JP3968235B2 - 建物用風力発電装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建物の屋上などに設置される建物用風力発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物に設置される風力発電装置３３は、例えば図９に示すように、屋上に立てたポール３１の上部に水平回転式のプロペラ発電機３２を搭載したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の発電装置は建物上部の水平に流れる風だけを利用し、建物の外壁に沿って流れるより強い風、すなわち下から吹き上げる風を全く利用していなかった。
【０００４】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用できる建物用風力発電装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための建物用風力発電装置は、支持脚に設置された枠体の水平軸にプロペラ形の風車が回転ドラムを介して回転自在に設置され、該回転ドラムには横方向に広がった垂直方向用の風向板が設置され、プロペラの後部または回転ドラムの後部に発電機が設置され、該発電機の出力端子が回転ドラムに設置され、該出力端子に摺接して電線によって発電機からの電気を取り出す接触板が水平軸に設置されたことを特徴とする。また風車の重心を、風車が回転ドラムを中心に前方側へ傾斜する位置にしたことを含む。
また縦方向に広がった水平方向用の風向板が枠体に設置され、該枠体が水平方向に回転自在であることを含むものである。
【０００６】
回転ドラムに設けた垂直方向用の風向板によって風車が垂直方向に回転することにより、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用することができる。風車の重心を、風車が回転ドラムを中心に前方側へ傾斜する位置にしたことにより、回転ドラムを中心にした風車の回転範囲を一定の範囲に制限することができる。風車の回転を歯車伝達機構によって発電機へ伝えることができる。水平軸に設置された接触板を摺るようにして動く出力端子が回転ドラムに設けられたことにより、風車が垂直方向に回転しても発電機から電気を取り出すことができる。水平方向用の風向板により枠体が水平方向に回転するので、水平方向の風も有効利用することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建物用風力発電装置（以下、風力発電装置という）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【０００８】
図１は第１の実施の形態の風力発電装置１を示したものである。この風力発電装置１は、風車２と、水平状の枠体３と、該枠体３を支える支持脚４と、該支持脚４が設置された発電機５と、台座６とから構成され、外壁７に沿って吹き上げる風を利用するためにパラペット１６の上面に設置されている。
【０００９】
風車２はプロペラ８と、該プロペラ８を枠体３の水平軸９に回転自在に取り付けた回転ドラム１０と、該回転ドラム１０に設置された垂直方向用の風向板１１とから構成されている。回転ドラム１０はプロペラ８が垂直方向に回転できるようにベアリング１２を介して水平軸９に取り付けられ、この回転をスムーズに行うために風車２の重心と水平軸９の重心とを一致させている。
【００１０】
またプロペラ８は、図２に示すように、歯車伝達機構１３、すなわち傘歯車１４を両端に備えたロッド１５を介して発電機５に接続されている。この発電機５には、水平軸９、連結材９ａ、支持脚４および横材２０における各ロッド１５がそれぞれ噛み合わされて接続されている。
【００１１】
また垂直方向用の風向板１１は、後側が幅広になった２枚の板１７が後ろ側に向かって開いた状態で形成され、この板１７を横に寝かせた状態で設置されている。よって、この風向板１１が垂直方向の風を受けて回転ドラム１０を回転させることにより、プロペラ８が垂直方向の風に対向するようになっている。
【００１２】
またプロペラ８が外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所に設置されるように、枠体３後部には二本の支持脚４が設置され、該支持脚４が回転機構１９を介して回転自在に設置された横材２０の両端部に立設されている。また枠体３後部には垂直方向用の風向板１１と同じ構成で、やや大きな水平方向用の風向板２１が板１７を縦側にした状態で設置されている。よって、この風向板２１が水平方向の風を受けて枠体３を回転させることにより、プロペラ８が水平方向の風に対向するようになっている。このように風力発電装置１は建物の外壁７に沿って吹き上げる風や、この外壁７付近における水平方向の風を的確に捉えて有効利用することができるようになっている。
