JP5546557B2 - マルチ風向風の等速風力発電機 - Google Patents

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Description

本発明は風力発電機に関わるもので、具体的にはマルチ風向風エネルギーを利用して発電するマルチ風向等速風力発電機に関わるものである。
現在、エネルギー問題が日々厳しくなることに従って、風のエネルギーを利用することはますます研究方向となっている。
既存の風力発電機は、水平方向の風力のみ利用して発電し、垂直方向の風力を利用することが出来ない。水平方向の風は季節、地理環境、昼夜等条件の制限を受け、常に水平風力の強さの影響を受け、発電量が安定しないので、電気ネットに進入することが難しい。また、発電機をタワーホルダーに固定するため、タワーホルダーの荷重を増やしている。
本発明は、既存技術の不足点を解決する為、マルチ風向風力を利用して発電でき、発電量が安定したマルチ風向等速風力発電機を提供するのである。
本発明は下記の技術案により実現されている。
本発明は、一種のマルチ風向等速風力発電機であって、幾つかのブレード、最低二個のダクト、ファン、縦軸、方向転換用歯車、第一加力器、バネ輪、第二加力器、増速器、発電機、タワーが含まれ、前記第一加力器と第二加力器がそれぞれ小さい直径から大きい直径順に噛み合う歯車連結構造で、前記増速器が直径の異なる多段歯車駆動機構により構成され、各段の歯車駆動機構の主動歯車の直径が従動歯車の直径より大きく、タワーに縦軸が設けられ、縦軸の上部に幾つかのブレードが固定され、タワーに最低2個の上口が小さくて、下口が大きいダクトが固定され、ダクトと対応する位置の縦軸にファンが固定され、縦軸が方向転換用歯車によって第一加力器の入力側の歯車の軸と連結され、前記第一加力器の出力側の歯車とバネ輪が噛み合い、前記バネ輪の出力軸が歯車駆動機構と第二加力器、増速器により地面の発電機に順番に連結されることを特徴とする。
2-4個、幾つかのダクトがタワーホルダーの外周に均一に分布される。
幾つかのブレードが多層に分けられ、各層には最低三個のブレードが有り、数個ブレードの開き口が同一方向に沿って時計回り方向或いは逆方向に配置される。
多層のブレードがピラミッドの様に配列される。
本発明は下記の技術効果を有する。
1．本発明における風力発電機はブレードを利用して水平方向の風力を発電用の機械的エネルギーとすると同時に、ダクトの役割を利用して、圧力差、温度差、空気の「熱くなると上昇し冷えると下がる」等の自然現象により生ずる垂直の風のエネルギーを発電用の機械的エネルギーとするのである。縦軸が出力する機械的エネルギーは、方向転換用歯車、第一加力器によりバネ輪に伝わり、バネ輪によって保存されて均一に出力し、発電機の第二加力器と増速器の加力によって、歯車回転数を保証して、発電量が季節、地理環境、昼夜等の条件の制限を受けなく、発電量が安定で均一され、電気ネットに繋げることが出来る様にしている。
2．本発明における発電ユニットには多層のブレードを採用されているが、ブレードがスプーン形状になっているので、汎用ブレードの風量より大きく、安定した低コストの風力発電が実現できるのである。
3．本発明における発電ユニットのブレードは、発電機に直接に連結されていないため、ブレードの縦軸の回転により、原始動力を多段駆動によって地面の発電機に伝達するのである。発電機は地面に設置することにより、タワーの荷重を低減している。
図１は、本発明におけるマルチ風向等速風力発電機の示し図である。
以下、添付図と具体的な実施例に合わせて本発明に対して詳しく説明する。
本発明におけるマルチ風向等速風力発電機の示し図は、図１の通り、幾つかのブレード１、最低二個のダクト４、ファン２、縦軸３、方向転換用歯車５、第一加力器６、バネ輪７、第二加力器８、増速器９、発電機１０、タワー１１が含まれる。前記第一加力器６と第二加力器８は、それぞれ直径の小さいものから大きいものの順に噛み合う歯車連結構造で、前記増速器９が直径の異なる多段歯車駆動機構により構成され、各段の歯車駆動機構の主動歯車の直径が従動歯車の直径より大きく、タワー11には縦軸３が設けられ、縦軸2の上部に幾つかのブレード１が固定され、タワーには最低2個の上口が小さくて、下口が大きいダクト４が固定され、ダクトと対応する位置の縦軸にファン２が固定され、縦軸３が一組の方向転換用歯車５によって第一加力器６の入力側の歯車の軸と連結され、前記第一加力器６の出力側の歯車とバネ輪７が噛み合い、前記バネ輪７の出力軸が歯車駆動機構と第二加力器８、増速器９により地面の発電機10に順番に連結される。
圧力差、温度差、空気の「熱くなると上昇し冷えると下がる」等の自然的現象により生ずる垂直の風のエネルギーを更に利用するため、前記のダクトを2-4個にし、幾つかのダクトがタワーの外周に均一に分布する様にしている。
幾つかのブレードは多層に分けられ、各層には最低三個のブレードがあり、幾つかのブレードの開き口は同一方向に沿って時計の回り方向或いは逆方向に配置され、ブレードが時計回り方向或いは逆方向に360度回転できる様にしている。多層のブレードはピラミッドの様に配列されている。
ブレードは水平方向の風力を集めて、縦軸に伝達する。同時に圧力差、温度差、空気の「熱くなると上昇し冷えると下がる」等の自然的現象によりダクトの中で生ずる垂直の風のエネルギーがファンにより縦軸に伝達され、縦軸が出力する機械的エネルギーが方向転換用歯車、第一加力器によってバネ輪に伝わり、バネ輪により保存されて出力し、第二加力器と増速器によって加力加速された後発電機に伝達される。ファンがダクトの垂直の風によりブレードと同期回転を行う。垂直の風は季節、地理環境、昼夜等の条件の制限を受けなく、発電機の最低回転速を保証し、発電量が安定して均一になる。上昇する風速は一般的に8ｍ/秒ぐらいであるので、本発明における発電機は2級以下の風でも安定して発電することができる。
実施例にあわせて、本発明におけるマルチ風向の等速風力発電機に対して説明を行っているが、以上の実施例は紹介をする為であってそれに制限されるのではない。本発明の主旨と範囲を離れない限り、それによる全ての変化或いは修正は何れも本発明の範囲以内と認める。
１・・・ブレード
２・・・ファン
３・・・縦軸
４・・・ダクト
５・・・方向転換用歯車
６・・・第一加力器
７・・・バネ輪
８・・・第二加力器
９・・・増速器
１０・・・発電機
１１・・・タワー

