JP2003239842A - 風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置 - Google Patents
風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置Info
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- JP2003239842A JP2003239842A JP2002036992A JP2002036992A JP2003239842A JP 2003239842 A JP2003239842 A JP 2003239842A JP 2002036992 A JP2002036992 A JP 2002036992A JP 2002036992 A JP2002036992 A JP 2002036992A JP 2003239842 A JP2003239842 A JP 2003239842A
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- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 風力の大きさや瞬間的に変化する風向に
も影響されることなく、風力エネルギーを常に位置エネ
ルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして
引き出し、風力エネルギーの有効利用を可能とすること
を得る。 【解決手段】 縦軸式の風車において、該風車の水平回
転を環状のチェーンベルトを用いて垂直回転として伝
え、ギアを装置した発電機の該ギア部分をチェーンベル
ト上を可動できるよう金具で挟んで宙吊りにし、発電機
がチェーンベルトを伝って落下する時に生じるギアの回
転力を発電機の回転力として利用する方法を用いること
により、チェーンベルトが風力により回転する間も発電
機が位置エネルギーを蓄積しつつ同時に電力エネルギー
を引き出す結果を得る。
も影響されることなく、風力エネルギーを常に位置エネ
ルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして
引き出し、風力エネルギーの有効利用を可能とすること
を得る。 【解決手段】 縦軸式の風車において、該風車の水平回
転を環状のチェーンベルトを用いて垂直回転として伝
え、ギアを装置した発電機の該ギア部分をチェーンベル
ト上を可動できるよう金具で挟んで宙吊りにし、発電機
がチェーンベルトを伝って落下する時に生じるギアの回
転力を発電機の回転力として利用する方法を用いること
により、チェーンベルトが風力により回転する間も発電
機が位置エネルギーを蓄積しつつ同時に電力エネルギー
を引き出す結果を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力エネルギーを
最も有効的に利用するために、該エネルギーを位置エネ
ルギーとして蓄積しながらも、同時併行的に円滑に電力
エネルギーとして引き出す風力発電装置に関するもので
ある。
最も有効的に利用するために、該エネルギーを位置エネ
ルギーとして蓄積しながらも、同時併行的に円滑に電力
エネルギーとして引き出す風力発電装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の風力発電装置は、水平軸プロペラ
又は縦軸翼等の様々な風車を用いて、風力で直接に発電
機の回転軸を輪転させ電力エネルギーとするものや、風
力をいったん位置エネルギー、弾性エネルギー、圧力エ
ネルギー等として蓄積した上で必要に応じ電力エネルギ
ーに変換するものなどが公表されている。
又は縦軸翼等の様々な風車を用いて、風力で直接に発電
機の回転軸を輪転させ電力エネルギーとするものや、風
力をいったん位置エネルギー、弾性エネルギー、圧力エ
ネルギー等として蓄積した上で必要に応じ電力エネルギ
ーに変換するものなどが公表されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の風力発電装置
で、風力を発電機の回転軸に直接伝えるものにおいて
は、発電に適した安定した風力を得られるまでの間の風
力エネルギーは有効利用されず、特に水平軸プロペラ方
式のものは効率的運用のために安定した風向が不可欠で
あり、風向が瞬間的に変化するような状態では、プロペ
ラの首振装置による調整も即応できないという問題点が
あった。
で、風力を発電機の回転軸に直接伝えるものにおいて
は、発電に適した安定した風力を得られるまでの間の風
力エネルギーは有効利用されず、特に水平軸プロペラ方
式のものは効率的運用のために安定した風向が不可欠で
あり、風向が瞬間的に変化するような状態では、プロペ
ラの首振装置による調整も即応できないという問題点が
あった。
【０００４】また、風力エネルギーを位置エネルギー、
弾性エネルギー又は圧力エネルギー等としていったん蓄
積した上で電力エネルギーとして引き出すものにおいて
は、蓄積したエネルギーを円滑に安定した電力として引
き出すことは、技術的に困難であるという問題点が認め
られる。
