JP6906214B2 - Wind power generation unit and wind power generation equipment - Google Patents
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Description
本発明は、風力発電装置、風力発電ユニットおよび風力発電設備に関する。 The present invention, wind power device, a wind power generation units and wind generation.
近年、環境意識の高まりから、再生エネルギー型発電装置として風力発電装置が注目されている。風力発電装置の一例として特許文献1に記載のものが知られている。
この風力発電装置は、複数の羽根がハブに取り付けられたロータを有する。ロータは、陸上または洋上に立設されたタワー上に位置するナセルに搭載される。この種の風力発電装置では、羽根が風を受けてロータが回転し、この回転がナセル内に収納された発電機に伝達され、発電機において電力が生成されるようになっている。
In recent years, due to heightened environmental awareness, wind power generators have been attracting attention as renewable energy power generators. As an example of the wind power generation device, the one described in
This wind farm has a rotor with multiple blades attached to the hub. The rotor is mounted on a nacelle located on a tower erected on land or offshore. In this type of wind power generator, the blades receive the wind and the rotor rotates, and this rotation is transmitted to the generator housed in the nacelle to generate electric power in the generator.
しかしながら、前記従来の風力発電装置においては、ロータに大型の羽根を取り付ける構造であるため、スペースを多くとる必要があるばかりか、周りの風の影響も受易く、騒音の問題もある。また、羽根が露出しているため外観上の見映えもいいものとは言えない。さらに、羽根に当たった風を連続的に利用できないため、発電効率がよくないという問題もある。 However, since the conventional wind power generator has a structure in which large blades are attached to the rotor, it is necessary not only to take a lot of space but also to be easily affected by the surrounding wind, and there is also a problem of noise. In addition, since the blades are exposed, the appearance is not good. Further, there is a problem that the power generation efficiency is not good because the wind hitting the blades cannot be continuously used.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、省スペースで設置できるともに、周りの風の影響も受け難く、騒音も抑制でき、外観上も見映えのいい風力発電装置、風力発電ユニットおよび風力発電設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, both can be installed in a space-saving, hardly influences also receiving wind around, the noise can be suppressed, appearance also appearance nice wind power device, a wind power generation unit and The purpose is to provide wind power generation facilities.
前記目的を達成するために、本発明に係る風力発電装置は、筒状体と、この筒状体の内部に当該筒状体の軸方向に沿って設けられた軸部と、前記筒状体の内部において、前記軸部に同軸かつ前記軸部の軸方向に複数設けられた羽根車とを備え、
前記羽根車は、前記軸部が挿通されることで、当該軸部に支持される筒状の支持部材と、この支持部材に軸受を介して軸回りに回転可能に設けられた回転体と、この回転体の外周部に設けられた複数の羽根とを備え、
前記支持部材と回転体とのうちの、いずれか一方に永久磁石が設けられ、他方にコイルが前記永久磁石と所定の隙間をもって設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the wind power generator according to the present invention includes a tubular body, a shaft portion provided inside the tubular body along the axial direction of the tubular body, and the tubular body. Inside, a plurality of impellers provided coaxially with the shaft portion and in the axial direction of the shaft portion are provided.
The impeller includes a tubular support member supported by the shaft portion through which the shaft portion is inserted, and a rotating body rotatably provided on the support member via a bearing so as to be rotatable around the shaft. It is provided with a plurality of blades provided on the outer peripheral portion of this rotating body.
A permanent magnet is provided on one of the support member and the rotating body, and a coil is provided on the other with a predetermined gap from the permanent magnet.
本発明おいては、筒状体の内部に複数の羽根車が設けられているので、筒状体の内部に風を流入させることで、効率よく羽根車を回転させて、永久磁石とコイルとの協働によって発電できる。このため、従来の風力発電装置に比して羽根を小さくできるので、省スペースで設置でき。また、筒状体によって、周りの風の影響も受け難く、騒音も抑制でき、外観上も見映えがいいものとなる。
また、羽根車は筒状体の内部に設けられているので、羽根車に当たる風(空気)が外方に逃げて風圧が下がることがなく、全ての羽根車に風が効率的に当たるので、効率的に発電できる。
また、羽根車は軸部に支持される支持部材と、この支持部材に軸受を介して回転可能に設けられかつ外周部に羽根が設けられた回転体とを備えているので、軸部に設けられる羽根車の数を容易に増減できる。したがって、風力や風量に応じて風力発電装置の能力を容易に調整できる。
In the present invention, since a plurality of impellers are provided inside the tubular body, the impeller can be efficiently rotated by allowing wind to flow into the tubular body, and the permanent magnet and the coil can be used. Can generate electricity through the cooperation of. For this reason, the blades can be made smaller than those of conventional wind power generators, so installation can be done in a small space. In addition, the tubular body is less susceptible to the influence of the surrounding wind, noise can be suppressed, and the appearance is good.
In addition, since the impeller is provided inside the tubular body, the wind (air) that hits the impeller does not escape to the outside and the wind pressure does not drop, and the wind hits all impellers efficiently, so efficiency is achieved. Can generate electricity.
Further, since the impeller includes a support member supported by the shaft portion and a rotating body rotatably provided on the support member via a bearing and provided with blades on the outer peripheral portion, the impeller is provided on the shaft portion. The number of impellers that can be mounted can be easily increased or decreased. Therefore, the capacity of the wind power generator can be easily adjusted according to the wind force and the air volume.
また、本発明に係る風力発電ユニットは、直方体枠状の収納ユニットと、この収納ユニットの内部に収納された前記風力発電装置とを備え、
前記風力発電装置の先頭の羽根車が前記収納ユニットの先端面側に位置していることを特徴とする。
Further, the wind power generation unit according to the present invention includes a rectangular parallelepiped frame-shaped storage unit and the wind power generation device housed inside the storage unit.
