(57)【要約】【課題】受風面のみで風の作用を受けることにより、一方向のみから力を受ける羽根により、通風面上に発生する風の抵抗を低減させ、運転効率及び発電効率を高める垂直軸型風力発電装置を提供する。【解決手段】垂直軸型風力発電装置は、上接合板１、下接合板２、支持ポール３、垂直軸型風車４、伝動部５及び発電ユニット６を備える。上接合板１及び下接合板２は、中央部に支持ポール３が配置され、それぞれの両端に一方向から力を受ける垂直軸型風車４が配置される。垂直軸型風車４は、回転軸４１上に３つの羽根４２が同じ角度で固定される。羽根４２は、縦横に交差する隔壁からなり、円弧状凹部を有してらせん状をなす羽根本体を有する。縦横に交差する隔壁により仕切られた部分には、通風空間が設けられ、隔壁の断面は、翼型形状をなす。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
上接合板、下接合板、支持ポール、垂直軸型風車、伝動部及び発電ユニットを備える垂直軸型風力発電装置であって、
前記上接合板及び前記下接合板は、中央部に前記支持ポールが配置され、それぞれの両端に一方向から力を受ける前記垂直軸型風車が配置され、
前記垂直軸型風車は、回転軸上に３つの羽根が同じ角度で固定され、
前記羽根は、縦横に交差する隔壁からなり、円弧状凹部を有してらせん状をなす羽根本体を有し、
縦横に交差する前記隔壁により仕切られた部分には、通風空間が設けられ、前記隔壁の断面は、翼型形状をなし、前記羽根本体の受風面上には、複数のシート状弁体が上辺のみで接続され、
前記シート状弁体は、少なくとも１つの前記通風空間にそれぞれ対応し、
２つの前記回転軸は、前記伝動部を介して前記発電ユニットに接続されることを特徴とする垂直軸型風力発電装置。
【請求項２】
前記シート状弁体は、線材が上端に貫設され、
前記線材の両端は、前記羽根本体上に固定されることを特徴とする請求項１に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項３】
前記上接合板上には、複数の前記垂直軸型風車と、前記上接合板とが、前記垂直軸型風車の軸線方向に沿って直列に延設されることを特徴とする請求項１に記載の垂直軸型風力発電装置。
【請求項４】
前記伝動部は、前記垂直軸型風車の前記回転軸上に固定された伝動ローラと、前記発電ユニットの駆動軸上に固定された従動ローラと、前記伝動ローラ及び前記従動ローラに周設された伝動ベルトと、を有することを特徴とする請求項１に記載の垂直軸型風力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、垂直軸型風力発電装置に関し、特に、受風面のみで風の作用を受けることにより、一方向のみから力を受ける羽根により通風面上に発生する風の抵抗を低減させ、運転効率及び発電効率を高める垂直軸型風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、風力発電に用いられ、発電ユニットに空気の運動エネルギを伝達する垂直軸型風車は、回転軸上にらせん状をなす羽根が配置されている。羽根は、風の作用を受け、発電ユニットに組み合わされた回転軸を軸心として回転する。これにより、空気の運動エネルギが電気エネルギに転換される。従来の垂直軸型風車は、羽根がらせん状をなすため、本体が受風面及び通風面を有する。羽根全体で風を受ける通風面は、非常に大きな抵抗が発生する。この抵抗により、受風面上で発生する推力が相殺され、発電効率が低下するという問題がある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案の目的は、発熱ユニットに動力を伝達する垂直軸型風車の羽根が、一方向弁の構造を用い、受風面上のみで風の作用を受けるため、一方向のみから力を受け、通風面上に発生する抵抗を低減させ、羽根本体の隔壁の断面が翼型形状をなすことにより、垂直軸型風車の運転効率を確実に高め、発電効率を有効に高めることができる垂直軸型風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、上接合板、下接合板、支持ポール、垂直軸型風車、伝動部及び発電ユニットを備える垂直軸型風力発電装置であって、前記上接合板及び前記下接合板は、中央部に前記支持ポールが配置され、それぞれの両端に一方向から力を受ける前記垂直軸型風車が配置され、前記垂直軸型風車は、回転軸上に３つの羽根が同じ角度で固定され、前記羽根は、縦横に交差する隔壁からなり、円弧状凹部を有してらせん状をなす羽根本体を有し、縦横に交差する前記隔壁により仕切られた部分には、通風空間が設けられ、前記隔壁の断面は、翼型形状をなし、前記羽根本体の受風面上には、複数のシート状弁体が上辺のみで接続され、前記シート状弁体は、少なくとも１つの前記通風空間にそれぞれ対応し、２つの前記回転軸は、前記伝動部を介して前記発電ユニットに接続されることを特徴とする垂直軸型風力発電装置を提供する。
【０００５】
前記シート状弁体は、線材が上端に貫設され、前記線材の両端は、前記羽根本体上に固定されることが好ましい。
【０００６】
前記上接合板上には、複数の前記垂直軸型風車と、前記上接合板とが、前記垂直軸型風車の軸線方向に沿って、直列に延設されることが好ましい。
【０００７】
前記伝動部は、前記垂直軸型風車の前記回転軸上に固定された伝動ローラと、前記発電ユニットの駆動軸上に固定された従動ローラと、前記伝動ローラ及び前記従動ローラに周設された伝動ベルトと、を有することが好ましい。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の垂直軸型風力発電装置は、受風面のみで風の作用を受けることにより、一方向のみから力を受ける羽根により通風面上に発生する風の抵抗を低減させ、運転効率及び発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置を示す斜視図である。
【図２】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置を示す正面図である。
【図３】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置の羽根を示す断面図である。
【図４】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置の羽根の受風面に風が当たったときの状態を示す斜視図である。
【図５】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置の羽根の通風面に風が当たったときの状態を示す斜視図である。
