(57)【要約】【課題】翼及び翼支持部材を高所に設置可能として大きな風力エネルギを得ることができ、かつ強風や振動に対しても翼及び翼支持部材が固定支持部材からの離脱や転倒の発生を伴うことなく安定した支持構造を備えた風車発電装置を提供する。【解決手段】翼支持用の翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、翼に作用する風力による翼支持部材の固定支持部材に対する相対移動により電力を発生するように構成された風車発電装置において、前記固定支持部材を環状に形成して支柱の上部に固定するとともに翼支持部材を移動機構を介して固定支持部材の周方向に沿って移動可能に取り付け、リニア発電装置あるいは回転式発電装置を設ける。【選択図】　　　図１
2004019444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼が取り付けられた翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、前記翼に作用する風力により該翼を介して前記翼支持部材を移動せしめ、該翼支持部材の前記固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置において、前記固定支持部材を環状に形成して地上に立設された支柱の上部に固定するとともに前記翼支持部材を車輪等の移動機構を介して前記固定支持部材の周方向に沿って移動可能に取り付け、前記発電装置を前記翼支持部材の固定支持部材に対する線形移動により電力を発生するリニア発電装置に構成してなることを特徴とする風車発電装置。
【請求項２】
前記翼支持部材を前記固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、該跨形状の移動ブラケットの外周に前記翼を取り付け、前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に形成される非接触空間に前記リニア発電装置を設け、さらに前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に該移動ブラケットを固定支持部材の上面に沿って移動せしめる車輪を転接してなることを特徴とする請求項１記載の風車発電装置。
【請求項３】
翼が取り付けられた翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、前記翼に作用する風力により該翼を介して前記翼支持部材を移動せしめ、該翼支持部材の前記固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置において、前記固定支持部材を環状に形成して地上に立設された支柱の上部に固定するとともに前記翼支持部材を車輪等の回転機構を介して前記固定支持部材の周方向に沿って移動可能に取り付け、前記発電装置を前記翼支持部材の固定支持部材に対する移動に伴う前記回転機構の回転により電力を発生する回転式発電装置に構成してなることを特徴とする風車発電装置。
【請求項４】
前記翼支持部材を前記固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、前記翼支持部材の外周に前記翼を取り付け、前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に該移動ブラケットを固定支持部材の上面に沿って移動せしめる車輪を転接し、さらに前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に前記回転式発電装置を設けて該回転式発電装置の発電機軸を前記車輪に連結してなることを特徴とする請求項３記載の風車発電装置。
【請求項５】
前記翼支持部材を前記固定支持部材の上面及び両側面に加えて下面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、該固定支持部材の下面に対向する前記跨形状の移動ブラケットの下部内周に前記翼を取り付けてなることを特徴とする請求項２または４の何れかの項に記載の風車発電装置。
【請求項６】
前記固定支持部材の側面と前記跨形状の移動ブラケットの両側部との間に側面保持軸受を介装してなることを特徴とする請求項２または４の何れかの項に記載の風車発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、翼支持部材に取り付けられた翼に作用する風力による該翼支持部材の固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
翼支持部材に取り付けられた翼に作用する風力により該翼を介して前記翼支持部材を移動せしめ、該翼支持部材の固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置は、丘陵上や山上等の高所あるいは洋上等の高風速が得られる場所に設置されている。
かかる風車発電装置のうち、翼を支持する翼支持部材を固定支持部材上に沿って相対平行移動させ、かかる相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置の１例を図４に示す。
【０００３】
