(57)【要約】【課題】本発明は森林の伐採あるいは近隣の環境破壊等に悪影響を与えず既存のスペースを設備スペースとして活用しつつ道路に於ける車及び街路灯、交通表示及び標識灯、その他の電気設備に必要な電力を供給するための電力供給方法と装置を提供する。【解決手段】本発明の道路に於ける電気設備に対する電力供給方法と装置は、道路８００の中央分離帯８０１の長方向間に所要間隔置きに支持基軸８０２を列設するとともにこの各支持基軸８０２の上部に回転軸８０３を中心として所定角度ごとに垂直翼型のブレード８０４を複数設けた風力発電用風車８０５及び当該風力発電用風車８０５の発電機８０６とから成る発電装置８０７を装備し、かつ各支持基軸８０２の下部に太陽光パネル８０８を張設した発電装置８０９を装備し、前記両発電装置８０６，８０９により前記道路８００に於ける歩道用街路灯８１０あるいは交通標識用表示板８１１等の電気設備に必要な電力を供給することができるように構成したことを特徴とする。【選択図】図１
2011099330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面の翼長方向間の中央領域部分と、
当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、
太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、
前記両発電装置より道路に於ける車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対して電力を供給することを特徴とする道路に於ける電気設備に対する電力供給方法。
【請求項２】
前記各支持基軸に設けた両発電装置は、前記各支持基軸に設けた風力発電用風車の各ブレードに太陽光パネルを設けるとともに太陽光パネルからの太陽光電力を出力する太陽光電力送電体を設けた複合型発電装置から成ることを特徴とする請求項１記載の道路に於ける電気設備に対する電力供給方法。
【請求項３】
裏面の翼長方向間の中央領域部分と、
当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、
太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、
前記両発電装置より道路に於ける車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対して電力を供給することができるように構成したことを特徴とする道路に於ける電気設備に対する電力供給用発電装置。
【請求項４】
前記各支持基軸に設けた両発電装置は、前記各支持基軸に設けた風力発電用風車の各ブレードに太陽光パネルを設けるとともに太陽光パネルからの太陽光電力を出力する太陽光電力送電体を設けた複合型発電装置から成ることを特徴とする請求項３記載の道路に於ける電気設備に対する電力供給用発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は道路に於ける電気設備に対する電力供給用発電方法と装置に関し、道路に設けられる中央分離帯及び／またはその他の分離帯のスペースを有効利用した発電方法と装置により道路に設けられる車路灯あるいは表示灯、その他の電気設備への電力の供給を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料を利用した発電による地球の温暖化や環境破壊の防止のため、風力及び太陽光を利用した発電が種々開発実行されつつある。
【０００３】
しかし、風力及び太陽光による発電設備の小型化には限度があり道路に設けられた車路灯あるいは表示灯、その他の電気設備に対する電力についての利用はいまだ完璧な装置等の開発並びに実施には至っていないのが現状である。
【０００４】
従って、一般道路の街路灯については、街路灯自体に風力及び太陽光パネルを装備した装置自体を出願人が提案したところであります。（特許文献1）
【０００５】
しかるに車線の多い道路あるいは高速道路等に設けられた車路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対する電力供給については全く提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】意願２００３−８３２２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、車線の多い道路あるいは高速道路等に設けられた車路灯あるいは表示灯、その他の電気設備に対する電力供給に必要な風力発電及び太陽光による発電方法の実施及び装置の設置スペースの確保が困難である点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車線の多い道路あるいは高速道路等に設けられた車路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対する風力及び太陽光による発電装置を道路に設けられた中央分離帯及び／またはその他の分離帯の設備スペースをそのまま活用することにより設備スペースの安定確保と設備費の節減を果しつつ設備することができるように開発されたもので、請求項１の発明は、裏面の翼長方向間の中央領域部分と、当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には、翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを、回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および、当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、前記両発電装置より道路に於ける車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対して電力を供給することを特徴とする道路に於ける電気設備に対する電力供給方法である。
【０００９】
そして、請求項３の発明は、裏面の翼長方向間の中央領域部分と、当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には、翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを、回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および、当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、前記両発電装置より道路に於ける車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対して電力を供給することができるように構成したことを特徴とする道路に於ける電気設備に対する電力供給用発電装置。
【００１０】
また、請求項２及び４の方法及び装置の発明は、前記方法及び装置の各支持基軸に設けた両発電装置に於いて、前記各支持基軸に設けた風力発電用風車の各ブレードに太陽光パネルを設けるとともに太陽光パネルからの太陽光電力を出力する太陽光電力送電体を設けた複合型発電装置から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜４記載の発明によれば、道路に設備される中央分離帯及び／またはその他の既存の分離帯のスペースをそのまま利用し、その道路に設けられる車車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対する電力供給用の風力及び太陽光による発電装置を特別新たなスペースを必要とせずに設備することができる。
【００１２】
また、分離帯に設備されるフェンス等の設備を利用することにより設備費の削減をも計ることができる。例えば分離帯のガードレールや基礎用コンクリート基板を風力発電用風車及び太陽光パネルを支持する支持基軸の立設用の支持体及び基礎として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の概要を示す実施例１の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に於ける実施例２を示すもので、発電装置の風力発電用風車の正面図である。
