(57)【要約】【課題】風力の低下時に継続的に電力を供給することを可能ならしめ、しかも構造が簡単であり、導入費用、維持費用等が嵩むおそれのない風力発電装置を提供する。【解決手段】風車１により回転するカム１１の周囲には該カムの回転により進退する往復作動杆１５を備えた複数のエアポンプ１７を配設し、該エアポンプが送出するエアをエアタンク２１内に溜め、該エアタンク内のエアを水タンク２９内に導入し、該水タンク内には水を充填すると共に該エアタンクからのエアにより回転する水車を配設し、該水車を発電機３３に連結してなることを特徴とする風力発電装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車により回転するカムの周囲には該カムの回転により進退する往復作動杆を備えた複数のエアポンプを配設し、該エアポンプが送出するエアをエアタンク内に溜め、該エアタンク内のエアを水タンク内に導入し、該水タンク内には水を充填すると共に該エアタンクからのエアにより回転する水車を配設し、該水車を発電機に連結してなることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記水車は、前記水タンク内に上側輪と下側輪とを相互に巻掛け伝動手段により連結した状態で回転自在に配設し、該巻掛け伝動手段には複数のバケットを取り付け、前記エアタンクからのエアを各バケット内に導入することにより回転するようにしてなることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記各エアポンプにはエアを大気に戻すための弁手段を備えさせたことを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記エアタンクと前記水タンクとの間のエア通路にエゼクターを備えさせたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置としては、例えば特開２０１０−２７０６２３号公報に示すように、複数枚のブレードをナセルより放射状に配設してなる風車の回転エネルギーを発電機により電気エネルギーに変換し、発生した電力を電力負荷に供給するようにしたものが広く知られている。
【０００３】
しかして、このような風力発電装置においては、風力のばらつきによる供給電力が変動するという問題がある。
【０００４】
そこで、風力のばらつきによる供給電力の変動を抑制するために、特開２００４−３０１１１６号公報は、発電機と蓄電器とを併用してなる風力発電装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、発電機と蓄電器とを併用してなる上記従来の風力発電装置においては、風力の低下時に継続的に電力を供給することを可能ならしめるために、大容量の蓄電池が必要になる。このような大容量の蓄電池は導入費用が嵩む。更に、蓄電池は頻繁に充放電を繰り返すことにより蓄電効率と寿命が低下し、維持費用が嵩むという問題もある。
【０００７】
本発明は、従来の風力発電装置における上述の如き問題を解決し、風力の低下時に継続的に電力を供給することを可能ならしめ、しかも構造が簡単であり、導入費用、維持費用等が嵩むおそれのない風力発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、下記の風力発電装置を提供する。
【０００９】
（１）風車により回転するカムの周囲には該カムの回転により進退する往復作動杆を備えた複数のエアポンプを配設し、該エアポンプが送出するエアをエアタンク内に溜め、該エアタンク内のエアを水タンク内に導入し、該水タンク内には水を充填すると共に該エアタンクからのエアにより回転する水車を配設し、該水車を発電機に連結してなることを特徴とする風力発電装置（請求項１）。
【００１０】
（２）前記水車は、前記水タンク内に上側輪と下側輪とを相互に巻掛け伝動手段により連結した状態で回転自在に配設し、該巻掛け伝動手段には複数のバケットを取り付け、前記エアタンクからのエアを各バケット内に導入することにより回転するようにしてなる（請求項２）。
【００１１】
（３）前記各エアポンプにはエアを大気に戻すための弁手段を備えさせる（請求項３）。
【００１２】
（４）前記エアタンクと前記水タンクとの間のエア通路にエゼクターを備えさせる（請求項４）。
【発明の効果】
【００１３】
[請求項１の発明]
風車が風により回転すると、カムにより各エアポンプの往復作動杆が進退し、各エアポンプがエアをエアタンクに送出する。エアタンク内には常時エアを溜めておく。電力供給時にはエアタンク内のエアを水タンク内に導入して水車を回転させることにより発電機を作動させ、発電させる。
【００１４】
すなわち、風力には常にばらつきがあるが、エアタンク内にエアをエネルギーとして溜めておき、随時、このエアを発電に利用することにより、安定した電力供給を確保することができる。
【００１５】
この風力発電装置は、構造が簡単であり、導入費用、維持費用等が嵩むおそれはない。
【００１６】
[請求項２の発明]
前記水車は、前記水タンク内に上側輪と下側輪とを相互に巻掛け伝動手段により連結した状態で回転自在に配設し、該巻掛け伝動手段には複数のバケットを取り付け、前記エアタンクからのエアを各バケット内に導入することにより回転するようにしてなるものであるため、該水車は確実かつ安定的に作動する。
【００１７】
[請求項３の発明]
前記各エアポンプにはエアを大気に戻すための弁手段を備えさせているため、風が弱いときには、一つ又は少数のエアポンプ以外のエアポンプについては該弁手段によりエアを大気に戻すことにより風車の回転抵抗を小さくし、以て風車の回転抵抗を当該一つ又は少数のエアポンプに集中させることができる。この結果、風が弱いときでも、当該一つ又は少数のエアポンプは十分にエアをエアタンクに送出することができる。
