石油のため，一国の運命を賭して戦争をする馬鹿がどこにあるか。
横山臣平 『秘録 石原莞爾』
Jan.18,1889 - Aug. 15,1949
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瑕疵多き 我が庵にも 寒昴
● 水と暮らしの繋がりに命を懸けて
昨日は彦根市民の飲み水を守る会の新年会の資料づくりのため、小雨降り続く中、住民運動史
の編纂のため長老格の谷口三平さんと機械工学士の佐々木浩さんのご自宅を訪問し、「びわ湖
と下水道」講演会（講師：中西準子東大教授、故鈴木紀雄滋賀大教授、会場：彦根市民会館、
開催日：1980.09.07）の開催期日の確認など行う。谷口さんのご自宅では当時の写真アルバム
をお借りし、ホームページやブログ掲載写真とする（写真上／下）。当時は中国プラントの仕
事で風土病の換券から微熱が収まらず辛い記憶を思い出すとともに、やはり、当然、あの時僕
たちは若かったと当時を懐かしく回顧。佐々木さんのご自宅では当時の貴重な資料を閲覧し、
改めて画期的な住民運動が展開できたことを感謝するも彼は謙遜する。具体的な活動ができて
いないものの、本会を維持することで「水」と「暮らし」上の課題との繋がり（災害、放射能
汚染、地球温暖化など）ができるので細くても続けていきと伝え帰ってくる。新年会には、現
在、個人的に行っている「ナショナルトレッキング」も紹介する。 なんなら、高齢者の仕事（事
業）作りについても話し合っても良い。
【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 Ⅳ】
今夜は、「風況を選ばない高出力インテリジェント風力発電機の実用化研究」の成果報告をは
なれ、水平型プロペラ型風力発電システムの特許事例（特開2016-014331 風力発電システムお
よび風力発電方法）を俯瞰してみることに（下図ダブクリ参照）。
再生可能エネルギーのうち、風力や太陽光などの自然エネルギーを利用した発電は、運転期間
中安定した出力が得られないことが想定され、その変動は数秒から数十秒周期と不規則であり、
出力自体も大きく変動すると考えられている。このような出力特性を持った電源は、単独ある
いは既存の電力系統と連係して運用する場合のいずれにおいても、電圧変動や周波数変動を引
き起こすなどの悪影響を与えると考えられ、積極的に導入していくには、この変動を吸収し出
力を安定化させることが重要だ。
風力発電の出力を安定させる技術の一つに、例えばフライホイール装置を用いてエネルギーを
貯蔵することで出力変動を吸収する技術がある。この技術におけるフライホイール装置は、１
つのモータに回転する円盤が直結した構造であり、電気エネルギーを回転エネルギーとして蓄
積する装置である。フライホイール装置の慣性モーメントについては特に規定がない。このよ
うな回転体を用いてエネルギー貯蔵を行う場合、回転体に付与する回転トルクが回転慣性モー
メントを超える場合、回転体が回転を開始し、その回転運動エネルギーとしてエネルギーが貯
蔵され、この運動エネルギーを回転トルクとして駆動軸等で取り出すことにより、貯蔵された
エネルギーを消費すると考えられる。
この場合、フライホイール装置の慣性モーメント力が一定であると、風力が小さく、フライホ
ール装置に付与できる駆動力（回転トルク）が小さい場合には、ホイール自体の回転抵抗に対
し駆動力が小さくなり、フライホイール装置が駆動しないためエネルギー貯蔵ができなくなる。
また回転トルクが十分に大きい場合には、フライホイール装置の慣性モーメントが相対的に
小さくなり、さらに回転エネルギーを貯蔵しようとしてもその上限が限定されてしまうことが
想定される。
上述のように慣性モーメントが一定のフライホイール装置を備えた風力発電システムにおいて
は、風力の変化（強弱）に対応した効率的な運用ができないという課題があった。風力の変化
に対し、効率的な運用が行え、安定した出力を得ることができる風力発電システムおよび風力
発電方法を提供するものである。実施形態の風力発電システムは、発電機、回転軸、質量移動
装置を備える。発電機は風力で回転する風車部を支持し風車部の回転により発電する。回転軸
には風車部の回転力が伝達される。質量移動装置は回転軸に軸支された円環部を有し、回転軸
の回転に応じて円環部と回転軸との間の径方向の質量を変化させる。
