(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構造と方法で、風力発電機用の風車を、狭く浅い水路を経由して起重機のない小島に運搬し、設置することができる風力利用装置とその設置方法を提供することを目的としている。【解決手段】  水面浮上機能を有する風車基台１に風車３を載置固定してなり、水路を移動させた後に、風車基台１を目的地の地盤Ｇに固定して、風車３を稼働させられるように成されている風力利用装置３０。【選択図】  図１
2011099418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面浮上機能を有する風車基台に風車を載置固定してなり、水路を移動させた後に、風車基台を目的地の地盤に固定して、風車を稼働させられるようになっていることを特徴とする風力利用装置。
【請求項２】
前記風車基台は、地盤へ固定するための固定部材を固定する固定部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の風力利用装置。
【請求項３】
前記風車基台は、硬質の中空体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力利用装置。       
【請求項４】
前記風車基台は、枠体の下部にフロートを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力利用装置。
【請求項５】
前記風車基台におけるフロートは、発泡樹脂成形体であることを特徴とする請求項４に記載の風力利用装置。
【請求項６】
前記風車基台におけるフロートは、中空体であることを特徴とする請求項４に記載の風力利用装置。
【請求項７】
前記風車基台におけるフロートは、チューブであることを特徴とする請求項６に記載の風力利用装置。
【請求項８】
前記風車基台には、車輪が着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の風力利用装置。 
【請求項９】
前記固定部材は棒状のアンカーであることを特徴とする請求項２に記載の風力利用装置。
【請求項１０】
前記固定部材は、水中に投下されている重錘であることを特徴とする請求項２に記載の風力利用装置。
【請求項１１】
前記固定部材は、風車基台を地盤から上昇させる螺子棒であることを特徴とする請求項２に記載の風力利用装置。
【請求項１２】
水面浮上機能を有する風車基台に風車を載置固定する工程と、風車基台を水路経由で目的地まで移動させる工程と、目的地において、風車基台を地盤に固定させる工程とからなることを特徴とする風力利用装置の設置方法。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発電機用の風力利用装置、並びにその設置方法に係り、特に小さな島々間の狭い水路上を容易に運搬することができ、起重機などのない小島にも、容易に設置することができる、風力利用装置とその設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電機を必要とする島等に、風力発電機を設置するには、現場で起重機が必要となるが、起重機を運搬することのできない狭い水路しかない地域や、人の住んでいない小島などにおいては、風力発電機を設置したくてもできないのが実情である。風力発電機については、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば風力発電機用の風力利用装置は、一般的には、構成部材を設置する現場まで運び、現場で基礎を築いた後、起重機を使用して基礎の上に組立てられる。
しかし、風力利用装置における各構成部材は、分解して小舟で運搬することはできるが、風車部分を高位置に設定するには起重機が必要であり、この起重機を運搬するには、大型の船が必要であり、大型船が通行できない狭くて浅い水路しかない地域では、起重機を目的地へ運搬することはできないし、人口の少ない小島や無人島には配置していない。
【０００５】
本発明は、簡単な手段で、風力利用装置における構成部材を、狭い水路でつながっている小島等に運搬して、設置することができるようにした、風力利用装置と、その設置方法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】
【０００６】
本発明の具体的な内容は、次の通りである。
【０００７】
（１）  水面浮上機能を有する風車基台に風車を載置固定してなり、水路を移動させた後に、風車基台を目的地の地盤に固定して、風車を稼働させられるように成っている風力利用装置。
【０００８】
（２）  前記風車基台は、地盤へ固定するための固定部材を固定する、固定部を備えている前記（１）に記載の風力利用装置。
【０００９】
