(57)【要約】【課題】  水平風力発電装置において、受圧ブレードの旋回に対する流体抵抗を小さくし、風力のエネルギ効率を向上することにより、弱い風でも有効に発電でき、騒音も低減すること。【解決手段】  水平風力発電装置１００において、受圧ブレード３０が、垂直回転軸２１から延びる水平軸３１の一側に沿う板状翼３０Ｐと、他側に沿う長楕円状中空翼３０Ｈとからなるもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直回転軸の周囲から放射状に、互いに相対する位相角がほぼ90度に保たれた受圧ブレードを複数対配設するとともに、各対の受圧ブレードが上記位相角を保持したまま、仰角を変換できるよう揺動自在に取付けられてなる水平風力発電装置において、
前記受圧ブレードが、垂直回転軸から延びる水平軸の一側に沿う板状翼と、他側に沿う長楕円状中空翼とからなることを特徴とする水平風力発電装置。
【請求項２】
前記受圧ブレードが、垂直回転軸に直角の避圧状態になるとき、長楕円状中空翼の翼先端が風上に向かうように設定されてなる請求項１に記載の水平風力発電装置。
【請求項３】
前記水平軸が、長楕円状中空翼の内部に設けられる請求項１又は２に記載の水平風力発電装置。
【請求項４】
前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の両端部に蓋材を設けられてなる請求項１〜３のいずれかに記載の水平風力発電装置。
【請求項５】
前記受圧ブレードが、板状翼の翼先端を屈曲してなる請求項１〜４のいずれかに記載の水平風力発電装置。
【請求項６】
前記受圧ブレードが、板状翼と長楕円状中空翼の長さを異ならせてなる請求項１〜５のいずれかに記載の水平風力発電装置。
【請求項７】
前記受圧ブレードの横断面の重心が水平軸上に位置する請求項６に記載の水平風力発電装置。
【請求項８】
前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の内部に補強材を設けてなる請求項１〜７のいずれかに記載の水平風力発電装置。
【請求項９】
前記垂直回転軸にギヤボックスを接続してなる請求項１〜８のいずれかに記載の水平風力発電装置。
【請求項１０】
前記ギヤボックスに発電機を接続してなる請求項９に記載の水平風力発電装置。
【請求項１１】
前記請求項１〜１０のいずれかに記載の水平風力発電装置を屋根に取付けてなる建物。
【請求項１２】
前記水平風力発電装置を太陽電池と併設してなる請求項１１に記載の建物。
【請求項１３】
前記水平風力発電装置の受圧ブレードが太陽電池の上部で旋回する請求項１２に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水平風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の屋根等における設置高さが低く、あらゆる風向きにも対応できる水平風力発電装置として、特許文献１に記載の如く、垂直回転軸の周囲から放射状に、互いに相対する位相角がほぼ90度に保たれた受圧ブレードを複数対配設するとともに、各対の受圧ブレードが上記位相角を保持したまま、仰角を変換できるよう揺動自在に取付けられてなるものがある。
【０００３】
この水平風力発電装置では、各受圧ブレードが風の受圧状態では垂直回転軸に平行に、避圧状態では垂直回転軸に直角の姿勢を保つことになり、また各受圧及び避圧状態のブレードの対をなす反対側のブレードは互いに位相角を90度に保っているので相対的にそれぞれ避圧及び受圧状態をとることになる。
【０００４】
即ち、この水平風力発電装置によれば、各受圧ブレードは受圧状態では風の流れ方向に対して概ね直角、即ち垂直回転軸に対して平行の姿勢を保ちながら流れと反対の位置まで旋回し、次いで流れに逆行して旋回するときは受圧ブレードが概ね90度位相を変えて風の流れに対して概ね平行な姿勢、即ち垂直回転軸に対して直角の姿勢を保って流れと順方向の位置まで旋回し、結果として、流れに逆行する区間の流体抵抗を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭63-120868
