JP2001059471A - 風力発電方法および風力発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 弱風、普通風、強風であっても、バッテリ
に充電が可能な風力発電方法および風力発電装置。 【解決手段】 風のエネルギーを回転エネルギーに変換
するために、複数の羽根は、風の圧力を受けると、ベル
ヌーイの定理により、縦中心線を中心にして一方向に自
転するような形状になっている。また、前記複数の羽根
は、回転トルク発生実行角制御歯車機構により、前記複
数の取り付け位置が少しずつずれて配置されている羽根
のそれぞれのクランク機構に伝達されて、少なくとも一
つの羽根に前記風の圧力を受けて常に主軸を中心に一定
方向の回転トルクを発生させる。また、所定の角度に設
定された二つの羽根を連結することにより、強風に合っ
ても安定した回転を行うことができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、略平行に流れる流
体、たとえば、風のエネルギーを回転エネルギーに変換
する風力発電方法および風力発電装置に関するものであ
る。また、本発明は、風の複雑なエネルギー変化にも対
応できる風力発電方法および風力発電装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、風のエネルギーを回転エネルギー
に変換するものとしては、風力発電があった。前記風力
発電は、風を利用してプロペラを回転させることによ
り、発電装置を回転させていた。プロペラ式の発電装置
は、高い鉄塔を設けたり、あるいはプロペラの作製に特
殊な流線形に成形する技術を必要とした。

【０００３】プロペラを使用しない安価な風力発電装置
としては、たとえば、特開平１０−４７２２７号公報に
記載されたエネルギー変換装置がある。前記公報に記載
されている技術は、風を受ける平面からなるブレードの
自転と、当該ブレードの自転方向と同方向に公転する出
力軸とからなり、ブレードの回転をチェーンと歯車機構
とによって伝達している。

【０００４】また、特公昭５６−１２７０９号公報に記
載されている風車は、風を受けて仕事をする作用側にお
いて、より効率的に風を受け、他側の抵抗側において、
翼の抵抗を少なくするようにしている。すなわち、前記
公報の発明は、各翼板毎に方向舵を対応させ、この方向
舵が検出する相対的な風向によって、各翼板を最適な向
きに設定している。さらに、特開昭５６−２７０７８号
公報に記載されている風車は、主回転軸とクランク軸と
の間隔を調整して、羽根の仰角を風速に応じた最適の角
度にすることによって最大の効率を得ようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のエネルギー
変換装置は、水平方向にチェーンが配置されているた
め、チェーンがその重力により弛み、常に補修等が必要
であると共に、機械的に滑らかな回転ができるか否かが
問題である。また、ブレードは、平面であるため、固定
軸の重量摩擦、チェーン等の摩擦のため、方向舵の共廻
り等、方向舵が正しい風向を保持できない恐れがある。
また、ブレードの自転トルクが不足のため、チェーン等
の伝達機構の損失が大きいという問題がある。

【０００６】特開昭５４−３５５４４号公報および特開
昭５６−２７０７８号公報に記載されている風車は、い
ずれも、風向きに対して、翼の向きを効率のよい最適な
角度に設定しようとするものである。前記公報に記載さ
れている発明は、単に翼の向きを設定するというもので
あり、面状体からなる翼に対する複雑な風の動きに対応
するための技術が開示されていない。

【０００７】以上のような課題を解決するために、本発
明は、弱い風のエネルギーを受けても滑らかに一定方向
に回転を始める回転トルクを容易に得ることができる風
力発電方法および風力発電装置を提供することを目的と
する。本発明は、エネルギー変換あるいは風力発電に使
用する縦中心線を線対称にして、互いに反対方向で、多
くエネルギーを受けることができる略垂直な面状体から
なる羽根により、安定して一定方向に回転できる風力発
電方法および風力発電装置を提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、強風時や弱風時にもそれなりの
充電が可能な風力発電方法および風力発電装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（第１発明）本発明の風
力発電方法は、風のエネルギーを略垂直な面状体からな
る複数の羽根で受け、回転エネルギーに変換することに
より発電装置を回転させるものであり、縦中心線を線対
称にした略垂直な面状体を含む複数組みの羽根で、前記
縦中心線を中心として、互いに反対方向の面に、より多
くの風の圧力を受けることにより出力回転軸と反対方向
に自転しながら、前記出力回転軸に回転トルクを発生さ
せる実行角を得る回転トルク発生実行角制御歯車機構
と、当該回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結され
たクランク機構とにより、前記各羽根の自転方向と制御
角を安定化させ、二つの羽根を一方の組として、互いに
予め決められた異なる角度で取り付け位置をずらして固
定すると共に、少なくとも他の二つの羽根を他方の組と
して固定し、前記一方の組と他方の組は、前記出力回転
軸を中心にして点対称に配置し、前記風の圧力を受けた
前記少なくとも二組の羽根により、出力回転軸を前記羽
根の自転方向と反対方向に常に回転トルクを発生させる
ようにすることを特徴とする。

【０００９】（第２発明）本発明の風力発電方法におい
て、前記一組における異なる角度は、前記羽根の面と前
記クランク機構のクランクとを４５度と９０度に設定す
ることを特徴とする。

【００１０】（第３発明）本発明の風力発電方法におい
て、前記羽根の先端部には、自転力を生ずるようにフラ
ップが取り付けられていることを特徴とする。

【００１１】（第４発明）本発明の風力発電装置は、風
のエネルギーを略垂直な面状体からなる複数の羽根で受
け、回転エネルギーに変換して出力回転軸１１から取り
出すエネルギーによって発電装置を運転するものであ
り、前記出力回転軸１１に取り付けられた複数のアーム
１４（１４１）と、前記各アーム１４（１４１）に回動
自在で、隣合った一組がアーム１４（１４１）に所定角
度取り付け位置をずらして固定され、他の隣合った一組
がアーム１４（１４１）に所定角度取り付け位置をずら
して固定され、少なくとも前記二組が前記出力回転軸１
１を中心にして点対称になるように配置された略垂直な
面状体からなる縦中心線に線対称にした複数組みの羽根
２１と、前記出力回転軸１１に回転トルクを発生させる
実行角を得る回転トルク発生実行角制御歯車機構２３、
２４、２５と、前記回転トルク発生実行角制御歯車機構
２３、２４、２５に連結されていると共に、前記各面状
体からなる羽根２１の縦中心に設けられた回転軸にそれ
ぞれ連結されたクランク機構２７、２８、２９と、前記
回転トルク発生実行角制御歯車機構２３、２４、２５に
連結され、前記出力回転軸１１が最大の回転トルクを発
生させるようにする歯車機構２２、２２１、２２２と、
前記出力回転軸１１に取り付けられた発電装置１８とか
ら構成されていることを特徴とする。

