在通过与由风引起的发电单元的振动相伴的压电元件的弯曲变形来发电的风力发电装置中，能够不损害通常的风速区域中的发电性能地抑制由强风时的振动的振幅增大引起的损伤，利用宽广的风速区域的风来稳定且效率良好地发电。发电单元(14)的下端部连结于张力调整机构(20)的滑动嵌合部(30)，强风时通过翼状部(38)的升力F使滑动嵌合部(30)相伴于风速上升而从第1位置(上升端)朝向第2位置(下降端)移动，使发电单元(14)的拉伸力变大，所以，抑制了强风时发电单元(14)的振动的振幅变得过大而使发电单元(14)损伤这一情况。强风时以外，滑动嵌合部(30)被保持在第1位置，发电单元(14)的拉伸力小，能够以大的振幅振动，所以能够通过压电薄膜(46)的弯曲变形来效率良好地发电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力发电装置
本专利技术涉及风力发电装置，尤其涉及对风力发电装置的改良，所述风力发电装置中通过长条平板形状的发电单元振动使得长度方向的中间部分在板厚方向上往复移动，由此使压电元件反复弯曲变形来发电。
技术介绍
已知一种风力发电装置，在所述风力发电装置中，(a)具有在能够弹性变形的长条平板形状的基体材料设置有压电元件的发电单元，(b)所述发电单元，长度方向的两端部被保持地配置于通风的位置，并振动使得长度方向的中间部分在板厚方向上往复移动，由此使所述压电元件反复弯曲变形来发电。专利文献1所记载的装置是它的一例，使用压电陶瓷薄板来作为压电元件。也可以考虑采用专利文献2所记载的树脂制的压电薄膜来作为压电元件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-198175号公报专利文献2：日本特开2012-237264号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在这样的以往的风力发电装置中，若强风时发电单元的振动的振幅变得过大，则基体材料和/或压电元件有可能会损伤。尤其是，在使用压电陶瓷薄板来作为压电元件的情况下，脆而更加容易破损。与此相对，若在长度方向上拉伸并保持发电单元，则能够通过该拉伸力将强风时的振动的振幅抑制得小，能够防止由振幅增大引起的发电单元的损伤等，但因为不会有损伤的通常的风速区域中的振动的振幅变小，所以发电性能受损。本专利技术是以以上的情况为背景而做出的，其目的在于，在通过与由风引起的发电单元的振动相伴的压电元件的弯曲变形来发电的风力发电装置中，能够不损害通常的风速区域中的发电性能地抑制由强风时的振动的振幅增大引起的损伤，利用宽广的风速区域的风来稳定且效率良好地发电。用于解决问题的技术方案为了达到上述目的，第1专利技术，在风力发电装置中，(a)具有在能够弹性变形的长条平板形状的基体材料设置有压电元件的发电单元，(b)所述发电单元，长度方向的两端部被保持地配置于通风的位置，并振动使得该长度方向的中间部分在板厚方向上往复移动，由此使所述压电元件反复弯曲变形来发电，其特征在于，(c)使用树脂制的压电薄膜来作为所述压电元件，所述压电元件层叠于所述基体材料，并且，(d)所述发电单元的长度方向的至少一端部连结于能够在所述发电单元的长度方向上移动的可动构件，(e)具有在风速快的情况下使所述可动构件移动而使在长度方向上拉伸所述发电单元的拉伸力变大的张力调整装置。第2专利技术的特征在于，在第1专利技术的风力发电装置中，所述张力调整装置是升力产生构件，该升力产生构件向所述可动构件的两侧翼状延伸出地与所述可动构件设置成一体，并基于与风速相应地产生的升力使该可动构件移动。第3专利技术的特征在于，在第1专利技术或第2专利技术的风力发电装置中，所述可动构件配设为能够在所述拉伸力小的第1位置与该拉伸力大的第2位置之间移动，并且因弹性构件的作用力而被定位于该第1位置，当风速变快时通过所述张力调整装置克服该弹性构件的作用力，朝向所述第2位置移动。第4专利技术的特征在于，在第1专利技术至第3专利技术中的任一风力发电装置中，所述发电单元，以所述长条平板形状的平板面互相平行且长度方向互相一致的姿势，在矩形的框形状的保持构件的内侧并排配置有多个。第5专利技术的特征在于，在第4专利技术的风力发电装置中，(a)所述张力调整装置是升力产生构件，该升力产生构件向所述可动构件的两侧翼状延伸出地与所述可动构件设置成一体，并基于与风速相应地产生的升力使该可动构件移动，(b)设置有该升力产生构件的所述可动构件配设于并排配置的所述多个发电单元的长度方向的任一端部且这些端部交替地位于相反侧。第6专利技术的特征在于，在第4专利技术的风力发电装置中，(a)并排配置的所述多个发电单元的位于长度方向的同一侧的一端部分别连结于与该多个发电单元相对应地配设的多个可动构件，并且，(b)所述张力调整装置是共用的升力产生构件，该共用的升力产生构件跨及所述多个可动构件向两侧延伸出地设置成翼状，并基于与风速相应地产生的升力使该多个可动构件一体地移动第7专利技术的特征在于，在第4专利技术或第5专利技术的风力发电装置中，(a)所述多个发电单元的各自的基体材料的硬度不同，(b)通过所述张力调整装置使所述拉伸力变大的风速区域，根据所述基体材料的硬度而不同。专利技术的效果在这样的风力发电装置中，发电单元的长度方向的至少一端部连结于可动构件，强风时通过张力调整装置使所述可动构件移动，由此发电单元的拉伸力变大，所以，抑制了强风时发电单元的振动的振幅变得过大而使发电单元损伤这一情况。