(57)【要約】【課題】微風から強風までの広範囲の風速に対応し、アームの空気抵抗を小さくすることができ、信頼性に優れ、発電効率の高い垂直型風力発電システムを提供する。【解決手段】垂直型風力発電システム１５は、直線翼１、垂直型ブレード２、ブレード結合部３、外アーム４、内アーム５、ブレードワイヤー６、ブレードワイヤー固定部７、ブレードワイヤー結合部８、ブレードワイヤ−カシメ部、アームワイヤー１０、アームワイヤー固定部１１、アームワイヤーカシメ部１２、シャフトユニット１３、ハブ１４、シャフトユニット固定部１５、ベアリング１６、フレキシブルジョイント１７、発電機１８、ブレーキディスク１９、ブレーキパッド２０、ハウジング２１、ハウジング固定部２２、ワイヤーリング２３、アーム固定部２４、ポール２５、アームユニット２６、バックル２７、張力調整器２８、ワイヤ−クリップ２９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を支持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減することを特徴とする垂直型風力発電システム。
【請求項２】
複数の前記ブレードワイヤーを略回転中心部で連結するワイヤー結合部とを有したことを特徴とする請求項１記載の垂直型風力発電システム。
【請求項３】
前記ワイヤー結合部は、円環または多角形状のリングから構成されていることを特徴とする請求項２記載の垂直型風力発電システム。
【請求項４】
前記アームワイヤーは、所定の角度を有して前記シャフトユニットに固定されることを特徴とする請求項１から請求項３記載の垂直型風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、風のエネルギーをブレードの回転エネルギーに変換し、その回転エネルギーを電気エネルギーに変換する風力発電システムに関するものであり、特に垂直型風力発電システムにおけるアームおよびブレードの信頼性およびブレードの回転エネルギーの大幅な向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、有害排出ガス削減による自然環境保護、自然エネルギー活用の観点から、世界各国で自然風のエネルギーを利用した風力発電システムの開発が進められ、多数のシステムが設置され、稼働している。
風力発電システムには水平型と垂直型があり、水平型はブレードの回転数が高く風切音が発生したり、発電可能な風向が限られるため、常に風の方向に追従する機構が必要になるなどの課題を有している。一方垂直型は、比較的回転数が低く騒音の心配が低く、かつ風の方向を考慮する必要はないが、比較的回転エネルギーへの変換効率が低いことが知られている。
垂直型風力発電システムにおいて、風のエネルギーから電力エネルギーへの回転エネルギー変換効率を上げるには、比較的出現率が高い平均風速における回転エネルギー変換効率を高くするとともに、微風から強風までの環境条件全域において可能な限り常時発電することが必要となる。ここで、回転エネルギー変換効率は、ブレード受風面積を単位時間あたりに通過する風の運動エネルギーをブレードの回転エネルギーに変換する変換効率（％）のことで回転エネルギー変換効率としてＣｐと定義する。また、この回転エネルギー（Ｗ）を回転数ω（ｒａｄ／ｓ）で除した値が円筒形回転体となる垂直型ブレード全体の接線方向の回転力で回転トルク（Ｎ−ｍ）となる。上記の風のエネルギーは１／２ρＡＶ３で表され、Ａは垂直型ブレードの受風面積（ｍ２）、Ｖは風速（ｍ／ｓ）、ρは空気密度（Ｋｇ／ｍ３）で表すことができる。
微風から発電するには、微風時からスムーズに風の運動エネルギーをブレードの回転エネルギーに変換できる自己起動性が必要となり、強風時で可能な限り発電するには、過度な回転エネルギーに対しても機械的かつ電気的に損傷しないような垂直型風力発電システムを構築する必要がある。
そこで、起動特性を改善するとともに発電効率を改善する構成として、翼型の一部を切り欠いて抗力を増加させる構成や、カムやリンク機構を用いブレードを自転させる構成を有した垂直型風力発電システムが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
具体的には、特許文献１では、図１７および特許文献１の［００２２］に示すように、後縁部に切欠部２２が形成されているのでブレード２０が後方から風を受けて回転すると、切欠部２２によってブレード２０に大きな空気抵抗が生じ、半円筒型片寄カップ型の風車効果によってブレード２０に回転モーメントが発生して、風車の起動トルクが発生する構成としている。