【００１２】（第５発明）本発明の風力発電装置は、風
のエネルギーを略垂直な面状体からなる複数の羽根で受
け、回転エネルギーに変換して出力回転軸から取り出す
エネルギーによって発電装置を運転するものであり、前
記出力回転軸１１に取り付けられた複数のアーム１４
（１４１）と、前記各アーム１４（１４１）に回動自在
で、隣合った一組がアーム１４（１４１）に所定角度取
り付け位置をずらして固定され、他の隣合った一組がア
ーム１４（１４１）に所定角度取り付け位置をずらして
固定され、少なくとも前記二組が前記出力回転軸１１を
中心にして点対称になるように配置された略垂直な面状
体からなる縦中心線に線対称にした複数組みの羽根２１
と、前記出力回転軸１１に回転トルクを発生させる実行
角を得る回転トルク発生実行角制御歯車機構２３、２
４、２５と、前記回転トルク発生実行角制御歯車機構２
３、２４、２５に連結されていると共に、前記各面状体
からなる羽根２１の縦中心に設けられた回転軸にそれぞ
れ連結されたクランク機構２７、２８、２９と、前記回
転トルク発生実行角制御歯車機構２３、２４、２５に連
結され、前記出力回転軸１１が最大の回転トルクを発生
させるようにする歯車機構２２、２２１、２２２と、前
記出力回転軸１１に取り付けられた発電装置１８と、前
記発電装置１８の出力電圧によって回路を切り換えるこ
とができる出力電圧検出回路７１６と、前記出力電圧検
出回路７１６によって、弱風、普通風、あるいは強風に
対応した充電回路７１７、７２２、７２４とから構成さ
れていることを特徴とする。

【００１３】（第６発明）本発明の風力発電装置におい
て、前記羽根２１の設定角度は、クランク２８に対して
順次、４５度、９０度、４５度、９０度にすることを特
徴とする。

【００１４】（第７発明）本発明の風力発電装置におい
て、前記４５度および９０度に設定された二組のクラン
ク棒２７は、常に同じ二等辺三角形のまま回転できるよ
うに自転力補導棒３６、３７、３７′によって固定され
ていることを特徴とする。

【００１５】（第８発明）本発明の風力発電装置におい
て、前記羽根２１の先端部には、自転力を生ずるように
フラップ６２、６４が角度を変えられるようにして取り
付けられていることを特徴とする。

【００１６】（第９発明）本発明の風力発電装置におい
て、前記クランク２８には、クランク棒２７を取り付け
る部分と反対側にバランサー３８が取り付けられている
ことを特徴とする。

【００１７】（第１０発明）本発明の風力発電装置にお
いて、前記歯車とクランクとの回動部２６、２９、およ
び回転調整部６３の少なくとも一方には、弾力を有する
合成樹脂製のブッシュ５１、５２が少なくとも一個挟ま
れていることを特徴とする。

【００１８】（第１１発明）本発明の風力発電装置にお
いて、前記回転トルク発生実行角制御歯車機構２３、２
４、２５は、前記各略垂直な面状体からなる羽根２１よ
り下部に取り付けられていることを特徴とする。

【００１９】（第１２発明）本発明の風力発電装置にお
いて、前記略垂直な面状体からなる羽根２１が取り付け
られている各アーム１４（１４１）には、それぞれ補強
棒３５によって連結されていることを特徴とする。

【００２０】（第１３発明）本発明の風力発電装置にお
いて、前記各略垂直な面状体からなる羽根２１の縦中心
に設けられた回転軸にそれぞれ連結されたクランク機構
２８′は、直角クランクであり、平行な二本のクランク
棒２７、２７′によって前記回転トルク発生実行角制御
歯車機構２３、２４、２５に連結されていることを特徴
とする。

【００２１】（第１４発明）本発明の風力発電装置にお
いて、前記出力電圧検出回路７１６は、強風時にブレー
キ発電機７２３と主発電機７１５から、普通風時に主発
電機７１５から、弱風時に主発電機７１５からの電圧を
倍電圧装置７１８によって昇圧して充電できるように各
充電回路７１７、７２２、７２４を接続することを特徴
とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１発明）第１発明の風力発電
方法は、風のエネルギーを略垂直な面状体からなる複数
の羽根で受け、その時のエネルギーを回転エネルギーに
変換するものである。複数の羽根は、縦中心線を線対称
にした略垂直な面状体からなり、前記縦中心線を中心と
して、互いに反対方向の面に、より多くの風の圧力を受
ける。より多く風の圧力を受ける方向に回転する羽根
は、自転すると共に、出力回転軸を反対方向に回転させ
る。

【００２３】前記出力回転軸に回転トルクを発生させる
実行角を得る回転トルク発生実行角制御歯車機構と、当
該回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結されたクラ
ンク機構とは、前記各羽根の自転方向と制御角を安定化
させる。隣合った二つの羽根は、一方の組として、互い
に予め決められた異なる角度で取り付け位置をずらして
固定される。隣合った他の二つの羽根は、他方の組とし
て固定される。

【００２４】前記一方の組と他方の組からなる羽根は、
前記出力回転軸を中心にして点対称に配置される。この
ような配置で固定された二組の羽根は、前記風の圧力を
受けて、出力回転軸を前記羽根の自転方向と反対方向に
常に回転トルクを発生させるようにする。第１発明は、
隣合った羽根を一組にして固定しているため、突風や予
期しない向きの風が吹いても、羽根の自転方向が反対方
向に変わることがない。

【００２５】（第２発明）第２発明は、隣合った一組の
羽根の面と前記クランク機構のクランクとを４５度と９
０度に設定する。前記角度で固定した隣合った一組の羽
根は、そのクランク棒等によって構成された仮想二等辺
三角形ができ、この仮想二等辺三角形を崩さずに常に回
転するため、羽根の自転方向が反対方向に変わることが
ない。

【００２６】（第３発明）第３発明は、前記羽根の先端
部に、一方の面がより多くの風の圧力を受けて、自転力
が生ずるようにフラップが所望の角度に取り付けられて
いる。前記羽根は、縦中心線を線対称に、略垂直な面状
体と、その先端部に取り付けられたフラップとが設けら
れているため、確実に一方の自転が可能である。

【００２７】（第４発明）第４発明は、風のエネルギー
を略垂直な面状体からなる複数の羽根で受け、その時の
エネルギーを回転エネルギーに変換して、発電装置を運
転するものである。羽根を取り付ける、たとえば、十字
のアームは、その中心に出力回転軸が取り付けられてい
る。羽根は、前記各アームの略先端部に回動自在で、し
かも隣合った一組がアームに所定角度取り付け位置をず
らして固定されている。また、他の隣合った一組の羽根
は、同様に、アームに所定角度取り付け位置をずらして
固定されている。前記少なくとも二組の羽根は、前記出
力回転軸を中心にして点対称になるように位置がずらさ
れて固定されている。