【図６】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置が固定ロープにより固定されたときの状態を示す正面図である。
【図７】本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置の２組のユニット化された一方向から力を受ける垂直軸型風車と、上接合板とが直列に配置されたときの状態を示す正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置は、少なくとも上接合板１、下接合板２、支持ポール３、２つの垂直軸型風車４、２つの伝動部５及び発電ユニット６から構成される。
【００１１】
上接合板１及び下接合板２は、中央部に支持ポール３が配置され、それぞれの両端に一方向から力を受ける垂直軸型風車４が配置されている。一方向から力を受ける垂直軸型風車４は、回転軸４１上に３つの羽根４２が同じ角度で配置されている（図３参照）。羽根４２は、羽根本体４２１及び少なくとも１つのシート状弁体４２２を有する。羽根本体４２１は、縦横に交差する隔壁４２１１からなり、円弧状凹部を有し、らせん状をなすプレート体である。縦横に交差する隔壁４２１１に仕切られた部分には、通風空間４２１２が設けられている。隔壁４２１１の断面は、翼型形状をなす。羽根本体４２１は、受風面４２１３及び通風面４２１４を有する。受風面４２１３上には、複数のシート状弁体４２２が固定されている。シート状弁体４２２は、上辺のみで羽根本体４２１に接続され、少なくとも１つの通風空間４２１２にそれぞれ対応している。２つの回転軸４１は、伝動部５を介して発電ユニット６に接続されている。回転軸４１は、非金属（例えば、低価格のプラスチックなど）からなる軸であり、発電ユニット６に直接接続されていない。これにより、コストを抑えたり、発電装置に落雷するのを防いだりする。
【００１２】
本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置のシート状弁体４２２は、羽根本体４２１の受風面４２１３上に固定され、上辺のみで羽根本体４２１に接続され、少なくとも１つの通風空間４２１２にそれぞれ対応している。羽根本体４２１の受風面４２１３に風が当たると（図４及び図５参照）、シート状弁体４２２は、通風空間４２１２に密着する。この構成により、風力は、受風面４２１３上のみに作用する。風は、羽根本体４２１の通風面４２１４に当たると（図５参照）、羽根本体４２１の通風空間４２１２を吹き抜け、シート状弁体４２２を押し開く。これにより、羽根本体４２１の通風面４２１４上で発生する抵抗が低減され、垂直軸型風車４の運転効率が高まる。
【００１３】
一方向から力を受ける２つの垂直軸型風車４が、回転軸４１を軸心として回転すると、回転軸４１に連動する伝動部５は回転する。２つの伝動部５が発電ユニット６を駆動し、発電ユニット６により発電が行われることにより、空気の運動エネルギは電気エネルギに転換される。特に、本考案は、一方向から力を受ける垂直軸型風車の構造を用いるため、発電効率が高い。また、本考案は、一方向から力を受ける２つの垂直軸型風車４により、発電ユニット６を駆動する。このように、回転軸が２つであるため、同じ面積の土地では回転軸が１つである発電装置より発電効率を確実に高めることができる。
【００１４】
図３を参照する。図３に示すように、本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置のシート状弁体４２２は、上端に線材４３が貫設され、線材４３の両端が羽根本体４２１上に固定されることにより、羽根本体４２１の受風面４２１３上に固定されている。
【００１５】
図２を参照する。図２に示すように、本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置の伝動部５は、垂直軸型風車４の回転軸４１上に固定される伝動ローラ５１と、発電ユニット６の駆動軸６１上に固定される従動ローラ５２と、伝動ローラ５１及び従動ローラ５２に周設される伝動ベルト５３と、を有する。回転軸４１の回転により伝動ローラ５１が駆動され、伝動ベルト５３により従動ローラ５２が駆動されることにより、従動ローラ５２に接続された発電ユニット６の駆動軸６１は回転する。
【００１６】
固定ロープ１１は、一方の端部が上接合板１上に固定され（図６参照）、他方の端部が建物又は地面に固定されている。これにより、本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置は、建物又は地面に固定される。
【００１７】
上述したことから分かるように、本考案の一実施形態による垂直軸型風力発電装置は、一方向から力を受ける２つの垂直軸型風車４と、上接合板１とからなるユニット化構造である。上接合板１上には、一方向から力を受ける垂直軸型風車４の軸線方向に沿うように、複数のユニット化された一方向から力を受ける垂直軸型風車４と、上接合板１とが順次延設されてもよい（図７参照）。複数の垂直軸型風車４が直列に配置されると、垂直軸型風車４の回転軸４１の回転動力が大きくなる。回転動力が伝動部５を介して発電ユニット６に伝達されることにより、発電ユニット６の発電量が大きくなる。
【００１８】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００１９】
１        上接合板
２        下接合板
３        支持ポール
４        垂直軸型風車
５        伝動部
６        発電ユニット
１１      固定ロープ
４１      回転軸
４２      羽根
４３      線材
５１      伝動ローラ
５２      従動ローラ
５３      伝動ベルト
６１      駆動軸
４２１    羽根本体
４２２    シート状弁体
４２１１  隔壁
４２１２  通風空間
４２１３  受風面
４２１４  通風面
【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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【図６】
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【図７】
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