(57)【要約】【課題】省エネルギー化を目的とした発電を行うとともにどこでも簡単に搬送できて組付できる風力発電装置を提供すること。【解決手段】風力発電装置１は、ケース体１１とケース体１１内に装着するファン１４と回転駆動体１２及び発電機１３とを備えて構成する単一の発電装置１０を順に積載することによって構成する。単一の発電装置１０は、ケース体１１の下端にピン状の脚部を円周方向に沿って等間隔で複数本設け、下方の発電装置１０のケース体１１の上端に形成する脚受部に係合させることによって積載可能に構成する。最下段の駆動用発電装置１０Ａを駆動することによって、順に空気を上昇させて各発電装置１０のファン１４及び回転駆動体１２を回転させ、発電装置１０の発電機１３に蓄電させる。【選択図】図１
2007064118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置を順次積載して配置される風力発電装置であって、
前記発電装置が、ケース体と、前記ケース体内に配置される回転駆動体と、前記回転駆動体に軸連結されたファンと、前記回転駆動体の回転が伝達される発電体と、を備えて構成されることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記ケース体には、上下に隣接する前記ケース体を積載するための脚部及び脚受部を備えていることを特徴とする請求項１記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記ファンは、先端部が上面を向くように折れ曲がって形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の風力発電装置。
【請求項４】
積載された多数の発電装置のうち最下位の発電装置は、上段の発電機の一部の電力を回収して駆動用の発電装置として配置されていることを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載の風力発電装置。
【請求項５】
積載された前記発電装置の積層体には、外周面に前記発電装置の倒れ防止用のガイド手段が配設されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか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、環境にやさしい風力発電装置を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０世紀になって、科学の急激な発達が行われ家電や自動車等あるいはそれらを製造するための設備等に莫大なエネルギーが使用されるようになってきた。これらの消費電力が莫大でありまた地球温暖化という現象を伴ってきたことから、各方面で省エネルギー化が叫ばれている。特に風力を利用した風力発電は省エネルギー化に最適であることから注目され、従来から各種の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１のエネルギー回収機能を備えた排気装置は、風力発電の一例を示している。これによれば、図９に示すように、排気装置３０は、下端部に配設された吸込み口３１と上端部に配設された排出口３２とを有して一体的に形成された筒部３３内に、下方から、羽根車３４１を備えた送出し部３４と、それぞれ羽根車３５１、３６１、３７１を備えるとともに送出し部３４から送られた空気を回収する第１回収部３５、第２回収部３６、第３回収部３７と、を有して構成されている。また、各回収部３５、３６、３７には羽根車３５１、３６１、３７１の回転により回転駆動するはずみ車が配設され、はずみ車の回転を発電機３５２、３６２、３７２に伝達することによって、発電機３５２、３６２、３７２を駆動可能にしている。さらに、はずみ車には外周端部に空気入れタイヤを備えることによって発電機との当接を良好にして、効率のよい転動で発電機３５２、３６２、３７２を発電させている。
【特許文献１】特開昭６１−１９１８０９号公報（２〜４頁、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の風力発電装置は、任意のエネルギー源で排気エネルギーを電気エネルギーに替えることができ省エネルギー化を達成できるものであるものの、装置自体は大掛かりとなって、コストが高くなるものであった。つまり、この排気装置３０は、吸込み口３１と排出口３２とは送出し筒部３３で一体的に形成されるとともに、送出し部３４や複数の回収部３５、３６、３７を筒部３３に順に配設するため、高さに制限されて回収する発電量が制限されることとなっていた。多数の回収部を設けようとすれば、その組立て作業に多大な時間がかかり、装置が大きくなってコストがかかるばかりでなく装置を運搬することに関しても支障をきたすこととなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、極めて簡単な構成で組立作業も容易で、しかも、多重の高さを構成することによって、多量に発電することができる風力発電装置を提供することを目的とする。そのために、本発明に係る風力発電装置は以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、発電装置を順次積載して配置される風力発電装置であって、
