(57)【要約】      （修正有）【課題】風力が不十分、或いは風力が続かないという条件下でも、常態的に安定回転速度を維持でき、必要な発電の効率を維持することができる風力発電設備を提供する。【解決手段】風力発電設備は風を受けて回転を連動するファンタービン１０、及びファンタービン１０に駆動され運転して発電する発電機ユニット２０を設置する。ファンタービン１０及びファンタービン１０周辺には対応する少なくとも１個の磁性部材３０及び電磁部材４０を設置する。磁力コントロールモジュール５０は発電機ユニット２０とすべての電磁部材４０との間に電気的に連接する。磁力コントロールモジュール５０は磁性部材３０と電磁部材４０の相対位置に応じて、電磁部材４０に対する通電或いは断電をコントロールする。これにより、電磁部材４０と磁性部材３０との間の磁力交互作用を利用し、ファンタービン１０を押して運転させる補助動力を生み出す。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
風力発電設備であって、風を受けて回転を連動するファンタービン、及び前記ファンタービンの駆動を受けて運転し発電する発電機ユニットを設置し、
前記風力発電設備は、前記ファンタービン上に、前記ファンタービンに従い周行する少なくとも１個の磁性部材を設置し、
前記ファンタービン周辺には、前記磁性部材の周行ルートに相対し、前記磁性部材と対応して配置する少なくとも１個の電磁部材を設置し、前記発電機ユニットとすべての電磁部材との間に電気的に連接する磁力コントロールモジュールをさらに設置し、
前記磁力コントロールモジュールは、前記磁性部材が周行し対応する電磁部材と交差すると、すべての電磁部材に対して通電するよう設定され、これにより前記電磁部材は前記磁性部材に対して反発作用を形成する磁力線を生じ、
前記磁性部材が対応する電磁部材まで周行を継続し、所定の距離に到達すると、すべての電磁部材を断電させることを特徴とする風力発電設備。
【請求項２】
前記風力発電設備は、前記磁力コントロールモジュールと電気的に連接する回転速度探知モジュールをさらに設置し、
前該回転速度探知モジュールは、回転速度しきい値を予め設定し、且つ前記ファンタービンの回転速度が回転速度しきい値に到達すると、前記磁力コントロールモジュールの前記電磁部材に対する給電を停止させることを特徴とする請求項１に記載の風力発電設備。
【請求項３】
前記風力発電設備は、前記ファンタービンの外周に、導風モジュールをさらに設置し、
前記ファンタービンは、回転軸上に、２個の内サポートフレームが対応して構成する一組の内枠フレームを設置し、
前記内枠フレーム周縁には、２個の内サポートフレーム間に連接する複数のファンブレードを設置し、
前記導風モジュールは、前記ファンタービンの回転軸上に、２個の外サポートフレームが対応して構成する一組の外枠フレームを軸設置し、
前記外枠フレームの周縁には、２個の外サポートフレーム間に連接し、且つ前記ファンブレードと所定の間隔距離を保持する複数の導流板を設置することを特徴とする請求項１或いは２に記載の風力発電設備。
【請求項４】
前記各磁性部材は、前内枠フレーム上方位置の内サポートフレーム上に設置され、
前記各電磁部材は、前記外枠フレーム上方位置にある外サポートフレーム上に設置されることを特徴とする請求項３に記載の風力発電設備。
【請求項５】
前記各磁性部材は、前記内枠フレーム下方位置の内サポートフレーム上に設置され、
前記各電磁部材は、前記外枠フレーム下方位置の外サポートフレーム上に設置されることを特徴とする請求項３に記載の風力発電設備。
【請求項６】
前記各磁性部材は、所定のファンブレード上にそれぞれ設置され、
前記各電磁部材は、所定の導流板上にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項３に記載の風力発電設備。
【請求項７】
前記磁力コントロールモジュールは、少なくとも１個の各電磁部材周辺にそれぞれ位置する感知部材を電気的に連接し、
前記各感知部材は、磁性部材と電磁部材とが交差すると、磁力コントロールモジュールは電磁部材に対して通電する反応動作を生じることを特徴とする請求項１或いは２に記載の風力発電設備。
【請求項８】
前記各感知部材は、マイクロスイッチ、光電スイッチ或いはリードスイッチであることを特徴とする請求項７に記載の風力発電設備。
【請求項９】
前記回転速度探知モジュールは、前記ファンタービンの回転速度を探知する回転速度探知器をさらに設置することを特徴とする請求項２に記載の風力発電設備。
【請求項１０】
