(57)【要約】      （修正有）【課題】従来風力発電機に於いて一般家庭用としては、垂直型が考えられてきたが、比較的低い所で安全や、風力が弱い等の問題で成功した物はなかった。【解決手段】今般開発した物は数台の受風装置を並立して、１台のみ発電装置３を設置し、他は風力を収集専用として、比較的弱い風力に於いても、並立した受風装置の、受けた風力の殆ど全部を、回転力にして、之を発電機３に集力して、出力の増大をはかり、安全であり、保守管理が楽で、安価で一般家庭に適した垂直型多段式風力発電機を開発した。【選択図】図１
2010101298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼（１）と、ガイド翼（２）で構成された垂直型受風装置を数台並列に設置し、其の中の１台のみ発電機（３）を装着して、他は受風専用とし、各々の逆風となる風力をも、振り分け板（１３）を設けて、確実に出力助成の回転力に返還し、受風の殆ど全部に近い風力を、直流のままの風力により、回転力として発電機（３）に集力し、弱風力を増強して、発電を行う垂直型並立出力結集風力発電機
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は先に開発した先行技術に応用の、発電機を開発の過程に於いて、更に受風効率高め、出力の増大が行える方式を見だした事に関する
【背景技術】
【０００２】
【特許文献】  第３７１８８３９号
【特許文献】  第４０００５３６号
【０００３】先行技術の受風機構は、主として受風の風力を、ガイド翼にて方向づけて回転翼を回し、逆風となる部分は、ハネ除けてくれる、機構であった、本発明は従来に見ない方式で有るから、之に対応の発電機に就いては従来の中より、見出す事は出来なかった、従って先行技術独特に対応の、発電機を開発する過程に於いて、先行技術に於ける方式は受風機構１台に対し１式の発電機を装着した機構であった、先行技術の方針では、受風機構の半面の逆風は発電に関係無しと考えていたが、３台並立して見るとハネ除けた風力は、隣の回転力の助太刀を行い、逆風も回転力に、応用出来る事が判った【０００４】発電機に於いても、「図６」に示す如く、回転翼（１）の下部に、マグネット（９）を装着し、コイル（８）をガイド翼（２）下部の、固定側に装着する事とし、マグネットとコイルは回転により接近離反を繰り返し、発電を行う事とした、この様にして「図１」の如く、３台並立し、弱風を相手とした場合、３台全部に発電機（３）を装着するより、２台は回転力のみとして、中央の１台の発電機（３）に集力する事を考えた、更に「図２」に見る如く先行技術に於いては、逆風をガイド翼（２）により、ハネ除けてくれる方式で有ったが、之も最も効率良く応用する為に、振り分け板（１３）と云ふ薄板を、「図２」の如く風力に対象的方向の、ガイド翼（２）に張り付けて、逆風も隣の回転力と合同するごとく、左右に完全に振り分けて、風力の総てを回転力に応用出来る方式とした、【０００５】出力結集は「図５」に示す様に、３台並べて、２台は発電機を装着せず、残り１台に発電機（３）を設置して、之に２台の回転力をベルト（６）等により１台に集約すれば、弱風も結集して出力の増大をきたし、出力波形も単一となり、電機制御にも有効な機構と成る、更に並べた受風機構を「図３」に示す様に、下部据付板（１０）と上部据付板（４）で挟んで一体化し、標準化して台枠（７）に各々接続すれば、並立機構を容易に組立分解可能とする事が出来、修理点検保守管理あるいは分解部品入れ替え等簡単化し、機構の改善等に、更に有利な構造とした、【０００６】本発明は従来の垂直型風力発電装置の如く、回転翼の中に風力を、通過させている方式や、プロペラ式では、応用出来ない方式で、先行技術申請では逆風をハネ除けてくれる風力までは明記したが、その後意外に之が有効で有ること迄は明記していない、之による効率は他の方式では困難な方式で、以下本願の図面により詳細説明致します、