前記発電装置が、ケース体と、前記ケース体内に配置される回転駆動体と、前記回転駆動体に軸連結されたファンと、前記回転駆動体の回転が伝達される発電体と、を備えて構成されることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の発明では、前記ケース体には、上下に隣接する前記ケース体を積載するための脚部及び脚受部を備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の発明では、前記ファンは、先端部が上面を向くように折れ曲がって形成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の発明では、積載された多数の発電装置のうち最下位の発電装置は、上段の発電機の一部の電力を回収して駆動用の発電装置として配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項５記載の発明では、積載された前記発電装置の積層体には、外周面に前記発電装置の倒れ防止用のガイド手段が配設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、発電装置は、渦巻いた空気が上昇することによってファンを回転させ、ファンが回転することによって回転駆動体が回転する。回転駆動体の回転は発電機に伝達されて発電機を発電可能に構成することができる。そして、この発電装置は、ファンと回転駆動体及び発電機とが１ケース体内に収納されて単一の発電装置として構成されていることから、単一の発電装置を積み上げることによって風力発電装置を構成できる。従って、多数の発電装置を幾重にも容易に積み上げることができることから、どこの場所でもコストもかからずに背の高い風力発電装置を設置することができる。高く積み上げることによってケース内で渦巻く空気も、その風力を強くして発電効率を向上することが可能となる。これによって、風力によって発電できることから省エネルギー化を達成することができるとともに地球温暖化の防止に貢献することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発電装置のケース体には脚部と脚受部とが形成されている。例えば、ケース体の下部に、ケース体の下面から突出する脚部を設けて、上部に脚部に係合する脚受部を設けることによって、脚部を脚受部に係合させれば、発電装置を順に容易に積載することができる。これによって、請求項１の効果を達成することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、下方から上方に向かう空気はファンによってケース体の側壁内を渦巻いてさらに上昇する。この際、ファンの先端部が上面を向くように折れ曲がっていれば、空気の流れは上方に向かって積極的に流れるように推進される。これによって、空気の流れを上方にスムーズに送ることが可能となる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、最下位に配置される発電装置は、例えば、駆動源を有してファンを駆動する駆動用の発電装置として構成する。この駆動用の発電装置を駆動して空気を上昇させ上方の複数の発電装置のファンを回転させる。これによって、それぞれの発電装置の回転駆動体を回転させて発電機を発電させる。それぞれの発電機は、電力を利用する利用体に配線するとともに駆動用発電装置の駆動源にも配線する。これによって、風力発電装置自体が、自力で発電できることとなって、他の電力に頼ることなく、更なる省エネルギー化を達成することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、積載した発電装置は、その外周面をガイド手段でガイドすることにより、高く積み上げても倒れ防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、上記のように構成された風力発電装置の一形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する風力発電装置は、あくまで一形態であり、これに限定するものではない。
【００１６】
図１は、風力発電装置の簡略正面断面図であり、図２はその平面図を示すものである。又、図３〜８は、単一の発電装置の一形態を示すものである。実施形態の風力発電装置１は、図１又は図２に示すように、単一の発電装置１０を積載して構成されるとともに、外周面に当接可能に複数（図例では３本）のガイド部材３が軸方向に沿って立設されている。
【００１７】