弾性エネルギー又は圧力エネルギー等としていったん蓄
積した上で電力エネルギーとして引き出すものにおいて
は、蓄積したエネルギーを円滑に安定した電力として引
き出すことは、技術的に困難であるという問題点が認め
られる。
【０００５】本発明は、かかる問題点を解決すべく、従
来の技術よりもさらに風力エネルギーの有効利用が可能
となるよう、風力の大きさや瞬間的に変化する風向にも
影響されることなく風力エネルギーを常に位置エネルギ
ーとして蓄積しながら、同時併行的に電力エネルギーと
して引き出せる方法を提供し、その具体的な装置を得る
ことを目的としている。
来の技術よりもさらに風力エネルギーの有効利用が可能
となるよう、風力の大きさや瞬間的に変化する風向にも
影響されることなく風力エネルギーを常に位置エネルギ
ーとして蓄積しながら、同時併行的に電力エネルギーと
して引き出せる方法を提供し、その具体的な装置を得る
ことを目的としている。
【０００６】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、次のような方法及び装置を用いる。すなわち、本発
明の風力発電装置において採用する風車は、一定の高さ
を有するタワーの上部に設置し、あらゆる風向に対応で
きる垂直回転軸の風車とし、該風車の水平回転を傘型ギ
ア及び環状のチェーンベルト等を用いて一定方向にのみ
動く垂直回転として伝える。
め、次のような方法及び装置を用いる。すなわち、本発
明の風力発電装置において採用する風車は、一定の高さ
を有するタワーの上部に設置し、あらゆる風向に対応で
きる垂直回転軸の風車とし、該風車の水平回転を傘型ギ
ア及び環状のチェーンベルト等を用いて一定方向にのみ
動く垂直回転として伝える。
【０００７】次いで、発電機にギアを装置し、該ギアが
回転可動できる程度に金具を用いて上方向に動く側のチ
ェーンベルトと噛み合わせて宙吊りにし、発電機そのも
のが位置エネルギーを得る媒体として、チェーンベルト
の回転によって吊り上げられ位置エネルギーを蓄積しつ
つ、かつ重力により発電機がチェーンベルトを伝って落
下する時に生じる発電機のギアの回転力をもって電力エ
ネルギーを引き出す方法を採る。
回転可動できる程度に金具を用いて上方向に動く側のチ
ェーンベルトと噛み合わせて宙吊りにし、発電機そのも
のが位置エネルギーを得る媒体として、チェーンベルト
の回転によって吊り上げられ位置エネルギーを蓄積しつ
つ、かつ重力により発電機がチェーンベルトを伝って落
下する時に生じる発電機のギアの回転力をもって電力エ
ネルギーを引き出す方法を採る。
【０００８】このため、発電機の落下によるギアの回転
力が、発電機の回転軸を回転させるのに必要な力と等し
いか又はやや大き目となるように、発電機等の重さ及び
ギアの規模を調整する。
力が、発電機の回転軸を回転させるのに必要な力と等し
いか又はやや大き目となるように、発電機等の重さ及び
ギアの規模を調整する。
【０００９】なお、風車の規模は、チェーンベルトが発
電機等の重さを引き上げる程度の能力を持てば足りるの
で、発電を開始する風速をどの程度にするかによって風
車の面積が必然的に決定されるが、必要に応じて傘型ギ
ア等のギア比率を調整することにより風車の回転駆動力
を強化するものとする。
電機等の重さを引き上げる程度の能力を持てば足りるの
で、発電を開始する風速をどの程度にするかによって風
車の面積が必然的に決定されるが、必要に応じて傘型ギ
ア等のギア比率を調整することにより風車の回転駆動力
を強化するものとする。
【００１０】上記のように構成された風力発電装置にお
いては、発電を開始する風速下で発電機はタワーの最下
部に位置しながらも、チェーンベルトに引き上げること
により得られる位置エネルギーをそのまま電気エネルギ
ーに変換し続け、風速が増した段階から、発電機は位置
エネルギーを電気エネルギーに変換し続けながら徐々に
加速して上昇し、位置エネルギーを蓄積する。
いては、発電を開始する風速下で発電機はタワーの最下
部に位置しながらも、チェーンベルトに引き上げること
により得られる位置エネルギーをそのまま電気エネルギ
ーに変換し続け、風速が増した段階から、発電機は位置
エネルギーを電気エネルギーに変換し続けながら徐々に
加速して上昇し、位置エネルギーを蓄積する。
【００１１】また、発電を開始する風速を下回ることと
なった時点で風車及びチェーンベルトは回転を止め、チ
ェーンベルトは発電機等の重さで下方向に引かれること
となるので、これを防止するため予め逆止ストッパーを
垂直回転軸又はチェーンベルトの適宜の箇所に装置して
おくことにより、チェーンベルトの逆転は阻止され、発
電機だけがその位置から下降し始め、位置エネルギーを
電気エネルギーに変換し続けることとなる。
なった時点で風車及びチェーンベルトは回転を止め、チ
ェーンベルトは発電機等の重さで下方向に引かれること
となるので、これを防止するため予め逆止ストッパーを
垂直回転軸又はチェーンベルトの適宜の箇所に装置して
おくことにより、チェーンベルトの逆転は阻止され、発
電機だけがその位置から下降し始め、位置エネルギーを
電気エネルギーに変換し続けることとなる。
【００１２】なお、本発明の実施にあたっては、より安
定した電力供給を行うべく、タワー内部又は外部に蓄電
