(57)【要約】【課題】層流だけでなく、周りに高い建造物や樹木がある場合のような、複雑に流れる風を発電に利用したい。【解決手段】振動回転するゆらゆら風車と、ゆらゆら風車と連結したゆらゆら発電装置からなる、ゆらぎ風力発電装置により実現する。【選択図】図１
2018123821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置において、ゆらゆら風車を具備し、ゆらゆら発電装置を具備した、ゆらぎ風力発電装置。
【請求項２】
磁石を円周方向にＮ極Ｓ極を交互に配置し、かつ、半径方向にもＮ極Ｓ極を交互に配置し、前記磁石がコイルに対して位置的ゆらぎ可能であり回転可能な、請求項１のゆらゆら発電装置。
【請求項３】
羽根車の中心軸の一方は保持せずにぶらぶら状態とし、前記羽根車の中心軸の他方を一か所に軸回転可能で円錐状内任意振動可能に保持する、請求項１のゆらゆら風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は発電装置にかかわり、特に、風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】自然エネルギーを活用すべしと叫ばれるなか、山頂や海上の風力発電は徐々に増えているが、住居近くの風力発電は、あまり見かけない。周りに高い建造物や樹木がある住居近くや住居の一部であるベランダ等においては、風は層流である時間は少なく、風速と風向のゆらぎや乱流状態が頻繁に発生している。突発的な風で、風車で回転し始める前であっても、風は風車全体を風の方向に押す。風の方向が頻繁に変われば、風車全体に振動的力が加わる。さらに、層流時で一定以上の風速になれば、風車は回転可能になる。風により引き起こされる風車の回転と振動のエネルギーを発電に利用したい。【０００３】振動エネルギーを利用したものは、特許文献１に見られるが、多方向振動の記載はあるが回転については記載されておらず、回転エネルギーが利用できる手段は記載されていない。【０００４】風鈴の振動と圧電体を利用した風鈴型発電機は特許文献２に記載されているが、風鈴部材の回転エネルギーを利用するような記載は見当たらない。【０００５】振り子式発電機は、特許文献３に記載されているが、振り子自体の軸回転については記載されていない。したがって、振り子の回転エネルギーは利用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３８８８１（Ｐ２００９−３８８８１Ａ）
【特許文献２】特開２００１−３５１４１６（Ｐ２００１−３５１４１６Ａ）
【特許文献３】特開２００６−１９１７７８（Ｐ２００６−１９１７７８Ａ）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】マイクロ風力発電機の設計と製作  ＣＱ出版社２００７年３月１５日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明では、従来からの層流による発電だけでなく、複雑に流れる風により引き起こされる風車の回転と振動のエネルギーを発電に利用したい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記目的を達成するため、本発明では、ゆらゆら風車と、ゆらゆら風車と連結したゆらゆら発電装置からなる、ゆらぎ風力発電装置により実現する。
【発明の効果】
【００１０】    周りに高い建造物や樹木がある場所や、突発的、波状的にふく風であっても、風車の振動と回転を利用するので、効率のよい風力発電が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ゆらぎ風力発電装置。ゆらゆら風車とゆらゆら発電装置とからなる。
【図２】磁石の球面状配置。
【図３】磁石配置の、図２の変形配置であるが、構成物の役割は同じ。
【図４】回転自在、振動自在な部材。
【図５】ゆらぎ風力発電装置。ゆらゆら風車とゆらゆら発電装置とからなる。図１と比較して、風車と磁石の動く方向が逆で、揺れ幅制限つき。
