JP3187821U - 円錐状本体を備える風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円錐状本体を備える風力発電装置を提供する。
【解決手段】底台１０、下ベアリングセット２０、中心軸３０、下板４０、上ベアリングセット５０、円錐状回転構造６０、数個の支柱６２０を備え、円錐状回転構造６０に設置する翼板を利用して風力を受け止め、下板４０の旋回を連動し、下板４０に連接する発電機セットＧは発電を行う。また全体の回転方向は水平であるため、円錐状回転構造６０の頂点端に設置する器材設備はどれもブレードの長さに直接的な関連はなく、頂点端に設備を設置できないという従来のファンにおける問題を克服することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は風力発電装置に関し、特に円錐状本体を備える風力発電装置に関する。

衣食住、さらには娯楽や教育に至るまで、人類の電力に対する依存は、日増しに高まっている。
現在の発電方式は、原子力発電、火力発電が主流であるが、原子力発電には、核廃棄物の問題がある他、天災に遭遇した場合には放射能漏れが起きる恐れがあるなど、現時点では克服できない問題が存在する。
火力発電は、燃焼により発生する熱エネルギーにより転換する必要があるため、大量の天然資源を消費するばかりか、大量の二酸化炭素を発生するという問題もあり、温室効果等現象の原因となっている。

よって、上記した方式により環境破壊や汚染等問題を引き起こすことがないよう、人類は絶えず代替エネルギーを探している。
現在では、天然資源の利用が主要な開発の方向となっている。
多く検討されている代替エネルギーは、水力発電、ソーラーエネルギー発電、風力発電、地熱発電等である。

その内、一般の風車型の風力発電装置では、頂点端に、避雷針或いは他の設備を設置することが難しい。
風車型の風力発電装置が使用するブレードは長いため、旋回時に位置する最高位置は、軸心の位置よりはるかに遠い。
すなわち、高さがブレードの長さより長い避雷針を設置する必要があるということである。
このため、製造コストの拡大を招くばかりか、組立ての過程では多くの困難が存在し、しかも長さが長い避雷針は断裂し易いという問題もある。

導電性を持たない材質でブレードを製造するものもあるが、雨天時に、ブレード表面には雨水が付着するため、雷撃を受けると、やはり雨水が原因で導電し、装置を破損してしまう。
本考案は、従来の風力発電装置の上記した欠点に鑑みてなされたものである。

本考案が解決しようとする課題は、固定され回転しない中心軸により連接し、しかも全体の回転方向は水平に近いため、避雷針或いは他の装置とブレードの長さに直接的な関連はなく、全体的な高度とのみ関連がある円錐状本体を備える風力発電装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の円錐状本体を備える風力発電装置を提供する。
円錐状本体を備える風力発電装置は、底台、下ベアリングセット、下板、上ベアリングセット、円錐状回転構造を備え、
該下ベアリングセットは、該底台上に設置し、しかも該下ベアリングセットは、該底台において垂直の中心軸に結合し、
該下板は、該下ベアリングセットに結合し、該中心軸に相対して回転でき、該下板は、発電機セットを連接し、該下板が旋回すると、該発電機セットの運転を駆動し、該発電機セットは、該中心軸に連接し、該下板の上方に位置し、該上ベアリングセットは、該中心軸に設置し、
該円錐状回転構造は、１個の八面円錐状本体、４個の翼板、複数の支柱を備え、該八面円錐状本体は、該上ベアリングセットに連接し、しかも各面にはそれぞれ遮蔽板を敷設し、該八面円錐状本体の内の四面は連接面で、残りの四面は非連接面で、
該各翼板はそれぞれ該八面円錐状本体において突出する連接面のうちの一面にそれぞれ連接し、該各支柱は、該下板と該八面円錐状本体に連接し、
好ましくは、該下板に、数個の入風口を開設し、しかも該入風口の辺縁にはそれぞれブレードを設置し、しかも該ブレードは、該下板より下方へとある角度の傾斜を呈し、これにより、通過する横風を導入し、上昇風によりブレードに対して推進力を生じることができ、横風(台風など)が少ない赤道付近などのエリアに適しており、
好ましくは、該連接面と該非連接面とは、相互に交差して配列し、これにより該各翼板間には比較的大きな空間を備え、気流と接触することができ、
好ましくは、該翼板上には、複数のソーラーパネルを結合し、これによりソーラーエネルギーから電気エネルギーへの転換を同時に行うことができ、
好ましくは、さらに該上ベアリングセットに、カーボンスリップブラシリングモジュールを連接し、該ソーラーパネルと電気的に連接し、ソーラーパネルが発生する電気エネルギーを伝達し、
好ましくは、該各翼板は、上長板と下長板を備え、しかも該各相互に隣接する上長板は、少なくとも１個の固定棒を連接し、該各相互に隣接する下長板は、下固定板を連接し、これにより風力を受け止める強度を拡大し、
好ましくは、該底台下方には、数個のキャスターを設置し、これにより全体を移動させる際の利便性を向上させることができ、
好ましくは、該円錐状回転構造の頂点端には、避雷針セットを設置し、これにより雷撃が発生する電気エネルギーを土地、或いは他のエネルギー貯蔵装置に導入する。