Jan. 28, 2016
【符号の説明】
１…風力発電システム、３…タワー部、４…発電機本体部、５…ナセル、６…風車部、７…ブ
レード ８…ハブ、９…可変ピッチ機構部、１０…倍速機、１１…ブレーキ装置、１２…発電
機、１３，１４…回転軸 ２３，２４…液体室、２５，２６…通路、２７…剛体、２８，２９，
５２，５３，６２，６３…ばね、４１…金属懸濁液（機械油）、５０…フライホイール装置、
５１，６１…錘（おもり）、５４…ダッシュポット、６４…スロープ
【要約】
風力発電システムは、発電機、回転軸、質量移動装置を備える。発電機は風力で回転する風車
部を支持し風車部の回転により発電する。回転軸には風車部の回転力が伝達される。質量移動
装置は回転軸に軸支された円環部を有し、回転軸の回転に応じて円環部と回転軸との間の径方
向の質量を変化させることで、風力の変化に対して効率的な運用が行え、安定した出力を得る
ことができる風力発電システムおよび風力発電方法を提供する。
【特許請求範囲】
の回転力が伝達される回転軸と、前記回転軸に軸支された円環部を有し、前記回転軸の
回転状況に応じて前記円環部と前記回転軸との間の径方向の質量を変化させる質量移動
装置とを具備する風力発電システム 前記質量移動装置が、前記円環部と回転軸との間に径方向に並べて設けられ、流動体が
充填された第１および第２の液体室と、前記第１および第２の液体室間を前記流動体が
流通可能な通路と、前記円環部と前記回転軸との間に、前記第１および第２の液体室を
径方向に弾性を持って支持する弾性支持部材と、前記第１および第２の液体室との間に
固定して設けられ、前記第１および第２の液体室の互いに対向する壁面を摺動自在に
構成する壁面を有する剛体とを具備する請求項１記載の風力発電システム 前記流動体が、機械油である請求項２記載の風力発電システム 前記流動体が、機械油に金属粉を懸濁させた金属懸濁液である請求項２または請求項３
いずれかに記載の風力発電システム。 前記質量移動装置が、前記回転軸と前記円環部とに弾性支持部材を介して支持されたお
もりと、前記回転軸および前記円環部との間に前記弾性支持部材と並行して配置され、
前記おもりの移動速度を緩和する緩和装置とを備える請求項１記載の風力発電システム 前記質量移動装置が、前記円環部の内周面の側から前記回転軸の外周側へ向かって高さ
が低下するように設けられた傾斜部と、前記傾斜部の傾斜に沿って摺動自在に、前記回
転軸と前記円環部との間に弾性支持部材を介して配置されたおもりとを具備する請求項
１記載の風力発電システム 風力で回転する風車部を支持し前記風車部の回転により発電する発電機と、前記風車部
の回転力が伝達される回転軸とを有する風力発電システムにおける風力発電方法におい
て、前記回転軸に軸支された円環部と前記回転軸との間の径方向の質量を、前記回転軸
の回転状況に応じて変化させる風力発電方法
【実施形態】
まず、図１および図２を参照して第１実施形態を説明する。図１に示すように、第１実施形態
の風力発電システム１は、基礎２に固設されたタワー部３と、このタワー部３の上端に設けら
れた発電機本体部４と、風車部６と、変電部３０とを備える。風車部６はハブ８と、このハブ
８にほぼ等間隔に支持された３つのブレード７と、可変ピッチ機構部９とを備える。可変ピッ
チ機構部９はブレード７の角度（迎角、ピッチ角およびヨー角など）を可変（調整）してブレ
ード７の回転を制御する機構である。
発電機本体部４は、ナセル５の内部に、回転軸１３（第１回転軸）を有する発電機１２と、ブ
レーキ装置１１と、倍速機１０とを収容してなる。回転軸１３には風車部６が支持されており、
風車部６の回転に応じて回転軸１３が回転する。倍速機１０は回転軸１３と回転軸１４とを機
械的に接続し回転軸１３の回転速度に対して回転軸１４の回転速度を数倍に高める増速機器（
例えば２倍ギアなど）である。ブレーキ装置１１は回転軸１３に対してブレーキ（回転抑制）
をかけるための機器である。発電機１２は風力で回転する風車部６を支持し風車部６の回転に
より発電する。
タワー部３は、内部がくりぬかれた柱状のタワー１５と、このタワー１５内に設けられた回転
軸１４（第２回転軸）と、この回転軸１４の端部に支持された質量移動装置またはエネルギー
貯蔵装置としてのフライホイール装置５０と、発電機本体部４側の発電機１２に通電ケーブル