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の水平風力発電装置にあっては、受圧ブレードが、垂直回転軸から延びる水平軸の外周に平板を貼設した板状翼からなる。従って、各受圧ブレードが風の流れに対して概ね平行の姿勢を保って逆行する避圧状態で、板状翼の翼先端及び水平軸が風上に向かって風を切るとき、該板状翼及び水平軸が形成する凹凸面まわりに風の乱流を生じ、この乱流が受圧ブレードの旋回に対する流体抵抗になる。従って、風力のエネルギ効率が低く、弱い風で有効に発電することに困難があり、低速回転でも騒音を生ずるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、水平風力発電装置において、受圧ブレードの旋回に対する流体抵抗を小さくし、風力のエネルギ効率を向上することにより、弱い風でも有効に発電でき、騒音も低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、垂直回転軸の周囲から放射状に、互いに相対する位相角がほぼ90度に保たれた受圧ブレードを複数対配設するとともに、各対の受圧ブレードが上記位相角を保持したまま、仰角を変換できるよう揺動自在に取付けられてなる水平風力発電装置において、前記受圧ブレードが、垂直回転軸から延びる水平軸の一側に沿う板状翼と、他側に沿う長楕円状中空翼とからなるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記受圧ブレードが、垂直回転軸に直角の避圧状態になるとき、長楕円状中空翼の翼先端が風上に向かうように設定されてなるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記水平軸が、長楕円状中空翼の内部に設けられるようにしたものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の両端部に蓋材を設けられてなるようにしたものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに係る発明において更に、前記受圧ブレードが、板状翼の翼先端を屈曲してなるようにしたものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに係る発明において更に、前記受圧ブレードが、板状翼と長楕円状中空翼の長さを異ならせてなるようにしたものである。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において更に、前記受圧ブレードの横断面の重心が水平軸上に位置するようにしたものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに係る発明において更に、前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の内部に補強材を設けてなるようにしたものである。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに係る発明において更に、前記垂直回転軸にギヤボックスを接続してなるようにしたものである。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において更に、前記ギヤボックスに発電機を接続してなるようにしたものである。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、前記請求項１〜１０のいずれかに記載の水平風力発電装置を屋根に取付けてなる建物である。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る発明において更に、前記水平風力発電装置を太陽電池と併設してなるようにしたものである。
【００２０】
