(57)【要約】【課題】  常に変動する不安定要素を持つ自然エネルギーに対し、ギア及びベルト等の増減速作用を用いずに、全方位の風を低コストで容易に組立及び変更ができ、強風や突風時でも安定した発電量に調整可能な風力発電機を提供する。【解決手段】  本発明は、1個以上の集風ユニットと1個以上の発電ユニットを連結することにより、全方位の風から発電することを特徴とするユニット連結風力発電機で、設置後の環境変化に対し、集風ユニット及び発電ユニットの個数を増減させ、環境に適合する発電量に調整することが可能な風力発電機である。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って、4個以上に複数分割する仕切板と、
側面から吹く水平方向の風を垂直方向に吹出す集風板と、
前記仕切板と前記集風板を上下面から固定するユニット連結板を備えた集風ユニットと、
円筒ケースと、
前記円筒ケースの上下面にそれぞれ固定するユニット連結板と、
円筒ケース内に1枚以上のブレードを有するプロペラ風車と、
1個以上の発電機を備えた発電ユニットを備え、
前記各ユニットを1個以上垂直方向に連結し、
全方位の風を集風ユニットの側面から取込み、集風して、
垂直方向に連結される発電ユニットに吹出し、
プロペラ風車を回転させる構造を特徴とする風力発電機。
【請求項２】
請求項１において、発電ユニットの円筒ケースの内面に吸音材を備えることを特徴とする風力発電機。
【請求項３】
請求項１、２において、発電ユニットの円筒ケース内に1枚以上のブレードを有するプロペラ風車の
ブレードを固定する弾性樹脂もしくは、板ばねを備えた樹脂及び金属材、もしくは、
ヒンジとバネを備えた樹脂及び金属材のブレード支柱を備え、
一定の風圧を受けると湾曲もしくは、折れ曲がることを特徴とする風力発電機。
【請求項４】
請求項１から３において、集風ユニットを2個以上連結する際に、上下の仕切板の位置をずらして、
連結することを特徴とする風力発電機。
【請求項５】
請求項１から４において、各ユニットを1個以上垂直方向に連結し、風の取入れ口と吹出し口を上下に反転させ、
発電することを特徴とする風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微風からでもプロペラ風車の方向制御を不要とし、かつギア及びベルト等の増速機を用いずに低コストで、設置後でも容易に組立及び変更ができ、発電量を調整できる風力発電機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力、水力、波力など変動のある自然エネルギーをいかに捉えて効率よく、また装置が破壊されずに変換した電気エネルギーを取り出すか課題が多かった。
【０００３】
従来からもっとも一般的に多く使用されているプロペラ風車は、風向に対し回転軸が平行な水平軸風車なため、
風向に応じてプロペラ風車の向きを制御する必要があった。
【０００４】
また、発電量を調整する場合は、ギア及びベルト等を用いて、増減速を行って回転数を制御していたが、部品点数が増えることにより機構が複雑になり、高コストや外部からの強い力が加わった際にはギアやベルトが破損して、故障の原因となっている。
【０００５】
さらに、設置後の環境変化により、発電量もしくは、回転出力が必要になっても、その場で変更出来ず設計変更や新たな装置に取付直しが必要になるなど問題があった。
【０００６】
従来からプロペラ風車を縦型にしたものは存在するが、集風部分と発電部分は一体化されており、設置後の環境変化に合わせて、発電量もしくは、回転出力を調整することは難しいという問題がある。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載の技術は、風取り入れ口から集風した風と太陽熱により水が気化する上昇気流を利用してプロペラを回転させ発電する技術であるが、集風した風を中心に集めてしまい、集風部分を連結できる構造になっていない。
【特許文献１】特開平６−８８５６５号公報
【０００８】
特許文献２に記載の技術は、単体で発電する風力発電機であり、特許文献１同様、集風部と発電部は一体化され切り離すことができない技術であった。
【特許文献２】特開平１０−４７２２６号公報
【０００９】
特許文献３に記載の技術は、大規模設備を想定しており、発電タービンが外部に設置されていることや一度建設すると環境に合わせ集風部分を容易に増減することができない。また、集風した風が反対側に抜け出さないように逆流防止弁が必要な技術であった。
【特許文献３】ＷＯ２００８／０７５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
