(57)【要約】【課題】単純な構造で風力発電装置を風向きによらずに動作させる。【解決手段】風力発電装置は、固定フレーム部と回転フレーム部とを備える。固定フレーム部は、その内部に、回転フレーム部が回転すると発電する発電機を有する。回転フレーム部は、可動羽根２２０と可動羽根２３０を有する。可動羽根２２０と可動羽根２３０は、不特定の方向から風を受けると風が通り抜けるように回転するが、それぞれストッパー２２４とストッパー２３４に突き当たると回転が止まる。矢印で示すように、左から右に向けて風が吹くと、可動羽根２２０と可動羽根２３０は、下半分に位置するとき風を通し、上半分に位置するときストッパー２２４とストッパー２３４に突き当たって回転が止まり、風を遮る。このため、上半分に位置する可動羽根２２０と可動羽根２３０に風による力が加わり、回転フレーム部は回転軸１５０の周りを時計周りに回転する。【選択図】図４
0003176687.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
固定フレーム部と、回転フレーム部とを備える風力発電装置であって、
前記固定フレーム部が、
中央に下部軸受を備える底板と、
前記底板から所定の第１の間隔を空けて配置されており、中央に上部軸受を備える上板と、
前記上部軸受と前記下部軸受とによって回転可能に支持され、前記上板から上方に延びる回転軸と、
前記底板の上に設置され、前記回転軸の回転により発電する発電機と、
を備え、
前記回転フレーム部が、
前記固定フレーム部の上板から上方に延びる回転軸に中央部が固定された下回転板と、
前記下回転板から所定の第２の間隔を空けて配置されており、前記下回転板の中央部を突き抜けた前記回転軸に中央部が固定された中回転板と、
前記下回転板と前記中回転板とを前記第２の間隔に保つ連結板と、
前記中回転板の外周に沿って前記中回転板の下面に放射状に設置された一対の吊り具によってつり下げた状態で水平に支えられ、前記連結板に連結された軸を、包むような形で回転自在に保持する軸受部に固定された第１の可動羽根と、
前記下回転板の上面に設置されており、前記第１の可動羽根の先端が下方垂直状態になると前記第１の可動羽根の回転を阻止する第１のストッパーと、
前記中回転板と前記下回転板の間に垂直に、前記第１の可動羽根よりも内側に設置され、前記中回転板の上面に放射状に配置された軸受部と前記下回転板の下面に放射状に配置された軸受部とによって回転可能に保持された軸に固定されており、当該軸とともに回転する第２の可動羽根と、
前記下回転板の上面に設置されており、前記第２の可動羽根の一方の方向への回転を阻止し、前記第２の可動羽根の他方の方向への回転を阻止する前記連結板とともに、前記第２の可動羽根の回転角度を所定の角度範囲に制限する第２のストッパーと、
を備える、
ことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記回転フレーム部が、
中回転板から所定の第３の間隔を空けて配置された上回転板と、
前記上回転板と前記中回転板との間に放射状に配置されており、前記中回転板と前記上回転板とを前記第３の間隔に保ち、１対の軸受部が設置された１対の軸受板と、
前記１対の軸受板に設置された一対の軸受部により回転自在に水平に支持された回転軸に上羽根と下羽根が固定されており、当該回転軸を中心として回転する第３の可動羽根と、
前記中回転板の上面に設置されており、前記第３の可動羽根の下羽根の先端が下方垂直状態になると前記第３の可動羽根の回転を阻止する第３のストッパーと、
を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、風向きによらずに動作する風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、風向きによらずに動作し、また風向きの変化に迅速に対応することができる風力発電装置を開示する。
特許文献１に記載の風力発電装置では、垂直に延びた発電機の回転駆動軸に水平回転板が固定されており、水平回転板の外周に沿って複数の自転羽根が垂直に立設されている。自転羽根は、風を受けると、風向きに合わせて自転しながら水平回転板を回転させる。水平回転板が回転すると、回転駆動軸が回転し、発電機が発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５２６６９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の風力発電装置は、自転羽根を風向きに合わせて自転させる機構が複雑である。
