(57)【要約】【課題】空中に張架された索条に複数の風力発電装置を取り付けて発電を行う発電設備において、風力発電装置と索条との固着部に無理な力が作用することがなく、また風力発電装置の姿勢を良好に保つことのできる風力発電設備を提供することを目的とする。【解決手段】凹状地形の両傾斜面間に垂直方向及び水平方向へ平行に張り渡された複数の支索１１と、支索１１間に取り付けられた複数の風力発電装置１２と、を備え、風力発電装置１２を支索１１に取り付ける風力発電装置１２の懸垂部２３を、支索１１の延伸方向及び延伸方向に直交する方向へ回動自在に支索に取り付けるようにした。【選択図】図７
2014109230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状地形の両傾斜面間に垂直方向及び水平方向へ平行に張り渡された複数の支索と、該支索間に取り付けられた複数の風力発電装置と、を備え、該風力発電装置を前記支索に取り付ける前記風力発電装置の懸垂部は、前記支索の延伸方向及び延伸方向に直交する方向へ回動自在に前記支索に取り付けられていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の風力発電装置により発電を行う風力発電設備に関し、詳しくは、空中に張架された索条に発電装置を設けて発電を行う風力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化や化石燃料の枯渇化等の懸念から、再生可能エネルギーを利用した発電が世界的に広まっている。このような発電の1つとして風力発電があり、我が国においても多数の風力発電装置が設置されるようになってきている。風力発電の導入にあたっては、まとまった電力の供給及び費用対効果の観点から、複数の風力発電装置を一定地域内に設置し、これらの風力発電装置を一体的に管理するウインドファームとして運用されることが多くなってきている。
【０００３】
風力発電装置を設置するにあたっては、風速が一定のレベルまで確保できること、すなわち風況が良いこと、また、風力発電装置の資材運搬や建設機器の運搬が可能な道路が存在すること、等の地理的条件が整っていることが必要である。一般的に風は、地表面付近では地面や障害物等との摩擦により速度が弱まるため、高所に風力発電装置を設置した方がより効率よく風を捉えることができる。
【０００４】
このようなことに鑑みて、従来、二つの山の山腹に打った基礎間に上下２本のワイヤーケーブルを張り渡し、このワイヤーケーブル間に水平軸プロペラ型の風力発電装置を複数固定した発電設備が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、地上に立設したマスト間に２本の支持ワイヤを、上下方向で同一平面上に位置するように架設し、この支持ワイヤ間に複数の風力発電装置（水平軸風力発電装置、垂直軸風力発電装置）を取り付けた構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０６３４８０号公報
【特許文献２】特開２００００−２９１５２６号公報
【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、上記の従来技術においては、風力発電装置と索条との固着部における強度が問題となる。すなわち、索条は可撓性を有しているので、風力が風力発電装置に作用すると、特に索条に直交する風力が作用すると、この空気抵抗により索条及び風力発電装置は風の進行方向へ押し流される。このとき、風力発電装置が垂直な状態で押し流されるものと仮定すると、風力発電装置と索条との固着部においては、風力発電装置に対して索条が相対的に捩られた状態となり、これが繰り返されることにより索条の疲労断線や風力発電装置側固着部の疲労破壊が引き起こされる可能性がある。
【０００７】
また、上記従来技術は、風力発電装置が上下二本間の索条に取り付けられているために、風力を受けた風力発電装置が、索条間の垂直平面に対してばたつく可能性があり、このために機器類が破損したり寿命が短くなる可能性があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、空中に張架された索条に複数の風力発電装置を取り付けて発電を行う発電設備において、風力発電装置と索条との固着部に不要な力が作用することがなく、また風力発電装置の姿勢を良好に保つことのできる風力発電設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、凹状地形の両傾斜面間に垂直方向及び水平方向へ平行に張り渡された複数の支索と、該支索間に取り付けられた複数の風力発電装置と、を備え、該風力発電装置を前記支索に取り付ける前記風力発電装置の懸垂部は、前記支索の延伸方向及び延伸方向に直交する方向へ回動自在に前記支索に取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、風力発電装置を支索に取り付ける懸垂部が、支索の延伸方向及び延伸方向に直交する方向へ回動自在に取り付けられていることにより、風力発電装置が風に押し流された状態になっても、支索及び懸垂部に不要な負荷が掛かることがない。また、この構成により風力発電装置は垂直な姿勢を維持できるので、風車本体や機器部を安定した状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】風力発電設備の全体構成を示す概略図
【図２】風力発電装置の正面図
【図３】風力発電装置の側面図
【図４】風力発電装置の平面図
【図５】懸垂部の側面図
【図６】懸垂部の正面図
【図７】風力発電装置が風力を受けて押し流された状態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の風力発電設備の全体構成を示す概略図である。両側を山又は丘等の高台で挟まれた凹状地形の土地において、両側の斜面には引き留め基礎１０が固設されており、この引き留め基礎１０に支索１１が繋止されて両斜面間に張架されている。支索１１は、上下方向に間隔をあけて３本配置されるとともに、これらと高さを同一にして平行に３本配置され、合計６本の支索１１が張架されている。これらの支索１１間には、複数の風力発電装置１２が所定の間隔で取り付けられている。