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】本発明は、先行技術に応用の発電方式で一般家庭用として進めてみたが、比較的低地の応用となり、風力が比較的弱い事が当初よりの問題で有った、この問題が解決出来れば一般家庭は勿論、あらゆる方面に有用されると考えていたもので有ります、
今回受風装置に関しては、先行技術に於いて一応完結したので、之に対応した発電機（３）のより向上の開発を行っている途上、意外にも先行技術の受風機構を並立した場合、逆風をハネ除けた風力が、隣の回転力と合同となり、受けた風力の大部分が回転力となる事が判った、之が判明により本発案では「図１」の両側の風車には発電機（３）は装着せづ、中央の１台のみ設置して、３台をベルト、チエーン、ギヤー、あるいはクランク式ロット等により接続すれば、３台の回転力は中央の１台に集結されて、然も逆風の風力をも回転力に応用出来るので、逆風の排除も加えて、理論的には従来の５台分の出力を引き出す計算となり、弱風の応用方法として最も有効な方策である結果を得た、弱風応用の方式として、従来に無い方式で有ります、【０００８】此の発明は、逆風を更に無駄なく回転翼（１）に応用の為、受風方向に対応に「図２」の如く、ガイド翼（２）に、振り分け板（１３）を取り付ける事により、風力を左右に確実に振り分け、左は回転翼に右は隣の回転翼に誘導する方式とした、之が為前述の理論的は、現述的存在にしたと、云える方式であります、【０００９】「図３」は３聯の中央の図を側面より示す、図に於いて受風装置と発電機（３）と下部据付板（１０）と上部据付板（４）を、一体化した物を、下部は台枠（７）に上部は上部支え（１４）に取り付けた、図であります、下部の据付板（１０）の３台分は「図４」とほぼ同様でありますが、両側は発電機が無いので、コイル取り付け坐（１５）は不要です、長穴の処でボルトにより台枠（７）に取り付け、上部据付板（４）は円形とし、上部支え（１４）に取り付けます、
「図１」にて説明します、上部支え（１４）には継ぎ手（１６）を設け、修理点検等一時取り外しの場合、臨時に取り外し出来る事により、作業が簡単に行え、取り外した間と云えども、他は運転に支障のない構造とした物で有ります、尚ビル風等に応用の場合は下部の台枠（７）は不要で、上部下部同様の方式でビル間通しの構造材に締め付ける方針です、【００１０】本発明は弱風を応用して、一般家庭用を目標に発足したが、以上の如く風力を効率良く捕捉する方式として、従来に無い方式と云へ、他に応用可能と思えるので、之が得意性を列挙する、【００１１】従来の垂直型では半分は回転の逆風を受ける事に成るが、本案ではガイド翼（２）によりハネ除けてくれ、受風機構を並立すれば、除けた風力は隣の回転力と合同し、回転力に変換してくれる、此の能力は振り分け板（１３）を付ける事により確実と成なった、【００１２】並べた風車の回転力を「図５」に示すベルト（６）等により、連結すれば、各々に発電機（３）を付ける必要は無く、出力は其の中の発電機（３）を有する１台に集約出来、構造も簡単で製作費も安く、保守管理も楽である、（以下発電機無しの風車は、従属車と呼ぶ）【００１３】従属車はベルトホイル（５）と、ベルト（６）等を介し、３台を接続すれば、３台の回転は自動的に足並みをそろえ、又従属車はフライホイルの役も行い、出力の波形も比較的統一されて、電機制御にも好都合である、【００１４】従来慣性モーメントは、回転体の中心より周端に至る質量の総和により、回転半径を算出する物で有るから、それ迄の質量を振り回す損失があるが、本案の回転翼（１）の中は空で、その様な損失は少なく、然も発電のコッキングを従属車は風力で、吸収して効率は良い、弱風の利用方法として非常に有効な方式で出力の増大も行う事が出来、一般家底用に適している、【００１５】並立する事により効率の良い方式であるから、ビル風  川風  線路の暴風除け  防風林の代用  その他熱利用や僻地の応用等、然も従来の風力発電機では無し得ない、条件を有しているので、利用の範囲は広がりを見る事と思う、【００１６】本発明は単体の場合、風力の方向性は無い方式であるが、振り分け板（１３）を設置した場合、方向性が出来るのでは、との見解が有ったが、風力が振り分け板（１３）の方向に回った場合、逆風分が多少強くなる程度で、地形に依って大体風力の方向性はきまってをり、問題外と思える、【００１７】本機構に於いて例えば従属車一台修理に外ずした場合、各々一体化されているので、他の２台は平常通り運転させる事が出来る、