【００１３】
また図３は第２の実施の形態の風力発電装置２２を示したものである。この風力発電装置２２は、プロペラの回転軸２３が発電機の回転軸になるように発電機５を回転ドラム１０の後側に設置し、この発電機５の出力端子２４を水平軸９端部の接触板（円形）２５に当接させて電線１８によって電気を取り出せるようにしたものであり、これ以外は第１の実施の形態の風力発電装置１と同じ構成である。したがって回転ドラム１０が回転しても出力端子２４が接触板２５を摺るようにして動くため、発電された電気を水平軸９側に取り出すことができる。
【００１４】
また図４は第３の実施の形態の風力発電装置２６を示したものである。この風力発電装置２６は、プロペラ８が発電機５を介して回転ドラム１０に設置されたものであり、これ以外は第２の実施の形態の風力発電装置２２と同じ構成である。これも前記と同様に、回転ドラム１０に設置した発電機５の出力端子２４を水平軸９の外周に設けたリング状の接触板２５に当接させたものである。したがって回転ドラム１０が回転しても出力端子２４が接触板２５を摺るようにして動くため、発電された電気を水平軸９側に取り出すことができる。
【００１５】
また図５および６は第４の実施の形態の風力発電装置２７を示したものである。この風力発電装置２７は、発電機５から突出した支持アーム２８に設けた回転自在な横材２０の両端部に支持脚４が立設され、この支持脚４に風車２を備えた水平軸９が取り付けられ、該水平軸９に水平方向用の風向板２１を設けたものであり、これ以外は第１の実施の形態の風力発電装置１と同じ構成である。これは枠体３に代わる支持アーム２８により、外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所にプロペラ８を設置したものであり、前記と同じ効果を奏するものである。
【００１６】
また図７は第５の実施の形態の風力発電装置２９を示したものである。この風力発電装置２９は、外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所にプロペラ８を設置するために、傾けた支持脚４を発電機５に設置したものであり、これ以外は第４の実施の形態の風力発電装置２７と同じ構成で、前記と同じ効果を奏するものである。
【００１７】
また第４および５の実施の形態の風力発電装置２７、２９に発電機５を回転ドラム１０の後側に設置すること（第２の実施の形態の風力発電装置）と、プロペラ８を発電機５を介して回転ドラム１０に設置すること（第３の実施の形態の風力発電装置）とを適用することができる。
【００１８】
また図８は第６の実施の形態の風力発電装置３０を示したものである。この風力発電装置３０は、風車２の重心を、風車２が回転ドラム１０を中心に前方側へ傾斜する位置にしたことにより、風車２の回転範囲を制限したものである。すなわち、無風のときは、風車２が前方側へ傾斜した状態となり、外壁７に沿って吹き上げる風によって所定の範囲を回転するようになっている。よって上記の歯車伝達機構１３や接触板２５を使用せずに、可撓性のある電線１８によって発電された電気を取り出すことができるようになる。
【００１９】
【発明の効果】
回転ドラムに設けた垂直方向用の風向板によって風車が垂直方向に回転するので、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用して効率的な発電をすることができる。
【００２０】
回転ドラムを中心にした風車の回転範囲を一定の範囲に制限することにより、可撓性のある有線によって発電された電気を取り出すことができる。
【００２１】
歯車伝達機構によって風車の回転を発電機へ伝えることができる。
【００２２】
水平軸に設置された接触板を摺るようにして動く出力端子が回転ドラムに設けられたことにより、風車が垂直方向に回転しても発電機から電気を取り出すことができる。
【００２３】
水平方向用の風向板によって枠体が水平方向に回転するので、水平方向の風を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （１）は第１の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同平面図、（３）は同正面図である。
【図２】 （１）および（２）は第２の実施の形態の風力発電装置の概念図、（３）は同風力発電装置における回転ドラムの拡大断面図である。
【図３】 （１）は第３の実施の形態の風力発電装置の概念図、（２）は同風力発電装置における回転ドラムの拡大断面図である。
【図４】 第４の実施の形態の風力発電装置の断面図である。
【図５】 （１）は第５の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同概念図である。
