JPS5836861Y2 - 振動防止用スタビライザ−付風力発電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、水平型風車を用いた風力発電装置の改良に関
し、更に詳しくは水平型風車の風向変化の際に発生する
振動を防止し、静粛運転を行うことができ、耐久力のす
ぐれた装置に関するものである。

水平型風車を有する風力発電機本体を水平面内で回転自
在に支承し、風向の変化に風車回転面の変化が自動的に
追従するようにした風力発電装置は従来公知である。

この装置は、具体的には次のように構成されている。

鉛直に立設した支柱の上端に、該支柱に対して回動自在
に嵌着する回転筒を設け、該回転筒から水平後方に尾翼
ポールを張り出してその先端部に方向板を取付け、前記
回転筒に発電機を搭載してその軸にプロペラ型風車を取
付けてなる。

従って、回転筒に固定されている尾翼ポール、発電機等
は水平面内で自由に回転でき、方向板の作用によって風
車回転面が常に風に正対するように匍脚され、効率よく
風力エネルギーを捕捉する。

そもそも物体が回転すると、その回転力によって生ずる
ジャイロモーメントによって回転方向を一定に保とうと
する作用がある。

上記のような風車の場合には、風向変化により絶えず風
車回転面が変化するため、どうしても大きな不規則的な
力が加わり、振動を生じさせていた。

特に戦車が経済性にすぐれた２枚翼の場合は、急激な方
向変換の際、変化の方向に対し風車が水平に位置する時
は大きな抵抗力を持ち、垂直に位置する時は極端に抵抗
が少ない性質がある（このことは回転している風車を方
向板をもって左右に振ってみれば直ちにわかることであ
る）ため、風車の回転と同期的な振動が発生するのであ
る。

従って、風車が方向を変える際には、これらが複雑に絡
み合って激しい振動となり、遂には破損に至るなど思わ
ぬトラブルがしばしば発生していた。

また、たとえ破損に至らずとも、激しい振動が生じるた
め、支柱は大地に組み上げた強固な塔上に設けねばなら
ず、家屋等の建築物上に風力発電装置を取付けることは
ほとんど不可能であった。

本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、水平型風車の風向変化の際に発生する振動を吸収し、
静粛運転を行うことができ、耐久力が高く、風車の破壊
といった思わぬトラブルの発生を防止できるような風力
発電装置を提供することにある。

本考案が前記の如き従来技術と顕著に相違する点は、水
平面内で回転自在の風力発電機本体に、水平方向に張り
出すスタビライザー軸を固定すると共に、該スタビライ
ザー軸の両端にスタビライザーウェイトを取付け、風向
変化により生じる振動を吸収するようにした点にある。

以下本考案について更に詳しく説明する。

図面は本考案の一実施例を示すものであって、上方変位
式の単一風車型発電装置の場合を示している。

地表に設けた塔あるいは建物の屋上等（図示せず）に支
柱１を立設し、該支柱１の上端には回動金具２が回転自
在に取付けられる。

従って、該回動金具２に取付けられた全ての部材は、支
柱１を中心として水平面内で回転可能である。

回動金具２の下端には尾翼取付金具３が固着され、そこ
から後方（図面左手方向）に尾翼ポール４が張り出され
、その先端部に方向板５が回転自在に懸垂式に取付けら
れている。

この方向板５は風向変化に応じて風車が最適方向を向く
よう機能する。

また、回動金具２の上部に揺動軸６を設けて、それによ
って揺動金具７を鉛直面内で揺動自在に支持させる。

揺動金具Ｉの上端には発電機８が固定され、その回転軸
には固定ピッチ式の風車９が直結されている。

他方、揺動金具７の下端にはカウンターウェイト１０が
取付けられる。

更に、揺動金具７から左右水平方向にスタビライザー軸
１１を張り出して固定し、該スタビライザー軸１１の両
端にそれぞれスタビライザーウェイト１２を取付ける。

な３揺動金具１の上部と尾翼取付金具３との間にはダン
パー１３が設けられて揺動金具７の急激な揺動を緩和し
、昔た揺動金具７には前方ストッパー１４が設けられて
いる。

