JP2003116258A - 風力発電装置 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置を小型化でき、また、装置に無駄なスペ
ースを生じさせない風力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力発電装置に、風を通過させる風洞１
と、この風洞１の内面に支持された、前記風が流れる方
向と交差する方向に磁界６を発生させる磁界発生手段
２、３と、前記風洞１の内面に支持された、前記風の流
れに応じて、前記磁界発生手段２、３が発生させる磁界
６内で、この磁界６と交差する方向に往復運動する往復
運動部材４と、この往復運動部材４上に配線された導線
８、９とを設け、この導線８、９を、前記往復運動部材
４の往復運動によって、前記磁界発生手段２、３が発生
させる磁界６を横切る方向に配線した。
ースを生じさせない風力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力発電装置に、風を通過させる風洞１
と、この風洞１の内面に支持された、前記風が流れる方
向と交差する方向に磁界６を発生させる磁界発生手段
２、３と、前記風洞１の内面に支持された、前記風の流
れに応じて、前記磁界発生手段２、３が発生させる磁界
６内で、この磁界６と交差する方向に往復運動する往復
運動部材４と、この往復運動部材４上に配線された導線
８、９とを設け、この導線８、９を、前記往復運動部材
４の往復運動によって、前記磁界発生手段２、３が発生
させる磁界６を横切る方向に配線した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力発電装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の風力発電装置は、全て回転翼式の
ものであった。すなわち、従来の風力発電装置は、風力
で回転翼を回転させ、この回転力で発電機の回転軸を回
転させて発電を行うものであった。
ものであった。すなわち、従来の風力発電装置は、風力
で回転翼を回転させ、この回転力で発電機の回転軸を回
転させて発電を行うものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の風力発
電装置には、回転翼が回転運動によって風を切る断面の
面積が大きいので、装置が大型化するという問題があっ
た。また、回転翼が回転運動によって風を切る断面の形
状が円形なので、装置に無駄なスペースが生じるという
問題もあった。
電装置には、回転翼が回転運動によって風を切る断面の
面積が大きいので、装置が大型化するという問題があっ
た。また、回転翼が回転運動によって風を切る断面の形
状が円形なので、装置に無駄なスペースが生じるという
問題もあった。
【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、装置を小型化でき、また、装置に無駄な
スペースを生じさせない風力発電装置を提供するもので
ある。
されたもので、装置を小型化でき、また、装置に無駄な
スペースを生じさせない風力発電装置を提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、 風を通過させる風洞と、この風洞の内面に支持さ
れた、前記風が流れる方向と交差する方向に磁界を発生
させる磁界発生手段と、前記風洞の内面に支持された、
前記風の流れに応じて、前記磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動する往復
運動部材と、この往復運動部材上に配線された導線とを
有し、この導線は、前記往復運動部材の往復運動によっ
て、前記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に
配線されていることを特徴とする風力発電装置である。
は、 風を通過させる風洞と、この風洞の内面に支持さ
れた、前記風が流れる方向と交差する方向に磁界を発生
させる磁界発生手段と、前記風洞の内面に支持された、
前記風の流れに応じて、前記磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動する往復
運動部材と、この往復運動部材上に配線された導線とを
有し、この導線は、前記往復運動部材の往復運動によっ
て、前記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に
配線されていることを特徴とする風力発電装置である。
【０００６】上記構成によれば、磁界発生手段が、風が
流れる方向と交差する方向に磁界を発生させ、往復運動
部材が、風の流れに応じて、磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動し、往復
運動部材上に配線された導線が、往復運動部材の往復運
動によって、磁界発生手段が発生させる磁界を横切るの
で、往復運動部材上に配線された導線は、ファラデーの
電磁誘導の法則により起電力を発生させる。起電力によ
り生じる電流の向きは、フレミングの左手の法則によ
り、磁力線の向きと導線の運動方向の両者に垂直な方向
となる。
流れる方向と交差する方向に磁界を発生させ、往復運動
部材が、風の流れに応じて、磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動し、往復
運動部材上に配線された導線が、往復運動部材の往復運
動によって、磁界発生手段が発生させる磁界を横切るの
で、往復運動部材上に配線された導線は、ファラデーの
電磁誘導の法則により起電力を発生させる。起電力によ
り生じる電流の向きは、フレミングの左手の法則によ
り、磁力線の向きと導線の運動方向の両者に垂直な方向
となる。
【０００７】従って、上記構成によれば、従来の回転翼
式の風力発電装置における回転翼の回転運動によってで
はなく、往復運動部材の往復運動によって発電を行うこ
とができる。往復運動部材が往復運動によって風を切る
断面の面積は、回転翼が回転運動によって風を切る断面
の面積より小さい。従って、上記構成によれば、従来の
回転翼式の風力発電装置より小型の風力発電装置を提供
することができる。
式の風力発電装置における回転翼の回転運動によってで
はなく、往復運動部材の往復運動によって発電を行うこ
とができる。往復運動部材が往復運動によって風を切る
断面の面積は、回転翼が回転運動によって風を切る断面
の面積より小さい。従って、上記構成によれば、従来の
回転翼式の風力発電装置より小型の風力発電装置を提供
