 102. Accordingly, the shaft support base side negative pole gear 104 is brought into contact with the element side negative pole gear 102 so as to be energized with each other. Further, the shaft support base side negative pole gear 104 is connected to the negative pole 91 of the solar power generation charger 9 provided on the shaft support base 6 so as to be energized. Further, the shaft support base side negative pole gear 104 and the shaft support base side positive pole gear 103 are in an electrically insulated state and are not energized with each other.
  • the wind receiving paddle 4A receives wind mainly by the outer surface 411 of the concave panel portion 41.
  • the received wind is guided from the rear edge portion 46 to the front edge portion 45 along the concave panel portion 41 that is curved and inclined with respect to the tangent line of the rotating track.
  • the wind receiving paddle 4A in this embodiment since the rear edge side is formed long, many airflows can be guided to the front edge part 45 side.
  • the upper edge airflow stopping portion 43 and the lower edge airflow stopping portion 44 stop the airflow in the vertical direction of the wind hitting the outer surface 411 of the concave panel portion 41 and flow the wind toward the front edge portion 45 side. I am guiding you.
  • the leading edge airflow storage section 42 in the wind receiving paddle 4A receives the flowing wind and generates a rotational torque centered on the vertical rotating shaft 2 by a reaction to the force. At this time, since the front end portion of the leading edge airflow storage section 42 is curved or bent toward the trailing edge, the airflow guided from the trailing edge can be efficiently converted to rotational torque. This rotational torque is transmitted to the vertical rotation shaft 2 via the support arm 3 and becomes a force for rotating the vertical rotation shaft 2.
  • the rotational direction of the wind receiving paddle 4 is a counterclockwise direction in FIG.
  • the wind receiving paddle 4B As shown in FIG. 5, the wind is received on the inner surface 412 side of the concave panel portion 41 to generate a force to push in the wind direction. Therefore, the wind receiving paddle 4B rotates the vertical rotating shaft 2 counterclockwise in FIG. 5 by the force pushed by the wind. In this embodiment, since the length from the connection part of the said wind receiving paddle 4A and the said support arm 3 to the said front edge part 45 is short, the wind receiving paddle 4B becomes easy to receive a wind.
  • the wind receiving paddle 4C receives a wind opposed to the rotational direction and generates a rotational force in the direction opposite to the rotational direction (counterclockwise) (clockwise).
  • the wind receiving paddle 4C is provided at the tip of the support arm 3 so that the outer surface 411 of the concave panel portion 41 faces outward. Therefore, as shown in FIG. 5, the wind receiving paddle 4C has a small projected area with respect to the wind direction, and can reduce the rotational force in the opposite direction (clockwise) generated by the drag received from the wind.
  • each wind receiving paddle 4 in the present embodiment is formed in a blade shape, the flow around the leading edge 45 is rectified so as to reduce the stagnation point generated in the leading edge airflow stopper 42. Resistance can be reduced.
  • the wind receiving paddle 4A and the wind receiving paddle 4B are likely to generate a counterclockwise rotational moment by the drag.
  • the wind receiving paddle 4C is located at a position where the rotation direction and the wind direction are opposed to each other. ing.
  • the wind receiving paddle 4 ⁇ / b> A receives wind mainly by the outer surface 411 of the concave panel portion 41.
  • the received wind flows from the rear edge 46 to the front edge 45 along the concave panel portion 41.
  • the leading edge airflow storage unit 42 receives the flowing wind, and generates counterclockwise rotational torque about the vertical rotation shaft 2 by a reaction to the force.
  • the amount of air received by the wind receiving paddle 4A is smaller than the amount received when the outer surface 411 side of the concave panel portion 41 receives the wind in front, but the support arm 3 increases the distance from the vertical rotating shaft 2. Therefore, a strong torque can be generated even with a small air volume.
  • the wind receiving paddle 4 ⁇ / b> B has the wind direction facing the inner surface 412 of the concave panel portion 41, so that almost no rotational force is generated in both the positive and negative directions. Therefore, almost no force is acting on the rotation.
  • the wind receiving paddle 4C is in a state where the leading edge side is inclined inward with respect to the wind direction. Therefore, the wind is divided into an outer side and an inner side by the leading edge airflow storage unit 42. Then, the inner surface 412 of the wing-shaped concave panel portion 41 and the leading edge airflow storage portion 42 cause a pressure difference between the outer side and the inner side of the wind receiving paddle 4C, thereby generating a so-called inward lift.
  • the lift force of the wing is a force that is pulled toward the front edge side and the convex surface side. Therefore, as shown in FIG. 6, a force that rotates the vertical rotation shaft 2 in the positive direction (counterclockwise) Become.
  • the vertical length of the wind receiving paddle 4 is formed in a vertically long shape longer than the length connecting the front edge portion 45 and the rear edge portion 46, so that lift is easily generated efficiently. ing.
  • the wind receiving paddle 4 ⁇ / b> A winds at a position where the torque to the vertical rotating shaft 2 is easily generated.