前記回転速度探知モジュールは、前記発電機ユニットと電気的に連接し、前記発電機ユニットの発電出力を探知する出力探知器を設置することを特徴とする請求項２に記載の風力発電設備。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は発電装置に関し、特に運転を起動後、自ら運転し補助動力を生み出すことができ、風力不足の条件下でも常態的に安定した回転速度を保つことができる風力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代人の生活には電気製品があふれている。
このため、電気エネルギーは現代人にとってなくてはならないエネルギーであると言える。
石化エネルギーの枯渇は避けては通れない道であるため、燃料費と電力料金が値上がりを始めている。
また、地球温暖化の影響で、人々の環境保護に対する重要性の認識も高まっており、省エネ、温室効果ガス削減は、解決が迫られている問題である。
【０００３】
地球資源の過度の使用は、環境に負荷をかけ、エネルギーを枯渇させ、すべての人類と生物に甚大な影響を及ぼしている。
また、人々は原油価格の変動と電気料金、水道料金、及び生活費の高騰にも悩んでいる。
各種のデータが示すように、生活と前途に対する不安と無力感は、エネルギー枯渇の事実が引き起こしている影響と関連がある。
【０００４】
将来のエネルギー問題を解決するため、世界各国は代替エネルギー、特に環境に優しいグリーンエネルギーを積極的に探し、エネルギー枯渇の問題に立ち向かおうとしている。
グリーンエネルギーにおいては、ソーラーエネルギー、風力或いは水力等の自然エネルギーを電気エネルギーに転換し、生み出された電気エネルギーを使用できるようになっている。
【０００５】
しかし、ソーラーエネルギー、風力或いは水力等の自然エネルギーは、しばしば地球の自転、地理的位置、季節条件等の制限を受けることになってしまう。
例えば、風力発電設備のファンタービンは、風力により回転を連動しなければならない。
ファンタービンを回す風力が不足、或いは連続で作用しない時には、ファンタービンの回転速度は低下し、さらには停滞する恐れがある。
これでは、必要な発電効率を常態的に維持することはできない。
そのため、風力不足の条件下でも、常態的に運転効率を維持可能な風力発電設備は、産業界及び学術界が解決を模索する課題である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のとおり、風力発電設備のファンタービンは、それを回す風力が不足、或いは連続で作用しない時には、ファンタービンの回転速度が低下或いは停滞し、必要な発電効率を常態的に維持することができない欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は運転を起動後、自ら運転し補助動力を生み出すことができ、風力不足の条件下でも常態的に安定した回転速度を保つことができる風力発電設備に関する。
【０００８】
本考案による風力発電設備は、風を受けて回転を連動するファンタービン、及び該ファンタービンの駆動を受けて運転し発電する発電機ユニットを有する。
該風力発電設備は、該ファンタービン上に、該ファンタービンに従い周行する少なくとも１個の磁性部材を設置する。
該ファンタービンに従い周行する磁性部材の周行ルートに、該磁性部材と対応して配置する少なくとも１個の電磁部材を設置する。
該発電機ユニットとすべての電磁部材との間に電気的に連接する磁力コントロールモジュールをさらに設置する。
該磁力コントロールモジュールは、該磁性部材が周行し対応する電磁部材と交差すると、すべての電磁部材に対して通電し、これにより該電磁部材は該磁性部材に対して反発作用を形成する磁力線を生じ、且つ該磁性部材が周行を継続し、対応する電磁部材へと所定の距離に達すると、すべての電磁部材を断電させる。
【０００９】
本考案の風力発電設備は、使用時には、風力によりファンタービンを押して回転させ、且つ該ファンタービンに連動され、該発電機ユニットの運転発電を駆動する。
特に、該風力発電設備全体が運転を起動後、該発電機ユニットのごくわずかな全力は、該磁力コントロールモジュールを通して電磁部材へとフィードバックされ、該電磁部材と該磁性部材との間の磁力交互作用を利用し、該ファンタービンを押して運転させる補助動力を生み出す。
これにより、風力が不十分、或いは風力が続かないという条件下でも、常態的に安定回転速度を維持でき、必要な発電の効率を維持することができる。
【００１０】
本考案の風力発電設備は、該磁力コントロールモジュールと電気的に連接する回転速度探知モジュールをさらに設置する。
該回転速度探知モジュールは、回転速度しきい値を予め設定し、且つ該ファンタービンの回転速度が回転速度しきい値に到達すると、磁力コントロールモジュールの電磁部材に対する給電を停止させる。
