JP6151928B2 - 発電装置、水流発電装置および風力・水流発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、風力または水流による発電装置、この発電装置を用いた水流発電装置および風力・水流発電装置に関する。

従来、ビル屋上に設置する風力発電装置は、単に横向きの風に対して有効に旋回するようにしたものであった。また、潮流などの海流を利用する海流発電装置は、特許文献１，２のように、プロペラが水中にあるとともに発電機も水中に設置されている。

特開2009-114904号公報 特開2009-115027号公報

従来のビル用風力発電装置は、横向きの風と下方からの風の両方に対して有効に旋回するものではなかった。また、従来の海流発電装置は、プロペラのみならず発電機も水中にあるためメンテナンスを困難にするものであった。また、特許文献２の潮流・海流発電装置は、水中のプロペラ式をギアボックスで縦軸に切り替えるが、その分、動力伝達ロスが生じ、効率が低下してしまう。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、陸上・水上、水中で横向きの流れと上向きまたは下向きの流れを活用可能でより発電効率のよい発電装置を提供することを目的とし、また、かかる発電装置を用いた水流発電装置および風力・水流発電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本実施形態による第１の発電装置は、鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の下部または上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする。

この発電装置によれば、ダリウスブレードが、回転軸の軸線と直交する水平線の上部または下部においておもに横向きの風または水流により回転し、水平線の下部または上部において所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態となって、おもに下方からの上向きの風または水流により回転するので、陸上または水中で横向きの流れと上向きの流れの両方を活用可能でより発電効率が向上できる。この場合、ダリウスブレードは、回転軸の近傍でその角度がプロペラ式のブレードの角度に近くなることで、下方からの上向きの風・水流を捉えることができるようになる。

本実施形態による第２の発電装置は、鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の下部および上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となってそれぞれ所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする。

この発電装置によれば、ダリウスブレードが、回転軸の軸線と直交する水平線の上部および下部においてそれぞれ所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態となって、おもに下方からの上向きの風または水流により回転するので、陸上または水中でおもに上向きの流れを効率よく活用可能でより効率のよい発電ができる。この場合、ダリウスブレードは、回転軸の近傍でその角度がプロペラ式のブレードの角度に近くなることで、下方からの上向きの風・水流を捉えることができるようになる。

本実施形態による第３の発電装置は、鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、上方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であるとともに、前記水平線の下部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする。

この発電装置によれば、ダリウスブレードが、回転軸の軸線と直交する水平線の上部において所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態となって、おもに上方からの下向きの風または水流により回転し、水平線の下部において所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態となって、おもに下方からの上向きの風または水流により回転するので、陸上または水中で下向きの流れと上向きの流れの両方を活用可能でより効率のよい発電ができる。この場合、ダリウスブレードは、回転軸の近傍でその角度がプロペラ式のブレードの角度に近くなることで、上方からの下向きの風・水流、下方からの上向きの風・水流を捉えることができるようになる。

本実施形態による水流発電装置は、上記第１，第２または第３の発電装置を用いることで水流により発電するようにした水流発電装置であって、水面に浮上するようにフロート部が配置され、前記発電装置は、前記発電機が前記フロート部の内部または近傍に設けられるとともに前記回転軸が前記フロート部に支持されて下方へ延在するように配置されることを特徴とする。

この水流発電装置によれば、第１，第２または第３の発電装置を一台または複数台、回転軸がフロート部の下方水中に延在するようにフロート部の内部または近傍に設けることで、海流や潮流等の水流により発電する水流発電装置を実現できる。発電装置の発電機をフロート部の内部または近傍に配置できるので、発電機のメンテナンスが容易となる。

上記水流発電装置において、前記フロート部の下方に複数の前記発電装置を連結し、水流の前記回転軸での流速を向上させる傾斜面のある水流制御板を前記発電装置の間に設置することが好ましい。発電効率向上のため複数の発電装置を連結した場合、その間に水流制御板を配置し流速を向上させることでダリウスブレードの回転数を増加できるので、発電効率をさらに向上できる。

また、装置全体の浮上安定化のために、前記回転軸の周囲で前記回転軸を保持する支持組立体を備え、前記支持組立体および／または前記水流制御板の内部を空洞化させることが好ましい。

