JP3247502U - Wind power generation equipment - Google Patents

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Inventor
和也 藤原
利正 三瓶
弘一 小野
Original Assignee
株式会社ファイン
株式会社アイカン技研
株式会社日ノ出化工
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Abstract

Figure 0003247502000001

【課題】可搬式で所望の場所に容易に設置することができ、設置した場所の環境や状況に関わらずに使用することができる風力発電装置を提供する。
【解決手段】垂直方向に延伸する軸部2と、軸部2の一端に設けられて、軸部2の周方向に回転する複数のブレード6を備えるブレード部3と、軸部2の他端に設けられて、ブレード6の回転により発電する発電部と、少なくとも発電部を収容するとともに、発電部と電気的に接続される外部装置に対して着脱可能に設けられる収容部5とを備える風力発電装置1であって、ブレード6には、凹部が設けられていることを特徴とする風力発電装置1。
【選択図】図1

Figure 0003247502000001

A wind turbine generator is provided that is portable and can be easily installed in a desired location and can be used regardless of the environment or situation of the location where it is installed.
[Solution] A wind turbine generator 1 comprising a shaft portion 2 extending vertically, a blade portion 3 provided at one end of the shaft portion 2 and having a plurality of blades 6 rotating circumferentially around the shaft portion 2, a power generating unit provided at the other end of the shaft portion 2 and generating electricity by rotation of the blades 6, and a storage portion 5 that houses at least the power generating unit and is detachably provided on an external device electrically connected to the power generating unit, wherein the wind turbine generator 1 is characterized in that the blades 6 are provided with recesses.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本考案は、風力発電装置に関する。 This invention relates to a wind power generation device.

太陽光、風力、地熱等の自然界に常に存在するエネルギーを使用して発電する太陽光発電装置や風力発電装置は、CO2の排出削減等の環境負荷への低減に加えて、災害時にも使用することができるため、様々な場所への設置が望まれている。 Photovoltaic and wind power generation equipment generate electricity using energy sources that are always present in nature, such as sunlight, wind, and geothermal energy. In addition to reducing the burden on the environment by reducing CO2 emissions, they can also be used in times of disaster, making them desirable to install in a variety of locations.

例えば、特許文献1には可搬式の発電システムが記載されている。この特許文献1の発電システムは、垂直翼型の複数のブレードを折り畳み可能に支持する風車軸と、風車軸に接続されて折り畳み及び伸縮可能に構成した支持脚体と、風車の回転によって発電する発電機とを備える風力発電手段と、折り畳み可能な太陽光パネルを箱に収容した太陽光発電手段とを備える。この構成により、所望する場所に発電システムを搬送してその場で設置することができる。 For example, Patent Document 1 describes a portable power generation system. The power generation system in Patent Document 1 includes a wind turbine shaft that foldably supports multiple vertical wing-type blades, support legs connected to the wind turbine shaft and configured to be foldable and extendable, a wind power generation means including a generator that generates electricity by the rotation of the wind turbine, and a solar power generation means having a foldable solar panel housed in a box. With this configuration, the power generation system can be transported to a desired location and installed on the spot.

特開2011―117363号公報JP 2011-117363 A

しかしながら、特許文献1記載の発電システムでは、支持脚体が固定されていないため、強風によって支持脚体が倒れて発電システムを使用できなくなる恐れがある。また弱風では、ブレードを回転させることができず、発電システムを使用できない可能性もある。 However, in the power generation system described in Patent Document 1, the support legs are not fixed, so there is a risk that the support legs will fall over in a strong wind, making the power generation system unusable. Also, in weak winds, the blades may not be able to rotate, making the power generation system unusable.

上記した課題に鑑み、本考案は、可搬式で所望の場所に容易に設置することができ、設置した場所の環境や状況に関わらずに使用することができる風力発電装置を提供することをその主たる目的とする。 In view of the above problems, the main objective of this invention is to provide a wind power generation device that is portable, can be easily installed at a desired location, and can be used regardless of the environment or situation of the installation location.