【図６】 （１）は第５の実施の形態の風力発電装置の平面図、（２）は同正面図である。
【図７】 （１）は第６の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同平面図、（３）は同正面図である。
【図８】 （１）は第７の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は風車の一部切欠断面図である。
【図９】 従来の風力発電装置の斜視図である。
【符号の説明】
１、２２、２６、２７、２９、３０、３３ 風力発電装置
２ 風車
３ 枠体
４ 支持脚
５、３２ 発電機
６ 台座
７ 外壁
８ プロペラ
９ 水平軸
９ａ 連結材
１０ 回転ドラム
１１ 垂直方向用の風向板
１２ ベアリング
１３ 歯車伝達機構
１４ 傘歯車
１５ ロッド
１６ パラペット
１７ 板
１８ 電線
１９ 回転機構
２０ 横材
２１ 水平方向の風向板
２３ プロペラの回転軸
２４ 出力端子
２５ 接触板
２８ 支持アーム
３１ ポール
【発明の属する技術分野】
本発明は建物の屋上などに設置される建物用風力発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物に設置される風力発電装置３３は、例えば図９に示すように、屋上に立てたポール３１の上部に水平回転式のプロペラ発電機３２を搭載したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の発電装置は建物上部の水平に流れる風だけを利用し、建物の外壁に沿って流れるより強い風、すなわち下から吹き上げる風を全く利用していなかった。
【０００４】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用できる建物用風力発電装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための建物用風力発電装置は、支持脚に設置された枠体の水平軸にプロペラ形の風車が回転ドラムを介して回転自在に設置され、該回転ドラムには横方向に広がった垂直方向用の風向板が設置され、プロペラの後部または回転ドラムの後部に発電機が設置され、該発電機の出力端子が回転ドラムに設置され、該出力端子に摺接して電線によって発電機からの電気を取り出す接触板が水平軸に設置されたことを特徴とする。また風車の重心を、風車が回転ドラムを中心に前方側へ傾斜する位置にしたことを含む。
また縦方向に広がった水平方向用の風向板が枠体に設置され、該枠体が水平方向に回転自在であることを含むものである。
【０００６】
回転ドラムに設けた垂直方向用の風向板によって風車が垂直方向に回転することにより、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用することができる。風車の重心を、風車が回転ドラムを中心に前方側へ傾斜する位置にしたことにより、回転ドラムを中心にした風車の回転範囲を一定の範囲に制限することができる。風車の回転を歯車伝達機構によって発電機へ伝えることができる。水平軸に設置された接触板を摺るようにして動く出力端子が回転ドラムに設けられたことにより、風車が垂直方向に回転しても発電機から電気を取り出すことができる。水平方向用の風向板により枠体が水平方向に回転するので、水平方向の風も有効利用することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建物用風力発電装置（以下、風力発電装置という）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【０００８】
図１は第１の実施の形態の風力発電装置１を示したものである。この風力発電装置１は、風車２と、水平状の枠体３と、該枠体３を支える支持脚４と、該支持脚４が設置された発電機５と、台座６とから構成され、外壁７に沿って吹き上げる風を利用するためにパラペット１６の上面に設置されている。
【０００９】
風車２はプロペラ８と、該プロペラ８を枠体３の水平軸９に回転自在に取り付けた回転ドラム１０と、該回転ドラム１０に設置された垂直方向用の風向板１１とから構成されている。回転ドラム１０はプロペラ８が垂直方向に回転できるようにベアリング１２を介して水平軸９に取り付けられ、この回転をスムーズに行うために風車２の重心と水平軸９の重心とを一致させている。
【００１０】
またプロペラ８は、図２に示すように、歯車伝達機構１３、すなわち傘歯車１４を両端に備えたロッド１５を介して発電機５に接続されている。この発電機５には、水平軸９、連結材９ａ、支持脚４および横材２０における各ロッド１５がそれぞれ噛み合わされて接続されている。
【００１１】
