(57)【要約】  中心軸Ｃ廻りに回転自在な回転軸体５と、回転軸体５に固定されるブレード９と、回転軸体５の回転で電気を発生させる発電部３とを具備する風力発電装置であって、回転軸体５の外周面の上側部分に装着される上ベアリング部１３を介して回転軸体５を回転自在に支持する上支持体１２と、回転軸体５の外周面の下側部分に装着される下ベアリング部１６を介して回転軸体５を回転自在に支持する下支持体１５と、上支持体１２と下支持体１５を連結させて装置全体のフレーム構造２を形成する上下連結体１１とを具備する。
2007108075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸廻りに回転自在な回転軸体と、回転軸体の外周面から延設されるアームと、アームの先端に固定されるブレードと、回転軸体の回転運動に連動して電気を発生させる発電部とを具備する風力発電装置であって、回転軸体の外周面のアーム基端部分よりも上側部分に装着される上ベアリング部と、上ベアリング部を介して回転軸体を中心軸廻りに回転自在に支持する上支持体と、回転軸体の外周面のアーム基端部分よりも下側部分に装着される下ベアリング部と、下ベアリング部を介して回転軸体を中心軸廻りに回転自在に支持する下支持体と、上支持体と下支持体を連結させて装置全体のフレーム構造を形成する上下連結体とを具備することを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記上ベアリング部及び下ベアリング部は、それぞれ上下一対以上のベアリングから成るものであることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
筒状を成す回転軸体内に挿通される固定軸体と、固定軸体の外周面と回転軸体の内周面との間に介在するとともに該回転軸体を該固定軸体に回転自在に支持させる内側ベアリング部とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記内側ベアリング部は、上ベアリング部及び下ベアリング部を成す各ベアリングと対応する箇所にそれぞれ設置される複数のベアリングから成るものであることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記上支持体は、固定軸体及び回転軸体の上方を覆うとともに該固定軸体を回転不能に支持するキャップ状の外筒を備えたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記ブレードは、風を受けて回転方向への揚力を生じる直線翼であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項７】
装置全体のフレーム構造を所定の載置面上に載置するための支持脚部を具備することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項８】
前記発電部は複数の支持脚部内にそれぞれ設置してあるとともに、各発電部に回転軸体の回転運動を伝達して電気を発生させる動力伝達機構を備えていることを特徴とする請求項７に記載の風力発電装置。
【請求項９】
互いに直交する三方向のうち少なくとも一方向に別の風力発電装置を連結させるための連結部を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項１０】
前記連結部は、上支持体と下支持体の一方又は両方に備えたフランジ片であることを特徴とする請求項９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、垂直軸風車を備えて成る風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、垂直軸風車を備えて成る風力発電装置が知られている。垂直軸風車は、飛行機のプロペラのような水平軸風車とは異なり回転の中心軸が風向きに対して直交していることから、風向きが多少変化しても問題なく発電可能であるという利点がある。【０００３】
例えば日本公開特許第２００３−２３９８４７号公報には、垂直軸風車を回転自在に立設して成る風力発電装置が開示されている。この垂直軸風車はいわゆるダリウス型の風車であって、中心軸廻りに回転自在な回転軸体から水平方向にアームを複数本突設するとともに該アーム先端にブレードを連結支持させた構造になっている。【０００４】