することができる。
【０００８】また、回転翼が回転運動によって風を切る
断面の形状が円形であるのに対し、往復運動部材が往復
運動によって風を切る断面の形状は方形である。この形
状は、風力発電装置を構成する際に、この風力発電装置
内に無駄なスペースを生じさせない。従って、上記構成
によれば、風力発電装置内の構成部品を効率よく配置す
ることができる。従って、風力発電装置を小型化するこ
とができる。
断面の形状が円形であるのに対し、往復運動部材が往復
運動によって風を切る断面の形状は方形である。この形
状は、風力発電装置を構成する際に、この風力発電装置
内に無駄なスペースを生じさせない。従って、上記構成
によれば、風力発電装置内の構成部品を効率よく配置す
ることができる。従って、風力発電装置を小型化するこ
とができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、 風を通過させ
る風洞と、この風洞を構成する面上に設けられた導線
と、前記風洞の内面に支持された、前記風の流れに応じ
て往復運動する往復運動部材と、この往復運動部材上に
形成された、磁界を発生させる磁界発生手段とを有し、
前記導線は、前記往復運動部材の往復運動によって、前
記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に配線さ
れていることを特徴とする風力発電装置である。
る風洞と、この風洞を構成する面上に設けられた導線
と、前記風洞の内面に支持された、前記風の流れに応じ
て往復運動する往復運動部材と、この往復運動部材上に
形成された、磁界を発生させる磁界発生手段とを有し、
前記導線は、前記往復運動部材の往復運動によって、前
記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に配線さ
れていることを特徴とする風力発電装置である。
【００１０】請求項３に記載の発明は、 前記往復運動
部材は、前記風洞の内面に支持された軸を中心として回
動可能な、磁場を通す材質で構成された平板あるいは平
箱で構成されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の風力発電装置である。
部材は、前記風洞の内面に支持された軸を中心として回
動可能な、磁場を通す材質で構成された平板あるいは平
箱で構成されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の風力発電装置である。
【００１１】請求項４に記載の発明は、 前記往復運動
部材は、前記風洞の内面に支持された軸に固定された磁
場を通す材質の布で構成されていることを特徴とする請
求項１または２に記載の風力発電装置である。
部材は、前記風洞の内面に支持された軸に固定された磁
場を通す材質の布で構成されていることを特徴とする請
求項１または２に記載の風力発電装置である。
【００１２】請求項５に記載の発明は、 前記磁界発生
手段は、前記風洞内の対向する面のぞれぞれに配置され
た磁石であって、これらの磁石は、相互に異なる磁極が
対向する向きに配置されていることを特徴とする請求項
１に記載の風力発電装置である。
手段は、前記風洞内の対向する面のぞれぞれに配置され
た磁石であって、これらの磁石は、相互に異なる磁極が
対向する向きに配置されていることを特徴とする請求項
１に記載の風力発電装置である。
【００１３】請求項６に記載の発明は、 前記往復運動
部材を渦との共振運動させるために前記風の流れを制御
する装置を有することを特徴とする請求項１から５のい
ずれかに記載の風力発電装置である。
部材を渦との共振運動させるために前記風の流れを制御
する装置を有することを特徴とする請求項１から５のい
ずれかに記載の風力発電装置である。
【００１４】請求項７に記載の発明は、 前記往復運動
部材を渦との共振運動させるために前記風の流れを制御
する装置は、前記風を通過させる風洞内に設置し、前記
往復運動部材に対して、風上に設置された矩形柱等の障
害物により構成されていることを特徴とする請求項６に
記載の風力発電装置である。請求項８に記載の発明は、
前記往復運動部材を渦との共振運動させるために前記
風の流れを制御する装置は、前記風を通過させる風洞内
あるいは前記往復運動部材上に設置し、前記風に擾乱を
与えることのできる振動子により構成されていることを
特徴とする請求項６に記載の風力発電装置である。請求
項９に記載の発明は、 前記風洞が、複数個、積層され
ていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記
載の風力発電装置である。
部材を渦との共振運動させるために前記風の流れを制御
する装置は、前記風を通過させる風洞内に設置し、前記
往復運動部材に対して、風上に設置された矩形柱等の障
害物により構成されていることを特徴とする請求項６に
記載の風力発電装置である。請求項８に記載の発明は、
前記往復運動部材を渦との共振運動させるために前記
風の流れを制御する装置は、前記風を通過させる風洞内
あるいは前記往復運動部材上に設置し、前記風に擾乱を
与えることのできる振動子により構成されていることを
特徴とする請求項６に記載の風力発電装置である。請求
項９に記載の発明は、 前記風洞が、複数個、積層され
ていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記
載の風力発電装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１ は、本発明の第１の実施形
態における風力発電装置の構成を示す図である。図１
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１（ｂ）は、風力
発電装置の上面図、図１（ｃ）は、風力発電装置の側面
図である。
態における風力発電装置の構成を示す図である。図１
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１（ｂ）は、風力
発電装置の上面図、図１（ｃ）は、風力発電装置の側面
図である。
【００１６】この風力発電装置は、風を通過させる風洞
１ と、この風洞１内の上面に設けられた磁石２ と、こ
の風洞１内の下面に設けられた磁石３ と、この風洞１
内の側面に支持された振動板４ とを有する。
１ と、この風洞１内の上面に設けられた磁石２ と、こ
の風洞１内の下面に設けられた磁石３ と、この風洞１
内の側面に支持された振動板４ とを有する。
【００１７】風洞１は、導入口５ から導入した風を通
