JPS595186Y2 - 回転停止機構を備えた風力発電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、懸垂揺動式の単一風車型発電装置に関し、更
に詳しくは、いつでも風車の回転を簡単に停止させるこ
とができ、保守・修理が容易に行える小型の発電装置に
関するものである。

風のエネルギーは地上で得られるエネルギーとしては最
大級であるにもかかわらず現在のところほとんど利用さ
れていない。

その主たる原因は、自然の風は地形・気象条件・季節等
によって風向や風速が絶えず変化するためその利用が甚
だ困難だからである。

風速の変化に対処するためには、風車が受ける風圧に応
じて回転翼のピッチが変化する所謂可変ピッチ式風力発
電装置や、本考案者が先に提案した如く風車が受ける風
圧に応じて枢軸から吊下げられた風車や発電機や揺動変
位する所謂懸垂型固定ピッチ式風力発電装置（特開昭５
３−１１０７３７号参照）など様々なものが開発されて
いる。

なかでも後者の装置は、構造簡単で暴風時における安全
対策も完全であり極めて良好なものである。

これらの風力発電装置を長期間にわたって効率よく動作
させるためには、保守・修理の容易な構造のものである
ことが必要である。

特に、当然のことながら、これらの装置は屋外の風当り
の強い場所に設置されるから、たとえば強風下であって
も点検修理を容易に行えなければならない。

しかしながら、これら従来の装置においては、格別の風
車停止装置を具備していなかった。

例えば、前記後者の装置では、方向板を９０°回動して
風車の向きを風向に対して９０°ずらずようにして風車
の動きを停止させる。

ところが、たとえ小型の装置であっても、強風下におい
ては、方向板を回動させることは極めて困難であり、大
人数人がかりでなければ風車を停止できない。

その上、風車を首尾よく停止させたとしても点検修理等
のため発電機部分に接近したくても適当な足場がなく、
作業は極めて困難であるし、風向きが変れば風車が回転
し始めることになり、危険性も大きかった。

本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、たとえ強風下においても任意の時点で風車の回転を停
止させることができ、保守・修理が極めて容易に行える
風力発電装置を提供することにある。

以下図面に基づき本考案について更に詳しく説明する。

第１図は本考案に係る風力発電装置の一実施例の側面図
であり、第２図はその正面図である。

地表あるいは建物の屋上等に支柱１を立設し、該支柱１
の上部に回転管２が挿入される。

回転管２は、その上下両端内に位置する軸受３ａ、３ｂ
を介して支柱１の外周面と係合し、その中心軸のまわり
で回転自在に支承される。

回転管２の長さは後述する風車の半径とほぼ同程度の長
さである。

回転管２の下端には方向板取付部４が設けられ、そこか
ら後方に（図面右手方向）に方向支持棒５が張出され、
その先端部に方向板６が回転自在に懸垂式に取付けられ
ている。

この方向板６は風向に応じて後述する風車を最適方向を
向ける如く回動させるよう機能する。

また、回転管２の上端にＵ字型の懸垂金具支持体７を設
け、該懸垂金具支持体７に支軸８によって懸垂金具９を
鉛直面内で揺動自在に取付ける。

懸垂金具９の下端には発電機１０が固定され、その回転
軸には固定ピッチ式の風車１１が直結されている。

つまり、発電機１０と風車１１は一体となって懸垂金具
９により懸垂式に支持され、支軸８を中心として揺動自
在となっている。

しかし、その揺動範囲は懸垂金具９に固着したストッパ
ー１２により、前方（図面左手側）には揺動しないよう
に規制されている。

また、懸垂金具９の上端には出力調整用の重錘１３が取
付けられる。

その出力調整用重錘１３にはワイヤー２０の一端を固着
し、該ワイヤー２０は懸垂金具支持体７から前方に突設
した停止ワイヤー支持棒２１の先端滑車部２２に案内さ
れ、更に、前記方向板取付部４の前方に取付けた第２の
滑車２３によって案内されて下方に導かれ、最下端には
ワイヤー張設用の重錘２４が取付けられる。

なお、ワイヤー２０の上方部分に設けられているストッ
パー２５は、ワイヤー２０の降下量規制用のものであり
、その取付位置は第３図に示すように風車１１が水平状
態となったときの滑車部２２と接触するワイヤーの位置
である。

このストッパー２５によって、ワイヤー２０を下方に引
張ったとき、風車１１が丁度水平となり、それ以上には
変向しない。

この実施例の装置の動作並びに使用方法について説明す
ると以下の如くである。

白ヌキの矢印Ｗで示したように風が吹き始めると、回転
管２は方向板６の作用により支柱１を中心として回転し
、風車１１を適正な方向を向ける。

自然の風は風向変化が大きいので方向板が固定の場合、
激しく左右に振られてなかなか停止しないが、本実施例
のように懸垂式に回動自在に取付けると、激しい横風や
春風の場合でも、方向板６はそれが受ける風圧によって
回転管２を徐々に回動させると共に、方向板６自体が風
圧で押され、水平方向に傾いて一旦風圧をかわし、その
後方向板６は方向板支持棒５に関して重力による力のモ
ーメントが不平衡だから鉛直方向に戻りながら非常に滑
らかに風車１１の方向を転換させる。