ところで上記風力発電装置の垂直軸風車は、回転軸体の下端を回転自在に支持させているだけの構造であるから、ある程度の回転数を超えると回転軸体ひいては垂直軸風車全体に共振が発生し、耐久性が著しく低下してしまう。また、ここで生じる共振音は周辺住民に対して非常に不快感を与えるので、特に住宅街に設置しようとする場合には上記垂直軸風車の回転数が高くなると運転を停止させなくてはならない。【０００５】
即ち上記従来の風力発電装置は、耐久性が低いといった問題や、異音が発生するといった問題を有するものであった。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、回転数が大きくなっても回転軸体が共振を生じることがなく、したがって耐久性低下や異音発生を招くことのない風力発電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係る風力発電装置は、中心軸Ｃ廻りに回転自在な回転軸体５と、回転軸体５の外周面から延設されるアーム８と、アーム８の先端に固定されるブレード９と、回転軸体５の回転運動に連動して電気を発生させる発電部３とを具備する風力発電装置であって、回転軸体５の外周面のアーム基端部分８ａよりも上側部分に装着される上ベアリング部１３と、上ベアリング部１３を介して回転軸体５を中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持する上支持体１２と、回転軸体５の外周面のアーム基端部分８ａよりも下側部分に装着される下ベアリング部１６と、下ベアリング部１６を介して回転軸体５を中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持する下支持体１５と、上支持体１２と下支持体１５を連結させて装置全体のフレーム構造２を形成する上下連結体１１とを具備することを特徴としている。
【０００８】
このような構成を具備する風力発電装置にあっては、下支持体１５によって回転軸体５の外周面の下側部分が下ベアリング部１６を介して回転自在に支持されるとともに、この下支持体１５に上下連結体１１を挟んで連結される上支持体１２によって、回転軸体５の外周面の上側部分が上ベアリング部１３を介して回転自在に支持される。これにより、ブレード９が風を受けて回転軸体５の回転数が増していっても、該回転軸体５は上下両側を安定的に支持されているので共振を生じることが防止される。したがって耐久性低下や異音発生を招くことが防止される。また、前記フレーム構造２を所定姿勢で固定することで、装置全体の姿勢を自在に設定することが可能である。
【０００９】
前記上ベアリング部１３及び下ベアリング部１６は、それぞれ上下一対以上のベアリング１０，１４から成るものであることが好適である。このようにすることで、固定軸体４を更に安定的に支持することができるとともに、各ベアリング１０，１４一つ当りにかかる負荷は低減されて耐久性が向上するものである。
【００１０】
そして、このような構成の風力発電装置にあっては更に、筒状を成す回転軸体５内に挿通される固定軸体４と、固定軸体４の外周面と回転軸体５の内周面との間に介在するとともに該回転軸体５を該固定軸体４に回転自在に支持させる内側ベアリング部７とを具備することが好適である。これにより、筒状を成す回転軸体５をその外周面側からだけでなく内周面側からも安定的に支持することが可能となる。しかも各ベアリング部７，１３，１６一つ当りにかかる負荷は小さくて済むので耐久性が更に向上するものである。
【００１１】
ここで、前記内側ベアリング部７は、上ベアリング部１３及び下ベアリング部１６を成す各ベアリング１０，１４と対応する箇所にそれぞれ設置される複数のベアリング６から成るものであることが好適である。前記の各ベアリング１０，１４と対応する箇所とは、例えば回転軸体５の表裏の関係にある箇所である。このようにすることで、筒状を成す回転軸体５をその外周面側及び内周面側から更に安定的に支持することが可能となる。しかも、これらベアリング部７，１３，１６を形成する各ベアリング６，１０，１４一つ当りにかかる負荷は更に低減されて耐久性が向上するものである。
【００１２】
また前記上支持体１２は、固定軸体４及び回転軸体５の上方を覆うとともに該固定軸体４を回転不能に支持するキャップ状の外筒１８を備えたものであることも好適である。このような外筒１８を上方から被せることで、上支持体１２と回転軸体５との隙間や、回転軸体５と固定軸体４との隙間に雨や雪、又は粉塵等の異物が侵入することを防止すると同時に、キャップ状を成す外筒１８により固定軸体４を支持させてあることで、固定軸体４に生じる振動を効果的に消すことができる。