過させる。風洞１は、風が通過する断面が方形（四角
形）となっている。風洞１内では、磁石２のＮ極と、磁
石３のＳ極とが対向している。従って、磁石２のＮ極か
ら磁石３のＳ極へ至る磁力線６は、風の流れと交差す
る。
過させる。風洞１は、風が通過する断面が方形（四角
形）となっている。風洞１内では、磁石２のＮ極と、磁
石３のＳ極とが対向している。従って、磁石２のＮ極か
ら磁石３のＳ極へ至る磁力線６は、風の流れと交差す
る。
【００１８】振動板４は、その中央部を軸７ によって
支持されている。この軸７は、風洞１内の側面に支持さ
れている。そして、振動板４は、軸７を中心として回動
可能とされている。ただし、実際には、この振動板４
は、軸７を中心として３６０度回転することはなく、水
平の姿勢を中心に往復運動する（振動する）のみであ
る。すなわち、この振動板４は、風洞１内を流れる風の
作用によって振動する。なお、この振動が振動板４の前
縁より剥がれた周期的な渦との共振振動（渦励振）ある
いは自励振動（捩れフラッター）になるように、振動板
４の重量や寸法等の値や風洞１内に導入する風量を調節
することにより、安定した振幅の振動が得られ、後述す
る原理による発電の効率を向上させることができる。
支持されている。この軸７は、風洞１内の側面に支持さ
れている。そして、振動板４は、軸７を中心として回動
可能とされている。ただし、実際には、この振動板４
は、軸７を中心として３６０度回転することはなく、水
平の姿勢を中心に往復運動する（振動する）のみであ
る。すなわち、この振動板４は、風洞１内を流れる風の
作用によって振動する。なお、この振動が振動板４の前
縁より剥がれた周期的な渦との共振振動（渦励振）ある
いは自励振動（捩れフラッター）になるように、振動板
４の重量や寸法等の値や風洞１内に導入する風量を調節
することにより、安定した振幅の振動が得られ、後述す
る原理による発電の効率を向上させることができる。
【００１９】振動板４上には、導線８ 、導線９ が配線
されている。ここでいう導線とは、導体で構成された線
を意味するものとする。振動板４は、磁場を通す材質で
構成されている。なお、振動板４の代わりに、この振動
板４と同様の材質および外形の箱を用い、この箱の中に
導線８および９を設けてもよい。導線８および導線９
は、軸７と平行な向きに配線されている。従って、振動
板４が、軸７を中心として振動すると、この振動板４上
の導線８および導線９は、磁力線６を横切ることにな
る。すると、導線８および導線９は、ファラデーの電磁
誘導の法則により起電力を発生させる。図１（ｃ）に示
した矢印７ｅの方向に振動板４が動いた場合、この振動
板４上の導線８の動きのうち、磁力線６に直交する方向
の動きの成分は、矢印７ｆのようになるので、起電力に
より生じる電流の向きは、図１（ｂ）および（ｃ）に示
した「電流の向き」の方向となる。導線８および９の端
は、軸７に沿って、風洞１の側面に引き出される。な
お、導線８が発生させる起電力の向きと、導線９が発生
させる起電力の向きとは、逆向きになるので、相互に逆
側の端子どうしを接続させる。すなわち、導体８の端子
８ａと導体９の端子９ｂとを接続させ、導体８の端子８
ｂと導体９の端子９ａとを接続させる。
されている。ここでいう導線とは、導体で構成された線
を意味するものとする。振動板４は、磁場を通す材質で
構成されている。なお、振動板４の代わりに、この振動
板４と同様の材質および外形の箱を用い、この箱の中に
導線８および９を設けてもよい。導線８および導線９
は、軸７と平行な向きに配線されている。従って、振動
板４が、軸７を中心として振動すると、この振動板４上
の導線８および導線９は、磁力線６を横切ることにな
る。すると、導線８および導線９は、ファラデーの電磁
誘導の法則により起電力を発生させる。図１（ｃ）に示
した矢印７ｅの方向に振動板４が動いた場合、この振動
板４上の導線８の動きのうち、磁力線６に直交する方向
の動きの成分は、矢印７ｆのようになるので、起電力に
より生じる電流の向きは、図１（ｂ）および（ｃ）に示
した「電流の向き」の方向となる。導線８および９の端
は、軸７に沿って、風洞１の側面に引き出される。な
お、導線８が発生させる起電力の向きと、導線９が発生
させる起電力の向きとは、逆向きになるので、相互に逆
側の端子どうしを接続させる。すなわち、導体８の端子
８ａと導体９の端子９ｂとを接続させ、導体８の端子８
ｂと導体９の端子９ａとを接続させる。
【００２０】図２ は、本発明の第２の実施形態とし
て、振動板４の代わりに布１０ を用いた場合の、布１
０を示す図である。この布１０は、磁場を通す材質で構
成されている。この布１０は、その一端が軸１１ によ
って固定される。軸１１は、風洞１内の側面に支持され
る。
て、振動板４の代わりに布１０ を用いた場合の、布１
０を示す図である。この布１０は、磁場を通す材質で構
成されている。この布１０は、その一端が軸１１ によ
って固定される。軸１１は、風洞１内の側面に支持され
る。
【００２１】布１０上には、導線１２ が配線される。
導線１２は、軸１１と平行な向きに配線される。従っ
て、布１０が、風洞１内を流れる風の作用によって、軸
１１を中心としてはためくと、この布１０上の導線１２
は、磁力線６を横切ることになる。すると、導線１２
は、ファラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生さ
せる。起電力により生じる電流の向きは、第１の実施形
態と同様の方向となる。
導線１２は、軸１１と平行な向きに配線される。従っ
て、布１０が、風洞１内を流れる風の作用によって、軸
１１を中心としてはためくと、この布１０上の導線１２
は、磁力線６を横切ることになる。すると、導線１２
は、ファラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生さ
せる。起電力により生じる電流の向きは、第１の実施形
態と同様の方向となる。
【００２２】図３ は、上記第１または第２、後述する
第３〜第１１の実施形態における風力発電装置が、複数
個、積層され、複数個の風洞１が組み合わされた状態を
示す図である。複数個の風力発電装置を積層することに
よって、出力電圧等を増大させることができる。その一
方で、上記第１または第２の実施形態における風洞１の
形状が四角柱なので、複数個の風洞１を組み合わせて
も、無駄なスペースが生じない。
第３〜第１１の実施形態における風力発電装置が、複数
個、積層され、複数個の風洞１が組み合わされた状態を
示す図である。複数個の風力発電装置を積層することに