上記目的を達成するため、本考案は、垂直方向に延伸する軸部と、前記軸部の一端に設けられて、前記軸部の周方向に回転する複数のブレードを備えるブレード部と、前記軸部の他端に設けられて、前記ブレードの回転により発電する発電部と、少なくとも前記発電部を収容するとともに、前記発電部と電気的に接続される外部装置に対して着脱可能に設けられる収容部とを備える風力発電装置であって、前記ブレードには、凹部が設けられていることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a wind power generation device comprising a shaft portion extending vertically, a blade portion provided at one end of the shaft portion and having a number of blades that rotate in the circumferential direction of the shaft portion, a power generation unit provided at the other end of the shaft portion and generating power by the rotation of the blades, and a storage unit that houses at least the power generation unit and is detachably provided on an external device that is electrically connected to the power generation unit, and is characterized in that the blades are provided with recesses.

また、本考案の具体的な一実施形態としては、前記凹部は、前記垂直方向に延伸する複数の溝で構成されるものを挙げることができる。 In one specific embodiment of the present invention, the recess is composed of multiple grooves extending in the vertical direction.

上述の構成により、収容部が外部装置に対して着脱可能に設けられているので、所望の位置に本考案の風力発電装置を設置することができる。また、ブレードには凹部が設けられているので、当該凹部が、風がブレードに当たる際に負圧になって乱流が発生することを防ぎ、ブレードの回転を妨げることを防止できる。そのため、風力が比較的弱い環境においても、本考案の風力発電装置を使用することができる。また、収容部を外部装置に対して係止すれば、本考案の風力発電装置が転倒することを防止して、風力が比較的強い環境においても、本考案の風力発電装置を使用することができる。 With the above-mentioned configuration, the storage unit is detachably attached to the external device, so the wind power generation device of the present invention can be installed in a desired location. In addition, the blades are provided with recesses, which prevent negative pressure from occurring when the wind hits the blades, thereby preventing turbulence and preventing the rotation of the blades from being hindered. Therefore, the wind power generation device of the present invention can be used even in environments with relatively weak winds. Furthermore, by engaging the storage unit with the external device, the wind power generation device of the present invention can be prevented from falling over, and the wind power generation device of the present invention can be used even in environments with relatively strong winds.

上記構成を有する本考案によれば、可搬式で所望の場所に容易に設置することができ、設置した場所の環境や状況に関わらずに使用することができる風力発電装置を提供する。 The present invention, which has the above configuration, provides a wind power generation device that is portable, can be easily installed in a desired location, and can be used regardless of the environment or situation of the installation location.

本考案の風力発電装置を示す概略図。1 is a schematic diagram showing a wind power generating device of the present invention; 本考案の風力発電装置を平面視した概略図。FIG. 1 is a schematic plan view of a wind power generating device according to the present invention. 図2におけるA部分拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of part A in FIG. 2 . 図2における収容部のBB線断面図。3 is a cross-sectional view of the housing portion taken along line BB in FIG. 2 . 本考案の風力発電装置を設置したコンテナハウスの概略図。Schematic diagram of a container house equipped with a wind power generation device of the present invention. 本考案の風力発電装置を設置したポールの概略図。1 is a schematic diagram of a pole on which the wind power generation device of the present invention is installed. 本考案の風力発電装置を設置した建物の概略図。Schematic diagram of a building equipped with the wind power generation device of the present invention.

本考案の風力発電装置の一実施形態について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。 One embodiment of the wind power generation device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

本実施形態の風力発電装置は、可搬式で所望の場所に設置ができるものであって、図1、図2及び図4に示すように、垂直方向に延伸する軸部2と、軸部2の一端に設けられて、軸部2の周方向に回転する複数のブレード6を備えるブレード部3と、軸部2の他端に設けられて、ブレード6の回転により発電する発電部4と、少なくとも発電部4を収容するとともに、発電部4と電気的に接続される外部装置100に対して着脱可能に設けられる収容部5とを備える。 The wind power generation device of this embodiment is portable and can be installed at any desired location, and as shown in Figures 1, 2, and 4, comprises a shaft section 2 extending vertically, a blade section 3 provided at one end of the shaft section 2 and equipped with a plurality of blades 6 that rotate in the circumferential direction of the shaft section 2, a power generation section 4 provided at the other end of the shaft section 2 and generating power by the rotation of the blades 6, and a storage section 5 that houses at least the power generation section 4 and is detachably provided on an external device 100 that is electrically connected to the power generation section 4.