强风时以外，发电单元的拉伸力小，能够以大的振幅振动，所以，能够通过压电元件的弯曲变形来效率良好地发电。另外，因为使用树脂制的压电薄膜来作为压电元件，所以，与压电陶瓷薄板相比难以破损，能够使其以较大的振幅振动来发电，能够利用宽广的风速区域的风来稳定且效率良好地发电。在第2专利技术中，因为将向可动构件的两侧翼状延伸出地与该可动构件设置成一体的升力产生构件用作张力调整装置，所以与风速相应地以机械方式使可动构件移动，和与风速相应地电控制可动构件的移动的情况相比，装置简单且构成廉价。在第3专利技术中，可动构件配设为能够在第1位置与第2位置之间移动，因弹性构件的作用力而被定位于第1位置，并且，在强风时通过张力调整装置朝向第2位置移动，所以，在通常的风力发电时包括发电单元的振动在内的装置整体的工作稳定，另一方面，防止了强风时可动构件移动过量而使发电单元的拉伸力变得过高这一情况。在第4专利技术中，多个发电单元以互相平行且长度方向互相一致的姿势并排配置于矩形的保持构件的内侧，所以，通过使多片发电单元互相靠近而密集配设，能够容易地确保大的电动势(electromotiveforce)。在第5专利技术中，在将向可动构件的两侧翼状延伸出地与该可动构件设置成一体的升力产生构件用作张力调整装置的情况下，设有所述升力产生构件的可动构件配设于，并排配置的多个发电单元的长度方向的任一端部且这些端部交替地位于相反侧，所以，能够在不与相邻的发电单元接触的范围内扩张升力产生构件，能够使升力变大。由此，能够通过以所述升力拉伸发电单元来抑制强风时的损伤，并且使发电单元的宽度尺寸等变大来提高发电效率。或者是，若升力产生构件的尺寸相同，则通过使包括所述升力产生构件的发电单元互不干扰地靠近地配置，能够使风力发电装置小型化。在第6专利技术中，在并排配置的多个发电单元的长度方向上的同一侧的端部配设有可动构件，并且，跨及所述多个可动构件地设有升力产生构件，所以，升力产生面积与升力产生构件的连接相应地扩大，升力变大，获得与第5专利技术同样的效果。在第7专利技术中，多个发电单元的各基体材料的硬度不同，通过张力调整装置使拉伸力变大的风速区域根据所述基体材料的硬度而不同，所以，能够在与基体材料的硬度相应的预定的风速区域通过大的振幅来效率良好地发电，并且，当风速升高时能够一个个地增大拉伸力来抑制损伤，能够作为整体而利用宽广的风速区域的风来稳定且效率良好地发电。附图说明图1是作为本专利技术的一实施例的风力发电装置的概略主视图。图2是图1中的II-II向视部分的剖视图。图3是图2中的III-III向视部分的放大剖视图。图4是对翼状的升力产生构件的升力进行说明的图。图5是示出了在图4中滑动嵌合部通过升力来克服弹性构件的作用力而下降的状态的图。图6是对因由升力引起的滑动嵌合部的移动、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风力发电装置，具有在能够弹性变形的长条平板形状的基体材料设置有压电元件的发电单元，该发电单元，长度方向的两端部被保持地配置于通风的位置，并振动使得该长度方向的中间部分在板厚方向上往复移动，由此使所述压电元件反复弯曲变形来发电，其特征在于，使用树脂制的压电薄膜来作为所述压电元件，所述压电元件层叠于所述基体材料，并且，所述发电单元的长度方向的至少一端部连结于能够在该发电单元的长度方向上移动的可动构件，具有在风速快的情况下使所述可动构件移动而使在长度方向上拉伸所述发电单元的拉伸力变大的张力调整装置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 JP 2014-1512061.一种风力发电装置，具有在能够弹性变形的长条平板形状的基体材料设置有压电元件的发电单元，该发电单元，长度方向的两端部被保持地配置于通风的位置，并振动使得该长度方向的中间部分在板厚方向上往复移动，由此使所述压电元件反复弯曲变形来发电，其特征在于，使用树脂制的压电薄膜来作为所述压电元件，所述压电元件层叠于所述基体材料，并且，所述发电单元的长度方向的至少一端部连结于能够在该发电单元的长度方向上移动的可动构件，具有在风速快的情况下使所述可动构件移动而使在长度方向上拉伸所述发电单元的拉伸力变大的张力调整装置。2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述张力调整装置是升力产生构件，该升力产生构件向所述可动构件的两侧翼状延伸出地与所述可动构件设置成一体，并基于与风速相应地产生的升力使该可动构件移动。3.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于，所述可动构件配设为能够在所述拉伸力小的第1位置与该拉伸力大的第2位置之间移动，并且因弹性构件的作用力而被定位于该第1位置，当风速变快时通过所述张力调整装置克服该弹性构件...
【专利技术属性】
技术研发人员：高尾英伸，曾根靖博，陆田秀实，田中义和，
申请(专利权)人：丰田铁工株式会社，国立大学法人广岛大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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