よって、出力電圧等を増大させることができる。その一
方で、上記第１または第２の実施形態における風洞１の
形状が四角柱なので、複数個の風洞１を組み合わせて
も、無駄なスペースが生じない。
【００２３】図４ は、本発明の第３の実施形態におけ
る風力発電装置の構成を示す図である。図４（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図４（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
る風力発電装置の構成を示す図である。図４（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図４（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
【００２４】本実施形態が、第１の実施形態と異なる点
は、振動板４が、上下から支持部材７ａによって支持さ
れている点である。すなわち、支持部材７ａは、風洞１
の上面および下面によって支持されている。支持部材７
ａは、振動板４との接合部分が球面滑り軸受けとなった
剛棒によって構成されている。従って、振動板４は、矢
印７ｂの向きに振動することが可能となっている。そし
て、この振動板４は、風洞１内を流れる風によって引き
起こされる渦の作用によって振動する。振動板４が振動
すると、第１の実施形態と同様に、振動板４上の導線８
および９が磁力線６を横切るので、導線８および９は、
ファラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生させ
る。起電力により生じる電流の向きも、第１の実施形態
と同様の方向となる。なお、振動板４上の導線８および
９の端は、支持部材７ａに沿って、風洞１の上下に引き
出される。
は、振動板４が、上下から支持部材７ａによって支持さ
れている点である。すなわち、支持部材７ａは、風洞１
の上面および下面によって支持されている。支持部材７
ａは、振動板４との接合部分が球面滑り軸受けとなった
剛棒によって構成されている。従って、振動板４は、矢
印７ｂの向きに振動することが可能となっている。そし
て、この振動板４は、風洞１内を流れる風によって引き
起こされる渦の作用によって振動する。振動板４が振動
すると、第１の実施形態と同様に、振動板４上の導線８
および９が磁力線６を横切るので、導線８および９は、
ファラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生させ
る。起電力により生じる電流の向きも、第１の実施形態
と同様の方向となる。なお、振動板４上の導線８および
９の端は、支持部材７ａに沿って、風洞１の上下に引き
出される。
【００２５】図５ （ａ）は、本発明の第４の実施形態
として、振動板４の代わりに布１０を用いた場合の、布
１０を示す図である。この布１０は、その両端が軸１１
ａおよび１１ｂによって、布１０にたるみをもって固定
される。軸１１ａおよび１１ｂは、風洞１内の側面に支
持される。布１０上の導線１２は、布１０の中央部に配
線される。これ以外の構成は、第２の実施形態と同様で
ある。なお、図５（ｂ）に示すように、磁力線６を軸１
１ａおよび１１ｂと平行な向きにし、導線１２を軸１１
ａおよび１１ｂと直交する向きに配線してもよい。本実
施形態においても、布１０が、風洞１内を流れる風の作
用によってはためくと、この布１０上の導線１２は、磁
力線６を横切ることになるので、導線１２は、ファラデ
ーの電磁誘導の法則により起電力を発生させる。
として、振動板４の代わりに布１０を用いた場合の、布
１０を示す図である。この布１０は、その両端が軸１１
ａおよび１１ｂによって、布１０にたるみをもって固定
される。軸１１ａおよび１１ｂは、風洞１内の側面に支
持される。布１０上の導線１２は、布１０の中央部に配
線される。これ以外の構成は、第２の実施形態と同様で
ある。なお、図５（ｂ）に示すように、磁力線６を軸１
１ａおよび１１ｂと平行な向きにし、導線１２を軸１１
ａおよび１１ｂと直交する向きに配線してもよい。本実
施形態においても、布１０が、風洞１内を流れる風の作
用によってはためくと、この布１０上の導線１２は、磁
力線６を横切ることになるので、導線１２は、ファラデ
ーの電磁誘導の法則により起電力を発生させる。
【００２６】図６ は、本発明の第５の実施形態におけ
る風力発電装置の構成を示す図である。図６（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図６（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
る風力発電装置の構成を示す図である。図６（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図６（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
【００２７】本実施形態が、第１の実施形態と異なる点
は、風洞１内の上面および下面に導線８および９が設け
られ、振動板４上に磁石が配置されている点である。こ
のような構成においても、振動板４が振動すれば、磁石
と導線８および９との相対位置が変わるので、第１の実
施形態と同様に、導線８および９は、ファラデーの電磁
誘導の法則により起電力を発生させる。起電力により生
じる電流の向きは、相対性の原理より、第１の実施形態
と同様の方向となる。
は、風洞１内の上面および下面に導線８および９が設け
られ、振動板４上に磁石が配置されている点である。こ
のような構成においても、振動板４が振動すれば、磁石
と導線８および９との相対位置が変わるので、第１の実
施形態と同様に、導線８および９は、ファラデーの電磁
誘導の法則により起電力を発生させる。起電力により生
じる電流の向きは、相対性の原理より、第１の実施形態
と同様の方向となる。
【００２８】図７ は、本発明の第６の実施形態におけ
る風力発電装置の構成を示す図である。図７（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図７（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
る風力発電装置の構成を示す図である。図７（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図７（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
【００２９】本実施形態が、第５の実施形態と異なる点