Wherein the top of the impeller of the wind power unit is located on the distal end surface side of the housing unit.
本発明においては、風力発電装置が収納ユニットの内部に収納されているので、この収納ユニットによって風力発電装置を保護できるともに、容易に所望の場所に設置でき、さらに、風力発電装置の搬送や設置現場での取り扱いも容易となる。
また、風力発電装置の先頭の羽根車が収納ユニットの先端面側に位置しているため、この先端面から風を受け入れて筒状体の内部に容易に流入させて、羽根車を回転させることができる。
さらに、収納ユニットを積み重ねたり、横方向に連結することによって、風力発電ユニットの設置数や設置位置を容易に調整できる。
In the present invention, since the wind power generation device is housed inside the storage unit, the storage unit can protect the wind power generation device, can be easily installed in a desired place, and further transports and installs the wind power generation device. It will be easier to handle on site.
In addition, since the impeller at the head of the wind power generator is located on the tip surface side of the storage unit, the impeller can be rotated by receiving wind from this tip surface and easily allowing it to flow into the tubular body. Can be done.
Furthermore, by stacking the storage units or connecting them in the horizontal direction, the number and position of the wind power generation units installed can be easily adjusted.
また、本発明に係る風力発電設備は、少なくとも1以上の前記風力発電ユニットと、風を受け入れて集風して排出口から排出する集風ユニットとを備えた風力発電設備であって、
前記排出口に、前記風力発電ユニットの収納ユニットの先端面が接続されていることを特徴とする。
Further, the wind power generation facility according to the present invention is a wind power generation facility including at least one or more of the wind power generation units and a wind collecting unit that receives the wind, collects the wind, and discharges the wind from the discharge port.
The outlet is connected to the tip surface of the storage unit of the wind power generation unit.
本発明においては、集風ユニットの排出口に風力発電ユニットの収納ユニットの先端面が接続されているので、集風ユニットに取り込んだ風を集風して排出口から排出し、この排出した風を収納ユニットの先端面から筒状体の内部に流入させることがきる。したがって、風を効率的に風力発電装置に供給して、発電することができる。 In the present invention, since the tip surface of the storage unit of the wind power generation unit is connected to the exhaust port of the wind collecting unit, the wind taken into the wind collecting unit is collected and discharged from the exhaust port, and the discharged wind is discharged. Can flow into the inside of the tubular body from the tip surface of the storage unit. Therefore, the wind can be efficiently supplied to the wind power generator to generate electricity.
また、本発明の前記構成において、前記集風ユニットは、前面側から取り込んだ風を前記排出口が設けられている後面側に集風する集風部を備え、
前記排出口は前記集風部の前面の上端より下方に設けられ、
前記集風部は前記前面側から前記後面側に向かうほど流路断面積が小さくなっていることが好ましい。
Further, in the configuration of the present invention, the wind collecting unit includes a wind collecting portion that collects the wind taken in from the front side on the rear side where the discharge port is provided.
The discharge port is provided below the upper end of the front surface of the wind collecting portion.
It is preferable that the flow path cross-sectional area of the air collecting portion becomes smaller from the front surface side toward the rear surface side.
このような構成によれば、集風部の前面側で自然環境の風体積の流れを削って(風削り)、後面側に集風して送る。そして、排出口が集風部の前面の上端より下方に設けられ、集風部は集風ユニットの前面側から後面側に向かうほど流路断面積が小さくなっているので、風の高さを下げて、平常圧の風の体積を高密度高圧に絞ったうえで、排出口から排出できる。排出口から排出された風は高密度高圧になるとともに整流となるので、この流れを筒状体の内部に導いて当該内部に同軸に複数設けられている羽根車に連続的に当てて、当該羽根車を回転させることで、より効率的に発電することができる。 According to such a configuration, the flow of the wind volume in the natural environment is cut (wind cutting) on the front side of the wind collecting portion, and the wind is collected and sent to the rear side. The exhaust port is provided below the upper end of the front surface of the wind collecting portion, and the flow path cross-sectional area of the wind collecting portion decreases from the front side to the rear surface side of the wind collecting unit, so that the height of the wind can be adjusted. After lowering the volume of normal pressure wind to high density and high pressure, it can be discharged from the outlet. Since the wind discharged from the discharge port becomes high density and high pressure and becomes rectified, this flow is guided to the inside of the tubular body and continuously applied to the impellers provided coaxially inside the inside, and the said By rotating the impeller, power can be generated more efficiently.
また、本発明の前記構成において、前記集風ユニットは、複数の棒状の構造材によって組み立てられた支持枠と、この支持枠に支持された前記集風部とを備え、
前記支持枠は、前記集風ユニットの前部を構成する直方体枠状の前枠部と、前記集風ユニットの後部を構成し、かつ前記前枠部より上下左右の長さが短い後枠部とを備え、
前記後枠部の後面側に設けられた前記排出口に前記収納ユニットの先端面が接続され、
前記後枠部は、その上面が前記前枠部の上面より下方に位置し、その側面が前記前枠部の側面より内側に位置するようにして、前記前枠部に連結され、
前記集風部は、前記前枠部に、前記後枠部の前面に向かうようにして取り付けられた複数の前集風板と、前記後枠部に、前記排出口に向かうようにして取り付けられた複数の後集風板とを備えていてもよい。
Further, in the configuration of the present invention, the wind collecting unit includes a support frame assembled of a plurality of rod-shaped structural members and the wind collecting portion supported by the support frame.