１７を介して接続された変圧器としてのトランス１６とを備える。回転軸１４は発電機本体部
４の回転軸１３に機械的に連結されており、回転軸１３の回転に伴い回転する。つまり回転軸
１４は風車部６の回転力が伝達される回転軸である。トランス１６は発電機１２で発電された
電圧を所定の電圧へ変圧（昇圧）し変電部３０へ送る。
このように風力によって回転力を得て発電する風力発電システム１では、発電機本体部４の回
転軸１３はその回転トルクを発電機１２に伝達するとともに、フライホイール装置５０を支持
する回転軸１４にも回転トルクを伝達する。風力の低下によって回転軸１３の角速度が低下す
る場合、回転軸１４はその慣性力に起因した回転トルクを回転軸１３に付与する。変電部３０
は系統連係保護装置３１と電力系統３２などを備える。系統連係保護装置３１は発電機本体４
側と電力系統３２の側との間で送配電関連の連携を行う上での系統保護を行う装置である。電
力系統３２は例えば送電線や配電設備などである。
風力発電において、より効率のよいエネルギーの貯蔵には、フライホイール装置５０の回転速
度に応じて、慣性モーメントが可変であり、特に回転速度が小さい場合には慣性モーメントが
小さく、回転速度が高い場合には、慣性モーメントが大きく設定されることがよく、より多く
の回転エネルギーを効率的に貯蔵できるフライホイール構造が適している。そこで、第１の実
施形態では、図２に示すように、フライホイール装置５０は、このフライホイール装置の外壁
を構成する筒状の筐体（円環部）であるガイド２０と、このガイド２０内に回転軸１４を介し
て対向（軸対称に）配置された液体室２３（第１の液体室）と、液体室２３よりも遠心側に設
けられた液体室２４（第２の液体室）と、液体室２３と液体室２４との間を流動体が流通可能
な通路２５、２６と、液体室２３と液体室２４の間に固定して設けられた剛体２７と、弾性支
持部材としてのばね２８、２９を備える。ガイド２０は回転軸１４に軸支されている。液体室
２３、２４はガイド２０と回転軸１４との間に径方向に並べて設けられている。液体室２３、
２４には、流動体（質量があり、流動する性質をもつ、または流動しやすいもの）、例えば金
属懸濁液４１などの機械油が充填されている。
金属懸濁液４１は機械油に金属粉を懸濁させた液体であり、比重が大きく、遠心力が作用する
径方向（以下「遠心方向」という）の移動で、より慣性力を高めることができる。液体室２４
のガイド２０の内周面側の面と回転軸１４とは、ばね２８を介して接続されている。液体室２３
の回転軸１４側の面と回転軸１４とはばね２９を介して接続されている。ばね２８とばね２９
は互いに釣り合いがとれる程度の付勢力を持っている。剛体２７は液体室２３、２４の互いに
対向する壁面を摺動自在に構成する壁面を有している。剛体２７の壁面は液体室２３、２４の
対向する面を摺動自在に塞いでおり、剛体２７の位置は固定されている。このため液体室２３、
２４が遠心力で移動すると剛体２７の壁面の位置との関係で液体室２３、２４の容積（内容量）
が変化する。
液体室２３、２４、ばね２８、２９および剛体２７などにより遠心方向および求心方向の質量
移動装置が構成されている。遠心方向および求心方向などを包含して径方向という。すなわち
このフライホイール装置５０は、回転軸１４に軸支されたガイド２０を有し、回転軸１４の回
転状況に応じてガイド２０と回転軸１４との間の径方向の質量（重量）を変化させる質量移動
装置である。フライホイール装置５０は、回転軸１４の回転速度が増加すると、径方向の質量
（重量）を大きくし、回転軸１４の回転速度が低下すると、径方向の質量（重量）を小さくす
る。続いて、この風力発電システムの動作を説明する。 この風力発電システムの場合、風力
によって回転トルクを得た回転軸１３はその回転トルクを発電機１２に伝達するとともに、回
転軸１４を介してフライホイール装置５０にも回転トルクを伝達し、フライホイール装置５０
が回転する。
フライホイール装置５０の回転により、液体室２３、２４全体が得る遠心力が、ばね２８、２９
の収縮力（付勢力）を上回ると、図３に示すように、液体室２３、２４全体がガイド２０の側、
つまりホイール外周方向（矢印Ｐの方向）に移動し、液体室２３、２４の内容量が剛体２７の
壁面によって変化する。このとき内容量が小さくなった液体室２３の液体が通路２５、２６を