本考案の目的は、単純な構造で風向きによらずに動作する風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本考案の風力発電装置は、
固定フレーム部と、回転フレーム部とを備える風力発電装置であって、
前記固定フレーム部が、
中央に下部軸受を備える底板と、
前記底板から所定の第１の間隔を空けて配置されており、中央に上部軸受を備える上板と、
前記上部軸受と前記下部軸受とによって回転可能に支持され、前記上板から上方に延びる回転軸と、
前記底板の上に設置され、前記回転軸の回転により発電する発電機と、
を備え、
前記回転フレーム部が、
前記固定フレーム部の上板から上方に延びる回転軸に中央部が固定された下回転板と、
前記下回転板から所定の第２の間隔を空けて配置されており、前記下回転板の中央部を突き抜けた前記回転軸に中央部が固定された中回転板と、
前記下回転板と前記中回転板とを前記第２の間隔に保つ連結板と、
前記中回転板の外周に沿って前記中回転板の下面に放射状に設置された一対の吊り具によってつり下げた状態で水平に支えられ、前記連結板に連結された軸を、包むような形で回転自在に保持する軸受部に固定された第１の可動羽根と、
前記下回転板の上面に設置されており、前記第１の可動羽根の先端が下方垂直状態になると前記第１の可動羽根の回転を阻止する第１のストッパーと、
前記中回転板と前記下回転板の間に垂直に、前記第１の可動羽根よりも内側に設置され、前記中回転板の上面に放射状に配置された軸受部と前記下回転板の下面に放射状に配置された軸受部とによって回転可能に保持された軸に固定されており、当該軸とともに回転する第２の可動羽根と、
前記下回転板の上面に設置されており、前記第２の可動羽根の一方の方向への回転を阻止し、前記第２の可動羽根の他方の方向への回転を阻止する前記連結板とともに、前記第２の可動羽根の回転角度を所定の角度範囲に制限する第２のストッパーと、
を備える、
ことを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、本考案の風力発電装置は、
前記回転フレーム部が、
中回転板から所定の第３の間隔を空けて配置された上回転板と、
前記上回転板と前記中回転板との間に放射状に配置されており、前記中回転板と前記上回転板とを前記第３の間隔に保ち、１対の軸受部が設置された１対の軸受板と、
前記１対の軸受板に設置された一対の軸受部により回転自在に水平に支持された回転軸に上羽根と下羽根が固定されており、当該回転軸を中心として回転する第３の可動羽根と、
前記中回転板の上面に設置されており、前記第３の可動羽根の下羽根の先端が下方垂直状態になると前記第３の可動羽根の回転を阻止する第３のストッパーと、
を備える、
ことを特徴とする。
【考案の効果】
【０００７】
本考案によれば、単純な構造で風力発電装置を風向きによらずに動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の実施形態に係る風力発電装置の一例の正面図である
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】上部フレーム部を外した状態の下部フレーム部の上面図である。
【図５】図４中の破線で囲まれた部分の拡大図である。
【図６】上回転板を外した状態の上部フレーム部の上面図である。
【図７】図６中の破線で囲まれた部分の拡大図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本考案の実施形態に係る風力発電装置について詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００１０】
図１は、本考案の実施形態に係る風力発電装置１の一例の正面図である。
風力発電装置１は、固定フレーム部１００と回転フレーム部２００とで構成される。
固定フレーム部１００は、地面等の水平な平面に設置される。固定フレーム部１００は、内部に発電機１０１ａと発電機１０１ｂを有する。回転フレーム部２００は、風を受けると回転し、回転軸１５０を回転させる。回転軸１５０が回転すると、発電機１０１ａと発電機１０１ｂが発電する。なお、発電機１０１ａと発電機１０１ｂの出力部については図示を省略している。
【００１１】
図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図２と図３は、それぞれ固定フレーム部１００の横断面と縦断面を示す。