軸部2は、図4に示すように、ブレード部3が配置する一端から発電部4が配置する一端まで垂直方向に延伸する軸本体7と、軸本体7を回転可能に収容するベアリング8と、ベアリング8の両端部にそれぞれ配置されるベアリングカバー9(9a、9b)と、ブレード部3に近接するベアリングカバー9aに隣接して設けられてブレード部3が取り付けられるブレード部側取付台10と、発電部4に近接するベアリングカバー9bに隣接して設けられて、発電部4が取り付けられる取付面が設けられたスペーサー11とを備える。ブレード部側取付台10は、略中心部に孔部が設けられており、この孔部に軸本体7の一端が挿入して配置されている。この軸本体7の一端部は、後述するブレード部3の支柱軸12に連結され、ブレード部3の回転に伴って同軸上で回転を行う。また、スペーサー11にも、略中心部に孔部が設けられており、この孔部に軸本体7の他端が挿入して配置されている。 As shown in FIG. 4, the shaft section 2 includes a shaft body 7 extending vertically from one end where the blade section 3 is located to one end where the power generating section 4 is located, a bearing 8 that rotatably accommodates the shaft body 7, bearing covers 9 (9a, 9b) that are respectively located at both ends of the bearing 8, a blade section side mounting base 10 that is provided adjacent to the bearing cover 9a close to the blade section 3 and to which the blade section 3 is attached, and a spacer 11 that is provided adjacent to the bearing cover 9b close to the power generating section 4 and has a mounting surface to which the power generating section 4 is attached. The blade section side mounting base 10 has a hole in the approximate center, into which one end of the shaft body 7 is inserted. One end of the shaft body 7 is connected to the support shaft 12 of the blade section 3 described later, and rotates on the same axis as the blade section 3 rotates. The spacer 11 also has a hole in the approximate center, into which the other end of the shaft body 7 is inserted.

ブレード部3は、図1、図2及び図3に示すように、軸本体7に連結される支柱軸12と、支柱軸12を中心として支柱軸12の周囲120度ごとに等間隔に配置される3枚のブレード6とを備える。支柱軸12は、ブレード6の回転に伴って回転する一軸方向に延伸する棒状体で構成されており、ブレード6は支柱軸12から半径方向にそれぞれブレード6に延伸する分岐軸12aによって、支柱軸12に固定されている。 As shown in Figures 1, 2 and 3, the blade section 3 comprises a support shaft 12 connected to the shaft body 7, and three blades 6 arranged at equal intervals of 120 degrees around the support shaft 12. The support shaft 12 is composed of a rod-shaped body extending in a uniaxial direction that rotates with the rotation of the blades 6, and the blades 6 are fixed to the support shaft 12 by branch shafts 12a that extend radially from the support shaft 12 to each of the blades 6.

このブレード6は、風力を受けて、支柱軸12を中心として回転するものであって、垂直方向に延伸する平板形状をなし、図2に示すように、支柱から離間して配置される一端面が曲面となるように構成されている。また、ブレード6の垂直方向に延伸する一端部は鋭角をなすように構成されているのに対し、他端部は鈍角をかすように構成されている。この構成によりブレード6が流線形をなすため、空気抵抗を減らすことができる。なお、本実施形態においてはブレード6を3枚としているが、この枚数に限られたものではなく使用状況等に応じて適宜変更することができる。 The blade 6 rotates around the support shaft 12 when subjected to wind force, has a vertically extending flat plate shape, and is configured so that one end face located away from the support is curved as shown in FIG. 2. Furthermore, one end of the blade 6 extending vertically is configured to form an acute angle, while the other end is configured to form an obtuse angle. This configuration gives the blade 6 a streamlined shape, which reduces air resistance. Note that in this embodiment, there are three blades 6, but this number is not limited and can be changed as appropriate depending on the usage situation, etc.