（３）  前記風車基台は、硬質の中空体である前記（１）又は（２）に記載の風力利用装置。       
【００１０】
（４）  前記風車基台は、枠体の下部にフロートを備えている前記（１）又は（２）に記載の風力利用装置。
【００１１】
（５）  前記風車基台におけるフロートは、発泡樹脂成形体である前記（４）記載の風力利用装置。
【００１２】
（６）  前記風車基台におけるフロートは、中空体である前記（４）記載の風力利用装置。
【００１３】
（７）  前記風車基台におけるフロートは、チューブである前記（６）に記載の風力利用装置。
【００１４】
（８）  前記風車基台には、車輪が着脱可能に装着されている前記（１）〜（７）のいずれかに記載の風力利用装置。 
【００１５】
（９）  前記固定部材は、棒状のアンカーである前記（２）記載の風力利用装置。
【００１６】
（１０）  前記固定部材は、風車基台から投下される重錘である前記（２）に記載の風力利用装置。
【００１７】
（１１）  前記固定部材は、風車基台を地盤から上昇させる螺子棒である前記（２）に記載の風力利用装置。
【００１８】
（１２）  水面浮上機能を有する風車基台に風車を載置固定する工程と、風車基台を水路経由で目的地まで移動させる工程と、目的地において、風車基台を地盤に固定させる工程とからなる風力利用装置の設置方法。    
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００２０】
前記（１）に記載の発明においては、風車基台が水面浮上機能を具備しているので、これを水面に浮かべて、起重機の使用出来る陸地において風車を風車基台の上に載置し、固定することができる。次いで、風車基台を、ボート等によって牽引、あるいは自走推進器により、狭い水路も通過することができる。
目的地に着いた時、陸揚げできなければ、水深の浅い場所で係留し、固定部材等で、地盤に風車基台を固定して、風車を直ちに稼働させることができる。
【００２１】
前記（２）に記載の発明においては、風車基台に、固定部材を固定する複数の固定部が形成されているので、目的地である設置場所において、固定部材の下部を地盤に固定し、かつその上部を風車基台の各固定部に固定することにより、風車基台を地盤に堅固に固定して、直ちに風車を稼働させることができる。
【００２２】
前記（３）に記載の風車基台は、ＦＲＰや金属等の硬質材で中空体に形成されているので、風車を載置して水路を容易に移動させることができる。又目的地に到着後、そのまま地盤に固定し、風力発電機として稼働させることができる。
【００２３】
前記（４）に記載の風車基台は、枠体の下にフロートを備えているため、枠体とフロートを別に製造して、組立てることができるので、例えば風車の重量の差に対応して、フロートを選択することができる。
【００２４】
前記（５）に記載の風車基台は、フロートが発泡樹脂成形体であるので、板を積層するとか、ブロックを幾つか組合わせる等、製造が容易である。安価で軽量なので目的地において、これを破砕して廃棄する手間も少なくてすむ。
【００２５】
前記（６）に記載の風車基台は、フロートは金属もしくは合成樹脂の中空体に形成されているので、剛性があり、目的地において、そのまま風車基台と共に地盤に固定させることができる。  
【００２６】
前記（７）に記載の発明においては、風車基台のフロートは、チューブから成っているので、空気を充填して、風車基台に風車を積載し、目的地まで水路を移動させた後、あらかじめ水面下に構築した設置台等の上に、フロートと共に配置し、干潮時に、フロート内の加圧空気を抜くと、フロートは風車の重量により脱気されて、風車基台は設置台の上に収まる。しかる後、風車基台から重錘を水中に投下して、風車基台をその位置に固定することができる。
【００２７】
前記（８）に記載の発明においては、風車基台に車輪を装着することができるので、陸地において、風車基台に車輪とフロートを装着し、起重機等で風車を風車基台に載置固定して、水路まで車輪を利用して移動させた後、水上を移動させることができる。
目的地において、風車基台を牽引可能な時は、これを牽引して陸地にあげて、陸路を車輪を利用して移動させることができる。設置場所においては、フロートを外して、設置台等の上に移動させ、直ちに風車を稼働させることができる。
【００２８】
前記（９）に記載の発明によると、目的地に到着後、陸上もしくは水上で、風車基台から棒状のアンカーを地盤に打込み、その上部を風車基台に固定させることによって、風車基台を現場の地盤に堅固に固定し、風車を、その場で直ちに稼働させることができる。                   
【００２９】
前記（１０）に記載の発明によると、固定部材は、水中に投下される重錘であるので、水路を移動後、風車基台から重錘を投下し、あるいはあらかじめ投下してある重錘とすることにより、水面からでも風車基台を地盤に固定することができ、風車基台の浮力に勝る重い重錘であれば、波に風車基台が揺れることはない。