本考案の円錐状本体を備える風力発電装置は、固定され回転しない中心軸により連接し、しかも全体の回転方向は水平に近いため、避雷針或いは他の装置とブレードの長さに直接的な関連はなく、全体的な高度とのみ関連がある。

本考案実施例の分解図である。 図１の別の角度からの模式図である。 本考案発電機セット実施例の模式図である。 本考案実施例の八面円錐状本体の模式図である。 本考案実施例の八面円錐状本体の分解模式図である。 本考案実施例の作動模式図である。 本考案実施例の下板の模式図である。 本考案実施例の作動模式図である。 本考案実施例において、下板の気流流動を示す立体模式図である。 本考案実施例の立体模式図である。 図９の別の角度からの模式図である。 本考案実施例に風速計、風向計、航空障害灯、避雷針を結合する様子を示す立体模式図である。

以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良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、本考案の円錐状本体を備える風力発電装置は、底台10、下ベアリングセット20、中心軸30、下板40、上ベアリングセット50、円錐状回転構造60を備える。

ここで強調するのは、該項領域の技術人員が理解できるように、底台10の形式は説明書記載の他に、土地或いは建築物等の位置固定用途に用いることができる任意の物品とすることができ、図形の表示に限定するものではない。

図１に示す本実施例では、底台10は、数個の底台サポートフレーム101、102、103、104(ここでは４個の底台サポートフレーム101、102、103、104を例とする)を備える。
底台サポートフレーム101の末端は、別個の底台サポートフレーム102の片側に固定して接続する。
同様に、底台サポートフレーム102の末端は、別個の底台サポートフレーム103の片側に固定して接続する。
底台サポートフレーム103の末端は、別個の底台サポートフレーム104の片側に固定して接続する。
台サポートフレーム104の末端は、別個の底台サポートフレーム101の片側に固定して接続する。
図中に示す各底台サポートフレーム101、102、103、104の連接方式は、底台10の構造強度を強化し、しかも移動が容易である。

さらに、各底台サポートフレーム101、102、103、104が相互に固定して接続する位置には、下ベアリングセット20を設置する。
しかも、中心軸30は、下ベアリングセット20に設置し、底台10に垂直を呈する。
当然、他の形式の底台10を採用するなら、下ベアリングセット20は、中心軸30の位置に対応し、適当な位置に設置し、これにより上に設置する各機構ユニットの安定を維持する。

また、本実施例の中心軸30は、外軸状が無い状態に設置するため、外軸を通して他のパーツと連接する構造である従来の技術とは完全に異なる。
よって、本実施例の中心軸30の設置は、従来の技術に比べ簡単である。
しかも、本実施例の中心軸30は固定され回転しないが、これにより派生する長所については後述する。

下板40は、下ベアリングセット20に結合し、下ベアリングセット20により、中心軸30に相対して回転する。
また、下板40はさらに、発電機セットGを連接する。
下板40が旋回すると、発電機セットGの運転を駆動する。
この発電機セットGは、下板40の上に設置する。

図３に合わせて示すように、ベルト主動ホイールG1は、下板40と同心で(中心軸30を同心とする)下板40の上に設置する。
しかも、中心軸30上には、数個のクランプG2、G3(図中は２個のクランプG2、G3を例とする)を固定して接続する。
クランプG2、G3はそれぞれ、数個の連接板部品G4を外へと突出する。
これら連接板部品G4はそれぞれ発電機G5、G6を固定して接続する。
ベルト主動ホイールG1と発電機G5、G6との間は、それぞれベルトG7、G8で連接する。

よって、下板40が回転すると、ベルト主動ホイールG1は、同期に回転し、こうしてベルトG7、G8を通して発電機G5、G6を連動し、発電を行う。
発電機は従来の技術であるため、いかにして連動され発電するか等の原理については記載しない。

