JP2009293607A

JP2009293607A - 帆形風車

Info

Publication number: JP2009293607A
Application number: JP2008169551A
Authority: JP
Inventors: Makoto Suda; 誠須田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-17

Abstract

【課題】現用の大型風車にはプロペラ風車が多いが、次の様な問題点が有って普及を妨げている。
（１）羽根は精密加工のため大量生産に適しない。
（２）地上高が非常に高く建設、保守費が高額になる。
更に雷等の自然災害を受け易い。
【解決手段】風受板（１）と、その支持金具（２）を蝶番の様な自在な継ぎ手（３）で接続した、簡単な風車素子を発明した、この風車素子５・１０・２０・・枚と垂直方向に多段に取付て帆形をした羽根を作る。この羽根を風車主軸（５）の周囲に数枚取付て帆形風車を図３の様に構成する、この帆形風車は製作が簡単のため次の様な利点がある。
（１）加工が簡単で、町工場でも製作が出来る。
（２）材料も特殊な物を要しない。
（３）大量生産が容易である。
（４）地上高が低いので建設・保守費が安く済み、雷等の自然災害を受け難い。
（５）風車素子を増加することで種々の風車出力を安易に製作出来る。
（６）羽根が受ける風量を利用するため、低風速での利用が可能で、利用率や発電量の向上が可能。
【選択図】図３

Description

風力発電機等の原動機として使用する。

地球温暖化対策の面からクリーンエネルギーの開発が叫ばれている。そのクリーンエネルギーの一端を担うのが風力発電である。
風力発電機の原動機としては種々開発されているが夫々欠点がある。
現在発電用として最も実用化されているのがプロペラ風車である。これは建設費が高い、従って発電単価が高く、普及の妨げになっている。
石油価格の高騰や、将来の資源枯渇の面からも、簡単に作れて、建設費の安い風車の開発を目指し、研究を重ねて、この帆形風車を発明した。

（イ）大型風車には水平軸プロペラ風車が一般的であるが、この風車径は大きく数十ｍにもなり、タワー高を含めると、風車の地上高は１００ｍにもなる物があり、次の様な問題点がある。
ｉ）製作費、工事費、保守修繕費が高額になる。
ｉｉ）雷等の自然災害を受けやすい。
ｉｉｉ）水平軸風車は風に対する方向制御が必要で構造が複雑である。
ｉｖ）カットイン風速が高い。
ｖ）風車羽根は精密加工を要するため、大量生産が出来にくい。
（ロ）大型垂直軸風車も開発されているが、次の様な問題点があり、あまり実用化されていない。
ｉ）大型は主軸が長くなるため、回転時に主軸がぶれやすい。
ｉｉ）カットイン風速が、プロペラ風車よりも高く起動性が悪い。
ｉｉｉ）プロペラ風車同様に大量生産出来にくい。

課題を解決ための手段

風車の建設費を安くするために、簡単に作れる物をとの思いで、次の様な帆形風車を発明した。
（イ）風車が簡単に作れる様に、風受板（１）とその支持金具（２）を蝶番の様な自在な継ぎ手（３）で接続した、新しい形の風車素子を作る。
風車素子の風受板（１）は支持金具（２）に対し自在に、しかも風により容易に動く様にするために風受板（１）の垂直方向の長さはあまり長くせず、軽量な物を使用する。
（ロ）風車素子を垂直方向に５・１０・２０・・・枚と多段に取付けて、帆の様な形をした、風車羽根を作る。この羽根を風車主軸（５）の周囲に数枚取付けて図３の様に構成する。
風車素子を増減する事で多種出力の風車を製作する。
（ハ）支持金具（２）を上段の風受板（１）のストッパー（４）として兼用する、このストッパーにより風車主軸（５）を境に、半分の羽根が風を受けて回転力を生じ、他の半分は風の力と風車の回転で風受板を跳ね上げて風を容易に逃がす。

発明の効果

帆形風車は製作が容易のため、次の様な利点が有り、建設費と保守修繕費の大幅な低減が出来る。
（イ）風車素子の加工は簡単で精密加工を要しないため、町工場でも容易に製作出来る。材料も安価な物の使用が可能である。
（ロ）大量生産が出来る。
（ハ）風車出力は、風車素子の数で、即ち風車の受風面積で決まるので、風車の高さは現用プロペラ風車より格段の低さでよい
（ニ）風車高が低く、据付工事、保守点検が容易。
（ホ）雷等の自然災害を受け難い。
（ヘ）垂直風車のため風向制御の必要が無い。
（イ）垂直風車特有の主軸のぶれが生じた時は、中間の風車素子を一段除き、そこに中間軸受けを入れて風車軸のぶれを抑える。
（チ）風車の起動性能が良く、微風でも回転する。
（リ）従って定格風速を低く取れるため、設備利用率が向上し、発電量が増加する。
（ヌ）逸走速度が低く安全性が向上する。
（オ）風受板（１）とストッパー（４）の位置を変えることにより、風車の回転方向を容易に変えることが出来る。

風受板（１）と支持金具（２）を蝶番の様な自在な継ぎ手（３）で接続した風車素子を垂直方向に５・１０・２０・・・と多段に取付けて帆形羽根を作る。それを風車主軸（５）の周囲に数枚取付けて図３の様に帆形風車を構成する。
その風車に造速装置や発電機等を取付けて利用する。

風車素子の正面図である。風受板（１）、支持金具（２）、蝶番の様な自在な継ぎ手（３）、ストッパー（４）の関連が分かる様に風車素子２枚分の正面図である。図１の側面図である。帆形風車の正面図である。風車素子８段の場合である。帆形羽根を４枚の場合を書いているので側面図も同じである。

符号の説明

１風受板
２支持金具
３蝶番の様な自在な接続金具
４支持金具のストッパー部分
５風車の主軸
６風車のフレーム
７増速装置や発電機等を収納したハウジング

Claims

風車の風受板と、その支持金具を蝶番の様な自在な継ぎ手で接続した、新しい形の風車羽根の素である。
（以下これを風車素子と呼称します）
風車素子を風車の出力要求に応じて５・１０・２０・・・枚と風車主軸の垂直方向に多段に取付ける。そして帆の様な形にした風車の羽根である。
風受板の支持金具は、その上段風車素子の風受板のストッパーである。