【図３】同上、ブレードの背面図である。
【図４】同上、風車の平面図である。
【図５】同上、ブレードの断面図である。
【図６】同上、ブレードの要部の背面図である。
【図７】同上、ブレードの要部の断面図である。
【図８】本発明の実施例３を示すブレードの要部の断面図である。
【図９】本発明の実施例４を示すブレードの斜視図である。
【図１０】同上、ブレードの裏カバー材の平面図である。
【図１１】同上、風車の正面図である。
【図１２】本発明の実施例５を示すブレードの裏面図である。
【図１３】同上、ブレードの三分割部材の平面図である。
【図１４】同上、風車の正面図である。
【図１５】本発明の実施例６に係る発電装置の概略正面図である。
【図１６】実施例６に係る発電装置の概略平面図である。
【図１７】実施例６に係る発電装置における支持基軸に対するブレード、太陽光パネルの取り付け状態及び太陽光電力伝送体を示す部分拡大図である。
【図１８】実施例６に係る発電装置におけるブレード、太陽光パネルを示す拡大斜視図である。
【図１９】実施例６に係る発電装置におけるブレードの裏面の拡大斜視図である。
【図２０】実施例６に係る発電装置における同軸反転式コアレス発電機を示す概略分解断面図である。
【図２１】実施例６に係る発電装置における同軸反転式コアレス発電機の概略平面図である。
【図２２】実施例６の発電装置における同軸反転式コアレス発電機の変形例を示す概略分解断面図である。
【図２３】実施例６に係る発電装置における同軸反転式コアレス発電機の別の変形例を示す概略分解断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、車線の多い道路あるいは高速道路等に設けられた車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対する風力及び太陽光による発電装置を道路に設けられた中央分離帯及び／またはその他の分離帯の設備スペースをそのまま活用することにより設備スペースと設備費の節減を果しつつ設備することができるように開発されたもので、請求項１の方法発明は、裏面の翼長方向間の中央領域部分と、当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には、翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを、回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および、当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、前記両発電装置より道路に於ける車及び街路灯あるいは交通表示及び標識灯、その他の電気設備に対して電力を供給することを特徴とする。
【００１５】
そして、請求項３の装置発明は、裏面の翼長方向間の中央領域部分と、当該中央領域部分の上下翼端間の上部および下部領域部分の三つの領域部分に必要数の開口部を配設するとともに前記中央領域部分には、翼長の中心線を中心とする対称形状の中央開口部を設けたブレードを、回転軸を中心として所定角度ごとに複数設けた風力発電用風車および、当該風力発電用風車の発電機とから成る発電装置と、太陽光パネルから成る発電装置を道路の中央分離帯等の分離帯の長さ方向に於いて、所定間隔置きに立設した各支持基軸に装備し、前記両発電装置より道路に於ける街路灯あるいは交通標識等の電気設備に対して電力を供給することができるように構成したことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２及び４の方法及び装置発明は、前記各支持基軸に設けた両発電装置に於いて、前記各支持基軸に設けた風力発電用風車の各ブレードに太陽光パネルを設けるとともに太陽光パネルからの太陽光電力を出力する太陽光電力送電体を設けた複合型発電装置から成ることを特徴とする。
【実施例１】
【００１７】
以下本発明の電力供給方法と装置の概要を図１により説明する。
【００１８】
図１は、上下２車線の４車線から成る道路８００に於ける片側２車線と上下車線の中央に設けられる中央分離帯８０１を示す斜視図である。
【００１９】
本発明の道路に於ける電気設備に対する電力供給方法と装置は、道路８００の中央分離帯８０１の長方向間に所定間隔置きに支持基軸８０２を列設するとともにこの各支持基軸８０２の上部に回転軸８０３を中心として所定角度ごとに垂直翼型のブレード８０４を複数設けた風力発電用風車８０５及び当該風力発電用風車８０５の発電機８０６とから成る発電装置８０７を装備し、かつ各支持基軸８０２の下部に太陽光パネル８０８を張設した発電装置８０９を装備し、前記両発電装置８０６，８０９により前記道路８００に於ける歩道用街路灯８１０あるいは交通標識用表示板８１１等の電気設備に必要な電力を供給することができるように構成したものである。
【００２０】
尚、前記した本発明の方法及び装置に於ける各構成の具体的な構成は以下の実施例にて詳細に説明する。
【実施例２】
【００２１】
以下、本発明の実施例２を添付図面を参照して説明する。図２〜図７は本発明の発電装置８０７の風力発電用風車８０５の実施例を示し、同図に示すように、垂直軸型の風車１は、中心に垂直方向の回転軸２を備える。この回転軸２の周囲に複数のブレード３が円周方向等間隔に配置され、この例では３枚のブレード３，３，３が前記回転軸２と平行に配置され、すなわち、前記ブレード３は、前記回転軸２に直交する面内で同一半径の円周方向に沿って等角度間隔（本実施例では１２０度間隔）に配置されている。
【００２２】
前記ブレード３は、前記回転軸２から放射状に延びるアーム４の端部に、該支持杆４に対して所定の角度で固定されている。また、アーム４は、ブレード３の長さ方向に複数設けられ、この例では２本設けられている。
【００２３】
前記ブレード３の外皮は、アルミニウム合金やチタニウム合金などの軽金属、あるいは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材などの材質からなる薄板状の素材から形成されている。また、ブレード３の翼形は１．０以上、好ましくは１．０〜１．４の揚力係数を有する流線形であり、特に、非対称翼の軽飛行機（離陸重量５７００ｋｇ以下の飛行機）の主翼に使用される形状、例えば４字系翼型、ＲＡＦ翼型、ゲッチンゲン翼型などが好ましい。そして、翼型の膨らみが大きな面（外周側の面）が、ブレード３の表面５であり、翼型の膨らみが小さい面（内周側の面）が、ブレード３の裏面６であり、この裏面が回転軸側の面である。
【００２４】
前記ブレード３内には、前記表面５側と裏面６側を連結する連結材７が設けられ、この連結材７はブレード３の外皮と同一の薄板状の素材から形成され、その連結材７によって、回転時におけるブレード３の変形を防止している。尚、図中８は上部に前記回転軸２に連結した発電機であり、この発電機８はポール９の上に設けられている。
【００２５】
この例では、前記ブレード３の前部１１はアルミニウム合金の押し出し品により形成されており、この前部１１は前記連結材７より前側の中空部１２と、前記連結部７から後側にそれぞれ延びた表面連結部１３と裏面連結部１４とを一体に有し、押し出し成形により長さ方向に同一断面が連続する。前記表面連結部１３の後端側には、内側に凹んだ段部１５により表面取付部１６が形成され、また、前記裏面連結部１４の後端側には、内側に凹んだ段部１７により裏面取付部１８が形成され、前記表面取付部１６の外面に、前記前部１１より薄い板からなる表カバー材１９が、固定手段たるリベット２０により固定され、また、前記裏面取付部１８の外面に、前記前部１１より薄い板からなる裏カバー材２１が、リベット２０により固定されている。そして、段部１５，１７により、前記表面５及び裏面６に段差が形成されないように構成されている。また、前記表面連結部１３及び裏面連結部１４の後端には、内側に略直角に折り曲げた折曲げ縁部１３Ａ，１４Ａが形成されている。そして、それら表カバー材１９及び裏カバー材２１が後側部材である。
【００２６】
尚、図中２２は、前記前部１１に複数設けたビスホールであって、前記中空部１２内に設けられ、連結材７の両端角部の２箇所と、前側の２箇所に設けられている。
【００２７】