また、特許文献２では図１８に示すように、カムやリンク機構を用いブレード３の角度を変化させることで揚力の大きさを変え、低速時の揚力を増加させたり、強風時に発生する揚力を低減させた構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５１４５０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上述した従来の垂直型風力発電システムは、ブレードの形状や迎角の変化による発電量の増加の検討はなされているが、ブレードを支持するアームの強度および空気抵抗（回転抵抗）に関する検討はなされていない。
ブレードの回転トルクは回転数が低い状態では比較的小さく、回転数が上がるに従い、急激に増加する。従って、回転数が低い状態において、アームの空気抵抗が大きいと、ブレードが回転しない、または回転しても回転数が上がらないなどの問題が発生する。
また、アームの空気抵抗は回転数の２乗に比例すると考えられており、回転数が増すにつれて、その空気抵抗は増大する。したがって、発電効率を上げるには、回転数が大きい状態においてもブレードの回転トルクに対して空気抵抗を小さくする必要がある。
空気抵抗を小さくするには、その表面形状にも関係するが断面積や表面積（投影面積）を小さくすることが必須となる。しかしながら、表面積を小さくすることにより、機械的強度が大幅に低下するため、ブレードの質量による荷重を支えることができない、また、ブレードの遠心力による荷重に耐えることができない。
このように、先行文献に開示されている垂直型風力発電システムでは、ブレードの荷重を支えるためのアームの表面積が大きいとともに、ブレードの遠心力による荷重を支えるためにアームの表面積を大きくしている。さらには、ブレードの遠心力による荷重に対して、アームの強度に限界があるため、ブレードの回転数を上げることができず発電効率を上げることができない状況となっている。
また、ブレードの表面積が大きいために、空気抵抗が大きく、微風時におけるブレードの回転起動ができない、強風時において発電効率が悪いなどの課題を有している。
また、風速、風向およびブレードの回転数（周速比）に応じた効率的な発電効率の改善には至っていないため、実際の風況下における発電効率の向上にはほとんど貢献していない状況となっている。【０００５】  本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ブレードの荷重、およびブレードおよびアームの遠心力に対して、アームの強度を確保することができ、低速回転からブレードを回転させて発電できるとともに、発電効率が高く、ブレードの高速回転が可能となり、発電効率と信頼性に優れた風力発電システムを提供するものである。
尚、ブレードのパワーＰ（出力  Ｗ）は、回転トルクＱ（Ｎ−ｍ）と回転角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ）の積でありＰ＝Ｑωという関係がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明に係る垂直型風力発電システムは、上記した課題を解決するために、複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を又持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減する構成としている。
【発明の効果】
【０００７】  本発明に係る垂直型風力発電システムは、以上に説明したように構成され、垂直型ブレードを保持するアームの強度を確保するために、アームワイヤでアームにかかる荷重の一部をシャフトユニットで保持することにより、アームの耐荷重を大幅に改善することが可能となる。このことにより、アームの投影面積を小さくすることができ、回転時の空気抵抗を大幅に低減することができる。
また、それぞれのアームおよびそれぞれの直線翼の一部をワイヤーで結合することにより、アームおよびブレードにおいて、遠心力により発生する荷重を大幅に低減することが可能となり、垂直型ブレードの回転時のアームへの負荷およびブレードへの負荷を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの強度を確保することが容易となる。さらに、定められた許容応力に設計する場合、アームの回転方向における投影面積を小さくすることができ、アームの回転時の空気抵抗を大幅に低減することができるとともに、ブレードの軽量化が可能となる。この際、ブレードの軽量化は、アームのさらなる軽量化および投影面積の削減につながることとなる。
このように、本構成により、垂直型風力発電システムの発電量、発電効率の大幅な改善と信頼性の向上を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した斜視図である。
【図２】実施形態１に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した上面図の模式図である。