【００１３】
また前記ブレード９は、風を受けて回転方向への揚力を生じる直線翼であることが好適である。これによりコンパクトな形状で大きな回転力を発生させることが可能である。
【００１４】
また、装置全体のフレーム構造２を所定の載置面Ｓ上に載置するための支持脚部１７を具備することも好適である。この支持脚部１７により装置全体を載置面Ｓ上に安定的に支持することができる。
【００１５】
更にこの支持脚部１７を具備する場合には、前記発電部３は複数の支持脚部１７内にそれぞれ設置してあるとともに、各発電部３に回転軸体５の回転運動を伝達して電気を発生させる動力伝達機構１９を備えていることが好適である。このようにすることで、複数の発電部３をそれぞれ邪魔にならない場所にコンパクトに収納しておくとともに、これら発電部３を用いて電気を効率的に発生させることができる。
【００１６】
更に、このような構成の風力発電装置にあっては、互いに直交する三方向のうち少なくとも一方向に別の風力発電装置を連結させるための連結部３０を備えていることも好適である。前記の互いに直交する三方向とは、例えば上下、左右、前後方向である。連結させようとする一対の風力発電装置の連結部３０同士を固着させることで、多数の風力発電装置を簡単に且つコンパクトに順次連結させていくことが可能となる。
【００１７】
前記連結部３０は、上支持体１２と下支持体１５の一方又は両方に備えたフランジ片であることが好適である。このようにすれば、連結させようとする一対の風力発電装置の上支持体１２同士、及び又は下支持体１５同士を左右方向や前後方向に連結させることや、連結させようとする一方の風力発電装置の上支持体１２と他方の風力発電装置の下支持体１５とを上下方向に連結させることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における一例の風力発電装置を示す一部破断概略正面図である。
【図２】図１中における装置上部の要部拡大図である。
【図３】図１中における装置下部の要部拡大図である。
【図４】同上の風力発電装置を連設した場合を示す概略側面図である。
【図５】同上の風力発電装置を連設した場合を示す概略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。本発明の実施形態における一例の風力発電装置は図１に示すようなものであって、垂直軸風車１と、この垂直軸風車１を囲むとともに中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持する矩形状のフレーム構造２と、垂直軸風車１の回転力が伝達されて電気を発生させる発電部３とで主体を形成している。【００２０】
前記垂直軸風車１にあっては、図中の鉛直方向を軸方向として少なくとも一端側が開口した筒状の回転軸体５と、この回転軸体５内に挿通される円柱状の固定軸体４と、固定軸体４の外周面と回転軸体５の内周面との間の上下複数個所に介在するリング状のベアリング６とを備えている。この上下複数のベアリング６は、回転軸体５を固定軸体４に中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持させる内側ベアリング部７を形成するものである。なお前記中心軸Ｃは、固定軸体４及び回転軸体５の中心を通る鉛直軸である。また前記ベアリング６は内輪と外輪の間にボールを介在させたものであり、この内輪側を固定軸体４に固定させ、外輪側を回転軸体５に固定させている。【００２１】
回転軸体５の外周面からは、上下で対を成す複数対のアーム８を水平方向に延設させてあり、各対のアーム８先端にはそれぞれ鉛直方向に伸びるブレード９を固定させてある。このブレード９は、風を受けることで回転方向への揚力を発生させるような断面翼形状を有するいわゆる直線翼であるが、風を受けることで回転方向への力を発生させるものであれば他の形態であっても構わない。図示例にあっては回転軸体５を軸方向に（即ち図中の上下方向に）三分割するとともに、これら分割した回転軸体５間に各アーム８のアーム基端部分８ａを挟持させるように連結固定し、これにより回転軸体５とアーム８とブレード９とを一体に設けている。【００２２】
