JP4269040B2 - 風力発電装置 - Google Patents
風力発電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4269040B2 JP4269040B2 JP2004033409A JP2004033409A JP4269040B2 JP 4269040 B2 JP4269040 B2 JP 4269040B2 JP 2004033409 A JP2004033409 A JP 2004033409A JP 2004033409 A JP2004033409 A JP 2004033409A JP 4269040 B2 JP4269040 B2 JP 4269040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind
- blade
- windmill
- rotation
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
小島,「ねじれ円弧翼型水平軸風車の開発」,太陽エネルギー,日本太陽エネルギー学会,1996年5月,第22巻,第3号,p.25−31 小島,岸村,「ねじれ円弧翼型水平軸風車に関する研究」,太陽エネルギー,日本太陽エネルギー学会,1997年9月,第23巻,第5号,p.70−76
また、上記の捻ったブレードを用いた風車を効率的に回転させるためには、風向きが回転軸方向に沿う風であることが好ましいが、従来の風力発電装置にそのまま設置してしまうと、回転軸方向に沿う風を得にくく、結果として風車が効率的に回転することは困難であった。
複数のブレードが回転軸に対して湾曲するように取り付けられた風車と、
前記風車の回転軸に連結されて、前記風車の動力が伝達され発電する発電機と、
前記ブレードに向けて風を案内する流路を形成するように、前記回転軸の軸方向に沿って前記風車を覆うカバーとを備え、
前記風車は、
前記ブレードを前記回転軸に固定するために、前記回転軸に所定の間隔をあけて固定される一対の固定具を備え、
前記一対の固定具のうち、一方の固定具には、前記ブレードの一端部が固定されるとともに他方の固定具には、前記ブレードの他端部が固定され、
前記一対の固定具には、前記ブレードが所定のねじれ角度で固定されるように前記ねじれ角度と同角度に傾き、前記ブレードの一端部及び他端部に接触するねじれ面が、前記ブレードの個数に対応して形成されていることを特徴としている。
また、上述の捻ったブレードを有する風車は一般的な風車よりも風向きに対するサイズが小型であっても同一の回転数を得ることができるので、風力発電装置自体を小型化することが可能になる。一般的に、標高が高くなればそれに比例して風力も増加するが、請求項1記載の発明であれば、従来の一般的な風車を用いて発電を行う場合よりも低い位置で同程度の発電が可能となる。したがって、従来の一般的な風車を使用した風力発電装置よりも設置個所を低くすることや設置面積も少なくすることができ、結果として設置時における安全性を高めることができる。
また、風車がカバーによって覆われているので、人が回転に巻き込まれることを防止することができる。また、カバーによって風は軸方向に沿って案内されるために、風車を効率的に回転させて、発電能力を高めることができる。
前記回転軸が垂直方向に沿うように配置されていることを特徴としている。
前記カバー及び前記風車を、前記回転軸が水平方向に沿うように回転自在に支持する支持部を備えることを特徴としている。
前記発電機の駆動軸には、前記風車の回転を増速する増速機が設けられていることを特徴としている。
前記風車の回転軸と前記発電機の駆動軸とを連結する回転継手を備え、
前記回転継手は、
軸方向に伸縮する中空な伸縮部と、
前記伸縮部の一端面に設けられて、前記駆動軸の先端部が前記伸縮部内部に位置するように前記駆動軸を回転自在に支持するベース部と、
前記伸縮部の他端面に設けられて、前記回転軸の回転に連動して回転しながら、当該回転を前記伸縮部に伝達するとともに、前記ベース部に支持された前記駆動軸の先端部に着脱自在な連結部とを備え、
前記伸縮部は、前記回転軸から前記連動部を介して伝達された回転に連動して回転すると、当該回転による遠心力によって収縮し、
前記連結部は、前記伸縮部の変形に連動して前記ベース部に対して相対的に移動し、前記伸縮部の縮み量が所定量以上である場合には前記駆動軸の先端部と連結状態にあり、前記伸縮部の縮み量が所定量未満である場合には前記駆動軸の先端部と非連結状態であることを特徴としている。
前記回転軸における前記ブレードの上方若しくは下方には、前記ブレードに向けて風を導くガイド部材が回転自在に設けられ、
前記カバーにおける前記ガイド部材に対向する部分には、前記カバー内部に風を進入させる開口が、前記回転軸の周方向に沿って複数形成されていることを特徴としている。
また、回転軸の軸方向に沿って風を案内することと、微弱な風においても風車が回転することによって、効率的に風車が回転し、発電能力を高めることができる。