また、装置全体の鉛直姿勢確保のために前記フロート部の周囲にサブフロート部を設けることが好ましい。

また、上述の水流発電装置を複数、平面的に間隔をもって連結することで、複数の水流発電装置からなる水流発電装置を実現でき、発電量を向上させることができる。

本実施形態による風力・水流発電装置は、上記第１，第２または第３の発電装置を用いた風力発電装置と、上記水流発電装置と、を備える風力・水流発電装置であって、前記水流発電装置の前記発電機から前記回転軸を前記フロート部の上部へ延在させ、前記風力発電装置を前記回転軸と連動するように前記フロート部の上方に配置することを特徴とする。

この風力・水流発電装置によれば、上記第１，第２または第３の発電装置を風力により発電させるようにした風力発電装置と、上記水流発電装置と、を組み合わせ、水流発電装置の発電機からフロート部の上部へ延在させた回転軸と連動するようにフロート部の上方に風力発電装置を配置することで、風と水流の両方を利用できる風力・水流発電装置を実現でき、発電効率を向上できる。

上記風力・水流発電装置において前記水流発電装置の前記回転軸と前記風力発電装置の前記回転軸とを同一の回転軸から構成することが好ましい。

なお、本実施形態による別の水流発電装置は、鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、水面に浮上するように配置されたフロート部と、を備え、前記発電機が前記フロート部の内部または近傍に設けられるとともに前記回転軸が前記フロート部に支持されて下方へ延在するように配置されることを特徴とする。この水流発電装置によれば、１つまたは複数のダリウスブレードを回転軸に縦方向に連結し、発電機をフロート部の内部または近傍に設け、回転軸をフロート部で支持することで、海流や潮流等の水流により発電する水流発電装置を実現できる。発電装置の発電機をフロート部の内部または近傍に配置できるので、発電機のメンテナンスが容易となる。

本発明の発電装置、水流発電装置および風力・水流発電装置によれば、陸上・水上、水中で横向きの流れと上向きまたは下向きの流れを活用可能であり発電効率を向上させることができる。

本実施形態による第１例の風力発電装置を示す側面図（ａ）、平面図（ｂ）、図１（ａ）のｃ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）、同じくｄ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）および同じくｅ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｅ）である。 本実施形態による第２例の風力発電装置を示す側面図（ａ）、図２（ａ）のｂ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｂ）、同じくｃ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）および同じくｄ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）である。 本実施形態による第３例の風力発電装置の要部を示す側面図（ａ）、平面図（ｂ）、図３（ａ）のｃ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）、同じくｄ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）および同じくｅ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｅ）である。 本実施形態による第４例の水流発電装置の要部を示す側面図である。 図４のV-V線方向に切断してみた図である。 図４，図５の水流制御板の平面図である。 本実施形態による第５例の水流発電装置の要部を示す平面図である。 本実施形態による第６例の風力・水流発電装置の要部を示す側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１〜図８を参照して本実施形態の第１例〜第６例について説明する。

図１は本実施形態による第１例の風力発電装置を示す側面図（ａ）、平面図（ｂ）、図１（ａ）のｃ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）、同じくｄ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）および同じくｅ１部を矢印線方向に切断して見た図（ｅ）である。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、風力発電装置１０は、軸線ａを有する回転軸１１と、回転軸１１を中心に回転し帯状ブレードから図１（ａ）のように略楕円形状に構成されて図１（ｂ）のように直径方向に互いに直交するように配置された一対のダリウスブレード１２と、回転軸１１に連結されて回転軸１１とともに回転することで発電する発電機１５と、発電機１５が固定される基礎部１６と、を備え、建物Ｂの屋上Ｂ２に設置される。

図１（ａ）のように、ダリウスブレード１２は、その各端部が回転軸１１の上端および下端においてリング状押さえ部材１３，１４に挟まれるようにしてボルトナット等の固定手段（図示省略）により固定される。図１（ａ）（ｃ）のように、外側のリング状押さえ部材１３と、内側のリング状押さえ部材１４とがダリウスブレード１２の上端部を挟んで固定するが、このとき、ダリウスブレード１２は、通常のダリウスブレードと同様に、横向きＨの風により回転する姿勢で固定される。

一方、図１（ａ）（ｅ）のように、ダリウスブレード１２の下端部では、外側のリング状押さえ部材１３にくさび状スペーサ１８が追加され、外側のくさび状スペーサ１８と内側のリング状押さえ部材１４とがダリウスブレード１２の下端部を挟んで固定している。このため、ダリウスブレード１２は、図１（ｅ）のように、下端部で傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となり、図１（ｃ）の通常の状態と比べて所定の角度を有することによりプロペラ式のブレードに近い状態となる。