  • the wind receiving paddle 4C is in a position where the rotation direction and the wind direction are opposed to each other, but the torque is weaker than the torque generated by the wind receiving paddle 4A. Further, in the wind receiving paddle 4C, an inward lift is generated to assist the rotational force.
  • the force states shown in FIGS. 5 and 6 are alternately repeated to rotate efficiently. be able to. Therefore, regardless of the direction of the wind that is received, the rotation at the start-up is ensured and the rotation is facilitated during the rotation. For example, starting can be started even with a slight wind of 3 m / s or less.
  • the vertical rotating shaft 2 is levitated by a magnet with respect to the shaft support base, the frictional resistance with the shaft support base 6 is small, and it is easier to start.
  • the vertical rotating shaft 2 transmits to the rotating shaft 71 of the wind power generation motor 7 via the rotation transmitting mechanism 8 as shown in FIG.
  • the wind power generation motor 7 generates electric power by rotating the rotating shaft 71.
  • the photovoltaic power generation element 5 provided on the surface of the concave panel portion 41 generates power by receiving sunlight. Further, in the present embodiment, since the upper edge airflow stopper 43 is made transparent, light passes through the upper edge airflow stopper 43 and reaches the outer surface 411 of the concave panel portion 41. Further, the surface of the vertical rotating shaft 2 and the lower edge airflow stopper 44 is mirror-reflected to reflect sunlight to the outer surface 411 and the inner surface 412 of the concave panel 41 so that the amount of light received by the photovoltaic power generation element 5 is increased. It has become.
  • the wind turbine generator 1 of the present embodiment can allow the solar power generation element 5 to receive more sunlight without waste, and can efficiently generate power with sunlight.
  • the wind receiving paddle 4 vertically long, not only makes it easy to obtain lift, but also the area where the solar power generation element 5 is provided increases and the amount of power generation also increases.
  • the electric power generated by the solar power generation element 5 is sent to the solar power generation charger 9 via the energization mechanism 10.
  • the element side positive pole gear 101 and the shaft support side positive pole gear 103 can be energized by meshing with each other and contacting each other.
  • the element-side negative pole gear 102 and the shaft support base-side negative pole gear 104 can be energized by meshing with and contacting each other. Therefore, as shown in FIG. 2, the positive electrode 51 and the negative electrode 52 of the solar power generation element 5 become a loop-like electric circuit connected to one, and the current generated by the solar power generation element 5 is It is stored in the solar power generation charger 9 through the electric circuit.
  • the gears 103 and 104 on the shaft support base 6 are rotatable, they can be rotated together with the gears 101 and 102 on the element side and do not hinder the rotation of the vertical rotating shaft 2. That is, if the solar power generation element 5 and the solar power generation charger 9 are connected by the cord wiring, the cord is wound along with the rotation of the vertical rotation shaft 2, but in the present embodiment, such a problem is caused. Is not generated.
  • the structure that is easily subjected to the drag in the rotating direction can increase the certainty of starting at the time of starting and can increase the amount of power generation using wind power and sunlight as energy sources.
  • the lift generated on the inner surface 412 of the wind receiving paddle can be a force that boosts the rotation. 4).
  • the amount of power generation can be increased together with the lift. 5. Even if the vertical rotation shaft 2 rotates, the cord or the like is not rotated and twisted by using a gear for the contact. 6).
  • the outer surface 411 of the wind receiving paddle 4 is supported so as to face outward, the space is saved compared to the case where the longitudinal direction of the wind receiving paddle 4 is arranged along the radial direction. It can be installed easily in empty spaces. 7). It can be comprised with a lightweight member and the rotation resistance by dead weight can be reduced.
  • the wind power generator according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
  • each gear in the energization mechanism 10 and each gear in the rotation transmission mechanism 8 are configured separately, but a common gear may be used.
  • a plurality of wind receiving paddles 4 may be connected vertically.
  • a signboard 64 for displaying a corporate advertisement or the like may be installed at the upper end of the vertical rotating shaft 2. Thereby, not only can the electric power required for the illumination 65 of the signboard 64 be sufficiently supplied, but it is also possible to increase profits by causing the electric power company to purchase surplus electric power.