【００２８】羽根は、縦中心線を線対称にして略垂直な
面状体から構成されていると共に、互いに反対面が一方
の面より多くの風を受けることができる形状になってい
る。前記出力回転軸には、回転トルクを発生させる実行
角を得る回転トルク発生実行角制御歯車機構と、前記回
転トルク発生実行角制御歯車機構に連結されていると共
に、前記各面状体からなる羽根の縦中心に設けられた回
転軸にそれぞれ連結されたクランク機構と、前記回転ト
ルク発生実行角制御歯車機構に連結され、前記出力回転
軸が最大の回転トルクを発生させるようにする歯車機構
とが接続されている。発電装置の回転軸と前記出力回転
軸とは、連結されており、前記出力回転軸が回転するこ
とにより、発電機から電力が発生する。

【００２９】（第５発明）第５発明は、風力が異なった
際に対応できる発電装置を備えている点で、第４発明と
異なっている。すなわち、前記出力回転軸に取り付けら
れた発電装置は、その発生する電圧を出力電圧検出回路
で検出し、充電回路を切り換えることができる。前記充
電回路は、前記出力電圧検出回路によって、弱風、普通
風、あるいは強風に対応できるように回路を接続する。

【００３０】（第６発明）第６発明は、前記隣合った羽
根の設定角度をクランクに対して順次、４５度、９０度
にして一組として固定すると共に、他の隣合った羽根も
同様に、４５度、９０度に設定して固定する。このよう
に隣合った羽根は、固定されているため、突風や複雑な
風向きの時でも、一つの羽根だけが勝手に方向を変えて
回転しようとする動きがなくなり、安定して一方に自転
することができる。

【００３１】（第７発明）第７発明は、隣合った二つの
羽根がクランクに対して順次４５度および９０度に設定
されて固定されている。そして、この固定は、たとえ
ば、自転力補導棒や補助自転力補導棒によって、二組の
クランク棒が常に同じ二等辺三角形のまま回転できるよ
うになっている。前記二等辺三角形は、堅固に固定され
ているため、突風によっても、この形状が崩れないの
で、羽根が所望の一方にのみ安定して回転する。

【００３２】（第８発明）第８発明は、前記羽根により
多くの風の圧力を受けて、自転力が生ずるように、その
先端部にフラップが角度を変えられる回転角度調整部が
設けられている。フラップの羽根に取り付ける回転角度
調整部の調整は、風力発電装置の設置場所の平均風力等
を考慮して決められるものである。また、羽根およびフ
ラップの形状は、略垂直な面状体や一方が面で、他方の
面が流線形をしたもの等がある。

【００３３】（第９発明）第９発明は、前記クランクに
クランク棒を取り付ける部分と反対側にバランサーが取
り付けられている。このバランサーは、羽根の回転が高
速になった場合、羽根の自転により、前後左右に移動す
るぶれを防止することができる。

【００３４】（第１０発明）第１０発明は、突風等が発
生した場合、回動部における集中応力を和らげるための
ものである。たとえば、前記歯車とクランクとの回動
部、および回転調整部の少なくとも一方には、弾力を有
する合成樹脂製またはゴム製のブッシュが少なくとも一
個挟まれている。前記弾性を有する合成樹脂製のブッシ
ュは、その弾力のためダンパーの役目を果たし、強風等
が吹いても、歯車やクランク棒が破損しない。

【００３５】（第１１発明）第１１発明の回転トルク発
生実行角制御歯車機構は、前記複数の羽根が取り付けら
れているアームより下部に取り付けられる。前記回転ト
ルク発生実行角制御歯車機構は、歯車に油を注す等の保
守を行う場合、位置が低いため一番上に取り付けるよ
り、作業が容易になる。

【００３６】（第１２発明）第１２発明は、前記略垂直
な面状体からなる羽根が取り付けられている各アームに
それぞれ補強棒が連結されている。前記補強棒は、各ア
ームの上部および下部の両方に連結することもできる。
第１２発明は、略垂直で平面からなる羽根で風圧を受け
るため、突風によって、各アームが思わぬ歪み力を受け
ても、それに耐えるように補強するものである。

【００３７】（第１３発明）第１３発明は、隣合った二
つの羽根を一組にして二等辺三角形に固定する代わりの
ものであり、羽根の中心に取り付けられた直角クランク
の両端に平行となる二本のクランク棒を前記回転トルク
発生実行角制御歯車機構に取り付ける。第１３発明は、
前記直角クランクと平行な二本のクランク棒によって、
突風等による不所望な動きがあっても、安定して羽根を
一方に回転させることができる。

【００３８】（第１４発明）第１４発明において、前記
出力電圧検出回路は、弱風の場合、主発電機の低い発電
電圧を検出して、弱風時充電回路によって倍電圧装置を
接続する。倍電圧装置は、主発電機の電圧を昇圧した状
態でバッテリを充電する。強風の場合、前記出力電圧検
出回路は、主発電機の高電圧を検出して、主発電機で発
電を行うと同時に、ブレーキ発電機を回転させ、前記出
力回転軸の回転速度を落とす。これと同時に強風時ブレ
ーキ発電充電回路によって、バッテリが接続され、ブレ
ーキ発電機によって発電した電力をバッテリに充電す
る。前記構成は、風の弱いあるいは強い場合であって
も、それなりの電力を得ることができるだけでなく、強
風の場合、羽根が高速で回転して、風力発電機が破損す
る等の危険が未然に防止できる。すなわち、第１４発明
は、強風であっても、風力発電機の回転を停止する必要
がない。

【００３９】本発明は、前記略垂直の面状体からなる複
数の羽根を風のエネルギーを利用して回転させているた
め、その表面を広告媒体として利用することができる。
本発明の風力発電装置に使用する前記羽根は、面積が大
きいため、広告媒体として使用するのに適している。ま
た、本発明の前記羽根は、低速で自転しながら公転する
ため、人目を引く広告媒体となる。

【００４０】本発明は、前記複数の羽根の表面を表示媒
体として利用することができる。本発明の風力発電装置
に使用する前記羽根は、面積が大きいため、表示媒体と
して使用するのに適している。また、本発明の前記羽根
は、低速で自転しながら公転するため、人目を引く表示
媒体となる。本発明は、表示媒体として、たとえば、案
内板等があり、日中発電装置により発電して、蓄電池を
充電しておき、夜間、発電して蓄電池を充電しながら電
源として使用でき、案内板の照明となる。このような案
内板は、電線を配線する必要がないため、辺鄙な場所に
設置するのに適している。

【００４１】

【実 施 例】図１は本発明の一実施例で、風を利用し
た風力発電装置を説明するための概略斜視図である。図
２は本発明の一実施例を保持枠に取り付けた状態を示す
正面概略図である。図１および図２において、出力回転
軸１１は、出力回転軸保持用自動調心玉軸受１２（図２
参照）と、スラストベアリング１３とによって回転自在
に保持されている。また、前記出力回転軸１１は、たと
えば、十字状下部アーム１４および同じく平行になって
いる十字状上部アーム１４１が一体になって回転するよ
うに取り付けられている。スラストベアリング１３の下
方には、出力回転軸１１のラジアル荷重を負荷する自動
調心ラジアルベアリング１５が設けられている。