また垂直方向用の風向板１１は、後側が幅広になった２枚の板１７が後ろ側に向かって開いた状態で形成され、この板１７を横に寝かせた状態で設置されている。よって、この風向板１１が垂直方向の風を受けて回転ドラム１０を回転させることにより、プロペラ８が垂直方向の風に対向するようになっている。
【００１２】
またプロペラ８が外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所に設置されるように、枠体３後部には二本の支持脚４が設置され、該支持脚４が回転機構１９を介して回転自在に設置された横材２０の両端部に立設されている。また枠体３後部には垂直方向用の風向板１１と同じ構成で、やや大きな水平方向用の風向板２１が板１７を縦側にした状態で設置されている。よって、この風向板２１が水平方向の風を受けて枠体３を回転させることにより、プロペラ８が水平方向の風に対向するようになっている。このように風力発電装置１は建物の外壁７に沿って吹き上げる風や、この外壁７付近における水平方向の風を的確に捉えて有効利用することができるようになっている。
【００１３】
また図３は第２の実施の形態の風力発電装置２２を示したものである。この風力発電装置２２は、プロペラの回転軸２３が発電機の回転軸になるように発電機５を回転ドラム１０の後側に設置し、この発電機５の出力端子２４を水平軸９端部の接触板（円形）２５に当接させて電線１８によって電気を取り出せるようにしたものであり、これ以外は第１の実施の形態の風力発電装置１と同じ構成である。したがって回転ドラム１０が回転しても出力端子２４が接触板２５を摺るようにして動くため、発電された電気を水平軸９側に取り出すことができる。
【００１４】
また図４は第３の実施の形態の風力発電装置２６を示したものである。この風力発電装置２６は、プロペラ８が発電機５を介して回転ドラム１０に設置されたものであり、これ以外は第２の実施の形態の風力発電装置２２と同じ構成である。これも前記と同様に、回転ドラム１０に設置した発電機５の出力端子２４を水平軸９の外周に設けたリング状の接触板２５に当接させたものである。したがって回転ドラム１０が回転しても出力端子２４が接触板２５を摺るようにして動くため、発電された電気を水平軸９側に取り出すことができる。
【００１５】
また図５および６は第４の実施の形態の風力発電装置２７を示したものである。この風力発電装置２７は、発電機５から突出した支持アーム２８に設けた回転自在な横材２０の両端部に支持脚４が立設され、この支持脚４に風車２を備えた水平軸９が取り付けられ、該水平軸９に水平方向用の風向板２１を設けたものであり、これ以外は第１の実施の形態の風力発電装置１と同じ構成である。これは枠体３に代わる支持アーム２８により、外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所にプロペラ８を設置したものであり、前記と同じ効果を奏するものである。
【００１６】
また図７は第５の実施の形態の風力発電装置２９を示したものである。この風力発電装置２９は、外壁７に沿って吹き上げる風の流れる箇所にプロペラ８を設置するために、傾けた支持脚４を発電機５に設置したものであり、これ以外は第４の実施の形態の風力発電装置２７と同じ構成で、前記と同じ効果を奏するものである。
【００１７】
また第４および５の実施の形態の風力発電装置２７、２９に発電機５を回転ドラム１０の後側に設置すること（第２の実施の形態の風力発電装置）と、プロペラ８を発電機５を介して回転ドラム１０に設置すること（第３の実施の形態の風力発電装置）とを適用することができる。
【００１８】
また図８は第６の実施の形態の風力発電装置３０を示したものである。この風力発電装置３０は、風車２の重心を、風車２が回転ドラム１０を中心に前方側へ傾斜する位置にしたことにより、風車２の回転範囲を制限したものである。すなわち、無風のときは、風車２が前方側へ傾斜した状態となり、外壁７に沿って吹き上げる風によって所定の範囲を回転するようになっている。よって上記の歯車伝達機構１３や接触板２５を使用せずに、可撓性のある電線１８によって発電された電気を取り出すことができるようになる。
【００１９】
【発明の効果】
回転ドラムに設けた垂直方向用の風向板によって風車が垂直方向に回転するので、建物の外壁に沿って吹き上げる風を有効利用して効率的な発電をすることができる。
【００２０】
回転ドラムを中心にした風車の回転範囲を一定の範囲に制限することにより、可撓性のある有線によって発電された電気を取り出すことができる。
【００２１】
歯車伝達機構によって風車の回転を発電機へ伝えることができる。
【００２２】
水平軸に設置された接触板を摺るようにして動く出力端子が回転ドラムに設けられたことにより、風車が垂直方向に回転しても発電機から電気を取り出すことができる。
【００２３】
