JP3098240U - 小型風力発電装置用安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風車毀損度の低減と人身事故防止への対策と費用対効果への期待、そして小型風力発電装置が抱えている脆弱性にともなう危険防止の課題を解決できる小型風力発電装置用安全装置を提供する。
【解決手段】上底板１と下底板４を有すガイドベーン３に任意形状の保安格子又は保安網５を設け、もってクロスフロー型風車２を覆う機構とした。ガイドベーン３を有するプロペラ型風車２においても保安格子又は保安網５をガイドベーン３の前後に設けて、新たに生ずる上底板１上側のスペースへの太陽光発電装置の敷設が可能とした。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【考案の属する技術分野】
風力発電装置に関する安全装置
【０００２】
【従来の技術】
従来の風力発電装置は、ガイドベーンなど風車本体の外側に流体工学に基づく付帯部品が取り付けられるものと、何も取り付けられず風車そのものだけが回転するタイプに別けられる。
そのいずれもが、強風時における飛散物による風車本体への毀損や、風車の回転や破損飛散などの場合の人体や動植物への損傷対策が取られていない。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
従来の風力発電装置は、高効率の起電性能を追及する事を優先課題とするあまり、風の取り込み能力を阻害する障害物を風車の上下や前方や後方に設置する事は避ける傾向があったが、現実的に強風時における危険対策としては過電流における電気回路や蓄電装置の毀損防止対策と回転翼の角度を変えるか、電気的か機械的にブレーキをかけ回転速度を押さえ込む程度の工夫が見られるだけであった。従来、高出力の大型発電機は比較的広域の安全な場所に設置され、加えて風車の翼そのものも十分強度計算がなされ、高い位置に設置され、管理責任者を有すことなどが前提としておるため、それ以上の危険対策の必要性は無かった訳であるが、翼そのものの強度が低いとされる小型の風力発電装置は、起電効率を優先するあまり屋外に起因する危険防止の保安格子又は保安網の設置が見られない現況にある。
ところが、近年における分散型独立電源として人家や歩道近くに小型風力発電装置設置の増加にともない危険防止への対策が強く求められていた。
今後、広域に散在するメンテナンスはメーカーや施工者などが行う事は費用の面から勘案しても不能視される一方、強度不足による翼の飛散、強風による翼の破損、強風時の飛来物での毀損、その破損翼での人身事故、手を挿入しての負傷、鳥獣類進入での破損など小型の風力発電装置が抱える危険防止の課題は解決されていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の如き課題を解決するため、比較的広域で安全な場所を確保し剛性も確保されている大型水平軸型風車を除く、特に直径２ｍ以下の小型風力発電装置における安全装置を以下の方法で解決した。
垂直軸型風車を代表してガイドベーン付きクロスフロー型風力発電装置を図１に図示したものであり、固定されたガイドベーン３の外周に保安格子又は保安網５を設けた安全装置である。
図２は、ガイドベーン付きプロペラ型風力発電装置における上記と同様の安全装置であり、３６０度以上の回転機能を有するガイドベーン３の前後に放射形保安格子又は保安網５を設けた安全装置である。
図３は、ガイドベーン３を有さぬプロペラ型風力発電装置における上底板１と下底板４を有するドーナツ円板型保安格子又は保安網５を設置した安全装置の一例である。
【０００５】
【考案の実施の形態】
図１は、ガイドベーン付きクロスフロー型風力発電装置の危険防止装置であるが、垂直軸型風車２は風向により首振り駆動をしないことから、上底板１と下底板４に固定されたガイドベーン３外周に螺旋形・網目形・リング形・垂直形・放射線形など様々な形姿の保安格子又は保安網５を設け、強風時の小枝などの飛来物による風車毀損事故を軽減するとともに、人体や動物への損傷防止を可能としたものである。
図２は、ガイドベーン付きプロペラ型風力発電装置の安全装置であるが、風向きにより首振り駆動し３６０度以上の回転機能を有すガイドベーン３に保安格子又は保安網５を設置し内外に起因する事故を防止する。特にガイドベーン付きプロペラ型風力発電装置の場合は、裸のプロペラと大きく相違して、停止時における鳥獣類のガイドベーン３内の侵入による毀損が懸念されるところで、出来得る限りガイドベーン３の前後に保安格子又は保安網５を設け事故防止を軽減する必要がある。
