(57)【要約】【課題】ディフューザ部材を簡易な構成で取り付けることができ、ディフューザ部材の取付強度を確実に確保することを目的とする。【解決手段】風力発電装置１は、タワー部２と、ロータと、ロータに設けられた翼８と、ロータの回転力によって発電する発電機とをそれぞれ有する複数の風車部４と、タワー部２と接続され、風車部４を支持する支持部材３と、支持部材３を介して翼８の周囲に設置されたディフューザ部材１２と、支持部材３とディフューザ部材１２とを連結する取付部材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タワー部と、
ロータと、前記ロータに設けられた翼と、前記ロータの回転力によって発電する発電機とをそれぞれ有する複数の風車部と、
前記タワー部と接続され、前記風車部を支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記翼の周囲に設置されたディフューザ部材と、
前記支持部材と前記ディフューザ部材とを連結する取付部材と、
を備える風力発電装置。
【請求項２】
前記ディフューザ部材の正面視形状は、多角形である請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記ディフューザ部材の軸方向に対して平行な面で切断した前記ディフューザ部材の断面形状は、三角形又は四角形である請求項１又は２に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は、一つのタワー部に対して一つのみの風車部が設置された構成が一般的である。風車部は、翼、ロータ、発電機及びナセルなどから構成される。また、一つのタワー部に対して複数の風車部が設置された、いわゆるマルチロータ式風力発電装置も知られている。マルチロータ式風力発電装置では、風車部の合計受風面積が大きくなり、一つのタワー部から得られる発電電力量（出力）が大きくなる。
【０００３】
下記の特許文献１及び２には、マルチロータ式風力発電装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１０８０５７号
【特許文献２】独国特許発明第１０２０１２０２００５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
風車部において、翼の周囲にディフューザを設置することによって、翼の回転面（ロータ面）に流入する風速、すなわち、流入エネルギーを増大させることができる。
従来、タワー部に風車部が取り付けられたタワー型風力発電装置の場合、翼長が長ければ長いほど、タワー部からディフューザまでの距離が長くなり、ディフューザの取り付け部材の設置や、強度の確保が困難である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ディフューザ部材を簡易な構成で取り付けることができ、ディフューザ部材の取付強度を確実に確保することが可能な風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の風力発電装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る風力発電装置は、タワー部と、ロータと、前記ロータに設けられた翼と、前記ロータの回転力によって発電する発電機とをそれぞれ有する複数の風車部と、前記タワー部と接続され、前記風車部を支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記翼の周囲に設置されたディフューザ部材と、前記支持部材と前記ディフューザ部材とを連結する取付部材とを備える。
【０００８】
この構成によれば、複数の風車部は、ロータと、ロータに設けられた翼と、ロータの回転力によって発電する発電機をそれぞれ有し、各風車部は、タワー部と接続された支持部材によって支持される。これにより、タワー部には、支持部材を介して複数の風車部が設置される。そのため、各風車部は、比較的風の状況が近い環境（風況）下に配置され、同一方向の風を受けて回転し発電する。
【０００９】
翼の周囲にはディフューザ部材が設置され、翼の回転面（ロータ面）に流入する風速、すなわち、流入エネルギーを増大させる。また、ディフューザ部材が、支持部材と取付部材を介して支持部材に設置されることから、ディフューザ部材を簡易な構成で取り付けることができ、ディフューザ部材の取付強度を確実に確保することができる。
【００１０】
上記発明において、前記ディフューザ部材の正面視形状は、多角形でもよい。多角形の例としては、三角形、四角形、六角形などがある。
【００１１】
上記発明において、前記ディフューザ部材の軸方向に対して平行な面で切断した前記ディフューザ部材の断面形状は、三角形又は四角形でもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ディフューザ部材を簡易な構成で取り付けることができ、ディフューザ部材の取付強度を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の第１実施例を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る風力発電装置の第２実施例における複数の風車部を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る風力発電装置のディフューザ部材の第１実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る風力発電装置のディフューザ部材の第２実施例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態に係る風力発電装置１について、図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る風力発電装置１は、図１に示すように、１つのタワー部２と、タワー部２に接続された複数の支持部材３と、各支持部材３に設置された風車部４などを備える。風力発電装置１は、発生した電力を電力系統へ送電するために系統連系されており、陸上又は洋上に設置される。
【００１５】
タワー部２は、一方向に長い構造を有し、軸方向が設置面に対して垂直方向となるようにタワー部２の基礎部５が設置面に設けられる。タワー部２は、例えば１本の円柱状部材でもよいし、複数の長尺状部材が組み合わされて構成されてもよい。
【００１６】