固定フレーム部１００は、上板１１１と、底板１１２と、立板１１３とで構成される。上板１１１は、例えば八角形や円形の平板であり、上面中央に上部軸受１５１を備える。底板１１２も、例えば八角形や円形の平板であり、上面中央に下部軸受１５２を備える。立板１１３は、上板１１１と底板１１２との間に配置されており、上板１１１と底板１１２とを所定の間隔に保つ。上部軸受１５１と下部軸受１５２とは、回転軸１５０を回転可能に支持する。
底板１１２の上に、発電機１０１ａと発電機１０１ｂとが設置されている。固定フレーム部１００の内部に延びた回転軸１５０の部分には、スプロケット１５３ａとスプロケット１５３ｂとが取り付けられている。また、発電機１０１ａと発電機１０１ｂの回転駆動軸には、それぞれスプロケット１０２ａとスプロケット１０２ｂとが取り付けられている。
スプロケット１５３ａとスプロケット１０２ａとはチェーン１０３ａで連結されており、スプロケット１５３ｂとスプロケット１０２ｂとはチェーン１０３ｂで連結されている。このため、回転軸１５０が回転すると、発電機１０１ａと発電機１０１ｂは発電する。
【００１２】
図１に示すように、回転フレーム部２００は、上部フレーム部２５０と下部フレーム部２１０とで構成される。
上部フレーム部２５０は、上回転板２０１と、中回転板２０２と、軸受板２５１ａと、軸受板２５１ｂとで構成される。下部フレーム部２１０は、中回転板２０２と、下回転板２０３と、連結板２１１とで構成される。
上回転板２０１と中回転板２０２と下回転板２０３は、例えば円形の平板である。
１対の軸受板２５１ａと軸受板２５１ｂは、上回転板２０１と中回転板２０２との間に放射状に配置され、上回転板２０１と中回転板２０２とを所定の間隔に保つ。そして、軸受板２５１ａと軸受板２５１ｂには、後述するように、可動羽根２７０を支える軸受２７１ａと軸受２７１ｂとが設置されている。
下回転板２０３の中央部から中回転板２０２の中央部まで回転軸１５０が突き抜けており、中回転板２０２と下回転板２０３は回転軸１５０にそれぞれの中央部が固定されている。回転フレーム部２００が回転すると、回転軸１５０が回転する。
【００１３】
図４は、上部フレーム部２５０を外した状態の下部フレーム部２１０の上面図である。また、図５は、図４中の破線で囲まれた下部フレーム部２１０の一部２１５の拡大図であり、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５（Ｃ）はそれぞれ下部フレーム部２１０の一部２１５の上面図、図５（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、および図５（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
下部フレーム部２１０の内部には、可動羽根２２０と、可動羽根２３０とが設置されている。
可動羽根２２０は、中回転板２０２につり下げられた形でその外周に沿って、複数（例えば、８個）設置される。中回転板２０２の下面には一対の吊り具２２３ａと吊り具２２３ｂが放射状に設置されている。吊り具２２３ａと吊り具２２３ｂは、連結板２１１に連結された軸２２２をつり下げた状態で水平に支える。軸受部２２１は軸２２２を包むような形で回転自在に保持する。可動羽根２２０は、軸受部２２１に固定されており、軸受部２２１とともに軸２２２の周りを回転する。下回転板２０３の上面には個々の可動羽根２２０毎にストッパー２２４が設置されている。ストッパー２２４は、可動羽根２２０の先端が下方垂直状態になるとそれ以上の回転を阻止する。このため、図５（Ｃ）に示すように、可動羽根２２０は、中回転板２０２に平行な水平状態から下方垂直状態まで約９０度の角度範囲で回転する。
ストッパー２２４の可動羽根２２０側には緩衝材２２５が設置されている。緩衝材２２５は、可動羽根２２０がストッパー２２４に突き当たるときの衝撃を和らげる。
【００１４】
可動羽根２３０は、中回転板２０２と下回転板２０３の間に垂直に、可動羽根２２０よりも内側に複数（例えば８個）設置される。中回転板２０２の上面には軸受部２３１ａが放射状に配置されている。また、下回転板２０３の下面には軸受部２３１ｂが放射状に配置されている。軸２３２は一対の軸受部２３１ａと軸受部２３１ｂとによって回転可能に保持される。可動羽根２３０は、軸２３２に固定ピン２３３で連結されており、軸２３２とともに回転する。下回転板２０３の上面には個々の可動羽根２３０毎にストッパー２３４が設置されている。図５（Ａ）に示すように、ストッパー２３４は可動羽根２３０の一方の方向への回転を阻止し、連結板２１１は、可動羽根２３０の他方の方向への回転を阻止する。このため、可動羽根２３０は、ストッパー２３４と連結板２１１の間を８０度から９０度程度の角度範囲で回転する。このように、ストッパー２３４は、連結板２１１とともに可動羽根２３０の回転角度を８０度から９０度程度の角度範囲に制限する。
