特許 7000392 横型風力発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】横型風力発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03D 3/06 20060101AFI20220112BHJP

【ＦＩ】

F03D3/06 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019164188

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2021042689

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2020-03-05

【審判番号】

【審判請求日】2021-07-02

【早期審理対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504398421

【氏名又は名称】有限会社ヤマシタシステム造作

(74)【代理人】

【識別番号】100119220

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100139103

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 卓志

(74)【代理人】

【識別番号】100139114

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 貞嗣

(72)【発明者】

【氏名】山下 眞人

【合議体】

【審判長】窪田 治彦

【審判官】田合 弘幸

【審判官】柿崎 拓

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１８０３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－７２００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２０２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３７１７５６（ＪＰ，Ｚ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F03D1/00-80/80

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接地面に固定され回転及び停止可能なロータリーテーブルと、
ロータリーテーブル上に固定される支持手段と、
支持手段に軸受けを介して回転自在に軸支される水平軸と、
水平軸に固定され外周に複数の回転羽根の下部を挿入する溝を形成し、水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材と、
断面円弧状で一定間隔毎に補強板が配置され下部が回転羽根支持部材に形成された溝に挿入され、補強板と回転羽根支持部材との間を固定ボルトで着脱可能に固定される複数の回転羽根と、
水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材の水平軸近傍に固定した部材から斜め上方の複数の回転羽根間を連結する補強棒と、
水平軸の回転が伝達されるギヤボックスと、
ギヤボックスの出力が伝達される発電装置と、
発電装置で発電された電力が供給される手段と、
水平軸の両端部近傍に固定した回転羽根支持部材の外側に水平軸に固定され内部に一定量の水が充填された水密円筒部材と、
を備えることを特徴とする横型風力発電装置。

【請求項2】

回転羽根を固定した水平軸の側方に通気ダクトを設置し、通気ダクトの排気口近傍に回転羽根の排気側に連通する開口を形成して、回転羽根の排気側の排気の一部を通気ダクトの排気口に吸引することで回転羽根の回転効率を増加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の横型風力発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高効率に風力をエネルギーに変換することが可能な横型風力発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

風力発電装置としては、大きな3枚の羽根を巨大なタワー上に回転自在に配置したダウンウィンドロータ型風力発電装置が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１８１４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のダウンウィンドロータ型風力発電装置は巨大なタワーを建設する必要があり、3枚の回転羽根の回転により騒音と振動が発生するため、人家から離れた場所にしか設置できず、高所でのメンテナンス作業が困難であるという問題を有している。

【0005】

本発明は、従来技術の持つ問題を解決する、騒音発生が少なく，風の方向の変化にも対応可能でメンテナンス作業が困難であるという問題を有している。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の横型風力発電装置は、前記課題を解決するために、接地面に固定され回転及び停止可能なロータリーテーブルと、
ロータリーテーブル上に固定される支持手段と、
支持手段に軸受けを介して回転自在に軸支される水平軸と、
水平軸に固定され外周に複数の回転羽根の下部を挿入する溝を形成し、水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材と、
断面円弧状で一定間隔毎に補強板が配置され下部が回転羽根支持部材に形成された溝に挿入され、補強板と回転羽根支持部材との間を固定ボルトで着脱可能に固定される複数の回転羽根と、水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材の水平軸近傍に固定した部材から斜め上方の複数の回転羽根間を連結する補強棒と、水平軸の回転が伝達されるギヤボックスと、ギヤボックスの出力が伝達される発電装置と、発電装置で発電された電力が供給される手段と、水平軸の両端部近傍に固定した回転羽根支持部材の外側に水平軸に固定され内部に一定量の水が充填された水密円筒部材と、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本癌発明の横型風力発電装置は、回転羽根を固定した水平軸の側方に通気ダクトを設置し、通気ダクトの排気口近傍に回転羽根の排気側に連通する開口を形成して、回転羽根の排気側の排気の一部を通気ダクトの排気口に吸引することで回転羽根の回転効率を増加するようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

接地面に固定され回転及び停止可能なロータリーテーブルと、ロータリーテーブル上に固定される支持手段と、支持手段に軸受けを介して回転自在に軸支される水平軸と、水平軸に固定され外周に複数の回転羽根の下部を挿入する溝を形成し、水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材と、断面円弧状で一定間隔毎に補強板が配置され下部が回転羽根支持部材に形成された溝に挿入され固定ボルトで着脱自在に固定される複数の回転羽根と、水平軸の両端部近傍及び中間部に配置される円盤状の回転羽根支持部材の水平軸近傍に固定した部材から斜め上方の複数の回転羽根間を連結する補強棒と、水平軸の回転が伝達されるギヤボックスと、ギヤボックスの出力が伝達される発電装置と、発電装置で発電された電力が供給される手段と、水平軸の両端部近傍に固定した回転羽根支持部材の外側に水平軸に固定され内部に一定量の水が充填された水密円筒部材と、を備えることで、組み立てが簡単で、海岸やビルの屋上等のあらゆる場所に設置が可能で騒音発生が少なくメンテナンスが容易で高効率の発電が可能で、風向きの変化に対応可能で、回転羽根による水平軸の回転で水密円筒部部材内の水が遠心力で移動し、その慣性力により水平回転軸に大きな回転力を加え発電効率を上昇させることが可能になる。
回転羽根を固定した水平軸の側方に通気ダクトを設置し、通気ダクトの排気口近傍に回転羽根の排気側に連通する開口を形成して、回転羽根の排気側の排気の一部を空気ダクトの排気口に吸引することで、回転羽根の回転効率を増加させ発電効率を増加することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態を示す図である。