最下位の発電装置１０には、駆動源としての乾電池が配置され、自力で後述のファンを駆動して空気を上方に送ることから、駆動用発電装置１０Ａとして構成されている。最下位の発電装置１０Ａの上段に積載される発電装置（以下、通常発電装置という。）１０は、従動発電装置としてケース体内はすべて同一に構成されている。なお、駆動用発電装置１０Ａの周りには下広がりのカバー５が駆動用発電装置１０Ａの下方を囲うように配置されている。
【００１８】
単一の通常発電装置１０は、図３〜４に示すように、ケース体１１と、ケース体１１内に配置される回転駆動体１２と、回転駆動体１２の外周面に摺接して回転駆動体１２の回転が伝達される発電機１３と、回転駆動体１２と軸連結されるファン１４と、を有して構成されている。
【００１９】
ケース体１１は、図３〜４及び図６に示すように、側壁部１１１と、側壁部１１１の上下面に内方に向かって折り曲げられるリング状の鍔部１１２Ａ、１１２Ｂと、上下の鍔部１１２の裏面に固着されるとともに軸心を直交して略十字状に横架される軸支持部１５、１５を有して形成されている。それぞれの軸支持部１５には、回転駆動体１２及びファン１４を貫通する軸１７を支持するための軸受部材１６が配置されている。
【００２０】
ケース体１１の上方の鍔部１１２Ａには、鍔部１１２Ａの円周方向に等間隔で複数（図例においては３箇所）の孔が脚受部１１３として形成され、下方の鍔部１１２Ｂには、脚受部１１３に係合可能な脚部１１４が鍔部１１２の下面から突出するピン状に形成されている。
【００２１】
さらに、鍔部１１２Ｂの一箇所には、発電機１３を支持するための支持孔１１５が、脚受部１１３及び軸支持部１５に干渉しない位置に形成されている。
【００２２】
回転駆動体１２は、図３〜４及び図７に示すように、内輪１２１と外輪１２２とを多数のスポーク１２３で連結して軸１７の回転により一体的に回転可能に形成されている。内輪１２１は、軸孔１２１ａを有して軸１７が挿通する軸部として形成されている。軸１７との結合は、ノックピンの打込み手段や、キー結合手段あるいは、圧入手段等の一般的に知られている手段で行えばよい。
【００２３】
外輪１２２の外周面に摺接するように発電機１３の回転体１３１が装着されている。なお、この回転駆動体１２は、自転車の空気入れタイヤ、若しくは、それに類するものであってもよい。そして発電機１３は、通常自転車のタイヤに接触してライトを点灯するために装着された発電機を使用するものであってもよい。
【００２４】
各段の発電機１３から配線された電線は、一部が電力を必要とする利用体に接続され、他の一部は最下位の駆動用発電装置１０Ａの乾電池に接続する。
【００２５】
ファン１４は、図３〜４及び図８に示すように、軸部１４１と複数枚（図例では３枚）の羽根部１４２とからなり、軸部１４１には軸１７が貫通する貫通孔１４１ａが形成されている。軸部１４１と軸１７との結合は、ノックピンの打込み手段や、キー結合手段あるいは、圧入手段等の一般的に知られている手段で行えばよい。
【００２６】
羽根部１４２は、扇風機等の羽根と同様のものが使用されるが、特に先端部１４２ａを上面に向けるようにすると、空気の流れが上方に向かって流れやすいことから、ファン１４の先端部１４２を上面方向に向くように折り曲げて形成している。
【００２７】
ケース体１１に固着される軸支持部１５は、図３又は図６に示すように、ケース体１１の上下面に配置されるとともに、軸受部１５１と連結アーム１５２とからなる。軸受部１５１には前述の軸受部材１６が装着されて軸１７を回転可能に支持している。連結アーム１５２は、ケース体１１の鍔部１１２と軸支持部１５とを連結させるものであり、実施形態では長尺状の矩形板状のものを十字状に一体的に形成しケース体１１の上下間に空間部を有して通気可能としている。この連結アーム１５２は、ケース体１１の上下間を通気可能に空間部を有するものであれば、実施形態に限定するものではない。この際、軸受部材１６の軸心とケース体１１の側壁部１１１とは、略同心上にあることが望ましい。
【００２８】
なお、下方の軸支持部１５の軸受部１５１と回転駆動部１２との間、又は上方の軸支持部１５とファン１４の軸部１４との間に円筒状のカラー１８を軸１７に外嵌するように挿入して、回転駆動部１２及びファン１４の上下方向の位置決めとする。
【００２９】
最下位にある駆動用発電装置１０Ａは、下方の空気を上方に送るために、図５に示すように、上記の通常発電装置１０に対してファン１４を配置させるとともに回転駆動部１２及び発電機１３を取り外して構成されている。さらに、軸１７を回転駆動する駆動装置２０が配置されている。駆動装置２０は、実施形態では、乾電池を内蔵するケース２１と、ケース２１に配設された駆動軸２２と、駆動軸２２に装着された駆動歯車２３と軸１７に装着されるとともに駆動歯車２３と歯合する従動歯車２４とで構成されている。勿論、軸１７を駆動できるものであれば、実施形態に限定するものではない。例えば歯車機構による駆動伝達手段をベルト手段で置き換えてもよく、又、モータを配置してモータの駆動軸と軸１７とをカップリング等で連結して駆動するようにしてもよい。
【００３０】
なお、各通常発電装置１０の発電機１３からの出力を一部利用して、その配線を駆動用発電装置１０Ａの乾電池に接続させれば、自力で駆動することができ省エネルギー化の風力発電装置として有効に使用できる。