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Abstract

【課題】　回転方向の抗力を受けやすい構造によって起動時における始動の確実性を高めるとともに、装置全体における自然エネルギーによる発電量を増やすことのできる風力発電装置を提供する。 【解決手段】　風力発電用モータ７に回転力を伝える垂直回転軸２と、この垂直回転軸２から放射状に等間隔で設けられる複数の支持アーム３と、各々の前記支持アーム３の先端に接続された受風パドル４とを有する風力発電装置であって、前記受風パドル４が平面視で外面側を凹状に湾曲または屈曲してなる凹状パネル部４１と、この凹状パネル部４１の回転方向における前縁部４５に沿って外面側に突出しかつその先端部が後縁側に湾曲または屈曲してなる前縁気流貯留部４２が設けられている。

Description

風力発電装置
　本発明は、再生可能エネルギーを用いた風力発電装置に関するものである。
　発電設備や送電線の無い地域に居住する人や遊牧民等の固定した居住地がない人等、世界中には電気による恩恵を受けられない人々が大勢いる。このため、従来、小型の太陽光発電パネルなど、設置が容易な発電機により電力を得てきた。しかし、太陽光発電パネルによる発電は、太陽光が出ている日中にしか発電を行うことができず、照明等のために最も電力の必要な夜間には電力が得られないという問題がある。
　そこで、近年では、構造が簡単で壊れにくく設置が容易であり、かつ夜間であっても発電可能な小型の風力発電装置が提案されている。
　例えば、特許第３４５１０８５号公報では、垂直回転軸に直交する面内で、前記回転軸を中心として一定角度ごとに複数のブレードが設けられた風力発電用の風車において、前記ブレードが翼型であって、翼の回転軸側が翼弦長に対して前縁から３５％～４５％の位置を基点として、後縁まで切り欠かれている風力発電用の風車が提案されている（特許文献１）。この特許文献１によれば、前記風力発電用の風車では、ブレードの翼下面の切欠部によって、ブレードに大きな空気抵抗が生じ、起動時や風の弱い低速風域でも、抗力型風車の特性と揚力型風車の特性とを効果的に組みあわせることにより、風車を効率よく回転させることができるとされている。
特許第３４５１０８５号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、風車の形状が揚力をメインに設計されたものであるため、空気抵抗を受ける切欠部の幅は、ブレードの厚さ以上にはできない。そのため、切欠部が風を受ける面積は非常に狭く、揚力が殆ど生じないような風の弱い低速風域においては、実際にブレードを起動させるほどの回転モーメントが発生しないおそれがある。
　また、従来のプロペラを用いた風力発電機では、３ｍ／ｓ以下の低速風域で起動可能な発電機が開発されているが、風速３ｍ／ｓ以下で起動させるにはプロペラに対して略直角方向から風が吹かなければならず、実際に風速３ｍ／ｓ以下で起動させることは困難である。
　本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、回転方向の抗力を受けやすい構造によって起動時における始動の確実性を高めるとともに、装置全体における自然エネルギーによる発電量を増やすことのできる風力発電装置を提供することを目的としている。
　本発明に係る風力発電装置は、風力発電用モータに回転力を伝える垂直回転軸と、この垂直回転軸から放射状に等間隔で設けられる複数の支持アームと、各々の前記支持アームの先端に接続された受風パドルとを有する風力発電装置であって、前記受風パドルが平面視で外面側を凹状に湾曲または屈曲してなる凹状パネル部と、この凹状パネル部の回転方向における前縁部に沿って外面側に突出しかつその先端部が後縁部側に湾曲または屈曲してなる前縁気流貯留部が設けられている。
　また、本発明の一態様として、前記受風パドルと前記支持アームとが前記受風パドルの前縁部と後縁部との中間点より前記前縁部側で接続されていてもよい。
　さらに、本発明の一態様として、前記受風パドルにおける前記支持アームとの接続部から前記後縁部までの長さが前記支持アームより長く形成されていてもよい。
　また、本発明の一態様として、前記受風パドルが、前記凹状パネル部の上縁部および下縁部に沿って前記外面側に設けられた上縁気流止め部および下縁気流止め部を備えていてもよい。
　さらに、前記垂直回転軸が磁力の反発力により浮遊状態で回転自在に支持されていてもよい。
　また、本発明の一態様として、前記受風パドルは、上下の縦長さが前縁部と後縁部とを結ぶ長さよりも大きい縦長形状に形成されているとともに、前記凹状パネル部の内外両面またはいずれか一面に太陽光発電素子が設けられ、前記太陽光発電素子の電極と、前記垂直回転軸を支持する軸支持台に設けられた電極との通電を行う通電機構を有しており、前記通電機構が、前記垂直回転軸に固定されているとともに前記太陽光発電素子のプラス極と通電可能に接続されている素子側プラス極ギヤと、前記垂直回転軸に固定されているとともに前記太陽光発電素子のマイナス極と通電可能に接続されている素子側マイナス極ギヤと、前記軸支持台に回転可能に固定され、かつ前記素子側プラス極ギヤと噛み合わされているとともに前記軸支持台のプラス極と通電可能に接続されている軸支持台側プラス極ギヤと、前記軸支持台に回転可能に固定され、かつ前記素子側マイナス極ギヤと噛み合わされているとともに前記軸支持台のマイナス極と通電可能に接続されている軸支持台側マイナス極ギヤとを備えていてもよい。