The support frame constitutes a rectangular parallelepiped frame-shaped front frame portion that constitutes the front portion of the wind collecting unit, and a rear frame portion that constitutes the rear portion of the wind collecting unit and has a shorter vertical and horizontal length than the front frame portion. With and
The tip surface of the storage unit is connected to the discharge port provided on the rear surface side of the rear frame portion.
The rear frame portion is connected to the front frame portion so that the upper surface thereof is located below the upper surface of the front frame portion and the side surface thereof is located inside the side surface of the front frame portion.
The wind collecting portion is attached to the front frame portion with a plurality of front wind collecting plates attached so as to face the front surface of the rear frame portion, and to the rear frame portion so as to face the discharge port. It may be provided with a plurality of rear wind plates.
このような構成によれば、支持枠が複数の棒状の構造材によって組み立てられたものであるので、使用する構造材の本数を増減することによって、支持枠の大きさを調整できる。
また、後枠部は、その上面が前枠部の上面より下方に位置し、その側面が前枠部の側面より内側に位置するようにして、前枠部に連結されており、前枠部に、複数の前集風板が後枠部の前面に向かうようにして取り付けられ、後枠部に、複数の後集風板が排出口に向かうようにして取り付けられているので、集風部に取り込んだ風を確実に、前集風板から後集風板に向けて流して下側に位置する排出口から排出できる。つまり、集風部から取り入れた風を下側に位置する排出口から排出できるので、風力発電ユニットを例えば、地面またはそこに近い場所に設置できる。
According to such a configuration, since the support frame is assembled by a plurality of rod-shaped structural materials, the size of the support frame can be adjusted by increasing or decreasing the number of structural materials used.
Further, the rear frame portion is connected to the front frame portion so that the upper surface thereof is located below the upper surface of the front frame portion and the side surface thereof is located inside the side surface of the front frame portion. In addition, a plurality of front wind collecting plates are attached so as to face the front surface of the rear frame portion, and a plurality of rear wind collecting plates are attached to the rear frame portion so as to face the discharge port. The wind taken into the air can be reliably flowed from the front air collecting plate to the rear air collecting plate and discharged from the discharge port located on the lower side. That is, since the wind taken in from the wind collecting portion can be discharged from the discharge port located on the lower side, the wind power generation unit can be installed on or near the ground, for example.
本発明によれば、従来の風力発電装置に比して羽根を小さくできるので、省スペースで設置でき。また、筒状体によって、周りの風の影響も受け難く、騒音も抑制でき、外観上も見映えがよく、さらに効率的に発電できる。
また、収納ユニットによって風力発電装置を保護できるともに、容易に所望の場所に設置でき、さらに、風力発電装置の搬送や設置現場での取り扱いも容易となる。
さらに、収納ユニットを積み重ねたり、横方向に連結することによって、風力発電ユニットの設置数や設置位置を容易に調整できる。
また、集風ユニットに取り込んだ風を集風して排出口から排出し、この排出した風を収納ユニットの先端面から筒状体の内部に流入させることがきるので、風を効率的に風力発電装置に供給して、発電することができる。
According to the present invention, the blades can be made smaller than those of a conventional wind power generator, so that the installation can be performed in a small space. In addition, the tubular body is less susceptible to the influence of the surrounding wind, can suppress noise, has a good appearance, and can generate electricity more efficiently.
In addition, the storage unit can protect the wind power generation device, can be easily installed at a desired location, and can easily transport the wind power generation device and handle it at the installation site.