ブレード３には、アーム４の取付位置に対応して、アーム支持部材３１が設けられ、このアーム支持部材３１は、中央部３１Ａの両側に側部３１Ｂ，３１Ｂを有する断面略コ字状をなし、その中央部３１Ａを表面連結部１３及び表カバー材１９の内面に沿わせ、中央部３１ａ複数のリベット２０により表カバー材１９に固定され、それら側部３１Ｂ，３１Ｂの前側を前記表面連結部１３と裏面連結部１４の間に固定配置している。尚、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１３Ａが嵌入する受溝部１３１Ａが中央部３１Ａ側に形成され、また、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１４Ａが嵌入する受溝部１３１Ｂが側部３１Ｂの縁に形成されている。さらに、アーム支持部材３１の前側を固定部材たるビス３２により前記連結材７に固定する。
【００２８】
また、前記裏面連結部１３には、アーム４の取付位置に対応して、挿通孔３３が形成され、この挿通孔３３にアーム受材３４を挿通し、このアーム受材３４に前記アーム４の先端を挿通すると共に、その先端を前記側部３１Ｂ，３１Ｂの間に嵌入し、ブレード３内において、複数のボルト３５を側部３１Ｂ，３１Ｂ、アーム受材３４に挿通し、ナット３５Ａを螺合することにより、ブレード３にアーム受材３４を固定する。そして、ブレード３から突出したアーム受材３４に、アーム４を外嵌入し、複数のボルト３５とナット３５Ａにより、アーム受材３４にアーム４を固定する。尚、前記アーム受材３４はアルミニウム合金の押し出し品からなり、中実材料からなる。このように、前記アーム支持部材３１、アーム受材３４、ボルト３５及びナット３５Ａなどにより、ブレード３にアーム４を固定するアーム固定手段３６を構成している。
【００２９】
前記ブレード３の長さ方向両端部には、該端部を塞ぐ蓋板４１が設けられている。この蓋板４１は、断面略Ｌ字状の固定部材４２により固定され、この固定部材４２の一側片４２Ａをブレード３の内面にリベット２０により固定し、前記固定部材４２の他側片４２Ｂを前記蓋板４１にリベット２０により固定する。また、蓋板４１の前側は、図示しないビスを該蓋板４１に挿通し、そのビスを前記ビスホール２２に螺合することにより固定される。
【００３０】
尚、前記固定部材４２には、前記折曲げ縁部１３Ａが嵌入する受構部１３１Ａが一側片に形成され、また、前記アーム支持部材３１には、前記折曲げ縁部１４Ａが嵌入する受溝部１３１Ｂが側部３１Ｂの縁に形成されている。
【００３１】
前記ブレード３には、前記裏面６に複数の開口部５１，５１・・・形成されている。この開口部５１は、翼の空力特性によって、前縁５２と後縁５３との間で、前縁５２から５５％〜９５％の範囲内、好ましくは７５％〜９５％の範囲内に、複数の開口部５１，５１・・・を設け、これら開口部５１，５１・・・の合計面積が裏面６の面積の３０％〜５％、好ましくは２０％〜５％としている。これにより、ブレード３は、低いレイノルズ数で高い揚力係数になるような翼型に形成され、かつ高風速域で裏面６側における空気の流れの乱れの少ない構造となる。
【００３２】
また、ブレード３に対する風向き（回転方向Ｔに対する法線方向）に対して、ブレード３の翼弦５４は、０度〜５度の角度で取り付けられている。尚、図中Ｗは風の吹く方向である。
【００３３】
したがって、低風速域における起動時には、複数のブレード３に風を受けると、ブレード３の後部に位置する開口部５１により、後側からの風の抵抗が大となり、この空気抵抗によりブレード３が前方に向かって回転する起動トルクが得られる。
【００３４】
一方、周速比１以上の高風速域では、ブレード３に発生する揚力により回転し、この際、開口部５１がブレード３の後方に位置するため、裏面６に沿って前縁５２から復縁５３へと向かう空気の流れに乱れが生じ難く、高い回転トルクを得ることができる。
【００３５】
このように本実施例では、回転軸３に直交する面内で、回転軸３を中心として所定角度ごとに複数のブレード３が設けられ、ブレード３が１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である風力発電用の風車において、翼弦５４に対して回転軸側の面たる裏面6には、翼弦長に対して前縁５２から５５％〜９５％の範囲内に開口部５１を設けたから、開口部５１における抗力により微風でも起動することができ、ブレード３の揚力により回転する高風速域では、ブレード３の裏面６の前縁５２から離れた翼弦長に対して５５％〜９５％の位置に開口部５１が設けられているから、抵抗となる裏面６の風の流れの乱れが少なく、高い回転トルクを得ることができる。
【００３６】
また、このように本実施例では、回転軸側の面たる裏面６に対して開口部５１の面積が３０％〜５％であるから、一層、風の流れの乱れが少ないものとなる。
【００３７】
また、このように本実施例では、複数の開口部５１を設けたから、起動時に風を効率よく捉えることができる。
【００３８】
また、このように本実施例では、ブレード３の前部１１より開口部５１の部材たる裏カバー材２１が薄いから、風の抵抗が大きな前部１１を厚くすることにより、前部１１の強度を確保し、開口部５１の部材を薄くすることにより、軽量化を計ることができる。
【００３９】
また、このように本実施例ではブレードの製造方法において、ブレード３の少なくとも一部をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、アルミニウム合金の押出成形により、均一な肉厚と形状を確保することができる。
【００４０】
また、このように本実施例では、ブレード６の前部１１をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、風の抵抗が大きな前部１１の強度と均一形状とを確保することができる。
【００４１】
また、このように本実施例では、前部１１が中空部１２を有するから、中空部１２により強度が向上する。
【００４２】
また、このように本実施例では、前部１１に、後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１を連結する表面及び裏面連結部１３，１５を設けたから、表面及び裏面連結部１３，１５に表カバー材１９及び裏カバー材２１を連結することができる。
【００４３】
また、このように本実施例では、前部１１の厚さより後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１が薄いから、表カバー材１９及び裏カバー材２１を薄くすることにより、軽量化を計ることができる。
【００４４】
また、このように本実施例では、連結部１３，１５をアルミニウム合金の押出成形により製造したから、連結部１３，１５の強度と均一な形状を確保することができる。
【００４５】
また、このように本実施例では、連結部１３，１５の端部に後側部材たる表カバー材１９及び裏カバー材２１の厚さに対応した段部１５，１７を設け、この段部１５，１７に表カバー材１９及び裏カバー材２１の前側を配置したから、前部１１と表カバー材１９及び裏カバー材２１との間の段差の発生を解消することができる。
【００４６】
また、実施例上の効果として、前部１１にビスホール２２を設けたから、端部に蓋板４１などをビスにより簡便に取り付けることができる。
【実施例３】
【００４７】
図８は本発明の風力発電用風車８０５の別の実施例を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、前部１１は、中空部１２と該中空部１２と別体に設けられた分割部６１とからなり、この分割部６１は、前記表面連結部１３と裏面連結部１４の前端を板状の後連結材６２により連結した略コ字形形状をなし、前記連結材７にあり溝状の嵌合溝７Ａを設け、前記後連結材６２に、前記嵌合溝７Ａに嵌合する嵌合部６２Ａが形成されている。そして、それら嵌合受部たる嵌合溝７Ａと嵌合部６２Ａにより連結手段６３を構成している。また、それら前部１１及び分割部６１がそれぞれアルミニウム合金の押し出し品より形成されている。また、中空部１２内には、前記ビスホール２２が連結材７の両端角部の２箇所と、中央側の２箇所と、前側の２箇所に設けられている。
【００４８】
したがって、嵌合溝７Ａに嵌合部６２Ａを合わせ、中空部１２に対して、分割部６１を長さ方向に移動することにより両者を連結一体化することができる。
【００４９】