【００１１】
本考案の実施形態を応用する特徴の一つは、運転を起動後、磁力コントロールモジュールを通して発電機ユニットのごくわずかな全力は電磁部材にフィードバックされ、ファンタービンを押して運転させる補助動力を生み出し、これにより風力不足或いは風力が不連続の条件下でも、常態的に安定回転速度を維持でき、必要な発電の効率を維持することができる。
【００１２】
そればかりか、回転速度探知モジュールの作用により、ファンタービンの回転速度が安全設定値を超過すると、電磁部材に対する給電を停止し、磁性部材と電磁部材とが交差すると、磁性部材と未通電の電磁部材とは相互に磁性吸着作用を生じ、ファンタービンを減速させ、発電機ユニットの運転過負荷を防止する安全保護効果を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案第一実施形態による風力発電設備の外観立体図である。
【図２】本考案第一実施形態による風力発電設備の構造分解図である。
【図３】本考案第一実施形態による風力発電設備の磁性部材と電磁部材の相対位置の拡大模式図である。
【図４】本考案第一実施形態による風力発電設備の構造側視図である。
【図５】本考案第二実施形態による風力発電設備の構造側視図である。
【図６】本考案第三実施形態による風力発電設備のファンタービンと導風モジュールの構造分解図である。
【図７】本考案第三実施形態による風力発電設備の磁性部材と電磁部材の相対位置の拡大模式図である。
【図８】本考案第四実施形態による風力発電設備のファンタービンと導風モジュールの構造分解図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
（一実施形態）
本考案による起動後、自ら運転し補助動力を生み出すことができ、風力不足の条件下でも常態的に安定した回転速度を保つことができる風力発電設備は、図１〜図４に示すとおり、風を受けて回転を連動するファンタービン１０、及びファンタービン１０の駆動を受けて運転し発電する発電機ユニット２０を有する。
【００１５】
風力発電設備は、ファンタービン１０上に、ファンタービン１０に従い周行する少なくとも１個の磁性部材３０を設置する。
ファンタービン１０周辺には、磁性部材３０の周行ルートに相対し、磁性部材３０と対応して配置する少なくとも１個の電磁部材４０を設置する。
実施時には、電磁部材４０は電磁コイルで、磁性部材３０は永久磁石である。
【００１６】
風力発電設備には、発電機ユニット２０とすべての電磁部材４０との間に電気的に連接する磁力コントロールモジュール５０をさらに設置する。
磁力コントロールモジュール５０は且つ磁性部材３０が周行し対応する電磁部材４０と交差すると、すべての電磁部材４０に対して通電するように設定される。
これにより、電磁部材４０は磁性部材３０に対して反発作用を形成する磁力線を生じ、且つ磁性部材３０が周行を継続し、対応する電磁部材４０へと所定の距離に達すると、すべての電磁部材４０を断電させる。
【００１７】
これにより、本考案の風力発電設備は、使用時に、風力によりファンタービン１０を押して回転させ、且つファンタービン１０に連動され、発電機ユニット２０の運転発電を駆動する。
特に、風力発電設備全体が運転を起動後、発電機ユニット２０のごくわずかな全力は、磁力コントロールモジュール５０を通して電磁部材４０へとフィードバックされ、電磁部材４０と磁性部材３０との間の磁力交互作用を利用し、ファンタービン１０を押して運転させる補助動力を生み出す。
これにより、風力が不十分、或いは風力が続かないという条件下でも、常態的に安定回転速度を維持でき、必要な発電の効率を維持することができる。
【００１８】
本考案の風力発電設備は、実施時には、磁力コントロールモジュール５０と電気的に連接する回転速度探知モジュール６０をさらに設置する。
実施時には、回転速度探知モジュール６０は、ファンタービン１０の回転速度を探知する回転速度探知器（図示なし）を設置し、これによりファンタービン１０の回転速度をダイレクトに探知することができる。
回転速度探知モジュール６０は、発電機ユニット２０と電気的に連接し、発電機ユニット２０の発電出力を探知する出力探知器（図示なし）を設置し、それが探知した発電機ユニット２０の発電出力を、ファンタービン１０の回転速度に反映する。
【００１９】
回転速度探知モジュール６０は、回転速度しきい値を予め設定し、且つファンタービン１０の回転速度が回転速度しきい値に到達すると、磁力コントロールモジュール５０の電磁部材４０に対する給電を停止させる。
ファンタービン１０の回転速度が安全設定値を超過すると、電磁部材４０に対する給電を直ちに停止する。
