(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持枠体における１本の主軸に複数のロータを層状に装着する風車において、 前記支持枠体は、複数の支柱と、上下に配する複数の横枠体とで立体に組立て、
前記横枠体は、平面視で縦横の外枠桟で方形に組まれ、その内側中央にベアリングを、複数の支持中桟を介して水平に装着し、前記支持枠体の中央の基盤に弾性体を介して配置された発電機の上部に立設された縦主軸を、前記横枠体に支持されたベアリングで支持し、 前記横枠体のうち、最下部の基礎横枠体は、各前記支持中桟の先端に配設した免震用の弾性体を、前記発電機の上側面に、発電機の横揺れを抑止させるように接触し、前記支持枠体の少なくとも高さの中間における横枠体は免震横枠体とし、該免震横枠体は、方形に組まれた外枠桟の内側中央に、免震装置を複数の支持中桟を介して固定し、
前記免震装置は、前記支持中桟に直接固定された環状外枠の内側に、外弾性体を介して環状中枠を支持し、該環状中枠の内側に内弾性体を介して環状内枠を支持するとともに、該環状内枠の中央部に、前記縦主軸の高さ中間を支持するベアリングが配設されていることを特徴とする風車の免震装置。
【請求項２】
前記免震横枠体は、環状内枠と環状中枠の間に、外弾性体よりも反発性が高い内弾性体を上下に離して２段に配し、環状中枠と環状外枠の間に、内弾性体よりも反発性が低い外弾性体を配し、環状内枠の内側に、上下一対のベアリングが、それぞれ前記上下の内弾性体と対応して同等位置に嵌装されていることを特徴とする請求項１に記載の風車の免震装置。    
【請求項３】
前記免震横枠体は、前記、環状内枠と環状中枠の間における、上下の内弾性体が、内外２重とし、かつ内接弾性体を外接弾性体よりも反発性が高い弾性体とし、前記外弾性体も内外２重とし、かつ内接弾性体を外接弾性体よりも反発性が高い弾性体としてなることを特徴とする請求項２に記載の風車の免震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風車の免震装置に係り、例えば縦軸風車の回転時に生じる、支持枠体の震動を抑止して、ロータの回転効率を高めるようにした、風車の免震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高層の支持枠体に、ロータを多層状に配設した縦軸風車は、特許文献１及び２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
【特許文献２】特開２００６−０１７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記、特許文献１に記載の発明は、支持枠体に支持された１本の縦主軸に、複数のロータを、多層状に配設したものである。
特許文献２に記載の発明も、支持枠体に支持された１本の主軸に、複数のロータを多層状に配設し、縦主軸に撓み防止手段を施したものである。
これらの発明においては、微風時でもロータの回転効率が高く優れており、支持枠体をワイヤロープ等で四方から緊張して固定保持すれば、ロータの回転に伴う遠心力によって、支持枠体全体が振動し、ワイヤロープの弛みを防止することができる。しかし、支持枠体全体の振動を抑制する方法が、切望されているところである。
本発明は、この問題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の具体的な内容は、次の通りである。
【０００６】
（１）  支持枠体における１本の縦主軸に複数のロータを層状に装着する風車において、 前記支持枠体は、複数の支柱と、上下に配する複数の横枠体とで立体に組立て、前記横枠体は、平面視で縦横の外枠桟で方形に組まれ、その内側中央にベアリングを、複数の支持中桟を介して水平に装着し、前記支持枠体の中央の基盤に弾性体を介して配置された発電機の上部に立設された縦主軸を、前記横枠体に支持されたベアリングで支持し、 前記横枠体のうち、最下部の基礎横枠体は、各前記支持中桟の先端に配設した免震用の弾性体を、前記発電機の上側面に、発電機の横揺れを抑止させるように接触し、前記支持枠体の少なくとも高さの中間における横枠体は免震横枠体とし、該免震横枠体は、方形に組まれた外枠桟の内側中央に、免震装置を複数の支持中桟を介して固定し、前記免震装置は、前記支持中桟に直接固定された環状外枠の内側に、外弾性体を介して環状中枠を支持し、該環状中枠の内側に内弾性体を介して環状内枠を支持するとともに、該環状内枠の中央部に、前記縦主軸の高さ中間を支持するベアリングが配設されている風車の免震装置。