本装置の動作は次の如くである。

筐ず、風が吹いてくると方向板５の作用によって風車９
は風に正対し直ちに回転しはじめる。

虱が弱い間は風車９は第１図に示すように風向に直角な
面内で回転しているが、風力が強くなるにつれて第４図
に示すように風車９は揺動軸６を中心として上方を向き
、更に風圧が強筐ると風車９は完全に上を向き、直横に
風を受ける状態となり、ゆるやかな回転状態となる。

つｌす、虱の強さに応じて、前方ストッパー１４で規制
される鉛直位置からほぼ水平な位置１で変位回前であっ
て、主として風車９の受ける風圧による揺動軸６のまわ
りのモーメントと、発電機８重量とカウンターウェイト
１０の重量による揺動軸６の１わりのモーメントとがバ
ランスした位置で風車９は回転するのである。

さて、前記のように風向変化に応じて風車が絶えずその
方向を変化すると複雑な振動が生じる可能性がある。

しかし、本装置のスタビライザーは水平面内における方
向変化により生じる振動を吸収する作用をなす。

すなわち、水平方向に伸びたスタビライザー軸１１の両
端部にスタビライザーウェイト１２が取付けられている
ため、これらの重量によって水平方向に変位する際の振
動が抑制されるのである。

なぜならば、水平面内に釦ける回動中心から離れた位置
にある重量は急激に回動せんとする際に大きな抵抗とな
るからである。

更に本実施例では、揺動軸６から離れた位置に発電機８
及びカウンターウェイト１０というかなりの重量物が設
けられているため、上記と同様の理由で風力の強弱によ
る上下方向の変化の際に生じる振動を吸収することがで
きる。

その上、本実施例では、風圧が非常に強くなったときに
は、前記のように風車９は完全に上を向きゆるやかな回
転状態となるため、風車の回転によって生ずるジャイロ
モーメントが小さくなると共に、風車９は回転金具２の
真上にきて水平面内で回転するため、風車９がいかに激
しく乱気流によって振り回わされようと振動はほとんど
発生しなくなる。

以上、上方変位式の風力発電装置を一実施として説明し
たが、本考案はこのほか懸垂揺動式の場合や、揺動しな
い型式のものなどにも適用できること熱論である。

本考案は上記のように構成した風力発電装置であるから
、水平型風車の風向変化の際に生じる振動を吸収し、静
粛運転することができ、耐久力が高く、風車の破壊とい
った思わぬトラブルの発生を防止できるといった実用上
すぐれた効果がある。

特にこの種の発電装置は僻地に設けられることも多く、
保守や修理の頻度を低減しうろことは極めて重要である
。

その上、上記のように振動の発生を抑制し静粛運転でき
るため、家屋上に取付けることも可能となり、塔を省略
することもでき、捷た塔を設ける場合でも従来に比べて
はるかに簡単なものでよいので風力発電装置の経済性を
一段と高めることができるといった数々のすぐれた効果
を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る風力発電装置の一実施例を示す側
面図、第２図はその正面図、第３図はその平面図、第４
図はその動作状態の一例を示す説切回である。 １・・・支柱、２・・・回動金具、５・・・方向板、６
・・・揺動軸、Ｉ・・・揺動金具、８・・・発電機、９
・・・風車、１０・・・カウンターウェイト、１１・・
・スタビライザー軸、１２・・・スタビライザーウェイ
ト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水平型風車を有する風力発電機本体を水平面内で回転自
   在に支承し、風向の変化に風車回転面の変化が追従する
   ようにした形式の風力発電装置にネ・いて、風力発電機
   本体に、水平方向に張り出すスタビライザー軸を固定す
   るとともに該スタビライザー軸の両端にスタビライザー
   ウェイトを取付け、風向変化により生じる振動を吸収す
   るようにした振動防止用スタビライザー付風力発電装置
   。