【００４２】さらに、出力回転軸１１は、下端にプーリ
ー１６が取り付けられており、ベルト１７を介して、た
とえば、発電装置１８に接続されている。前記出力回転
軸保持用自動調心玉軸受１２は、上部保持枠３１２（図
２参照）に取り付けられている。また、前記スラストベ
アリング１３および自動調心ラジアルベアリング１５
は、下部保持枠３１３（図２参照）に取り付けられてい
る。前記上部保持枠３１２および下部保持枠３１３は、
縦保持枠３１１と共に保持枠３１を構成して風力発電装
置を保持する。また、前記出力回転軸１１は、プーリー
１６等を介して、前記出力回転軸１１のエネルギーを取
り出すことができる。前記発電装置１８および発電装置
１８の制御回路については、後述する。

【００４３】湾曲羽根２１は、曲率半径が大きい湾曲面
からなり、かつ縦の中心線に対して、互いに反対方向
で、幅と比べて大きい曲率半径を有する円弧からなり、
かつ横断面の厚さが全て同じである板部材からなり、回
転自在な中心軸２１１に固定されている。そして、前記
中心軸２１１は、前記十字状下部アーム１４に設けられ
たベアリング２１２、および十字状上部アーム１４１状
に設けられてベアリング２１２によって回転自在に構成
されている。

【００４４】すなわち、図１に示す４枚の湾曲羽根２１
は、一方から風圧を受けると、ベルヌーイの定理によ
り、凸面部より凹面部の方が高い圧力を受けるため、図
１において、それぞれ中心軸２１１を中心に左方向（反
時計方向）に自転することができる。出力回転軸１１
は、前記出力回転軸保持用自動調心玉軸受１２、スラス
トベアリング１３、自動調心ラジアルベアリング１５を
介して、回動自在に上部保持枠３１２に取り付けられて
いる。風向調整用上部平歯車２２および風向調整用下部
平歯車２３は、一体に作製されていると共に、前記出力
回転軸１１に回動自在に取り付けられている。

【００４５】前記風向調整用上部平歯車２２は、風向調
整用下部平歯車２３と一体で出力回転軸１１と同一中心
軸を有し、出力回転軸１１の廻りを自由に回転できるよ
うになっており、風向舵２２３による風向位置を自動制
御するためのものであり、風向角反転用平歯車２２１お
よび風向角伝達用上部平歯車２２２を介して風向舵２２
３の角度が伝達される。風向舵２２３は、風の風向が頻
繁に変化するのを防止するための時定数を持たせた錘２
２４が反対方向に取り付けられている。

【００４６】また、風向舵２２３は、途中にネジ等で所
望の角度に折り曲げられるような風向角調整部２２５が
設けられている。風向角調整部２２５は、風向舵２２３
と錘２２４との角度を０度から９０度変化させることに
より、前記湾曲羽根２１にかかる風圧を最大から最小に
調整することができる。したがって、本実施例の装置を
風力発電に使用する場合、台風あるいは強風を天気予報
により事前に知り、前記湾曲羽根２１の回転速度が早過
ぎないように、予想風速に合わせて風向角調整部２２５
の角度を調整する。

【００４７】また、本実施例の装置を宣伝媒体あるいは
表示媒体として使用する場合、予想風速と表示している
表示内容等を考慮して、前記湾曲羽根２１の回転速度が
所望の速度となるように風向角調整部２２５の角度を調
整する。さらに、前記風向角調整部２２５は、その角度
調整を遠隔操作できるようにすることも可能である。風
向調整用下部平歯車２３は、風向調整用上部平歯車２２
と一体で出力回転軸１１と同一中心軸を有し、出力回転
軸１１の廻りを自由に回転できるようになっており、周
囲に４個の回転角反転用中間平歯車２４が取り巻いてい
る。各４個の回転角反転用中間平歯車２４は、それぞれ
回転トルク発生実行角制御歯車２５とかみ合っている。

【００４８】風向調整用下部平歯車２３および回転角反
転用中間平歯車２４の歯数と回転トルク発生実行角制御
歯車２５の歯数とは、１対２である。回転トルク発生実
行角制御歯車２５は、実行角制御歯車の表面の一部に枢
軸２６が設けられている。前記各中間歯車の歯数は、任
意に選択することができる。前記枢軸２６には、クラン
ク棒２７が前記枢軸２６を軸として回転トルク発生実行
角制御歯車２５の上面を回動できるようになっている。

【００４９】前記クランク棒２７の他端は、垂直方向に
かぎ型クランク２８の回動ピン２９を介して回動自在に
接合されている。前記かぎ型クランク２８の他方は、十
字状上部アーム１４１上に設けられてベアリング２１２
によって回動自在であり、前記湾曲羽根２１の中心軸２
１１に接合されている。前記回転トルク発生実行角制御
歯車２５およびクランク機構は、後述する理由により、
出力回転軸１１を回転させるトルクを発生させる。

【００５０】前記湾曲羽根２１は、風によって左回転
（反時計方向の回転）による中心軸２１１を中心に自転
を始める。この湾曲羽根２１の自転は、かぎ型クランク
２８、クランク棒２７、回転トルク発生実行角制御歯車
２５によって、安定に左回転のトルクを発生させる。ま
た、前記湾曲羽根２１の平面部および凸面部への風圧
は、十字状下部アーム１４、十字状上部アーム１４１に
固定されている出力回転軸１１を中心として右回転を発
生させる。

【００５１】たとえば、４個の湾曲羽根２１は、それぞ
れ４５度ずつ向きを変え、かつ一つが最大の風圧を受
け、これと反対側で最小の風圧を受けるような状態で取
り付けられると、回転トルク発生実行角制御歯車２５で
制御されて、平均して常に、出力回転軸１１の右回転ト
ルクを持続させることができる。反対に、４個の湾曲羽
根２１は、一つが最小風圧を受け、これと反対側で湾曲
羽根２１の左右に均等な風圧を受ける状態にし、他の２
個の湾曲羽根２１が互いに出力回転軸１１の右回転トル
クを打ち消し合う位置にすると、出力回転軸１１の右回
転トルクが得られないようになる。

【００５２】前記湾曲羽根２１は、風向調整用下部平歯
車２３、回転角反転用中間平歯車２４、回転トルク発生
実行角制御歯車２５、クランク棒２７等からなる歯車機
構およびクランク機構によって回転トルク発生角が制御
される。前記湾曲羽根２１は、風を受けるとベルヌーイ
の定理によって、必ず左回転の自転を行うことによっ
て、回転トルク発生実行角制御歯車２５の回転制御エネ
ルギーの補助の役割をしている。