常に変動する不安定要素を持つ自然エネルギーに対し、ギア及びベルト等の増減速作用を用いずに、低コストで容易に組立及び変更ができ、強風や突風時でも安定した発電量に調整可能な風力発電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明により、1個以上の集風ユニットと1個以上の発電ユニットをユニット連結することにより、全方位の風から発電することを特徴とするユニット連結風力発電機で、設置後の環境変化に対し、集風ユニット及び発電ユニットの個数を増減させ、環境に適合する発電量に調整可能な風力発電機である。
また、強風及び突風時には、本発明の発電ユニットのプロペラ風車は、一定の風圧に対して、ブレード支柱が湾曲もしくは、折れ曲がる構造でブレード風車の受風面積を減らし、過回転並びにブレード破損が発生しない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、風向きに合わせて回転させる機構を用いることなく、風向きの変動に追随して、風を取り込むことが可能で、しかも、騒音の発生が少なく、強風及び突風に対して安定的に、ギア及びベルト等の増減速作用を用いずに、必要数の集風ユニット及び発電ユニットの連結により発電量を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を図について説明する。
なお、これにより本発明が限定されるものではない。
本発明の集風ユニット１は、図１と図２と図３のように周方向に沿って、6分割する仕切板４と、
全方位から吹く水平方向の風を側面で受け、垂直方向に吹出す集風板３と、
仕切板４と集風板３を上下面から固定するユニット連結板５を備え、
ユニット連結板５により各ユニットと連結可能となる。
本発明の発電ユニットは、図４と図５のように円筒ケース８と、
円筒ケース８の上下面にそれぞれ固定するユニット連結板５と、
円筒ケース８内に1枚以上のブレードを有するプロペラ風車７と、
1個の発電機６を備えた発電ユニット２を備え、
ユニット連結板５により各ユニットと連結可能となる。
図１４は、請求項３の発電ユニット２のプロペラ風車７を変更したものであり、
ブレード支柱１４が強風や突風により風圧を受け、湾曲もしくは、折れ曲がり、
プロペラ風車７の受風面積が小さくなっている状態を示している。
【実施例１】
【００１４】
実施例１では、請求項１から４のユニット連結発電機の構造について説明する。
図７は、台座１２上に、請求項４で示している仕切板を上下でずらして連結した集風ユニット１を２個、
発電ユニット２を１個連結して積重ね、
その上に、集風ユニット１を１個、発電ユニット２を１個連結して積み重ね、
側面から受けた風を各集風ユニット１から各発電ユニット２に下から上に風を吹出すように連結し、
プロペラ風車７を回転させ、発電することを特徴とするユニット連結風力発電機である。
【実施例２】
【００１５】
実施例２では、請求項５のユニット連結発電機の構造について説明する。
図８は、ポール１３上に1個の発電ユニット２を取付け、その上に１個の集風ユニット１を連結し、
側面から受けた風を上にある集風ユニット１から下の発電ユニット２に吹出すように連結し、
プロペラ風車７を回転させ、発電することを特徴とするユニット連結風力発電機である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】集風ユニット１の上面図である。
【図２】集風ユニット１をＡ−Ａ’から見た断面図である。
【図３】集風ユニット１の底面図である。
【図４】発電ユニット２の正面図である。
【図５】発電ユニット２をＢ−Ｂ’から見た断面図である。
【図６】発電ユニット２のプロペラ風車７を変更したＢ−Ｂ’から見た断面図である。
【図７】実施例１にある集風ユニット１と発電ユニット２を重ねて連結した側断面図である。
【図８】実施例２にある集風ユニット１と発電ユニット２を上下反転した側断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 集風ユニット
２ 発電ユニット
３ 集風板
４ 仕切板
５ ユニット連結板
６ 発電機
７ プロペラ風車
８ 発電ユニットケース
９ 風取入口
１０ 収集風取入口
１１  排気口
１２ 台座
１３ ポール台座
１４  ブレード支柱
【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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【図８】
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