Furthermore, by stacking the storage units or connecting them in the horizontal direction, the number and position of the wind power generation units installed can be easily adjusted.
In addition, the wind taken into the wind collecting unit can be collected and discharged from the discharge port, and the discharged wind can flow into the inside of the tubular body from the tip surface of the storage unit, so that the wind can be efficiently blown. It can be supplied to a power generator to generate electricity.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る風力発電ユニット1を示す斜視図、図2は、風力発電ユニット1の内部を示す斜視図である。
図1および図2に示すように、風力発電ユニット1は、直方体枠状の収納ユニット20と、この収納ユニット20内に収納された風力発電装置30とを備えている。
収納ユニット20は、4本の棒状の構造材21aと、8本の棒状の構造材21bとを構造材用継手22によって接続することによって組み立てられた直方体枠状の枠体23と、この枠体23の内側に構造材21aに対して傾斜して配置された補強用の複数の構造材21cとによって構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the wind
As shown in FIGS. 1 and 2, the wind
The
構造材21a〜21cはそれぞれ断面形状が等しい角パイプで形成されており、最も長い4本の構造材21aが枠体23の4つの長辺を構成しており、最も短い8本の構造材21bが4本の構造材21aの端部間に配設されている。
構造材用継手22は、棒状の構造材21a,21bを接続するためのもので、当該構造材21a,21bの端部を挿入固定可能な3本の継手部材22aを備えている。各継手部材22aは正四角筒状に形成されており、それらの基端部は例えば溶接や接着等によって互いに結合されている。また、3本の継手部材22aは互いに直角に配置されており、これら継手部材22aどうしが補強部材22bによって連結されている。
The
The structural material joint 22 is for connecting rod-shaped
このような継手部材22aは、収納ユニット20の8つの角部にそれぞれ配置されるとともに、これら構造材用継手22によって複数の構造材21a,21bが直方体状に接続されることによって、収納ユニット20が組み立てられている。
また、4本の構造材21aを構造材用継手22によって正方形枠が構成され、この正方形枠が枠体23の端面を構成している。図1において、右側の正方形枠が枠体23の先端面を構成し、左側の正方形枠が枠体23の後端面を構成している。
Such
Further, a square frame is formed by the structural material joints 22 of the four
構造材21cは、構造材21aに対して傾斜し、かつ風力発電装置30の外殻を構成する円筒状の筒状体31を貫通して配置されており、その一端部は構造材21aに固定され、他端部は風力発電装置30の後述する支持部材33または軸部25に固定されている。また、構造材21cは、収納ユニット20の先端面視において略X字形に配置されており、その交点部によって支持部材33または軸部25が支持されている。
The
風力発電装置30は、図1〜図4に示すように、円筒状の筒状体31と、この筒状体31の内部に当該筒状体31の軸方向に沿って設けられた軸部25と、筒状体31の内部において、軸部25に同軸かつ軸部25の軸方向に複数設けられた羽根車32とを備えている。
羽根車32は、図3および図4に示すように、軸部25が挿通されることで、当該軸部25に支持される円筒状の支持部材33と、この支持部材33に軸受34を介して軸回りに回転可能に設けられた円筒状の回転体35と、この回転体35の外周部に設けられた複数の羽根36とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
支持部材33は、回転体35より軸方向の長さが長くなっている。また、支持部材33の一端(図4において左端)は回転体35の一端より左方に突出しており、支持部材33の他端(図4において右端)は回転体35の他端とほぼ面一となっている。このような支持部材33には軸部25が挿通され、この軸部25に支持部材33が固定されている。
回転体35の両端部の内周面には、それぞれ軸受34の外輪が嵌め込まれ、内輪は支持部材33の外周面に嵌め込まれている。したがって、回転体35は軸受34,34に支持されて軸回りに回転可能となっている。
羽根36は、回転体35の軸に対して傾斜し、かつ周方向に等間隔で配置されており、回転体35の先端側から風を受けることによって、回転体35とともに回転するようになっている。
The
The outer ring of the
The
また、回転体35の内周面には、永久磁石37が設けられている。一方、支持部材33の外周面には、凹部33aが周方向に沿って延在して形成されており、この凹部33aに円筒状のコイル38が永久磁石37と所定の隙間をもって設けられている。
そして、風によって羽根車32とともに回転体35が回転することで、永久磁石37が回転し、この永久磁石37とコイル38との協働によって発電するようになっている。
なお、発電された電気はコイル38から取り出されてバッテリーに蓄電されたり、直接使用されるようになっている。また、軸部25には複数の羽根車32が設けられるので、各羽根車32の永久磁石37とコイル38との協働によって発電し、この電気がバッテリーに蓄電されたり、直接使用されるようになっている。
Further, a
Then, the rotating
The generated electricity is taken out from the
このような羽根車32は、軸部25に複数取り付けられるが、支持部材33の一端が回転体35の一端より突出しているので、軸方向に隣り合う羽根車32,32の羽根36,36どうしは互いに干渉しないようになっている。つまり、隣り合う羽根車32,32において、一方の羽根車32の支持部材33の突出している一端に、他方の羽根車32の突出していない他端が当接することによって、隣り合う羽根車32,32の羽根36,36どうしが互いに干渉しない間隔が設けられる。
また、図1および図2に示すように、収納ユニット20の内部に収納された風力発電装置30は、その先頭の羽根車32が収納ユニット20の先端面側(図1および図2において右端面側)に位置し、末尾の羽根車32が収納ユニット20の後端面側(図1および図2において左端面側)に位置している。つまり、収納ユニット20の内部にはその長手方向(軸方向)に沿って可能な限りの数の羽根車32が同軸に収納されている。
A plurality of
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, in the wind