　本発明によれば、回転方向の抗力を受けやすい構造によって起動時における始動の確実性を高めるとともに、装置全体における自然エネルギーによる発電量を増やすことができる。
本発明に係る風力発電装置の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態における軸支持台の内部を示す縦断面図である。 本実施形態の風力発電装置を示す平面図である。 本実施形態における受風パドルを示す正面図である。 受風パドル４Ａ側から風を受けた場合の風力発電装置に対する空気の流れを示す平面図である。 受風パドル４Ａと受風パドル４Ｃとの間から風を受けた場合の風力発電装置に対する空気の流れを示す平面図である。 本発明に係る風力発電装置の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る風力発電装置の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る風力発電装置の他の実施形態を示す平面図である。
　以下、本発明に係る風力発電装置１の一実施形態について図面を用いて説明する。
　本実施形態の風力発電装置１は、図１に示すように、風力発電用モータ７に回転力を伝える垂直回転軸２と、この垂直回転軸２から放射状に等間隔で設けられる複数の支持アーム３と、各々の前記支持アーム３の先端に接続される受風パドル４と、この受風パドル４の表面に設けられる太陽光発電素子５と、前記垂直回転軸２を回転自在に支持する軸支持台６とを有している。
　以下、本実施形態の風力発電装置１における各構成について詳細に説明する。
　垂直回転軸２は、スチールパイプ等で構成されており、図１に示すように、軸支持台６に垂直方向に回転自在に支持されている。本実施形態における垂直回転軸２は、図２に示すように、回転摩擦の低減のためのボールベアリング６３や回転時の軸ブレを防止のためのソケット６７を介して前記軸支持台６の上下２箇所で回転自在に支持されている。
　また、垂直回転軸２および軸支持台６には、図２に示すように、同極（例えば、Ｓ極とＳ極またはＮ極とＮ極）が相対するように一組の磁石６６，６６が設けられており、これら磁石６６，６６同士の反発力によって垂直回転軸２が前記軸支持台６に対して浮揚させた状態で支持できるようになっている。また、本実施形態では、磁石６６として、強磁力を備えるネオジウム磁石を用いている。
　また、垂直回転軸２の下端には、後述するとおり、垂直回転軸２の回転力を風力発電用モータ７に伝達する回転伝達機構８を備えている。さらに、垂直回転軸２の表面には、光の反射率の高い鏡面仕上げが施されたクロームメッキシート等が貼付されており、より多くの太陽光を受風パドル４側へ反射するようになっている。
　支持アーム３は、受風パドル４を支持するものであり、垂直回転軸２から放射状に等間隔で固定されている。本実施形態では、受風パドル４の上端および下端を接続するために、図１および図３に示すように、３本の支持アーム３が垂直回転軸２の上端および下端にそれぞれ円周方向に対して１２０度間隔で設けられている。また、上端の各支持アーム３１は、アクリル樹脂等の透明な材料によって形成されているとともに、下端の支持アーム３２の表面には、光の反射率の高い鏡面仕上げが施されており、より多くの太陽光を受風パドル４へ導光するようになっている。
　なお、支持アーム３の本数や円周方向の間隔等は、特に限定されるものではなく、支持する受風パドル４の形状や重さ、あるいは太陽光の受光量等を考慮して、適宜選択されるものである。
　受風パドル４は、風を受けて垂直回転軸２に対して回転力を生じさせるものであり、受けた風を前縁側へと案内する凹状パネル部４１と、凹状パネル部４１によって案内された風を受けて回転力へと変換する前縁気流貯留部４２とを有している。また、本実施形態における受風パドル４は、図１に示すように、凹状パネル部４１によって受けた風が上下方向から逃げ難くするための上縁気流止め部４３および下縁気流止め部４４を有している。つまり、本実施形態における受風パドル４は、パドル形の風力発電装置におけるパドル部を新規の形状としたものである。
　凹状パネル部４１は、本実施形態では、図１および図３に示すように、略矩形状のパネルを平面視において湾曲させたものである。よって、凹状パネル部４１は、図５に示すように、凹面を外側に向けた状態で支持されることにより、外側から吹く風を受け、受けた風を前縁方向に案内し易いようになっている。なお、凹状パネル部４１は、平面視において湾曲したものに限定されるものではなく、図９に示すように、平面視において直線状のパネルを屈曲させたものとしてもよい。
　また、本実施形態における凹状パネル部４１は、図３に示すように、支持アーム３との接続部から後縁部４６までの長さが前記支持アーム３より長く形成されている。このように、支持アーム３との接続部から後縁部４６までの長さを長くすることにより、図５に示すように、風向面に対して追尾する他の凹状パネル部４１を覆い隠す面積を増やしている。