図において、５３は地面上に環状に設置された軌道、５１は該軌道５３に沿って車輪５２を介して移動可能にされた移動台車で、該移動台車５１の上面には複数の翼１が立設されている。５４は前記移動台車５１の内部に設けられた発電装置である。
かかる風車発電装置においては、複数の翼１に風力が作用することにより移動台車５１が車輪５２を介して軌道５１上を周回せしめられ、該車輪５２の車軸に連結した発電装置５４により電力を発生するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
風車発電装置においては風（空気流）による風車の動力（エネルギ）は翼の位置が高所になるほど大きくなるので、翼に発生する回転力により風車軸を回転させるように構成された通常の風車発電装置にあっては、地面や洋上に立設された支柱上部の高所位置に風車及び発電装置を取り付けて大きな風力エネルギを得るようにしている。
【０００５】
然るに、図４に示されるような風車発電装置にあっては、複数の翼１に作用する風力により、地面上に環状に設置された軌道５３上に沿って移動台車５１を走行させるように構成されているため、翼１の設置位置が低く十分に大きな風力エネルギを得ることはできない。
一方、前記軌道５３を支柱上に支持して、翼１及び移動台車５１の設置位置を高所にすることも考えられるが、かかる構成を採用した場合には翼１を支持する移動台車５１が軌道５３上に載置されているのみであるため、翼１及び移動台車５１の支持構造が不安定で、強風や振動により翼１及び移動台車５１の軌道５３からの離脱や転倒が発生し易い。
等の問題点を有している。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、翼に作用する風力による翼支持部材の固定支持部材に対する相対移動により電力を発生するように構成された風車発電装置において、翼及び翼支持部材を高所に設置可能として大きな風力エネルギを得ることができ、かつ強風や振動に対しても翼及び翼支持部材が固定支持部材からの離脱や転倒の発生を伴うことなく安定した支持構造を備えた風車発電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、翼が取り付けられた翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、前記翼に作用する風力により該翼を介して前記翼支持部材を移動せしめ、該翼支持部材の前記固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置において、前記固定支持部材を環状に形成して地上に立設された支柱の上部に固定するとともに前記翼支持部材を車輪等の移動機構を介して前記固定支持部材の周方向に沿って移動可能に取り付け、前記発電装置を前記翼支持部材の固定支持部材に対する線形移動により電力を発生するリニア発電装置に構成してなることを特徴とする風車発電装置を提案する。
【０００８】
請求項１において、好ましくは請求項２に記載のように、前記翼支持部材を前記固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、該跨形状の移動ブラケットの外周に前記翼を取り付け、前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に形成される非接触空間に前記リニア発電装置を設け、さらに前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に該移動ブラケットを固定支持部材の上面に沿って移動せしめる車輪を転接して構成するのがよい。
【０００９】
請求項３記載の発明は、翼が取り付けられた翼支持部材を固定支持部材に相対移動可能に支持し、前記翼に作用する風力により該翼を介して前記翼支持部材を移動せしめ、該翼支持部材の前記固定支持部材に対する相対移動により発電装置に電力を発生するように構成された風車発電装置において、前記固定支持部材を環状に形成して地上に立設された支柱の上部に固定するとともに前記翼支持部材を車輪等の回転機構を介して前記固定支持部材の周方向に沿って移動可能に取り付け、前記発電装置を前記翼支持部材の固定支持部材に対する移動に伴う前記回転機構の回転により電力を発生する回転式発電装置に構成してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３において、好ましくは請求項４に記載のように、前記翼支持部材を前記固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、前記翼支持部材の外周に前記翼を取り付け、前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に該移動ブラケットを固定支持部材の上面に沿って移動せしめる車輪を転接し、さらに前記固定支持部材の上面とこれに対向する前記移動ブラケットの下面との間に前記回転式発電装置を設けて該回転式発電装置の発電機軸を前記車輪に連結してなるのがよい。
【００１１】
さらに請求項２または４の何れかの項において、好ましくは請求項５あるいは６のように構成するのがよい。