【図３】実施形態１に係る垂直型風力発電システムの断面構成を示した模式図である。
【図４】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのアームワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。
【図５】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。
【図６】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。
【図７】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。
【図８】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのブレードワイヤ−部の結合方法を示した模式図である。
【図９】実施形態１に係る垂直型風力発電システムのアームユニットの構成例を示した模式図である。
【図１０】従来技術を示すものであり、垂直型風力発電システムのブレードの構成の一例を示した模式図である。
【図１１】従来技術を示すものであり、垂直型風力発電システムのリンク方式による相対角度変化の構成の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】（本発明の一形態を得るに至った経緯）
本発明者は「背景技術」にて記載した従来の垂直型風力発電システムに関して鋭意研究したところ、従来の垂直型風力発電システムでは、比較的ブレード直径およびブレードの長さが長くなる大型の構成を考えた場合、ブレードの質量が大きくなりアームの応力が増大する。この際、アームの許容応力を満足しようとするとアームの断面積（回転方向の投影面積）が増大し、アームの空気抵抗が増加し、発電量および発電効率が大幅に低下することとなる。
一方、垂直型風力発電システムの発電量を上げるには、風速毎に設定したパワーカーブに応じた発電機の回転数に上げることになる。したがって、発電量を上げるには風速が早くなるにつれブレードの回転数を上げることとなるが、その際に発生する遠心力により、ブレードおよびアームが半径方向に荷重を受け、ブレードおよびアームは大きく変形することとなる。この際の荷重に耐える応力が必要となるため遠心力に耐えるためには、ブレードおよびアームともに強度を十分に確保する必要があるが、そのためにはブレードおよびアームの断面積および質量が増えすぎ、アームの空気抵抗を低減することが難しく、発電効率および発電量を上げることができないという大きな課題に直面した。
そこで、本発明者はこの問題点に関し、検討を重ねた結果、以下の知見を得た。すなわちアームの質量を、ワイヤーを用いてシャフトユニットでささえ、シャフトユニットの軸方向の荷重に変換することで、アームの応力を低減し、アームの断面積（回転方向の投影面積）を小さくできるのではないか。またこの際、各アームのからのワイヤーをシャフトユニットの略同じ場所に集めることで、それぞれの荷重がバランスし、シャフトユニットに曲げモーメントが発生しない構成とすることができるということを見出した。
また、遠心力の影響を受けるそれぞれのアームの先端およびブレードの端部を、ワイヤーで直接連結することで遠心力により発生する張力を釣り合わせ、キャンセルすることができ、アームおよびブレードにかかる応力を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの大幅な軽量化および高信頼性化とともにアームの回転方向の空気抵抗を大幅に低減することができ、高効率、大型かつ高出力の垂直型風力発電システムを実現する構成を見出し本発明に至った。そして、本発明では以下に示す態様を提供する。
【００１０】  本発明の第１の態様に係る垂直型風力発電システムは、複数の直線翼から構成される垂直型ブレードと、前記垂直型ブレードまたは前記直線翼をブレード保持部により保持するアームと、前記アームと固定され前記アームの回転を支持するシャフトユニットと、前記シャフトユニットと連動し前記垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、前記垂直型ブレードと前記アームと前記シャフトユニットを保持するポールと、ベアリング等から構成され前記シャフトユニットを前記ポールに回動固定するシャフトユニット固定部と、前記アームと前記シャフトユニットとを連結することで、それぞれの前記アームの一部の荷重を支えるアームワイヤーと、それぞれの前記ブレード保持部の間を連結するブレードワイヤーとを有し、前記アームに作用する荷重と前記垂直型ブレードの回転による遠心力および前記ブレードに作用する遠心力を大幅に低減する構成としている。
