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公開番号2025052970
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023161946
出願日2023-09-26
発明の名称発電装置
出願人個人,個人
代理人個人
主分類F03D 3/04 20060101AFI20250331BHJP(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】回転体にかかる応力・負荷を複数の軸受に分散し、強風が吹く劣悪な環境下でも損傷することがなく、更に高い発電効率を得ることが継続的に可能な発電装置を提供する。
【解決手段】
略水平方向に延伸するシャフト2aと、シャフト2aの円周方向に所定の間隔で配置された複数の羽部材2bと、シャフト2aを回転可能に支持する少なくとも二つの第1支持部材(第1回転体支持部2p)と、発電機2eと、を備え、羽部材2bは、少なくとも二つの第1支持部材(第1回転体支持部2p)の間に設けられ、風力に基づき前記発電機2eで発電する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
略水平方向に延伸するシャフトと、
前記シャフトの円周方向に所定の間隔で配置された複数の羽部材と、
前記シャフトを回転可能に支持する少なくとも二つの第１支持部材と、
発電機と、
を備え、
前記羽部材は、少なくとも二つの前記第１支持部材の間に設けられ、
風力に基づき前記発電機で発電することを特徴とする発電装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記シャフト、前記羽部材及び前記第１支持部材を収納する風洞部を備え、
前記風洞部を通過する風力に基づき前記発電機で発電することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記風洞部において、風が流出する流出側開口部の開口面積を、風が流入する流入側開口部の開口面積より大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記羽部材で構成された第１羽群と第２羽群とを備え、
前記第１羽群と前記第２羽群とは、前記シャフトの延伸方向に順に配置されており、
前記第１羽群と前記第２羽群との間に、前記シャフトを回転可能に支持する第２支持部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項５】
風力の強度に応じて変位する風受け部材と、
前記シャフトの回転を制動する制動部材と、
を備え、
前記制動部材は、前記風受け部材の変位に基づいて、前記シャフトに当接あるいは離間するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項６】
水源に接続され、水を吐出する吐出部を備え、
前記吐出部を、前記羽部材と対向して設けたことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項７】
前記シャフトに配置された前記羽部材のうち、円周方向に隣接する前記羽部材が成す角度をθとし、
前記シャフトの中心から前記羽部材の先端までの長さをＲとしたとき、
前記吐出部は、前記シャフトの中心から半径方向にＲｃｏｓθ離れた位置から前記羽部材の半径方向の外端までの間に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の発電装置。
【請求項８】
前記羽部材で構成された第１羽群と第２羽群とを備え、
前記第１羽群と前記第２羽群とは、前記シャフトの延伸方向に順に配置されており、
前記シャフトの延伸方向から目視したとき、前記第１羽群を構成する前記羽部材と前記第２羽群を構成する前記羽部材とが、互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の発電装置。
【請求項９】
前記風洞部を浮体に設置し、
前記浮体を貯水部に浮上させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項１０】
水源に接続され、水を吐出する吐出部と、
前記貯水部の水位を計測する水位センサと、
前記水源と前記吐出部との間に設けられた開閉弁と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記水位センサの出力に基づいて前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に風力によって発電する発電装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
昨今、いわゆる再生可能エネルギーの一形態として風力発電の普及が急速に進んでいる。風力発電に用いられる風力発電装置は、持続可能なエネルギーの供給に貢献し、二酸化炭素の排出を削減する有効な手段となりうる。特に小型の風力発電装置は、個人、事業主体等による自家消費や地域におけるエネルギーの地産地消を可能とし、また電力需要が逼迫した際に余剰電力をグリッドに供給することで、電力インフラの安定性を高める手段として期待されている。
【０００３】
小型風力発電装置に関連する技術については、例えば、複数のガイド板を円周上に配置したガイド部と、該ガイド部の内側に配置され、複数の回転翼が取付けられたドラム型風車と、該ドラム型風車の回動軸に連結された発電装置とを備え、前記ガイド部によって導かれた外部の風で前記ドラム型風車を回転させ、前記ドラム型風車の回転によって前記発電装置を駆動する風力発電装置において、風受け部分を有し、前記ガイド部の隣接するガイド板の間の開口部に移動可能に設けられた風力調整板であって、前記外部の風を前記風受け部分で受けて移動し、前記開口部の開口面積を変化させるように構成された風量調節板と、前記外部の風の大きさに応じて前記ドラム型風車の回転を制動するように構成されたブレーキ機構とを備える風力発電装置が知られている。（特許文献１）
【０００４】
特許文献１によれば、強風の場合でも損傷するおそれがなく、定格回転数の範囲内でドラム型風車を回転させて発電を継続して行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－２４１６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で開示された技術では、ドラム型風車の回転軸は垂直方向に延伸されており、風力発電装置は、いわゆる垂直軸型の構成を備えている。このような構成においては、回転軸は風力発電装置の底部に設けられた支持部で回転可能に支持されるが、強風が吹く劣悪な環境下では当該支持部にラジアル方向（径方向）の大きな負荷がかかることが想定される。
【０００７】
また、特許文献１で開示された技術では、外部の風の大きさに応じてドラム型風車の回転を制動するブレーキ機構を備えているが、当該ブレーキ機構は、制御ユニットと電気的に接続されており、制御ユニットの指示に基づいて作動する。具体的には、風力発電装置の外部に風速計が配置されており、当該風速計で計測された値が制御ユニットに入力され、制御ユニットは油圧式のブレーキ装置を作動させて風力発電装置の回転を制動する。このような構成では、油圧を加える際に電力を使用することとなり、この電力を差し引くと、発電装置の発電効率を実質的に低下させることとなる。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべく案出されたものであり、その目的は、発電装置を構成する回転体の軸受にかかる負荷を分散し、強風が吹く劣悪な環境下でも損傷することがなく、更に高い発電効率を継続的に得ることが可能な発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた本発明は、略水平方向に延伸するシャフトと、前記シャフトの円周方向に所定の間隔で配置された複数の羽部材と、前記シャフトを回転可能に支持する少なくとも二つの第１支持部材と、発電機と、を備え、前記羽部材は、少なくとも二つの前記第１支持部材の間に設けられ、風力に基づき前記発電機で発電する発電装置である。
【００１０】
これによって、シャフトと羽部材とで構成される回転体は、水平方向の少なくとも二か所で支持されることで、回転体にかかる応力・負荷が複数の軸受に分散され、強風等の劣悪な環境に晒されたとしても、損傷や故障等を防止することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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