　さらに、本実施形態における凹状パネル部４１は、内外両面に太陽光発電素子５が設けられており、太陽光発電素子５を設ける面積を大きくするために、その上下の縦長さがその前縁部４５とその後縁部４６とを結ぶ長さよりも大きい縦長形状に形成されている。なお、本実施形態では、太陽光発電素子５として、アモルファスを用いたソーラーセルを使用しているが、太陽光の光エネルギーを電力に変換するものであれば他の材料を用いてもよい。また、本実施形態では、凹状パネル部４１の外面４１１および内面４１２の両面に太陽光発電素子５が設けられているが、いずれか一面であってもよい。
　また、凹状パネル部４１の素材は、特に限定されるものではなく、金属や合成樹脂等から適宜選択されるものであり、パネル自体が太陽光発電パネルでもよく、太陽光発電素子５を有するフィルム等を表面に貼り付けるようにしてもよい。
　次に、前縁気流貯留部４２は、凹状パネル部４１で受けた風を前縁部４５で受け止める部分であり、前記凹状パネル部４１の回転方向における前縁部４５に沿って外面側に突出され、かつその先端部が後縁側に湾曲または屈曲されている。本実施形態における前縁気流貯留部４２では、軽量化のためにアルミ製のパイプから構成されており、図１および図３に示すように、その外周面が平面視で前記凹状パネル部４１に沿ってなだらかに連続した円状または円弧状に形成されているとともに、軸線に沿って内側が開口された気流止め穴４９が形成されている。
　なお、前縁気流貯留部４２は、パイプから構成されるものに限定されるものではなく、図９に示すように、矩形状のパネル部材等から適宜選択してもよい。
　上縁気流止め部４３は、凹状パネル部４１の上縁部４７に沿って凹状パネル部４１の外面４１１側に設けられている。本実施形態における上縁気流止め部４３は、図１および図３に示すように、上縁部４７から前縁気流貯留部４２にかけて凹状パネル部４１の上縁部４７を覆うように設けられた透明のアクリル板によって形成されている。このため、凹状パネル部４１で受けた風の気流を止めるとともに、より多くの太陽光を凹状パネル部４１の外面４１１側に透過させられるようになっている。
　また、下縁気流止め部４４は、凹状パネル部４１の下縁部４８に沿って凹状パネル部４１の外面４１１側に設けられている。本実施形態における下縁気流止め部４４は、図１および図３に示すように、下縁部４８から前縁気流貯留部４２にかけて凹状パネル部４１の下縁部４８を覆うように設けられたアクリル板によって形成されている。また、下縁気流止め部４４の上面は、光の反射率の高い鏡面仕上げが施されており、凹状パネル部４１で受けた風の気流を止めるとともに、受けた太陽光を凹状パネル部４１の外面４１１に向けて反射するようになっている。
　前記受風パドル４は、図３に示すように、後縁側での受風面積を増やすため、前記受風パドルの前縁部４５と後縁部４６との中間点より前記前縁部４５側に設けられた接続部によって前記支持アーム３に接続されている。また、受風パドル４は、後縁部４６から前縁部４５へ向けて風を流れやすくするため、前縁気流止め部４２側を内方向に傾斜させた状態で前記支持アーム３に支持されている。本実施形態では、回転軌道の接線に対して、約７°～８°の角度で傾斜させている。この角度が小さ過ぎると、風の流れが作りにくくなる一方、角度が大き過ぎると、風から受ける抗力が低減するためである。
　次に、軸支持台６およびその内部の構成について説明する。軸支持台６は、図１に示すように、下端の台座部６１と、この台座部６１の上に設けられた軸支持部６２とを有する。本実施形態における台座部６１は、風力発電装置１を立設状態で固定するためのものであり、矩形状の板にボルトを通すための下孔が四隅に設けられている。
　また、軸支持部６は、円筒状に形成されており、図２に示すように、その内部に、風力発電用モータ７と、垂直回転軸２の回転力を前記風力発電用モータ７に伝達する回転伝達機構８と、前記太陽光発電素子５によって発電された電力を充電する太陽光発電用充電器９と、前記太陽光発電素子５の電極と前記太陽光発電用充電器９の電極との通電を行う通電機構１０とを有している。
　風力発電用モータ７は、回転軸７１を有する一般的な発電モータであり、図２に示すように、軸支持台６の内部に固定されている。
　回転伝達機構８は、垂直回転軸２の回転力を風力発電用モータ７の回転軸７１に伝達する機構であり、本実施形態では、前記風力発電用モータ７の回転軸７１に設けられたモータ側ギヤ８１と、垂直回転軸２の下端に設けられた回転軸側ギヤ８２とを有する。つまり、本実施形態における回転伝達機構８は、モータ側ギヤ８１と回転軸側ギヤ８２とが相互に噛み合うことで、垂直回転軸２の回転力を風力発電用モータ７の回転軸７１に伝達するようになっている。
　太陽光発電用充電器９は、湾曲パネル部４１の両面に設けられた太陽光発電素子５によって発電された電力を充電する一般的な充電器であり、図２に示すように、軸支持台６の内部に設置されている。