【００３０】
前記（１１）に記載の発明においては、固定部材は螺子棒であるので、回転させることによって、風車基台を螺子棒に沿って上昇させることができる。そのため、設置場所が水中であっても、風車基台を、螺子棒の長さにより一定の高さに位置させることにより、水飛沫が掛かる虞を小さくすることができる。
【００３１】
前記（１２）に記載の方法発明によれば、水面浮上機能を有する風車基台を使用し、これに風車を積載固定するので、風車基台ごと風車を水面に浮かせて、狭い水路を移動させることができる。
目的地において、風車基台を地盤に固定することにより、起重機等がなくても、直に風車を稼働させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る風車の実施例１の側面図である。
【図２】図１における風車基台の平面図である。
【図３】図１における横枠体の平面図である。
【図４】図１における支持腕部分の平面図である。
【図５】風車基台の実施例２を示す側面図である。
【図６】図５におけるフロートの抜気状態を示す側面図である。
【図７】風車基台の実施例３を示す側面図である。
【図８】風車基台の実施例４を示す側面図である。
【図９】風車基台の実施例５を示す側面図である。
【図１０】風車基台の実施例６を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３３】
本発明の実施例１を、図面を参照して説明する。図１において、水面Ｗのやや上位に配置された、水面浮上機能を有する風車基台１の上面に、縦軸型の風車３が載置固定されて、風力利用装置３０が形成されている。
【００３４】
風車基台１は、金属又はＦＲＰ製で、風車３の設置面積より大寸の平面形を有し、水上での横揺れに対しても、風車３を異常なく支持できる強度を有するものとしてある。
【００３５】
風車基台１は、図２に縦断面を示すように、方形の枠体１Ａの上部に上板１Ｂを張設し、上板１Ｂの下面に、水面浮上機能を保持させるためのフロート２を装着してある。枠体１Ａの四隅部、その他の位置には、複数の固定部材１２の上縁部を固定するための固定部１Ｃが、上下に貫通する孔状に形成されている。
【００３６】
フロート２は、例えば発泡スチロール樹脂板を複数枚積層するか、任意素材の発泡樹脂のブロックを、適宜組合わせて固定するなどして、所望の寸法に形成されている。
【００３７】
発泡スチロール樹脂は、安価であり、かつ軽量であるので廃棄も容易である。必要に応じて、図示しないＦＲＰ等の保護被覆を設けることができる。
またフロート２を、木材を使用し、あるいは樹脂又は金属の中空体にすることができ、かつ、風車基台１の枠体１Ａと一体型とすることもできる。
【００３８】
図１に示すように、風車基台１の上板１Ｂの上面に、風車３を載置し、図示しないボルトなどの任意の手段で、上板１Ｂに固定されている。
風車３は、直方枠体４に主軸７が支持されている。直方枠体４は、複数の方形の横枠体４Ａをそれぞれ上下に間隔をおいて、その上下における角部同士を、支柱体４Ｂをもって連結一体としたものである。
【００３９】
横枠体４Ａは、図３に平面を示すように、方形でその中央部に、主軸７を支持する軸受部５が軸支持杆４Ｃで支持されており、その中央部にベアリングからなる軸受６が配設されている。
【００４０】
横枠体４Ａの複数を段状に、支柱体４Ｂによって支持し、ボルト等任意の手段で固定し、直方枠体４に組立てる。下部の横枠体４Ａの中央部には、発電器１１が固定されている。発電器１１に連結された主軸７は、垂直に立設され、上方の横枠体４Ａにおける軸受６に貫通させて、回転可能に支持されている。
【００４１】
上下３個の横枠体４Ａによって区画された、各区画４Ｄ、４Ｄ内には、揚力型の２枚のブレード１０、１０が、回転体８並びに支持腕９を介して主軸７に配設されて、縦軸の風車３が形成されている。
【００４２】
回転体８は、図４に示すように、中央で左右の２っ割とし、ボルト８Ａで主軸７に固定される。回転体８の上部に支持腕９の基部が、ボルト９Ａで固定される。回転体８の構造は、これに限定されるものではない。
【００４３】
ブレード１０の横断面は揚力型であり、上下端部には、主軸７方向へ、垂直に対して２０度〜４５度傾斜する、傾斜部１０Ａが形成されている。ブレード１０が回転すると、ブレード１０の内側面に沿って上下方向へ気流が拡散されるが、上下の傾斜部１０Ａが、その拡散を防止して回転効率を高める。
【００４４】
ブレード１０をＦＲＰの成形体とすると、軽量で回転効率が高く、また破損しても他に大きな衝撃を与える虞がないので、好都合である。ブレード１０と支持腕９を、一体成形することができる。
【００４５】