は、導線９ｃが、風洞１の周りに、複数周、巻き付けら
れたコイル状の形態をしている点である。このような構
成においても、振動板４が振動すれば、磁石と導線９ｃ
との相対位置が変わるので、第５の実施形態と同様に、
導線９ｃは、ファラデーの電磁誘導の法則により起電力
を発生させる。起電力により生じる電流の向きについて
も、第５の実施形態と同様の方向となる。
は、導線９ｃが、風洞１の周りに、複数周、巻き付けら
れたコイル状の形態をしている点である。このような構
成においても、振動板４が振動すれば、磁石と導線９ｃ
との相対位置が変わるので、第５の実施形態と同様に、
導線９ｃは、ファラデーの電磁誘導の法則により起電力
を発生させる。起電力により生じる電流の向きについて
も、第５の実施形態と同様の方向となる。
【００３０】図８ は、本発明の第７の実施形態におけ
る風力発電装置の構成を示す図である。図８（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図８（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
る風力発電装置の構成を示す図である。図８（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図８（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
【００３１】本実施形態が、第６の実施形態と異なる点
は、振動板４が、上下から支持部材７ａによって支持さ
れている点である。この支持部材７ａは、第３の実施形
態における支持部材７ａと同じものである。本実施形態
においても、振動板４が振動すると、磁石と導線９ｃと
の相対位置が変わるので、導線９ｃが磁力線６を横切
り、導線９ｃは、ファラデーの電磁誘導の法則により起
電力を発生させる。
は、振動板４が、上下から支持部材７ａによって支持さ
れている点である。この支持部材７ａは、第３の実施形
態における支持部材７ａと同じものである。本実施形態
においても、振動板４が振動すると、磁石と導線９ｃと
の相対位置が変わるので、導線９ｃが磁力線６を横切
り、導線９ｃは、ファラデーの電磁誘導の法則により起
電力を発生させる。
【００３２】図９ は、本発明の第８の実施形態におけ
る風力発電装置の構成を示す図である。図９（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図９（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
る風力発電装置の構成を示す図である。図９（ａ）は、
風力発電装置の斜視図、図９（ｂ）は、風力発電装置の
側面図である。
【００３３】本実施形態が、第７の実施形態と異なる点
は、コイル状の導線９ｃの代わりに、導線８および９
が、風洞１の上面および下面に設けられている点であ
る。本実施形態においても、振動板４が振動すると、磁
石と導線８および９との相対位置が変わるので、導線８
および９が磁力線６を横切り、導線８および９は、ファ
ラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生させる。
は、コイル状の導線９ｃの代わりに、導線８および９
が、風洞１の上面および下面に設けられている点であ
る。本実施形態においても、振動板４が振動すると、磁
石と導線８および９との相対位置が変わるので、導線８
および９が磁力線６を横切り、導線８および９は、ファ
ラデーの電磁誘導の法則により起電力を発生させる。
【００３４】図１０ は、本発明の第９の実施形態にお
ける風力発電装置の構成を示す図である。図１０（ａ）
は、風力発電装置の斜視図、図１０（ｂ）は、風力発電
装置の側面図、図１０（ｃ）は、風力発電装置内に設け
られる板４ａを上から見た図である。
ける風力発電装置の構成を示す図である。図１０（ａ）
は、風力発電装置の斜視図、図１０（ｂ）は、風力発電
装置の側面図、図１０（ｃ）は、風力発電装置内に設け
られる板４ａを上から見た図である。
【００３５】本実施形態が、第１の実施形態と異なる点
は、以下の点である。風洞１内は、磁場を通す材質の仕
切板１ａおよび１ｂによって３つの空間に仕切られてい
る。仕切板１ａは、振動板４と、風洞１の上面との間に
設けられ、仕切板１ｂは、振動板４と、風洞１の下面と
の間に設けられている。そして、風洞１の風の導入口５
ａは、風洞１の一側面の全面ではなく、仕切板１ａと１
ｂの間にのみ設けられ（上下が遮蔽され）ている。従っ
て、風は、振動板４の近傍を通過するのみであり、仕切
板１ａの上および仕切板１ｂの下を通過することはな
い。
は、以下の点である。風洞１内は、磁場を通す材質の仕
切板１ａおよび１ｂによって３つの空間に仕切られてい
る。仕切板１ａは、振動板４と、風洞１の上面との間に
設けられ、仕切板１ｂは、振動板４と、風洞１の下面と
の間に設けられている。そして、風洞１の風の導入口５
ａは、風洞１の一側面の全面ではなく、仕切板１ａと１
ｂの間にのみ設けられ（上下が遮蔽され）ている。従っ
て、風は、振動板４の近傍を通過するのみであり、仕切
板１ａの上および仕切板１ｂの下を通過することはな
い。
【００３６】風洞１内には、振動板４の他に、矢印４ｄ
で示す方向に移動可能な板４ａおよび４ｂが設けられて
いる。板４ａは、仕切板１ａの上に配置され、板４ｂ
は、仕切板１ｂの下に配置されている。この配置によ
り、板４ａおよび４ｂには風が当たらず、風によって直
接振動することはない。
で示す方向に移動可能な板４ａおよび４ｂが設けられて
いる。板４ａは、仕切板１ａの上に配置され、板４ｂ
は、仕切板１ｂの下に配置されている。この配置によ
り、板４ａおよび４ｂには風が当たらず、風によって直
接振動することはない。
【００３７】振動板４と板４ａおよび４ｂは、紐４ｃに
よって連結されている。振動板４の上面または下面から
上下方向に延びる紐４ｃは、軸４ｅによってその方向を
９０度曲げられ、板４ａまたは４ｂの側面に結ばれてい
る。従って、振動板４が風によって矢印７ｃの方向に振
動すると、この振動が紐４ｃによって板４ａおよび４ｂ
に伝達され、板４ａおよび４ｂは矢印４ｄの方向に移動
する。
よって連結されている。振動板４の上面または下面から
上下方向に延びる紐４ｃは、軸４ｅによってその方向を
９０度曲げられ、板４ａまたは４ｂの側面に結ばれてい
る。従って、振動板４が風によって矢印７ｃの方向に振
動すると、この振動が紐４ｃによって板４ａおよび４ｂ
に伝達され、板４ａおよび４ｂは矢印４ｄの方向に移動
する。