【００１８】
[請求項４の発明]
前記エアタンクと前記水タンクとの間のエア通路にエゼクタを備えさせており、該エゼクタは周囲のエアを吸いこむため、エアタンクが送出するエアよりも多くのエアを水タンク内に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による風力発電装置の一例を示す正面図である。
【図２】図２は、風車とカムとエアポンプとを概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、水タンクの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
符号１に示すものは、風により回転する風車である。風車１は、一例として、支柱３に上側支持体５と下側支持体７とをそれぞれ水平方向に回転自在に取り付け、上側支持体５と下側支持体７との間に複数の羽根９、９・・・をそれぞれ上側支持体５と下側支持体７とに対し水平方向に回転自在に取り付けてなるものである。図１、図２参照。
【００２１】
各羽根９は、一例として、一端に凹面９ａを備えると共に他端に凸面９ｂを備えてなり、軸９ｃを介して上側支持体５と下側支持体７とに水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００２２】
符号１１に示すものは風車１により回転するカムである。カム１１は、一例として、上側支持体５を支柱３に取り付けている支軸１３に固定されている。該支軸１３は上側支持体５及びカム１１と共に回転し、支柱３に対しては回転自在である。
【００２３】
カム１１の周囲には該カム１１の回転により進退する往復作動杆１５を備えた複数のエアポンプ１７、１７・・・を配設する。なお、「往復作動杆」とは、エアポンプ１７におけるシリンダ（図示せず。）内を往復作動するピストン等の作動杆をいうものとする。往復作動杆１５は、先端にローラー１５ａを備え、該ローラー１５ａは常時カム１１の作用面に接触している。すなわち、往復作動杆１５はカム１１の従節である。往復作動杆１５は、常時ローラー１５ａをカム１１の作用面に接触させるためのバネ１９を備えている。
【００２４】
各エアポンプ１７は、往復作動杆１５の動きにより、エアをエアタンク２１に送出する。エアタンク２１内にはエアポンプ１７、１７・・・から送られたエアが溜まる。
【００２５】
各エアポンプ１７は、エア通路２３を介してエアをエアタンク２１に送出する。該エア通路２３は、一例として、マフラを有する三方弁２５とチェック弁２７とを備えている。
【００２６】
エアタンク２１内のエアをエア通路２８を介して水タンク２９内に導入し、該水タンク２９内には水を充填すると共に該エアタンク２１からのエアにより回転する水車３１を配設し、該水車３１を発電機３３に連結する。
【００２７】
該エア通路２８には、一例として、流量調整弁３５、チェック弁３７等の弁類とエゼクター３９とを備えさせる。
【００２８】
水車３１は、一例として、図３に示すように、水を充填した水タンク内２９に上側輪４１と下側輪４３とを相互にチェーン等の巻掛け伝動手段４５により連結した状態で回転自在に配設し、該巻掛け伝動手段４５には複数のバケット４７、４７・・・を支軸４８を介して取り付け、前記エアタンク２１からのエアを各バケット４７内に導入することにより回転するようにしてなるものとする。各バケット４７は開口部４７ａを備えている。各バケット４７は、該バケット４７がエア通路２８における水タンク２９内のエア吐出し口２８ａの上方に位置するときに該開口部４７ａが下方に臨み、エアを抱持した状態で浮力により上昇し、上側輪４１における上部にて上下反転してエアを水タンク２９内に放出し、該開口部４７ａを上方に臨ませた状態で下降し、下側輪４３における下部にて上下反転して該開口部４７ａを再び下方に臨ませるようになす。符号４９に示すものは水タンク２９内に水を供給するための給水管であり、符号５１に示すものはあふれ管である。
【００２９】
各バケット４７内にエアが導入されると、各バケット４７は浮力により巻掛け伝動手段４５と共に上昇して上側輪４１と下側輪４３とを回転させる。上側輪４１又は下側輪４３を発電機３５に連結し、該発電機３５に発電させる。
【００３０】
前記各エアポンプ１７に、好ましくは、エアを大気に戻すための弁手段を備えさせる。該弁手段は、一例として前記三方弁２５とし、風が弱いときには、一つ又は少数のエアポンプ１７以外のエアポンプ１７については該三方弁２５を切換えてエアを大気に戻すことにより風車１の回転抵抗を小さくし、以て風車１の回転抵抗を当該一つ又は少数のエアポンプ１７に集中させるようになす。
【符号の説明】
【００３１】
１  風車
３  支柱
５  上側支持体
７  下側支持体
９  羽根
９ａ  凹面
９ｂ  凸面
１１  カム
１３  支軸
１５  往復作動杆
１５ａ  ローラー
１７  エアポンプ
１９  バネ
２１  エアタンク
２３  エア通路
２５  三方弁
２７  チェック弁
２８  エア通路
２８ａ  エア吐出し口
２９  水タンク
３１  水車
３３  発電機
３５  流量調整弁
３７  チェック弁
３９  エゼクター
４１  上側輪
４３  下側輪
４５  巻掛け伝動手段
４７  バケット
４７ａ  開口部
４８  支軸
４９  給水管
５１  あふれ管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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