Claims (4)

  1. 一種のマルチ風向等速風力発電機であって、幾つかのブレード、最低二個のダクト、ファン、縦軸、方向転換用歯車、第一加力器、バネ輪、第二加力器、増速器、発電機、タワーが含まれ、前記第一加力器と第二加力器がそれぞれ小さい直径から大きい直径の順に噛み合う歯車連結構造で、前記増速器が直径の異なる多段歯車駆動機構により構成され、各段の歯車駆動機構の主動歯車の直径が従動歯車の直径より大きく、タワーに縦軸が設けられ、縦軸の上部に幾つかのブレードが固定され、タワーの外周に最低2個の上口が小さくて、下口が大きいダクトが均一に分布するように固定され、ダクトと対応する位置の縦軸にファンが固定され、縦軸が方向転換用歯車によって第一加力器の入力側の歯車上の軸と連結され、前記第一加力器の出力側の歯車とバネ輪が噛み合い、前記バネ輪の出力軸が歯車駆動機構と第二加力器、増速器により地面の発電機に順番に連結されることを特徴とする。
  2. 前記ダクトが2-4個であることを特徴とする前記請求項１に記載のマルチ風向等速風力発電機。
  3. 幾つかのブレードが多層に分かれて、各層には最低三個のブレードがあり、幾つかのブレードの開き口が同一方向に時計回り方向或いは逆方向に配置されることを特徴とする前記請求項１に記載のマルチ風向等速風力発電機。
  4. 多層のブレードがピラミッドの様に配列されることを特徴とする前記請求項３に記載のマルチ風向等速風力発電機。
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