請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明において更に、前記水平風力発電装置の受圧ブレードが太陽電池の上部で旋回するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２１】
（請求項１、２）
(a)受圧ブレードが、垂直回転軸から延びる水平軸の一側に沿う板状翼と、他側に沿う長楕円状中空翼とからなる。そして、この受圧ブレードは、垂直回転軸に直角の避圧状態になるとき、長楕円状中空翼の翼先端が風上に向かうように設定される。従って、各受圧ブレードが風の流れに対して概ね平行の姿勢を保って逆行する避圧状態で、長楕円状中空翼の翼先端が風上に向かって風を切るとき、該長楕円状中空翼の流線形状をなす翼表面の周辺に風の乱流を生じにくい。これにより、水平風力発電装置において、受圧ブレードの旋回に対する流体抵抗を小さくし、風力のエネルギ効率を向上することにより、弱い風でも有効に発電でき、騒音も低減することができる。
【００２２】
（請求項３）
(b)前記水平軸が、長楕円状中空翼の内部に設けられる。これにより、水平軸の存在が風の乱流を引き起こすことがない。
【００２３】
（請求項４）
(c)前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の両端部に蓋材を設けられる。これにより、長楕円状中空翼まわりにおける風の乱流の発生を一層確実に抑制できる。
【００２４】
（請求項５）
(d)前記受圧ブレードが、板状翼の翼先端を屈曲してなる。受圧ブレードが、垂直回転軸に平行の受圧状態になるとき、板状翼の翼先端が風上に向かって屈曲をなすものとすることにより、該板状翼による風の捕捉の確実、ひいては受圧ブレードによる受圧の確実を図ることができる。このとき、受圧ブレードが、垂直回転軸に直角の避圧状態になると、板状翼の翼先端が風下に向かって屈曲をなすものになり、該板状翼まわりの風の流れのスムース、ひいては受圧ブレードによる避圧の確実を図ることができる。従って、受圧ブレードの受圧状態でも、避圧状態でも、風力のエネルギ効率を向上し得るものになる。
【００２５】
（請求項６）
(e)前記受圧ブレードが、板状翼と長楕円状中空翼の長さを異ならせる。水平軸の一側の板状翼の翼表面積（受風面積）と他側の長楕円状中空翼の翼表面積（受風面積）に差を設けるものになる。これにより、受圧ブレードが風を受けていない静止状態から風を受けたとき、板状翼に作用する風力と長楕円状中空翼に作用する風力に差を生じさせて受圧ブレードを必ず一方向に揺動させ、受圧ブレードを安定確実に受圧状態に位置付け得るものになる。
【００２６】
（請求項７）
(f)前記受圧ブレードの横断面の重心が水平軸上に位置する。受圧ブレードは、風を受けていない静止状態から、微力な風でも、上述(e)の板状翼と長楕円状中空翼の受風面積差によって必ず一方向に揺動し、受圧ブレードを安定確実に受圧状態に位置付け得るものになる。
【００２７】
（請求項８）
(g)前記受圧ブレードが、長楕円状中空翼の内部に補強材を設ける。これにより、受圧ブレードに一定の強度を確保しながら軽量化でき、受圧ブレードの起動トルクの軽減を図り、風力のエネルギ効率を向上することができる。
【００２８】
（請求項９）
(h)前記垂直回転軸にギヤボックスを接続する。受圧ブレードの旋回に基づく垂直回転軸の回転数をギヤボックスで増速することができる。
【００２９】
（請求項１０）
(i)前記ギヤボックスに発電機を接続する。受圧ブレードの旋回に基づく垂直回転軸の回転数をギヤボックスで増減し、ひいては発電機において有効に発電できる。住宅街の風速4ｍ／秒程度の弱い風で垂直回転軸を30rpm程度に低速回転するときにも、有効な発電ができるし、低速回転の故に騒音を生じない。
【００３０】
（請求項１１）
(j)建物において、上述(a)〜(i)を実現できる。これにより、住宅街でも、受圧ブレードが地上から見えない低い高さに抑えることができる。また、住宅街の弱い風でも低速回転で発電できるし、騒音も生じない。8ｍ四方等の広さの屋根面に配置できる。
【００３１】
（請求項１２）