図１（ａ）のように、ダリウスブレード１２の略楕円形状は、その短軸が回転軸１１の軸線ａに沿っており、その長軸が水平線ｂに沿っている。図１（ｄ）のように、水平線ｂの延長方向のｄ１部における切断形状は、図１（ｃ）とほぼ同じであるが、水平線ｂの下側では、ダリウスブレード１２の下端部に向けて徐々にねじられた状態になって、下端部で回転軸１１に近づくにつれて図１（ｅ）の所定の角度を有するようになり、プロペラ式のブレードに近い状態となる。また、ダリウスブレード１２の全体は、軸線ａを中心とする回転対称になっている。

図１（ａ）〜（ｅ）の風力発電装置１０によれば、図１（ａ）（ｂ）のように、ダリウスブレード１２は、軸線ａに直交する水平線ｂ（略楕円形状の長軸と一致する）の上部においておもに横向きＨの風により図１（ｂ）のように反時計回りに回転し、水平線ｂの下部において所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態となって、おもに下方からの上向きＶの風により同じく反時計回りに回転する。このようにして、ダリウスブレード１２とともに回転軸１１が回転することで発電機１５が発電をするので、横向きＨの風と上向きＶの風の両方を活用可能でより効率のよい発電が可能となる。

なお、図１（ａ）において、ダリウスブレード１２の水平線ｂの下部を通常のダリウスブレードと同様に、横向きＨの風により回転する姿勢で固定し、水平線ｂの上部を、所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態とするように固定してもよい。

次に、本実施形態による第２例について図２を参照して説明する。図２は本実施形態による第２例の風力発電装置を示す側面図（ａ）、図２（ａ）のｂ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｂ）、同じくｃ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）および同じくｄ２部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）である。なお、図２では図１と同様の構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する（以下の図面でも同様である）。

図２の風力発電装置２０は、図１のものと比べ、傾斜した屋根Ｒに設置し、ダリウスブレードを水平線の上部および下部においてそれぞれ所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態とするように構成した点が相違し、この点以外は図１と同様の構成である。

ダリウスブレード２２の下端部では図１（ｅ）と同様に固定され、ダリウスブレード２２は、図２（ｄ）のように、下端部で傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となり、図２（ｃ）の通常の状態と比べて所定の角度を有することによりプロペラ式のブレードに近い状態となる。

また、図２（ａ）（ｂ）のように、ダリウスブレード２２の上端部で、内側のリング状押さえ部材１４にくさび状スペーサ１８が追加され、内側のくさび状スペーサ１８と外側のリング状押さえ部材１３とがダリウスブレード２２の上端部を挟んで固定している。このため、ダリウスブレード２２は、図２（ｂ）のように、上端部で傾斜して固定されて周方向に下端部と同じ方向にねじられた状態となり、図２（ｃ）の通常の状態と比べて所定の角度を有することによりプロペラ式のブレードに近い状態となる。

ダリウスブレード２２は、水平線ｂの下部ではその下端部に向けて徐々にねじられた状態になって、下端部で回転軸１１に近づくにつれて図２（ｄ）の所定の角度を有し、他方、水平線ｂの上部ではその上端部に向けて徐々にねじられた状態になって、上端部で回転軸１１に近づくにつれて図２（ｂ）の所定の角度を有するが、下端部と上端部とではねじられ方向が同一である。このため、ダリウスブレード２２は、図２（ａ）のように、水平線ｂの上部および下部でともに、プロペラ式のブレードに近い状態となって下方から斜め方向Ｖ１に吹き上がる風を捉えることができる。

図２（ａ）〜（ｄ）の風力発電装置２０によれば、図２（ａ）のように、ダリウスブレード２２は、水平線ｂの上部および下部において、おもに屋根Ｒの傾斜に沿って下方から斜め方向Ｖ１に吹き上がる風により回転する。このようにして、ダリウスブレード２２のほぼ全体が下方から斜め方向Ｖ１への風により回転するので、下方から斜め方向Ｖ１への風に対しより効率のよい発電が可能となる。

なお、ダリウスブレード２２は、水平線ｂでは図２（ｃ）のように角度がなく、水平線ｂの近傍でもさほど角度がない領域があるため、横向きＨの風によってもある程度の回転は可能である。

次に、本実施形態による第３例について図３を参照して説明する。図３は本実施形態による第３例の風力発電装置の要部を示す側面図（ａ）、平面図（ｂ）、図３（ａ）のｃ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｃ）、同じくｄ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｄ）および同じくｅ３部を矢印線方向に切断して見た図（ｅ）である。