図5は、上述したような風力発電ユニット1と集風ユニット40とを備えた風力発電設備50を斜め後方から見た斜視図、図6は同側面図、図7は同正面図である。
図5〜図7に示すように、風力発電設備50は、4個の風力発電ユニット1を備えている。これら風力発電ユニット1は、上下左右に2個ずつ連結され、合計4個の風力発電ユニット1によって構成されている。4個の風力発電ユニット1を連結するには、その収納ユニット20の構造材用継手22どうしを結合したり、互いに当接する構造材21a,21aどうし、構造材21b,21bどうしを結合することによって、行えばよい。このような結合はボルト締めが好ましいが、溶接等によって行ってもよい。
なお、本実施の形態では、風力発電ユニット50は、4個の風力発電ユニット1を備えているが、風力発電ユニット1の数は、必要とされる電力によって適宜決定すればよい。
FIG. 5 is a perspective view of a wind
As shown in FIGS. 5 to 7, the wind
In the present embodiment, the wind
集風ユニット40は、複数の棒状の構造材41によって組み立てられた支持枠42と、この支持枠に支持された集風部43とを備えている。
支持枠42は、集風ユニット40の前部を構成する直方体枠状の前枠部44と、集風ユニット40の後部を構成し、かつ前枠部44より上下左右の長さが短い後枠部45とを備えている。
The
The
前枠部44は、角パイプで形成された複数の構造材41を構造材用継手22によって接続することによって、直方体枠状に形成されている。構造材41の断面形状は等しいが、使用される部位によってその長さが異なっている。
後枠部45は、前枠部44で使用した構造材41と同様の複数の構造材41を構造材用継手22によって接続することによって、直方体枠状に形成されている。しかし、後枠部45は前枠部44で使用した長尺な構造材41a(41)は使用せず、当該構造材41a(41)より短い構造材41b(41)を構造材用継手22によって接続することによって、形成されている。
The
The
また、後枠部45は、その上面が前枠部44の上面より構造材41aの長さ分だけ下方に位置し、その側面が前枠部44の側面より構造材41aの長さの分だけ内側に位置するように配置されたうえで、前枠部44の背面に連結されている。後枠部45を前枠部44に連結する場合、後枠部45の前面側に設けられている構造材用継手22を、前枠部44の背面側の中央部下側に設けられている構造材用継手22に結合したり、後枠部45の前面側に設けられている構造材41bを、前枠部44の背面側の中央部下側に設けられている構造材41bに結合することによって行えばよい。このような結合はボルト締めが好ましいが、溶接等によって行ってもよい。
また、後枠部45の背面には、集風部43によって集風された風を排出するための排出口45aが集風部43の前面の上端より下方に設けられている。この排出口45aは、後枠部45の背面の中央部下側に設けられた複数の構造材41bとこれらを接続する構造材用継手22によって構成された4つの正方形枠の内側によって構成されている。
Further, the upper surface of the
Further, on the back surface of the
また、図示は省略するが、この排出口45aにフィルターを設け、このフィルターによって、排出口45aから排出される風(空気)からゴミや埃等の異物を捕集するようにしてもよい。フィルターを設ける場合、排出口45aを全体的に覆うようにして設けてもよいし、複数の構造材41bとこれらを接続する構造材用継手22によって構成された4つの正方形枠の内側をそれぞれ覆うようにして設けてもよい。
また、フィルターは風力発電ユニット1の収納ユニット20にその先端面を覆うようにして設けてもよい。
Further, although not shown, a filter may be provided at the
Further, the filter may be provided in the
集風部43は、前枠部44に、後枠部45の前面に向かうようにして取り付けられた複数の樹脂製の前集風板46と、後枠部45に、排出口45aに向かうようにして取り付けられた複数の樹脂製の後集風板47とを備えている。これら前集風板46および後集風板47は、水分を吸収可能な樹脂製の平板で形成されており、水分を吸収することによって、自重を大きくすることが可能となっている。
なお、前集風板46および後集風板47は、樹脂製の平板に限らず膜で形成してもよい。
The
The front
前集風板46は、前枠部44の上段側、すなわち後枠部45より高い部分に設けられた複数(4枚)の矩形板状の前集風板46aと、これら前集風板46aの両脇にそれぞれ設けられた2枚ずつの三角形板状の前集風板46b,46cと、前枠部44の下段側でかつ後枠部45より左右外側にそれぞれ設けられた上下3枚ずつの前集風板46dとの三種類を備えている。
The front
そして、前集風板46a〜46dは、前枠部44に、後枠部45の前面に向かうようにして取り付けられている。すなわち、前集風板46aの先端縁は前枠部44の前面の上端縁に固定され、後端縁は前枠部44の背面の上から2段目の構造材41bまたは後枠部45の前面の上端縁に固定されている。
また、前集風板46bの先端縁は前枠部44の前面の上端縁に固定され、後端の頂点は前枠部44の背面の左右からそれぞれ2本目の構造材41aの下端部または後枠部45の前面の上端角部に固定されている。
また、前集風板46cの先端縁は前枠部44の前面の縦縁に固定され、後端の頂点は前枠部44の背面の左右からそれぞれ2本目の構造材41aの下端部または後枠部45の前面の上端角部に固定されている。
さらに、前集風板46dの先端縁は前枠部44の前面の縦縁に固定され、後端縁は前枠部44の背面の左右から2本目の構造材41bまたは後枠部45の前面の縦縁に固定されている。
The front
Further, the tip edge of the front
Further, the tip edge of the front
Further, the front end edge of the front
後集風板47は、後枠部45の上段側に設けられた2枚の矩形板状の後集風板47aと、これら後集風板47aの両脇にそれぞれ設けられた2枚ずつの三角形板状の後集風板47b,47cと、後枠部45の下段側でかつ前記排出口45aより左右外側にそれぞれ設けられた上下2枚ずつの後集風板47dとの三種類を備えている。
The rear
そして、後集風板47a〜47dは、後枠部45に、後枠部45の排出口45aに向かうようにして取り付けられている。すなわち、後集風板47aの先端縁は後枠部45の前面の上端縁に固定され、後端縁は後枠部45の排出口45aの上端縁に固定されている。
また、後集風板47bの先端縁は後枠部45の前面の上端縁に固定され、後端の頂点は排出口45aの上端角部に固定されている。
また、後集風板47cの先端縁は後枠部45の前面の縦縁に固定され、後端の頂点は排出口45aの上端角部に固定されている。
さらに、後集風板47dの先端縁は後枠部45の前面の縦縁に固定され、後端縁は排出口45aの縦縁に固定されている。
The rear
Further, the tip edge of the rear
Further, the tip edge of the rear
Further, the front end edge of the rear