(k)前記水平風力発電装置を太陽電池と併設する。建物の屋根面を風力発電と太陽電池の両者で有効利用できる。天気の良いときには太陽電池と風力発電の双方を利用し、天気の悪い日には風力発電を利用し、常に安定的に給電できる。
【００３２】
（請求項１３）
(l)前記水平風力発電装置の受圧ブレードが太陽電池の上部で旋回する。太陽電池の上部で旋回する受圧ブレードが太陽電池に送風してこれを空冷し、太陽電池の発電効率を向上するものになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は建物を示す模式図である。
【図２】図２は水平風力発電装置を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図である。
【図３】図３は水平風力発電装置を示す平面図である。
【図４】図４は図２の要部拡大図である。
【図５】図５は図３の要部拡大図である。
【図６】図６は受圧ブレードを示す斜視図である。
【図７】図７は受圧ブレードを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。
【図８】図８は受圧ブレードを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に示す建物１は、１階屋根１Ａと２階屋根１Ｂの各屋根のそれぞれに、水平風力発電装置１００（小型発電装置１００Ａと大型発電装置１００Ｂ）を取付けている。建物１の２階屋根１Ｂには、大型発電装置１００Ｂを太陽電池２００と併設し、大型発電装置１００Ｂの後述する受圧ブレード３０が太陽電池２００の上部で旋回する。
【００３５】
水平風力発電装置１００（小型発電装置１００Ａと大型発電装置１００Ｂは実質的に同一構造である）は、図２〜図５に示す如く、各屋根１Ａ、１Ｂの屋根面上に取付けた架台１０１の上面に、ギヤボックス１０を固定している。ギヤボックス１０の上方に突出する入力軸１１には旋回台２０が接続され、旋回台２０はギヤボックス１０の入力軸１１と同軸上に位置する筒状、本実施例では四角筒状の垂直回転軸２１を備える。ギヤボックス１０の側面に突出する出力軸１２には、発電機５０が接続される。
【００３６】
水平風力発電装置１００は、垂直回転軸２１の周囲、本実施例では周囲４面から放射状に、互いに相対する位相角がほぼ90度に保たれた受圧ブレード３０を複数対、本実施例では互いに直交する２対配設している。１対の受圧ブレード３０はそれらの水平軸３１を垂直回転軸２１の一方で相対する２面の同一軸上に設けた軸受３１Ｌ、３１Ｌに枢支されるとともに、垂直回転軸２１の内部で突き合わされるそれら水平軸３１の端部を継手３２により連結一体化されている。他の１対の受圧ブレード３０もそれらの水平軸３１を垂直回転軸２１の他の一方で相対する他の２面の同一軸上に設けた軸受３１Ｕ、３１Ｕに枢支されるとともに、垂直回転軸２１の内部で突き合わされるそれら水平軸３１の端部を継手３２により連結一体化されている。１対の受圧ブレード３０の水平軸３１を枢支する軸受３１Ｌ、３１Ｌは、他の１対の受圧ブレード３０の水平軸３１を枢支する軸受３１Ｕ、３１Ｕよりも、垂直回転軸２１の軸方向に沿う下位に配置される。これにより、１対の受圧ブレード３０の水平軸３１と、他の１対の受圧ブレード３０の水平軸３１は、垂直回転軸２１の内部の互いに異なる高さ位置で継手３２により連結され、互いに干渉しない。
【００３７】
このようにして、垂直回転軸２１の一方で相対する２面に設けた軸受３１Ｌ、３１Ｌに枢支される１対の受圧ブレード３０と、垂直回転軸２１の他の一方で相対する他の２面に設けた軸受３１Ｕ、３１Ｕに枢支される他の１対の受圧ブレード３０のそれぞれは、各対の受圧ブレード３０の90度の上記位相角を保持したまま、迎角を変換できるよう、それらの軸受３１Ｌ、３１Ｌ又は軸受３１Ｕ、３１Ｕに揺動自在に取付けられるものになる。
【００３８】