　通電機構１０は、垂直回転軸２が回転してもコード等が絡まることなく、太陽光発電素子５の電極と太陽光発電用充電器９の電極との通電を行う機構である。本実施形態では、図２に示すように、垂直回転軸２に固定されている素子側プラス極ギヤ１０１および素子側マイナス極ギヤ１０２と、軸支持台６に回転可能に固定されている軸支持台側プラス極ギヤ１０３および軸支持台側マイナス極ギヤ１０４とを有する。
　素子側プラス極ギヤ１０１は、通電性を有する金属等の素材によって形成された平歯車等のギヤであり、垂直回転軸２の下端部に固定されているとともに、太陽光発電素子５のプラス極５１と通電可能に配線接続されている。
　素子側マイナス極ギヤ１０２は、素子側プラス極ギヤ１０１と同様に、通電性を有する金属等の素材によって形成された平歯車等のギヤであり、垂直回転軸２の下端部に固定されているとともに、太陽光発電素子５のマイナス極５２と通電可能に配線接続されている。また、素子側マイナス極ギヤ１０２と素子側プラス極ギヤ１０１とは、電気的な絶縁状態であり、相互には通電しないようになっている。
　軸支持台側プラス極ギヤ１０３は、通電性を有する金属等の素材によって形成されたギヤであり、軸支持台６に対して素子側プラス極ギヤ１０１と噛み合わされる位置に回転可能に固定されている。よって、軸支持台側プラス極ギヤ１０３は、素子側プラス極ギヤ１０１と噛み合わされることで相互に接触し、相互に通電するようになっている。また、前記軸支持台側プラス極ギヤ１０３は、軸支持台６に設けられた太陽光発電用充電器９のプラス極９１と通電可能に接続されている。
　軸支持台側マイナス極ギヤ１０４は、軸支持台側プラス極ギヤ１０３と同様に、通電性を有する金属等の素材によって形成されたギヤであり、軸支持台６に対して素子側マイナス極ギヤ１０２と噛み合わされる位置に回転可能に固定されている。よって、軸支持台側マイナス極ギヤ１０４は、素子側マイナス極ギヤ１０２と噛み合わされることで相互に接触し、相互に通電するようになっている。また、軸支持台側マイナス極ギヤ１０４は、軸支持台６に設けられた太陽光発電用充電器９のマイナス極９１と通電可能に接続されている。さらに、軸支持台側マイナス極ギヤ１０４と軸支持台側プラス極ギヤ１０３とは、電気的な絶縁状態であり、相互には通電しないようになっている。
　次に、本実施形態の風力発電装置１における各構成の作用について説明する。
　まず、本実施形態の風力発電装置１に対して、図５に示すように、受風パドル４Ａ側から風（図５における下から上方向へ向かう風）を受けた場合について説明する。
　この場合、受風パドル４Ａは、主に凹状パネル部４１の外面４１１によって風を受ける。受けた風は、湾曲されているとともに、回転軌道の接線に対して傾斜している凹状パネル部４１に沿って後縁部４６から前縁部４５へ案内される。また、本実施形態における受風パドル４Ａでは、後縁側が長く形成されているため多くの気流を前縁部４５側に案内することができる。さらに、上縁気流止め部４３および下縁気流止め部４４は、凹状パネル部４１の外面４１１に当たった風の上下方向の気流を止めるとともに、その風を前縁部４５側へと流れるように案内している。
　受風パドル４Ａにおける前縁気流貯留部４２は、流れてきた風を受け止め、その力に対する反作用によって、垂直回転軸２を中心とした回転トルクを生じさせる。このとき、前縁気流貯留部４２の先端部が後縁側に湾曲または屈曲しているため、後縁側から案内されてきた気流を効率よく回転トルクにすることができる。この回転トルクは、支持アーム３を介して垂直回転軸２に伝えられ、垂直回転軸２を回転させる力となる。なお、受風パドル４の回転方向は、図５において、反時計回り方向である。
　このとき、受風パドル４Ｂでは、図５に示すように、凹状パネル部４１の内面４１２側に風を受け、風向き方向へと押す力を生じさせる。よって、受風パドル４Ｂは、風に押される力によって、垂直回転軸２を、図５において、反時計回りに回転させる。本実施形態では、前記受風パドル４Ａと前記支持アーム３との接続部から前記前縁部４５までの長さが短いため、受風パドル４Ｂが風を受けやすくなっている。
　一方、受風パドル４Ｃは、回転方向に対して対向する風を受けて、回転方向（反時計回り）とは逆方向（時計回り）の回転力を生じさせる。但し、受風パドル４Ａの後縁側が長く形成されていることにより、追尾する受風パドル４Ｃが受ける風は前記受風パドル４Ａによって遮られているため逆方向の回転力は弱い。また、受風パドル４Ｃは、支持アーム３の先端に凹状パネル部４１の外面４１１が外側に向くように設けられている。そのため、受風パドル４Ｃは、図５に示すように、風向きに対する投影面積が小さくなり、風から受ける抗力により生じる反対方向（時計回り）の回転力を小さくすることできる。
　さらに、本実施形態における各受風パドル４は、翼形状に形成しているため、前縁気流止め部４２で生じるよどみ点を減らすように前縁部４５周辺の流れを整流することで、より抵抗を小さくすることができる。
　よって、図５に示すように、受風パドル４Ａ側から風を受けた場合には、受風パドル４Ａおよび受風パドル４Ｂが、抗力によって反時計回りの回転モーメントを発生させ易くなる。一方、受風パドル４Ｃは、回転方向と風方向とが対向する位置となるが、受ける風量が少なく、投影面積が小さいため風から受ける抗力は小さいため、回転を妨げる回転モーメントの発生が抑制されている。
