JP2013019393A - 風水力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強風又は強い水の流れの時に回転体の破損を防ぐと共に、多方向の風、潮力、流水を効率的に利用する風水力発電装置を提供する。
【解決手段】本発明は、上記課題を解決するため、内部中空の円柱又は多角柱の箱状の側面位置に柱を組んだ枠体と、前記枠体の側面の柱間の風の出入り口となる開口部に開閉可能に設けられた開閉扉と、前記枠体内部空間に回転可能に設置される軸と前記軸から水平に張りだした支柱と前記支柱端部に設けられ前記開口部から流れ込む風又は流水を受ける羽根とからなり発電機を駆動する回転体と、から構成され、強風時に前記開閉扉を閉じることを可能とした風水力発電装置の構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、強風又は強い水の流れの時に回転体の破損を防ぐと共に、多方向の風、潮力、流水を効率的に利用する風水力発電装置に関する。

一般に、風力発電装置は、地上に固定された柱にプロペラを備えた発電装置が設置され、プロペラの回転により発電し、送電、蓄電するものであった。

しかしながら、従来の方法ではプロペラ部を吹き抜ける風によってプロペラが回転するため、多くの風を逃しており、プロペラを効率的に回転させることができなかった。

また、風があれば常に回転し続け発電するものの、台風などの強風時に過剰な回転をして破損することがしばしばあった。

そこで、発明者は風の強さに応じて羽根を変形させて強風時のプロペラの破損を回避する風力発電装置を開発している（特許文献１）。

しかしながら、風の強さに応じて変形することで風によるプロペラの破壊を回避できるものの、強風により飛ばされてきた物による破損は回避できない。さらに、プロペラの向きを風向きに追随させて回転させるため向き発電ロスが発生する。

特開２０１０−７１２３７号公

そこで、本発明は、強風或いは強い水の流れの時に回転体の破損を防ぐと共に、多方向の風、潮力、流水を効率的に利用する風水力発電装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
内部中空の円柱又は多角柱の箱状の側面位置に柱を組んだ枠体と、前記枠体の側面の柱間の風又は水の出入り口となる開口部に開閉可能に設けられた開閉扉と、前記枠体内部に回転可能に設置される軸と前記軸から水平に張りだした支柱と前記支柱端部に設けられ前記開口部から流れ込む風又は水を受ける羽根とからなり発電機を駆動する回転体と、から構成され、強風又は強い水の流れの時に前記開閉扉を閉じることを可能とした風水力発電装置の構成とした。
（２）
前記開閉扉の開閉が、風速計又は流水計の風速又は流速の風速に応じた電気信号で開閉することを特徴とする（１）に記載の風水力発電装置の構成とした。
（３）
前記羽根が、一方方向に凸の平面Ｖ字型であり、かつ前記開閉扉の一辺は前記柱に回動可能に接続し、開口時には隣の開閉扉とともに前記羽根に向け風又は水の流れを制御し、さらに前記開口部より狭い流路を形成することを特徴とする（１）又は（２）に記載の風水力発電装置の構成とした。
（４）
前記枠体の上下面を板で塞いだことを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載の風水力発電装置の構成とした。

本発明は、上記構成であるので、強風又は強い水の流れの時に扉を閉じることで回転体の過剰回転による破損、風に飛ばされてきた物又は流水に流されてきた物の衝突による破損を防止することができる。開閉扉の開閉を風速計又は流水計の風速に応じた電気信号で自動制御することで、確実に開閉を行うことができる。

羽根の先端が、一方方向に凸の平面Ｖ字型とし、隣り合う開閉扉の開閉度を調節することで、羽根先端に集中して風又は水の流れを向けるとともに開口部より狭い流出経路を形成することで、効率的に回転体を回転させ、効率的な発電が可能になる。また、箱の上下面を上下板で塞ぐことで風又は水のロスが少ない。

本発明である風水力発電装置の平面模式図である。 本発明である風水力発電装置の正面模式図である。

以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本発明である風水力発電装置は、内部中空の円柱又は多角柱の箱状の側面位置に柱３ａを組んだ枠体３と、枠体３の側面の柱３ａ間の風又は水の出入り口となる開口部３ｂに開閉可能に設けられた開閉扉４と、枠体３内部空間２ｄに回転可能に設置される軸２ａと軸２ａから水平に張りだした支柱２ｃと支柱２ｃ端部に設けられ開口部３ｂから流れ込む風又は水を受ける複数の羽根２ｂとからなり発電機（図示せず）を駆動する回転体２と、から構成され、強風又は強い水の流れの時に開閉扉４を閉じることを可能とした。軸２ａの底部は、枠体３底面に固定された保持部２ｅに回転可能に保持される。また、上部も回転可能に保持されることが望ましい。

なお、図１、２において、風と記載しているが、水の流れであっても同じく発電できる。水の流れとしては、潮の流れ（潮力）、川の流れ、その他水の流れがある。

開閉扉４の開閉は、風速計又は流水計（図示せず）の風速又は流速に応じた電気信号で開閉することよい。それにより、管理することなく、確実に開閉扉の開閉を可能にする。

羽根２ｂは、一方方向に凸の平面Ｖ字型とし、かつ開閉扉４の一辺は柱３ａに回動可能に接続し、開口時には隣の開閉扉４とともに羽根２ｂに向け風の流れを制御し、さらに開口部３ｂより狭い流路を形成することが望ましい。極めて効率的な風の利用を可能にし、効率的な発電に資する。

さらに、枠体３の上下面３ｄ、３ｅを板で塞ぐことで、風又は水をロスすることなく回転体２の回転に利用することができる。

このようにしてなる本発明の風水力発電装置１は、図１に示すように、右からくる風（水）（内向き点線矢印）の場合には、開閉扉４の開閉度を調節して風の流路が入口より狭くなっていることで、風速（流速）が増し、かつＶ字の羽根２ｂに向けあたることで、回転体が効率良く回転する。そして、回転体を回転させて風（水）は入口と反対側から抜けでる（外向き点線矢印）。

１ 風水力発電装置
２ 回転体
２ａ 軸
２ｃ 支柱
２ｄ 空間
２ｅ 保持部
３ 枠体
３ａ 柱
３ｂ 開口部
３ｄ 上面
３ｅ 底面
４ 開閉扉

Claims (4)

1. 内部中空の円柱又は多角柱の箱状の側面位置に柱を組んだ枠体と、前記枠体の側面の柱間の風又は水の出入り口となる開口部に開閉可能に設けられた開閉扉と、前記枠体内部空間に回転可能に設置される軸と前記軸から水平に張りだした支柱と前記支柱端部に設けられ前記開口部から流れ込む風又は水を受ける羽根とからなり発電機を駆動する回転体と、から構成され、
   強風又は強い水の流れの時に前記開閉扉を閉じることを可能とした風水力発電装置。
2. 前記開閉扉の開閉が、風速計又は流水計の風速又は流速に応じた電気信号で開閉することを特徴とする請求項１に記載の風水力発電装置。
3. 前記羽根が、一方方向に凸の平面Ｖ字型であり、かつ前記開閉扉の一辺は前記柱に回動可能に接続し、開口時には隣の開閉扉とともに前記羽根に向け風又は水の流れを制御し、さらに前記開口部より狭い流路を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の風水力発電装置。
4. 前記枠体の上下面を板で塞いだことを特徴とする請求項３に記載の風水力発電装置。