JPS6342116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、風力を利用して発電する風力発電装
置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

風力を利用する発電は、太陽熱・太陽光・地
熱・波力等を利用するものと同様に自然のエネル
ギーを利用するもので、永久的に利用可能であ
る。また無公害であり、設置面積が比較的少なく
てよい等の利点がある。しかし、風力発電装置
は、その動力源である自然風が不安定であり、弱
風時には風車が回転しないし、強風時には風車が
損壊するおそれがある。

そこで従来から、幾つかのものが提案されてい
る。例えば、特開昭54−132034号公報や実開昭51
−109337号公報に記載のものがそれである。前者
は、軸受けに回転自在に取り付けた羽を有する回
転体の周りに、回転体の回転の中心を原点とする
円の接線に対して同一の向きで、互いに適当な間
隔をもつて配置した、風などの流体を回転体に導
く案内羽根を有することを特徴とする回転装置で
ある。

また後者は、サボニウス風車において、風力に
応じて風車の翼を遮蔽物の中に出し入れし、風力
をコントロールし風速の変化に対し、ほぼ一定の
回転数が得られるようにした風車である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術の内で前者は、縦軸を中心に可
回転の風車に向かつて吹いてきた風の半分だけし
か装置内へ入らず、残りの半分は逆にマイナスに
作用する。そこで風向い側の中心線近くにある案
内羽根により、上記残り半分の内でまたその半分
を、何とか風車内に入れて役立てようとするもの
である。また一旦装置内に入つた風は、案内羽根
が接線方向に傾斜して並んでいるため、風が装置
外へ排出され難い。そのため、風力発電装置で最
大の課題の一つである弱風時に如何にして効率よ
く稼動させるか、という課題が未だ残つている。

また後者は、風車の翼を筒状の遮蔽物内へ出し
入れするので、小型のものならともかく、少し大
型のものではその駆動が大掛かりになり、実用性
の面での課題が残つている。

本発明は、上記従来の風力発電装置がもつ課題
を解決しようとするものである。即ちその目的と
することろは、強風時には装置内へ入る風を減少
させて風力を調節し、台風時には装置内へ殆ど風
を入れぬようにして風車の損壊を防ぎ、そして弱
風時には効率よく風を集め、風車に当たる風を強
くして発電機が充分に稼動できるような風力発電
装置を提供することにある。

発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明の風力発電装置は、水平状の回転軸８を
もつ風車１と発電機７を取付け支柱２の周りに、
風車１よりも高くて一側部に凹欠部１３をもつ導
風板１１を、対向側の導風板１１の凹欠部１３と
で通風孔１４を形成するとともに、隣接の導風板
１１との間の風洞部１５が中央部で狭くなる如く
複数枚を放射状に立設し、かつ各風洞部１５の外
側寄りに、そこを閉止可能な大きさの開閉板１２
を縦軸１６で可回動に設けて、別に取付けた風力
検知手段１０を介して可動の駆動手段２０を、開
閉板１２が風力に応じて閉止可能に伝動手段１７
で連結してなるものである。

上記構成において、風車１は例えば図示例の如
く、立設した支柱２の上部に可回動部３を形成し
て、それと一体の水平部４の後端に取付けておけ
ばよい。該風車１は、例えば帆布を枠骨５に張つ
て外寄りほど広く、かつ湾曲した形状とし、それ
を放射状に４個並べたものとする。しかし上記に
限らず、通常のプロペラ型のものでもよい。