このように本実施例では、前部１１と連結部１３，１５とを連結する連結手段６３を一体に備えるから、連結手段６３により前部１１と連結部１３，１５を有する分割部６１とを連結することができる。
【００５０】
また、このように本実施例では、連結手段６３は、前部１１と、連結部１３，１５を有する分割部６１の一方に設けた嵌合部６２Ａと、他方に設けた嵌合受部たる嵌合溝７Ａを備えるから、嵌合部６２Ａと嵌合溝７Ａとの嵌合により前部１１と連結部１３，１５とを連結することができる。
【００５１】
尚、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【実施例４】
【００５２】
図９，図１０，図１１は本発明の風力発電用風車８０５の別の実施例を示し、風力発電用風車のブレードを示す斜視図及びブレードの裏カバー材（後側部材）の平面図、風力発電用風車の正面図である。
【００５３】
本実施例では、実施例２，３で説明したブレード３を改良したもので図９，１０に示すブレード３００を図１１に示す如く垂直軸型の風車１００は、中心に垂直方向の回転軸２００を備えるとともにこの回転軸２００の周囲に複数のブレード３００を円周方向等間隔に配置することにより構成されている。
【００５４】
ただし図１１の場合では、３枚のブレード３００を前記回転軸２００と平行に配置したもので、３枚のブレード３００を回転軸２００に直交する面内で同一半径の円周方向に沿って等角度間隔（図１１では１２０度間隔）で配設され、前記回転軸２００から放射状に延びるアーム４００の端部に、該アーム４００に対して所定角度で固定されている。
【００５５】
しかして、本実施例での前記風車１００を構成するブレード３００は前記実施例２，３で述べたブレードの裏面に複数の開口部５１を配設したブレード３の改良にかかる実施例であって、以下に記載の実施例については、実施例２及び３にての実施例の各構成を適用しつつ実施するもので、以下には図９及び１０にて図示の構成について、特にその構成の詳細を説明する。
【００５６】
まず、図９に示す如くブレード３００を構成する表面及び裏面６００を備える前部１１０の取付部１８に裏カバー材（後側部材）２１０をリベット２０にて取り付けることにより構成する。
【００５７】
また、上下翼端部には、上下翼端枠３１０を介装するとともに上下翼端板３１１を取り付けることにより構成する。
【００５８】
しかして、前記裏カバー材（後側部材）２１０はブレード３００の裏面の翼長方向間の中央領域部分に該当する裏カバー材２１０の中央領域部分２１０Ａ、この中央領域部分２１０Ａの上下翼端間の上部及び下部領域部分２１０Ｂ，Ｃの三つの領域部分に複数の開口部５１０を配設したものである。
【００５９】
すなわち、この実施例４では、特に中央領域部分２１０Ａに中央開口部５１１を設けるとともに上部及び下部領域部分２１０Ｂ及び２１０Ｃには上部開口部５１２，５１４及び５１６を開口配設し、かつ下部開口部５１３，５１５及び５１７をそれぞれ開口配設することにより構成する。
【００６０】
また、前記中央開口部５１１は、ブレード３００の翼長の中心線に該当する裏カバー材２１０の中心線２１０Ｐを中心とする対称形状、すなわち扇形状の開口部を設けることにより構成する。
【００６１】
そして、前記上部領域部分２１０Ｂと下部領域部分２１０Ｃには、前記中心線２１０Ｐを中心とする対象位置に、略台形状の開口部５１２〜５１７をそれぞれ配設するとともに上下部領域部分の対象位置の相互間の開口部は、それぞれ対称形状の開口部を配設した構成からなる。
【００６２】
すなわち、それぞれ対象位置に配設される上部開口部５１２及び下部開口部５１３，上部開口部５１４と下部開口部５１５及び上部開口部５１６と下部開口部５１７はそれぞれ同一台形状で、互いに対象形状のものである。
【００６３】
以上のブレード３００における開口部５１０の構成は、本発明の目的とする、微風での起動性、回転に伴う風の乱れの制御性、さらには発電効率性の３条件を向上することを目的とするものである。
【００６４】
すなわち、実施例２ではブレードの回転軸側の面に複数の開口部５１を配設することによりその目的を遂行するものであった。
【００６５】
そして、図２及び３には翼長間に同一形状の開口部５１を所要間隔置きに配設したが、これを前記実施例４の如く配設することにより前記３条件の目的をより効果的に得られるように改良したものである。
【００６６】
特に、ブレード３００の翼長の中心線に該当する裏カバー材２１０の中心線２１０Ｐを中心とする中央領域部分２１０Ａに扇形状の中央開口部２１１を開口配設するとともに上下部領域部分２１０Ｂ，Ｃには、それぞれ中心線２１０Ｐを中心とする対象位置にそれぞれ対称形状の開口部である上下部開口部５１２〜５１７を開口配設することによってブレード翼全長間に於けるバランスを得られることに加えて回転軸始動時の抗力をより効果的に得られると同時に回転中の風の乱れをより効果的に抑制することができ、その結果発電効率を向上することができるものである。
【００６７】
尚、前記実施例３に於けるブレード３００については、実施例２と同様に１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である構成に加えて前記開口部は、ブレードの回転軸側の面において、翼弦長に対して翼弦の前縁から５５％〜９５％の範囲内に配設するとともにその面積が３０％〜５％の構成にて実施することが好適である。
【実施例５】
【００６８】
図１２，図１３及び図１４は本発明の風力発電用風車８０５の別の実施例を示し、風力発電用風車のブレードの裏面図、ブレードの三分割部材の平面図、風力発電用風車の正面図である。
【００６９】
図１４に示すように図１２，図１３にて示すブレード３０１を、実施例４と同様に図１１の構成にてアーム４００に固定しつつ回転軸２００に配置することにより風力発電用風車８０５を構成したものである。
【００７０】
風力発電用風車８０５を示す図１４のその他の構成については、実施例４と同一であるので説明を省略する。
【００７１】
よって、本実施例での風車８０５を構成するブレード３０１は前記実施例４の別の実施例を示すもので、特にブレード３０１は翼長間の中央領域部分、その上下部の上下部領域部分を三分割した各部分によって構成したことを特徴とする。
【００７２】
すなわち、図１２に示す如く、ブレード３０１は、中央領域部分２１１Ａ及びその上下部の上部領域部分２１１Ｂ、下部領域部２１１Ｃの三分割部分により構成されている。
【００７３】
そして、図１１に示す如く前記各部分２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃは表面（図示せず）と裏面６０１を備える前部１１１とこれの後側部材に該当する表カバー材（図示せず）と裏カバー材２２０を備えることにより構成されている。
【００７４】
また、前記ブレード３０１は図１３に示す如く、前記ブレード３０１の三分割部分２１１Ａ〜２１１Ｃを各分割部分ごとに別体に構成し、これらを連結部材（図示せず）を各分割部分との連結部分に介装し、リベット２０にて固定することにより一体化して構成するものである。
【００７５】
また、前記各分割部分２１１Ａ〜２１１Ｃは図１２に示す如く上下領域部分２１１Ｂ，Ｃは対称形状の構成からなり、表面は（図示せず）及び裏面６０１Ｂ，６０１Ｃを備える前部１１１Ｂ，１１１Ｃに表カバー材（図示せず）及び裏カバー材２１２Ｂ，２１２Ｃをリベット２０にて取り付けることにより構成されている。
【００７６】
そして、中央領域部分２１１Ａは、表面（図示せず）及び裏面６０１Ａを備える前部１１１Ａに開口部５２１〜５２６を開口配設した裏カバー材２１２Ａをリベット２０にて取り付けることにより構成されている。
【００７７】
また、前記裏カバー材２１１Ａに開口配設した各開口部５２１〜５２６は、ブレード３０１の翼長方向間に於いてブレード３０１の翼全長の中心線２１１Ｐを中心とする対称位置に配設するとともに、中央部には扇形状の中央開口部５２１，５２２を、その上下部には略台形状の上下部開口部５２３〜５２６を対称形状となるように配設することにより構成されている。
【００７８】
さて、以上の構成からなるブレード３０１によれば、複数の開口部５２１〜５２６により前記実施例３と同様の作用効果を得られるとともに、三つの分割部分２１１Ａ〜Ｃによって構成することによりブレード３０１の全体の強度を、特に開口部５２１〜５２６のない部分２１１Ｂ、２１１Ｃによって維持することができ、かつブレード３０１全体のメンテナンスを容易とし、さらには開口部５２１〜５２６による配設等の設計、調整その他のメンテナンスを中央領域部分２１１Ａのみの構成部材にて達成することができる等の実施例４にはない作用効果が得られる。