また、図3に示すようにブレード6の両表面には一定間隔をあけて垂直方向に延伸する複数の凹部13が設けられている。この凹部13は、本実施形態では、ブレード6の鋭角をなす一端から30mm離間した位置から、鈍角をなす他端から30mm離間した位置まで連続して設けられている。 As shown in FIG. 3, multiple recesses 13 are provided on both surfaces of the blade 6 at regular intervals and extending in the vertical direction. In this embodiment, the recesses 13 are provided continuously from a position 30 mm away from one end of the blade 6 that forms an acute angle to a position 30 mm away from the other end that forms an obtuse angle.

発電部4は、ブレード部3の回転によって得られる回転力を電気エネルギーに変換して電力を発電する発電機(不図示)を備える。発電機は、スペーサー11の取付面に取り付けられるものであって、ダイレクトドライブ方式が使用されている。本実施形態において発電機は、軸本体7の他端に連結されて回転可能に配置されるマグネットロータと、マグネットロータの外周を取り囲むように配置されたコイルステータとを備えるインナ・ロータ型が用いられる。マグネットロータには永久磁石が使用されている。また、コイルステータは、マグネットロータの外周にそれぞれ120度間隔を空けて3つ配置され、三相交流発電を行うものである。 The power generating section 4 includes a generator (not shown) that converts the rotational force obtained by the rotation of the blade section 3 into electrical energy to generate electricity. The generator is attached to the mounting surface of the spacer 11, and uses a direct drive system. In this embodiment, the generator is an inner rotor type that includes a magnet rotor that is connected to the other end of the shaft body 7 and rotatably arranged, and a coil stator that is arranged to surround the outer periphery of the magnet rotor. A permanent magnet is used for the magnet rotor. In addition, three coil stators are arranged on the outer periphery of the magnet rotor, spaced 120 degrees apart, to generate three-phase AC power.

ブレード6が風を受けて回転すると、支柱軸12も回転し、この支柱軸12と連結された軸本体7も同軸上で回転を行う。軸本体7とマグネットロータとは連結されているため、その回転力はマグネットロータに伝達し、マグネットロータも同軸上で回転する。マグネットロータの回転により、マグネットロータとコイルステータとの間で電磁誘導が発生して、励磁電流が発生して電力を生成する。 When the blades 6 rotate in the wind, the support shaft 12 also rotates, and the shaft body 7 connected to this support shaft 12 also rotates on the same axis. Because the shaft body 7 and the magnet rotor are connected, the rotational force is transmitted to the magnet rotor, which also rotates on the same axis. The rotation of the magnet rotor generates electromagnetic induction between the magnet rotor and the coil stator, generating an excitation current and generating electricity.

収容部5は、少なくとも発電部4を収容するとともに、発電部4と電気的に接続される外部装置100に対して着脱可能に設けられるものである。本実施形態では、発電部4及びブレード部側取付台10の一部が突出した状態で軸部2を収容する筒状体14と、突出したブレード部側取付台10を囲んで筒状体14の一端開口を覆うカバー15とを備える。 The housing section 5 houses at least the power generating section 4 and is detachably attached to the external device 100 that is electrically connected to the power generating section 4. In this embodiment, the housing section 5 includes a cylindrical body 14 that houses the shaft section 2 with the power generating section 4 and a portion of the blade section side mounting base 10 protruding, and a cover 15 that surrounds the protruding blade section side mounting base 10 and covers one end opening of the cylindrical body 14.

本実施形態では、筒状体14を外部装置100側に設けた孔部に挿入することにより、収容部5が外部装置100に対して着脱可能に設けられる。なお、収容部5はこの構成に限られたものではなく、例えば筒状体の周囲に凹部を設け、外部装置100側に設けられた凸部に嵌合することで、収容部5を外部装置100に対して着脱可能に設けていてもよい。 In this embodiment, the storage unit 5 is detachably provided to the external device 100 by inserting the cylindrical body 14 into a hole provided on the external device 100 side. Note that the storage unit 5 is not limited to this configuration, and for example, the storage unit 5 may be detachably provided to the external device 100 by providing a recess around the cylindrical body and fitting it into a protrusion provided on the external device 100 side.