【００５３】湾曲羽根２１の或る位置における風圧によ
る回転トルク発生角（α）＝９０度＋風向角（β）＋
〔出力回転軸の回転角（γ）〕／２となる。ただし、回
転トルク発生角（α）の０度は、時計の０時からであ
り、出力回転軸の０度は、時計の３時である。回転角反
転用中間平歯車２４と回転トルク発生実行角制御歯車２
５との歯数は１対２である。（詳細は、特願平１０−２
３４８６７号図３参照）

【００５４】図１に示す方向（矢印Ｗ）が変わった場合
の自動追従補正機構について説明する。図１において、
前記風向角の自動追従補正機構は、たとえば、風向調整
用上部平歯車２２、風向角反転用平歯車２２１、風向角
伝達用上部平歯車２２２、風向舵２２３、錘２２４、風
向角調整部２２５とから構成されている。たとえば、風
の向きが左向きに変化した場合、風向の変化は、風向角
伝達用上部平歯車２２２−風向角反転用平歯車２２１−
風向調整用上部平歯車２２−風向調整用下部平歯車２３
−回転角反転用中間平歯車２４−回転トルク発生実行角
制御歯車２５に伝達され、クランク機構２７、２８によ
り、湾曲羽根２１の向きを所望の向きに補正する。

【００５５】前記００５３段落の式において、（β）
は、風の向きがＷ方向の場合０であり、左向きに変化し
た場合（負）となり、湾曲羽根２１の中心軸２１１をよ
り左回転するように補正する。また、風向角（β）は、
右向きに変化した場合（正）となり、湾曲羽根２１の中
心軸２１１をより右回転するように補正する。

【００５６】たとえば、風向きが右向きに変化した場
合、前記風向舵２２３は、やや右向きになる。この回転
により、風向角伝達用上部平歯車２２２は、同じく右向
きに回転する。この回転により、風向角反転用平歯車２
２１は、逆に左向きに回転する。同様に、風向調整用上
部平歯車２２および風向調整用下部平歯車２３は右向き
回転、回転角反転用中間平歯車２４は左向き、回転トル
ク発生実行角制御歯車２５は右向き、そして、湾曲羽根
２１の中心軸２１１は、左向きに回転する。すなわち、
風向きが右向きになると、前記自動追従補正機構によ
り、湾曲羽根２１は、逆の左向きに回転して補正するこ
とができる。

【００５７】図１において、風向舵２２３が図示の矢印
Ｗ方向に一定の風が吹いていたとする。風向角伝達用上
部平歯車２２２、風向角反転用平歯車２２１、風向調整
用上部平歯車２２、風向調整用下部平歯車２３は、一定
方向の風力により、回転せずに位置が一定である。図１
における右上の湾曲羽根２１は、最大の風圧を受け、ベ
ルヌーイの定理により自転すると共に、十字状下部アー
ム１４および十字状上部アーム１４１に最大の回転トル
クを与える。

【００５８】図１における左下の湾曲羽根２１は、風の
方向と略同じであるため、湾曲面にわずかの風圧を得、
少なからず自転力があるが、十字状下部アーム１４およ
び十字状上部アーム１４１に回転トルクを与えない。図
１における右下および左上の湾曲羽根２１は、予め決め
られた角度であるため、所定の風圧を受け、自転すると
共に、十字状下部アーム１４および十字状上部アーム１
４１に回転トルクを与える。

【００５９】湾曲羽根２１は、回転トルク発生実行角制
御歯車２５、かぎ型クランク２８、クランク棒２７によ
り制御され、自転しながら、風向調整用下部平歯車２３
の周囲を回転する。ここで、風向が変化した場合、風向
舵２２３の向きが変化することにより、風向角伝達用上
部平歯車２２２、風向角反転用平歯車２２１、風向調整
用上部平歯車２２に伝達される。すなわち、風向調整用
上部平歯車２２の向きは、風向調整用下部平歯車２３に
伝達され、各湾曲羽根２１の回転トルク発生実行角の補
正がなされて、各湾曲羽根２１に最大の効率となるよう
に風圧がかかる。

【００６０】風向舵２２３は、たとえば、風向角調整部
２２５において、ネジを緩めた後、９０度向きを変え、
再びネジを締める。これにより、前記風向調整用上部平
歯車２２の向きは、９０度変えられることになり、各湾
曲羽根２１は、風圧がかからない湾曲羽根２１、中心の
両側に平均して風圧がかかる湾曲羽根２１、互いに風圧
を打ち消す湾曲羽根２１ができ、各々が自転しても、出
力回転軸１１に回転トルクを与えないことになる。

【００６１】風向角調整部２２５は、手動、自動、遠隔
操作等によって調整することができる。また、風向角伝
達用上部平歯車２２２、風向角反転用平歯車２２１、風
向調整用上部平歯車２２、風向角調整部２２５、および
風向舵２２３等の配置は、保持枠３１の下方部分にする
ことができる。前記場合は、特に、風向角調整部２２５
の調整が手動であると、低い位置において、調整が可能
になる。

【００６２】湾曲羽根２１は、自転と公転を行うため、
発電装置その他のエネルギー変換装置のみではなく、広
告媒体あるいは表示媒体として利用することができる。
特に、湾曲羽根２１の自転および出力回転軸１１の回転
は、低速であるため、広告媒体および表示媒体として、
人目に付き易く、また大きさとしても遠くから見ること
ができる。

【００６３】図３は本発明の他の実施例で、羽根を二枚
ずつ結合した風力発電装置を説明するための上面図であ
る。図３の実施例と図１および図２の実施例と異なる所
は、羽根の設定角度および補強にある。本実施例の羽根
２１′は、縦中心軸を中心に平面と曲面とが線対称にな
っており、その先端にフラップ６４が所定の角度に取り
付けられており、一方にのみ回転し易い形状になってい
る。また、羽根２１′は、図１と同様ＡないしＤからな
る４枚の場合について説明するが、６枚または８枚等枚
数を増加することが可能である。

【００６４】前記羽根Ａは、かぎ型クランク２８に対し
て９０度に設定されている。また、前記羽根Ｂは、かぎ
型クランク２８に対して４５度に設定されている。そし
て、羽根Ａおよび羽根Ｂは、自転力補導棒３６および補
助自転力補導棒３７、３７′によって補強されている。
すなわち、前記羽根Ａおよび羽根Ｂは、図３における仮
想一点鎖線によって描かれている二等辺三角形３９の状
態で出力回転軸１１の周りを自転しながら公転する。羽
根Ｃおよび羽根Ｄは、出力回転軸１１を点として点対称
に設定されている。すなわち、羽根Ｃは、かぎ型クラン
ク２８に対して９０度、羽根Ｄは、かぎ型クランク２８
に対して４５度にそれぞれ設定されている。自転力補導
棒３６および補助自転力補導棒３７、３７′について
は、同様に補強されており、仮想一点鎖線によって描か
れている二等辺三角形３９のまま回転する。