支持部材３は、例えば一方向に長い部材であり、一端側である基部がタワー部２と接続され、他端側である先端側において風車部４を支持する。１本の支持部材３に、１台の風車部４が設置される場合、風車部４と同数の支持部材３がタワー部２に接続される。支持部材３は、円柱状等の長尺状部材でもよいし、複数の部材が組み合わされたトラス構造を有する部材でもよい。また、支持部材３は、圧縮力を主に負担する長尺状部材と、引張力を負担するワイヤ部材などから構成されてもよい。
【００１７】
各支持部材３に設置された風車部４は、ナセル６と、ナセル６に収容されるロータ及び発電機と、ロータの先端に設置されたロータヘッド７と、ロータヘッド７に設けられた複数枚（例えば３枚）の翼８などを有する。
【００１８】
ナセル６は、支持部材３の上部又は下部に設置され、内部にロータや、増速機、発電機などを備える。ナセル６の一端側には、ロータヘッド７が設けられる。ロータは、ほぼ水平な軸線周りに回転可能である。ロータの一端側は、ロータヘッド７に接続され、ロータの他端側は、例えば直接的に発電機に接続され、又は、増速機若しくは油圧ポンプ・油圧モータを介して発電機に接続される。発電機は、ロータが軸周りに回転することによって生じる回転力によって駆動し発電する。
【００１９】
翼８は、ロータヘッド７において、放射状に複数枚取り付けられる。複数枚の翼８は、風を受けることによって、ロータを中心にして回転する。翼８は、ピッチ制御用の旋回輪軸受を介してロータヘッド７に接続され、翼長方向に延在する翼軸周りに回動可能である。これにより、翼８のピッチ角が調整される。
【００２０】
ナセル６は、支持部材３に対して略水平面上で旋回して、ロータヘッド７の方向を風向きに合わせ、翼８の回転面を風向きに正対させる。ナセル６が略水平面上で旋回することをヨー（yaw）旋回という。ナセル６は、ナセル６と支持部材３に接続されたヨー旋回輪軸受を介して旋回する。
【００２１】
本実施形態によれば、複数の風車部４は、ロータと、ロータに設けられた翼８と、ロータの回転力によって発電する発電機をそれぞれ有し、各風車部４は、タワー部２と接続された支持部材３によって支持される。これにより、タワー部２には、支持部材３を介して複数の風車部４が設置される。そのため、各風車部４は、比較的風の状況が近い環境（風況）下に配置され、同一方向の風を受けて回転し発電する。
【００２２】
支持部材３には、タワー部２と接続される接続部１１が設けられる。接続部１１は、タワー部２の周囲に設けられ、例えばリング形状を有する。支持部材３は、支持部材３の接続部１１を介してタワー部２と接続される。タワー部２は、接続部１１を介してのみ支持部材３から伝達される荷重を受け、他の部分では、支持部材３から伝達される荷重を受けない。また、接続部１１は、軸受構造などを備えて、略水平面内においてタワー部２の周囲にて回動可能な構成を有している。
【００２３】
これにより、接続部１１は、略水平面内においてタワー部２の周囲にて回動可能であるため、接続部１１と接続された支持部材３に支持された各風車部４も、水平面内においてタワー部２の周囲にて回動し、風車部４はヨー（yaw）旋回が可能である（第２ヨー旋回）。
【００２４】
風車部４のヨー旋回は、ナセル６が支持部材３に対して略水平面上で旋回することによって実施してもよいし（第１ヨー旋回）、支持部材３の接続部１１がタワー部２に対して略水平面内で旋回することによって実施してもよい（第２ヨー旋回）。なお、本実施形態は、第１ヨー旋回と第２ヨー旋回のいずれもが可能な構成を有する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、第１ヨー旋回と第２ヨー旋回のいずれか一方のみが可能な構成を有してもよい。
【００２５】
本実施形態において、風車部４は、ディフューザ部材１２と、取付部材を更に備える。ディフューザ部材１２は、翼８の周囲に設置される。取付部材は、支持部材３とディフューザ部材１２とを連結する。ディフューザ部材１２は、支持部材３と、支持部材３を利用した取付部材を介して支持部材３に設置される。
【００２６】
ディフューザ部材１２は、風の流れ方向上流側が狭く、下流側が広いテーパー形状を有する。このように、前方の流路面積が狭く、後方へ向かうにつれて次第に流路面積が広くなる形状を有することによって、ディフューザ部材１２の内部に配置された翼８の回転面（ロータ面）に流れる風の風速が増大する。
【００２７】
ディフューザ部材１２の正面視形状は、図１に示すように四角形、図２に示すように三角形、又は多角形である。これらの正面視形状を有する場合、複数の風車部４の配置位置によっては、ディフューザ部材１２を円形状とする場合に比べて、風車部４の間の距離を縮めることができる。その結果、所定の正面面積の中に、より多くの風車部４を配置することができ、風力発電装置１の規模を効率良いものとすることができる。また、ディフューザ部材１２の正面視形状を三角形とした場合、ディフューザ部材１２の強度が強固になり、形状が安定する。
【００２８】
ディフューザ部材１２の断面形状、すなわち、ディフューザ部材１２の軸方向に対して平行な面で切断した断面形状は、例えば、図３に示すように四角形（平板）、図４に示すように三角形である。ディフューザ部材１２の断面形状が翼形状を有する場合に比べて、簡略化した構成とすることができ、多数の翼８が設置される風力発電装置１において、製造にかかる時間や手間を低減できる。また、ディフューザ部材１２をＦＲＰ製とする場合、断面形状が三角形又は四角形であることによって、より容易に製作することができる。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、翼８の周囲にはディフューザ部材１２が設置され、翼８の回転面（ロータ面）に流入する風速、すなわち、流入エネルギーを増大させる。その結果、風力発電装置１における発電電力（出力）を増加させることができる。また、ディフューザ部材１２が、支持部材３と、支持部材３を利用した取付部材を介して支持部材３に設置されることから、ディフューザ部材１２を簡易な構成で取り付けることができ、ディフューザ部材１２の取付強度を確実に確保することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１    ：風力発電装置
２    ：タワー部
３    ：支持部材
４    ：風車部
５    ：基礎部
６    ：ナセル
７    ：ロータヘッド
８    ：翼
１１  ：接続部
１２  ：ディフューザ部材
【図１】
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【図２】
2019074024.tif 000004
【図３】
2019074024.tif 000005
【図４】
2019074024.tif 000006