なお、ブレード53のねじれ角は、一対の固定具52a,52bの間隔や、ブレード53の枚数、形状、サイズ等により最適な値が変化するため、予め設計時に種々のシミュレーションや実験等を行って最適なねじれ角度を求めることが必要である。そして、この導き出された最適なねじれ角度に対応するようにねじれ面522の角度αも設定しておかなければならない。
また、着脱部952には、軸方向に延在する溝954が形成されている。着脱部952の内部には、貫通部951を貫通した回転軸51に固定される回転固定軸953が設けられている。回転固定軸953には、側方に延出するピン955が固定されており、このピン955は、着脱部952の溝954から突出して、伸縮部93に係合している。つまり、回転軸51の回転に伴って回転固定軸953が回転すると、その回転力はピン955を介して伸縮部93に伝達し、伸縮部93及び錘94も連動して回転するようになっている。そして、伸縮部93及び錘94の回転を基とした遠心力は、伸縮部93を外側へと変形させる力として作用しながらも、軸方向に収縮させるように作用する。ここで、着脱部952と駆動軸221とを連結させるには伸縮部93の縮み量が所定量以上なければならないので、少なくとも縮み量が所定量になるだけの遠心力を伸縮部93に与えなければならない。遠心力は回転軸51の回転数や、伸縮部93の重さ、錘94の重さ等によって変化するが、少なくとも回転軸51の回転数が約100rpm以上となった場合に、伸縮部93の縮み量が所定量になるように、伸縮部93や錘94の重さを設定することが好ましい。さらに、回転軸51の回転数は、風速に依存しているので、風速が約1.6m/s以上になった場合に、回転数が約100rpmを越えるように、ブレード53の枚数や、サイズ、形状等を設定しておくことが好ましい。
これら一連の動作によって、駆動軸221及び回転軸51とを連結したり、連結を解除したりできるようになっている。
また、ブレード53の上方には、回転軸51の上端部を回転自在に支持する軸受け(図示省略)が設けられている。
表示器3上部周面には、太陽光により発電する複数のソーラパネル33が配置されている。このソーラパネル33は蓄電池23に接続されていて、ソーラパネル33により発電された電力は蓄電池23に蓄えられるようになっている。つまり、風力発電装置2とソーラパネル33とを併用しての発電が可能であるので、長期にわたって安定した発電が可能となる。
先ず、風車5の組立手順について図2及び図3を参照に説明すると、作業者は、回転軸51を一対の固定具52a,52bの貫通孔521に貫通させて、一対の固定具52a,52bの間隔を所定間隔とした後に、一対の固定具52a,52bを回転軸51に取り付ける。固定具52a,52bが回転軸51に固定されると、作業者は、ブレード53の一端部を一方の固定具52aのねじれ面522に密着させてネジ止めした後に、ブレード53の他端部を一方の固定具52bのねじれ面522に密着させてネジ止めする。全てのブレード53に対して、上記行程を繰り返せば、図2に示すようにブレード53が所定のねじれ角度を有した状態で、回転軸51に固定されて、風車5が完成する。
表示器3は、蓄電池23に蓄えられた電力及び制御信号が制御装置24から供給されることで、種々の表示内容が電光パネル32に表示される。
さらに、風車5がカバー6によって覆われているので、人が回転に巻き込まれることを防止することができる。また、カバー6には風の流路が形成されているので、カバー6によって風が遮られることを防止できる。
そして、ブレード53自体はカバー6によって覆われており、さらには、ブレード53の両端部は一対の固定具52a,52bに固定されているので、台風などの強風下であっても、ブレード53が破損することを防止している。
また、風車5の固定具52a,52bには、ねじれ角度と同角度に傾いたねじれ面522が形成されているので、風車5の組立時においては、ねじれ面522にブレード53の端部を密着させるだけで、ブレード53を所定のねじれ角度で捻らせて回転軸51に取り付けることができる。つまり、ねじれ角度を調節する手間を省くことで、ブレード53を取り付けやすくでき、組立作業を簡便化することができる。このように、風車5を簡便に組み立てることができれば、風力発電装置2自体の組立作業の簡便化が可能となって、さらには簡便なため安価にもなる。
また、上述したように、回転軸51の軸方向に沿って風を案内することと、微弱な風においても風車が回転することによって、効率的に風車5が回転し、発電能力を高めることができる。
そして、捻ったブレード53を有する風車5では、回転軸51がブレード53の外形よりも長くなっている。このため、回転軸51が水平方向に沿うように配置された風車5よりも、垂直方向に沿うように配置された風車5の方が、水平面に投影された面積が小さくなり、設置面積を削減しやすい。したがって、本実施形態の風力発電装置2のように、回転軸51が垂直方向に沿うように配置されていれば、設置面積を小さくすることが可能になる。