【００６５】前記のように、二つの羽根Ａ、Ｂ、および
羽根Ｃ、Ｄをそれぞれ組みにして自転力補導棒３６、補
助自転力補導棒３７、３７′によって二等辺三角形３９
のまま出力回転軸１１の周りを回転できるため、羽根Ａ
ないし羽根Ｄの自転をスムーズにすることができる。ま
た、前記自転力補導棒３６等を付けない場合、羽根Ａな
いしＤの自転運動は、歯車側のクランク棒２７と羽根側
のかぎ型クランク２８とが同一直線上になった時、突風
等による風向きが変わると自転方向を反転していた。本
実施例は、各羽根の向きを変えた二つを一組に結合して
いるため、前記のような自転を反転させることがない。

【００６６】図３において、十字状上部アーム１４１の
外周は、補強棒３５によって、上部および下部の少なく
とも一方を結合することによって補強されている。この
補強は、風の受ける面積が大きい羽根で、しかも強風時
においても、羽根の自転および公転を安定して行うこと
ができる。また、かぎ型クランク２８は、クランク棒２
７が取り付けられている側と反対側にバランサー３８を
取り付けることができる。羽根ＡないしＤが自転する
と、かぎ型クランク２８は、図３において、上下左右方
向に移動するため、ブレが生ずる。このブレを防止する
ために、前記バランサー３８が取り付けられている。

【００６７】図４は本発明における羽根の自転を安定さ
せるための他の例を説明するための図である。図３に示
す例は、二つの羽根を一組に固定して自転を安定させて
いる。これに対して、図４に示す例は、羽根２１′の中
心軸２１１に直角クランク２８′の直角部を固定してい
る。そして、直角クランク２８′の一方の第１回動ピン
２９に第１クランク棒２７と、第２回動ピン２９′に第
２クランク棒２７′が回動自在に取り付けられている。
また、第１クランク棒２７および第２クランク棒２７′
は、それぞれ平行に歯車２５の第１枢軸２６および第２
枢軸２６′に回動自在に取り付けられている。前記二本
の平行なクランク棒２７、２７′は、一本の場合より、
複雑な向きの風を受けても羽根ＡないしＤを常に一定方
向に自転させることができる。また、歯車２５の中心軸
（符号なし）、第１枢軸２６、第２枢軸２６′とは、直
角クランク２８′と同様に、回転中に直角が維持された
状態で回転する。

【００６８】図５は本発明のクランク棒と歯車との回動
部分を説明するための図である。図５において、歯車２
５とクランク棒２７とは、弾力を有する合成樹脂製ブッ
シュ５１、５２を介して、ボルト５３とナット５４とに
よって回動自在に取り付けられている。前記弾力を有す
る合成樹脂製ブッシュ５１、５２は、複雑な向きに吹く
風（羽根の実行角度を変化させる）によっても、歯車２
５とクランク棒２７との間にある緩衝物体によって歯車
２５やクランク棒２７を破損させることがない。また、
前記弾力を有する合成樹脂製ブッシュ５１、５２は、歯
車２５とクランク棒２７に限定されず、その他の回動部
分に設けることができる。合成樹脂製ブッシュ５１、５
２の材質は、ゴムやバネ等その他の弾力を有する公知の
部材に変えることができる。

【００６９】図６は本発明の羽根の形状および構造を説
明するための図で、（イ）ないし（ニ）は異なる形状の
実施例である。図１および図２に示す湾曲羽根２１は、
曲率半径が大きい湾曲面からなり、かつ縦の中心線に対
して、互いに反対方向で、幅と比べて大きい曲率半径を
有する円弧からなり、かつ横断面の厚さが全て同じであ
る板部材からなる。また、図３に示す湾曲羽根は、縦の
中心線に対して、互いに反対方向で、曲率半径が大きい
湾曲面と平面とからなっている。また、図３に示す湾曲
羽根は、フラップ６４の角度を調整できる回転調整部６
３を有する。このフラップ６４は、両端の形状を合わせ
ると、Ｓ字型をしており、湾曲面のＳ字型と近似してい
る。

【００７０】図６（イ）は、平面状の羽根６１の先端部
に平面状のフラップ６２が所定の角度に固定されてい
る。フラップ６２の角度は、回転調整部６３により羽根
６１が常に一定方向に回転するように調整でき、風向舵
や軸受の摩擦等を考慮して決められる。図６（ロ）は平
面状の羽根６１に前記Ｓ字型のフラップ６４が所定の角
度で取り付けられている。図６（ハ）は図３に示す羽根
と同じである。図６（ニ）は前記Ｓ字状の羽根にＳ字状
のフラップ６２が所定角度に取り付けられている。前記
回転調整部６３は、前記図５で示された弾性を有する合
成樹脂製ブッシュ５１等を入れておくことができる。

【００７１】図７は本発明の実施例に使用する充電シス
テムを説明するためのブロック構成図である。図７にお
いて、自転しながら公転する垂直羽根７１１は、図１お
よび図２に示すように、羽根制御角による手動回転停止
機構７１２（図１の符号２２５）と、風向角自動制御機
構７１３（図１の符号２２、２２１、２２２、２３、２
４、２５、２６、２７、２８、２９）とによって、出力
回転軸の回転速度が決められる。前記出力回転軸の回転
は、主発電機７１５（他励）と、エキサイト発電機（自
励）７１４と、ブレーキ発電機７２３（他励）と伝達さ
れるようになっている。

【００７２】エキサイト発電機７１４は、自励式発電機
であるため、発電を開始し、この発電機の電力で、主発
電機７１５の励磁コイルに電流を流し、主発電機７１５
を起動する。起動した主発電機７１５は、回転が低い場
合、出力電圧検出回路７１６が予め決められた低電圧を
検出して、弱風時充電回路７１７が接続される。すなわ
ち、主発電機７１５の出力は、倍電圧装置７１８によっ
て、バッテリ７１９を充電する。

【００７３】主発電機７１５は、出力電圧検出回路７１
６によって、主発電機７１５の電圧が予め決めれた電圧
に達したことを検出すると、普通風時充電回路７２２が
接続される。すなわち、主発電機７１５の出力は、バッ
テリ７１９を充電する。次に、さらに、風力が増し強風
になると、主発電機７１５は、出力電圧検出回路７１６
がこれを検出してブレーキ発電機７２３の励磁コイルに
電流が流される。これにより、ブレーキ発電機７２３
は、起動すると共に強風時ブレーキ発電充電回路７２４
に接続される。前記ブレーキ発電機７２３は、自励式と
することもできる。

【００７４】たとえば、前記発電システムは、羽根が回
転すると、エキサイト発電機７１４、主発電機７１５、
およびブレーキ発電機７２３が回転するが、主発電機７
１５およびブレーキ発電機７２３が他励式である場合、
発電しない。しかし、エキサイト発電機７１４は、自励
式であるため、発電を開始する。このエキサイト発電機
７１４で発生した電力を主発電機７１５の励磁コイルに
供給することにより、主発電機７１５は、発電を開始す
るが、この時、ブレーキ発電機７２３は、励磁されない
ため、発電を開始しない。