また、前集風板46a,46bは水平面に対して60度の角度で傾斜しており、後集風板47a,47bは水平面に対して45度の角度で傾斜している。さらに、前集風板46c,46dは集風ユニット40の前面に対して60度の角度で傾斜しており、後集風板47a,47bは集風ユニット40の前面に対して45度の角度で傾斜している。
したがって、集風ユニット40の前面で広い範囲で風(空気)を取り込んで、排出口45aに向けてスムーズに流すようになっている。
Further, the front
Therefore, the wind (air) is taken in in a wide range on the front surface of the
このような構成によって、集風部43は、前面側から取り込んだ風を排出口45aが設けられている後面側に集風して、排出口45aから排出するようになっている。また、集風部43においては、前集風板46が前枠部44の前面から後枠部45の前面に向けて窄まるように傾斜し、後集風板47が後枠部45の前面から排出口45aに向けて窄まるように傾斜しているので、前面側から後面側の排出口45aに向かうほど流路断面積が小さくなっている。
そして、この排出口45aに、風力発電ユニット1の収納ユニット20の先端面が接続されている。
With such a configuration, the
The tip surface of the
このような風力発電設備50は、例えば、地面、建物の屋上や屋根等に設置される。この場合、集風ユニット40と、下側の2個の風力発電ユニット1,1とを地面、建物の屋上の床面、屋根等に水平に、かつ、集風ユニット40の前面を風が吹いてくる方向に向けて設置する。
また、集風ユニット40と風力発電ユニット1とを切り離したうえで、集風ユニット40の排出口45aと風力発電ユニット1の先端面とを可撓性を有する筒状部材で接続し、さらに地面の一部を掘削することによって、当該地面に凹所を設け、この凹所に風力発電ユニット1を設置してもよい。この場合、風力発電ユニット1の後方に、当該風力発電ユニット1の後端面から排出された風を逃がす凹溝等を地面に設けるのが好ましい。
Such a wind
Further, after separating the
風力発電ユニット1は集風ユニット40の背面側でかつ下側に設けられているので、集風ユニット40によって集風された風は集風部43で流速を上げられたうえで、集風ユニット40の排出口45aから排出される。そして、この排出された風は風力発電ユニット1の先端面から入り込んで、羽根車32を回すので、永久磁石37とコイル38との協働によって発電する。
Since the wind
また、本実施の形態に係る風力発電ユニット1を所定の数だけ単独で上述した場所に設置してもよい。集風ユニット40を備えていない風力発電ユニット1は、風力発電設備50に比してコンパクトであるので、例えば、ビルとビルの間等のビル風が吹く場所やトンネルの上部壁面に設置するのに好適である。
Further, a predetermined number of wind
以上のように、本実施の形態に係る風力発電ユニットによれば、筒状体31の内部に複数の羽根車32が設けられているので、筒状体31の内部にその先端面から風を流入させることで、効率よく羽根車32を回転させて、永久磁石37とコイル38との協働によって発電できる。このため、従来の風力発電装置に比して羽根を小さくできるので、省スペースで設置できる。
また、羽根車32は筒状体31の内部に設けられているので、羽根車32に当たる風(空気)が外方に逃げて風圧が下がることがなく、全ての羽根車32に風が効率的に当たるので、効率的に発電できる。
また、筒状体31によって、周りの風の影響も受け難く、騒音も抑制でき、外観上も見映えがいいものとなる。なお、本実施の形態では、筒状体31は円筒状としたが、これに限ることはない。例えば、筒状体31は、筒状であれば、4角筒状以上の多角筒状、楕円筒状、長円筒状であってもよい。また、筒状体31は直線状に限ることなく、曲線状のものであってもよい。このようにすれば、風の流れの方向を主動的に曲げて、大都市内の汚染空気を所望の場所に吹き飛ばすこともできる。
また、筒状体の内部にその軸方向に延在する複数の軸部を設け、各軸部にそれぞれ複数の羽根車32を設けてもよい。
As described above, according to the wind power generation unit according to the present embodiment, since a plurality of
Further, since the
In addition, the
Further, a plurality of shaft portions extending in the axial direction may be provided inside the tubular body, and a plurality of
また、羽根車32は軸部25に支持される支持部材33と、この支持部材33に軸受34を介して回転可能に設けられかつ外周部に羽根36が設けられた回転体35とを備えているので、軸部25に設けられる羽根車32の数を容易に増減できる。したがって、風力や風量に応じて風力発電装置30の能力を容易に調整できる。
Further, the
また、本実施の形態に係る風力発電ユニットによれば、風力発電装置30が収納ユニット20の内部に収納されているので、この収納ユニット20によって風力発電装置30を保護できるともに、容易に所望の場所に設置でき、さらに、風力発電装置30の搬送や設置現場での取り扱いも容易となる。
また、風力発電装置30の先頭の羽根車32が収納ユニット20の先端面側に位置しているため、この先端面から風を受け入れて筒状体31の内部に容易に流入させて、羽根車32を回転させることができる。
さらに、収納ユニット20を積み重ねたり、横方向に連結することによって、風力発電ユニット1の設置数や設置位置を容易に調整できる。
Further, according to the wind power generation unit according to the present embodiment, since the wind
Further, since the
Further, by stacking the
また、本実施の形態に係る風力発電設備50によれば、集風ユニット40の排出口45aに風力発電ユニット1の収納ユニット20の先端面が接続されているので、集風ユニット40に取り込んだ風を集風して排出口45aから排出し、この排出した風を収納ユニット20の先端面から筒状体31の内部に流入させることがきる。したがって、風を効率的に風力発電装置30に供給して、発電することができる。
Further, according to the wind
また、集風部43の前面側で自然環境の風体積の流れを削って(風削り)、後面側に集風して送る。そして、排出口45aが集風部43の前面の上端より下方に設けられ、集風部43は集風ユニット40の前面側から後面側に向かうほど流路断面積が小さくなっているので、風の高さを下げて、平常圧の風の体積を高密度高圧に絞ったうえで、排出口45aから排出できる。排出口45aから排出された風は高密度高圧になるとともに整流となるので、この流れを筒状体31の内部に導いて当該内部に同軸に複数設けられている羽根車32に連続的に当てて、当該羽根車32を回転させることで、より効率的に発電することができる。
また、羽根車32の回転によって、エアーコンプレッサを回して、圧縮空気を高圧タンクに貯留して、圧縮空気車に使用でき、また、酸素圧縮機を回して、酸素タンクに貯留できる。
さらに、排出口45aにフィルターを設けることによって、集風部43で取り込んだ風(空気)中に含まれるゴミや埃等の異物を除去することができるので、発電とともに空気の浄化も行える。