即ち請求項５においては、前記翼支持部材を前記固定支持部材の上面及び両側面に加えて下面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、該固定支持部材の下面に対向する前記跨形状の移動ブラケットの下部内周に前記翼を取り付けてなる。
【００１２】
請求項６においては、前記固定支持部材の側面と前記跨形状の移動ブラケットの両側部との間に側面保持軸受を介装してなる。
【００１３】
かかる発明によれば、地上に立設された支柱の上部に環状の固定支持部材を固定し、外周に翼が取り付けられた翼支持部材を前記固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成し、いわゆる跨座式モノレールと同様な支持構造とし、請求項１、２のような前記翼支持部材の固定支持部材に対する線形移動により電力を発生するリニア発電装置あるいは請求項３、４のような車輪の回転に直結されて電力を発生する回転式発電装置を設けて構成したので、高所に設置した環状の固定支持部材に翼が取り付けられた跨形状の移動ブラケットを、強風や振動に対しても固定支持部材からの離脱や転倒の発生を伴うことなく安定して支持し、リニア発電装置あるいは回転式発電装置による発電を行うことができる。
【００１４】
また、環状の固定支持部材及び翼が取り付けられた跨形状の移動ブラケットの設置高さを高くしても、前記のように翼を備えた移動ブラケットを固定支持部材に安定して支持し相対移動せしめて発電を行うことができるので、風力エネルギの大きい高所位置に翼を設置することが可能となり、従来のものよりも発電電力を増大することができる。
【００１５】
また、請求項５のように構成すれば、翼支持部材を前記固定支持部材の上面及び両側面に加えて下面を跨いで形成された跨形状の移動ブラケットの下部内周に翼を取り付けているため、該跨形状の移動ブラケットの外周及び内周の双方に翼を設置することができて発電電力が増大する。
【００１６】
さらに、請求項６のように構成すれば、横風等により跨形状の移動ブラケットに作用する側面荷重を、側面保持軸受を介して該固定支持部材の側面で安定的に支承し、前記移動ブラケットを固定支持部材に対して相対移動せしめることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
図１は本発明の第１実施例に係るリニア発電装置を備えた風車発電装置の移動ブラケット走行方向に直角な断面図、図２は第２実施例に係る回転式発電装置を備えた風車発電装置の図１対応図である。図３は図１、２のＺ部詳細図である。
【００１９】
本発明の第１実施例を示す図１において、０２は地面１００上に立設された支柱、２は該支柱０２の上部に固定された固定ブラケット（固定支持部材）である。該固定ブラケット２は、図のように中空の四角形断面を有する円環状あるいはこれに近い形状の環状に形成され、その内周部が前記支柱０２の先端部に固着されている。
【００２０】
３は前記固定ブラケット２に相対移動可能に支持された移動ブラケットである。該移動ブラケット３は、上部３ａ及び左右の側部３ｂ、３ｂ及び下部３ｄが前記固定ブラケット２の上面２ａ及び左右の側面２ｂ、２ｂ及び下面２ｃを夫々跨いだ跨形状に形成し、前記固定ブラケット２を跨いだいわゆる跨座式モノレールと同様な支持構造で以って前記固定ブラケット２に支持されている。
前記移動ブラケット３における上部３ａの外周面及び下部３ｄの内周面には、翼角制御装置９を介して翼１が各１個あるいは周方向に複数個取り付けられている。０１は翼１の中心である。
尚、前記翼角制御装置９は、外部からの操作により翼１の向きを空気流が効率的に作用するように制御するもので、内部構成は公知であるので詳細な構造説明は省略する。
【００２１】
４は前記移動ブラケット３における上部３ａの下面と固定ブラケット２における上面２ａとの間の非接触空間に設けられたリニア発電装置で、前記移動ブラケット３の固定ブラケット２に対する相対移動により電力を発生するもので、その構成自体は公知である。
５は前記移動ブラケット３における上部３ａ下面と固定ブラケット２における上部の転動面１０に転動自在に設けられたタイヤ式の車輪（必ずしもタイヤでなくてもよい）で、前記リニア発電装置４の両側に対をなし、かつ前記移動ブラケット３の周方向に複数個設けられて、前記移動ブラケット３が該車輪５を介して固定ブラケット２上を周方向前後に移動自在となっている。
【００２２】
７は前記車輪５が固着された軸６の両端を支持する軸受で、移動ブラケット３の上部３ａに形成された軸受ブラケット７ａに取付られている。また、８は側面保持軸受で、前記移動ブラケット３の側部３ｂと固定ブラケット２の側部２ｂとの間に介装されており、前記移動ブラケット３の水平方向荷重を該側面保持軸受８を介して固定ブラケット２で受圧するようになっている。
前記側面保持軸受８の詳細を示す図３において、該側面保持軸受８は、移動ブラケットの側部３ｂに軸受８ｃを介して回転自在に支持された軸８ｂに側面保持ローラ８ａを固定し、該側面保持ローラ８ａを固定ブラケット２の側部２ｂに転接させて構成される。
【００２３】
かかる構成からなる風車発電装置において、前記翼１に作用する風力により、該翼１及び翼角制御装置９を介して前記移動ブラケット３が前記車輪５の転動により前記固定ブラケット２上を周方向に移動し、かかる移動ブラケット３の固定ブラケット２に対する相対線形移動によって、前記リニア発電装置４による発電がなされる。
