JP6097876B1

JP6097876B1 - 風力発電機

Info

Publication number: JP6097876B1
Application number: JP2016236041A
Authority: JP
Inventors: 友二恩田
Original assignee: 株式会社Ｓｋｉｐ
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2036-12-05
Also published as: JP2018091246A

Abstract

【課題】簡易な構成のため製作コストが安く操作と点検も簡単に行える発電効率の良い風力発電機を提供する。【解決手段】天板と底板及び側板からなり、前部に風の流入口を構成し後部に風の排出口を構成した筐体と、前記筐体の内部前方に構成した前後移動可能な風量調節体と、前記風量調節体の移動手段と、前記風の流入口より筐体内に流入した風によって回転する一対の筒型回転体と、前記風量調節体と一対の筒型回転体の間に配置した整風板と、前記一対の筒型回転体の回転力によって駆動する発電機と、前記発電機のカバーとからなる風力発電機。【選択図】図１

Description

本発明は、小型で発電効率の良い風力発電機に関するものである。

従来より風力発電機には、特許文献１に示すプロペラを利用したものや特許文献２に示す羽根車を利用したものなどが提案されていた。

特開２００５−２３３１７２号公報

特開２００４−２３９２４７号公報

特許文献１記載の発明は、多重軸の中心軸である第１回転軸（２）に小型第１一枚羽根（５）を第２回転軸管（３）には、中型第２一枚羽根（６）、第３回転軸管（４）には、大形第３一枚羽根（７）を設置し、それぞれの回転軸及び回転軸管が動力伝達軸であり個別に発電する多重軸プロペラ風力発電機である。
特許文献２記載の発明は、側面板（１）に装着した発電機（６）を回転する羽根車（５）は、その片側半分をカバーした固定集風面（２）と風向板（３）を持ち、先端間隙（４−ｃ）がある多機能性可動集風板（４）で構成されたフレーム内に支持され、広範周囲の風量を集統合して、羽根車（５）の回転作動部分に風力を集中作用する構造で、多機能性可動集風板（４）は両側面板（１）に開閉リンク（７）と開閉制御バネ（７−ｃ）でリンク構成され、保持具（８）で安定保持されている高効率風力発電装置である。

前記特許文献１に示すプロペラ式のものは、機構が複雑となる上に大量の風力を得るにはプロペラを大型化しなければならないためコストがかかり設置場所も限定された。更にプロペラの回転時の騒音も問題となっていた。
特許文献２に示す風力発電装置は、羽根車風車の回転の高効率化を計ったものであるが、羽根車（５）の回転能力の高効率化を果たすために、羽根車（５）の片側半分をカバーする固定集風面（２）と、開閉リンク（７）と開閉制御バネ（７−ｃ）と保持具（８）を有する多機能性可動集風板（４）を構成するため、構成が複雑となりコストが嵩むという問題点もあった。

本発明は上記従来例の問題点を解決し、簡易な構成のため製作コストが安く操作と点検も簡単に行える発電効率の良い風力発電機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、天板と底板及び側板からなり、前部に風の流入口を構成し後部に風の排出口を構成した筐体と、前記筐体の内部前方に構成した前後移動可能な風量調節体と、前記風量調節体の移動手段と、前記風の流入口より筐体内に流入した風によって回転する一対の筒型回転体と、前記風量調節体と一対の筒型回転体の間に配置した整風板と、前記一対の筒型回転体の回転力によって駆動する発電機と、前記発電機の周囲に構成した発電機のカバーとからなる風力発電機である。

請求項２に記載の発明は、前記風量調節体の移動手段を、風量調節体の後部に構成したスライド板と、このスライド板が前後移動可能に遊嵌するガイド部材と、風量調節体を移動させる駆動部材によって構成し、前記発電機のカバーの一部に通気窓を構成すると共に内側に前記通気窓を開閉するための遮蔽手段を構成したことを特徴とする風力発電機である。

請求項１記載の風力発電機は簡易な構成であり製作コストも安く点検も簡単に行え、発電機等の装置類が筐体によって保護されているため低周波が発生せず、騒音の軽減につながると共に装置類の劣化も防げる。さらに筐体が常に風上に向くため発電効率が良い。また一ヶ所に複数の風力発電機を設置する際も簡易な構造体を用いて設置できる等の効果を奏する。