【０００７】
（２）  前記免震横枠体は、環状内枠と環状中枠の間に、外弾性体よりも反発性が高い内弾性体を上下に離して２段に配し、環状中枠と環状外枠の間に、内弾性体よりも反発性が低い外弾性体を配し、環状内枠の内側に、上下一対のベアリングが、それぞれ前記上下の内弾性体と対応して同等位置に嵌装されている前記（1）に記載の風車の免震装置。
【０００８】
（３）前記免震横枠体は、前記、環状内枠と環状中枠の間における、上下の内弾性体が、内外２重とし、かつ内接弾性体を外接弾性体よりも反発性が高い弾性体とし、前記外弾性体も内外２重とし、かつ内接弾性体を外接弾性体よりも反発性が高い弾性体としてなる前記（2）に記載の風車の免震装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００１０】
前記（1）に記載の発明においては、支持枠体における上下の少なくとも中間に免震横枠体が配設されているので、免震装置の環状外枠の内側に外弾性体を介して環状中枠が支持され、その内側に内弾性体を介して環状内枠が支持され、その中央に縦主軸を支持するベアリングが配設されているので、これで支持される主軸が、ロータの高速回転によって振動しても、内弾性体が振動を吸収し、さらに外弾性体が振動を吸収するので、免震装置を支持する風車の支持枠体が振動したり、低周波が生じるなどの虞はなくなり、安定したロータの回転が維持される。
また、免震横枠体における免震装置の内弾性体と外弾性体とは、互いに反発性が異なっているので、内外の反発性の違いによって、縦主軸の振動を効果的に吸収することができる。
【００１１】
前記（2）に記載の発明においては、免震横枠体における免震装置の内外弾性体で支持されるベアリング部分が上下２段に配設されているので、縦主軸が振動した時に、上下のベアリング部分がそれぞれ反対方向へ移動され、その反作用で元に戻るため、振動が容易に吸収される。
【００１２】
前記（3）に記載の発明においては、免震横枠体における免震装置の環状内枠と環状外枠に挟まれた外弾性体が内外２層とし、内側の内接外弾性体の方が高反発性としてあるので、縦主軸の横揺れ振動を、反発性の異なった内外の弾性体によって、効率のよい振動吸収をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の免震装置の実施例１の平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】本発明の免震装置を装着した横枠体の平面図である。
【図４】本発明の免震装置を使用した風車の正面図である。
【図５】本発明の免震装置の実施例２の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１に示すように、免震装置１は、環状外枠２の内側に、防震ゴムやコイルスプリング等公知の外弾性体３を介して環状中枠４を支持し、かつ環状中枠４の内部に内弾性体５を介して環状内枠６を支持し、その中央にベアリング７を嵌装して構成されている。外弾性体３と内弾性体５とは互いに反発性が異なるものがよく、内弾性体５の方が外弾性体３よりも高反発性の方が好ましい。
【００１６】
この免震装置１は、図３に示すように、基盤Ｇ上に立設した風車の支持枠体９における縦横の外枠桟11で方形に組まれた横枠体10の平面視で中央部に、複数の支持中桟11Ａを介して固定保持されている。
図４に示すように、風車の支持枠体９は、複数の横枠体10をそれぞれ複数の支柱12によって、層状に立体に組立てて形成されている。    
【００１７】
縦主軸８は、支持枠体９の内側下部中央に配設され、各横枠体10におけるベアリング７で支持されている。このベアリング７が普通に支持されている場合、縦主軸８がロータ14の高速回転によって振動すると、この振動はベアリング７を介して横枠体10を振動させ、支持枠体９全体を大きく振動させることとなる。
【００１８】
しかし、本発明においては、図２における下から２番目の横枠体10Ａのように、免震横枠体としてあるため、ロータ14が高速回転して縦主軸８が大きく振動しても、図１に示すように、ベアリング７を支持する免震装置１の環状内枠６の振動は、外枠体２の内側に配設されている外弾性体３によって、吸収され、免震横枠体８Ａが振動しにくいため、支持枠体９も振動が抑止される。