【００１１】  上記した構成によると、垂直型ブレードを保持するアームの強度を確保するために、アームワイヤでアームにかかる荷重の一部をシャフトユニットで保持することにより、アームの耐荷重を大幅に改善することが可能となる。このことにより、アームの投影面積を小さくすることができ、回転時の空気抵抗を大幅に低減することができる。
また、それぞれのアームおよびそれぞれの直線翼の一部をワイヤーで結合することにより、アームおよびブレードが遠心力により発生する荷重を大幅に低減することが可能となり、垂直型ブレードの回転時のアームへの負荷およびブレードへの負荷を大幅に低減することが可能となり、アームおよびブレードの強度を確保することが容易となるとともに、定められた許容応力に設計する場合、アームの回転方向における投影面積を小さくすることができ、アームの回転時の空気抵抗を大幅に低減することができるとともに、ブレードの軽量化が可能となる。この際、ブレードの軽量化は、アームのさらなる軽量化および投影面積の削減につながることになるという効果を有するとともに、垂直型風力発電システムの発電量、発電効率の大幅な改善と信頼性の向上を実現することができるという効果を奏する。
【００１２】  また、本発明の第２の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、複数の前記ブレードワイヤーを略回転中心部で連結するワイヤー結合部とを有した構成としている。
上記した構成により、前記アームおよび前記ブレードに発生する遠心力による半径方向の荷重を互いに釣り合わせることが可能となり、前記アームおよびブレードにかかる遠心力により荷重を大幅に低減することができるとともに、前記ブレードの回転面内での前記ブレードワイヤ−の張力のバランスが可能となる。
【００１３】  また、本発明の第３の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１または第２の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、前記ワイヤー結合部は、円環または多角形状のリングから構成されている。
この構成により、回転中心付近にポール、発電機、ハウジングなどの部品が配置される場合でも、前記ブレードワイヤーを結合させ、遠心力をバランスさせることが可能となり、前記アームおよびブレードの一層の軽量化と前記アームの回転方向での空気抵抗の低減を実現できるとともに、発電量および発電効率の大幅な向上を実現できる。さらには、一層大型の垂直型風力発電システムを実現することが可能となる。
【００１４】  また、本発明の第４の態様に係る垂直型風力発電システムは、第１〜第３の態様に係る垂直型風力発電システムの構成において、前記アームワイヤーは、所定の角度を有して前記シャフトユニットに固定される構成としている。
この構成により、前記アームにかかる荷重のうち、前記シャフトユニットで支える割合を一層増やすことができ、前記アームユニットの一層の軽量化および回転方向での投影面積の低減が可能となり、一層発電効率および発電量を増加させることが可能となるとともに、信頼性に優れた直型風力発電システムを実現することが可能となる。
【００１５】  以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は対応する構成部材には同一の参照符号を付して、その説明については省略する。
【００１６】（実施形態１）
図１〜図８を参照して実施の形態１に係る垂直型風力発電システムについて説明する。図１〜図８は、実施の形態１に係る垂直型風力発電システムの構成の一例を示した模式図である。図１では、実施の形態１に係る垂直型風力発電システムの斜視図を模式的に示している。図２では、実施の形態１に係る風力発電システムを上から見たときの構成を模式的に示している。図３は実施の形態１に係る風力発電システムの部分的な断面図を模式的に示している。図４〜図８は、図１の部分的な拡大図を示している。
【００１７】  図１、図２および図３に示すように、垂直型風力発電システム１５は、複数の直線翼１より構成される垂直型ブレード２、ブレード結合部３、外アーム４、内アーム５、ブレードワイヤー６、ブレードワイヤー固定部７、ブレードワイヤー結合部８、ブレードワイヤ−カシメ部９、アームワイヤー１０、アームワイヤー固定部１１、アームワイヤーカシメ部１２、シャフトユニット１３、ハブ１４、シャフトユニット固定部１５、ベアリング１６、フレキシブルジョイント（カップリング）１７、発電機１８、ブレーキディスク１９、ブレーキパッド２０、ハウジング２１、ハウジング固定部２２、ワイヤーリング２３、アーム固定部２４、ポール２５、アームユニット２６、バックル２７、張力調整器（ターンバックル）２８、ワイヤ−クリップ２９から構成されている。また、風向計および風速計を取り付ける場合もある（図示せず）。風速計（図示せず）は垂直型ブレード２の周辺の風速を検出し（１つでも複数でも可）、垂直型ブレード２の回転数検出手段（図示せず）は垂直型ブレード２の回転数を検出し、風向計（図示せず）は垂直型ブレード２に流入する風の方向を検出する。