　次に、図６に示すように、受風パドル４Ａと受風パドル４Ｃとの中間側から風を受けた場合（図６における下から上方向へ向かう風）について説明する。
　図６に示すように、受風パドル４Ａは、主に凹状パネル部４１の外面４１１によって風を受ける。受けた風は、凹状パネル部４１に沿って後縁部４６から前縁部４５へ流れる。前縁気流貯留部４２は、流れてきた風を受け止め、その力に対する反作用によって、垂直回転軸２を中心とした反時計回りの回転トルクを生じさせる。この受風パドル４Ａが受ける風量は、凹状パネル部４１の外面４１１側が風に対して正面に受ける場合に対して受ける量よりも少ないが、支持アーム３が垂直回転軸２との距離を長くするため、少ない風量でも強いトルクを生じさせることができる。
　受風パドル４Ｂは、図６に示すように、風向と凹状パネル部４１の内面４１２とが向かい合うため、回転方向に対しては正負いずれの方向に対しても回転力は殆ど生じさせない。よって、回転に対しては、殆ど力が作用していない状態である。
　一方、受風パドル４Ｃは、図６に示すように、風向きに対して、前縁側を内方向に傾斜させた状態となる。そのため、風は前縁気流貯留部４２により外側と内側とに分かれる。そして、翼形状の凹状パネル部４１の内面４１２と前縁気流貯留部４２とが、受風パドル４Ｃの外側と内側とに圧力差を生じさせ、いわゆる内側へと向かう揚力を生じさせる。一般的に、翼の揚力は、前縁側でかつ凸面側に引っ張られるような力であるため、図６に示すように、垂直回転軸２を正の方向（反時計回り）に回転させる力となる。また、本実施形態では、前記受風パドル４の上下の縦長さを前縁部４５と後縁部４６とを結ぶ長さよりも大きい縦長形状に形成したことにより、揚力が効率的に生じやすくなっている。
　よって、図６に示すように、受風パドル４Ａと受風パドル４Ｃとの中間側から風を受けた場合には、受風パドル４Ａが垂直回転軸２へのトルクを生じさせ易い位置で風を受け、抗力による反時計回りの回転モーメントを生じさせる。一方、受風パドル４Ｃは、回転方向と風方向とが対向する位置となるが、そのトルクは受風パドル４Ａによって生じるトルクよりも弱い。また、受風パドル４Ｃでは、内側への揚力を生じさせ、回転力を補助するようになっている。
　従って、本実施形態における風力発電装置１では、各受風パドル４によって生じる回転力の大きさや方向に違いはあるものの、図５および図６に示す力の状態を交互に繰り返し、効率よく回転することができる。よって、受ける風の向きに関係なく、起動時の回転を確実にするとともに、回転中も回転し易いようになっている。例えば、３ｍ／ｓ以下の僅かな風でも始動を開始することができる。
　さらに、垂直回転軸２は、軸支持台に対して磁石により浮揚されているため、軸支持台６との摩擦抵抗が少なく、さらに起動し易くなっている。
　垂直回転軸２は、図２に示すように、回転伝達機構８を介して風力発電用モータ７の回転軸７１に伝達する。そして、風力発電用モータ７は、回転軸７１が回転されることにより発電する。
　次に、本実施形態の風力発電装置１における太陽光発電機能に関する構成について説明する。
　凹状パネル部４１の表面に設けられている太陽光発電素子５では、太陽光を受けることにより発電が行われる。また、本実施形態では、上縁気流止め部４３を透明にしたため光が前記上縁気流止め部４３を透過して凹状パネル部４１の外面４１１に届く。また、垂直回転軸２および下縁気流止め部４４の表面が鏡面反射により、太陽光を凹状パネル部４１の外面４１１や内面４１２へと反射させることで太陽光発電素子５における受光量が増えるようになっている。
　よって、本実施形態の風力発電装置１は、太陽光発電素子５に無駄なく、より多くの太陽光を受けさせることができ、効率よく太陽光による発電を行うことができる。
　また、本実施形態では、受風パドル４を縦長に形成することで、揚力が得られ易くするのみならず、太陽光発電素子５を設けられる面積が大きくなり、発電量も増える。
　太陽光発電素子５により発電された電力は、通電機構１０を介して太陽光発電用充電器９へと送られる。具体的には、素子側プラス極ギヤ１０１と軸支持側プラス極ギヤ１０３とは、相互に噛み合って接触することにより通電可能となる。また、素子側マイナス極ギヤ１０２へと軸支持台側マイナス極ギヤ１０４とも、同様に、相互に噛み合って接触することにより通電可能となる。よって、太陽光発電素子５のプラス極５１とマイナス極５２とは、図２に示すように、１つに繋がったループ状の電気回路となり、前記太陽光発電素子５によって発電された電流は、その電気回路を介して太陽光発電用充電器９に蓄えられる。
　また、軸支持台６側の各ギヤ１０３，１０４は回転可能となっているため、素子側の各ギヤ１０１，１０２とともに回転可能であり、垂直回転軸２の回転の妨げとはならない。すなわち、仮に、太陽光発電素子５と太陽光発電用充電器９とをコード配線で接続すると、垂直回転軸２の回転に伴ってコードが巻き付いてしまうが、本実施形態では、そのような問題を発生させることがない。
　以上のような本実施形態の風力発電装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
１．回転方向の抗力を受けやすい構造によって起動時における始動の確実性を高めるとともに、風力および太陽光をエネルギー源とする発電量を増加することができる。
