JP3234952U - 非軸支え式風車 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に受風面積を大きくすることを可能とする非軸支え式風車を提供する。【解決手段】非軸支え式風車１０は、複数の受風部１２と、複数の受風部が所定の間隔をあけて環状方向に沿って並んで立設され、複数の受風部が受けた風の力を用いて環状方向に沿って回転可能な環状部１４と、環状部の中心に設けられ、環状部と連結部材１７によって連結されて環状部とともに回転する中心軸部１６と、中心軸部に設けられ、中心軸部の回転によって発電する発電機部１８と、を備える。【選択図】図１

Description

本考案は、非軸支え式風車に関する。

近年、地球温暖化の影響により、自然エネルギが注目されている。自然エネルギを活用する発電手段の１つに、プロペラ型の風車を使用する風力発電装置がある。

本考案に関連する技術として、例えば、特許文献１には、回転中心部に固定され、複数の主ブレードを有する大径プロペラと、 前記大径プロペラよりも風上側の位置で前記回転中心部に固定され、複数の副ブレードを有する小径プロペラとを備え、前記回転中心部に固定された前記大径プロペラと前記小径プロペラとを組み合わせ、前記大径プロペラと前記小径プロペラとが互いに同じ回転数で同じ方向に回転するハイブリッドプロペラとして構成された小型風車装置であって、前記大径プロペラの直径は、７ｍ以下であり、前記小径プロペラの直径は、前記大径プロペラの直径の０．２倍以上、１．０倍未満の範囲であり、前記小径プロペラは、前記回転中心部に対して脱着可能な構造を有しており、脱着可能な構造を有する前記小径プロペラの径を変更することで、前記ハイブリッドプロペラとしての周速比を設置環境に応じて変更できる小型風車装置が開示されている。

特許第６８０５２９８号明細書

従来のプロペラ型の風車は、支柱の上にプロペラを装着して使用している。風車の出力は風車の受風面積（ブレードの回転する円の面積）に比例するので、風車を大きくすればそれだけ多くの電力を得ることが出来る。しかしながら、風車の受風面積を大きくすると、重量が大きくなるため、強度などの観点から限界がある。

本考案の目的は、簡単に受風面積を大きくすることを可能とする非軸支え式風車を提供することである。

本考案に係る非軸支え式風車は、複数の受風部と、前記複数の受風部が所定の間隔をあけて環状方向に沿って並んで立設され、前記複数の受風部が受けた風の力を用いて前記環状方向に沿って回転可能な環状部と、前記環状部の中心に設けられ、前記環状部と連結部材によって連結されて前記環状部とともに回転する中心軸部と、前記中心軸部に設けられ、前記中心軸部の回転によって発電する発電機部と、を備えることを特徴とする。

また、本考案に係る非軸支え式風車において、前記各受風部は、前記環状部に立設する棒状の軸部を有する骨部と、前記軸部を中心として所定の角度をなすように設けられる一対の受け部を有し、風を受けるように前記一対の受け部が広げられて前記骨部に装着される帆部と、を有することが好ましい。

また、本考案に係る非軸支え式風車において、前記帆部は、一方側の方向から吹く風を受け止めるように閉じ、かつ、他方側の方向から吹く風を通過させるように開く窓部を有することが好ましい。

本考案によれば、簡単に受風面積を大きくすることが出来る。

本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車を示す図である。 本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車の受風部を示す図である。 本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車の受風部を示す図である。

以下に、本考案に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。 以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車１０を示す図である。

図２は、本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車１０の受風部１２を示す図である。図２（ａ）は、受風部１２の窓部２８が追い風によって閉じている様子を示す図であり、図２（ｂ）は、受風部１２の窓部２８が逆風によって開いている様子を示す図である。

図３は、本考案に係る実施形態において、非軸支え式風車１０の受風部１２を示す図である。図３（ａ）は、受風部１２の骨部２４を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、受風部１２の帆部２６を示す斜視図である。

また、図３（ｃ）は、受風部１２が風を受けていない状態を示す平面図であり、図３（ｄ）は、受風部１２が追い風を受けている状態を示す平面図であり、図３（ｅ）は、受風部１２が逆風を受けている状態を示す平面図である。