垂直型ブレード２は複数の直線翼１から構成され、それぞれの直線翼１に取り付けられたブレード結合部３により外アーム４、内アーム５、アーム固定部２４から構成されるアームユニット２５に所定の迎角で固定され、回動可能に保持される。
ハブ１４をボルトまたはパワーロックなどでシャフトユニット１３に固定され、アーム２４を固定する。シャフトユニット固定部１５は複数のベアリング１６を保持し、シャフトユニット１３を上下方向には所定の高さにかつ回転可能に保持する。シャフトユニット固定部１５はハウジング２１に固定されている。また、ハウジング２１の内部には発電機１８、ブレーキパッド２０、ブレーキディスク１９を有している。また、ハウジング２１はハウジング固定部２２によりポール１に固定されている。
シャフトユニット１３は発電機１８のシャフト部分とフレキシブルジョイント１７により結合される。また、シャフトユニット１３にはブレーキディスク１９が固定され、ハウジング２１に固定された（詳細は図示せず）ブレーキパッド２０によりシャフトユニット１３の回転を減速または制止する。
シャフトユニット１３は外アーム４、内アーム５、アーム固定部２４からなるアームユニットを固定し保持するとともにアームユニット２６の回転を支持する。シャフトユニット１３は前記垂直型ブレード２の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機１８の回転部分（ロータ、シャフトなど）と結合（または一体化）され連動し、垂直型ブレード２の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。この際、フレキシブルジョイント１７（詳細は図示せず）を介してシャフトユニット１３と発電機１８の回転部分とを結合してもよく、フレキシブルジョイント１７はカップリング、ギヤ、増速機、減速機などのいずれかから構成されている。この時、フレキシブルジョイント１７の増速比または減速比により垂直型ブレード２の回転数―出力特性と、発電機１８の回転数−出力特性をマッチングさせることが可能となる。
ポール２５は、ハウジング固定部２２によりハウジング２１を固定し、シャフトユニット固定部１５、シャフトユニット１３、アームユニット２６、垂直型ブレード２を保持するとともに、シャフトユニット１３、アームユニット２６、垂直型ブレード１を回動可能状態で保持する。
アームユニット２６には、アームワイヤ−固定部１１が設けられ、シャフトユニット１３に構成されたアームワイヤー結合部１２との間をアームワイヤー１０で結合する。この際のアームワイヤー１０の張力および水平に対する角度により、アームユニット２６の質量のうちどの程度の割合をシャフトユニット１３の軸方向の荷重に変換するかが決まる。
また、アームワイヤカシメ部２７によりアームワイヤ１０が緩まないように固定するが、この際、アームワイヤー１０の張力を調整してもよいし、別途アームワイヤー１０に調整機構を入れてもよい。
図４はアームワイヤー１０の張力調整機構の一例を示した図である。シャフトユニット１３に取り付けられたアームワイヤー結合部１２（Ｉボルト）にバックル２７を勘合させ、さらに張力調整器２８（ターンバックル）を取り付ける。張力調整器２８のもう一方の勘合部は、アームワイヤー１０をワイヤークリップ２９により取り付ける。アームワイヤー１０の張力調整は張力調整器２８の回転部を回転することにより調整する。
それぞれの直線翼１および外アーム４の一部をブレードワイヤー６で互いに連結し、張力をかけることで、直線翼１および外アーム４にかかる遠心力により発生する荷重の一部がブレードワイヤー６にかかるため、それぞれの直線翼１および外アーム４にかかる遠心力による荷重は大幅に低減される。垂直翼１は遠心力による荷重によりブレード結合部３より上部が外周方向に大きく変形する。また外アーム４は水平とのなす角度が大きいほど、遠心力により水平方向に作用する荷重が増大し、内アーム５との連結部を支点に大きく変形する。