図３の風力発電装置３０は、図１のものと比べ、ダリウスブレードを水平線の上部および下部においてそれぞれ逆向きに所定の角度を有することでプロペラ式のブレードに近い状態とするように構成した点が相違し、この点以外は図１と同様の構成である。

ダリウスブレード３２の下端部では、図３（ａ）（ｅ）のように、図１（ｅ）と同様に固定されることにより、ダリウスブレード３２は、下端部で傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となり、図３（ｄ）の通常の状態と比べて所定の角度を有することによりプロペラ式のブレードに近い状態となる。

また、ダリウスブレード３２の上端部では、図３（ａ）（ｂ）のように、図２（ｂ）と同様に固定されるが、ダリウスブレード３２は図２（ｂ）と逆方向にねじられた状態となり、図３（ｄ）の通常の状態と比べて所定の角度を有することによりプロペラ式のブレードに近い状態となる。

ダリウスブレード３２は、水平線ｂの下部ではその下端部に向けて徐々にねじられた状態になって、下端部で回転軸１１に近づくにつれて図３（ｅ）の所定の角度を有し、他方、水平線ｂの上部ではその上端部に向けて徐々にねじられた状態になって、上端部で回転軸１１に近づくにつれて図３（ｃ）の所定の角度を有するが、下端部と上端部とではねじられ方向が互いに逆である。このため、ダリウスブレード３２は、図３（ａ）（ｂ）のように、水平線ｂの上部でプロペラ式のブレードに近い状態となって上方から斜め方向Ｖ２への風を捉えることができるとともに、水平線ｂの下部でプロペラ式のブレードに近い状態となって下方から斜め方向Ｖ３への風を捉えることができる。

図３（ａ）〜（ｄ）の風力発電装置３０によれば、図３（ａ）（ｂ）のように、ダリウスブレード２２は、水平線ｂの上部において、おもに上方から斜め方向Ｖ２への風により回転するとともに、水平線ｂの下部において、おもに下方から斜め方向Ｖ３への風により回転する。このようにして、ダリウスブレード３２が上方から斜め方向Ｖ２への風および下方から斜め方向Ｖ３への風により回転するので、上方および下方から斜め方向Ｖ２，Ｖ３への風に対しより効率のよい発電が可能となる。

なお、図１〜図３の発電装置１０，２０，３０は、風により発電する構成であるが、水中に設置し、潮流や海流などの水流により発電可能にも構成可能である。

次に、本実施形態による第４例について図４〜図６を参照して説明する。図４は本実施形態による第４例の水流発電装置の要部を示す側面図である。図５は図４のV-V線方向に切断してみた図である。図６は図４，図５の水流制御板の平面図である。

図４〜図６の水流発電装置４０は、水面Ｓに浮上するフロート部ＦＬと、水中下方へ延びる回転軸４１と、回転軸４１に縦方向に連結し回転軸４１とともに回転する複数のダリウスブレード４２と、フロート部ＦＬ内で回転軸４１の上端と連結し回転軸４１の回転により発電する発電機４５と、各ダリウスブレード４２，４２の間に配置された水流制御板４３と、装置全体を保持するためにフロート部ＦＬと連結し回転軸４１を支持する支持組立体４４と、を備える。

ダリウスブレード４２は、図１，図２，図３のダリウスブレード１２，２２，３２のいずれかを用いることができる。また、鉛直回転軸に対し横向きの風または水流により旋回する従来型のダリウスブレードを用いることもできる。

図４，図５のように、支持組立体４４は、正四角形状に配置された複数のフレーム４４ａと、その対角中心に配置された回転軸４１に向けて対角線方向に配置された複数の補強フレーム４４ｂと、フレーム４４ａの各頂点から水中下方に延びる複数のコラム４４ｃと、を備える。

水流制御板４３は、図５，図６のように上面から見ると、支持組立体４４のフレーム４４ａの四角形よりも大きい正四角形状に構成され、また、図４のように側面から見ると端部から回転軸４１に向けて広がるように水平方向から上下に傾斜して菱形状に構成されている。

図４，図６のように、水流制御板４３では、４枚の三角形状板４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄがそれぞれ対角中心の回転軸４１に向けて各辺方向から傾斜するように配置されて上側で傾斜面４６を構成し、同様にして下側で傾斜面４７を構成している。各三角形状板４３ａ〜４３ｄが四角錐状になって傾斜面４６，４７を構成し、その中心の頂点に回転軸４１が貫通している。なお、水流制御板４３を回転軸４１の下端にも設け、上端には水流制御板４３を半割構造したものを設けている。