【００７５】たとえば、バッテリ７１９を１２Ｖとする
と、弱風の場合、羽根の回転が遅いため主発電機７１５
の発電電圧が１２Ｖ以下で、バッテリ７１９を充電する
ことができない。そこで、この電圧を出力電圧検出回路
７１６で検出して、主発電機７１５を倍電圧装置７１８
に接続する。すなわち、倍電圧装置７１８は、１２Ｖ以
下の電圧を１２Ｖ以上に昇圧して、電流が減少するがバ
ッテリ７１９を充電することができる。

【００７６】次に、羽根の回転が上昇すると、主発電機
７１５の発電電圧が１２Ｖ以上になり、主発電機７１５
からバッテリ７１９に充電される。この時、出力電圧検
出回路７１６は、弱風時充電回路７１７を倍電圧装置７
１８から切り離す。強風により、主発電機７１５の電圧
は、さらに上昇すると、主発電機７１５のみでは対応し
きれなくなる。この時、出力電圧検出回路７１６は、予
め決められた電圧以上であることを検出して、ブレーキ
発電機７２３の励磁コイルに電流を流すと共に強風時ブ
レーキ発電充電回路７２４をバッテリ７１９に接続す
る。この場合、ブレーキ発電機７２３により羽根の回転
力は、低下するが、主発電機７１５の発電とブレーキ発
電機７２３の発電とがバッテリ７１９に充電される。

【００７７】以上のように、本実施例の発電システム
は、出力電圧検出回路７１６および各充電回路７１７、
７２２、７２４によって、各発電機が自動的に切り替わ
り、風の強さに関係なく自動運転ができる。なお、ブレ
ーキ発電機７２３をいつ使用するかは、出力電圧検出回
路７１６の設定より行うことができる。また、前記各発
電機は、三相低速型交流発電機を使用した。

【００７８】羽根２１は、自転と公転を行うため、発電
装置以外に、広告媒体あるいは表示媒体として利用する
ことができる。特に、羽根２１の自転および出力回転軸
１１の回転は、低速であるため、広告媒体および表示媒
体として、人目に付き易く、また大きさとしても遠くか
ら見ることができる。

【００７９】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、
本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱する
ことがなければ、種々の設計変更を行うことが可能であ
る。本実施例における各部品、材質、およびこれらの取
り付け構造については、詳述していないが、周知または
公知のもの、あるいは手段を採用することができる。特
に、羽根は、プラスチック、金属板の何れも使用するこ
とができると共に、一体成形、板金加工、その他の加工
手段を採用することができる。また、歯車あるいはクラ
ンク機構は、既製品を使用することができる。羽根の枚
数、大きさ等は、設計により任意に増減することができ
る。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、前記羽根にベルヌーイ
の定理による左回転（反時計方向の回転）トルクを与
え、簡単な歯車機構およびクランク機構により、羽根の
回転トルク発生実行角の制御を行い、出力回転軸の高回
転トルクを得ることができる。また、本発明の機構は、
低速回転になるため、大型になっても、安全で、しかも
堅牢な構造とすることができる。前記構成の羽根は、風
の向きや強さにバラツキがあっても、一定方向の回転ト
ルクを発生すると共に、各伝達機構に無理な応力がかか
らないように自転力補導棒等により二つの羽根を接合し
て二組とすると共に、所定の角度に設定したため堅固に
作製でき、機構部品に既製品が使用でき、装置が安価で
長寿命のものが得られる。

【００８１】本発明によれば、発電システムを主発電
機、ブレーキ発電機との充電回路の切り換えにより、風
の速度に合わせて運転ができるため、安全で効率のよい
充電が可能になった。また、倍電圧装置を設けることに
より、風の速度が遅い時でも、バッテリに充電が可能で
ある。さらに、台風時には、ブレーキ発電機を起動する
ことで対応できるが、手動で羽根の回転を停止させるこ
ともできる。

【００８２】本発明によれば、プロペラのように精密な
加工が不要であり、また、これらを支える鉄塔がいらな
いので、低設置で製作費が安価となる。本発明は、面状
体、歯車、クランクといった部品のみを低設置にするこ
とができるため、組立が容易にできる。本発明は、面状
体を低速回転させるため、プロペラのように風を切らな
いので、運転騒音が少ない。

【００８３】本発明によれば、羽根がそれぞれ風圧を受
けて自転しながら公転するため、これらの回転が低速と
なり、回転部分の遠心力による部品の損失がなく、ま
た、各部の強度を高速回転と同じにする必要がない。

【００８４】本発明によれば、大型のものを作製して、
出力回転軸と羽根の中心までの距離が長くなっても、不
安定なチェーンを使用しないため、防水や機構的に安定
している。また、羽根の大きさや枚数等は、設置場所の
年間風速等を考慮して決めることができる。

【００８５】本発明によれば、低速回転であると同時に
低設置ができるため、落雷、台風の時期に鉄塔の倒壊や
プロペラの破損等を心配する必要がない。

【００８６】本発明によれば、羽根が低速回転であるた
め、宣伝媒体あるいは表示媒体として適しており、羽根
に描かれた文字や画像が人目に付き安い。

【００８７】本発明によれば、前記広告板や案内板は、
電線を配線する必要がないため、辺鄙な場所や高所で配
線工事が困難な屋上等に設置するのに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で、風を利用した風力発電装
置を説明するための概略斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を保持枠に取り付けた状態を
示す正面概略図である。

【図３】本発明の他の実施例で、羽根を二枚ずつ結合し
た風力発電装置を説明するための上面図である。

【図４】本発明における羽根の自転を安定させるための
他の例を説明するための図である。

【図５】本発明のクランク棒と歯車との回動部分を説明
するための図である。

【図６】本発明の羽根の形状および構造を説明するため
の図で、（イ）ないし（ニ）は異なる形状の実施例であ
る。

【図７】本発明の実施例に使用する充電システムを説明
するためのブロック構成図である。

【符号の説明】

１１・・・出力回転軸 ３５・
・・補強棒 １２・・・出力回転軸保持用自動調心玉軸受 ３６・
・・自転力補導棒 １３・・・スラストベアリング ３７・
・・補助自転力補導棒 １４・・・十字状下部アーム ３７′
・・補助自転力補導棒 １４１・・十字状上部アーム ３８・
・・バランサー １５・・・自動調心ラジアルベアリング ３９・
・・二等辺三角形 １６・・・プーリー ５１・
・・ブッシュ １７・・・ベルト ５２・
・・ブッシュ １８・・・発電装置 ５３・
・・ボルト ２１・・・湾曲羽根 ５４・
・・ナット ２１１・・中心軸 ６１・
・・羽根 ２２・・・風向調整用上部平歯車 ６２・
・・フラップ ２２１・・風向角反転用平歯車 ６３・
・・回転調整部 ２２２・・風向角伝達用上部平歯車 ６４・
・・フラップ ２２３・・風向舵 ２２４・・錘 ２２５・・風向角調整部 ２３・・・風向調整用下部平歯車 ２４・・・回転角反転用中間平歯車 ２５・・・回転トルク発生実行角制御歯車 ２６・・・枢軸 ２７・・・クランク棒 ２８・・・かぎ型クランク ２９・・・回動ピン ３１・・・保持枠 ３１１・・縦保持枠 ３１２・・上部保持枠 ３１３・・下部保持枠