【００７９】
尚、図１３に示す三つの分割部分２１１Ａ〜Ｃをそれぞれ別体に構成し、これを一体化して図１１のブレード３０１を構成する実施例に代えて、実施例１及び２の如く前部１１１を形成するとともにこれの取付部１６に表カバー材１９と裏カバー材２２０をリベット２０にて取り付けて構成することも可能である。
【００８０】
但し、この場合、裏カバー材２２０は中央領域部分、上下部領域部分を一枚の裏カバー材（図示せず）にて構成する場合に加えて前記図１２に示す裏カバー材２１２Ａ〜２１２Ｃの三つの裏カバー材にて分割したものを形成し、これを前部１１１Ａ〜Ｃの取付部１８にリベット２０にて取り付けることにより実施することも可能である。
【００８１】
尚、この実施例５に於けるブレード３０１についても、実施例２と同様に１．０以上の揚力係数を有する流線形の翼型である構成に加えて前記開口部は、ブレードの回転軸側の面において、翼弦長に対して翼弦の前縁から５５％〜９５％の範囲内に配設するとともにその面積が３０％〜５％の構成にて実施することが好適である。
【実施例６】
【００８２】
以下に、本発明の前記実施例１に係る発電装置８０７と発電装置８０９について複合型発電装置９００による実施例６を図１５乃至図２１を参照して詳細に説明する。
【００８３】
本実施例に係る発電装置９００は、図１５乃至図１８に示すように、例えばジャイロミル形（垂直軸垂直翼タイプ）で流線形のブレード９０５を例えば３枚有する構造の風車９０２の下端と、この風車９０２を地上から所定の高さとなるように支持する中空の支持基軸８０２の上端との間に配置され、風エネルギーで回転する風車９０２の回転力を利用して発電出力を得る同軸反転式コアレス発電機９０１と、前記風車９０２の各ブレード９０５の表面に各々取り付けた太陽光により発電する例えば多結晶モジュール、アモルファスモジュール構造の３個の太陽光パネル８０８と、前記支持基軸６により前記同軸反転式コアレス発電機９０１と同軸配置に支持されるとともに、前記太陽光パネル８０８から伝送ケーブル８１３を経て伝送される太陽光電力を集電子８１５を介して取り出す太陽光電力伝送体８１４と、を具備する風力発電、太陽光発電複合型構造に構成している。
【００８４】
前記風車９００は、風車軸９０３に対してアーム４を介して例えば３枚のブレード９０５を風車軸９０３の回りに１２０度等間隔配置に取り付け、該風車軸９０３の下端部９０３ａを前記同軸反転式コアレス発電機９０１に取り付け、さらに、前記同軸反転式コアレス発電機９０１の下側に太陽光電力伝送体８１４を取り付けている。
【００８５】
ここで、前記支持基軸８０２により前記同軸反転式コアレス発電機９０１の下側位置において支持される太陽光電力伝送体８１４について、図１７を参照して説明する。
【００８６】
前記太陽光電力伝送体８１４は、支持基軸８０２に対して軸受８１０を介して回転可能に支持された回転環状体８１６と、前記支持基軸８０２に対して回転環状体８１６の下側でかつ近接配置に嵌着して固定した固定環状体８１７と、一端を回転環状体８１６の外周部に、他端を前記ブレード５の裏面側に連結した中空管状の伝送用アーム８１８と、回転環状体８１６における固定環状体８１７との対向面に配置した集電子８１５を構成するスリップリング８１９と、前記固定環状体８１７における回転環状体８１６との対向面に前記スリップリング８１９と接触するように配置した集電子８１５を構成するブラシ８１２と、を有している。
【００８７】
そして、伝送用アーム８０８を貫通させた伝送ケーブル８１３の一端を前記太陽光パネル８０８に接続し、他端を前記スリップリング８１９に接続している。また、前記ブラシ８１２に一端を接続した別の伝送ケーブル８１３ａを支持基軸８０２内を経て後述するコントローラ８１１に接続し、さらには図示しない負荷に太陽光パネル８０８による発電出力を供給するように構成している。
【００８８】
尚、図１８においては、太陽光パネル８０８の１個分についての電力伝送構造を示すが、残りの２個の太陽光パネル８０８に関しても上述した場合と同様に構成することは言うまでもない。また、前記集電子８１５としては、例えば一次トランス、二次トランスの電磁誘導結合を利用する構成や、磁石と、コイル及び転流用の電子回路とを組み合わせた構成等からなるブラシレス型の集電子とすることもできる。
【００８９】
次に、本実施例に係る発電装置９００におけるブレード９０５、太陽光パネル８０８の具体例について、図１９、図２０を参照して説明する。
【００９０】
本実施例においては、前記ブレード９０５の素材としては耐腐食性でリサイクル可能なアルミニウム合金材を採用し、その側面形状を図４に示すように風力エネルギーにより揚力を生成する流線形状とし、また、全体として平面略長方形状に形成している。
【００９１】
また、前記ブレード９０５の裏面（風車軸３側の面）には、図１９に示すように、複数箇所にわたって風力エネルギーを裏面側から捉える開口部９０５ａを設けている。
尚、この開口部の構造については実施例２〜５に詳述した通りである。
【００９２】
このようなブレード９０５を採用することにより、風速１ｍ／ｓｅｃから強風時にわたって、また、風向きを問わず風力エネルギーを効率よく発電電力に変換することができ、かつ、機械的強度が高く耐久性、安全性に優れた風車９０２を構成している。
【００９３】
また、前記ブレード９０５の表面略全域にわたって、薄板状の太陽光パネル８０８を添着し、ブレード９０５と太陽光パネル８０８とを一体化した従来に無い簡略構造の複合型の風車９０２を構成している。
【００９４】
このような本実施例に係る発電装置９００によれば、風車９０２と太陽光パネル８０８とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができる。尚、風車９０２としては、前記ブレード３枚構造に限定されるものではなく、４枚構造等も採用できる。
【００９５】
次に、本実施例に係る発電装置９００における同軸反転式コアレス発電機９０１について、図２０、図２１を参照して詳述する。
【００９６】
前記同軸反転式コアレス発電機９０１は、図２０に示すように発電機本体９１０と、この発電機本体９１０を回転可能に支持する軸支体９１１とを有している。
【００９７】
前記発電機本体９１０は、前記風車９０２の回転力を受けて回転するアウターロータ９１２と、このアウターロータ９１２の中央部を軸支し、該アウターロータ９１２を回転可能とする発電機軸９１３と、前記発電機軸９１３により中央部が支持される状態でアウターロータ９１２内に内蔵した円盤状のコアレス型コイル体（円盤状に圧縮されたコイルの束）１４と、を有している。
【００９８】
前記発電機軸９１３は、下端にネジ９１３ａを、上端側に大径部９１３ｂを、この大径部９１３ｂの下側に突出円板部９１３ｃを設けている。
【００９９】
前記アウターロータ９１２は、下側が開口した皿円盤状の上部ロータ９２１と、上側が開口した皿円盤状の下部ロータ９３１とを上下配置に突き合わせて接合し、両者の外周近傍位置において、円形に配列する多数の固定ボルト９２２を用いて一体的に固定されるようになっている。
【０１００】
前記アウターロータ９１２のうちの上部ロータ９２１は、その中央部下側に発電機軸９１３の上端部を嵌合させるとともに、その中央部に上側に突出する円柱状の風車取り付け部９２１ａを設けている。
【０１０１】
前記風車取り付け部９２１ａには、円形配置に多数のネジ孔９２１ｂが設けられ、前記風車軸９０３の下端部９０３ａに接合して図示しない取り付けボルトにより上部ロータ９２１と風車軸９０３の下端部９０３ａとを一体的に結合し、風車軸９０３の回転力を伝達するように構成している。
【０１０２】
また、前記発電機軸９１３における大径部９１３ｂの上面側と、その近傍の上部ロータ９２１の内底部との間に主軸受９２３を配置し、上部ロータ９２１、したがってアウターロータ９１２を回転可能に軸支している。
【０１０３】
前記上部ロータ９２１の内底部における前記主軸受９２３の外側位置には、大径部９１３ｂよりも若干大きい内径を有する円形突部９２５が設けられ、この円形突部９２５の下端面に全周にわたって円形ギア９２６を設けている。
【０１０４】