また、集風ユニット40を風力発電ユニット1と切り離して使用することもできる。この場合、集風ユニット40の集風部43の排出口にエアーフィルターを設けて、湿気を集めることで、雨水が少ない島等において飲料水を製造することもできる。さらに、風の水分を取ることによって、台風の勢力を弱めることもできる。
Further, the flow of the wind volume in the natural environment is cut (wind cutting) on the front side of the
Further, by rotating the
Further, by providing the filter at the
Further, the
また、集風ユニット40の支持枠42が複数の棒状の構造材41によって組み立てられたものであるので、使用する構造材41の本数を増減することによって、支持枠42の大きさを調整できる。
また、後枠部45は、その上面が前枠部44の上面より下方に位置し、その側面が前枠部44の側面より内側に位置するようにして、前枠部44に連結されており、前枠部44に、複数の前集風板46(46a〜46d)が後枠部45の前面に向かうようにして取り付けられ、後枠部45に、複数の後集風板47(47a〜47d)が排出口45aに向かうようにして取り付けられているので、集風部43に取り込んだ風を確実に、前集風板46から後集風板47に向けて流して下側に位置する排出口4aから排出できる。つまり、集風部43で取り入れて集風した風を下側に位置する排出口45aから排出できるので、風力発電ユニット1を例えば、地面またはそこに近い場所に設置できる。
さらに、前集風板46(46a〜46d)および後集風板47(47a〜47b)は水分を吸収することによって、自重を大きくすることが可能となっているので、例えば台風等の際において、前集風板46(46a〜46d)および後集風板47(47a〜47b)は水分を吸収することによって重くなるので、風力発電設備50が台風の風に耐え得るものなる。
Further, since the
Further, the
Further, since the front wind collecting plates 46 (46a to 46d) and the rear wind collecting plates 47 (47a to 47b) can increase their own weight by absorbing moisture, for example, in the event of a typhoon or the like. Since the front wind collecting plates 46 (46a to 46d) and the rear wind collecting plates 47 (47a to 47b) become heavier by absorbing moisture, the wind
また、比較的重量の大きい風力発電ユニット1が集風ユニット40の背面側下部に設けられたうえで地面に設置されているので、集風ユニット40を安定的に設置できるとともに、風力発電ユニット1内の風力発電装置30のメンテナンス等を容易に行える。
Further, since the relatively heavy wind
また、風力発電設備50をモータ等の駆動源によって回転可能な回転テーブル等に設置し、駆動源に風力発電装置30で発電された電気を供給することによって、回転テーブルによって風力発電設備50を鉛直軸回りに回転させるとともに、回転角度を制御可能に構成してもよい。これによって、風力発電設備50を、その集風ユニット40の前面が風の吹く方向に向かうように回転制御できるので、効率的に発電できる。
Further, the wind
1 風力発電ユニット
20 収納ユニット
25 軸部
30 風力発電装置
31 筒状体
32 羽根車
33 支持部材
34 軸受
35 回転体
36 羽根
37 永久磁石
38 コイル
40 集風ユニット
41 構造材
42 支持枠
43 集風部
44 前枠部
45 後枠部
45a 排出口
46 前集風板
47 後集風板
50 風力発電設備
1 Wind
Claims (4)
この収納ユニットの内部に収納された風力発電装置とを備え、
前記風力発電装置は、筒状体と、この筒状体の内部に当該筒状体の軸方向に沿って設けられた軸部と、前記筒状体の内部において、前記軸部に同軸かつ前記軸部の軸方向に複数設けられた羽根車とを備え、
前記羽根車は、前記軸部が挿通されることで、当該軸部に支持される筒状の支持部材と、この支持部材に軸受を介して軸回りに回転可能に設けられた回転体と、この回転体の外周部に設けられた複数の羽根とを備え、
前記支持部材と回転体とのうちの、いずれか一方に永久磁石が設けられ、他方にコイルが前記永久磁石と所定の隙間をもって設けられており、
前記風力発電装置の先頭の羽根車が前記収納ユニットの先端面側に位置しており、
前記収納ユニットは、棒状の複数の構造材を接続することによって組み立てられた直方体枠状の枠体と、この枠体の内側に前記構造材に対して傾斜して配置された複数の補強用構造材を備え、
前記補強用構造材は前記筒状体を貫通して配置され、前記補強用構造材の一端部は前記構造材に固定され、他端部は前記風力発電装置の前記支持部材または前記軸部に固定され、
さらに、前記補強用構造材は前記枠体の正面視においてX字状に配置され、その交点部によって前記支持部材または前記軸部が支持されていることを特徴とする風力発電ユニット。 A rectangular parallelepiped frame-shaped storage unit and
Equipped with a wind power generator housed inside this storage unit,
The wind power generator includes a tubular body, a shaft portion provided inside the tubular body along the axial direction of the tubular body, and inside the tubular body, coaxially with the shaft portion. Equipped with multiple impellers provided in the axial direction of the shaft
The impeller includes a tubular support member supported by the shaft portion through which the shaft portion is inserted, and a rotating body rotatably provided on the support member via a bearing so as to be rotatable around the shaft. It is provided with a plurality of blades provided on the outer peripheral portion of this rotating body.
A permanent magnet is provided on one of the support member and the rotating body, and a coil is provided on the other with a predetermined gap from the permanent magnet.