風車１１は、風の弱い時には第１図実線にて示すように
風向に正対してほぼ鉛直面内で回転するが、風が次第に
強くなると、後上方に押され同図仮想線で示すように、
主としてその時風車１１が受ける風圧と発電機１０及び
出力調整用重錘１３等による力のモーメントが釣合った
位置で回転しつづける。

更に風の強い暴風時のような場合には、風車１１の回転
面は水平に近づく。

出力調整用重錘１３は、弱風時の出力を増大させ、強風
時の出力増加をおさえるよう機能する。

さて、点検や修理のため風車１１の回転を停止させたい
場合には次のようにする。

まず、ワイヤー２０をそのストッパー２５が停止ワイヤ
ー支持棒２１の先端滑車部２２に当接するまで引降す。

すると第３図に示すように風車１１はその軸が鉛直方向
を向き、その回転はやがて停止する。

従って、例えばフック等の手段によってワイヤー２０を
引降したままの状態に保っておけば、風車１１は回転せ
ず、点検や修理を行うことができる。

多くの場合、点検や修理が必要な個所は発電機１０、特
にその内部にあるブラシ等であるが、第３図からも判る
ように、方向板支持棒５が風車１１の下についているた
め、その方向板支持棒５に乗れば発電機１０に容易に接
近でき、カバーを外してブラシをみるなど点検・修理を
行うことができ、特別に足場を用意する必要はない。

従って、建物屋上の隅や塔の上等に風力発電装置を設置
した場合であっても、保守の点に関しては何等格別の困
難性はない。

また、懸垂金具９と懸垂金具支持体７との間にロック機
構（図示せず）を設け、風車１１の軸が垂直状態になっ
たとき、その状態を保持するようにしておけば、極めて
強い暴風のとき、風車１１は押し上げられて水平面内を
回転するようになるが、ロック機構によって風車が受け
る風圧を最小の位置に保ち、自動的に停止させることが
できる。

それ故、装置の破壊は防止され、一層安全性の高いもの
が得られる。

勿論、ロックを外せば、懸垂金具９は揺動し、前記通り
の動作を行う。

このように手動及び自動停止装置も取付けることができ
る。

本考案は上記のように構成されているから、ワイヤーを
引降ろすという極めて簡単な操作によって、風車を強制
的に上向きにし、風車の回転を何時でも停止させること
ができ、また風車より下方にある方向板支持棒を足場と
してそれに乗ることによって発電機に容易に接近でき、
点検や修理等を極めて容易に行うことができる。

また、本考案では、かなり長い回転管を用い、その両端
でそれぞれ一軸受を介して支柱に嵌装されているから、
風向や風速等の急微な変化があっても、また強風の場合
であっても風車が回転する際にガタつかず、建物屋上に
設置した場合であっても、居住性が損われないし、また
、風車が単一であるから方向板支持棒の長さを短くでき
、製作費も安くでき、特に未開発地域から要望の多い小
型機に適したものとなるなど、数々のすぐれた実用的効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る発電装置の一実施例の側面図、第
２図はその正面図、第３図はその装置の風車回転停止状
態の説明図である。 １・・・・・・支柱、２・・・・・・回転管、３ａ、３
ｂ・・・・・・軸受、４・・・・・・方向板取付部、５
・・・・・・方向板支持棒、６・・・・・・方向板、７
・・・・・・懸垂金具支持体、９・・・・・・懸垂金具
、１０・・・・・・発電機、１１・・・・・・風車、２
０・・・・・・ワイヤー２１・・・・・・停止ワイヤー
支持棒、２２．２３・・・・・・滑車、２４・・・・・
・重錘。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鉛直方向に延びる回動管を、その上下両端内に位置する
   軸受を介して、立設した支柱の上部に嵌合して中心軸の
   まわりで回転自在に支承し、該回動管の下端から後方に
   向けて後端に風向板を有する方向板支持棒を張出すと共
   に、該回動管の上端に懸垂金具を鉛直面内にて揺動自在
   に取付け、該懸垂金具の下端に風車付発電機を上端には
   出力調整用重錘をそれぞれ取付けてなり、発電機および
   重錘による枢軸のまわりの力のモーメントと風車が受け
   る風圧との平衡位置で風車が回転するようにした風力発
   電装置であって、揺動金具の上端部にワイヤーの一端を
   固着し、該ワイヤーを回動管の上端から前方に突設した
   ワイヤー支持体を介して下方に導き、下端に重錘を取付
   け、該ワイヤーを引降すことによって風車軸が強制的に
   鉛直方向を向くようにした回転停止機構を備えた風力発
   電装置。