請求項２記載の風力発電機は、前記風量調節体の移動手段を、風量調節体の後部に構成したスライド板とガイド部材及び風量調節体を移動させる駆動部材から構成したから風量調節体の移動がスムーズに行なわれ、また前記発電機のカバーの一部に通気窓を構成し内側に前記通気窓を開閉する遮蔽手段を構成したから、発電機から発生する熱を調整して利用することができ風力発電機を保護すると共に筐体内の装置類を効率良く作動させることができる。

風力発電機の一実施形態の全体斜視図風力発電機の一実施形態の側板を省いた状態の一部省略した側面図風力発電機の一実施形態の風量調節体が後退した状態を示す一部省略した横断面図風力発電機の一実施形態の風量調節体が前進した状態を示す一部省略した横断面図風量調節体の移動手段を示す説明図発電機のケースの通風窓の遮蔽手段を示す一部省略した縦断面図風力発電機を複数配置した例を示す説明図風力発電機を複数配置した例を示す説明図

本発明の風力発電機の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１乃至図６に示すように、風力発電機Ａの筐体１は２枚の流線型の側板１１，１１と天板１２及び底板１３からなるもので、２枚の側板１１の前端の湾曲部を結合して前方両側面を外側に湾曲して後方に向かって滑らかな曲面を形成しながら後端で接続しているもので、平面視でいわゆる水滴型を構成している。この形状により筐体１は風がどの方向から当たっても軸９を中心に回転して常に風上に向くのである。

前記筐体１の前端（正面）に風の流入口１４を構成し、側板１１，１１の後部に風の排出口１５を構成する。前記風の流入口１４は筐体１の前端に所定の大きさで開口しており前方からの風を受け入れる働きをし、風の排出口１５は風を筐体１内から外部へ排出するために設けられ多数のスリットが構成されている。

図３乃至図５に示すように、前記筐体１内部の前端に風の流入口１４を開閉するための風量調節体２が前後移動可能に配置されている。前記風量調節体２は水平断面略三角形で内部が空洞の箱状の合成樹脂製であり、後部に長尺の板材からなるスライド板２４，２４を突設してある。このスライド板２４，２４は、天板１２と底板１３に支持されて立設した水平断面コ字形の長尺のガイド部材２５，２５にそれぞれ進退可能に遊嵌している。更に風量調節体２の後部中央には固定部２２を構成し、この固定部２２に駆動部材である油圧シリンダ２３の先端を固定してある。
前記スライド板２４、ガイド部材２５及び油圧シリンダ２３で風量調節体２の移動手段を構成している。図３中符号１９は筐体１内の温度を測定するための温度センサである。

前記風量調節体２の後部には整風板４が設けられている。前記整風板４は、風量調節体２と同じ高さを有する長尺の板材からなり、風量調節体２の後部の両側に天板１２と底板１３に軸４１によって回動可能に支持されている。
整風板４は軸４１との間に構成したバネ部材（図示せず）によって常時前方に付勢されているため風量調節体２の後板２１の両側に常に接触した状態を保っていて、風量調節体２の進退に伴って前進と後退を行う。
整風板４は風の流入口１４より流入した風の逆流を防止し風が筒型回転体５に効率よく当たるようにガイドするため発電効率が高まるのである。

前記風量調節体２の後方には、一対の筒型回転体５，５が天板１２と底板１３に回転自在に支持されている。この筒型回転体５の周囲には風を受けるためのフィン５１が多数構成されている。このフィン５１は、一定の幅を有した風上に向かって湾曲した部材で、筒型回転体５の全長に亘って設けられている。この筒型回転体５の下端は軸５２に設けた円板（図示せず）と発電機６の下端の軸６２に設けた円板（図示せず）との間に掛け渡したベルト５５によって発電機６と連結している。なお、一対の筒型回転体５は異なる方向に回転するが、各々のベルト５５，５５によって発電機６は一方向に回転するようにする。

前記筒型回転体５の後部に設けた発電機６は軸６２で底板１３に立設していて発電機のカバー７内に収納されている。発電機のカバー７は４個の支持体７２で天板１２と底板１３に支持されている。