例えば、本実施形態では、回転軸51が垂直方向に沿った場合を例示して説明したが、回転軸51の傾きは如何様でもよく、例えば水平方向に沿った構成であっても構わない。以下に、回転軸51を水平方向に沿わせた場合について図6を参照に説明する。なお、以下の説明で上記実施形態における風力発電装置2と同一の部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
カバー6Aの内部には、風車5、回転継手223、増速機222及び発電機22を支持するフレーム(図示省略)が設けられている。カバー6Aの外側面一端には、複数の風向翼65が設けられている。
3 表示器
5 風車
6 カバー
22 発電機
51 回転軸
52a,52b 固定具
53 ブレード
54 ガイド部材
61 開口
92 ベース部
93 伸縮部
95 連結部
221 駆動軸
222 増速機
223 回転継手
522 ねじれ面
Claims (6)
- 複数のブレードが回転軸に対して湾曲するように取り付けられた風車と、
前記風車の回転軸に連結されて、前記風車の動力が伝達され発電する発電機と、
前記ブレードに向けて風を案内する流路を形成するように、前記回転軸の軸方向に沿って前記風車を覆うカバーとを備え、
前記風車は、
前記ブレードを前記回転軸に固定するために、前記回転軸に所定の間隔をあけて固定される一対の固定具を備え、
前記一対の固定具のうち、一方の固定具には、前記ブレードの一端部が固定されるとともに他方の固定具には、前記ブレードの他端部が固定され、
前記一対の固定具には、前記ブレードが所定のねじれ角度で固定されるように前記ねじれ角度と同角度に傾き、前記ブレードの一端部及び他端部に接触するねじれ面が、前記ブレードの個数に対応して形成されていることを特徴とする風力発電装置。 - 請求項1記載の風力発電装置において、
前記回転軸が垂直方向に沿うように配置されていることを特徴とする風力発電装置。 - 請求項1記載の風力発電装置において、
前記カバー及び前記風車を、前記回転軸が水平方向に沿うように回転自在に支持する支持部を備えることを特徴とする風力発電装置。 - 請求項1記載の風力発電装置において、
前記発電機の駆動軸には、前記風車の回転を増速する増速機が設けられていることを特徴とする風力発電装置。 - 請求項1記載の風力発電装置において、
前記風車の回転軸と前記発電機の駆動軸とを連結する回転継手を備え、
前記回転継手は、
軸方向に伸縮する中空な伸縮部と、
前記伸縮部の一端面に設けられて、前記駆動軸の先端部が前記伸縮部内部に位置するように前記駆動軸を回転自在に支持するベース部と、
前記伸縮部の他端面に設けられて、前記回転軸の回転に連動して回転しながら、当該回転を前記伸縮部に伝達するとともに、前記ベース部に支持された前記駆動軸の先端部に着脱自在な連結部とを備え、
前記伸縮部は、前記回転軸から前記連動部を介して伝達された回転に連動して回転すると、当該回転による遠心力によって収縮し、
前記連結部は、前記伸縮部の変形に連動して前記ベース部に対して相対的に移動し、前記伸縮部の縮み量が所定量以上である場合には前記駆動軸の先端部と連結状態にあり、前記伸縮部の縮み量が所定量未満である場合には前記駆動軸の先端部と非連結状態であることを特徴とする風力発電装置。 - 請求項5記載の風力発電装置において、
前記回転軸における前記ブレードの上方若しくは下方には、前記ブレードに向けて風を導くガイド部材が回転自在に設けられ、
前記カバーにおける前記ガイド部材に対向する部分には、前記カバー内部に風を進入させる開口が、前記回転軸の周方向に沿って複数形成されていることを特徴とする風力発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004033409A JP4269040B2 (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | 風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004033409A JP4269040B2 (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | 風力発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005226475A JP2005226475A (ja) | 2005-08-25 |