非軸支え式風車１０は、受風面積を大きくすることが容易であり、風を利用して発電する装置である。非軸支え式風車１０は、複数の受風部１２と、環状部１４と、中心軸部１６と、発電機部１８とを備えている。

複数の受風部１２は、骨部２４と、帆部２６とを備えており、非軸支え式風車１０に吹き付ける風を受けることが出来る。複数の受風部１２は、図１に示されるようにリング状の環状部１４の周方向に沿って、所定の間隔をあけて配置されている。

ここでは、８個の受風部１２が４５°ずれて配置されており、１８０°ずれた受風部１２の向きは図１に示されるように、反対方向を向く関係となる。

骨部２４は、図３（ａ）に示されるように、環状部１４に立設する棒状の軸部を備えており、矩形状の２つ枠体が軸部を中心として、所定の角度（例えば、略９０°）をなすように設けられている。骨部２４は、軽量で、かつ、強度を有する材質で構成されていることが好ましく、例えば、アルミニウムなどで構成することが出来る。

帆部２６は、図３（ｂ）に示されるように、軸部を中心として所定の角度をなすように設けられる一対の受け部を有し、風を受けるように一対の受け部が広げられ、図３（ａ）に示される骨部２４に装着される。

帆部２６は、適度な強度を有し、かつ、軽量な材質で構成されていることが好ましく、例えば、ブルーシートとして利用されるポリエチレンなどの合成樹脂製のシートや、布部材を用いて構成することが出来る。

また、帆部２６は、図３（ｂ）に示されるように、一対の受け部に相当する部位の各端部３０，３１は、骨部２４の端部に巻き付けることが可能なように曲げ加工がなされている。

帆部２６は、一方側の方向から吹く風を受け止めるように閉じ、かつ、他方側の方向から吹く風を通過させるように開く窓部２８を有する。窓部２８は、図３（ｂ）に示されるように、一対の受け部において、例えば、夫々６つずつ所定の間隔を置いて配置されている。

窓部２８は、矩形形状の開口部と、当該開口部を閉塞可能なように四辺のうち上辺のみが縫合された矩形形状の閉塞部とを備えている。なお、開口部は、メッシュ状の網目部材を装着してもよい。閉塞部は、図２（ｂ）に示されるように、開口部の内側に設けられている。

また、一対の受け部の中央部には、図３（ｂ）に示されるように、骨部２４の軸部に紐部材を結んで固定するために紐部材を通すための複数の貫通孔２９が形成されている。ここで、帆部２６の端部３０，３１は、骨部２４にしっかりと固定されて、中央部は貫通孔２９に紐を通して可動可能な緩い状態で骨部２４の軸部に連結される。

図２及び図３（ａ）（ｂ）に示されるように、骨部２４に装着された帆部２６で構成された受風部１２は、無風状態の場合は、図３（ｃ）に示されるようになる。

追い風の場合は、受風部１２の内側から外側に向かって風が流れるため、図３（ｄ）に示されるように、窓部２８が風によって閉じられ、帆部２６は外側に若干膨らんだような状態となり、このとき風の方向に受風部１２が動くような力が加えられる。

また、逆風を受ける場合には、受風部１２の外側から内側に向かって風が流れるため、図３（ｅ）に示されるように、窓部２８が風によって開き、帆部２６は内側に若干へこんだような状態となり、逆風は受風部１２を通過可能な状態となる。

環状部１４は、複数の受風部１２が所定の間隔をあけて環状方向に沿って並んで立設され、複数の受風部１２が受けた風の力を用いて環状方向に沿って回転可能なレール部材である。環状部１４は、地面に設置することが出来る。

環状部１４は、上述したように、複数の受風部１２が所定の間隔をあけて環状方向に沿って並んで立設されるリング状の板部材と、当該板部材に連結され、板部材とともに回転する複数の車輪部２０と、車輪部２０を案内しつつ転動させるための案内レールとを備えている。

環状部１４は、適度な強度を有する材質であることが好ましく、例えば、鋼材などで構成することが出来る。

中心軸部１６は、環状部１４の中心に設けられて上方に向かって伸びる軸部材であり、環状部１４と連結部材１７によって連結されて環状部１４とともに回転する。ここでは、図１に示されるように、連結部材１７は１２０°ずれて延伸する３つの連結部で構成されているが、適宜増減させてもよい。