【００３８】導線８および９は、振動板４上ではなく、
図１０（ｃ）に示した板４ａの表面上および板４ｂの表
面上に設けられている。
図１０（ｃ）に示した板４ａの表面上および板４ｂの表
面上に設けられている。
【００３９】このような構成によれば、振動板４の上下
方向（磁力線６に沿った方向）の動きが、板４ａおよび
４ｂの横方向（磁力線６を横切る方向）の動きに変換さ
れるので、板４ａおよび４ｂ上の導線８、９は、第１の
実施形態と比べて、より多くの磁力線を横切ることがで
きる。従って、本実施形態における導線８、９は、より
大きい起電力を発生させることができる。
方向（磁力線６に沿った方向）の動きが、板４ａおよび
４ｂの横方向（磁力線６を横切る方向）の動きに変換さ
れるので、板４ａおよび４ｂ上の導線８、９は、第１の
実施形態と比べて、より多くの磁力線を横切ることがで
きる。従って、本実施形態における導線８、９は、より
大きい起電力を発生させることができる。
【００４０】図１１ は、本発明の第１０の実施形態に
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１１
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１１（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１１（ｃ）は、風力発電装置内
に設けられる板４ａを上から見た図である。
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１１
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１１（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１１（ｃ）は、風力発電装置内
に設けられる板４ａを上から見た図である。
【００４１】本実施形態が、第９の実施形態と異なる点
は、風洞１の上面および下面が磁石のＮ極になってい
て、仕切板１ａおよび１ｂが磁石のＳ極になっている点
である。従って、導線８、９が設けられた板４ａおよび
４ｂが配置される、風洞１の上面と仕切板１ａの間と、
風洞１の下面と仕切板１ｂの間にのみ、磁力線６が形成
される。
は、風洞１の上面および下面が磁石のＮ極になってい
て、仕切板１ａおよび１ｂが磁石のＳ極になっている点
である。従って、導線８、９が設けられた板４ａおよび
４ｂが配置される、風洞１の上面と仕切板１ａの間と、
風洞１の下面と仕切板１ｂの間にのみ、磁力線６が形成
される。
【００４２】図１２ は、本発明の第１１の実施形態に
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１２
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１２（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１２（ｃ）は、風力発電装置の
正面図すなわち風の導入口５側から見た図である。
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１２
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１２（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１２（ｃ）は、風力発電装置の
正面図すなわち風の導入口５側から見た図である。
【００４３】本実施形態が、第１の実施形態と異なる点
は、軸７が、風が流れる方向に沿って設けられ、振動板
４が、この軸７にぶら下げられ、ぶら下げられた振動板
４上の導線９ｄも、風が流れる方向に沿って設けられて
いる点である。この振動板４は、風によって、図１２
（ｃ）に示した矢印７ｄの方向に振動する。
は、軸７が、風が流れる方向に沿って設けられ、振動板
４が、この軸７にぶら下げられ、ぶら下げられた振動板
４上の導線９ｄも、風が流れる方向に沿って設けられて
いる点である。この振動板４は、風によって、図１２
（ｃ）に示した矢印７ｄの方向に振動する。
【００４４】このような構成によれば、振動板４が、こ
の振動板４上の導線９ｄが磁力線６を横切る方向に振動
するので、この振動板４上の導線９ｄは、第１の実施形
態と比べて、より多くの磁力線を横切ることができる。
従って、本実施形態における導線９ｄは、より大きい起
電力を発生させることができる。
の振動板４上の導線９ｄが磁力線６を横切る方向に振動
するので、この振動板４上の導線９ｄは、第１の実施形
態と比べて、より多くの磁力線を横切ることができる。
従って、本実施形態における導線９ｄは、より大きい起
電力を発生させることができる。
【００４５】図１３ は、本発明の第１２の実施形態に
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１３
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１２（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１２（ｃ）は、風力発電装置の
正面図すなわち風の導入口５側から見た図、図１２
（ｄ）は、風力発電装置の下面図である。
おける風力発電装置の構成を示す図である。図１３
（ａ）は、風力発電装置の斜視図、図１２（ｂ）は、風
力発電装置の側面図、図１２（ｃ）は、風力発電装置の
正面図すなわち風の導入口５側から見た図、図１２
（ｄ）は、風力発電装置の下面図である。
【００４６】本実施形態が、第１１の実施形態と異なる
点は、以下の点である。すなわち、風洞１の上面および
下面に磁石を設ける代わりに、振動板４上に磁石が配置
されていて、その両側面にＮ極およびＳ極が形成されて
いる。また、導線８および９が、振動板４上ではなく、
風洞１の下面に設けられていて、導線９ｅが、風洞１の
側面に設けられている。なお、導線８および９および９
ｅは、風が流れる方向に沿って設けられている。
点は、以下の点である。すなわち、風洞１の上面および
下面に磁石を設ける代わりに、振動板４上に磁石が配置
されていて、その両側面にＮ極およびＳ極が形成されて
いる。また、導線８および９が、振動板４上ではなく、
風洞１の下面に設けられていて、導線９ｅが、風洞１の
側面に設けられている。なお、導線８および９および９
ｅは、風が流れる方向に沿って設けられている。
【００４７】なお、上記の各実施形態において、図１４