池を設置し、発電機による余剰電力を直流変換して備蓄
するとともに、風速が発電を開始する風速を下回り台座
装置が最下端部に位置している間は、該蓄電池から交流
変換した電力を供給する方法が有効である。
定した電力供給を行うべく、タワー内部又は外部に蓄電
池を設置し、発電機による余剰電力を直流変換して備蓄
するとともに、風速が発電を開始する風速を下回り台座
装置が最下端部に位置している間は、該蓄電池から交流
変換した電力を供給する方法が有効である。
【００１３】また、普通の気象状況下では風速は断続的
に変化し、風力エネルギーは発電機の上昇下降により有
効に電気エネルギー変換されるが、強風が長時間継続す
るような気象状況下では、上昇した発電機がタワーの上
端で留まり、チェーンベルトの過剰な回転が発電に影響
することも考えられるので、この対策として、チェーン
ベルト及び発電機については予備を装置し、リモートコ
ントロールスイッチ等を介して垂直回転軸の傘型ギアへ
の連結を油圧等により行うように構成しておけば、強風
下においても安定した電力エネルギーを発電機の台数分
だけ供給することができる。
に変化し、風力エネルギーは発電機の上昇下降により有
効に電気エネルギー変換されるが、強風が長時間継続す
るような気象状況下では、上昇した発電機がタワーの上
端で留まり、チェーンベルトの過剰な回転が発電に影響
することも考えられるので、この対策として、チェーン
ベルト及び発電機については予備を装置し、リモートコ
ントロールスイッチ等を介して垂直回転軸の傘型ギアへ
の連結を油圧等により行うように構成しておけば、強風
下においても安定した電力エネルギーを発電機の台数分
だけ供給することができる。
【００１４】発明の実施の形態を実施例にもとづき図面
を参照して説明する。図１及び図２において、縦軸式風
車１の回転を伝える垂直回転軸２には、水平回転を垂直
回転に伝達する傘型等のギア５を該回転軸の下端部及び
タワー上部壁面等に、タワー下部壁面等に円型等のギア
７を固定装着し、該タワー壁面等に取り付けたギアの間
を環状のチェーンベルト８で連結させ、かつ垂直回転軸
又は該チェーンベルト等の適宜の箇所に逆止ストッパー
３を取り付け、風車が回転するのに伴い該チェーンベル
トが垂直かつ一定方向にのみ回転するように構成する。
を参照して説明する。図１及び図２において、縦軸式風
車１の回転を伝える垂直回転軸２には、水平回転を垂直
回転に伝達する傘型等のギア５を該回転軸の下端部及び
タワー上部壁面等に、タワー下部壁面等に円型等のギア
７を固定装着し、該タワー壁面等に取り付けたギアの間
を環状のチェーンベルト８で連結させ、かつ垂直回転軸
又は該チェーンベルト等の適宜の箇所に逆止ストッパー
３を取り付け、風車が回転するのに伴い該チェーンベル
トが垂直かつ一定方向にのみ回転するように構成する。
【００１５】さらに、発電機及び該本体を取り付けた台
座より構成される台座装置９が、チェーンベルトを伝い
ながら落下できるようにするため、台座装置はタワーの
壁面等に固定せずに宙吊り状態とし、該装置の落下によ
って生じるギアの回転力をそのまま発電機本体の回転軸
を回転させる力として利用する。このため、該装置の落
下によるギアの回転力が、発電機本体の回転軸を回転さ
せるのに必要な力と等しいか又はやや大き目となるよう
に、台座装置の重さ及びギア比率を調整する。
座より構成される台座装置９が、チェーンベルトを伝い
ながら落下できるようにするため、台座装置はタワーの
壁面等に固定せずに宙吊り状態とし、該装置の落下によ
って生じるギアの回転力をそのまま発電機本体の回転軸
を回転させる力として利用する。このため、該装置の落
下によるギアの回転力が、発電機本体の回転軸を回転さ
せるのに必要な力と等しいか又はやや大き目となるよう
に、台座装置の重さ及びギア比率を調整する。
【００１６】図３及び図４において、複数の同じ放射状
又は多角形等の形状をもつ台板10の中心に垂直回転軸２
を貫通させて平面からみた外形が一致するようにして、
該台板を該垂直回転軸に等間隔に固定した風車主躯体
と、該垂直回転軸２から台板の縁に向って上下各台板の
内側に一対で外周間隔が等しくなるよう固定配置された
複数の翼躯体11から風車を構成し、尚該翼躯体は複数の
縦軸取付け用の溝穴を直列等間隔に配し、該溝穴には隣
りの縦軸13に僅かに重なる幅の羽板12を取り付けた縦軸
を嵌め込んで構成する。さらに、該羽板12は隣り合う縦
軸に僅かに重なる幅とし、さらに該羽板は縦軸を回転軸
として回転可動し、風車の垂直回転軸２を境に半面では
風圧を遮り風車を回転させる力を得、また他半面で受け
流すように構成して、風車が一定方向に回転できるよう
にする。
又は多角形等の形状をもつ台板10の中心に垂直回転軸２
を貫通させて平面からみた外形が一致するようにして、
該台板を該垂直回転軸に等間隔に固定した風車主躯体
と、該垂直回転軸２から台板の縁に向って上下各台板の
内側に一対で外周間隔が等しくなるよう固定配置された
複数の翼躯体11から風車を構成し、尚該翼躯体は複数の
縦軸取付け用の溝穴を直列等間隔に配し、該溝穴には隣
りの縦軸13に僅かに重なる幅の羽板12を取り付けた縦軸
を嵌め込んで構成する。さらに、該羽板12は隣り合う縦
軸に僅かに重なる幅とし、さらに該羽板は縦軸を回転軸