陸地において、風車基台１にフロート２を固定し、その上に風車３を組立て、固定した後、これを水路に移動し、ボートなどによって曳航したり、あるいは着脱可能な推進器（スクリュー、プロペラ）を、風車基台１に取付ける等して、狭い水路を経て、目的地の小島などに風力利用装置３０を移動させることができる。  この場合、ブレード１０は装着せずに、風車基台１に積載しておき、目的地へ到着後に装着することができる。
【００４６】
移動した小島等において、陸揚げができないときは、設置に適する位置で、図１に示すように、風車基台１の固定部１Ｃに、固定部材１２としてのアンカーを挿入し、その下端を水底の地盤Ｇに打込み、上縁部を風車基台１の固定部１Ｃに図示しないボルト等で固定することにより、風車基台１が移動しないように堅固に固定する。次いで、フロート２が発泡樹脂成型体の場合には、必要に応じて、これを熱もしくはカッターなどで除去する。
【００４７】
この場合、設置場所には、図６に示すような、コンクリートの設置台Ｃをあらかじめ構築して、これに、棒状の固定部材１２の下端部を地盤Ｇに打込み、該設置台から風車基台１にかけて、セメントコンクリートを打設して、堅固に固定させることができる。
【００４８】
図１に示すように、固定部材１２の上面に設けたフック１Ｅから、風車３の直方枠体４上端部にかけて、緊張材１３を張設して、風車３の横揺れなどを規制してある。また直方枠体４には、図示しない斜交材（板、ワイヤー等）を、任意に設けて、揺れ、歪み等を抑止することができる。
【００４９】
直方枠体４の周囲には、ブレード１０が、台風などで破壊されて飛散する場合のために、図示しない防護ネットを張設することができる。これによって風車３を直ちに稼働させることができる。発電器１１で発電された電力は、蓄電池１１Ａに蓄電して所望の場所に送電される。直方枠体４の平面形は方形が示されているが、これに限らず、円形、楕円形、三角形、多角形でもかまわない。  
【実施例２】
【００５０】
図５は、風力利用装置３０における、風車基台１の実施例２を示す側面図である。この実施例２における風車基台１の下部には、中空チューブ状のフロート２が一体に装着されている。チューブの材質としては、例えば布に樹脂層を形成したもの等、任意である。
風車基台１には、フロート２ヘ空気を充填させるための、空気注入部１Ｄが形成されているので、中に空気を充満させることによって風車基台１は浮く。
【００５１】
この風車基台１の上に、図示しない風車を載置固定し、水路を経て目的地に到着した後、あらかじめ水中に、頂部を水面に近くして構築してある設置台Ｃ上に、満潮を利用して風車基台１を配置し、干潮時に空気注入部１Ｄの栓を解放すると、図６に示すように、チューブ状のフロート２は抜気されて、風車基台１は、風車の重量によって、設置台Ｃの上に沈下する。  
【００５２】
ここで、風車基台１のフック１Ｅから、係留材１２Ｂを介して、水中に複数の固定部材としての重錘１２Ａを投下すると、風車基台１は、地盤Ｇに設けた設置台Ｃ上に固定され、直ちに風車を稼働させることができる。潮位が上昇すると、重錘１２Ａと波とのバランスにより、風車基台１は安定するので、風車は揺れが小さい。
【００５３】
又あらかじめ風車基台１の浮力に勝る重い重錘を沈下させて、これに係留材１２Ｂを使用して風車基台１を係留しておくと、満潮時に風車基台１が浮上することはなく、浪に風車基台１が揺れることもない。
【実施例３】
【００５４】
図７は、風力利用装置における風車基台１の、実施例３を示す側面図である。前例と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。この実施例３は、風車基台１を、硬質の中空体に形成したものである。素材は金属のほかＦＲＰが使用される。
【００５５】
風車３を風車基台１に積載固定した風力利用装置を、水路を経由して小島等に到着したとき、風車基台１の上面に設けたフック１Ｅに、図示しないワイヤロープをかけて、ウインチ等で陸地から牽引して、陸地にあげることができる。
そのため、風車基台１の底面は舟型に形成されている。陸揚げした後は、例えば設置台の上に配置するだけでもよいが、必要に応じて、コンクリートで被覆することができる。
【実施例４】
【００５６】
図８は、風力利用装置における風車基台の実施例４を示す側面図である。前例と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。
この風車基台１の前後の下部には、車輪装着部１Ｆが形成されており、風車基台１に風車３を積載し、水路を経由して目的地に到達したとき、海岸などで車輪装着部１Ｆに車軸１Ｇを介して、車輪１Ｈを着脱可能に装着することができる。
【００５７】
陸地から、人手もしくはウインチ等で、風車基台１を牽引することにより、車輪１Ｈによって、容易に陸揚げをすることができる。上陸後、風車基台１を風車３を積載した状態で、陸路を移動させることができる。