支柱２は、図示例では独立して立設してある
が、それに限らず上部を例えば導風板１１の上部
取付部材２１と接続させてもよい。

発電機７は、例えば上記支柱２の水平部４上に
載置しておき、風車１の回転軸８から増速用のギ
ヤ２４やフライホイル（図示略）を介して、回転
可能としておけばよい。

導風板１１は、風車１の高さよりも高い縦長状
で、その片側に対坑側の導風板１１との間で中央
に通風孔１４を形成可能な凹欠部１３を形成して
ある。該凹欠部１３は例えば一つの風車１の長さ
をほぼその半径とする半円形状とし、その凹欠部
１３が内側にくるようにして各導風板１１を、上
記支柱２を中心に例えば図示例の如く８枚を放射
状に立設し、かつ各隣接の導風板１１間に８つの
風洞部１５を形成してある。なお凹欠部１３の形
状は、図示例の如く半円形状が風のロスが少なく
てよいが、それに限らず半多角形状であつてもよ
い。

開閉板１２は、上記各風洞部１５の外側寄り中
央に立設してあるが、それは上記風洞部１５と同
程度の高さで、その横幅は風洞部１５を外側寄り
で閉止可能な寸法とする。そして各開閉板１２は
横幅中央に設けた縦軸１６により可回動とし、各
風洞部１５を開閉可能としてある。

駆動手段２０は、例えば図示例のようにモータ
であり、伝動手段１７としての例えばチエンおよ
びスプロケツト１８を介して、上記各開閉板１２
の縦軸１６を回動させ、各開閉板１２を開閉可能
としてある。該駆動手段２０の回動は、風力検知
手段１０としてのセンサ・自動制御手段（図示
略）を介して、外部電力により回転可能としてお
けばよい。なお、該駆動手段２０は上記の如きモ
ータに限らず、油圧や空圧によるものであつても
よい。

上記風力検知手段１０としてのセンサは、気圧
の変化で検知するものであつてもよい。

図示例において、９は発電機７の前部に設けた
カバーであり、例えばその先端に上記風力検知手
段１０を取付けてあるが、該風力検知手段１０は
本装置外部例えば天板１９上に設けてもよい。該
天板１９は、上記導風板１１の上端を支持固定す
るとともに、開閉板１２の縦軸１６の上端部を軸
支している。また２１，２２は導風板１１の上
部・下部の各取付部材で、下部の取付部材２２は
各開閉板１２の縦軸１６の下端をも軸支してい
る。２３は封鎖板で、各開閉板１２の側縁に装着
してあり、開閉板１２を閉止時に両側の導風板１
１との間〓を殆ど無くすためのものである。２５
はケースで、チエン１７やスプロケツト１８を覆
うものである。

〔作用〕

本発明の風力発電装置の作動状態は以下の如く
である。

まず通常の風力時には、それを風力検知手段１
０が検知し、自動制御手段をへて駆動手段２０が
各開閉板１２を開く方向に作動し、伝動手段１
７・縦軸１６を介して各開閉板１２を適度に開か
せる。この状態での風は、本装置の風向側の主と
して正面中央部から各導風板１１間の風洞部１５
内へ流入する。そして本装置の中心部にある風車
１に当たつて回転させ、発電機７を稼動さてて発
電させる。

強風時には、それを風力検知手段１０が検知
し、自動制御手段をへて駆動手段２０が各開閉板
１２を閉じる方向に作動し、伝動手段１７・縦軸
１６を介して各開閉板１２を少し閉じる。この状
態では、本装置内即ち各導風板１１間の風洞部１
５に流入する風が減少するので、風車１は過大な
風力を受けず適度の速さで回転して発電する。

また台風時には、それを風力検知手段１０が検
知し、自動制御手段をへて駆動手段２０が各開閉
板１２を閉じるように作動し、第２図の２点鎖線
で示す如く各開閉板１２は殆ど閉じてしまう。こ
の状態では、各風洞部１５内へ風は殆ど流入せ
ず、したがつて風車１が強風で損傷を受けること
がない。

そして弱風時には、それを風力検知手段１０が
検知し、自動制御手段をへて駆動手段２０が各開
閉板１２を開く方向に作動し、伝動手段１７・縦
軸１６を介して各開閉板１２を開かせる。この状
態で各開閉板１２は、第２図の実線および第４図
で示す如く支柱２を中心とする放射状になつてい
る。そのため風は上記両図図の矢印で示すように
本装置の風向側の正面中央部からは勿論のこと、
両側部寄りからも開閉板１２でガイドされて、各
導風板１１間の風洞部１５内へ流入する。そして
本装置の中心部にある風車１に当たつて回転さ
せ、発電機７を稼動させて発電させる。