として回転可動し、風車の垂直回転軸２を境に半面では
風圧を遮り風車を回転させる力を得、また他半面で受け
流すように構成して、風車が一定方向に回転できるよう
にする。
【００１７】図５及び図６において、発電機17及び該本
体を取り付ける台座14について次のように構成する。す
なわち、台座については、外縁から中心にむかってＵ字
型等の筒状にカットを施し、該カットの周囲に複数のギ
ア16を金具15を用いて固定装着し、台座14の中心に上方
向に動く側のチェーンベルト８を垂直に通した上、台座
のギア16とチェーンベルト８が噛み合うように金具15で
包み込み固定するとともに、発電機17については、その
回転軸にギア18を固定装着して、該ギアと台座のギア19
が噛み合って回転するように配置し台座に取り付ける。
体を取り付ける台座14について次のように構成する。す
なわち、台座については、外縁から中心にむかってＵ字
型等の筒状にカットを施し、該カットの周囲に複数のギ
ア16を金具15を用いて固定装着し、台座14の中心に上方
向に動く側のチェーンベルト８を垂直に通した上、台座
のギア16とチェーンベルト８が噛み合うように金具15で
包み込み固定するとともに、発電機17については、その
回転軸にギア18を固定装着して、該ギアと台座のギア19
が噛み合って回転するように配置し台座に取り付ける。
【００１８】本発明は、従来の風力発電装置に比して簡
単な構造であるため、装置の小型軽量化により広範な場
所を特に必要としないうえ、強い気流の発生するビルの
谷間等の設置適地の確保を容易なものとする効果を有す
る。
単な構造であるため、装置の小型軽量化により広範な場
所を特に必要としないうえ、強い気流の発生するビルの
谷間等の設置適地の確保を容易なものとする効果を有す
る。
【００１９】また、小型軽量化により製造及び維持費用
の低廉化をもたらす効果を有し、これにより風力発電の
一般住宅等への普及を促進させ、クリーンエネルギーの
供給増加をもたらす波及効果を生じるものである。
の低廉化をもたらす効果を有し、これにより風力発電の
一般住宅等への普及を促進させ、クリーンエネルギーの
供給増加をもたらす波及効果を生じるものである。
【図１】本発明の正面図（タワー部については断面正面
図）である。
図）である。
【図２】タワー部の断面による側面図である。
【図３】風車本体の正面図である。
【図４】風車本体のＡ−Ａ線で切断した横断平面図であ
る。
る。
【図５】発電機及び取付台座装置の正面図である。
【図６】発電機及び取付台座装置の平面図である。
１ 縦軸式風車
２ 風車の垂直回転軸
３ 逆止ストッパー
４ タワー躯体
５、６ 傘型ギア
７ 円型ギア
８ チェーンベルト
９ 台座装置
10 風車主躯体
11 翼躯体
12 羽板
13 縦軸
14 発電機の取付台座
15、ギアの固定金具
16 19 ギア
17 発電機
18 発電機のギア
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の同じ放射状又は多角形等の形状を
もつ台板の中心に垂直回転軸を貫通させ、平面からみた
外形が一致するようにして該台板を該垂直回転軸に等間
隔に固定した風車主躯体と、該垂直回転軸から台板の縁
に向って上下各台板の内側に一対で外周間隔が等しくな
るよう固定配置された複数の翼躯体からなる風車で、尚
該翼躯体は複数の縦軸取付け用の溝穴を直列等間隔に配
し、該溝穴には隣りの縦軸に僅かに重なる幅の羽板を取
り付けた縦軸を嵌め込んで構成し、さらに該羽板は縦軸
を回転軸として回転可動し、風車の垂直回転軸を境に半
面では風圧を遮り風車を回転させる力を得、また他半面
では受け流すように構成して、風車が一定方向に回転す
るよう構成したことを特徴とする。 - 【請求項２】 縦軸式風車の垂直回転軸の水平回転を、
垂直回転に伝達する傘型等のギアを該回転軸の下端部及
びタワー上部壁面等に、タワー下部壁面等に円型等のギ
アを固定装着し、該タワー壁面等に取り付けたギアの間
を環状のチェーンベルトで連結させ、かつ垂直回転軸又
は該チェーンベルト等の適宜の箇所に逆止ストッパーを
取り付け、該チェーンベルトが垂直かつ一定方向にのみ
作動するよう構成したことを特徴とする風力の伝達方
法。 - 【請求項３】 台座の外縁から中心にむかってＵ字型等
の筒状にカットを施し、該カットの周囲に複数のギアを
固定装着し、該台座の中心に請求項２記載の上方向に動
く側のチェーンベルトを垂直に通し、該台座のギアとチ
ェーンベルトが噛み合うように金具で包み込み固定する
とともに、発電機の回転軸にギアを固定装着して、該ギ
アと台座のギアが噛み合って回転するように配置したこ
とを特徴とする発電機の取付台座装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置を固定せず宙吊りの
状態とし、該装置がチェーンベルトを伝い落下する時に
生じるギアの回転力を、発電機の回転軸の回転力として
利用することにより、位置エネルギーを電力エネルギー
へと変換しながら、同時にチェーンベルトが回転し該装
置が引き上げられる間、位置エネルギー蓄積の継続を可