ブレードワイヤー６により、直線翼１にかかる遠心力が大幅に低減されるため、アルミ、マグネシウムまたはＦＲＰ（ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰなど）から構成される垂直型ブレード１の応力を大幅に低減でき、肉厚などを薄くすることができるため、大幅な軽量化を実現できる。また、垂直型ブレード１の軽量化によりアームユニット２６の応力を大幅に低減することができるため、アームユニット２６のそれぞれの断面積を大幅に小さくすることができる。アームユニット２６のそれぞれの断面積を小さくすることで、回転方向での投影面積（表面積）を小さくすることができ、空気抵抗（Ｃｄ値による負荷）を大幅に低減できる。特に外周部分の回転速度は大きいので、空気抵抗による力は大きくなる。この空気抵抗により垂直型ブレード２による回転トルクが大幅に低減されるため、発電量のロスとなり、発電量および発電効率の低下につながることとなる。また、垂直型ブレード２の回転数が上昇するほど、その低減効果は増大する。一般的には、ＭＰＰＴ（風車のパワーカーブの制御方法）における垂直型ブレード２の回転数の制御ポイントは、風速が増えるほど増加するため、大きな風速に耐えることができ、発電量を大幅に増加させることとなる（発電量風速の３乗に比例して増加する）。
したがって、ブレードワイヤ６により、垂直型ブレード２の回転により発生する遠心力による半径方向の荷重を大幅に低減することで、発電量および発電効率を大幅に向上させることができる。
図５は、図１のＢ部の拡大図を示した模式図であり、ブレードワイヤー６の構成を示している。直線翼１は、直線翼１に固定されたブレード結合部３にアームユニット２６の外アーム４を結合することにより、保持される。さらにブレード結合部３に固定されたブレードワイヤー固定部７にブレードワイヤカシメ部９を勘合させブレードワイヤー６を固定する。この際、直線翼１および外アーム４に対するブレードワイヤー６はブレード結合部３の一か所で固定したが、直線翼１および外アーム４をそれぞれ個別に連結してもよい。
さらに図６に示すように、ブレードワイヤー６は、ブレードカシメ部９ではなくワイヤークリップ２９によりブレードワイヤー固定部７に勘合し、固定してもよい。
図７はブレードワイヤー６のワイヤー結合部８（クロスクリップ）の構成を示した図である。それぞれクロスするブレードワイヤー６を略中心部分で互いに結合することで、ブレードワイヤー６に発生する張力は安定するため、一層遠心力により発生する半径方向の荷重を低減することができる。
図７によるブレードワイヤー６のワイヤー結合部８の結合方法はクロスクリップとしたが、図８に示すようにワイヤーリング２３のようなリング状としてもよいし、直接結合する構成でもよい。
図８は、ブレードワイヤー６をワイヤーリング２３に固定する構成の１例を示した図である。ブレードワイヤー６に構成されたワイヤー結合部８をボルトにより固定する。ブレードワイヤー６のワイヤー結合部８をワイヤーリング２３とすることで、中心部にポール２５や発電機１８などがあっても、問題なくそれぞれのワイヤーを固定することができる。
また、ブレードワイヤー６の張力の調整は、アームワイヤー１０と同じく張力調整器２８による調整とする。この際、張力調整器２８はできる限り回転速度の遅い、中心付近に構成することが空気抵抗の低減の観点より望ましい。
このように、実施の形態１の構成により、垂直型風力発電システム１５の大幅な発電量および発電効率の向上を実現できる。
なお、実施の形態１においてブレードワイヤー６およびアームワイヤー１０はそれぞれワイヤーとしたが、金属または樹脂による棒状、板状の材料でも構わない。
なお、実施の形態１においてアームユニット２６は外アーム４と内アーム５に分離したが、図９に示すように、一体としてもその効果は変わらない。
【００１８】  上記説明から、当業者にとって、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。
従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  本発明は、従来に比べ、ブレードおよびアームに作用する遠心力を大幅に低減することが可能となる、空気抵抗（回転抵抗）の大幅な低減により、発電量および発電効率に優れ、かつ信頼性に優れた垂直型風力発電システムを実現する。よって、本発明は、例えば、垂直型風力発電システムに利用できる。
【符号の説明】
【００２０】１  直線翼
２  垂直型ブレード
３  ブレード結合部
４  外アーム
５  内アーム
６  ブレードワイヤー
７  ブレードワイヤー固定部
８  ワイヤー結合部
９  ブレードワイヤーカシメ部
１０  アームワイヤー
１１  アームワイヤー固定部
１２  アームワイヤー結合部
１３  シャフトユニット
１４  ハブ
１５  シャフトユニット固定部
１６  ベアリング
１７  フレキシブルジョイント
１８  発電機
１９  ブレーキディスク
２０  ブレーキパッド
２１  ハウジング
２２  ハウジング固定部
２３  ワイヤーリング
２４  アーム固定部
２５  ポール
２６  アームユニット
２７  バックル
２８  張力調整器
２９  ワイヤ−クリップ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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