また、各受圧ブレード３０は揺動ストッパ３３を後述する如くに備える。そして、垂直回転軸２１の各受圧ブレード３０を枢支する軸受３１Ｌ、３１Ｕが設けられている周囲４面のそれぞれには、各受圧ブレード３０の揺動過程でそれらの揺動ストッパ３３が衝合する受圧側ストッパ３４と避圧側ストッパ３５を備える。避圧側ストッパ３５は受圧側ストッパ３４と兼用できる。各受圧ブレード３０は、垂直回転軸２１の周囲４面のそれぞれに設けた軸受３１Ｌ、３１Ｕに枢支され、それらの揺動ストッパ３３が垂直回転軸２１の上記４面のそれぞれに備えた受圧側ストッパ３４と避圧側ストッパ３５に衝合する揺動範囲、本実施例では90度の範囲内で揺動するように規制される。即ち、各対の受圧ブレード３０は、90度の位相角を保持したまま、90度の揺動範囲内で揺動自在になっている。
【００３９】
従って、水平風力発電装置１００においては、受圧ブレード３０が風Ｗ（図３）の流れに対する受圧状態では垂直回転軸２１に平行に、避圧状態では垂直回転軸２１に直角の姿勢を保つことになり、また、各受圧及び避圧状態のブレード３０の対をなす反対側のブレード３０は互いに位相角を90度に保っているので相対的にそれぞれ避圧及び受圧状態をとることになる。従って、各受圧ブレード３０は受圧状態では風の流れ方向に対して概ね直角、即ち垂直回転軸２１に対して平行な姿勢を保ちながら流れと反対の位置まで旋回し、次いで流れに逆行して旋回するときは受圧ブレード３０が概ね90度位相を変えて風の流れに対して概ね平行な姿勢、即ち垂直回転軸２１に対して直角の姿勢を保って流れと順方向の位置まで旋回し、結果として、流れに逆行する区間での流体抵抗を小さくして旋回するものになる。これにより、水平風力発電装置１００は、建物１の屋根面上での設置高さが低く、あらゆる風向きにも対応して発電機５０を駆動するものになる。
【００４０】
尚、各受圧ブレード３０は、静止状態では、垂直回転軸２１に対し下向きに概ね45度の角度をなす。
【００４１】
以下、水平風力発電装置１００における受圧ブレード３０の構造について詳述する。
受圧ブレード３０は、図６〜図８に示す如く、旋回台２０の垂直回転軸２１から水平に延びる水平軸３１の一側（水平軸３１に直交する翼幅方向における水平軸３１の一側）に沿う板状翼３０Ｐと、他側（水平軸３１に直交する翼幅方向における水平軸３１の他側）に沿う長楕円状中空翼３０Ｈとからなる。
【００４２】
受圧ブレード３０は、具体的には、図８に示す如く、翼幅方向に広幅をなす広幅部４１Ａと狭幅部４１Ｂを備える長尺の翼板４１と翼幅方向に狭幅をなす狭幅長尺の翼板４２の組合せ体である。
【００４３】
翼板４１は、図８に示す如く、翼長手方向の全域に渡って、広幅部４１Ａと狭幅部４１Ｂの境界部（翼中央）を広幅部４１Ａの面に対し狭幅部４１Ｂの面を段差状にずらすように直線状（湾曲状でも可）に屈曲させた屈曲状翼中央４１Ｃとしている。また、翼板４１は、広幅部４１Ａの翼長手方向の全域に渡って、該広幅部４１Ａの翼幅方向の先端（翼先端）を真直から45度程度直線状（湾曲状でも可）に屈曲させた屈曲状翼先端４１Ｅとする。また、翼板４１は、広幅部４１Ａと狭幅部４１Ｂの翼長手方向の各両端部に接合片４１Ｆ、４１Ｇを折曲げ形成している。尚、翼板４１は、広幅部４１Ａの旋回台２０寄りに位置することとなる翼長手方向一端を狭幅部４１Ｂの旋回台２０寄りに位置することとなる翼長手方向一端に対し、旋回台２０から離れる側に引込み形成し、広幅部４１Ａの屈曲状翼先端４１Ｅとギヤボックス１０との干渉を回避している。
【００４４】
翼板４２は、図８に示す如く、翼長手方向の全域に渡って、翼幅方向の基端を真直から45度程度直線状（湾曲状でも可）に屈曲させた屈曲状翼先端４２Ｃとしている。また、翼板４２は、長手方向の全域に渡って、翼幅方向の先端（翼先端）を真直から45度程度直線状（湾曲状でも可）に屈曲し、更に90度程度直線状（湾曲状でも可）に屈曲させた尖り状翼先端４２Ｅとする。また、翼板４２は、長手方向の両端部に接合片４２Ｇを折曲げ形成している。
【００４５】