能ならしめる方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036992A JP2003239842A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036992A JP2003239842A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003239842A true JP2003239842A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27778722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036992A Pending JP2003239842A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 風力エネルギーを位置エネルギーとして蓄積しながら同時に電力エネルギーとして引き出すための風力発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003239842A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2412697A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-05 | Primera Consultancy And Design | Wind turbine |
| KR100626265B1 (ko) | 2004-09-08 | 2006-09-21 | 김수덕 | 풍력 발전기 |
| WO2009100211A3 (en) * | 2008-02-06 | 2009-10-29 | Launchpoint Technologies, Inc. | System and method for storing energy |
| CN103133255A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 戴宁 | 风筝水位提升装置、水力发电机及灌溉装置 |
| WO2014072565A1 (es) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Pablo Gascon Merino | Acumulador energético helicoidal |
| WO2021235134A1 (ja) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 義照 松本 | 動力装置、発電装置、及び装置 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036992A patent/JP2003239842A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2412697A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-05 | Primera Consultancy And Design | Wind turbine |
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| WO2009100211A3 (en) * | 2008-02-06 | 2009-10-29 | Launchpoint Technologies, Inc. | System and method for storing energy |
| US8166760B2 (en) | 2008-02-06 | 2012-05-01 | Launchpoint Technologies, Inc. | System and method for storing energy |
| RU2509915C2 (ru) * | 2008-02-06 | 2014-03-20 | Лончпойнт Текнолоджиз, Инк. | Система и способ для накопления энергии |
| CN103133255A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 戴宁 | 风筝水位提升装置、水力发电机及灌溉装置 |
| CN103133255B (zh) * | 2011-11-21 | 2015-04-01 | 戴宁 | 风筝水位提升装置、水力发电机及灌溉装置 |
| WO2014072565A1 (es) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Pablo Gascon Merino | Acumulador energético helicoidal |
| WO2021235134A1 (ja) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 義照 松本 | 動力装置、発電装置、及び装置 |
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