(57)【要約】【課題】強風による損傷がなく、効率低下が少なく、出来るだけ安価な大電力を発電することが出来る風力発電機を提供するのが本発明の課題である。【解決手段】  風車の羽を風車の軸に取り付けた円錐形の突起物に２本以上の線で結合して補強する。  従来の円柱であった支持物を三脚とし、風車の羽が三脚に当たらない範囲で発電機と風車の回転角度を制御する。  線、および支持物はすべて流線型として風の抵抗や振動を防止する。風車の羽および円錐形の突起の中心に強度を増すものを入れ、これを線に結合する。【選択図】図１
2010065674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車の軸に前向きに円錐形の突起物を取り付け、風車の羽を１０度程度前向き角度を持たせ、羽と円錐形の突起物との間を流線型の２本以上の線で結合することを特徴とする風力発電機の羽の部分
【請求項２】
垂直に円柱を立て、２本の斜めの円柱を上部で結合して三脚の支持物を作る。  この支持物を最大の風が吹く方向に向けて、前を垂直の円柱とし、後ろが２本の斜めの円柱となるよう、三脚の支持物を設置し、支持物の頂上に発電機と風車の羽を取り付け、風車の羽が三脚に当たらない範囲に発電機と風車の羽の回転角度を制限する装置を持つことを特徴とする風力発電機の支持物
【請求項３】
三脚の支持物の各部材の断面を円形としこれに流線型のカバーを取り付け、カバーが風を受けて自由に回転することを特徴とする風力発電機の支持部分
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、従来の設計より３倍程度の強風に対して発電することが出来る大型風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、大型の風力発電機は台風のような強風に対しては、発電を停止し風に対して羽を横向きにすることにより風の抵抗を避け破損を防ぐようにした。  しかし台風で倒壊したり、羽が折れたりしたものもある。  強風に対して強度にゆとりのある大電力風力発電機は、特許の中ではあるが製品として実用化されたものはカタログほか各種資料の中にない。  それは外観や経費、発電効率、騒音に問題があるからで、従来にない無人の環境で従来考えられた風速の３倍の強風を受けて発電をする場合を考えたものではなかった。  背景技術として強風に対応する風車の考案は大別すると羽の枚数を変化させるもの、風洞によって風を集め、風車を設置するもの、羽をワイヤで補強するもの、等があり、支持物を強化するものは風の方向によって向きを変える流線型のカバーを取り付けるものがある。  しかし従来の技術は強風の程度が低くまた経済面を重視したものではなかった。  本発明に近い発明としては下記ものがある。  特願２００４−３７０１１９  これは風車の羽を一本のワイヤで補強したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は従来にない強風に対し損傷せずに発電することが出来る、大型風力発電機を開発することが課題である。  上記課題を解決するために、風車と支持物の外形を変え強度を増すが、このために効率の低下が少なく価格も出来る限り安い大型風車を開発することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明では上記の課題を解決するために、発電機の軸の中心から前方にむかって円錐形の突起物を作り、この突起物と風車の羽の間を流線型の細い２本以上の線で結合することにより発電効率を低下させずに風車の羽を補強する。  さらに、従来円柱であった風車の羽と発電機を支持する支持物を三脚とし、支持物の各部分が風に対して流線型となるように流線型の方向を風によって変化することが出来るカバーを取り付ける。  円柱にカバーを取り付ける技術は従来からあるが、三脚にカバーを付けた例はない。【０００５】  三脚は先ず垂直の柱を立て、その後方に斜めの柱を２本立て、最大の風を受けると予想される方向に向かって前面に垂直の柱、後方に斜めの柱があるように設置する。  発電機と風車の羽の部分は風を正面から受けるように角度を制御するが、この場合、風の向きによっては三脚と風車の羽が当たるような角度になるので、風車の羽が当たらない範囲に回転を制限する。  三脚にはすべての部分に流線型の可動式カバーを付ける。【０００６】  線には大きな力がかかるので、これを広く分散して受け止めるため、風車の羽の中心と円錐形の突起の中心部は特に補強し、これに線を結合して大きな力に耐えられるようにする。  線を流線型としその方向を線に当たる風の方向に合わせて固定する。  線に当たる風の向きは風車の羽が常に風を正面から受けるように制御されるので線の流線型の方向を固定することが出来る。  線の端は特に補強しＹ字形にしたりして振動を吸収する。【０００８】  風車の羽を１０度程度前向きの角度を持たせることにより、線による羽の補強を効果的にし、線を短くする。  風車の羽と円錐形の突起物との結合間隔は特願２００４−３７０１９９のように羽の先端と突起物の先端ではなく、理論や風洞実験により求められる最適間隔とし本数も２本以上とする。【００１０】  風車の羽にかかる荷重のなかで風と同じ向きの荷重はこのようにして補強するが、風の向きと９０度の角度の方向の加重は羽の数を増したり後方に羽をつけたりしないと低減できない。  しかしこの方法は効率の低下や価格の上昇をまねくので、荷重はそのまま受けることにして９０度方向の力に耐えるよう、風車の羽の中心にある補強材の形を風車の羽の形に合わせて扁平なものとする。  