特に上記弱風時に、本装置の各導風板１１は放
射状に設けてあるので、各隣接の導風板１１，１
１間で形成された風洞部１５に流れ込んだ風は、
導風板１１，１１でガイドされその全てが左右方
向から中央の通風孔１４へ集まる。それゆえ水平
状の回転軸８をもつ風車１に対し、その全体にわ
たり大量の風を当てることができる。しかも、風
車１のある中央の通風孔１４の部分では、前記の
如く隣接の導風板１１，１１により、通風面積が
風の流入側や流出側に比べて狭くなり、小径とな
つている。したがつてベンチユリ管と同様に、こ
の小径部分を通過する際に風速は増すことになる
から、弱風時にも風車１には強い風が当たること
になり、効率よく風車１を回転させることにな
る。

発明の効果 以上で明らかな如く、本発明の風力発電装置は
次の如き効果を有する。

〔イ〕 弱風持にも効率よく風を集めて発電機を稼
動できる。即ち、従来の風力発電装置がもつ問
題点の１つに、弱風時には稼動できないことが
あつた。しかし、本発明では、水平状の回転軸
をもつ風車の周りに、対向側の導風板との間で
中央に通風孔を形成するとともに、隣接の導風
板との間で風洞部が中央部で狭くなる如く導風
板を放射状に設けてある。

そのため、単に風車の幅だけの風を利用する
のではなく、左右の風も導風板により中央に寄
せ集められることになる。したがつて幅広く風
を集めて、それを水平状の回転軸をもつ風車の
全体に当てることができ、効率よく発電機を稼
動できる。

のみならず、本発明では各隣接の導風板によ
り、風洞部が外側から中央の通風孔に向けて狭
くなるようにしてある。つまり風車のある中央
の通風孔近傍で、風の流入側や流出側よりも通
風面積を小さくしてある。そのため風洞部に流
入した風は、ベンチユリ管と同様にその中央孔
を通過する際にスピードを増すことになる。し
たがつて、その場所でスピードの増した風が風
車に当たることになり、弱風時にも効率よく風
車を回わし、発電機を稼動できることになる。

〔ロ〕 なお、強風時においても風当りを調節で
き、風車等の損壊を防止できる。即ち、風が強
くなれば開閉板を少し閉じることにより風車へ
当たる風を調節でき、安定した稼動ができる
し、特に台風のような強風時には、開閉板を殆
ど閉じて風洞部内への風の流入を殆どなくし、
風車の損壊を防止できる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
一部切欠正面図、第２図は一部切欠平面図、第３
図は第１図の−断面図、第４図は開閉板を全
開時の作用状態を示す横断平面図である。 図面符号、１……風車、２……支柱、７……発
電機、８……回転軸、１０……風力検知手段、１
１……導風板、１２……開閉板、１３……凹欠
部、１４……通風孔、１５……風洞部、１６……
縦軸、１７……伝導手段、２０……駆動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平状の回転軸８をもつ風車１と発電機７を
   取付けた支柱２の周りに、風車１よりも高くて一
   側部に凹欠部１３をもつ導風板１１を、対向側の
   導風板１１の凹欠部１３とで通風孔１４を形成す
   るとともに、隣接の導風板１１との間の風洞部１
   ５が中央部で狭くなる如く複数枚を放射状に立設
   し、かつ各風洞部１５の外側寄りに、そこを閉止
   可能な大きさの開閉板１２を縦軸１６で可回動に
   設けて、別に取付けた風力検知手段１０を介して
   可動の駆動手段２０を、開閉板１２が風力に応じ
   て閉止可能に伝動手段１７で連結してなる、風力
   発電装置。