【００５８】
設置場所においては、あらかじめ形成した図示しない設置台の上に、風車基台１が位置するようにし、風車基台１を当該設置台などに配置、固定し、車輪１Ｈを外すことにより、風車３を直ちに稼働させることができる。
また風車基台１の周囲を、コンクリート等で固めることによって、堅固に固定させることができる。
【実施例５】
【００５９】
図９は、風力利用装置の風車基台の実施例５を示すものである。前例と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。この実施例５における風車基台１は、図示するように、固定部１Ｃにおける、回転ナットからなる回動部材１５に、螺子棒からなる固定部材１４を螺合するものである。
【００６０】
螺子棒１４は、初めは風車基台１に横積みしておき、島等に到着した後、固定部１Ｃにおける回転ナット１５に螺合させて、回動部材１５を回転させることによって、風車基台１を上方へせり上げて行くことができる。
しかる後、固定部材１４の周囲をコンクリート１４Ａで固めることにより、堅固に固定することができる。
【実施例６】
【００６１】
図１０は、風力利用装置における風車基台１の実施例６を示すものである。前例と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。風車基台１の上に立設された支柱１９上に、風車１６が固定されている。風車基台１の上面に立設された柱支持体１７に、支点軸１８を介して支柱１９が、傾倒可能に立設されている。
【００６２】
支柱１９の上端に、図示しない発電器を内装した発電筐体２０が固定されている。発電筐体２０内には、垂直の主軸２０Ａが回転可能に立設され、主軸２０Ａの上縁部には、回転体８が固定されている。回転体８には、支持腕９を介して、揚力型の垂直のブレード１０が装着されている。
【００６３】
発電筐体２０の内部において、主軸２０Ａの周りに、図示しない発電コイルが配設され、また回転体８の内部には、図示しない磁石が、下方の発電コイルと対応して配設されている。回転体８の回転に伴い、磁石の磁力線が発電コイルに作用することにより発電される。
【００６４】
風車基台１としては、前記図５〜図８のいずれかに示した物を利用し得る。その上面前部には、前記柱支持体１７と略同じ高さの受台２１が立設されている。支柱１９は当初、仮想線１９Ａで示す状態に、支点軸１８を支点として傾倒させておき、目的地に到着した後、支柱１９をウインチで引く等により、直立させることによって、風車１６を稼動させることができる。
【００６５】
発電筐体２０内の図示しない発電器により発電された電気は、支柱１７の中を通る図示しないコードを介して、蓄電池１１Ａに蓄電して、適宜送電される。台風など強風が吹くことが、あらかじめ判る時は、支柱１９を傾倒させることにより、安全が維持できる。
【００６６】
なお、前記支柱１９の上には、図示しないプロペラ風車を換えて配設することができる。図１における風車３は、ブレードが２段式が示されているが、３段以上であってもかまわない。風車基台１上に設置する風車の形態は、どのようなものでもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
構成部材を、狭くて浅い水路を運搬することができるので、小島などに容易に移動させて、風力利用装置として直ちに利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１．風車基台
１Ａ．枠体
１Ｂ．上板
１Ｃ．嵌装孔
１Ｄ．空気注入部
１Ｅ．フック
１Ｆ．車輪装着部
１Ｇ．車軸
１Ｈ．車輪
２．フロート
３．風車
３０．風力利用装置
４．直方枠体
４Ａ．横枠体
４Ｂ．支柱体
４Ｃ．軸支持杆
４Ｄ．区画
５．軸受部
６．軸受
７．主軸
８．回転体
９．支持腕
９Ａ．ボルト
１０．ブレード
１１．発電器
１１Ａ．蓄電池
１２．固定部材
１２Ａ．重錘
１２Ｂ．係留材
１３．緊張材
１４．固定部材
１４Ａ．コンクリート
１５．回動部材
１６．風車
１７．柱支持体
１７Ａ．固定ピン
１８．支点軸
１９．１９Ａ．支柱
２０．発電筐体
２０Ａ．回転軸
２１．受台
Ｗ．水面
Ｇ．地盤
Ｃ．設置台
【図１】
2011099418.tif 000003
【図２】
2011099418.tif 000004
【図３】
2011099418.tif 000005
【図４】
2011099418.tif 000006
【図５】
2011099418.tif 000007
【図６】
2011099418.tif 000008
【図７】
2011099418.tif 000009
【図８】
2011099418.tif 000010
【図９】
2011099418.tif 000011
【図１０】
2011099418.tif 000012