図２にも示すように、筒状を成す回転軸体５の外周面であって上側のアーム基端部分８ａよりも更に上側の部分には複数（本例では上下一対）のリング状を成すベアリング１０を装着しており、このベアリング１０を介して、フレーム構造２の上端部分を成す梁状の上支持体１２と回転軸体５とを中心軸Ｃ廻りに回動自在に連結させてある。この回転軸体５は上支持体１２の中央に設けてある貫通穴に嵌入されており、回転軸体５の外周面と上支持体１２の前記貫通穴の内周面との間に介在する上下一対のベアリング１０が、回転軸体５の上端側部分を上支持体１２に対して中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持させる上ベアリング部１３を形成する構造である。なお前記ベアリング１０は内輪と外輪の間にボールを介在させたものであり、この内輪側を回転軸体５に固定させ、外輪側を上支持体１２に固定させている。【００２３】
前記上支持体１２には上側のベアリング１０を装着させるためのリング型の突壁１２ａを上方に突設してあり、この突壁１２ａの上端にはキャップ状を成す外筒１８を固定してある。この外筒１８は、円形状の天板１８ａと、該天板１８ａの周縁部から下方に延設される側周板１８ｂとから成り、該側周板１８ｂの下端縁を突壁１２ａの上端縁に固定する構造である。そしてこの外筒１８によって固定軸体４及び回転軸体５の上方を覆うとともに、固定軸体４の上端を天板１８ａ下面の中央部にねじ等で固着させて回転不能に吊下支持するようになっている。なお図示例では固定軸体４の上端のみを固定させてあるが、上端及び下端を回転不能に固定させてあってもよい。【００２４】
また図３にも示すように、回転軸体５の外周面であって下側のアーム基端部分８ａよりも更に下側の部分には、前記ベアリング１０と同様の複数（本例では上下一対）のベアリング１４を装着しており、このベアリング１４を介して、フレーム構造２の下端部分を成す梁状の下支持体１５と回転軸体５とを中心軸Ｃ廻りに回動自在に連結させてある。回転軸体５は下支持体１５の中央に設けてある貫通穴に嵌入されており、この回転軸体５の外周面と下支持体１５の前記貫通穴の内周面との間に介在する上下一対のベアリング１４が、回転軸体５の下端側部分を下支持体１５に対して中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持させる下ベアリング部１６を形成する構造である。なお前記ベアリング１４は内輪と外輪の間にボールを介在させたものであり、この内輪側を回転軸体５に固定させ、外輪側を下支持体１５に固定させている。【００２５】
ここで、前記フレーム構造２は、梁状を成す上支持体１２の水平方向端部側と、同じく梁状を成す下支持体１５の水平方向端部側とを、鉛直方向に伸びる一対の柱状の上下連結体１１により連結させたものであって、この上支持体１２と下支持体１５と上下連結体１１とで囲まれる矩形状の空間内に前記垂直軸風車１が回転自在に配置され、外部からの風が前記垂直軸風車１のブレード９に直接当たるようになっている。【００２６】
前記下支持体１５の水平方向端部からは、柱状を成す一対の支持脚部１７を下方に向けて延設してある。この支持脚部１７の下端に形成してある平坦面を所定の載置面Ｓ上に載置して固着させることで、前記フレーム構造２ひいては風力発電装置全体を所定載置面Ｓ上に安定的に固定させることが可能である。図示例では、左右両側において支持脚部１７と上下連結体１１は別体に設けているが、支持脚部１７と上下連結体１１を一体に設けて左右一対の門柱状に形成してあっても構わない。【００２７】
前記支持脚部１７は中空を成すものであり、各支持脚部１７内の収納空間には回転力を電気に変換させる発電部３を収納させている。この発電部３に回転力を伝達させる動力伝達機構１９は、回転軸体５の外周面であって下支持体１５から下方に突出する部分に固定してある大プーリ２０と、発電部３の入力軸２１に固定してある小プーリ２２と、回転軸体５の回転力を一対の発電部３にまで二手に分岐させて伝達すべく大プーリ２０とこれを挟む両側の小プーリ２２とに上下交互に引掛け係止させてある伝達ベルト２３とで形成している。なお図示していないが、発電部３で発電した電気を外部に送り出す送電手段や、電気をためる蓄電手段を備えることは勿論である。【００２８】