通じて内容量が大きくなった液体室２４に送られる。これにより、回転軸１４（重心）から離
れた位置の質量が大きくなり、慣性モーメントが大きくなり、フライホイール装置５０に、よ
り多くの回転エネルギーを蓄積できる。
一方、フライホイール装置５０の回転の角速度が低下すると、液体室２３、２４に作用する遠
心力が低下し液体室２３、２４全体が回転軸１４へ向かう求心方向（または遠心方向と逆の方
向）に移動する。このとき液体室２４の側面が棒状の剛体２７の壁面によって圧迫されて液体
室２４の液体が液体室２３に送り込まれる。このようにこの第１実施形態によれば、風力が低
下し液体室２３、２４全体が得る遠心力がばね２８、２９の収縮力を下回ると、液体室２３、
２４全体が回転軸１４の側、つまり回転中心の方向に移動し、液体室２３、２４内の液体が剛
体２７の壁面によって圧迫されて回転軸１４に近い液体室２３に液体が移動し、慣性モーメン
トは小さくなり、低い回転トルクにおいてもフライホイール装置５０を駆動することができる。
一方、風力が高まった場合には、液体室２３の容積が小さくなり液体室２４の容積が増えるこ
とで、回転軸１４から遠い液体室２４に液体が移動するので、慣性モーメントが大きくなり、
より多くの回転エネルギーを蓄積できる、という効果を得ることができる。また筒状のガイド
２０内の液体室２３、２４内に充填する液体として機械油を用いることで、遠心力の変化に対
応して油が速やかに液体室２３、液体室２４間を移動し速やかに慣性力が変化するフライホイ
ール装置５０を実現できる。特に実施形態のような金属懸濁液４１を用いて流体の比重を大き
くすることで、慣性モーメントの最大値を大きくし、より多くの回転エネルギーを蓄積できる
効果が得られる。すなわち、風力が低下したときにも、回転エネルギーが蓄積されたフライホ
イール装置５０からの回転トルクを受けることで発電機１２の回転軸１３は比較的安定した角
速度を得ることができ、発電出力の安定化を図ることができる。
このように、フライホイールを「フライホイール蓄電装置」と呼ばれ、さらに、フライホール
の用いられる「軸受」なかでも「磁気軸受」が技術焦点となっているいる。この特許事例につ
いては後日触れてみる。
この項つづく
Debbie Reynolds
映画「スター・ウォーズ」でレイア姫を演じた米女優キャリー・フィッシャーさんが死去し、
一夜明けた１２月２８日、母親で女優のデビー・レイノルズがロサンゼルスの病院で死去。こ
の娘の後を追うような急死に、驚きと悲しみが広がる。母のレイノルズは、娘キャリーの葬儀
の話し合いのために息子宅にいて、脳卒中を起こす。息子は、キャリーが亡くなったショック
が「大きすぎた」と話す。今年になって、何度か脳卒中を起こし、娘の死に、ひどく取り乱し
ていたという。倒れる前は「キャリーと一緒にいたい」と話しこれが最後の言葉になる。息子
は「母は今キャリーと一緒にいるが、私たちは全員、心を痛めている」と話す。レイノルズは
テキサス州出身、１９４８年に女優としてデビュー。ジーン・ケリーと共演したミュージカル
映画「雨に唄えば」（５２年）での歌やダンスが高く評価されたほか、５７年には主演映画の
主題歌「タミー」を歌い、大ヒットした。
● 今夜の一曲
I hear the cottonwoods whisperin' above,
"Tammy ... Tammy ...
Tammy's in love"
hooty-hoos to the dove,
"Tammy ... Tammy ...
Tammy's in love".
Does my lover feel
What I feel
When he comes near?
My heart beats so joyfully,
You'd think that he could hear.
Wish I knew if he knew
What I'm dreamin' of
Tammy ... Tammy ... Tammy's in love.
デビー・レイノルズ ３２年４月１日、米テキサス州エルパソ生まれ。５７年に映画「タミー
と独身者」の中で歌った「タミー」はアカデミー音楽賞にノミネート。タイタニック号の生存
者を演じた「不沈のモリー・ブラウン」（６４年）でアカデミー主演女優賞にノミネートされ
るなど、長く人気女優として活躍した。キャリーは、最初の結婚相手エディ・フィッシャーと
の娘。３度結婚している。