２．前縁気流貯留部４２に風を集中させるとともに、風向きに対して投影面積を減らすことで抵抗を減らし、回転しやすくすることができる。
３．受風パドルの内面４１２に生じる揚力により、回転を後押しする力とすることができる。
４．受風パドル４を大型化することにより、揚力とともに発電量を増やすことができる。
５．垂直回転軸２が回転しても、接点にギヤを用いることにより、コード等が回転してねじ切れることがない。
６．受風パドル４の外面４１１が外側を向くように支持するため、受風パドル４の長手方向を放射方向に沿って配置する場合と比較して省スペース化され、オフィスビルの屋上や建物の傍の空きスペース等にも手軽に設置することができる。
７．軽量な部材で構成することができ、自重による回転抵抗を低減することができる。
　なお、本発明に係る風力発電装置は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
　例えば、通電機構１０における各ギヤと回転伝達機構８の各ギヤとを別々の構成としたが、共通するギヤを用いるようにしてもよい。
　また、図７に示すように、本実施形態における湾曲パネル部４１を縦長形状に形成するため、受風パドル４を上下に複数連結するようにしてもよい。
　さらに、図８に示すように、垂直回転軸２の上端部に企業の広告等を表示する看板６４を設置してもよい。これにより、当該看板６４の照明６５に要する電力を十分に供給するのみならず、余剰電力を電力会社に買い取らせることで利益を上げることも可能である。
　１　風力発電装置
　２　垂直回転軸
　３　支持アーム
　４　受風パドル
　５　太陽光発電素子
　６　軸支持台
　７　風力発電用モータ
　８　回転伝達機構
　９　太陽光発電用充電器
　１０　通電機構
　３１　上端支持アーム
　３２　下端支持アーム
　４１　凹状パネル部
　４２　前縁気流貯留部
　４３　上縁気流止め部
　４４　下縁気流止め部
　４５　前縁部
　４６　後縁部
　４７　上縁部
　４８　下縁部
　４９　気流止め穴
　５１　プラス極
　５２　マイナス極
　６１　台座部
　６２　軸支持部
　６３　ボールベアリング
　６４　看板
　６５　照明
　６６　磁石
　６７　ソケット
　７１　回転軸
　８１　モータ側ギヤ
　８２　回転軸側ギヤ
　９１　プラス極
　９２　マイナス極
　１０１　素子側プラス極ギヤ
　１０２　素子側マイナス極ギヤ
　１０３　軸支持台側プラス極ギヤ
　１０４　軸支持台側マイナス極ギヤ
　４１１　外面
　４１２　内面

Claims (6)

  1. 　風力発電用モータに回転力を伝える垂直回転軸と、この垂直回転軸から放射状に等間隔で設けられる複数の支持アームと、各々の前記支持アームの先端に接続された受風パドルとを有する風力発電装置であって、
    　前記受風パドルが平面視で外面側を凹状に湾曲または屈曲してなる凹状パネル部と、この凹状パネル部の回転方向における前縁部に沿って外面側に突出しかつその先端部が後縁部側に湾曲または屈曲してなる前縁気流貯留部が設けられている風力発電装置。
  2. 　前記受風パドルと前記支持アームとが前記受風パドルの前縁部と後縁部との中間点より前記前縁部側で接続されている、請求項１に記載の風力発電装置。
  3. 　前記受風パドルにおける前記支持アームとの接続部から前記後縁部までの長さが前記支持アームより長く形成されている、請求項１または請求項２に記載の風力発電装置。
  4. 　前記受風パドルが、前記凹状パネル部の上縁部および下縁部に沿って前記外面側に設けられた上縁気流止め部および下縁気流止め部を備えている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の風力発電装置。
  5. 　前記垂直回転軸が磁力の反発力により浮遊状態で回転自在に支持されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の風力発電装置。
  6. 　前記受風パドルは、上下の縦長さが前縁部と後縁部とを結ぶ長さよりも大きい縦長形状に形成されているとともに、前記凹状パネル部の内外両面またはいずれか一面に太陽光発電素子が設けられ、前記太陽光発電素子の電極と、前記垂直回転軸を支持する軸支持台に設けられた電極との通電を行う通電機構を有しており、
    　前記通電機構が、前記垂直回転軸に固定されているとともに前記太陽光発電素子のプラス極と通電可能に接続されている素子側プラス極ギヤと、
    　前記垂直回転軸に固定されているとともに前記太陽光発電素子のマイナス極と通電可能に接続されている素子側マイナス極ギヤと、
    　前記軸支持台に回転可能に固定され、かつ前記素子側プラス極ギヤと噛み合わされているとともに前記軸支持台のプラス極と通電可能に接続されている軸支持台側プラス極ギヤと、
    　前記軸支持台に回転可能に固定され、かつ前記素子側マイナス極ギヤと噛み合わされているとともに前記軸支持台のマイナス極と通電可能に接続されている軸支持台側マイナス極ギヤと
    　を備えている請求項１から請求項５のいずれかに記載の風力発電装置。
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