ここで、既述した如く本例の風力発電装置にあっては、上ベアリング部１３と下ベアリング部１６をそれぞれ上下一対のベアリング１０，１４により形成するとともに、内側ベアリング部７を、前記各ベアリング１０，１４とは表裏の位置にある都合四箇所のベアリング６により形成してあり、外周面側の各ベアリング１０，１４とこれに１対１で対応する内周面側の各ベアリング６との間で回転軸体５を挟み込むように設けている。【００２９】
即ち、筒状を成すとともにその軸方向中央部分にアーム８を介してブレード９を固定してある本例の回転軸体５にあっては、このブレード９を設けてある中央部分よりも上側となる部分が、その外周面に装着される上下一対のベアリング１０及びその内周面に装着される上下一対のベアリング６によって外周面側及び内周面側から回転自在に支持されるとともに、ブレード９を設けてある中央部分よりも下側となる部分においても、その外周面に装着される上下一対のベアリング１４及びその内周面に装着される上下一対のベアリング６によって外周面側及び内周面側から回転自在に支持される構造となっている。【００３０】
このように各所のベアリング６，１０，１４によって、前記回転軸体５をその上端側部分と下端側部分において共に、外周面側と内周面側の両側から挟持する形で中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持させてあることで、回転軸体５は安定的に支持されることとなる。しかもベアリング６，１０，１４は回転軸体５の上端側部分の外周面側、同じく上端側部分の内周面側、下端側部分の外周面側、同じく下端側部分の内周面側においてそれぞれ上下一対の都合八箇所に配置してあるので、各ベアリング６，１０，１４一つ当りにかかる負荷は最小限に抑えられて耐久性も高いものである。【００３１】
前記構成から成る本例の風力発電装置にあっては、左右一対の支持脚部１７により下支持体１５が載置面Ｓ上に安定的に設置されるとともに、更にこの下支持体１５上に上下連結体１１を介して上支持体１２が安定的に支持され、そしてこれら載置面Ｓ上に安定的に支持される上支持体１２及び下支持体１５によって、前記ベアリング６，１０，１４を介して回転軸体５を安定的に回転自在に支持させる構造である。したがって、回転軸体５の回転数が大きくなっても該回転軸体５が共振を生じて耐久性低下や異音発生を招くことは確実に防止される。しかも、固定軸体４の上端はキャップ状を成す外筒１８の天板１８ａに固定させてあるから、固定軸体４の振動は該外筒１８の高強度な側周板１８ｂ部分で効果的に消されることとなる。【００３２】
そして、ブレード９が風を受けて前記回転軸体５が回転すると、これと連動して大プーリ２０が中心軸Ｃ廻りに回転駆動され、この回転力が伝達ベルト２３通じて左右両側の支持脚部１７内の小プーリ２２にまで伝達されることで、各支持脚部１７内に設置してある発電部３の入力軸２１が回転されて電力を発生させるものである。【００３３】
なお、本例にあっては回転軸体５内に固定軸体４を貫通させた二軸構造としているが、回転軸体５から固定軸体４を抜き取った構造としても、回転軸体５は問題なく中心軸Ｃ廻りに回転自在である。この一軸構造の場合には、回転軸体５はその上端側部分を、上ベアリング部１３を成す一対のベアリング１０により外周側から回転自在に支持され、且つその下端側部分を、下ベアリング部１６を成す一対のベアリング１４により外周側から回転自在に支持されることとなり、回転数が大きくなっても回転軸体５が共振を生じることは確実に防止される。【００３４】
次に、前記構成から成る本例の風力発電装置を複数備えるとともに、それぞれの風力発電装置を上下、左右、前後方向といった互いに直交する三方向に順次連結させていくための構成について、図４、図５に基づいて説明する。図示例は風力発電装置を前後方向に連結させた場合であり、図４はこれを側方から見た状態、図５はこれを上方から見た状態である。各風力発電装置が具備する垂直軸風車１は一点鎖線により簡略的に示してある。【００３５】
本例にあっては上支持体１２と下支持体１５にそれぞれフランジ状の連結部３０を設けておき、連結させるようとする二つの風力発電装置の対応する前記連結部３０同士を、直接或いは所定の中間連結体３１を介して連結させる構成としている。前後方向の連結部３０としては具体的には、上支持体１２及び下支持体１５の前後方向両端に前後連結用フランジ片３０ａ（図１中には示していない）が設けてあり、前後両側の風力発電装置における上支持体１２の対向する前後連結用フランジ片３０ａ同士、及び、下支持体１５の対向する前後連結用フランジ片３０ａ同士を、梁状の中間連結体３１を介して固着させるようになっている。【００３６】