また、筒状体14の外面には、発電部4と外部装置100とを電気的に接続するための接続部(不図示)が設けられている。本実施形態では、筒状体14の底面に接続部となる孔部を設け、ここから発電部4と外部装置100とを電気的に接続するためのコード(不図示)が延伸している。 In addition, a connection portion (not shown) for electrically connecting the power generation unit 4 and the external device 100 is provided on the outer surface of the cylindrical body 14. In this embodiment, a hole portion that serves as the connection portion is provided on the bottom surface of the cylindrical body 14, and a cord (not shown) for electrically connecting the power generation unit 4 and the external device 100 extends from here.

外部装置100は、発電機で発生する電流を変換する変換装置や、発電機の電力を蓄電するための蓄電装置等の他に、図5に示すコンテナハウスのような設備であってもよい。コンテナハウスに予め本考案の風力発電装置1を設置するための孔部を設けておき、この孔部に収容部5を収容することで、本考案の風力発電装置1をコンテナハウス(外部装置100)に対して着脱可能に設けるとともに、接続部を通じて発電部4とコンテナハウス(外部装置100)とを電気的に接続することで、コンテナハウスの電力を本考案の風力発電装置1で補うことができる。このように構成すれば、コンテナハウスに本実施形態の風力発電装置1が電力を供給して住居として使用することもできる。また、Wifiや衛星アンテナ等の情報通信設備を備えるコンテナハウスでは、該通信設備に本実施形態の風力発電装置1が電力を供給して、外部と情報を共有する支援拠点として使用することも可能となる。また、コンテナハウスに本実施形態の風力発電装置1を設置する場合、例えば四隅にそれぞれ配置することも可能であるし、四隅のうちの3つに本実施形態の風力発電装置1を配置し、1つにパラポラアンテナを設置すること等も可能である。 The external device 100 may be a conversion device that converts the current generated by the generator, a storage device that stores the power of the generator, or a facility such as a container house shown in FIG. 5. A hole for installing the wind power generation device 1 of the present invention is provided in the container house in advance, and the storage section 5 is stored in this hole, so that the wind power generation device 1 of the present invention can be detachably installed in the container house (external device 100), and the power generation section 4 and the container house (external device 100) are electrically connected through the connection section, so that the power of the container house can be supplemented by the wind power generation device 1 of the present invention. In this manner, the wind power generation device 1 of the present embodiment can supply power to the container house and be used as a residence. In addition, in a container house equipped with information and communication equipment such as Wi-Fi and a satellite antenna, the wind power generation device 1 of the present embodiment can supply power to the communication equipment and be used as a support base for sharing information with the outside. Furthermore, when installing the wind power generation device 1 of this embodiment in a container house, it is possible to place it at each of the four corners, for example, or it is also possible to place the wind power generation device 1 of this embodiment at three of the four corners and install a parabolic antenna at one of the corners.

さらに、外部装置100は、図6に示す屋外に常設している防犯灯や防犯カメラ等が設けられているポールのような設備であってもよいし、図6に示す家屋やビル等の建物であってもよい。本実施形態の風力発電装置1をポールに設置すれば、ポールに設けられている防犯灯や防犯カメラ等へ電力を供給することができるので、平常時は電力供給を行わずとも自家発電で防犯を行うことができる。また災害等の非常時においては、通信手段へ電力を供給したり、EV車へ電力を供給することも可能となる。なお、本実施形態の風力発電装置1と併せて太陽光発電により発生した電力を供給するように構成してもよい。この場合、収容部5に設けられる接続部は、筒状体14の側面に設けられたものであってもよい。 The external device 100 may be a pole-like facility with security lights and security cameras permanently installed outdoors as shown in FIG. 6, or a building such as a house or a building as shown in FIG. 6. By installing the wind power generation device 1 of this embodiment on a pole, it is possible to supply power to the security lights and security cameras installed on the pole, so that security can be performed by self-generated power without supplying power under normal circumstances. In addition, in an emergency such as a disaster, it is possible to supply power to communication means or to EV vehicles. It may be configured to supply power generated by solar power generation in addition to the wind power generation device 1 of this embodiment. In this case, the connection part provided in the storage part 5 may be provided on the side of the cylindrical body 14.