これにより、磁性部材３０と電磁部材４０とが交差すると、磁性部材３０と未通電の電磁部材４０とは、相互に磁性吸着作用を生じ、ファンタービン１０を減速させ、発電機ユニット２０の運転過負荷を防止する安全保護効果を達成する。
【００２０】
本考案の風力発電設備は、ファンタービン１０の外周に、導風モジュール７０をさらに設置する。
ファンタービン１０は、回転軸１１上に、２個の内サポートフレーム１２１が対応して構成する一組の内枠フレーム１２を設置する。
内枠フレーム１２周縁には、２個の内サポートフレーム１２１間に連接する複数のファンブレード１３を設置する。
【００２１】
導風モジュール７０は、ファンタービン１０の回転軸１１上に、２個の外サポートフレーム７１１が対応して構成する一組の外枠フレーム７１を軸設置する。
外枠フレーム７１の周縁には、２個の外サポートフレーム７１１間に連接し、且つファンブレード１３と所定の間隔距離を保持する複数の導流板７２を設置する。
主に、導風モジュール７０の作用により、周囲の気流を導引して内周に位置するファンブレード１３上に集中作用させ、これによりファンタービン１０はモジュールにより簡単に運転を起動され、且つより優れた運転性能を得ることができ、これにより複雑なファンブレード１３構造設計を省け、風力発電設備全体は加工製造が容易となる。
【００２２】
本考案の風力発電設備は、上記したファンタービン１０及び導風モジュール７０の構造において、各磁性部材３０は図１〜図４に示すとおり、内枠フレーム１２上方位置の内サポートフレーム１２１上に位置する。
各電磁部材４０は、外枠フレーム７１上方位置の外サポートフレーム７１１上に位置する。
【００２３】
当然、各磁性部材３０は図５に示すとおり、内枠フレーム１２下方位置の内サポートフレーム１２１上に設置し、各電磁部材４０は、外枠フレーム７１下方位置の外サポートフレーム７１１上に設置することもできる。
【００２４】
さらに、各磁性部材３０は図６〜図７に示すとおり、所定のファンブレード１３上にそれぞれ設置される。
各電磁部材４０は、所定の導流板７２上にそれぞれ設置され、且つファンブレード１３及び導流板７２の縦長設計を利用し、同一のファンブレード１３及び導流板７２上に、多数の磁性部材３０及び電磁部材４０をそれぞれ設置する。
これにより、それが発生可能な補助動力を拡大する。
各磁性部材３０、電磁部材４０は、風力発電設備の大きさに応じて、配置を選択する。
【００２５】
磁性部材３０及び電磁部材４０は、上記した任意の実施型態の配置を選択しようとしまいと、磁力コントロールモジュール５０は、各電磁部材周辺にそれぞれ位置する少なくとも１個の感知部材（図示なし）を電気的に連接し、各感知部材は、磁性部材と電磁部材とが交差すると、磁力コントロールモジュールは電磁部材に対して通電する反応動作を生じる。
実施時には、各感知部材は、マイクロスイッチ、或いは光電スイッチ、リードスイッチである。
【００２６】
本考案による風力発電設備は、運転を起動後、磁力コントロールモジュールを通して発電機ユニットのごくわずかな全力は電磁部材にフィードバックされ、ファンタービンを押して運転させる補助動力を生み出し、これにより風力不足或いは風力が不連続の条件下でも、常態的に安定回転速度を維持でき、必要な発電の効率を維持することができる。
そればかりか、回転速度探知モジュールの作用により、ファンタービンの回転速度が安全設定値を超過すると、電磁部材に対する給電を停止する。
これにより、磁性部材と電磁部材とが交差すると、磁性部材と未通電の電磁部材とは相互に磁性吸着作用を生じ、ファンタービンを減速させ、発電機ユニットの過負荷を防止可能な安全保護効果を達成することができる。
【００２７】
前述した本考案の実施形態は本考案を限定するものではなく、よって、本考案により保護される範囲は後述される実用新案登録請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００２８】
１０    ファンタービン
１１    回転軸
１２    内枠フレーム
１２１  内サポートフレーム
１３    ファンブレード
２０    発電機ユニット
３０    磁性部材
４０    電磁部材
５０    磁力コントロールモジュール
６０    回転速度探知モジュール
７０    導風モジュール
７１    外枠フレーム
７１１  外サポートフレーム
７２    導流板
【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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