また、左右方向の連結部３０として、上支持体１２及び下支持体１５の左右方向両端には同様に左右連結用フランジ片３０ｂ（図４中には示していない）が設けてある。図示例では連結させてはいないが、左右に連結させる場合には、左右両側の風力発電装置における上支持体１２の対向する左右連結用フランジ片３０ｂ同士、及び、下支持体１５の対向する左右連結用フランジ片３０ｂ同士を、直接或いは間接的に固着させればよい。【００３７】
更に上下方向の連結部３０として、上支持体１２の上端と下支持体１５の各支持脚部１７の下端とには、上下連結用フランジ片３０ｃ（図５中には示していない）がそれぞれ設けてある。そして図示例では連結させていないが、上下に連結させる場合には、下側となる風量発電装置の上支持体１２に設けてある上下連結用フランジ片３０ｃと、上側となる風力発電装置の下支持体１５の支持脚部１７下端に設けてある上下連結用フランジ片３０ｃとを、直接或いは間接的に固着させればよい。【００３８】
前記各連結部３０をフレーム構造２に備えてあることで、多数の風力発電装置を前後、左右、上下の各方向に自在に連結させて、三次元的に多様な形態の風力発電装置群を形成することが可能である。【００３９】
なお、連結部３０としては前後、左右、上下連結用フランジ片３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち少なくとも一つを設けてあればよい。また、前後連結用フランジ片３０ａと左右連結用フランジ片３０ｂについては、上支持体１２と下支持体１５の一方にのみ設けてあっても構わない。【００４０】
また、本例の風力発電装置の設置姿勢は図示例に限定されるものではなく、上支持体１２と下支持体１５と上下連結体１１とで形成される装置全体のフレーム構造２を適宜固定手段で所定姿勢に固定さえすれば、図示例を上下逆転させた姿勢や、横に倒した姿勢等の任意の姿勢で設置可能である。例えば装置全体を横に倒した姿勢で設置するような場合には、図示例の支持脚部１７は備える必要がない。この場合には発電部３を支持脚部１７以外の適当な箇所に設置する。【００４１】
本文中に用いた上下方向は、中心軸Ｃの一端側を上側として他端側を下側とした説明用の呼称であり、例えば装置全体を左右どちらかに倒した姿勢で設置する場合には、本文中で用いた上下方向は左右方向を意味することとなる。【００４２】
上記のように、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、添付クレームにおいて限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。
【図１】
2007108075.tif 000003
【図２】
2007108075.tif 000004
【図３】
2007108075.tif 000005
【図４】
2007108075.tif 000006
【図５】
2007108075.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記上支持体は、固定軸体及び回転軸体の上方を覆うとともに該固定軸体を回転不能に支持するキャップ状の外筒を備えたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
の支持脚部１７内の小プーリ２２にまで伝達されることで、各支持脚部１７内に設置してある発電部３の入力軸２１が回転されて電力を発生させるものである。
［００３４］
次に、前記構成から成る本例の風力発電装置を複数備えるとともに、それぞれの風力発電装置を上下、左右、前後方向といった互いに直交する三方向に順次連結させていくための構成について、図４、図５に基づいて説明する。図示例は風力発電装置を前後方向に連結させた場合であり、図４はこれを側方から見た状態、図５はこれを上方から見た状態である。各風力発電装置が具備する垂直軸風車１は一点鎖線により簡略的に示してある。
［００３５］
本例にあっては上支持体１２と下支持体１５にそれぞれフランジ状の連結部３０を設けておき、連結させるようとする二つの風力発電装置の対応する前記連結部３０同士を、直接或いは所定の中間連結体３１を介して連結させる構成としている。前後方向の連結部３０としては具体的には、上支持体１２及び下支持体１５の前後方向両端に前後連結用フランジ片３０ａ（図１中には示していない）が設けてあり、前後両側の風力発電装置における上支持体１２の対向する前後連結用フランジ片３０ａ同士、及び、下支持体１５の対向する前後連結用フランジ片３０ａ同士を、梁状の中間連結体３１を介して固着させるようになっている。