上述のように構成した本考案の風力発電装置1は、収容部5が外部装置100に対して着脱可能に設けられているので、所望の位置に本考案の風力発電装置1を設置することができる。また、ブレード6には凹部13が設けられているので、当該凹部13が、風がブレード6に当たる際に負圧になって乱流が発生することを防ぎ、ブレード6の回転を妨げることを防止できる。そのため、風力が比較的弱い環境においても、本考案の風力発電装置1を使用することができる。加えて、収容部5を外部装置100に係止すれば、収容部5が転倒することを防止して風力が強い環境においても、本考案の風力発電装置1を使用することができる。 The wind power generation device 1 of the present invention configured as described above has the storage section 5 detachably attached to the external device 100, so that the wind power generation device 1 of the present invention can be installed in a desired position. In addition, the blades 6 are provided with recesses 13, which prevent negative pressure from occurring when the wind hits the blades 6, thereby preventing turbulence from occurring and preventing the rotation of the blades 6 from being hindered. Therefore, the wind power generation device 1 of the present invention can be used even in environments with relatively weak winds. In addition, if the storage section 5 is engaged with the external device 100, the storage section 5 is prevented from falling over, so that the wind power generation device 1 of the present invention can be used even in environments with strong winds.

以上、本考案に係る風力発電装置1を実施形態に基づいて説明してきたが、本考案は、上記した形態に限られたものではない。本考案は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの考案特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。 The wind power generation device 1 according to the present invention has been described above based on an embodiment, but the present invention is not limited to the above-mentioned form. The present invention can be implemented in a form in which various improvements, modifications, or variations are made based on the knowledge of a person skilled in the art without departing from the spirit of the invention. In addition, the present invention may be implemented in a form in which any of the specific features of the invention are replaced with other technology within the scope of producing the same action or effect.

1・・・風力発電装置1
2・・・軸部
3・・・ブレード部
4・・・発電部
5・・・収容部
6・・・ブレ―ド
7・・・軸本体
8・・・ベアリング
9(9a、9b)・・・ベアリングカバー
10・・・ブレード部側取付台
11・・・スペーサー
12・・・支柱軸
12a・・・分岐軸
13・・・凹部
14・・・筒状体
15・・・カバー
100・・・外部装置

1...Wind power generation device 1
Reference Signs List 2: Shaft section 3: Blade section 4: Power generating section 5: Storage section 6: Blade 7: Shaft body 8: Bearing 9 (9a, 9b): Bearing cover 10: Blade section side mounting base 11: Spacer 12: Support shaft 12a: Branch shaft 13: Recess 14: Cylindrical body 15: Cover 100: External device

Claims (2)

垂直方向に延伸する軸部と、
前記軸部の一端に設けられて、前記軸部の周方向に回転する複数のブレードを備えるブレード部と、
前記軸部の他端に設けられて、前記ブレードの回転により発電する発電部と、
少なくとも前記発電部を収容するとともに、前記発電部と電気的に接続される外部装置に対して着脱可能に設けられる収容部とを備える風力発電装置であって、
前記ブレードには、凹部が設けられていることを特徴とする風力発電装置。
A vertically extending stem;
a blade portion provided at one end of the shaft portion and including a plurality of blades that rotate in a circumferential direction of the shaft portion;
a power generating unit provided at the other end of the shaft portion and generating power by rotation of the blades;
A wind power generation device including a housing section that houses at least the power generation section and is detachably provided to an external device that is electrically connected to the power generation section,
A wind turbine generator according to claim 1, wherein the blades are provided with recesses.
前記凹部は、前記垂直方向に延伸する複数の溝で構成されることを特徴とする請求項1の風力発電装置。 The wind power generating device of claim 1, characterized in that the recess is composed of multiple grooves extending in the vertical direction.
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