図６の破線で示すように、各水流制御板４３の上下中央部分に図５の支持組立体４４のフレーム４４ａ、４４ｂが位置し、図５のように、水流制御板４３の対角線外側に貫通してコラム４４ｃが位置する。

図４，図５のように、複数のダリウスブレード４２を回転軸４１の縦方向に水流制御板４３を挟んで連結し、回転軸４１をフロート部ＦＬにより支持するとともに支持組立体４４により回転軸４１および水流制御板４３を支持し、支持組立体４４のコラム４４ｃをフロート部ＦＬから鉛直方向に水中へと延びるように配置することで、水流発電装置全体の安定化を図ることができる。

図４〜図６の水流発電装置４０によれば、海流や潮流等の水流によりダリウスブレード４２を回転させて回転軸４１を介して発電機４５で発電することができる。この場合、複数のダリウスブレード４２を回転軸４１の縦方向に連結することで、回転効率が高くなるので、発電効率をより向上させることができる。また、発電機４５をフロート部ＦＬの内部または近傍に配置できるので、発電機４５のメンテナンスが容易となる。

また、水流制御板４３をダリウスブレード４２に対し回転軸４１を中心にして配置することで、横向きの水流を傾斜面４６，４７に沿って中心の回転軸４１に向かわせ、回転軸４１での水流の流速を増加させ、その流速の増した水流がダリウスブレード４２へ向かう。このように回転軸４１を中心にしたダリウスブレード４２の旋回領域Ａ（図６）では流速が増すので、ダリウスブレード４２の回転数を増加でき、発電効率をさらに向上できる。

また、フレーム４４ａ，４４ｂとコラム４４ｃからなる支持組立体４４の内部を空洞にして密閉構造とすることで水流発電装置全体の浮上安定化を図ることができる。同様に、水流制御板４３の内部を空洞にして密閉構造とすることで水流発電装置全体の浮上安定化を図ることができる。

また、図４のように、支持組立体４４のコラム４４ｃの下端には、ワイヤＷＲを連結し、水底に設置したアンカー（図示省略）まで延ばして連結することで、水流発電装置の位置を安定化し、漂流を防ぐことができる。

次に、本実施形態による第５例について図７を参照して説明する。図７は本実施形態による第５例の水流発電装置の要部を示す平面図である。

図７の水流発電装置５０は、図４〜図６の水流発電装置４０を複数、平面的に間隔をもって連結したものである。すなわち、図７のように、複数の水流発電装置４０を、各回転軸４１が同一の円周Ｃ上に位置するようにフレーム等からなる連結支持体５１により互いに連結している。図７の水流発電装置５０によれば、複数の発電装置４０からなる水流発電装置を実現でき、発電量を向上させることができる。

次に、本実施形態による第６例について図８を参照して説明する。図８は本実施形態による第６例の風力・水流発電装置の要部を示す側面図である。

図８の風力・水流発電装置６０は、図４〜図６の水流発電装置４０と比べて、風力発電装置６１を、水面に浮上するフロート部ＦＴの上部に設けて風力・水流の両方を利用して発電可能とし、また、フロート部ＦＴの周囲に水面Ｓに浮上する複数のサブフロート部ＳＦを配置した点がおもに相違する。以下、図４〜図６の水流発電装置と同一の部分には同一の符号を付しその説明は省略する。

図８のように、回転軸４１は、水流発電装置側と共通にし、水中から上方へ延在させている。フロート部ＦＴは、その中心に回転軸４１が貫通しており、回転軸４１が貫通した位置を頂部とする傾斜面ＳＬを上部に有している。ダリウスブレード６２が回転軸４１を中心にして回転可能なように配置されることでフロート部ＦＴの上部に風力発電装置６１を設置している。

また、フロート部ＦＴの周囲に複数のサブフロート部ＳＦを、連結部６６を介してフロート部ＦＴに連結している。

なお、ダリウスブレード６２は、図１，図２，図３のダリウスブレード１２，２２，３２のいずれかを用いることができる。また、鉛直回転軸に対し横向きの風または水流により旋回する従来型のダリウスブレードを用いることもできる。