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風のエネルギーを略垂直な面状体からな
   る複数の羽根で受け、回転エネルギーに変換することに
   より発電装置を回転させる風力発電方法において、 縦中心線を線対称にした略垂直な面状体を含む複数組み
   の羽根で、前記縦中心線を中心として、互いに反対方向
   の面に、より多くの風の圧力を受けることにより出力回
   転軸と反対方向に自転しながら、 前記出力回転軸に回転トルクを発生させる実行角を得る
   回転トルク発生実行角制御歯車機構と、当該回転トルク
   発生実行角制御歯車機構に連結されたクランク機構とに
   より、前記各羽根の自転方向と制御角を安定化させ、 二つの羽根を一方の組として、互いに予め決められた異
   なる角度で取り付け位置をずらして固定すると共に、少
   なくとも他の二つの羽根を他方の組として固定し、前記
   一方の組と他方の組は、前記出力回転軸を中心にして点
   対称に配置し、 前記風の圧力を受けた前記少なくとも二組の羽根によ
   り、出力回転軸を前記羽根の自転方向と反対方向に常に
   回転トルクを発生させるようにすることを特徴とする風
   力発電方法。
2. 【請求項２】 前記一組における異なる角度は、前記羽
   根の面と前記クランク機構のクランクとを４５度と９０
   度に設定することを特徴とする請求項１記載の風力発電
   方法。
3. 【請求項３】 前記羽根の先端部には、自転力を生ずる
   ようにフラップが取り付けられていることを特徴とする
   請求項１記載の風力発電方法。
4. 【請求項４】 風のエネルギーを略垂直な面状体からな
   る複数の羽根で受け、回転エネルギーに変換して出力回
   転軸から取り出すエネルギーによって発電装置を運転す
   る風力発電装置において、 前記出力回転軸に取り付けられた複数のアームと、 前記各アームに回動自在で、隣合った一組がアームに所
   定角度取り付け位置をずらして固定され、他の隣合った
   一組がアームに所定角度取り付け位置をずらして固定さ
   れ、少なくとも前記二組が前記出力回転軸を中心にして
   点対称になるように配置された略垂直な面状体からなる
   縦中心線に線対称にした複数組みの羽根と、 前記出力回転軸に回転トルクを発生させる実行角を得る
   回転トルク発生実行角制御歯車機構と、 前記回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結されてい
   ると共に、前記各面状体からなる羽根の縦中心に設けら
   れた回転軸にそれぞれ連結されたクランク機構と、 前記回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結され、前
   記出力回転軸が最大の回転トルクを発生させるようにす
   る歯車機構と、 前記出力回転軸に取り付けられた発電装置と、 から構成されていることを特徴とする風力発電装置。
5. 【請求項５】 風のエネルギーを略垂直な面状体からな
   る複数の羽根で受け、回転エネルギーに変換して出力回
   転軸から取り出すエネルギーによって発電装置を運転す
   る風力発電装置において、 前記出力回転軸に取り付けられた複数のアームと、 前記各アームに回動自在で、隣合った一組がアームに所
   定角度取り付け位置をずらして固定され、他の隣合った
   一組がアームに所定角度取り付け位置をずらして固定さ
   れ、少なくとも前記二組が前記出力回転軸を中心にして
   点対称になるように配置された略垂直な面状体からなる
   縦中心線に線対称にした複数組みの羽根と、 前記出力回転軸に回転トルクを発生させる実行角を得る
   回転トルク発生実行角制御歯車機構と、 前記回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結されてい
   ると共に、前記各面状体からなる羽根の縦中心に設けら
   れた回転軸にそれぞれ連結されたクランク機構と、 前記回転トルク発生実行角制御歯車機構に連結され、前
   記出力回転軸が最大の回転トルクを発生させるようにす
   る歯車機構と、 前記出力回転軸に取り付けられた発電装置と、 前記発電装置の出力電圧によって回路を切り換えること
   ができる出力電圧検出回路と、 前記出力電圧検出回路によって、弱風、普通風、あるい
   は強風に対応した充電回路と、 から構成されていることを特徴とする風力発電装置。
6. 【請求項６】 前記羽根の設定角度は、クランクに対し
   て順次、４５度、９０度、４５度、９０度にすることを
   特徴とする請求項４または請求項５記載の風力発電装
   置。
7. 【請求項７】 前記４５度および９０度に設定された二
   組のクランク棒は、常に同じ二等辺三角形のまま回転で
   きるように自転力補導棒によって固定されていることを
   特徴とする請求項６記載の風力発電装置。
8. 【請求項８】 前記羽根の先端部には、自転力を生ずる
   ようにフラップが角度を変えられるようにして取り付け
   られていることを特徴とする請求項４または請求項５記
   載の風力発電装置。
9. 【請求項９】 前記クランクには、クランク棒を取り付
   ける部分と反対側にバランサーが取り付けられているこ
   とを特徴とする請求項４または請求項５記載の風力発電
   装置。
10. 【請求項１０】 前記歯車とクランクとの回動部、およ
    び回転調整部の少なくとも一方には、弾力を有する合成
    樹脂製のブッシュが少なくとも一個挟まれていることを
    特徴とする請求項４または請求項５記載の風力発電装
    置。
11. 【請求項１１】 前記回転トルク発生実行角制御歯車機
    構は、前記各略垂直な面状体からなる羽根より下部に取
    り付けられていることを特徴とする請求項４または請求
    項５記載の風力発電装置。
12. 【請求項１２】 前記略垂直な面状体からなる羽根が取
    り付けられている各アームには、それぞれ補強棒によっ
    て連結されていることを特徴とする請求項４または請求
    項５記載の風力発電装置。
13. 【請求項１３】 前記各略垂直な面状体からなる羽根の
    縦中心に設けられた回転軸にそれぞれ連結されたクラン
    ク機構は、直角クランクであり、平行な二本のクランク
    棒によって前記回転トルク発生実行角制御歯車機構に連
    結されていることを特徴とする請求項４または請求項５
    記載の風力発電装置。
14. 【請求項１４】 前記出力電圧検出回路は、強風時にブ
    レーキ発電機と主発電機から、普通風時に主発電機か
    ら、弱風時に主発電機からの電圧を倍電圧装置によって
    昇圧して充電できるように各充電回路を接続することを
    特徴とする請求項５記載の風力発電装置。