特開 2023-61334 チャリオット型風車及び前後プロペラ風力駆動軸

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023061334

(43)【公開日】2023-05-01

(54)【発明の名称】チャリオット型風車及び前後プロペラ風力駆動軸

(51)【国際特許分類】

   F03D 1/06 20060101AFI20230424BHJP

【ＦＩ】

F03D1/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021184392

(22)【出願日】2021-10-19

(71)【出願人】

【識別番号】521494717

【氏名又は名称】三箇 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】三箇 秀雄

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA02

3H178AA40

3H178BB31

3H178BB75

3H178BB77

3H178CC01

3H178DD01X

(57)【要約】      （修正有）

【課題】プロペラの重量によるブレーキ現象を抑制し、発電効率を向上した風力駆動軸及び風車を提供する。
【解決手段】風力発電機用の、風上用のプロペラとギア付の１本の軸と風下用のプロペラを一直線に連結させる事を特徴とする前と後にプロペラが付いているギア付の風力駆動軸である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

風車用の、風上用のプロペラとギア付の１本の軸と風下用のプロペラを一直線に連結させる事を特徴とする前と後にプロペラが付いているギア付の風力駆動軸。

【請求項2】

風力発電機用の、風上用のプロペラとギア付の１本の軸と風下用のプロペラを一直線に連結させる事を特徴とする前と後にプロペラが付いているギア付の風力駆動軸。

【請求項3】

前と後にプロペラが付いている１本の風力駆動軸を使う事を特徴とする風車。

【請求項4】

前と後にプロペラが付いている１本の風力駆動軸を使う事を特徴とする風力発電機。

【請求項5】

風上用のプロペラとギア付の軸と風下用のプロペラを一直線に連結させる構造で初動回転摩擦と回転中の摩擦を減少させる風車及び風力発電機の前後プロペラ風力駆動軸に掛かる前方からの風圧を、前後プロペラ風力駆動軸を僅かに前方傾斜させて軸の自重による前方への落下応力と前方からの風圧をある程度相殺させて風圧からの摩擦を軽減する事を特徴とする前方傾斜軸構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、世界初の型式の横から見ると古代の戦車チャリオットのように見えるチャリオット型風車とチャリオット型風車用の同じく世界初の型状の前と後にプロペラが付いているギア付の風力駆動軸に関するものである。

【図面の簡単な説明】

【0002】

【図1】図１は横から見ると古代の戦車チャリオットのように見えるチャリオット型風車の説明付きのイメージ横図。

【図2】図２はチャリオット型風車（ＷＩＰＯ１０７３３２ではＥｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｕｓｅ）の外観を示したイメージ図である。

【図3】図３は前後プロペラ風力駆動軸（ＷＩＰＯ１０７３３２ではＷｈｅｅｌ ｔｙｐｅ ａｘｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ）の外観を示した見本図である。

【図4】図４はプロペラ型の巨大扇風機タイプにテコの原理で発生する応力のイメージ図である。

【図5】図５はチャリオット型風車の重量で発生する応力のイメージ図である。

【図6】図６は請求項５の応力イメージ図である。

【符号の説明】

【0003】

１ 風上用のプロペラ（見本）
２ 風下用のプロペラ（見本）
３ ギア（見本）
４ 軸（見本）
５ 風車もしくは風力発電施設（見本）
６ 塔もしくは柱（見本）

【先行技術文献】

世界初の型式なので無い。

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】日刊工業新聞社 トコトンやさしい風力発電の本

【背景技術】

【0005】

風車や風力発電機といえば正面に羽が付いている低周波で耳が痛くなるプロペラ型の３枚羽の巨大扇風機タイプを思い描くだろう。

【0006】

各地に巨大なスクラップを残したプロペラ型の巨大扇風機タイプの悲惨な歴史
ドイツの風力発電大手プロコンは、２０１４年に破産申請しました。
フランスの大手 ＡＬＳＴＯＭは、 ２０１５年に風力発電事業を ＧＥに売却。
ドイツの風力発電大手センビオンは倒産し、２０１９年にガメサに買収された。
日本の日本製鋼所は ２０１９年に風力から撤退。
日本の三菱重工業は ２０２０年に ＭＨＩ Ｖｅｓｔａｓを Ｖｅｓｔａｓに売却して退場。
日本の日立も風力から撤退してドイツのエネルコン製品の保守・販売のみへ。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図４のプロペラ型の巨大扇風機タイプは片輪だけの歪な構造なのでテコの原理の支点と作用点で上下から２０ｔが発生しますが、回転軸を上下から２０ｔでブレーキしているように見えませんか？
ブレーキを掛けているような構造で回転させているので、急ブレーキ時の耐えがたい低周波が発生する。電車の客車３０ｔなどは走行中は輪軸が静かに高速回転していますが、急ブレーキ時には耐えがたい低周波が発生します。
巨大扇風機を更に巨大化させた超巨大扇風機は、何故か軸の長さ比率が更に短縮されているので、テコの原理の作用点の負荷が２倍に増大するので更にブレーキ現象が強力に成る。
このブレーキ現象は巨大扇風機タイプの片輪だけの構造上の欠陥なので、巨大扇風機の関係者は黙秘するだろう。既に正式名称が有るかも知れませんが、とりあえず「テコの原理による自重ブレーキ現象」と妙名します。
当然、小型扇風機のようにプロペラが軽ければ、このブレーキ現象も軽いので悪影響は低い。逆に、巨大扇風機のようにプロペラが重ければ重いほど、このブレーキ現象が酷くなり、当然、発電効率は低くなる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この改善策として、風車に「両輪の車軸の原理」（図５）を応用して、片輪の歪な構造（図４）のプロペラ型の巨大扇風機タイプに比べて、大幅に摩擦を減らし、前と後にプロペラを付ける事により風を受ける面積を大幅に増加させたチャリオット型風車とチャリオット型風車用の前と後にプロペラが付いているギア付の風力駆動軸を考案して２０２１年８月３日にＷＩＰＯ１０７３３２ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｎｏ．９７０１０１０５８を申請した。

【発明の効果】

【0009】

本発明のチャリオット型風車及びチャリオット型風車用の前後プロペラ軸は、風車に「両輪の車軸の原理」を応用するので、片輪の歪な構造（図４）のプロペラ型の巨大扇風機タイプに比べて大幅に回転摩擦を減らせるだろう。
チャリオット型風車と巨大扇風機タイプの初動回転摩擦を比較する為の４ｋｇ模型は軽すぎて差が微妙にしか無かったので小型風力では差が出ないだろう。
（現在は約４７ｋｇ模型総重量１００ｋｇ以上を製作中）
前と後にプロペラを付ける事により、巨大扇風機タイプに比べて風を受ける面積を大幅に増加させられる。
巨大扇風機タイプのように羽の重量で羽方向に倒壊しやすい欠点も、チャリオット型風車はバランスが均等なので相当傾いてから時間を掛けて倒壊するだろうから比較的安全だろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】