［００３６］
また、左右方向の連結部３０として、上支持体１２及び下支持体１５の左右方向両端には同様に左右連結用フランジ片３０ｂ（図４中には示していない）が設けてある。図示例では連結させてはいないが、左右に連結させる場合には、左右両側の風力発電装置における上支持体１２の対向する左右連結用フランジ片３０ｂ同士、及び、下支持体１５の対向する左右連結用フランジ片３０ｂ同士を、直接或いは間接的に固着
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸廻りに回転自在な回転軸体と、回転軸体の外周面から延設されるアームと、アームの先端に固定されるブレードと、回転軸体の回転運動に連動して電気を発生させる発電部とを具備する風力発電装置であって、筒状を成す回転軸体の外周面のアーム基端部分よりも上側部分に装着される上ベアリング部と、上ベアリング部を介して回転軸体を中心軸廻りに回転自在に支持する上支持体と、回転軸体の外周面のアーム基端部分よりも下側部分に装着される下ベアリング部と、下ベアリング部を介して回転軸体を中心軸廻りに回転自在に支持する下支持体と、上支持体と下支持体を連結させて装置全体のフレーム構造を形成する上下連結体と、回転軸体内に挿通される固定軸体と、固定軸体の外周面と回転軸体の内周面との間に介在するとともに該回転軸体を該固定軸体に回転自在に支持させる内側ベアリング部と、複数の発電部に回転軸体の回転運動を伝達して電気を発生させる動力伝達機構とを具備し、且つ上記動力伝達機構を、回転軸体に固定される回転軸体側プーリと、各発電部の入力軸に固定される発電部側プーリと、回転軸体側プーリと各発電部側プーリとの間に引掛け係止される伝達ベルトとで形成することを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
装置全体のフレーム構造を所定の載置面上に載置するための複数の支持脚部を具備し、各支持脚部内に発電部を設置してあることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記上ベアリング部及び下ベアリング部は、それぞれ上下一対以上のベアリングから成るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記内側ベアリング部は、上ベアリング部及び下ベアリング部を成す各ベアリングと対応する箇所にそれぞれ設置される複数のベアリングから成るものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記上支持体は、固定軸体及び回転軸体の上方を覆うとともに該固定軸体を回転不能に支持するキャップ状の外筒を備えたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記ブレードは、風を受けて回転方向への揚力を生じる直線翼であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
互いに直交する三方向のうち少なくとも一方向に別の風力発電装置を連結させるための連結部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項１０】
前記連結部は、上支持体と下支持体の一方又は両方に備えたフランジ片であることを特徴とする請求項９に記載の風力発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
置であって、筒状を成す回転軸体５の外周面のアーム基端部分８ａよりも上側部分に装着される上ベアリング部１３と、上ベアリング部１３を介して回転軸体５を中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持する上支持体１２と、回転軸体５の外周面のアーム基端部分８ａよりも下側部分に装着される下ベアリング部１６と、下ベアリング部１６を介して回転軸体５を中心軸Ｃ廻りに回転自在に支持する下支持体１５と、上支持体１２と下支持体１５を連結させて装置全体のフレーム構造２を形成する上下連結体１１と、回転軸体５内に挿通される固定軸体４と、固定軸体４の外周面と回転軸体５の内周面との間に介在するとともに該回転軸体５を該固定軸体４に回転自在に支持させる内側ベアリング部７と、複数の発電部３に回転軸体５の回転運動を伝達して電気を発生させる動力伝達機構１９とを具備し、且つ上記動力伝達機構１９を、回転軸体５に固定される回転軸体側プーリ２０と、各発電部３の入力軸２１に固定される発電部側プーリ２２と、回転軸体側プーリ２０と各発電部側プーリ２２との間に引掛け係止される伝達ベルト２３とで形成することを特徴としている。