以上これらの条件は、何れを取ってみても、他の垂直型やプロペラ型では、なし得ない条件であり、且つ弱風の応用により、強風に準ずる出力を取り出す方法として良好と思う
【課題を解決するための手段】
【００１８】上記の特異性を充分発揮させる為に、其の手段を述べる、即ち「図１」は３台並立した側面図にして、上部の円形図は、その上部の平面図である、「図２」は回転翼（１）とガイド翼（２）と振り分け板（１３）の関係を示す平面図で、ガイド翼（２）は固定で受けた風力を案内して、回転翼（１）に吹き付ける機構を示す、「図３」は受風機構と、発電機（３）と、下部据付板（１０）、上部据付板（４）を一体化して、台枠（７）と上部支え（１４）に取り付けた側面図で、中央の一組である、従属車は発電機（３）を取った物と同様である、「図４」は下部据付板（１０）の平面図、之にガイド翼（２）の支柱（１２）を挿入してガイド翼（２）を保持する取り付け穴（１１）を示す、発電機のコイル（８）も此の板に取り付けます、取り付け位置は取り付け坐（１５）の位置４カ所です、但し従属車の据付板（１０）には、不要です、上部据付板（４）は周囲を円形とした物です、「図５」は並立した３台をベルト（６）とベルトホイル（５）を介して連携した駆動状態を示す、「図６」は発電機の組図を示し、コイル（８）は、据付板（１０）の図に示す位置４ケ所に取り付けます、現在マグネット（９）は回転翼（１）に９個、コイル（８）は固定部に４個で、１回転３６サイクル発電する計画で有ります、此の個数は限定した物ではありません、尚本申請に使用の図面は、製作図面より抜粋した物で、審査の御要望があれば、参考図面の提出及び、面接してご説明致します、【００１９】先行技術に対応した、発電機開発を開始以来、実験を重ねる毎に、並立が逆風を必然的に回転力にしている事と、弱風を有効利用して出力の増大を来たしたる事に気がつき、並立が弱風利用に非常に有効である事が確認出来ました、【００２０】「図１」に於いて風力を図に示す方向より受けた場合、「図２」の振り分け板（１３）にて、左右に確実に誘導して、左は直接回転翼（１）に作用して回転し、右は隣の回転力に合同して抜けて行く、この様に３台並立した場合、左から数えて２台は両面とも回転力となり、３台目は半面と計５面直風の風力を、回転力として受ける事になります、【００２１】本発明は並立する台数の回転力を１組の発電機（３）に集約する事により、弱風を応用して出力の増大を行う事が出来る、と共に従属車に於いてフライホイルの作用も行っている、即ち「図５」に於いて中心の１台に発電機（３）を設置し左右の２台は発電機（３）を設置せず、従って発電車は発電の為及びコッキング等により、回転にバラツキを生ずるが、従属車の荷重は軽量で、同じ風力と云えどもこれらのバラツキを埋める様に回転し、従属車がフライホイルの役目も行って、出力波形の単一調整を行う事と成り、このため向後の電力調整等にも好都合と云える、【００２２】次に「図３」に就いて説明します、図は発電機（３）を有する中央の風車であるが、従属車は発電装置があるか無いかの違いで、各部の構造は殆ど同じで有ります、尚図に示す様に据付板（１０）と共に各々一体化した製作で、「図１」はこれらの据付板（１０）を台枠（７）に接続して並立した図であります、従属車は据付板（１０）の長穴に依って適当の間隔に接続する事で、次ぎの様な利益が有ります、
ベルトの引き張り調整は簡単に調整が出来る、修理点検部品の入れ替え等簡単に出来る、従属車一台取り外した間で有っても、他の二台は平常どをり運転出来る、逆風を隣の助太刀を最も有効な状態に、間隔の調整が出来る、【００２３】本開発は以上の様に各々一体化した物を台枠（７）に接続して並立し、発電機（３）はその中の一台に取り付け、其一台に風力を集中する事が基本であって、発電機（３）をその何れに取り付けるかは、設備場所の状況如何により決定する、今回は中央に取り付けた、【００２４】本開発に関し先行技術に於いて、風車の構成に就いては既に記載し、同じく並立の図面も記載しているが、その効果に就いては特許請求の範囲に記載していない、今回製作の途上、逆風に成る処の風力が、隣の回転力に同調する事が、非常に有効で有る事と、受風機構を各々一体化する事で、保守管理も容易であり、現在地球温暖化に対応の条件に添える物の様思えるので、以下新発見も加えて其の効果に就いて説明します、