【図2】本発明の実施形態を示す図である。

【図3】(a)(b)本発明の実施形態を示す図である。

【図4】(a)(b)本発明の実施形態を示す図である。

【図5】本発明の実施形態を示す図である。

【図6】(a)(b)本発明の実施形態を示す図である。

【図7】本発明の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の横型風力発電装置の概略図である。

【0014】

本発明の横型風力発電装置１は、設置面２に固定されるベースプレート３を有する。接地面２が地表の場合、ベースプレート３は、杭４等の手段で固定され、接地面２がビルの屋上等のコンクリート面の場合は重量のある物体で固定する。

【0015】

ベースプレート３に垂直軸を軸として回転するロータリーテーブル５を回転及び停止可能に配置する。ロータリーテーブル５上に支持板６が固定される。支持板６に先端に軸受７を固定した支柱８が立設される。ベースプレート３、ロータリーテーブル５、支持板６、軸受７、支柱８が支持手段を構成する。ロータリーテーブル５は横型風力発電装置１を風向きの変化に対応可能にする

【0016】

支柱８の先端に固定した軸受７に水平軸９が回転自在に軸支される。水平軸９は、高強度で耐久性があり防蝕性のステンレス等の金属で形成する。水平軸９の両端部近傍と中間部に回転羽根支持部材１０を固定する。図２に示されるように、回転羽根支持部材１０は、円板状で外周に複数の回転羽根挿入溝１０aが形成される。回転羽根支持部材１０は、耐久性があり軽量で防蝕性のアルミ又はアルミ合金で形成する。

【0017】

回転羽根１１は、断面が円弧状で一定間隔毎に補強板１１aが配置される。回転羽根１１は、軽量で高強度の樹脂等で形成される。

【0018】

図４（a）（ｂ）に示すように、回転羽根11の円弧状部の下部を回転羽根支持部材１０に形成した回転羽根挿入溝１０aに挿入し、回転羽根１１の補強板１１aと回転羽根支持部材１０間を固定ボルト１２で着脱可能に固定する。

【0019】

水平軸９と回転羽根支持部材１０とが接する位置に補強スリーブ１３を固定する。補強スリーブ１３は、水平軸９と同様に高強度で耐久性があり防蝕性のステンレス等の金属で形成する。補強スリーブ１３に一端を固定した補強棒１４が斜め上方の回転羽根１１と連結される。補強棒１４は炭素繊維で補強された樹脂で形成される、補強スリーブ１３と回転羽根11を補強棒１４で連結することにより回転羽根１１の耐久性が向上する。図5は、複数の回転羽根１１と補強スリーブ１３間を補強棒１４で連結した状態を示す。

【0020】

回転羽根１１が風を受けて回転すると回転力が回転羽根支持部材１０を介して水平軸９に伝達される。水平軸９の回転力はギヤボックス１５を介して発電機１６を駆動する。発電機１６で発生した電力は充電器１７又は送電線に送られる。

【0021】

水平軸９の両端部近傍の回転羽根支持部材の外側に水密円筒部材１８を水平軸９に固定して配置する。水密円筒部材１８内には一定量の水１９が充填されている。一定量の水１９が充填された水密円筒部材１８は、水平軸９の回転初期段階ではその重量が回転の負荷になるが回転力が一定以上に達すると水密円筒部材１７内の水１８が遠心力により外側に押し付けられその慣性力により水平軸９の回転力を向上させ、発電効率を上昇させる。

【0022】

図７は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、回転羽根１１を固定した水平軸９の側方に通気ダクト２０を配置する。通気ダクト２０の排気口２０aの近傍に回転羽根１１の回転による排気側と連通する開口２０ｂを形成する。通気ダクト２０と回転羽根１１の回転による排気側を開口２０ｂで連通することで、回転羽根１１の排気側の排気の一部が開口２０ｂを介して通気ダクトの排気口２０aに吸引し、回転羽根の回転効率を増加させ発電効率を増加することが可能となる。

【0023】

以上のように本発明の横型風力発電装置によれば、組み立てが簡単で、海岸やビルの屋上等のあらゆる場所に設置が可能で騒音発生が少なくメンテナンスが容易で高効率の発電が可能な風力発電装置を提供することが可能となり、風向きの変化に対応することが可能になる。

【符号の説明】

【0024】

１：横型風力発電装置、２：接地面、３：ベースプレート、４：固定杭、５：ロータリーテーブル、６：支持板、７：支柱、８：軸受、９：水平軸、１０：回転羽根支持部材、１０a:：回転羽根挿入溝、１１：回転羽根、１１a：補強板、１２：固定ボルト、１３：補強スリーブ、 １４：補強棒、１５：ギヤボックス、１６：発電機、１７：充電器、１８：水密円筒部材、１９：水、２０：通気ダクト、２０a：排気口、２０ｂ：開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】