【図６】ゆらぎ風力発電装置。ゆらゆら風車とゆらゆら発電装置とからなる。風車の取り付け位置を変えて、風車の動きより磁石の動きを大きくしたもの。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】永久磁石とコイルを用いた発電機の仕組みは非特許文献１の３６−９４ページに記載されている。特に、磁石とコイルの配置は５７ページ、７６ページに記載されている。【００１３】  まず本発明の一部である、ゆらゆら発電装置を図２で説明する。
図２のように、磁石を円周方向にＮ極Ｓ極を交互に球面４ａ、４ｂ上に配置し、かつ、円周方向と直角方向の半径方向にも、５ａのように、Ｎ極Ｓ極が交互になるように配置する。コイルの巻き方は基本的に非特許文献１の５７ページ、７６ページに記載されているが、本発明でのコイルは主に、曲面４ｃ上に配置する（図１，５，６の３）。【００１４】図１，図５では、磁石５ａ，５ｂを配置した球面４ａ、４ｂの中心に軸７が固定されている。
軸７の一方は図１，５，６の支点１を中心点として円錐状内の任意振動が可能であり、かつ、軸７自体の軸回転も可能にしてある。軸７の他方は、固定していない。球面４ａ、４ｂは軸７に連結させているので、前記磁石群５ａ，５ｂは軸７が動けば連動する。軸７と、コイル３を固定する曲面４ｃは結合していない。すなわち、前記磁石群５ａ，５ｂは、動かない曲面４ｃ上のコイル３に対して、図１の支点１を中心点として円錐状的に振動可能であり、かつ、軸７を中心軸として回転可能である。位置的ゆらぎ可能で回転可能である。したがって、軸７がゆらゆら振動、回転すれば発電する。これを本発明ではゆらゆら発電装置と言う。【００１５】  次に、軸７を振動、回転させる、ゆらゆら風車を図１，４，５で説明する。
図１で、羽根車８の中心軸７の一方を穴２ｂを通して穴より大きな球１で保持するが、球１は２ａに固定していない。かつ、前記中心軸７の他方は空間的に非固定である。したがって、軸７は円錐状内の任意振動と軸回転の連続的な動きが可能である。前記中心軸７の一方１よりも、前記中心軸７の他方の方が地表に近い（図では読者側）という位置関係にある。すなわち、ぶらぶら状態で、円錐状内の任意振動が可能である。したがって、羽根車８に風があたると、風の強弱に応じてゆらゆらと揺れ、さらに一定の風速以上になれば、風車は回転しつつ振動する。この装置を本発明では、ゆらゆら風車という。【００１６】説明のため簡単にして、ゆらゆら風車の中心軸７が前記のゆらゆら発電装置の軸７と共通にしてある。さらに、図１の４ｃＨは球面上のコイル固定部材４ｃの中央にあけた大きな円状の穴であり、この穴の直径より小さな直径の羽根車の中心を通る軸７が通っており、軸７の任意振動と軸回転を可能にしている。図１で左側から風があれば、風車で回転し始める前であっても、風は風車全体を押して風車８は風向き方向にゆれる。軸７に連結された球状面４ａ，４ｂもゆれて、球状面４ａ，４ｂに固定された磁石５ａ，５ｂが動くと、コイル３は動かないので、コイルと磁石の位置関係がかわり、コイル３に電気が起こる。風の方向と風速が頻繁に変われば、すなわち、方向と風速がゆらげば、風車全体に振動的力が加わり、コイル３に電気が起こる。さらに、風が層流で一定以上の風速になれば、風車が回転し、磁石も回転するので、電気がおこる。さらに、風速だけ変化しても、風車は回転しつつ振動するので、やはり電気がおこる。これを本発明では、ゆらぎ風力発電装置という。分かりやすくするために、ゆらゆら風車の中心軸７とゆらゆら発電装置の軸７とを共通にしたが、別々にして、ゆらゆら風車の動きや回転数をギア、ベルト、クランクアーム、その他の手段で拡大してゆらゆら発電装置に伝達しても、本発明のゆらぎ風力発電装置に含まれる。【００１７】図２と図３で、Ｎ極Ｓ極の交互配置は、３列（３周）に記載しているが、５列、８列等何列でもよい。図２と図３で、磁石は電磁石でも永久磁石でもよい。磁石の形は円形でも多角形でもよい。図２では、５ａのように、磁石を円周方向と直角方向にＮ極Ｓ極を交互に配置しているが、図３、５ａのように、円周方向と厳密には直角でない方向にＮ極Ｓ極を交互に配置してもよいので、本発明で半径方向という場合、図３、５ａのような配置も含む。図２の４ａは、面が球状であるが、図３の４ａは、骨組みを球状にしている。役割は同じであるので、どちらも４ａと記入した。これも本発明のゆらゆら発電装置に含まれる。図１，５，６の球１の代わりに回転自在、振動自在な図４の部材を用いてもよい。回転自在なボールベアリング１２の中に、振動自在な部材１１を組み込んでいる。さらに部材１１の中央に軸７を振動自在に組み込んでいる。