The top of the impeller of the wind power unit is positioned on the distal end surface side of the housing unit,
The storage unit has a rectangular parallelepiped frame-shaped frame assembled by connecting a plurality of rod-shaped structural members, and a plurality of reinforcing structures arranged at an angle with respect to the structural members inside the frame. Equipped with lumber
The reinforcing structural material is arranged so as to penetrate the tubular body, one end of the reinforcing structural material is fixed to the structural material, and the other end is attached to the support member or the shaft portion of the wind power generation device. Fixed,
Further, the wind power generation unit is characterized in that the reinforcing structural material is arranged in an X shape in a front view of the frame body, and the support member or the shaft portion is supported by the intersection portion thereof.
前記排出口に、前記風力発電ユニットの収納ユニットの先端面が接続されていることを特徴とする風力発電設備。 A wind power generation facility including at least one wind power generation unit according to claim 1 and a wind power generation unit that receives wind, collects wind, and discharges it from an outlet.
A wind power generation facility characterized in that a tip surface of a storage unit of the wind power generation unit is connected to the discharge port.
前記排出口は前記集風部の前面の上端より下方に設けられ、
前記集風部は前記前面側から前記後面側に向かうほど流路断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項2に記載の風力発電設備。 The wind collecting unit is provided with a wind collecting portion that collects the wind taken in from the front side on the rear side where the discharge port is provided.
The discharge port is provided below the upper end of the front surface of the wind collecting portion.
The wind power generation facility according to claim 2 , wherein the wind collecting portion has a smaller flow path cross-sectional area from the front surface side toward the rear surface side.
前記風力発電ユニットは、直方体枠状の収納ユニットと、
この収納ユニットの内部に収納された風力発電装置とを備え、
前記風力発電装置は、筒状体と、この筒状体の内部に当該筒状体の軸方向に沿って設けられた軸部と、前記筒状体の内部において、前記軸部に同軸かつ前記軸部の軸方向に複数設けられた羽根車とを備え、
前記羽根車は、前記軸部が挿通されることで、当該軸部に支持される筒状の支持部材と、この支持部材に軸受を介して軸回りに回転可能に設けられた回転体と、この回転体の外周部に設けられた複数の羽根とを備え、
前記支持部材と回転体とのうちの、いずれか一方に永久磁石が設けられ、他方にコイルが前記永久磁石と所定の隙間をもって設けられており、
前記風力発電装置の先頭の前記羽根車が前記収納ユニットの先端面側に位置しており、
前記排出口に、前記風力発電ユニットの前記収納ユニットの先端面が接続されており、
前記集風ユニットは、前面側から取り込んだ風を前記排出口が設けられている後面側に集風する集風部を備え、
前記排出口は前記集風部の前面の上端より下方に設けられ、
前記集風部は前記前面側から前記後面側に向かうほど流路断面積が小さくなっており、
前記集風ユニットは、複数の棒状の構造材によって組み立てられた支持枠と、この支持枠に支持された前記集風部とを備え、
前記支持枠は、前記集風ユニットの前部を構成する直方体枠状の前枠部と、前記集風ユニットの後部を構成し、かつ前記前枠部より上下左右の長さが短い後枠部とを備え、
前記後枠部の後面側に設けられた前記排出口に前記収納ユニットの先端面が接続され、
前記後枠部は、その上面が前記前枠部の上面より下方に位置し、その側面が前記前枠部の側面より内側に位置するようにして、前記前枠部に連結され、
前記集風部は、前記前枠部に、前記後枠部の前面に向かうようにして取り付けられた複数の前集風板と、前記後枠部に、前記排出口に向かうようにして取り付けられた複数の後集風板とを備えていることを特徴とする風力発電設備。 A wind power generation facility equipped with at least one wind power generation unit and a wind power generation unit that receives wind, collects wind, and discharges it from an outlet.
The wind power generation unit includes a rectangular parallelepiped frame-shaped storage unit and
Equipped with a wind power generator housed inside this storage unit,
The wind power generator includes a tubular body, a shaft portion provided inside the tubular body along the axial direction of the tubular body, and inside the tubular body, coaxially with the shaft portion. Equipped with multiple impellers provided in the axial direction of the shaft
The impeller includes a tubular support member supported by the shaft portion through which the shaft portion is inserted, and a rotating body rotatably provided on the support member via a bearing so as to be rotatable around the shaft. It is provided with a plurality of blades provided on the outer peripheral portion of this rotating body.
A permanent magnet is provided on one of the support member and the rotating body, and a coil is provided on the other with a predetermined gap from the permanent magnet.
The impeller at the head of the wind power generator is located on the front end surface side of the storage unit.
The tip surface of the storage unit of the wind power generation unit is connected to the outlet.
The wind collecting unit is provided with a wind collecting portion that collects the wind taken in from the front side on the rear side where the discharge port is provided.
The discharge port is provided below the upper end of the front surface of the wind collecting portion.
The flow path cross-sectional area of the air collecting portion becomes smaller from the front surface side to the rear surface side.
The wind collecting unit includes a support frame assembled of a plurality of rod-shaped structural members, and the wind collecting portion supported by the support frame.
The support frame constitutes a rectangular parallelepiped frame-shaped front frame portion that constitutes the front portion of the wind collecting unit, and a rear frame portion that constitutes the rear portion of the wind collecting unit and has a shorter vertical and horizontal length than the front frame portion. With and
The tip surface of the storage unit is connected to the discharge port provided on the rear surface side of the rear frame portion.
The rear frame portion is connected to the front frame portion so that the upper surface thereof is located below the upper surface of the front frame portion and the side surface thereof is located inside the side surface of the front frame portion.
The wind collecting portion is attached to the front frame portion with a plurality of front wind collecting plates attached so as to face the front surface of the rear frame portion, and to the rear frame portion so as to face the discharge port. A wind power generation facility characterized by having multiple rear wind turbines.
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