前記発電機のカバー７の下方には３ヶ所の通気窓７１が設けられている。この通気窓７１は発電機のカバー７の内側に設けた遮蔽手段８０によって開閉する。図６に示すように遮蔽手段８０は、通気窓７１を覆うための遮蔽板８１を設け、この遮蔽板８１の上端と下端に設けた支持片８５，８５に螺旋軸８２を貫通させ、この螺旋軸８２の上端を回転用のモータＭと連結している。図中符号８４は螺旋軸８２の支持部材である。

上記の構成により、モータＭが回転すると螺旋軸８２が回転して遮蔽板８１が上下動するので、これに伴って通気窓７１が開閉するのである。
また、風力発電機Ａを構成する前記の各装置類の大きさ、形状、材質等の構成要素は本実施形態のものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

上記のように構成した風力発電機Ａの作用と効果を説明する。
筐体１に風が当たると、風圧を受けた筐体１は軸９を中心に回転し常に前方を風上に向けるため風の流入口１４より風が効率よく入る。風力計測用のセンサ（図示せず）によって風が適度な風圧の場合は、油圧シリンダ２３が作動して風量調節体２を後方に移動させ風の流入口１４を開放する（図３参照）。これにより風の流入口１４より流入した風は整風板４によってガイドされ筒型回転体５を回転させる。筒型回転体５の回転に伴い、ベルト５５で連結された発電機６が回転して発電が行われる。

一方、図４に示すように、強風時には油圧シリンダ２３が作動して風量調節体２を前方に移動させ風の流入口１４を閉鎖する。
このように風力の程度によって風量調節体２を前後移動させて風の流入口１４の開放状態を調節できるから効率よく発電できると共に、強風時には筐体１及び内部の装置を保護することができる。

発電機６の外側に設けたケース７の内部には遮蔽板８１が昇降可能に設けられている。図６に示すように、この遮蔽板８１は前述のように温度センサ１９の指示によるモータＭの回転に伴う螺旋軸８２の回転によって上下動して通気窓７１を開閉するのである。

前記遮蔽板８１は発電機６の周囲と筐体１内の温度を調節するもので、筐体１内の温度が高いときは遮蔽板８１を上方に移動させて通気窓７１を開けて、通気窓７１から入ってきた風で発電機６を冷やすことができる。また温度が低いときは遮蔽板８１を下降させて通気窓７１を閉めて発電機６によって発生した熱を自然循環させて筐体１内部を温めて内部の装置類を保護するのである。

図７及び図８は複数の風力発電機Ａを同時に設置する場合を示している。図７において、風力発電機Ａは上下の軸９，９を、鉄骨からなる２本の支持材９０，９０に固定して横方向に一列に配列したものである。図では風力発電機Ａを前方から見た状態を表しており、隣接する風力発電機Ａとの間隔は風力発電機Ａが軸９を中心に回転できる距離としている。図８は、前記図７の状態で設置したものを縦４列に並べたものである。このように本実施形態の風力発電機Ａは簡易な方法で多数の装置を設置できると共に省スペースとなり狭い場所でも発電効率を上げることができる。

１筐体２風量調節体
４整風板５筒型回転体
６発電機７発電機のカバー
９軸１１側板
１２天板１３底板
１４風の流入口１５風の排出口
２３油圧シリンダ（駆動部材）
２４スライド板２５ガイド部材
７１通気窓８０遮蔽手段
８１遮蔽板Ｍモータ
Ａ風力発電機

Claims

天板と底板及び側板からなり、前部に風の流入口を構成し後部に風の排出口を構成した筐体と、前記筐体の内部前方に構成した前後移動可能な風量調節体と、前記風量調節体の移動手段と、前記風の流入口より筐体内に流入した風によって回転する一対の筒型回転体と、前記風量調節体と一対の筒型回転体の間に配置した整風板と、前記一対の筒型回転体の回転力によって駆動する発電機と、前記発電機の周囲に構成した発電機のカバーとからなる風力発電機。
前記風量調節体の移動手段を、風量調節体の後部に構成したスライド板と、このスライド板が前後移動可能に遊嵌するガイド部材と、風量調節体を移動させる駆動部材によって構成し、前記発電機のカバーの一部に通気窓を構成すると共に内側に前記通気窓を開閉するための遮蔽手段を構成したことを特徴とする請求項１記載の風力発電機。