図１と図５に示すように、中心軸30の頂点端には、上ベアリングセット50を連接して設置する。
円錐状回転構造60は、上ベアリングセット50を連接し、これにより円錐状回転構造60は、中心軸30に相対して回転する。
円錐状回転構造60は、八面円錐状本体61、少なくとも４個の翼板6111、
6131、6151、6171、複数の支柱620を備える。

図４及び図５に合わせて示すように、八面円錐状本体61の上端及び下端は共に、正八辺形の輪郭を呈する。
上端の正八辺形輪郭の面積は、下端の正八辺形輪郭の面積より小さい。
各上端の正八辺形の端点601と各下端の正八辺形の端点602とは、連接棒603により相互に連接するため、八面円錐状本体61の各片側面はどれも、台形の形状を呈する。

各面はそれぞれ遮蔽板611、612、613、614、615、616、617、618を結合する。
中でも、四個の遮蔽板611、613、615、617は連接面として定義され、翼板6111、6131、6151、6171を連接する。
残りの遮蔽板 612、614、616、618 は非連接面として定義され、また連接面611、613、615、617と非連接面612、614、616、618は、相互に交差して設置する。
さらに、下板40には多数の支柱620を設置する。
これら支柱620により、下板40と各連接棒603とを連接し、これにより円錐状回転構造60と下板40とを連動する。

上記した構造により、図６に示すように、本考案の円錐状本体を備える風力発電装置を、風を受ける場所に置く。
気流A1が発生する風力は、翼板6111、6131、6151、6171を押し、こうして円錐状回転構造60全体を連動し、中心軸30を中心として旋回させる。
さらに、ベルトG7、G8により、発電機セットGを作動させる。

上記した構造において、中心軸30は固定され不動なため、円錐状回転構造60の頂点端上には、避雷針セット70或いは他の装置をさらに設置することができる。
従来の技術に比べ、避雷針セット70は、構造全体の最上端に位置するため、構造の他の部位が雷撃を受けないよう、効果的に防止することができる。

図１２に示すように、各翼板は側面に位置し、しかも中心軸30は固定され不動なため、最上端にはさらに、風速計W1、風向計W2、或いは航空障害灯W3等装置を設置することができる。
これらは、円錐状回転構造60の旋回時の影響或いは遮蔽を受けることはない。

図７〜図９に示すように、下板40には、多数の入風口401を開設する。
各入風口401は、中心軸30を軸心として、放射状を呈して開設し、扇型に類似の形状を呈する。
各入風口401にはさらに、ブレード402を設置し、しかもこれらブレード402はどれも、下板40より下方へとある角度の傾斜を呈する。

入風口401とブレード402との設置により、横風力気流A1或いは暖かい空気の上昇が形成する上昇風A2は、ブレード402を押し、下板40を押して旋回を補助する。
こうして上記したように、発電機セットGを連動する。

また、気流は、入風口401から進入後、上方へと移動し、円錐状回転構造に対して、上向きの推進力を生じる。
こうして、上ベアリングセットと下ベアリングセットが受ける重力を減らし、上ベアリングセットと下ベアリングセットの摩損を減らし、使用寿命を延長させる。

図５及び図１０に示すように、各翼板6111、6131、6151、6171上にはさらに、ソーラーパネルS(図中に示すソーラーパネルSの数は２個であるがこれに限定しない)を設置する。
本考案構造上に設置するソーラーパネルSは、円錐状回転構造60の作動に従い回転し、これにより、各ソーラーパネルSは、旋回に従い隨時ソーラーエネルギーの転換を行う。

さらに、各ソーラーパネルSにとっては、風力の気流の吹き付けることと旋回することで散熱になり、これによりソーラーパネルの転換効率が過熱のために低下することはない。
旋回するソーラーパネルSは、風力により表面のほこり汚れが取り去られ、しかも鳥類がその上に立つことができないため、ほこり汚れを減らし、或いは糞便が表面に付着し陽光を遮蔽するという問題を回避することもできる。

また、従来のソーラーパネルと違って、本実施例は、風力とソーラーエネルギーを共に電力転換に用いる。
そのため、風が本実施例へと向ってくると、気流が発生する力は、円錐状回転構造60の旋回に運用される。
一方、従来のソーラーパネルでは、フレーム体に頼って抵抗するため、安全係数よりも大きい風力を受けると、ソーラーパネルが損壊し、損失を生じる恐れもある。

