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風力発電装置

国内特許コード P07A012831
整理番号 PA16-004
掲載日 2008年1月18日
出願番号 特願2004-113897
公開番号 特開2005-302399
登録番号 特許第4355793号
出願日 平成16年4月8日(2004.4.8)
公開日 平成17年10月27日(2005.10.27)
登録日 平成21年8月14日(2009.8.14)
発明者
  • 饗庭 貢
出願人
  • 金沢工業大学
発明の名称 風力発電装置
発明の概要 【課題】 風力発電装置の耐雷保護装置に関して、風力発電装置のブレードへの着雷に対する耐雷保護効果を更に高めると共に、劣化する耐雷保護効果を回復させるためのメンテナンスを簡便・容易に行なえるようにする。
【解決手段】 発電機を駆動する風車のブレードの先端に耐熱性導電材の避雷突出針取付台を覆着し、着雷による光・熱エネルギーを吸収して熱熔融する避雷突針を上記避雷突出針取付台に着脱自在に装着して、避雷突針を避雷突針取付台の外面から放射状に突出させ、ブレード内部に配設した避雷導体で上記避雷突針取付台とブレード中心部の導電性ハブを電気的に接続し、ハブの発電機側端面には熱熔融する放電球体を着脱自在に装着すると共にナセルの風車側端部に、上記放電球体と放電ギャップを介して対向する導電性の放電環を装着し、その放電環を避雷導線を通じて接地する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】環境汚染防止の視点から風力発電による電力供給が見直され、風力発電装置の実用化・普及に向けた取り組みが高まっている。風力発電装置の実用化・普及に当っては、風力発電装置を落雷損傷から守るための有効な耐雷保護手段が必須である。従来から風力発電装置の耐雷保護手段は種々の発案されており、風力発電装置の風車の先端部に落雷する頻度が多いことから、特開2000-265938号公開特許公報(特許文献1)、特開2001-123934号公開特許公報(特許文献2)、特開2002-227757号公開特許公報(特許文献3)、特開2003-282295号公開特許公報(特許文献4)などに見られるような風力発電装置用の各種の避雷・耐雷保護手段が提案されている。すなわち、特許文献1には、アルミ製の羽根の先端に金属チップ(15)を設けると共に羽根の根元部に導体リング(16)を設け、他方、風力発電機(3)を内蔵するロータケース(6)に非直線抵抗体(18)を設け、その非直線抵抗体を、スパークギャップ(17)を介して導体リング(16)と対向させ、羽根先端の金属チップ(15)で受けた雷撃電流を、導体リング(16)、スパークギャップ(17)、非直線抵抗体(18)へと導いて放電させる風力発電の耐雷保護装置が示されている。また特許文献2には、ブレード(12)を電気的に絶縁化すると共にナセル(11)上に早期ストリーマ発進型避雷針(13)を設置して避雷効果を強化した風力発電装置が示されている。また特許文献3には、ガラス繊維強化プラスチック製のブレード(6)(7)(8)の先端から根元までの間に複数の電極板(9)(10)を取り付け、ブレードへ落雷した雷電流を電極板(9)から電極板(10)を経てハブ(5)で捕捉し、あるいは電極板からブレード面上を沿面放電させてハブ(5)で捕捉し、その捕捉雷電流をハブ(5)からナセル(4)、タワー(3)を経て地中に導くことにより、ブレード(6)(7)(8)の刃部に落雷させないようにして、落雷によるブレードの焼損を防止する風車用避雷設備が示されている。さらに特許文献4には、ブレード(8)の下端位置から僅かな距離を隔ててブレードより下方に位置する環状または針状の金属部材(13)を設け、落雷の誘因となるブレードへの充電電荷を、ブレードの回転毎に近接する金属部材(13)に放電させることにより、ブレードへの落雷を防止する風力発電装置の避雷装置が示されている。
【特許文献1】特開2000-265938号公開特許公報
【特許文献2】特開2001-123934号公開特許公報
【特許文献3】特開2002-227757号公開特許公報
【特許文献4】特開2003-282295号公開特許公報
産業上の利用分野 この発明は風力発電装置の耐雷保護手段に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】発電機を駆動する風車のブレードの先端に耐熱性材の避雷突出針取付台を覆着し、着雷による光・熱エネルギーを吸収して熱熔融する複数の避雷突針を前記避雷突出針取付台に着脱・交換自在に装着して、その複数の避雷突針を避雷突針取付台の外面から放射状に突出させたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項2】発電機を駆動する風車のブレードの先端に耐熱性材のチタンで成形した避雷突出針取付台を覆着し、着雷による光・熱エネルギーを吸収して熱熔融するカーボンファイバーで成形した複数の避雷突針を前記避雷突出針取付台に着脱・交換自在に装着して、その複数の避雷突針を避雷突針取付台の外面から放射状に突出させたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項3】発電機を駆動する風車のブレードの先端に耐熱性導電材の避雷突出針取付台を覆着し、着雷による光・熱エネルギーを吸収して熱熔融する複数の避雷突針を前記避雷突出針取付台に着脱・交換自在に装着して、その複数の避雷突針を避雷突針取付台の外面から放射状に突出させると共に、前記ブレードの回転中心部には導電性のハブを備え、前記ブレードの内部に避雷導体を配設して、その避雷導体で前記避雷突針取付台と前記ハブを電気的に接続し、前記ハブの発電機側端面には熱熔融する複数の放電球体を着脱・交換自在に装着すると共にナセルの風車側端部に、前記ハブに装着した放電球体と対向する導電性の放電環を装着し、その放電球体と放電環の間に放電ギャップを空けて両者を対向させ、前記放電環を、避雷導線を通じて接地したことを特徴とする風力発電装置。
【請求項4】発電機を駆動する風車のブレードの先端に耐熱性導電材の避雷突出針取付台を覆着し、着雷による光・熱エネルギーを吸収して熱熔融する複数の避雷突針を前記避雷突出針取付台に着脱・交換自在に装着して、その複数の避雷突針を避雷突針取付台の外面から放射状に突出させると共に、前記ブレードの回転中心部には導電性のハブを備え、前記ブレードの内部に避雷導体を配設して、その避雷導体で前記避雷突針取付台と前記ハブを電気的に接続し、前記ハブの発電機側端面には熱熔融する複数の放電球体を着脱・交換自在に装着すると共にナセルの風車側端部に、前記ハブに装着した放電球体と対向する導電性の放電環を装着し、その放電球体と放電環の間に放電ギャップを空けて両者を対向させ、前記放電環を、避雷導線を通じて接地し、さらに環状避雷導体を、ブレードの先端の回転最低位置から若干下方に位置させてタワーの周りに配設し、その環状避雷導体を避雷針を通じて接地したことを特徴とする風力発電装置。
【請求項5】ブレードの先端に覆着する避雷突出針取付台を耐熱性材のチタンで成形し、ブレード先端に着脱・交換自在に装着される避雷突針と、ブレードのハブの発電機側端面に着脱・交換自在に装着される放電球体を、光・熱エネルギーを吸収して熱熔融するカーボンファイバーで成形したことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の風力発電装置。
産業区分
  • 固体素子
  • その他原動機
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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