に示すように、風洞１の内面あるいは振動板４または
布１０のような往復運動部材に、振動板４または布１０
のような往復運動部材を渦との共振運動させるために風
の流れを制御する装置を設けることにより、振幅がほぼ
一定の往復運動を起こさせることが可能である。具体的
には、図１４（ａ）に示すように、風洞１内の振動板４
または布１０のような往復運動部材の風上に矩形柱等の
障害物１３ を設け、障害物から剥離した周期的な渦の
変動を往復運動部材の固有振動数と一致させることによ
り、共振振動を生じさせることが可能である。また、図
１４（ｂ）に示すように、風洞１の内面風上側に振動子
１４ を設けて風に擾乱を与えることも可能である。ま
た、図１４（ｃ）に示すように、風洞１内の振動板４ま
たは布１０のような往復運動部材上の風上側に振動子１
４を設けて風に擾乱を与えることも可能である。ここで
言う振動子１４とは、スピーカーや、ピエゾ等の圧電素
子を用いたアクチュエータ等のことである。このような
振動子１４を発振器およびアンプを用いて振動板４また
は布１０のような往復運動部材の共振周波数で振動さ
せ、風に擾乱を与え、振動板４を共振振動させることが
可能である。
に示すように、風洞１の内面あるいは振動板４または
布１０のような往復運動部材に、振動板４または布１０
のような往復運動部材を渦との共振運動させるために風
の流れを制御する装置を設けることにより、振幅がほぼ
一定の往復運動を起こさせることが可能である。具体的
には、図１４（ａ）に示すように、風洞１内の振動板４
または布１０のような往復運動部材の風上に矩形柱等の
障害物１３ を設け、障害物から剥離した周期的な渦の
変動を往復運動部材の固有振動数と一致させることによ
り、共振振動を生じさせることが可能である。また、図
１４（ｂ）に示すように、風洞１の内面風上側に振動子
１４ を設けて風に擾乱を与えることも可能である。ま
た、図１４（ｃ）に示すように、風洞１内の振動板４ま
たは布１０のような往復運動部材上の風上側に振動子１
４を設けて風に擾乱を与えることも可能である。ここで
言う振動子１４とは、スピーカーや、ピエゾ等の圧電素
子を用いたアクチュエータ等のことである。このような
振動子１４を発振器およびアンプを用いて振動板４また
は布１０のような往復運動部材の共振周波数で振動さ
せ、風に擾乱を与え、振動板４を共振振動させることが
可能である。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、磁界発生手段が、風が
流れる方向と交差する方向に磁界を発生させ、往復運動
部材が、風の流れに応じて、磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動し、往復
運動部材上に配線された導線が、往復運動部材の往復運
動によって、磁界発生手段が発生させる磁界を横切るの
で、往復運動部材上に配線された導線は、起電力を発生
させる。
流れる方向と交差する方向に磁界を発生させ、往復運動
部材が、風の流れに応じて、磁界発生手段が発生させる
磁界内で、この磁界と交差する方向に往復運動し、往復
運動部材上に配線された導線が、往復運動部材の往復運
動によって、磁界発生手段が発生させる磁界を横切るの
で、往復運動部材上に配線された導線は、起電力を発生
させる。
【００４９】また、本発明によれば、磁界発生手段が磁
界を発生させ、この磁界発生手段が設けられた往復運動
部材が風の流れに応じて往復運動するので、風洞を構成
する面上に設けられた導線が、磁界発生手段が発生させ
る磁界を横切る。すると、風洞を構成する面上に設けら
れた導線は、起電力を発生させる。
界を発生させ、この磁界発生手段が設けられた往復運動
部材が風の流れに応じて往復運動するので、風洞を構成
する面上に設けられた導線が、磁界発生手段が発生させ
る磁界を横切る。すると、風洞を構成する面上に設けら
れた導線は、起電力を発生させる。
【００５０】従って、従来の回転翼式の風力発電装置に
おける回転翼の回転運動によってではなく、往復運動部
材の往復運動によって発電を行うことができる。往復運
動部材が往復運動によって風を切る断面の面積は、回転
翼が回転運動によって風を切る断面の面積より小さい。
従って、従来の回転翼式の風力発電装置より小型の風力
発電装置を提供することができる。
おける回転翼の回転運動によってではなく、往復運動部
材の往復運動によって発電を行うことができる。往復運
動部材が往復運動によって風を切る断面の面積は、回転
翼が回転運動によって風を切る断面の面積より小さい。
従って、従来の回転翼式の風力発電装置より小型の風力
発電装置を提供することができる。
【００５１】また、回転翼が回転運動によって風を切る
断面の形状が円形であるのに対し、往復運動部材が往復
運動によって風を切る断面の形状は方形である。この形
状は、風力発電装置を構成する際に、この風力発電装置
内に無駄なスペースを生じさせない。従って、風力発電
装置内の構成部品を効率よく配置することができる。従
って、風力発電装置を小型化することができる。
断面の形状が円形であるのに対し、往復運動部材が往復
運動によって風を切る断面の形状は方形である。この形
状は、風力発電装置を構成する際に、この風力発電装置
内に無駄なスペースを生じさせない。従って、風力発電
装置内の構成部品を効率よく配置することができる。従
って、風力発電装置を小型化することができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態における風力発電
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態として、振動板４
の代わりに布１０を用いた場合の、布１０を示す図であ
る。
の代わりに布１０を用いた場合の、布１０を示す図であ
る。
【図３】 第１または第２の実施形態における風力発
電装置が、複数個、積層され、複数個の風洞１が組み合
わされた状態を示す図である。
電装置が、複数個、積層され、複数個の風洞１が組み合
わされた状態を示す図である。
【図４】 本発明の第３の実施形態における風力発電
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図５】 本発明の第４の実施形態として、振動板４
の代わりに布１０を用いた場合の、布１０を示す図であ
る。
の代わりに布１０を用いた場合の、布１０を示す図であ
る。
【図６】 本発明の第５の実施形態における風力発電
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図７】 本発明の第６の実施形態における風力発電