前記上部ロータ９２１の内底部における外周近傍位置には、端面を内底面に臨ませる状態で所要数のマグネット９２４を円形配置に埋設している。
【０１０５】
前記下部ロータ９３１は、前記上部ロータ９２１と上下略対称形状に形成されている。すなわち、その中央部上面には前記突出円板部９１３ｃが入り込む円形凹段部９３２が設けられるとともに、この円形凹段部９３２の中心位置を前記発電機軸９１３が貫通するように構成している。
【０１０６】
また、下部ロータ９３１の内底部における外周近傍位置には、端面を内底面に臨ませる状態で、かつ、前記上部ロータ９２１側のマグネット９２４と対向する配置で所要数のマグネット９２４を円形配置に埋設している。
【０１０７】
このような上部ロータ９２１、下部ロータ９３１の構成により、両者の内部にコアレス型コイル体９１４を収容する収容室９３３を形成している。
【０１０８】
前記下部ロータ９３１の下面側には、その中央部に下側に突出する円柱状の取り付け部９３４を設け、この取り付け部９３４に円形配置にネジ孔９３５を設けている。
【０１０９】
前記コアレス型コイル体９１４は、前記収容室９３３内において前記アウターロータ９１２と同軸配置されるとともに、その中央部には、前記上部ロータ９２１の円形突部９２５が入り込む内径を有する上孔と、前記発電機軸９１３の大径部９１３ｂより若干大径の下孔とが設けられ、大径部９１３ｂが貫通するように構成している。
【０１１０】
そして、大径部９１３ｂの下端外周と、前記コアレス型コイル体９１４の下孔との間に配置した軸受９４６を介してコアレス型コイル体９１４を前記発電機軸９１３により回転可能に支持している。
【０１１１】
また、前記コアレス型コイル体９１４の上面には、前記上部ロータ９２１側のマグネット９２４と対応配置で、かつ、近接する状態にコイル部９４１を配置し、同様にその下面には、前記下部ロータ９３１側のマグネット９２４と対応配置で、かつ、近接する状態にコイル部９４１を配置している。
【０１１２】
さらに、前記コアレス型コイル体９１４における上下の各コイル部９４１における各コイル部出力端９４２は、このコアレス型コイル体９１４の下面に臨む位置に配置され、前記円形凹段部９３２内に位置する発電機軸９１３における突出円板部９１３ｃに対向させるように構成している。
【０１１３】
そして、前記突出円板部９１３ｃの上面に設けた前記各コイル部出力端９４２に対応する配置の各ブラシ（集電子）９４３、この各ブラシ９４３に接続した出力ケーブル９４４を介して発電機本体９１０による発電出力を取り出すように構成している。
【０１１４】
前記各コイル部出力端９４２、ブラシ９４３の構成に替えて、例えば一次トランス、二次トランスの電磁誘導結合を利用する構成や、コアレス型コイル体９１４に磁石を、突出円板部９１３ｃ側にコイル及び転流用の電子回路を設けた構成等からなるブラシレス型の集電子とすることもできる。
【０１１５】
前記前記コアレス型コイル体９１４における下孔を形成する円形突出部９１４ａの上面側（上孔側）には、前記円形突部９２５の円形ギア９２６と同様な円形ギア９４５を全周にわたって設けている。
【０１１６】
また、前記発電機軸９１３の大径部９１３ｂ外周には、前記上孔内に位置して回転軸を水平方向とした複数の逆転用ギア９５１が取り付けられ、この逆転用ギア９５１を前記円形ギア９２６、円形ギア９４５に各々ギア結合している。
【０１１７】
このような構成により、前記アウターロータ９１２が図２０に示す矢印ａ方向に回転するとき、コアレス型コイル体９１４は逆転用ギア９５１により図２０に示す矢印ｂ方向に逆回転するように構成している。
【０１１８】
すなわち、前記アウターロータ９１２と、コアレス型コイル体９１４とを逆転用ギア９５１を用いて同軸反転するように構成している。
【０１１９】
前記軸支体９１１は、前記発電機軸９１３を中央孔９６１ａ内に嵌装して下方に突出させ、発電機軸９１３のネジ９１３ａに下側からナット９６２をねじ込んで固定支持する固定支持体９６１と、この固定支持体９６１上に密接状態で配置され中央部に設けた前記中央孔９６１ａと同径の貫通孔９７１ａを前記発電機軸９１３が貫通する回転支持体９７１との重合構造としている。
【０１２０】
すなわち、前記回転支持体９７１は固定支持体９６１に対してこれら両者間に設けた軸受９６３を介して回転可能に支持されるとともに、固定支持体９６１の上面外周部に設けた円形溝９６１ｂに回転支持体９７１の下面外周部に設けた円形突条９７１ｂを嵌め込み、これにより、回転支持体９７１は固定支持体９６１上で密接しつつ円滑に回転し得るように構成している。
【０１２１】
前記固定支持体９６１の側面には、中央孔９６１ａの軸線方向と直交する配置にネジ孔９６４が設けられ、固定支持体９６１の下側から前記支持基軸９０６の上端部を嵌め込み、ボルト９６５を用いて前記軸支体９１１を支持基軸９０６の上端部に取り付けるように構成している。
【０１２２】
前記回転支持体９７１には、前記下部ロータ９３１における取り付け部９３４のネジ孔９３５に対応する配置に取り付けボルト９７２が配置され、回転支持体９７１と固定支持体９６１とを組み付ける前段階において、この回転支持体９７１を前記下部ロータ９３１に取り付け、その後固定支持体９６１を回転支持体９７１に組みつけるように構成している。
【０１２３】
前記回転支持体９７１における貫通孔９７１ａの上端部には、発電機軸９１３用の支持軸受９７３を配置している。
【０１２４】
尚、図２０において、９５２は上部ロータ９２１とコアレス型コイル体９１４間、及び、下部ロータ９３１とコアレス型コイル体９１４間に各々配置したコロ軸受である。
【０１２５】
前記同軸反転式コアレス発電機１によれば、前記風車９０２が風エネルギーにより例えば図２０に示す矢印ａ方向に回転するとき、前記アウターロータ９１２も矢印ａ方向に回転し、このアウターロータ９１２の回転力は、逆転用ギア９５１に伝達され、この結果逆転用ギア９５１を介してコアレス型コイル体９１４は図２０に示す矢印ｂ方向に回転する（同軸反転）。
【０１２６】
この結果、前記各マグネット９２４とコイル部９４１との相対速度の上昇に応じた大きい発電出力を前記コアレス型コイル体９１４のコイル部出力端９４２から前記ブラシ９４３、出力ケーブル９４４を介してコントローラ８１１に伝送し、さらには図示しない負荷に電力供給を行うことができる。
【０１２７】
さらに詳述すると、前記同軸反転式コアレス発電機９０１によれば、前記アウターロータ９１２とコアレス型コイル体９１４とを前記風車９０２の回転に応じて逆転用ギア９５１という簡略な要素のみで同軸反転させるように構成しているので、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてアウターロータ９１２、コアレス型コイル体９１４間に例えば２倍の相対速度を得ることができ、同一の風エネルギーという条件下において通常の風力発電用の発電機よりも大きい発電出力を得ることが可能となる。
【０１２８】
具体的には、通常の発電機において１００の回転速度で発電出力が１００であると仮定した場合、本実施例に係る同軸反転式コアレス発電機１によれば、５０の回転速度で１００の発電出力を得ることができる。又は、１００の回転速度であれば２００の発電出力を得ることができる。
【０１２９】
次に、図２２を参照して前記同軸反転式コアレス発電機９０１の変形例である同軸反転式コアレス発電機９０１Ａについて説明する。
【０１３０】
変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａは、基本的には既述した同軸反転式コアレス発電機９０１と同様な原理に基づくものであり、構成も近似していることから前記同軸反転式コアレス発電機９０１の場合と同一要素には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０１３１】
変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａは、既述した同軸反転式コアレス発電機９０１における発電機本体９１０に替えて、図２０に示す発電機本体９１０Ａを採用している。
【０１３２】
すなわち、上部ロータ９２１、下部ロータ９３１の間にこれらと一体的に中ロータ９３０を介在させ、上部ロータ９２１と中ロータ９３０間、中ロータ９３０と下部ロータ９３１間に上下２段からなる既述した場合と同様な構成からなる収容室９３３、９３３を備えたアウターロータ９１２Ａを用いている。