これにより風と同じ方向の強さが減少し９０度方向の強さが増すが、線による補強で風と同じ方向の強さは充分である。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば風車の羽が円錐形の突起物に対して流線型の２本以上の線で結合され、また風車の羽を風に対して１０度程度前向きに傾けることにより従来の３倍の強風に対して充分な強度をもち、この強風に対して損傷することなく、効率の低下を少なくしながら発電し得る大電力の風力発電機を作ることができる。  従来の支持物が円柱であったものを三脚とし、さらに三脚の各部材に対して可動式の流線型のカバーをつけることにより風の抵抗の少ない強い支持物を安く作る。  これにより従来の円柱型の支持物の４倍以上の強度を持たせる。【００１２】  風車は風の向きによって支持物に対する角度を変えるが、角度の許容範囲を支持物に当たらない範囲に限定するとともに、風車の羽を傾斜させて三脚の後ろ側を広くすることにより風車の羽が三脚に当たる角度の範囲を少なくしている。  特に強い強風が吹く場所は風の方向が限定されているので風車の角度を支持物に当たらない範囲に限定しても発電量の減少は少ない。  線は必ず同じ方向から風を受けるので、風の方向に対して抵抗の少ない方向に流線型の角度を固定しても風の損失は少ない。  このようにして支持物も線も風に対して強く流線型の効果により振動が少ないものを経済的に作ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。  図１は本発明の風力発電機の正面図、図２は側面図である。  図１、図２において１は前傾姿勢の風車の羽で、線２が風車の羽１と円錐形の突起物３を結合して強度を増している。  線２は風を一定の方向から受けるので、その風の向きに沿って流線型の方向を決定する。【００１４】  線２や風車の羽１がさらに補強を必要とする場合はさらに多くの線を用いるが、普通はこのままで良い。  線２の端は補強して振動を吸収するが、それでも強度が不足する場合は線２の端をＹ形にして補強する。  風車の羽の中心と円柱の中心を特に補強し、この補強材に線２を結合する。  風車の羽の中心位置に線を固定するので風車の羽の角度を変化させた場合、線の長さも変化するが、この変化量は少ないので簡単なバネで吸収することができる。４は発電機、５は支持物の主柱、６は水平材である。７は大地または船または氷である。【００１５】  発電機４は発電を行うが、その下部には風車を常に風に向かうよう回転させて角度を変化させる機構があり、回転によって風車の羽１が三脚の支持物５に当たらないような範囲に角度を限定するように制御される。  図２は支持物５のＡ−Ａ断面図を示すもので、流線型のカバー８が常に風に対して最も抵抗が少なくなるように風によって回転する。  カバーはベアリング等を用いて軽く回転するが、振動しない程度に回転に抵抗を持たせる。【００１６】  温度が低いと潤滑油の粘土が増して困る部分は適当に保温し、電気で温度を上げる。  以上のように本実施形態によれば、台風に対し連続的に振動が少なく強風による損傷が少ない大電力発電を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例を示す、風力発電機の正面図である。
【図２】図２は本発明の実施例を示す、風力発電機の側面図である。
【図３】図３は本発明の支持物とこれに取り付けられる、流線型のカバーのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００１８】１      風車の羽２      線３      円錐形の突起物４      発電機５      支持物６      支持物の水平材７      大地または船または氷８      流線型のカバー
【図１】
2010065674.tif 000003
【図２】
2010065674.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月4日(2008.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】  線２や風車の羽１がさらに補強を必要とする場合はさらに多くの線を用いるが、普通はこのままで良い。
線２の端は補強して振動を吸収するが、それでも強度が不足する場合は線２の端をＹ形にして補強する。
風車の羽の中心と円柱の中心を特に補強し、この補強材に線２を結合する。
風車の羽の中心位置に線を固定するので風車の羽の角度を変化させた場合、線の長さも変化するが、この変化量は少ないので簡単なバネで吸収することができる。
４は発電機、５は支持物の主柱、６は水平材である。７は大地または船または氷である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  発電機４は発電を行うが、その下部には風車を常に風に向かうよう回転させて角度を変化させる機構があり、回転によって風車の羽１が三脚の支持物５に当たらないような範囲に角度を限定するように制御される。
図３は支持物５のＡ−Ａ断面図を示すもので、波線型のカバー８が常に風に対して最も抵抗が少なくなるように風によって回転する。
カバーはベアリング等を用いて軽く回転するが、振動しない程度に回転に抵抗を持たせる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010065674.tif 000005
【図２】
2010065674.tif 000006
【図３】
2010065674.tif 000007