受圧ブレード３０は、図８に示す如く、翼板４１の狭幅部４１Ｂが屈曲状翼中央４１Ｃの存在によって凹状をなす腹面と、翼板４２が屈曲状翼先端４２Ｃ及び尖り状翼先端４２Ｅの存在によって凹状をなす腹面とを腹合せする。そして、翼板４１の広幅部４１Ａの一端部に設けた接合片４１Ｆに、前述の水平軸３１が外面に溶接済の板状蓋材４３をリベット止めする。水平軸３１は蓋材４３の孔部に溶接されて外方に突設される。また、腹合せされた翼板４１の狭幅部４１Ｂの一端部に設けた接合片４１Ｇと、翼板４２の一端部に設けた接合片４２Ｇを、前述の揺動ストッパ３３が外面に溶接済の板状蓋材４４にリベット止めして接合する。蓋材４３に溶接済の水平軸３１は蓋材４４に設けた孔部を貫通する。更に、翼板４１の広幅部４１Ａの他端部に設けた接合片４１Ｆに、板状蓋材４５をリベット止めする。また、腹合せされた翼板４１の狭幅部４１Ｂの他端部に設けた接合片４１Ｇと、翼板４２の他端部に設けた接合片４２Ｇを、上記蓋材４５にリベット止めして接合する。
【００４６】
これにより、受圧ブレード３０は、腹合せされた翼板４１の狭幅部４１Ｂと翼板４２により長楕円状中空翼３０Ｈを形成するとともに、翼板４１の広幅部４１Ａにより板状翼３０Ｐを形成する。即ち、長楕円状中空翼３０Ｈの翼先端３０Ｅは翼板４２の尖り状翼先端４２Ｅにより閉じられ、長楕円状中空翼３０Ｈの翼基端は翼板４１の翼中央４１Ｃと翼板４２の屈曲状翼基端４２Ｃにより閉じられ、長楕円状中空翼３０Ｈは翼幅方向に沿って流線形状をなす長楕円状中空体となる。また、板状翼３０Ｐの翼先端３０Ｆは翼板４１の屈曲状翼先端４１Ｅからなるものとされる。従って、受圧ブレード３０は、旋回台２０の垂直回転軸２１から延びる水平軸３１の一側に沿うように、翼板４１の広幅部４１Ａが形成する板状翼３０Ｐと、該水平軸３１の他側に沿うように、翼板４１の狭幅部４１Ｂと翼板４２が形成する長楕円状中空翼３０Ｈとからなるものになる。
【００４７】
水平風力発電装置１００において、対をなす各受圧ブレード３０は、風の流れに対し、一方の受圧ブレード３０が垂直回転軸２１に平行をなす受圧状態に位置するとき、他方の受圧ブレード３０が垂直回転軸２１に直角となる避圧状態に位置することを交互に繰り返す。このとき、受圧ブレード３０は、垂直回転軸２１に直角の避圧状態になるとき、長楕円状中空翼３０Ｈの翼先端３０Ｅが風上に向かうように設定される。
【００４８】
従って、各受圧ブレード３０が風の流れに対して概ね平行の姿勢を保って逆行する避圧状態で、長楕円状中空翼３０Ｈの翼先端３０Ｅが風上に向かって風を切るとき、該長楕円状中空翼３０Ｈの流線形状をなす翼表面の周辺に風の乱流を生じにくい。これにより、水平風力発電装置１００において、受圧ブレード３０の旋回に対する流体抵抗を小さくし、風力のエネルギ効率を向上することにより、弱い風でも有効に発電でき、騒音も低減することができる。
【００４９】
そして、受圧ブレード３０は以下の構成を具備する。
・水平軸３１が長楕円状中空翼３０Ｈの内部に設けられる。本実施例において、水平軸３１は蓋材４３の孔部に溶接されて蓋材４４の孔部を貫通する。但し、水平軸３１は蓋材４３、４５の孔部に溶接されて蓋材４４の孔部を貫通するものとされ、これによって長楕円状中空翼３０Ｈの翼長手方向の全域に渡る内部に延在されても良い。これにより、水平軸３１の存在が風の乱流を引き起こすことがない。
【００５０】
・受圧ブレード３０は、長楕円状中空翼３０Ｈの両端部に蓋材４３〜４５が設けられる。これにより、長楕円状中空翼３０Ｈまわりにおける風の乱流の発生を一層確実に抑制できる。
【００５１】
・受圧ブレード３０は、板状翼３０Ｐの翼先端３０Ｆを翼板４１の広幅部４１Ａの屈曲状翼先端４１Ｅかならなるものとされる。受圧ブレード３０が、垂直回転軸２１に平行の受圧状態になるとき、板状翼３０Ｐの翼先端３０Ｆが風上に向かって屈曲をなすものとすることにより、該板状翼３０Ｐによる風の捕捉の確実、ひいては受圧ブレード３０による受圧の確実を図ることができる。このとき、受圧ブレード３０が、垂直回転軸２１に直角の避圧状態になると、板状翼３０Ｐの翼先端３０Ｆが風下に向かって屈曲をなすものになり、該板状翼３０Ｐまわりの風の流れのスムース、ひいては受圧ブレード３０による避圧の確実を図ることができる。従って、受圧ブレード３０の受圧状態でも、避圧状態でも、風力のエネルギ効率を向上し得るものになる。
【００５２】