【０１３３】
そして、このアウターロータ９１２Ａ内の２個の収容室９３３に各々既述した場合と同様な構成からなる２個のコアレス型コイル体９１４を配置したこと、これに対応して発電機軸９１３にも上下２段にわたって逆転用ギア９５１を配置し、２個のコアレス型コイル体９１４を同軸反転駆動する構成としたこと、発電機軸９１３に上下２段にわたって各ブラシ９４３を配置し、各ブラシ９４３に出力ケーブル９４４を接続して上下２段の各ブラシ９４３を介して発電出力を取り出すように構成したことが特徴である。
【０１３４】
また、変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａは、図２０には示していないが前記軸支体９１１により嵌装支持される。
【０１３５】
変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａによっても、前記同軸反転式コアレス発電機９０１の場合と同様にして、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてアウターロータ９１２と、各コアレス型コイル体９１４、９１４間に例えば各々２倍の相対速度を得ることができ、同一の風力エネルギーという条件下においてより大きい発電出力を得ることが可能となる。
【０１３６】
これにより、前記同軸反転式コアレス発電機９０１に替えてこの変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａを採用した複合型風力発電装置９００とすれば、風車２と太陽光パネル８０８とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、特に風力による発電出力をより増大できる複合型風力発電装置９００を実現できる。
【０１３７】
尚、変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ａにおいては、２段のコアレス型コイル体９１４をアウターロータ９１２Ａ内に配置した場合を示しているが、この他、アウターロータ内に３段、４段等さらに多段のコアレス型コイル体を配置した構成とすることも可能であり、これらの構造を採用すれば、簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、特により風力による発電出力をさらに増大できる複合型風力発電装置９００を実現できる。
【０１３８】
次に、図２３を参照してさらに別の変形例である同軸反転式コアレス発電機９０１Ｂについて説明する。この同軸反転式コアレス発電機９０１Ｂは、前記同軸反転式コアレス発電機９０１と同様な構成を採用しつつ、インナーロータタイプとしたことが特徴である。
【０１３９】
尚、図２３において、前記同軸反転式コアレス発電機９０１の場合と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０１４０】
図２３に示す同軸反転式コアレス発電機９０１Ｂは、軸支体９８１上に固定配置されるインナーロータタイプの発電機本体９８０を具備している。
【０１４１】
前記発電機本体９８０は、ハウジング９８３と、前記風車９０２の回転力を受けて回転する前記アウターロータ９１２と略同様な構造のインナーロータ９８２と、このインナーロータ９８２の中央部を軸支しハウジング９８３から下方に突出するとともに、前記インナーロータ９８２を回転可能とする既述した場合と同様な発電機軸９１３と、前記発電機軸９１３により中央部が支持される状態でインナーロータ９８２内に内蔵した既述した場合と同様な円盤状のコアレス型コイル体９１４と、を有している。
【０１４２】
前記ハウジング９８３は、インナーロータ９８２を構成する上部ロータ９２１の風車取り付け部９２１ａを除く上面、側面及び下面を覆うように構成している。そして、下面側に取り付け部９８３ａを設け、この取り付け部９８３ａを軸支体９８１上に密接し、軸支体９８１に一体的に取り付けられるように構成している。
【０１４３】
前記軸支体９８１は、前記軸支体９１１と略同様な構成であるが、前記回転支持体９７１の構成を省略し、例えば上下分割構造の上支持体９９１、下支持体９９２を具備し、上支持体９９１の内部から上方に突出させたボルト９９３を前記ハウジング９８３の取り付け部９８３ａに設けたネジ孔９８３ａに螺着することでハウジング９８３と一体化するように構成している。
【０１４４】
この他の構成は、前記同軸反転式コアレス発電機９０１の場合と同様である。
【０１４５】
この同軸反転式コアレス発電機９０１Ｂによれば、既述した場合と同様、前記インナーロータ９８２、コアレス型コイル体９１４の逆方向の回転による前記各マグネット９２４とコイル部９４１との相対速度の上昇に応じた大きい発電出力を前記コアレス型コイル体９１４のコイル部出力端９４２から前記ブラシ９４３、出力ケーブル９４４を介してコントローラ９１１に伝送することができる。
【０１４６】
これにより、前記同軸反転式コアレス発電機９０１の場合と同様、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてインナーロータ９８２、コアレス型コイル体９１４間に例えば２倍の相対速度を得ることができ、同一の風力エネルギーという条件下において通常の風力発電用の発電機よりも大きい発電出力を得ることが可能となる。
【０１４７】
この場合も、インナーロータ９８２内に２段、３段、４段等のように多段のコアレス型コイル体９１４を配置する構成とすることももちろん可能であり、これらの場合も前記同軸反転式コアレス発電機９０１Ａ等の場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。
【０１４８】
従って、前記同軸反転式コアレス発電機９０１に替えてこの別の変形例の同軸反転式コアレス発電機９０１Ｂを採用した発電装置９００とすれば、風車９０２と太陽光パネル８０８とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、また、多段のコアレス型コイル体９１４を配置した構造とすれば、風力による発電出力をより増大できる発電装置９００を実現できる。
【０１４９】
尚、本実施例に於ける発電装置９００の構成の要旨としては、特に以下の構成をあげることができる。
【０１５０】
〔要旨１〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、前記支持基軸により支持される垂直軸垂直翼形の風車、及び、該風車の回転による発電電力を出力するロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機と、前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、前記支持基軸により支持され前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を出力する太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【０１５１】
〔要旨２〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形の風車と、発電機軸と、該発電機軸により回転可能に支持され、前記風車の回転力により回転駆動されるマグネット付きのアウターロータと、前記アウターロータ内に同軸配置にかつ発電機軸により支持されて回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してアウターロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記アウターロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置した集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【０１５２】