【実施例２】
【００１８】図５では、風車と磁石の動きが反対方向になる構成を示す。また、強風対策として、制限部材１０をつけて振動範囲を制限している。ゆらぎの振幅を制限するものは図５に限定されず、図示しないが、例えば、軸７の下方から、ボールベアリング等を介して、バネ等で引っ張ってもよい。
制限部材１０を調節して振動範囲を十分狭くし、コイルと磁石を接触させないようにした場合は、コイルと磁石の配置を球状でなく平面状にしてもよく、発電性能は落ちるが、製作が容易となりコスト削減になる。これも本発明のゆらゆら発電装置に含まれる。
【実施例３】
【００１９】図６では風車の振動振幅よりも磁石の振幅を大きくしたものである。風車は球面４ａと球１の間に設定した。【００２０】磁石とコイルの関係としては、磁石のついた球面部材を固定とし、コイルのついた球面部材を回転振させてもよい。この場合、回転するコイルから電力を取り出すためのブラシを必要とする。これも本発明のゆらゆら発電装置に含まれる。
【実施例４】
【００２１】上記の実施例１−３を海上で浮遊体にのせれば、浮遊体のゆらゆら動きも軸７を動かし、波と風のエネルギーで発電できる。浮遊体のゆらゆら動きを効果的にするために、軸７のぶらぶら端におもりをつけて調節してもよい。一見すると、波力発電であるが、地震時の津波を除けば波は風により起こされるわけであるから、風力発電と言える。装置構成からしても、本発明に浮遊体を追加するだけであるから、一時的にまたは部分的に波のエネルギーを利用できるようにしたとしても、浮遊体上の風力発電装置として本発明のゆらぎ風力発電装置に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】  本発明は、陸上や海上の浮遊体上の風力発電等の電力産業で利用される。
【符号の説明】
【００２３】１          羽根車の中心軸７の一方を配置するための球状物体。球状であるため、中心            軸７は振動可能、回転可能。言いかえれば、軸７は、軸回転と円錐状内の任            意振動が可能。
２ａ        中心軸７を軸の一方で吊るすための部材。
２ｂ        中心軸７より大きく、球状物体１の直径より小さい穴。
３          コイル。
４ａ，４ｂ  球面状または円平面状の磁石固定部材。コイル固定部材４ｃとの関係を分か            りやすくするために、断面を表示。
４ｃ        球面状または円平面状のコイル固定部材。磁石固定部材４ａ，４ｂとの関係            を分かりやすくするために、断面を表示。
４ｃＨ      取り除いた球面部分で、コイル固定部材４ｃの中央にあけた円状な穴。この            穴の直径より小さな直径の、羽根車の中心を通る軸７が通る。
５ａ，５ｂ  磁石群。
７          羽根車の中心を通る軸。磁石固定部材４ａ，４ｂの中心部分と結合。
コイル固定部材４ｃとは、結合していない。軸回転と円錐状内の任意振動が            可能。
８          羽根車。風車とも言う。クロスフロー型、サボニウス型、ジャイロミル型、            ダリウス型など。
１０        軸７の揺れ幅を制限する部材。
１１        振動自在な部材。
１２        ボールベアリング。
１３        空間。
【図１】
2018123821.tif 000003
【図２】
2018123821.tif 000004
【図３】
2018123821.tif 000005
【図４】
2018123821.tif 000006
【図５】
2018123821.tif 000007
【図６】
2018123821.tif 000008