【発明の効果】
【００２５】本機構の風力応用に就いて述べる、プロペラ方式の受風面積は、プロペラの描く受風円面積に対し、風力の効率はプロペラの面のみで、然も風力を９０°変換するので効率は悪い、垂直型の部類に対比しても、多くは回転翼（１）の内部を通過させて逆風の当たる処は回転力にならず残りの部分の、最小より最大間を算出した慣性モーメントによる応用の回転力で有るが、本式は直風で受けた直風面積の、風力の逆風部分も加えて殆どを回転力とし、中を通さず、慣性モーメントの最大の処に総ての風力を集中して、直流のまま回転力に変換するので、効率は高く音も生じない、、この様に効率の良い方式で有りますが、並立と云えども標準化の集合であるから、機能の切り替え、部品の入れ替え、分解組立、等比較的簡単に行え、修理保全が楽で従って、保守管理も容易と思う、これらを従来の物と比較して効果は大であると思える、
【発明実施するための最良の形態】
【００２６】如上の如く此の発電方式は数台の回転力を一台に集結して、弱小の風力を巧みに応用して、一般家庭及び現代使用されている風力発電機の代用として、広く応用せんとする物として、従来に無い方式と云える、然し従来に無い方式であるから、尚開発の余地を有している、羽根の形状にしても、実施の結果により、変更の余地が有る、例を上げれば開発しだての飛行機のような物で、不完全であるが奥の深い方式で、尚開発の余地を有する有望な考案と思います、
先にも述べた、現在地球温暖化防止の叫ばれている今日、之が一助と成れば望外の喜びであり、平和産業として、公の応援を望んでいる者で有ります、
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の三連並立の側面図と上部の平面図
【図２】回転翼とガイド翼と振り分け板の関係を示す平面図
【図３】垂直型受風機構の基本構造の側面図
【図４】据付板の平面図
【図５】駆動関係を示す側面図
【図６】発電機の側面組図
【符号の説明】
【００２８】１    回転翼
２    ガイド翼
３    発電機
４    上部据付板
５    ベルトホイル
６    ベルト
７    台枠
８    コイル
９    マグネット
１０  下部据付板
１１  取り付け穴
１２  支柱
１３  振り分け板
１４  上部支え
１５  コイル取り付け坐
１６  継ぎ手
【図１】
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【図２】
2010101298.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010101298.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月19日(2009.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力により回転する回転翼を数個積層した周囲に、回転翼に風を導くガイド翼を同じく数個積層して、之等を台枠上に設置した垂直型受風機構を、同じ方向に回転する状態で数台並列に設置して一体型とし、その中の一台の受風機構の積層した回転翼の下部に、発電機のマグネットを、之に対応した位置の台枠上にコイルを装着し、他の受風機構は回転専用とし、各受風機構のガイド翼の風上方向から見て回転の逆風となる半面に振り分け板を設置し、逆風は之に従って流れ、隣の受風機構の回転力へと導かれ、逆風も出力助成の回転力に変換し、回転専用とした受風機構の下部に突出した軸部に、ベルトホイルを設置しベルト等を介してマグネットの装着された回転翼の軸部に接続して回転力を伝達し、発電を行う垂直型並立出力結集風力発電機