発電機部１８は、中心軸部１６に設けられ、中心軸部１６の回転によって発電する回転電機である。発電機部１８によって発電された電力は、図示しない二次電池などに蓄電される。

続いて、上記構成の非軸支え式風車１０の作用について説明する。近年、二酸化炭素の排出による地球温暖化が問題となっており、その解決策の１つの手段として、自然エネルギが注目されている。

自然エネルギには、太陽光、熱、風力、潮力、地熱などの自然現象から得られるエネルギであり、その中の１つの発電手段として、プロペラ型の風車を使用するものがある。

従来のプロペラ型の風車は、支柱の上にプロペラを装着して使用しており、風車の出力は風車の受風面積に比例するので、風車を大きくすればそれだけ多くの電力を得ることが出来る。

しかしながら、風車の受風面積を大きくすると、重量が大きくなるため、強度などの観点から限界がある。このような課題に対して、本考案に係る実施形態の非軸支え式風車１０は顕著な効果を発揮する。

非軸支え式風車１０に風が吹きつけると、追い風を受ける受風部１２は、窓部２８が閉じて、環状部１４の回転方向に力が加えられるため、回転方向に沿って環状部１４が回転する。

また、このとき、逆風を受ける受風部１２は窓が開いて風を通すため、上記環状部１４の回転を妨げにくい。これにより、環状部１４が環状方向に沿って回転し、これに従動する中心軸部１６の回転によって発電機部１８が発電する。

ここで、非軸支え式風車１０は、一般的な風車のプロペラに相当する複数の受風部１２及び環状部１４の重さは、環状部１４が設置される地面によって支持されるため、受風部１２及び環状部１４の大きさ（直径）を大きくしても強度に影響はなく、巨大化に適している。

また、環状部１４の直径を大きくすることで、より大きなエネルギを生じさせることができ、これにより、大きな電力を発電することが出来るという顕著な効果を生じる。

さらに、非軸支え式風車１０は、環状部１４の直径を大きくすることで、ゆっくりと回転させることができるため、例えば、一般的なプロペラ式の風車で生じる野鳥などの巻き込み事故を防ぐことが出来る。

また、天気予報などにより台風が来ることが予想される場合に、受風部１２を取り外すことで、台風による被害を事前に避けることが出来るという顕著な効果を奏する。

さらに、図１に示されるように、受風部１２は、環状部１４に沿って、各方位に向けられているため、様々な方向からの風を受けて発電することができるという利点がある。

次に、帆部２６の窓部２８のメリットについて説明する。帆部２６には窓部２８が取り付けられているため、受風部１２に向かう風を逃がさず、逆風を上手く逃がすため、風車の回転力を高めることが出来る。また、窓部２８の構造は、単純な構造であるため、強い風が吹いても壊れにくいという利点がある。

１０ 非軸支え式風車、１２ 受風部、１４ 環状部、１６ 中心軸部、１７ 連結部材、１８ 発電機部、２０ 車輪部、２４ 骨部、２６ 帆部、２８ 窓部、２９ 貫通孔、３０，３１ 端部。

Claims (3)

1. 複数の受風部と、
   前記複数の受風部が所定の間隔をあけて環状方向に沿って並んで立設され、前記複数の受風部が受けた風の力を用いて前記環状方向に沿って回転可能な環状部と、
   前記環状部の中心に設けられ、前記環状部と連結部材によって連結されて前記環状部とともに回転する中心軸部と、
   前記中心軸部に設けられ、前記中心軸部の回転によって発電する発電機部と、
   を備えることを特徴とする非軸支え式風車。
2. 請求項１に記載の非軸支え式風車において、
   前記各受風部は、
   前記環状部に立設する棒状の軸部を有する骨部と、
   前記軸部を中心として所定の角度をなすように設けられる一対の受け部を有し、風を受けるように前記一対の受け部が広げられて前記骨部に装着される帆部と、
   を有することを特徴とする非軸支え式風車。
3. 請求項１または請求項２に記載の非軸支え式風車において、
   前記帆部は、一方側の方向から吹く風を受け止めるように閉じ、かつ、他方側の方向から吹く風を通過させるように開く窓部を有することを特徴とする非軸支え式風車。
   
   

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