【００３１】
また、最下位の駆動用発電装置１０Ａは、例えば、ファンを大型化することによって、空気を強力に上方に向かって送風できる構成にしてもよい。さらに、最下位の駆動用発電装置１０に回転駆動部１２及び発電機１３を装着してを上段の通常発電装置１０と同一の構成にしてもよい。
【００３２】
次に上記のように構成された通常発電装置１０及び風力発電装置１の作用について説明する。先ず、風力発電装置１は、最下段に駆動用発電装置１０Ａをカバー５に積載して配置し、その上方に通常発電装置１０を順に積載することによって構成する。この際、上方の通常発電装置１０の脚部１１４を下方の通常発電装置１０の脚受部１１３に係合させることによって、積載することができる。複数の通常発電装置１０を積載すれば、通常発電装置１０の外周面に複数本（図例では３本）のガイド部材３を等間隔で装着する。このガイド部材３は、下端部をカバー５に装着して立設するように配置する。そして、ガイド部材３上部の位置において、ワイヤ（あるいはロープ）７で巻回すれば（図２参照）、風力発電装置１の高さ方向をガイドすることができる。勿論ガイド部材を１本の煙突状に形成することもできる。
【００３３】
この状態で、駆動用発電装置１０Ａの駆動装置２０を作用して軸１７を回転させると、駆動用発電装置１０Ａのファン１４が回転する。ファン１４が回転することによって、ファン１４の回転により渦巻いた空気は、ファン１４の先端部１４１が上面方向に向けて配置されていることにより、渦巻きながら上方に向かって移動する。この空気は上段の通常発電装置１０に流入して、通常発電装置１０のケース体１１内に入り込む。ケース体１１の側壁部１１１は内部を覆っていることからケース体１１の外部に流出することはなく、ケース体１１内で渦巻きながら上方に移動してファン１４を回転させる。ファン１４が回転することによって回転駆動体１２をファン１４と同方向に回転させて発電機１３の回転体１３１を逆方向に回転させることとなる。
【００３４】
これによって、各発電機１３が蓄電され、利用する利用体に電力を供給できるとともに駆動用発電装置１０Ａの駆動装置２０に電力の一部を供給する。
【００３５】
上述のように、実施形態の風力発電装置１は、ケース体１１内に回転駆動体１２と発電機１３及びファン１４とを収納した単一の通常発電装置１０を、順次積載可能に構成することから、１個の駆動用発電装置１０Ａ及び単一の通常発電装置１０を必要数用意して搬送すれば嵩張ることなく容易に搬送でき、風力発電装置１を組立てるにも極めて容易に行なうことができる。
【００３６】
しかも、風力以外に他の電力を使用することがないことから、省エネルギー化を達成することができるとともに地球温暖化の防止に貢献することができる。
【００３７】
また、ファン１４の先端面が上方に向いていることから、下方から発生した風は、ケース体１１内を渦巻きながらスムーズに上方に送風され、順に上段の通常発電装置１０に流入される。この際、空気を下から上方に向かって上昇させることから、例えば、地上に溜まっている排ガス等の汚い空気を上昇させることができ、地上での空気を清浄化することができる。
【００３８】
さらに、最下位に配置される駆動用発電装置１０Ａは、上段の通常発電装置１０における発電機１３から電力が供給されることから、省エネルギー化をより達成することが可能となる。
【００３９】
また、この風力発電装置を、例えば、高層ビル建築の付築として組付ければ、ビルを建築する電力又はビルの電力として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態の風力発電装置を示す簡略正面断面図である。
【図２】同平面図である。
【図３】図１における単一の発電装置を示す一部断面分解斜視図である。
【図４】同発電装置を示す正面断面図である。
【図５】図１における駆動用発電装置を示す正面断面図である。
【図６】図４におけるVI−VI断面図である
【図７】図４におけるVII−VII断面図である
【図８】図４におけるVIII−VIII断面図である。
【図９】従来の風力発電装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、風力発電装置
３、ガイド部材
１０、通常発電装置
１０Ａ、駆動用発電装置
１１、ケース体
１１３、脚受部
１１４、脚部
１２、回転駆動体
１３、発電機
１４、ファン
１４２、羽根部
１５、軸支持部
１７、軸
【図１】
2007064118.tif 000003
【図２】
2007064118.tif 000004
【図３】
2007064118.tif 000005
【図４】
2007064118.tif 000006
【図５】
2007064118.tif 000007
【図６】
2007064118.tif 000008
【図７】
2007064118.tif 000009
【図８】
2007064118.tif 000010
【図９】
2007064118.tif 000011