図１と図２に示すように、上ベアリングセット50は、カーボンスリップブラシリングモジュール51を結合する。
カーボンスリップブラシリングモジュール51は、各ソーラーパネルと電気的に連接し、これによりソーラーパネルが発生する電力を、カーボンスリップブラシリングモジュール51が電気的に連接する電池などのもう一つの装置に伝導する。
よって、カーボンスリップブラシリングモジュール51は、ソーラーパネルの旋回に影響を及ぼさない状態の下、電力の伝送を行う。
カーボンスリップブラシリングモジュール51は、従来の技術パーツで、しかも本領域における一般的な技術を備える技術人員ならだれでも、その設置方式を知っているため、その構造の細部についてここでは記載しない。

図１０に示すように、各翼板6111、6131、6151、6171上には、上長板630を備え、しかも相互に隣接する各上長板630の間には、少なくとも１個の固定棒631を連接する。
これら固定棒631により、全体構造はより安定する。

図１１に示すように、各翼板6111、6131、6151、6171下には、下長板640を備え、しかも相互に隣接する各下長板640の間には、１個の下固定板641を連接する。
これら下固定板641により、全体構造はより安定する。

図１及び図１０に示すように、底台10下方には、数個のキャスター110を設置する。
これらキャスター110は、各底台サポートフレーム101、102、103、104の下に設置し、これにより発電装置全体の移動に便利である。

上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。

本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

10 底台
101 底台サポートフレーム
102 底台サポートフレーム
103 底台サポートフレーム
104 底台サポートフレーム
110 キャスター
20 下ベアリングセット
30 中心軸
40 下板
401 入風口
402 ブレード
50 上ベアリングセット
51 カーボンスリップブラシリングモジュール
60 円錐状回転構造
601 端点
602 端点
603 連接棒
61 八面円錐状本体
611 遮蔽板
6111 翼板
612 遮蔽板
613 遮蔽板
6131 翼板
614 遮蔽板
615 遮蔽板
6151 翼板
616 遮蔽板
617 遮蔽板
6171 翼板
618 遮蔽板
620 支柱
630 上長板
631 固定棒
640 下長板
641 下固定板
70 避雷針セット
A1 気流
A2 上昇風
G 発電機セット
G1 ベルト主動ホイール
G2 クランプ
G3 クランプ
G4 連接板部品
G5 発電機
G6 発電機
G7 ベルト
G8 ベルト
S ソーラーパネル
W1
風速計
W2 風向計
W3 航空障害灯

Claims (8)

1. 円錐状本体を備える風力発電装置は、底台、下ベアリングセット、下板、上ベアリングセット、円錐状回転構造を備え、
   前記下ベアリングセットは、前記底台に設置し、しかも前記下ベアリングセットは、前記底台において垂直の中心軸に結合し、
   前記下板は、前記下ベアリングセットに結合し、前記中心軸に相対して回転でき、また前記下板は、発電機セットを連接し、前記下板が旋回すると、前記発電機セットの運転を駆動し、前記発電機セットは、前記中心軸に連接し、前記下板の上方に位置し、
   前記上ベアリングセットは、中心軸に設置し、
   前記円錐状回転構造は、八面円錐状本体、少なくとも４個の翼板、数個の支柱を備え、
   前記八面円錐状本体は、前記上ベアリングセットに連接し、しかも前記八面円錐状本体の各側面にはそれぞれ遮蔽板を敷設し、また前記円錐状回転構造の内の四面を連接面、残りの四面を非連接面と定義し、
   前記少なくとも４個の翼板はそれぞれ前記八面円錐状本体において突出する連接面のうちの一面にそれぞれ連接し、
   前記数個の支柱は、前記下板と前記八面円錐状本体に連接することを特徴とする円錐状本体を備える風力発電装置。
2. 前記下板には、数個の入風口を開設し、しかも前記入風口の辺縁にはそれぞれブレードを設置し、しかも前記ブレードは、前記下板より下方へとある角度の傾斜を呈することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
3. 前記連接面と前記非連接面とは、相互に交差して配列することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
4. 前記各翼板上にはさらに、少なくとも１個のソーラーパネルを設置することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
5. 前記上ベアリングセットはさらに、カーボンスリップブラシリングモジュールを連接し、しかも前記カーボンスリップブラシリングモジュールは、ソーラーパネルと電気的に連接することを特徴とする請求項４に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
6. 前記各翼板は、上長板と下長板を備え、
   しかも、相互に隣接する各上長板は、少なくとも１個の固定棒を連接し、
   相互に隣接する各下長板は、下固定板を連接することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
7. 前記底台下方には、数個のキャスターを設置することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。
8. 前記円錐状回転構造の頂点端には、避雷針セットを設置することを特徴とする請求項１に記載の円錐状本体を備える風力発電装置。

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