〔要旨３〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、発電機軸と、該発電機軸により回転可能に支持され、前記風車の回転力により回転駆動されるマグネット付きのアウターロータと、前記アウターロータ内に同軸配置にかつ発電機軸により支持されて回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してアウターロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記アウターロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置した集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【０１５３】
〔要旨４〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、発電機軸と、該発電機軸により回転可能に支持され、外力により回転駆動されるとともに、内部に発電機軸に沿う方向の多段にわたる収容室を設け、該収容室の壁面に各々マグネットを配置したアウターロータと、前記各収容室内に同軸配置にかつ発電機軸により回転可能に支持されて内蔵され、前記各マグネットと対応配置に各コイル部を配置した多段のコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータと各段のコアレス型コイル体双方に円形配置に設けた各円形ギアと各々ギア結合してアウターロータの回転に応じて各コアレス型コイル体を逆方向に回転させる多段の逆転用ギアと、を有し、前記アウターロータ、各コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記各マグネットと各コイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記各コアレス型コイル体の各コイル部出力端から前記発電機軸の周りに多段にわたって固定配置した各集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、前記風車の各ブレードの表面に取り付けた太陽光パネルと、前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【０１５４】
〔要旨５〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、固定配置のハウジングと、前記ハウジング内に固定支持された発電機軸と、前記ハウジング内において発電機軸により回転可能に支持されるとともに、外力により回転駆動されるマグネット付きのインナーロータと、前記ハウジング内に同軸配置にかつ発電機軸により回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記インナーロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してインナーロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記インナーロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置したブラシを介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【０１５５】
〔要旨６〕
垂直配置に固定支持される支持基軸と、支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、固定配置のハウジングと、前記ハウジング内に固定支持された発電機軸と、前記ハウジング内において発電機軸により回転可能に支持され、外力により回転駆動されるとともに、内部に発電機軸に沿う方向の多段にわたる収容室を設け、該収容室の壁面に各々マグネットを配置したインナーロータと、前記各収容室内に同軸配置にかつ発電機軸により各々回転可能に支持されて内蔵され、前記各マグネットと対応配置に各コイル部を配置した多段のコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記インナーロータ、コアレス型コイル体双方に多段にわたって円形配置に設けた各円形ギアとギア結合してインナーロータの回転に応じて各コアレス型コイル体を逆方向に回転させる多段の逆転用ギアと、  を有し、前記インナーロータ、各コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記各マグネットと各コイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体の各コイル部出力端から前記発電機軸の周りに多段にわたって固定配置した各集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、を有することを特徴とする発電装置。
【符号の説明】
【０１５６】
８０８    太陽光パネル
８１０    軸受
８１１    アウターロータ
８１２    ブラシ
８１３    伝送ケーブル
８１３ａ  伝送ケーブル
８１４    太陽光電力伝送体
８１５    集電子
８１６    回転環状体
８１７    固定環状体
８１８    伝送用アーム
８１９    スリップリング
９００    複合型風力発電装置
９０１    同軸反転式コアレス発電機
９０１Ａ  同軸反転式コアレス発電機
９０１Ｂ  同軸反転式コアレス発電機
９０２    風車
９０３    風車軸
９０３ａ  下端部
９０４    アーム
９０５    ブレード
９０５ａ  開口部
９０６，８０２    支持基軸
９１０    発電機本体
９１１    軸支体
９１１    コントローラ
９１３    発電機軸
９１３ａ  ネジ
９１３ｂ  大径部
９１３ｃ  突出円板部
９１４    コアレス型コイル体
９１４ａ  円形突出部
９２１    上部ロータ
９２１ａ  風車取り付け部
９２１ｂ  ネジ孔
９２２    固定ボルト
９２３    主軸受
９２４    マグネット
９２５    円形突部
９２６    円形ギア
９３０    中ロータ
９３１    下部ロータ
９３２    円形凹段部
９３３    収容室
９３４    取り付け部
９３５    ネジ孔
９４１    コイル部
９４２    コイル部出力端
９４３    ブラシ
９４４    出力ケーブル
９４５    円形ギア
９４６    軸受
９５１    逆転用ギア
９５２    コロ軸受
９６１    固定支持体
９６１ａ  中央孔
９６１ｂ  円形溝
９６２    ナット
９６３    軸受
９６４    ネジ孔
９６５    ボルト
９７１    回転支持体
９７１ａ  貫通孔
９７１ｂ  円形突条
９７２    取り付けボルト
９７３    支持軸受
９８０    発電機本体
９８１    軸支体
９８２    インナーロータ
９８３    ハウジング
９８３ａ  取り付け部
９９１    上支持体
９９２    下支持体
９９３    ボルト
【図１】
2011099330.tif 000003
【図２】
2011099330.tif 000004
【図３】
2011099330.tif 000005
【図４】
2011099330.tif 000006
【図５】
2011099330.tif 000007
【図６】
2011099330.tif 000008
【図７】
2011099330.tif 000009
【図８】
2011099330.tif 000010
【図９】
2011099330.tif 000011
【図１０】
2011099330.tif 000012
【図１１】
2011099330.tif 000013
【図１２】
2011099330.tif 000014
【図１３】
2011099330.tif 000015
【図１４】
2011099330.tif 000016
【図１５】
2011099330.tif 000017
【図１６】
2011099330.tif 000018
【図１７】
2011099330.tif 000019
【図１８】
2011099330.tif 000020
【図１９】
2011099330.tif 000021
【図２０】
2011099330.tif 000022
【図２１】
2011099330.tif 000023
【図２２】
2011099330.tif 000024
【図２３】
2011099330.tif 000025