ストッパー２３４の可動羽根２３０側には緩衝材２３５が設置され、連結板２１１の可動羽根２３０側には緩衝材２３６が設置されている。緩衝材２３５と緩衝材２３６は、可動羽根２３０がストッパー２３４と連結板２１１に突き当たるときの衝撃を和らげる。
【００１５】
図６は、上回転板２０１を外した状態の上部フレーム部２５０の上面図である。図７は、図６中の破線で囲まれた上部フレーム部２５０の一部２６０の拡大図であり、図７（Ｂ）は上部フレーム部２５０の一部２６０の正面図であり、図７（Ａ）および図７（Ｃ）はそれぞれ図７（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図および図７（Ｂ）のＦ−Ｆ線断面図である。
上部フレーム部２５０には、可動羽根２７０が設置されている。
可動羽根２７０は、上部フレーム部２５０の外周に沿って、複数（例えば８個）設置される。上述したように、上回転板２０１と中回転板２０２との間には一対の軸受板２５１ａと軸受板２５１ｂとが放射状に配置されている。軸受板２５１ａと軸受板２５１ｂには、それぞれ６：４の比率で真ん中よりもやや上側の位置に軸受部２７２ａと軸受部２７２ｂとが設置されている。可動羽根２７０は、回転軸２７１の上と下にそれぞれ上羽根と下羽根が固定された構造である。可動羽根２７０の回転軸２７１は軸受部２７２ａと軸受部２７２ｂにより回転自在に水平に支持されている。可動羽根２７０は回転軸２７１を中心として回転する。中回転板２０２の上面には個々の可動羽根２７０毎にストッパー２７３が設置されている。各ストッパー２７３は、図７（Ｃ）に示すように、可動羽根２７０の下羽根の先端が下方垂直状態になるとそれ以上の回転を阻止する。
ストッパー２７３の可動羽根２７０側には緩衝材２７４が設置されている。緩衝材２７４は、可動羽根２７０がストッパー２７４に突き当たるときの衝撃を和らげる。
【００１６】
可動羽根２２０と可動羽根２３０と可動羽根２７０とは、不特定の方向から風を受けると、それぞれ風が通り抜けるように回転する。ただし、各々の可動羽根がそれぞれストッパー２２４とストッパー２３４とストッパー２７３とに突き当たると、各可動羽根の回転が止まる。
例えば、図４と図６中に矢印で示すよう、左から右に向けて風が吹くと、各可動羽根は図４と図６の下半分に位置するとき風を通し、図４と図６の上半分に位置するとき風を遮る。このため、図４と図６の上半分に位置する各可動羽根に風による力が加わり、回転フレーム部２００は回転軸１５０の周りを時計周りに回転する。このとき、発電機１０１ａと発電機１０１ｂとが発電する。
このように、本実施形態に係る風力発電装置１は、回転フレーム部２００が不特定の方向からの風を受けて回転し、発電機１０１ａと発電機１０１ｂとが発電する。
【００１７】
なお、上述した実施形態では、固定フレーム部１００の中に２台の発電機が設置されている例を示したが、固定フレーム部１００の中に１台または３台以上の発電機を設置してもよく、固定フレーム部１００の中に設置することができる発電機の台数に制限はない。
【００１８】
以上説明したように、本考案によれば、単純な構造で風力発電装置を風向きによらずに動作させることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１…風力発電装置、１００…固定フレーム部、１０１ａ、１０１ｂ…発電機、１０２ａ、１０２ｂ…スプロケット、１０３ａ、１０３ｂ…チェーン、１１１…上板、１１２…底板、１１３…立板、１５０…回転軸、１５１…上部軸受、１５２…下部軸受、１５３ａ、１５３ｂ…スプロケット、２００…回転フレーム部、２０１…上回転板、２０２…中回転板、２０３…下回転板、２１０…下部フレーム部、２１１…連結板、２２０…可動羽根、２２１…軸受部、２２２…軸、２２３ａ、２２３ｂ…吊り具、２２４…ストッパー、２２５…緩衝材、２３０…可動羽根、２３１ａ、２３１ｂ…軸受部、２３２…軸、２３３…固定ピン、２３４…ストッパー、２３５、２３６…緩衝材、２５０…上部フレーム部、２５１ａ、２５１ｂ…軸受板、２７０…可動羽根、２７１…回転軸、２７２ａ、２７２ｂ…軸受部、２７３…ストッパー、２７４…緩衝材
【図１】
0003176687.tif 000003
【図２】
0003176687.tif 000004
【図３】
0003176687.tif 000005
【図４】
0003176687.tif 000006
【図５】
0003176687.tif 000007
【図６】
0003176687.tif 000008
【図７】
0003176687.tif 000009