【００１３】
図２、図３、及び図４は、それぞれ風力発電装置１２の正面図、側面図、及び平面図である。風力発電装置１２は、風車本体２０と、この風車本体２０を回転自在に支持する支持フレーム２１と、風車本体２０の回転を電力に変換する機器部２２とを備えている。
【００１４】
図に示す風車本体２０は直線翼垂直軸型風車であって、回転中心に位置する回転軸２０ａと、回転軸２０ａから外周方向へ延びるローターアーム２０ｂと、ローターアーム２０ｂの先端に取り付けられたブレード２０ｃとを備えている。ブレード２０ｃは、断面が翼形状となっており、風の流れによってブレード２０ｃに対して外側へ向かう揚力が発生し、この作用によりブレード２０ｃないし回転軸２０ａが回転する。したがって、風車本体２０はどの方向からの風であっても回転する。なお、本実施形態においては、上記した直線翼垂直軸型風車により説明を行うが、風車本体２０は、ダリウス風車等の他の揚力型風車や、サボニウス風車等の抗力型風車を用いることも可能であって、垂直軸型の風車であればいかなる方式の風車であってもよい。
【００１５】
風車本体２０の回転軸２０ａは、上端部を支持フレーム２１に回転可能に支持され、下端部を支持フレーム２１に設けられた機器部２２に連結されるとともに、回転可能に支持されている。機器部２２には、回転軸２０ａの回転により駆動される発電機や、これらの回転を機械的に制止させる制動機や、昇圧トランスや制御装置等の電気機器類などを備えており、風車本体２０の回転を電力に変換する。
【００１６】
支持フレーム２１は、正面視（図２参照）において矩形に鋼管を枠組みした形状であり、上部部材２１ａと下部部材２１ｂとは、張り渡された左右の支索１１間の長さと略同一の長さであり、この端部のやや内側で側部部材２１ｃが上下に延びて上部部材２１ａと下部部材２１ｂとを連結している。中間部材２１ｄの中間位置には、両側方へ突出して中間部材２１ｄを形成しており、上部部材２１ａ、下部部材２１ｂ及び中間部材２１ｄの各端部は、支索１１を固着する懸垂部２３となっている。
【００１７】
図５は、懸垂部２３の側面図であり、図６は、懸垂部２３の正面図である。図に示すように懸垂部２３には、アーム２４と懸垂ブラケット２６とクランプ２７とを備えている。アーム２４は、円筒形状又は円柱形状であって、長手方向の中央部において、下方へ向けて取付部２５が形成されている。この取付部２５は、支持フレーム２１の端部に形成されたフランジ部３３を挟み込むとともに、ピン２８を挿通してフランジ部３３へ取り付けられており、アーム２４は、支持フレーム２１に対して支索１１の延伸方向と同一方向へ回動自在となっている。
【００１８】
懸垂ブラケット２６は、円筒形状をした本体の上部に正面視（図６参照）左右一対の板材を溶着した構造である。この懸垂ブラケット２６は、アーム２４へ両端から外挿されて装着され、支索１１の延伸方向と直交する方向へ回動自在になっているとともに、アーム２４に沿って摺動自在となっている。懸垂ブラケット２６の上部板材間には、クランプ２７が挿入されるとともにピン２９を挿通し、懸垂ブラケット２６に対してクランプ２７が支索１１の延伸方向へ回動自在となるように取り付けられている。
【００１９】
クランプ２７は、厚板状の内側クランプ３０と外側クランプ３１とからなっており、それぞれの内側には、支索１１の外径と同一径の溝が形成されており、この溝に支索１１を挟み込むとともに、上下のボルト３２を締め込むことにより、クランプ２７は支索１１に固着されている。内側クランプ３０は、外側クランプ３１よりも下方に延びて形成されており、この下部に形成されたボス部に前記ピン２９が挿通される。
【００２０】
以上の構成により各風力発電装置１２は、風力を受けて発電を行うのであるが、上記したように風力発電装置１２は支索１１から懸垂される構造であるために、風力が大きいと風下側へと押し流される。図７は、風力発電装置１２が風力を受けて押し流された状態を示す正面図である。図中、風は右側から左側へ向けて吹いており、これにより風力発電装置１２は左側へと押し流されている。
【００２１】
この状態において支索１１は、支索１１の繋止点４０から風力発電装置１２の懸垂部２３へ至る線形は、垂直に対して傾斜した直線形状となる。この場合に風力発電装置１２の懸垂部２３は前記した構造により、クランプ２７ないし懸垂ブラケット２６が支索１１の傾斜と同一となるように回動することができる。したがって、このように風力発電装置１２が押し流されても、支索１１及び懸垂部２３に捩れ等の不要な負荷が掛かることがない。また、支索１１の延伸方向の風に対しては、懸垂部２３のクランプ２７が懸垂ブラケット２６に対して支索１１の延伸方向へ回動するので、同様に支索１１及び懸垂部２３には不要な負荷が掛かることがない。
【００２２】
また、このように風力発電装置１２が押し流された状態において、風力発電装置１２に作用する風力がよほどアンバランスでない限り、各支索１１の垂下量、いいかえれば、繋止点４０から懸垂部２３までの索長４１はそれぞれ同一であるので、風力発電装置１２は常に垂直な状態に保たれる。したがって、風力発電装置１２を構成する風車本体２０や機器部２２を安定した状態に保つことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  引き留め基礎
１１  支索
１２  風力発電装置
２０  風車本体
２０ａ  回転軸
２０ｂ  ローターアーム
２０ｃ  ブレード
２１  支持フレーム
２１ａ  上部部材
２１ｂ  下部部材
２１ｃ  側部部材
２１ｄ  中間部材
２２  機器部
２３  懸垂部
２４  アーム
２５  取付部
２６  懸垂ブラケット
２７  クランプ
２８  ピン
２９  ピン
３０  内側クランプ
３１  外側クランプ
３２  ボルト
３３  フランジ部
４０  繋止点
４１  索長
【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】
2014109230.tif 000007
【図６】
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【図７】
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