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公開番号2024020803
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-15
出願番号2022123266
出願日2022-08-02
発明の名称風力発電装置
出願人個人
代理人個人
主分類F03D 3/04 20060101AFI20240207BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】プロペラ型の回転子を有する風力発電装置であって、回転トルクを大きくするのが容易な構成の風力発電装置を提供する。
【解決手段】風力発電装置1を、軸方向が垂直に配置された回転軸30と、回転軸30を軸受25b及び45bを介して回転自在に支持するフレーム2と、回転軸30に回転軸30とともに回転可能に且つ同軸に取り付けられた各4枚のブレード32からなるプロペラ型の推進部31A及び31Bと、回転中心軸線と直交する仮想線を境に一方の側に存在するブレード32に対して側方から吹き付ける風を導く側方開口部を側方に有し、側方開口部以外の部分は推進部31A及び31Bの周囲を覆うように配置された略筒状の風向制御板53を有する風向制御部5と、回転軸30に回転子47aが連結された発電機47とを備える構成とした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ブレードを有するプロペラ型の推進部を備える風力発電装置であって、
軸方向が垂直に配置される回転軸と、
前記回転軸に回転可能に取り付けられた１又は複数の前記推進部と、
回転中心軸線と直交する仮想線を境に一方の側に存在する前記ブレードに対して側方から吹き付ける風を導く開口部を側方に形成するとともに、当該開口部以外の前記１又は複数の推進部の周囲を覆うように構成された側壁部を備える風向制御部と、
前記回転軸の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、を備えることを特徴とする風力発電装置。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記風向制御部を前記回転軸とは独立して当該回転軸周りに回転可能に支持する回転支持部と、
前記回転支持部の上部に配設され、側方から吹き付ける風を受けて前記風向制御部を回転する動力を前記回転支持部に付与するとともに前記開口部が風向き方向を向くように前記回転支持部の回転を制御する回転制御部と、を備えることを特徴とする風力発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記風向制御部は、前記側壁部の全部又は一部が、下端から上端に向かって内側へと傾斜する傾斜壁となっていることを特徴とする風力発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力により回転子を回転駆動して発電する風力発電装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、風力によりプロペラ型の回転子を回転駆動して発電する風力発電装置として、例えば、特許文献１記載の風力発電装置が開示されている。
かかる風力発電装置は、タワーと、タワーに回転可能に設置されているナセルと、ナセルの前方で回転可能な少なくとも１枚以上のブレードと、ナセルに互いに離れて設置された複数の風速風向計とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１１０２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、プロペラ型の回転子を水平軸周りに回転駆動する構成となっているため、回転トルクを大きくし難く強風や乱流下での安定動作が困難である。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、プロペラ型の回転子を有する風力発電装置であって、回転トルクを大きくするのが容易な構成の風力発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔発明１〕上記目的を達成するために、発明１の風力発電装置は、ブレードを有するプロペラ型の推進部を備える風力発電装置であって、軸方向が垂直に配置される回転軸と、前記回転軸に回転可能に取り付けられた１又は複数の前記推進部と、回転中心軸線と直交する仮想線を境に一方の側に存在する前記ブレードに対して側方から吹き付ける風を導く開口部を側方に形成するとともに、当該開口部以外の前記１又は複数の推進部の周囲を覆うように構成された側壁部を備える風向制御部と、前記回転軸の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、を備える。
〔発明２〕さらに、発明２の風力発電装置は、発明１の風力発電装置において、前記風向制御部を前記回転軸周りに回転可能に支持する回転支持部と、前記回転支持部の上部に配設され、側方から吹き付ける風を受けて前記風向制御部を回転する動力を当該回転支持部に付与するとともに前記開口部が風向き方向を向くように前記回転支持部の回転を制御する回転制御部と、を備える。
【０００６】
〔発明３〕さらに、発明３の風力発電装置は、発明１又は２の風力発電装置において、前記風向制御部は、前記側壁部の全部又は一部が、下端から上端に向かって内側へと傾斜する傾斜壁となっている。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、発明１の風力発電装置によれば、プロペラ型の推進部を垂直軸周りに回転駆動する構成としたので、推進部の高さ方向の寸法を短くすることができ複数の推進部を鉛直方向に並べて配置することが容易であり、推進部の段数を増やすことで容易に回転トルクを大きくすることができる。
さらに、発明２の風力発電装置によれば、回転制御部によって、開口部を風向き方向に自動で向けることができるので、開口部の向きを風向き方向に合わせて手動で変えるといった煩わしい作業を不要にできる。
さらに、発明３の風力発電装置によれば、側壁部を傾斜させることで容易に回転数を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施の形態に係る風力発電装置１の一構成例を示す図であり、同図では軸受の配置されている箇所の一部を断面表示しているとともに風向制御部５の一部を省略している。
本実施の形態に係る風力発電装置１の一構成例を示す部分構成図であり、（ａ）は、平面側から視た図であり、（ｂ）は、底面側から視た図であり、同図（ａ）では風向制御板５３が簡略化されている。
本実施の形態に係る風向制御部５の一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
（ａ）は、（ｂ）のＡ－Ａ’線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ矢視図であってブレード３２の平面図である。
（ａ）は、推進部３１の平面図であり、（ｂ）は、ブレード３２の取付構造の一例を示す図である。
（ａ）は、直立構成の風向制御板５３を示す図であり、（ｂ）は、一部傾斜構成の風向制御板５３Ａを示す図であり、（ｃ）は、全傾斜構成の風向制御板５３Ｂを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔構成〕
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図５は、実施の形態を示す図である。
図１は、本実施の形態に係る風力発電装置１の一構成例を示す図であり、同図では軸受の配置されている箇所の一部を断面表示しているとともに風向制御部５の一部を省略している。図２は、本実施の形態に係る風力発電装置１の一構成例を示す部分構成図であり、図２（ａ）は、平面側から視た図であり、図２（ｂ）は、底面側から視た図であり、同図（ａ）では風向制御板５３が簡略化されている。図３は、本実施の形態に係る風向制御部５の一構成例を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。図４（ａ）は、同図（ｂ）のＡ－Ａ’線断面図であり、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＸ矢視図である。図５（ａ）は、推進部３１の平面図であり、図５（ｂ）は、ブレード３２の取付構造の一例を示す図である。
【００１０】
以下、図１中に矢印で示した方向に基づいて構成を説明する。すなわち、左右側面はその方向のままで、正面を前面、背面を後面、平面を上面、底面を下面とする。そして、左側面から右側面を向く方向を右方、その逆を左方、後面から前面を向く方向を前方、その逆を後方、底面から平面を向く方向を上方、その逆を下方と定義する。
まず、風力発電装置１の概略構成を説明する。
本実施の形態の風力発電装置１は、垂直軸型の風車（回転子）の回転により発電する風力発電装置である。風力発電装置１は、図１乃至図３に示すように、フレーム２と、回転子３と、発電部４と、風向制御部５とを備えている。
フレーム２は、円形厚板状のベーステーブル２０と、ベーステーブル２０に取り付けられた４本の角柱状の下部支柱２１と、４本の下部支柱２１に取り付けられた４本の角柱状の縦支柱２２と、４本の縦支柱２２に取り付けられた２本の角柱状の上部支柱２３とを備える。加えて、２本の上部支柱２３を接合する上支柱接合板２４と、上支柱接合板２４の上面に設けられた軸受部２５とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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