・受圧ブレード３０は、板状翼３０Ｐと長楕円状中空翼３０Ｈの翼幅長さを異ならせる。本実施例では、板状翼３０Ｐ（翼板４１の広幅部４１Ａ）の翼幅長さを長楕円状中空翼３０Ｈ（翼板４１の狭幅部４１Ｂ）の翼幅長さより大きくしている。水平軸３１の一側の板状翼３０Ｐの翼表面積（受風面積）と他側の長楕円状中空翼３０Ｈの翼表面積（受風面積）に差を設けるものになる。これにより、受圧ブレード３０が風を受けていない静止状態から風を受けたとき、板状翼３０Ｐに作用する風力と長楕円状中空翼３０Ｈに作用する風力に差を生じさせて受圧ブレード３０を必ず一方向に揺動させ、受圧ブレード３０を安定確実に受圧状態に位置付け得るものになる。
【００５３】
・受圧ブレード３０は、翼長手方向に直交する横断面の重心を水平軸３１上に位置する。受圧ブレード３０は、風を受けていない静止状態から、微力な風でも、板状翼Ｐと長楕円状中空翼３０Ｈの受風面積差によって必ず一方向に揺動し、受圧ブレード３０を安定確実に受圧状態に位置付け得るものになる。
【００５４】
・受圧ブレードは、長楕円状中空翼３０Ｈの内部に補強材を設けることができる。即ち、長楕円状の横断面の内部に、例えば水平軸３１の中心軸方向に直交する隔膜状の補強材を設けることができる。これにより、受圧ブレード３０に一定の強度を確保しながら軽量化でき、受圧ブレード３０の起動トルクの軽減を図り、風力のエネルギ効率を向上することができる。
【００５５】
・垂直回転軸２１にギヤボックス１０を接続する。受圧ブレード３０の旋回に基づく垂直回転軸２１の回転数をギヤボックス１０で増速することができる。
【００５６】
・ギヤボックス１０に発電機５０を接続する。受圧ブレード３０の旋回に基づく垂直回転軸２１の回転数をギヤボックス１０で増減し、ひいては発電機５０において有効に発電できる。住宅街の風速4ｍ／秒程度の弱い風で垂直回転軸２１を30rpm程度に低速回転するときにも、有効な発電ができるし、低速回転の故に騒音を生じない。
【００５７】
・建物１において、水平風力発電装置１００を屋根に取付けできる。これにより、住宅街でも、受圧ブレード３０が地上から見えない低い高さに抑えることができる。また、住宅街の弱い風でも低速回転で発電できるし、騒音も生じない。8ｍ四方等の広さの屋根面に配置できる。
【００５８】
・水平風力発電装置１００を太陽電池２００と併設する。建物１の屋根面を風力発電と太陽電池２００の両者で有効利用できる。天気の良いときには太陽電池２００と風力発電の双方を利用し、天気の悪い日には風力発電を利用し、常に安定的に給電できる。
【００５９】
・水平風力発電装置１００の受圧ブレード３０が太陽電池２００の上部で旋回する。太陽電池２００の上部で旋回する受圧ブレード３０が太陽電池２００に送風してこれを空冷し、太陽電池２００の発電効率を向上するものになる。
【００６０】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、垂直回転軸の周囲から放射状に、互いに相対する位相角がほぼ90度に保たれた受圧ブレードを複数対配設するとともに、各対の受圧ブレードが上記位相角を保持したまま、仰角を変換できるよう揺動自在に取付けられてなる水平風力発電装置において、前記受圧ブレードが、垂直回転軸から延びる水平軸の一側に沿う板状翼と、他側に沿う長楕円状中空翼とからなるものにした。これにより、水平風力発電装置において、受圧ブレードの旋回に対する流体抵抗を小さくし、風力のエネルギ効率を向上することにより、弱い風でも有効に発電でき、騒音も低減することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  建物
１Ａ、１Ｂ  屋根
１０  ギヤボックス
２１  垂直回転軸
３０  受圧ブレード
３０Ｅ、３０Ｆ  翼先端
３０Ｈ  長楕円状中空翼
３０Ｐ  板状翼
３１  水平軸
３３  揺動ストッパ
３４  受圧側ストッパ
３５  避圧側ストッパ
５０  発電機
１００  水平風力発電装置
２００  太陽電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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