図３は、ガイドベーンが無いプロペラ型風力発電装置における全周に保安格子又は保安網５を設置した安全装置の一例を図示したものである。
【０００６】
【実施例】
なお、本考案の実施に当って次の如きことができる。
１．　図１、図２、図３のいずれもが、風車上方に架台状の構造ができることから、その有効利用として太陽光発電パネルなどの敷設ができる。
２．　保安格子又は保安網５の形状と大きさと間隔と薄さや材質は、発電効率の大幅な減少をとものはない限り、原則自由であることから薄いドーナッツ板を取り付け風洞実験装置で使用される整流板的効果も期待できる。
３．　風車自体の初動回転が不能とされる類の風車との上下積層ユニットも可能となり、当然同種の複数個の垂直連結もできる。
４．　保安格子又は保安網にＬＥＤなどの発光体や反射板などの取り付けが簡単にできる。
５．　プロペラ型風車の場合、風上側だけの保安格子又は保安網５を設置するだけでも安全効果アップにつながる。また、上底板１と下底板４を網目ないし格子状にしても本考案の効果に反すものではない。
６．　プロペラ型風車の場合、通常の垂直尾翼では回旋面積が広くなり、実施の際は安全面を考慮して極力保安格子又は保安網５の回転内に方向舵を設けるべきであるが、設置する場所は上下・左右・回転軸芯など自由であり参考図である図２及び図３の形状に限定されるものではなく、どのようなデザインでも本考案の効果に反するものではない。
７．　図示しないが、ガイドベーン付きクロスフロー型風車以外の垂直軸型風車においても、その回転を妨げない形状を有す粗めの網状または格子状の筒体等により覆えば十分安全装置として機能する。
【０００７】
【考案の効果】
小型風力発電装置の多くは、輸入品の一部改良品であったり、強度計算や品質検査や強風風洞実験を経なかったりで、そのまま市中に出回る事も多く、玩具的レベルのものも少なくない状況にあり、今後ますます数が増える傾向となれば、小型風車が抱える危険性が顕在化することが懸念され、関係者の間で安全対策が待ち望まれていた。
当案件は、様々な型式の小型風車をガイドベーン３や保安格子又は保安網５をもって全方位的に覆うことにより小型の風力発電機の安全装置は、強風時での飛来物毀損や人体の損傷を防ぐとともに、風力発電機設置時における安全確保や修理や掃除などのメンテナンス時の安全につながるもので、特に多数個広域使用が予想される道路標識・河川標識・海上標識・山岳標識など安全を確保しつつ施行能率を上げるものとして期待される。また、故障率の低減化は多数個の製造責任者にとっても希求しているところであり、供給側とすれば発電効率よりもむしろ上位にある課題解決とされ、今後、安全装置付き風力発電機は太陽光発電装置とのユニット化され、主にインフラ未整備エリアにおける、より安全で安定的な分散型独立電源として、本考案により本格的活用が期待される。
同時に、実施例に示した如く、保安格子又は保安網５を設けることによる副次的効果もあることから、風力発電装置同士の垂直積層化や太陽光発電装置との垂直一体型ユニットの構築も容易にできる。
ガイドベーン付き風力発電機の場合は、保安格子又は保安網５を取り付けるだけの事であるから、保安格子又は保安網組み付けコスト対安全確保とメンテナンス費の削減という観点からも費用対効果の問題も解消している。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、ガイドベーン付き風力発電機装置におけるクロスフロー型風車２を取り巻く上底板１と下底板４に固定されたガイドベーン３にリング形保安格子又は保安網５を設けた場合の正面図・平面図と上底板１を取り払い上から見た断面図である。
尚、その他の垂直軸型風車の場合は、上底板１と下底板４を保安格子又は保安網５として追加設置し、その円周外側に円筒型保安格子又は保安網５設ける安全装置とする。
【図２】は、ガイドベーン付きプロペラ型風力発電機におけるプロペラ型風車２を覆うガイドベーン３の前後に保安格子又は保安網５を設けた場合の側面から見た一部ガイドベーンを縦割りに切断した断面図である。
【図３】は、ガイドベーンを保有しないプロペラ型風力発電機の風車２に上底板１と下底板２を有する円筒型保安格子又は保安網５を設置した一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１．　　上底板
２．　　クロスフロー型風車またはプロペラ型風車
３．　　ガイドベーン
４．　　下底板
５．　　保安格子又は保安網

Claims (2)

1. 保安格子を用いた小型風力発電装置用安全装置。
2. 保安網を用いた小型風力発電装置用安全装置。

Images