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図８】 本発明の第７の実施形態における風力発電
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図９】 本発明の第８の実施形態における風力発電
装置の構成を示すである。
装置の構成を示すである。
【図１０】 本発明の第９の実施形態における風力発
電装置の構成を示す図である。
電装置の構成を示す図である。
【図１１】 本発明の第１０の実施形態における風力
発電装置の構成を示す図である。
発電装置の構成を示す図である。
【図１２】 本発明の第１１の実施形態における風力
発電装置の構成を示す図である。
発電装置の構成を示す図である。
【図１３】 本発明の第１２の実施形態における風力
発電装置の構成を示す図である。
発電装置の構成を示す図である。
【図１４】 振動板４を渦との共振運動させるために
風の流れを制御する装置を示す図である。
風の流れを制御する装置を示す図である。
１ 風洞 ２ 磁石（磁界発生
手段） ３ 磁石（磁界発生手段） ４ 振動板（往復運
動部材） ５ 導入口 ６ 磁力線（磁界） ７ 軸 ８ 導線 ９ 導線 １０ 布 １１ 軸 １２ 導線 １３ 障害物 １４ 振動子 １ａ、１ｂ 仕切板 ４ａ、４ｂ 板 ４ｃ 紐 ４ｄ 矢印 ４ｅ 軸 ５ａ 導入口 ７ａ 支持部材 ７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ 矢印 ８ａ、８ｂ 端子 ９ａ、９ｂ 端子 ９ｃ、９ｄ、９ｅ 導線 １１ａ、１１ｂ 軸
手段） ３ 磁石（磁界発生手段） ４ 振動板（往復運
動部材） ５ 導入口 ６ 磁力線（磁界） ７ 軸 ８ 導線 ９ 導線 １０ 布 １１ 軸 １２ 導線 １３ 障害物 １４ 振動子 １ａ、１ｂ 仕切板 ４ａ、４ｂ 板 ４ｃ 紐 ４ｄ 矢印 ４ｅ 軸 ５ａ 導入口 ７ａ 支持部材 ７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ 矢印 ８ａ、８ｂ 端子 ９ａ、９ｂ 端子 ９ｃ、９ｄ、９ｅ 導線 １１ａ、１１ｂ 軸
Claims (9)
- 【請求項１】 風を通過させる風洞と、 この風洞の内面に支持された、前記風が流れる方向と交
差する方向に磁界を発生させる磁界発生手段と、 前記風洞の内面に支持された、前記風の流れに応じて、
前記磁界発生手段が発生させる磁界内で、この磁界と交
差する方向に往復運動する往復運動部材と、 この往復運動部材上に配線された導線とを有し、 この導線は、前記往復運動部材の往復運動によって、前
記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に配線さ
れていることを特徴とする風力発電装置。 - 【請求項２】 風を通過させる風洞と、 この風洞を構成する面上に設けられた導線と、 前記風洞の内面に支持された、前記風の流れに応じて往
復運動する往復運動部材と、 この往復運動部材上に形成された、磁界を発生させる磁
界発生手段とを有し、 前記導線は、前記往復運動部材の往復運動によって、前
記磁界発生手段が発生させる磁界を横切る方向に配線さ
れていることを特徴とする風力発電装置。 - 【請求項３】 前記往復運動部材は、前記風洞の内面
に支持された軸を中心として回動可能な、磁場を通す材
質で構成された平板あるいは平箱で構成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の風力発電装置。 - 【請求項４】 前記往復運動部材は、前記風洞の内面
に支持された軸に固定された磁場を通す材質の布で構成
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
風力発電装置。 - 【請求項５】 前記磁界発生手段は、前記風洞内の対
向する面のぞれぞれに配置された磁石であって、これら
の磁石は、相互に異なる磁極が対向する向きに配置され
ていることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装
置。 - 【請求項６】 前記往復運動部材を渦との共振運動さ
せるために前記風の流れを制御する装置を有することを
特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の風力発電
装置。 - 【請求項７】 前記往復運動部材を渦との共振運動さ
せるために前記風の流れを制御する装置は、前記風を通
過させる風洞内に設置し、前記往復運動部材に対して、
風上に設置された矩形柱等の障害物により構成されてい
ることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置。 - 【請求項８】 前記往復運動部材を渦との共振運動さ
せるために前記風の流れを制御する装置は、前記風を通
過させる風洞内あるいは前記往復運動部材上に設置し、
前記風に擾乱を与えることのできる振動子により構成さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装
置。 - 【請求項９】 前記風洞が、複数個、積層されている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の風
力発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001310555A JP2003116258A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 風力発電装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001310555A JP2003116258A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 風力発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003116258A true JP2003116258A (ja) | 2003-04-18 |
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ID=19129505
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
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