［０００８］
このような構成を具備する風力発電装置にあっては、筒状を成す回転軸体５の外周面の下側部分が下ベアリング部１６を介して下支持体１５に回転自在に支持されるとともに、回転軸体５の外周面の上側部分が上ベアリング部１３を介して上支持体１２に回転自在に支持され、且つ、回転軸体５の内周面が内側ベアリング部７を介して固定軸体４に回転自在に支持される。これにより、筒状を成す回転軸体５をその外周面側からだけでなく内周面側からも固定軸体４によって安定的に支持することが可能となり、ブレード９が風を受けて回転軸体５の回転数が増していっても、該回転軸体５は安定的に支持されているので共振を生じることが防止される。したがって、耐久性低下や異音発生を防止したうえで複数の発電部３で電力を発生させることができる。また、前記フレーム構造２を所定姿勢で固定することで、装置全体の姿勢を自在に設定することが可能である。しかも各ベアリング部７，１３，１６一つ当りにかかる負荷は小さくて済むので耐久性が向上するものである。
［０００９］
また、装置全体のフレーム構造２を所定の載置面Ｓ上に載置するための複数の支持脚部１７を具備し、各支持脚部１７内に発電部３を設置してあることも好適である。この支持脚部１７により装置全体を載置面Ｓ上に安定的に支持することができ、しかも、複数の発電部３をそれぞれ邪魔にならない場所にコンパクトに収納しておくとともに、これら発電部３を用いて電気を効率的に発生させることができる。
［００１０］
前記上ベアリング部１３及び下ベアリング部１６は、それぞれ上下一対以上のベアリング１０，１４から成るものであることが好適である。このようにすることで、固定軸体４を更に安定的に支持することができるとともに、各ベアリング１０，１４一つ当りにかかる負荷は低減されて耐久性が向上するものである。
［００１１］
ここで、前記内側ベアリング部７は、上ベアリング部１３及び下ベアリング部１６を成す各ベアリング１０，１４と対応する箇所にそれぞれ設置される複数のベアリング６から
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
成るものであることが好適である。前記の各ベアリング１０，１４と対応する箇所とは、例えば回転軸体５の表裏の関係にある箇所である。このようにすることで、筒状を成す回転軸体５をその外周面側及び内周面側から更に安定的に支持することが可能となる。しかも、これらベアリング部７，１３，１６を形成する各ベアリング６，１０，１４一つ当りにかかる負荷は更に低減されて耐久性が向上するものである。
［００１２］
また前記上支持体１２は、固定軸体４及び回転軸体５の上方を覆うとともに該固定軸体４を回転不能に支持するキャップ状の外筒１８を備えたものであることも好適である。このような外筒１８を上方から被せることで、上支持体１２と回転軸体５との隙間や、回転軸体５と固定軸体４との隙間に雨や雪、又は粉塵等の異物が侵入することを防止すると同時に、キャップ状を成す外筒１８により固定軸体４を支持させてあることで、固定軸体４に生じる振動を効果的に消すことができる。
［００１３］
また前記ブレード９は、風を受けて回転方向への揚力を生じる直線翼であることが好適である。これによりコンパクトな形状で大きな回転力を発生させることが可能である。
［００１６］
更に、このような構成の風力発電装置にあっては、互いに直交する三方向のうち少なくとも一方向に別の風力発電装置を連結させるための連結部３０を備えていることも好適である。前記の互いに直交する三方向とは、例えば上下、左右、前後方向である。連結させようとする一対の風力発電装置の連結部３０同士を固着させることで、多数の風力発電装置を簡単に且つコンパクトに順次連結させていくことが可能となる。
【国際調査報告】
2007108075.tif 000008
2007108075.tif 000009
2007108075.tif 000010
2007108075.tif 000011