JP4269040B2 true JP4269040B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=35001403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004033409A Expired - Fee Related JP4269040B2 (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | 風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4269040B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5329128B2 (ja) * | 2008-06-06 | 2013-10-30 | 学校法人明治大学 | 風力発電装置 |
JP5567416B2 (ja) * | 2010-07-12 | 2014-08-06 | 株式会社京三製作所 | 風力発電装置 |
KR200464565Y1 (ko) * | 2011-02-01 | 2013-01-08 | 에너진(주) | 조명기능이 부가된 풍력발전기 |
CN115085129B (zh) * | 2022-06-02 | 2022-12-16 | 武汉理工大学 | 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 |
-
2004
- 2004-02-10 JP JP2004033409A patent/JP4269040B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005226475A (ja) | 2005-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3034388B1 (en) | Wind power generation system | |
EP1861619B1 (en) | Tension wheel in a rotor system for wind and water turbines | |
CN101512142B (zh) | 风力发电机 | |
WO2005095794A1 (ja) | 片持式垂直軸風車 | |
US20070009348A1 (en) | Wind Guiding Hood Structure For Wind Power Generation | |
US8109732B2 (en) | Horizontal-axis wind generator | |
KR20130069334A (ko) | 풍력 에너지로부터 전력을 발생시키기 위한 풍력 발전 장치 | |
KR20220041776A (ko) | 공기압축식 수직형 풍력발전기 세트 | |
US20200392939A1 (en) | Fluid turbine blade device | |
KR20110132798A (ko) | 풍력발전장치 | |
JP4269040B2 (ja) | 風力発電装置 | |
US7887283B1 (en) | Wind turbine assembly | |
JP3766845B2 (ja) | 風力発電装置 | |
JP4322252B2 (ja) | 太陽光発電と風力発電を複合した発電装置 | |
KR101508649B1 (ko) | 풍력발전기용 블레이드 피치 조절장치 및 이를 포함하는 풍력발전기 | |
JP2015166562A (ja) | 強風による過回転を防止できる垂直軸抗力型風車及び風力発電装置 | |
JP2003254228A (ja) | 風力エネルギ回収装置、及び、風力発電装置 | |
CN219774273U (zh) | 一种风力发电机机头 | |
JP4509633B2 (ja) | 風力発電装置 | |
WO2022054268A1 (ja) | 風力原動機および風力発電装置 | |
KR102692921B1 (ko) | 블레이드 접이형 풍력 발전기 | |
CN215486388U (zh) | 一种多功能检测装置 | |
CN218788239U (zh) | 风力发电模拟装置 | |
KR20040034778A (ko) | 수직형 풍력발전기 | |
RU72512U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060904 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060904 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090120 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090128 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4269040 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140306 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |