JP2003049760A - 風力発電装置 - Google Patents

風力発電装置

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JP2003049760A
JP2003049760A JP2001240649A JP2001240649A JP2003049760A JP 2003049760 A JP2003049760 A JP 2003049760A JP 2001240649 A JP2001240649 A JP 2001240649A JP 2001240649 A JP2001240649 A JP 2001240649A JP 2003049760 A JP2003049760 A JP 2003049760A
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Noriyasu Matsumoto
▲徳▼保 松本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弱風下でも一定の発電量を確保することがで
き、風速が変化しても安定した発電を行うことができる
風力発電装置を提供する。 【解決手段】 風力発電装置1は、空気中の風を導入す
る導風口2と風導入口2から導入した風を空気中に排出
する排風口3とを有する箱体形状の通風体4と、通風体
4内を通過する風で回転する回転体5aなどによって駆
動される発電機6と、導風口2に設けられた開口角度変
更可能なメガホン形状の集風部材7と、通風体4周囲の
風速の増大、減小に応じ集風部材7の開口角度を減少、
増大させる開度調節手段などを備えている。通風体4
は、支柱8の上端部に、車輪9、回転台10および把持
部材11などを介して回転自在に取り付けられ、通風体
4の後部両側には垂直尾翼状の風向板12が立設され、
排風口3の外周には、周囲の風速の増大、減少に応じて
突出角度が増大、減小する風受部材13を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、風速の大小にかか
わらず安定した発電が可能な風力発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】風力発電において安定した発電量を得る
には、比較的強い風が恒常的に流れている場所に風力発
電装置を設置する必要がある。しかしながら、このよう
な条件を満たす場所は極めて限られており、ある程度条
件の揃った場所を選択して風力発電装置を設置しても、
その設置場所の地形や気象などの条件次第では、十分な
風力が得られず、発電量が不安定となることが少なくな
いのが実状である。
【0003】そこで、風力が弱い場合でも十分な発電量
を得る手段について様々な角度から研究、開発が行わ
れ、弱風下でも発電可能な風力発電装置として、たとえ
ば、特開昭60−36785号公報に開示されているも
のがある。
【0004】この風力発電装置は、発電機を駆動する回
転体の前方にメガホン状に開いた集風手段が設けられ、
この集風手段で集めた風で回転体を回転させることによ
り、弱風下での発電量確保を可能としたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開昭60−3678
5号公報に開示されている風力発電装置は弱風下におい
て安定的に発電を行うことができるが、周囲の風速が変
化したときの対応機構が設けられていないので、風速が
増減するとそれに従って発電量も増減することとなり、
発電量が不安定となる。
【0006】また、この風力発電装置においては、予測
以上の強い風が吹いた場合の対応策が講じられていない
ので、強風時は回転体の回転数が異常増大し、発電機の
回転数が過大となって損傷するおそれがある。
【0007】本発明が解決しようとする課題は、弱風下
でも一定の発電量を確保することができ、風速が変化し
ても安定した発電を行うことができる風力発電装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の風力発電装置
は、風を導入する導風口と前記導風口から導入した風を
排出する排風口とを有する通風体と、前記通風体内を通
過する風で回転する回転体によって駆動される発電機
と、前記導風口に設けられた開口角度変更可能な集風部
材と、通風体周囲の風速の増大、減少に応じて前記集風
部材の開口角度を減少、増大させる開度調節手段とを備
えたことを特徴とする。
【0009】このような構成とすることにより、通風体
周囲の風速の増大、減少に応じて集風部材がその開口角
度を減少、増大することで、通風体内へ導入される風量
を一定化させるため、弱風下でも一定の発電量を確保す
ることができるだけでなく、周囲の風速が変化しても安
定した発電を行うことができる
【0010】ここで、前記通風体内に、通風体周囲の風
速の増大、減少に応じて、前記回転体に対する最終送風
口断面積を増大、減少させる風流調節手段を設けること
により、回転体に供給される風の最終速度をほぼ一定化
することができるので、通風体風速が変化しても回転体
の回転数がほぼ一定化され、発電量の安定化を図ること
ができる。なお、最終送風口断面積とは、回転体に供給
される風が最終的に通過する送風口の断面積をいう。
【0011】また、前記通風体内に、独立した複数の通
風経路とこの通風経路ごとに配置され独立回転可能な回
転体とを設け、通風体周囲の風速の増大、減少に応じ
て、前記通風経路を開放、閉塞する風路切り替え手段を
設けることにより、通風体周囲の風速が増大したときは
全ての通風経路を開放して風を導入し、通風体周囲の風
速が減少したときはいずれかの通風経路を閉塞し他の通
風経路を開放して風を導入することが可能となるため、
通風体周囲の風速が大であるときに効率的に発電できる
だけでなく、通風体周囲の風速が小さいとき、通風体内
へ導入された風が分散して回転体を回転させることがで
きない事態が生じるのを回避することができる。また、
いずれかの回転体などにトラブルが発生したとき、その
回転体のある通風経路を閉塞してその回転体のみを停止
させて点検、補修などを行うことができるので作業中の
安全を確保することができるだけでなく、発電が完全に
ストップすることもなくなる。
【0012】また、前記通風体の排風口の外周に、突出
角度変更可能な風受部材と、通風体周囲の風速の増大、
減少に応じて前記風受部材の突出角度を減少、増大させ
る角度調節手段とを設けることができる。通風体周囲の
風速が小であるときにはこの風受部材の突出角度を増大
させて通風体の排風口において負圧を発生させる。回転
体下流である通風体の排風口において発生した負圧によ
り回転体上流の空気が吸い込まれ、回転体を通過する空
気量を増大させる。また通風体周囲の風速が大であると
きには風受部材の突出角度を減少させることにより通風
体の排風口において負圧の発生を抑制させ、通風体によ
る空気の吸引量を抑制する。
【0013】
【発明の実施の形態】図1,図2は本発明の実施の形態
である風力発電装置の外観を示す斜視図であり、図1は
比較的弱風下における稼動状態を示し、図2は比較的強
風下における稼動状態を示している。図3は図1に示す
風力発電装置の縦断面図であり、図4は図1に示す風力
発電装置の横断面図である。
【0014】本実施形態の風力発電装置1は、風を導入
する導風口2と導風口2から導入した風を排出する排風
口3とを有する箱体形状の通風体4と、通風体4内を通
過する風で回転する回転体5a,5bと、この回転体5
a,5bによって駆動される発電機6と、導風口2に設
けられた開口角度変更可能なメガホン形状の集風部材7
と、通風体周囲の風速の増大、減少に応じ集風部材7の
開口角度を減少、増大させる開度調節手段(図示せず)
などを備えている。
【0015】通風体4は、支柱8の上端部に、車輪9、
回転台10および把持部材11などによって回転自在に
取り付けられ、通風体4の後部両側には垂直尾翼状の風
向板12が立設され、排風口3の外周には、突出角度変
更可能な風受部材13と、通風体周囲の風速の増大、減
少に応じて風受部材13の突出角度を減少、増大させる
角度調節手段(図示せず)を設けている。風力発電装置
1の周囲に吹く風の向きが変化したとき、風向板12が
受ける風の作用によって通風体4が支柱8を中心に水平
旋回して導風口2が風上に直面するようになっている。
【0016】通風体周囲の風速が小さい場合、図1に示
すように、メガホン形状の集風部材7を構成する集風板
7aが上下に開くことで開口角度を増大させるので、弱
風であっても多量の風が通風体4内へ導入される。
【0017】一方、通風体周囲の風速が大きい場合、図
2に示すように、集風部材7を構成する集風板7aが互
いに接近することで開口角度を減少させるので、通風体
4内へ導入される風量は減少する。
【0018】このように、通風体周囲の風速の増大、減
少に応じて集風部材7がその開口角度を減少、増大する
ことで、通風体4内へ導入される風量をほぼ一定化させ
るため、回転体5の回転数がほぼ一定化され、弱風下で
もほぼ一定の発電量を確保することができるだけでな
く、周囲の風速が変化しても安定した発電を行うことが
できる。また、強風時に回転体5が異常回転して発電機
6を損傷するようなトラブルを防止することができる。
【0019】また、図3に示すように、通風体4の内部
には、通風体周囲の風速の増大、減少に応じて、回転体
5に対する最終送風口14の断面積を増大、減少させる
風流調節部材15を設けている。風流調節部材15の前
部15aは支軸16を中心にその前端部が上昇、下降
し、風流調節部材15の後部15bは、前部15aの前
端部の上昇、下降に対応して伸展、屈曲するようになっ
ている。
【0020】通風体周囲の風速が小さいときは風流調節
部材15の前端部が下降して導風口2まで来た風の全て
を通風体4内の回転体5方向へ導入するとともに、風流
調節部材15の後部15bが屈曲することで最終送風口
14の断面積を減少させるので、風速が高められた風が
回転体5に供給され、通風体周囲の風速が増大すると風
流調節部材15の前端部が上昇して導風口2まで来た風
の約半分程度を通風体4内の回転体5方向へ導入すると
ともに、風流調節部材15の後部15bが伸展すること
で最終送風口14の断面積を増大させるので、風速が緩
和された風が回転体5に供給される。
【0021】このように、通風体周囲の風速の増大、減
少に応じて、回転体5に対する最終送風口14の断面積
を増大、減少させる風流調節部材15を設けることによ
り、回転体5に供給される風の最終速度をほぼ一定化す
ることができるので、通風体周囲の風速が変化しても回
転体5の回転数がほぼ一定化され、発電機6による発電
量の安定化を図ることができる。
【0022】また、図4に示すように、通風体4内に隔
壁17を設けることにより、独立した複数の通風経路1
8a,18bと、通風経路18a,18bごとに配置さ
れた独立回転可能な回転体5a,5bとを設け、通風体
周囲の風速の増大、減少に応じて、通風経路18a,1
8bを開放、閉塞する風路切り替え部材19とを設けて
いる。
【0023】通風体周囲の風速が増大したときは風路切
り替え部材19が隔壁17と同一平面をなすことによ
り、全ての通風経路18a,18bを開放して風を導入
し、通風体周囲の風速が減少したときは風路切り替え部
材19が支軸20を中心に通風体4の側壁4a,4bの
一方側へ水平旋回することにより通風経路18a,18
bのいずれか一方を閉塞し他の通風経路を開放して風を
導入することができるようになっている。したがって、
通風体周囲の風速が大であるときに効率的に発電できる
だけでなく、通風体周囲の風速が小さいとき、通風体4
内へ導入された風が分散して回転体5を回転させること
ができない事態が生じるのを回避することができる。
【0024】また、回転体5a,5bのいずれか一方、
たとえば回転体5aにトラブルが発生したとき、その回
転体5aのある通風経路18aを閉塞してその回転体5
aのみを停止させて点検、補修などを行うことができる
ので作業中の安全を確保することができ、このとき、他
方の回転体5bを稼動させておくこともできるので発電
が完全にストップすることもない。
【0025】さらに、通風体4の排風口3の外周に、突
出角度変更可能な風受部材13と、通風体周囲の風速の
増大、減少に応じて風受部材13の突出角度を減少、増
大させる角度調節手段(図示せず)を設けているため、
通風体周囲の風速が小であるときにはこの風受部材13
の突出角度を増大させて排風口3において負圧を発生さ
せ、回転体5a,5bを通過する空気量を増大すること
で発電量を増大し、また通風体周囲の風速が大であると
きには風受部材13の突出角度を減少させることにより
排風口3において負圧の発生を抑制させ、回転体5a,
5bの過度の回転を防止することができる。
【0026】
【発明の効果】(1)風を導入する導風口と導入した風
を排出する排風口とを有する通風体と、通風体内を通過
する風で回転する回転体によって駆動される発電機と、
導風口に設けられた開口角度変更可能な集風部材と、通
風体周囲の風速の増大、減少に応じ集風部材の開口角度
を減少、増大させる開度調節手段とを備えたことによ
り、弱風下でもほぼ一定の発電量を確保することができ
るだけでなく、周囲の風速が変化しても安定した発電を
行うことができる。
【0027】(2)通風体内に、通風体周囲の風速の増
大、減少に応じて、回転体に対する最終送風口断面積を
増大、減少させる風流調節手段を設けることにより、回
転体に供給される風の最終速度をほぼ一定化することが
できるので、風速が変化しても回転体の回転数がほぼ一
定化され、発電量の安定化を図ることができる。
【0028】(3)通風体内に、独立した複数の通風経
路と通風経路ごとに配置され独立回転可能な回転体とを
設け、通風体周囲の風速の増大、減少に応じて、通風経
路を開放、閉塞する風路切り替え手段を設けることによ
り、風速が小であるときに効率的に発電でき、風速が大
きいとき、通風体内へ導入された風が分散し回転体が駆
動不能となるのを回避することができる。また、いずれ
かの回転体などにトラブルが発生したとき、その回転体
のある通風経路を閉塞してその回転体のみを停止させて
点検、補修などを行うことができるので作業中の安全を
確保することができ、発電が完全に停止することもなく
なる。
【0029】(4)通風体の排風口の外周に、突出角度
変更可能な風受部材と、通風体周囲の風速の増大、減少
に応じて風受部材の突出角度を減少、増大させる角度調
節手段とを設けることにより、通風体周囲の風速が小さ
くとも安定的に発電し、通風体周囲の風速が大きいとき
には回転体を保護する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態である風力発電装置の弱
風下における稼動状態を示す外観斜視図である。
【図2】 図1に示す風力発電装置の強風下における稼
動状態を示す外観斜視図である。
【図3】 図1に示す風力発電装置の縦断面図である。
【図4】 図1に示す風力発電装置の横断面図である。
【符号の説明】
1 風力発電装置 2 導風口 3 排風口 4 通風体 4a,4b 側壁 5a,5b 回転体 6 発電機 7 集風部材 7a 集風板 8 支柱 9 車輪 10 回転台 11 把持部材 12 風向板 13 風受板 14 最終送風口 15 風流調節部材 15a 風流調節部材の前部 15b 風流調節部材の後部 16,20 支軸 17 隔壁 18a,18b 通風経路 19 風路切り替え部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 風を導入する導風口と前記導風口から導
    入した風を排出する排風口とを有する通風体と、前記通
    風体内を通過する風で回転する回転体によって駆動され
    る発電機と、前記導風口に設けられた開口角度変更可能
    な集風部材と、通風体周囲の風速の増大、減少に応じて
    前記集風部材の開口角度を減少、増大させる開度調節手
    段とを備えたことを特徴とする風力発電装置。
  2. 【請求項2】 前記通風体内に、通風体周囲の風速の増
    大、減少に応じて、前記回転体に対する最終送風口断面
    積を増大、減少させる風流調節手段を設けた請求項1記
    載の風力発電装置。
  3. 【請求項3】 前記通風体内に、独立した複数の通風経
    路と前記通風経路ごとに配置され独立回転可能な回転体
    とを設け、通風体周囲の風速の増大、減少に応じて、前
    記通風経路を開放、閉塞する風路切り替え手段を設けた
    請求項1または2記載の風力発電装置。
  4. 【請求項4】 前記通風体の排風口の外周に、突出角度
    変更可能な風受部材と、通風体周囲の風速の増大、減少
    に応じて前記風受部材の突出角度を減少、増大させる角
    度調節手段とを設けた請求項1〜3のいずれかに記載の
    風力発電装置。
JP2001240649A 2001-08-08 2001-08-08 風力発電装置 Pending JP2003049760A (ja)

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