【００１９】
図４に示すように、発電機13は基盤Ｇ上に弾性体18を介して設けた支持台19に支持され、発電機13の上部の周囲は、基礎横枠体10Ｂの弾性体18により支持されている。弾性体18は、例えば防震ゴムやコイルスプリング等を配設して構成されている。
【００２０】
これによって、縦主軸８がロータ14の回転によって振動しても、発電機11の上部の振動は弾性体18で緩和され、発電機13全体の振動は、下部の弾性体18によって吸収され、基盤Ｇから他域に伝わりにくい。    
【００２１】
ロータ14は、上下端部を縦主軸８方向へ向かって傾斜する傾斜部15Ａとした、縦長の揚力型ブレード15（以下単にブレードという）を、半径方向の支持腕16を介して、主軸８に装着されている取付板17に、着脱可能に固定して形成されている。
【００２２】
ブレード15は、縦主軸８を挾んで対称的に配設されている。ブレード15の枚数は限定されないが、枚数が多い場合には、高速回転時に、先行のブレード15によって生じる乱気流を、追随するブレード15が受け、全体として失速する。  
【００２３】
ブレード15が１枚の場合、縦主軸８に対する回転バランスが良くなく、振動の原因になる。縦主軸８にロータ14を多層状に配設するときは、上下のブレード15が重ならないように、ブレード15の位相をバランスよく変えて配置する。
【００２４】
ロータ14は、図４においては３層に配設されているが、これより層数が増加すると、気流の速度が上下で異なるため、上下のロータ14間で回転速度に違差が生じやすい。基盤Ｇの位置が高くて、比較的高速風の吹く場所においては、ロータ14の３層配設は、効率のよい高速回転をする。
【００２５】
図４に示す縦主軸８の上部が固定されていると、縦主軸８の下部において振動が生じるため、縦主軸８の低い位置において、免震装置１を採用している。
図４に示すように、縦主軸８が振動して、免震装置１の環状内枠６が振動しても、環状中枠４との間に介在されている内弾性体５によって振動は吸収される。
【００２６】
振動が強い時には、環状外枠２と環状中枠４の間に介在する外弾性体３によって、吸収される。
また発電機13全体も、下部の弾性体18によって振動が吸収されるので、縦主軸８の振動による支持枠体９全体の振動が抑止される。
【実施例２】
【００２７】
図５は、免震装置の実施例２を示す縦断正面図である。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２においては、環状外枠２、環状中枠環体４、環状内枠６を共通としているが、内弾性体５の内側に内接内弾性体５Ａを２層に配してあり、互いに反発性が異なるようにしてある。好ましくは内接内弾性体５Ａの方を、内弾性体５よりも高反発性とする。
【００２８】
これによって、縦主軸８の振動を初期的に内接内弾性体５Ａで吸収し、残余の振動を内弾性体５で吸収する。更に外弾性体３の内側に、それよりも高反発性の内接外弾性体３Ａを２重に配してある。これによって、縦主軸８の振動は４段階的に吸収され、振動緩和に大きな効果を発揮する。
なお各弾性体の反発性の強弱は、内外で任意に組合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明においては、風車の主軸を免震装置で支持することによって、ロータの回転に伴う主軸の撓み振動を、免震装置で吸収することが出来るので、効率の高い発電を行なう風力発電装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１．免震装置
２．環状外枠
３．外弾性体
３Ａ．内接外弾性体
４．環状中枠
５．内弾性体
５Ａ．内接内弾性体
６．環状内枠
７．ベアリング
８．縦主軸
９．支持枠体
10．横枠体
10Ａ．免震横枠体
10Ｂ．基礎横枠体
11．外枠桟
11Ａ．支持中桟
12．支柱
13．発電機
14．ロータ
15．揚力型ブレード
15Ａ．傾斜部
16．支持腕
17．取付板
18．弾性体
19．支持台
Ｇ．基盤
【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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