水平方向用の風向板によって枠体が水平方向に回転するので、水平方向の風を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （１）は第１の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同平面図、（３）は同正面図である。
【図２】 （１）および（２）は第２の実施の形態の風力発電装置の概念図、（３）は同風力発電装置における回転ドラムの拡大断面図である。
【図３】 （１）は第３の実施の形態の風力発電装置の概念図、（２）は同風力発電装置における回転ドラムの拡大断面図である。
【図４】 第４の実施の形態の風力発電装置の断面図である。
【図５】 （１）は第５の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同概念図である。
【図６】 （１）は第５の実施の形態の風力発電装置の平面図、（２）は同正面図である。
【図７】 （１）は第６の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は同平面図、（３）は同正面図である。
【図８】 （１）は第７の実施の形態の風力発電装置の側面図、（２）は風車の一部切欠断面図である。
【図９】 従来の風力発電装置の斜視図である。
【符号の説明】
１、２２、２６、２７、２９、３０、３３ 風力発電装置
２ 風車
３ 枠体
４ 支持脚
５、３２ 発電機
６ 台座
７ 外壁
８ プロペラ
９ 水平軸
９ａ 連結材
１０ 回転ドラム
１１ 垂直方向用の風向板
１２ ベアリング
１３ 歯車伝達機構
１４ 傘歯車
１５ ロッド
１６ パラペット
１７ 板
１８ 電線
１９ 回転機構
２０ 横材
２１ 水平方向の風向板
２３ プロペラの回転軸
２４ 出力端子
２５ 接触板
２８ 支持アーム
３１ ポール
Claims (3)
- 支持脚に設置された枠体の水平軸にプロペラ形の風車が回転ドラムを介して回転自在に設置され、該回転ドラムには横方向に広がった垂直方向用の風向板が設置され、プロペラの後部または回転ドラムの後部に発電機が設置され、該発電機の出力端子が回転ドラムに設置され、該出力端子に摺接して電線によって発電機からの電気を取り出す接触板が水平軸に設置されたことを特徴とする建物用風力発電装置。
- 風車の重心を、風車が回転ドラムを中心に前方側へ傾斜する位置にしたことを特徴とする請求項１に記載の建物用風力発電装置。
- 縦方向に広がった水平方向用の風向板が枠体に設置され、該枠体が水平方向に回転自在であることを特徴とする請求項１または２に記載の建物用風力発電装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001364788A JP3968235B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 建物用風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001364788A JP3968235B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 建物用風力発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003166462A JP2003166462A (ja) | 2003-06-13 |
| JP3968235B2 true JP3968235B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=19174923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001364788A Expired - Fee Related JP3968235B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 建物用風力発電装置 |
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| JP5097730B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2012-12-12 | 株式会社日立製作所 | 水平軸風車 |
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2001
- 2001-11-29 JP JP2001364788A patent/JP3968235B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2003166462A (ja) | 2003-06-13 |
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