図８の風力・水流発電装置６０によれば、フロート部ＦＴの上部に風力発電装置６１を設けたので、回転効率がさらに増し、発電効率をさらに向上できる。また、サブフロート部ＳＦの配置により装置全体の鉛直姿勢を確保することができる。特に、フロート部ＦＴの上部に風力発電装置６１を設置した場合に、風力・水流発電装置全体の鉛直姿勢確保に有効である。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図７と同様に、図８の風力・水流発電装置６０を複数、平面的に間隔をもって連結するようにしてもよい。また、サブフロート部を設ける構成は図４の水流発電装置に適用してもよい。

また、図４〜図６の水流発電装置４０や図８の風力・水流発電装置６０のダリウスブレード４２として、特に図３のダリウスブレード３２を用いることで、上方および下方からの水流を効果的に捉えることができ、発電効率を向上できる。

また、ダリウスブレードは、本実施形態では、鉛直方向に扁平な略楕円形状であるが、これに限定されず、水平方向に扁平な略楕円形状であってもよい。

また、ダリウスブレードは、本実施形態では、図１（ｂ）、図３（ｂ）のように回転軸を中心にして直径方向２方向に設けたが、これに限定されず、３方向に設けてもよく、４方向以上設けてもよい。また、回転軸を中心にして半径方向でいうと、本実施形態の半径方向４方向のみならず、５方向や６方向であってもよく、７方向以上設けてもよい。

本発明によれば、建物の屋上や棟上、水上に設置し、または、水中に設置して、風および／または潮流や海流等の水流を効率よく捉え、発電効率を向上させ、電力需要に応えることのできる発電装置、水流発電装置および風力・水流発電装置を提供することができる。

１０，２０，３０ 風力発電装置
１１ 回転軸
１２，２２，３２ ダリウスブレード
１５ 発電機
１８ くさび状スペーサ
４０，５０ 水流発電装置
４１ 回転軸
４２ ダリウスブレード
４３ 水流制御板
４４ 支持組立体
４５ 発電機
４６，４７ 傾斜面
６０ 風力・水流発電装置
６２ ダリウスブレード
ａ 軸線
ｂ 水平線
ＦＬ，ＦＴ フロート部
ＳＦ サブフロート部

Claims (10)

1. 鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、
   前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の下部または上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする発電装置。
2. 鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、
   前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の下部および上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となってそれぞれ所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする発電装置。
3. 鉛直方向に設置される回転軸と、前記回転軸に連結し前記回転軸を中心に回転する略楕円形状を有するダリウスブレードと、前記ダリウスブレードが風または水流により回転することで前記回転軸を介して発電する発電機と、を備える発電装置であって、
   前記ダリウスブレードは、前記回転軸の軸線と直交する水平線の上部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、上方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であるとともに、前記水平線の下部において短辺方向に傾斜して固定されて周方向にねじられた状態となって所定の角度を有することで、下方からの風または水流によりプロペラ式のブレードに近い状態で回転可能であることを特徴とする発電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置を用いることで水流により発電するようにした水流発電装置であって、
   水面に浮上するようにフロート部が配置され、
   前記発電装置は、前記発電機が前記フロート部の内部または近傍に設けられるとともに前記回転軸が前記フロート部に支持されて下方へ延在するように配置されることを特徴とする水流発電装置。
5. 前記フロート部の下方に複数の前記発電装置を連結し、前記回転軸での水流の流速を向上させる傾斜面のある水流制御板を前記ダリウスブレードの間に設置することを特徴とする請求項４に記載の水流発電装置。
6. 前記回転軸の周囲で前記回転軸を支持する支持組立体を備え、
   前記支持組立体および／または前記水流制御板の内部を空洞化させたことを特徴とする請求項５に記載の水流発電装置。
   
7. 装置全体の鉛直姿勢確保のために前記フロート部の周囲にサブフロート部を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の水流発電装置。
8. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の水流発電装置を複数、平面的間隔をもって連結したことを特徴とする水流発電装置。
9. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置を用いた風力発電装置と、請求項４〜８のいずれか１項に記載の水流発電装置と、を備える風力・水流発電装置であって、
   前記水流発電装置の前記発電機から前記回転軸を前記フロート部の上部へ延在させ、前記風力発電装置を前記回転軸と連動するように前記フロート部の上方に配置することを特徴とする風力・水流発電装置。
   
10. 前記水流発電装置の前記回転軸と前記風力発電装置の前記回転軸とを同一の回転軸から構成したことを特徴とする請求項９に記載の風力・水流発電装置。

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