前記翼１は、外部から前記翼角制御装置９を操作するにことにより、その向きを空気流が効率的に作用するように制御せしめられる。
【００２４】
かかる実施例によれば、地面１００上に立設された支柱０２の上部に環状の固定ブラケット２を固定し、外周に翼１が取り付けられた移動ブラケット３を前記固定ブラケット２を跨いだ跨形状に構成していわゆる跨座式モノレールと同様な支持構造とし、前記移動ブラケット３の固定ブラケット２に対する線形移動により電力を発生するリニア発電装置４を設けたので、高所に設置した環状の固定ブラケット２に翼１が取り付けられた跨形状の移動ブラケット３を、強風や振動に対しても固定ブラケット２からの離脱や転倒の発生を伴うことなく安定して支持して、リニア発電装置４による発電を行うことができる。
【００２５】
また、環状の固定ブラケット２及び翼１が取り付けられた跨形状の移動ブラケット３の設置高さを高くしても、前記のように翼１を備えた移動ブラケット３を固定ブラケット２に安定して支持し相対移動せしめて発電を行うことができるので、風力エネルギの大きい高所位置に翼１を設置することが可能となり、発電電力を増大することができる。
【００２６】
また、跨形状の移動ブラケット３の下部３ｄ内周に翼１を取り付けているため、該移動ブラケット３の外周及び内周の双方に翼１を設置することができ、発電電力が増大する。
さらに、横風等により跨形状の移動ブラケット３に作用するスラスト荷重を、側面保持軸受８を介して該固定ブラケット２の側面で安定的に支承して、前記移動ブラケット３を固定ブラケット２に対して相対移動せしめることができる。
【００２７】
図２に示される本発明の第２実施例においては、前記移動ブラケット３における上部３ａ下面と固定ブラケット２における上部の転動面１０に対をなして転動自在に設けられた車輪２２に回転式発電装置２０の発電機軸２１を連結し、前記移動ブラケット３が固定ブラケット２に対して相対移動することによるタイヤ式の車輪２２（タイヤ式でなくともよい）の回転によって該回転式発電装置２０の発電機軸２１を回転せしめ、発電を行うように構成されている。
７ａは前記移動ブラケット３の上部３ａに固定された軸受ブラケット、７は発電機軸２１を該軸受ブラケット７ａに回転自在に支持する軸受である。
【００２８】
この実施例においては、同一仕様の回転式発電装置２０を前記移動ブラケット３及び固定ブラケット２の周方向に複数個選択的に配設できるので、翼１側の風力エネルギに適応した合理的な発電設備とすることができる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００２９】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、地上に立設された支柱の上部に固定された環状の固定支持部材に支持される翼の支持部材を該固定支持部材の少なくとも上面及び両側面を跨いだ跨形状の移動ブラケットに構成していわゆる跨座式モノレールと同様な支持構造とし、請求項１、２のような翼支持部材の固定支持部材に対する線形移動により電力を発生するリニア発電装置あるいは請求項３、４のような車輪の回転に直結されて電力を発生する回転式発電装置を設けたので、高所に設置した環状の固定支持部材に翼を備えた跨形状の移動ブラケットを、強風や振動に対しても固定支持部材からの離脱や転倒の発生を伴うことなく安定して支持し、リニア発電装置あるいは回転式発電装置による発電を行うことができる。
【００３０】
また、環状の固定支持部材及び翼が取り付けられた跨形状の移動ブラケットの設置高さを高くしても、前記のように翼を備えた移動ブラケットを固定支持部材に安定して支持し相対移動せしめて発電を行うことができるので、風力エネルギの大きい高所位置に翼を設置することが可能となり、従来のものよりも発電電力を増大することができる。
【００３１】
また、請求項５のように構成すれば、翼支持部材を前記固定支持部材の上面及び両側面に加えて下面を跨いで形成された跨形状の移動ブラケットの下部内周に翼を取り付けているため、該跨形状の移動ブラケットの外周及び内周の双方に翼を設置することができて発電電力が増大する。
さらに、請求項６のように構成すれば、横風等により跨形状の移動ブラケットに作用するスラスト荷重を、側面保持軸受を介して該固定支持部材の側面で安定的に支承し、前記移動ブラケットを固定支持部材に対して相対移動せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るリニア発電装置を備えた風車発電装置の移動ブラケット走行方向に直角な断面図である。
【図２】第２実施例に係る回転式発電装置を備えた風車発電装置の図１対応図である。
【図３】図１、図２のＺ部詳細図である。
【図４】従来技術を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１　翼
２　固定ブラケット
０２　支柱
３　移動ブラケット
４　　リニア発電装置
５　車輪
６　軸
７　軸受
８　側面保持軸受
９　翼角制御装置
２０　回転式発電装置
２１　発電機軸
【図１】
2004019444.tif 000003
【図２】
2004019444.tif 000004
【図３】
2004019444.tif 000005
【図４】
2004019444.tif 000006