JP5716210B2 - Wind power generator - Google Patents
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Description
本発明は、水平軸型の風車装置を備えた風力発電装置に関する。 The present invention relates to a wind turbine generator provided with a horizontal axis type windmill device.
風力を電力に変換する風力発電装置としては、タワーの上端に水平軸型の風車装置を設けたものが広く利用されている。水平軸型の風車装置は、例えば、1枚又は2枚以上のブレードを有し、水平軸を中心として回転する風車を備えていて、このような風車装置を有する風力発電装置は、風力を受けてブレードがトルクを発生し、風車が回転することによって発電機が駆動されるように構成されている。 As a wind power generator for converting wind power into electric power, a wind turbine device of a horizontal axis type provided at the upper end of a tower is widely used. A horizontal axis type wind turbine device has, for example, one or two or more blades and includes a wind turbine that rotates around a horizontal axis. A wind turbine generator having such a wind turbine device receives wind power. Then, the blade generates torque, and the generator is driven by the rotation of the windmill.
ところで、風車が風力を受けてトルクを発生させると、この風車の風下側では、空気流は風車と反対側に回転するように流れることとなる。したがって、風上側の風車の風下に、この風車と逆方向に回転する別の風車(風下側の風車)を配置し、風上側の風車の風下側での空気の流れから効率的にトルクを発生させるように構成した風力発電装置が、例えば特許文献1に記載されている。
By the way, when a windmill receives wind force and generates torque, on the leeward side of the windmill, the air flow flows so as to rotate to the opposite side of the windmill. Therefore, another windmill (windwind on the leeward side) that rotates in the opposite direction to this windmill is arranged on the leeward side of the windmill on the windward side, and torque is efficiently generated from the air flow on the leeward side of the windmill on the windward side For example,
しかしながら、特許文献1に記載された風力発電装置では、風上側の風車と風下側の風車がナセルの両端に設けられているので、風上側の風車と風下側の風車との間隔が大きく、風上側の風車の下流側で発生した回転する空気流のエネルギーを風下側の風車に十分伝達することができない。
However, in the wind turbine generator described in
この点、特許文献2に記載された風力発電装置では、風上側の風車と風下側の風車とを接近させて配置しているので、空気流のエネルギーを効率的に発電機に伝達することが可能となる。 In this regard, in the wind turbine generator described in Patent Document 2, since the windmill on the windward side and the windmill on the leeward side are arranged close to each other, the energy of the airflow can be efficiently transmitted to the generator. It becomes possible.
ところが、特許文献2に記載された風力発電装置では、発電機は、風上側の風車の水平回転シャフトの延びる方向に位置して風車装置内に配置されているので、大型の発電機を用いることが困難である。したがって、風上側の風車と風下側の風車とで高トルクを発生できるにもかかわらず、十分な発電量を確保することができない。 However, in the wind turbine generator described in Patent Document 2, the generator is located in the direction in which the horizontal rotating shaft of the wind turbine on the windward side is extended and disposed in the wind turbine device, so that a large generator is used. Is difficult. Therefore, although a high torque can be generated by the windmill on the windward side and the windmill on the leeward side, a sufficient power generation amount cannot be ensured.
そこで本発明は、水平軸型の風車装置を備えた、効率よく発電できる風力発電装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wind turbine generator equipped with a horizontal axis wind turbine device that can generate power efficiently.
この目的を達成するための本発明の風力発電装置は、タワーの上端に風車装置を配置し、この風車装置で発電機を駆動(回転駆動)して発電する風力発電装置であって、前記風車装置は、第1の風車ロータ機構と、第2の風車ロータ機構と、を備え、前記第1の風車ロータ機構は、水平方向に延びる第1の回転シャフトと、この第1の回転シャフトの先端側に取り付けられた第1の風車と、を有し、前記第2の風車ロータ機構は、前記第1の回転シャフトの外周に、この第1の回転シャフトと同軸的に配置された、水平方向に延びる第2の回転シャフトと、この第2の回転シャフトの先端側に取り付けられた第2の風車と、を有し、前記第1の風車と前記第2の風車とは、風上側と風下側とに並んで位置し、風力を受けて互いに反対方向に回転するように形成され、前記発電機は前記タワー内に設けられていて、前記第1の回転シャフト及び前記第2の回転シャフトと前記タワー内に設けられた前記発電機(あるいは前記発電機の発電軸又は回転軸)とを接続し、前記第1の回転シャフト及び前記第2の回転シャフトの回転力を前記発動機又は前記発電軸に伝達する駆動力伝達構造を備えているものである。発電機はタワー内に設けられているので、大型のものを用いることができる。そして、第1の風車と第2の風車を接近させて配置できるので、第1の風車及び第2の風車で、この大型の発電機を駆動できる高トルクが発生する。発電機は、例えば1つだけ設けられる。 In order to achieve this object, a wind turbine generator according to the present invention is a wind turbine generator in which a wind turbine device is arranged at the upper end of a tower, and a generator is driven (rotated) by the wind turbine device to generate power. The apparatus includes a first windmill rotor mechanism and a second windmill rotor mechanism, and the first windmill rotor mechanism includes a first rotating shaft extending in a horizontal direction and a tip of the first rotating shaft. A first windmill attached to the side, and the second windmill rotor mechanism is disposed on an outer periphery of the first rotary shaft coaxially with the first rotary shaft. And a second windmill attached to the tip end side of the second rotation shaft, and the first windmill and the second windmill have an upwind side and a leeward side. Located side by side, receives wind force and rotates in opposite directions The generator is provided in the tower, and the first rotary shaft and the second rotary shaft and the generator provided in the tower (or the power generation of the generator). And a driving force transmission structure for transmitting the rotational force of the first rotating shaft and the second rotating shaft to the motor or the power generation shaft. Since the generator is provided in the tower, a large generator can be used. Since the first windmill and the second windmill can be arranged close to each other, high torque that can drive the large generator is generated by the first windmill and the second windmill. For example, only one generator is provided.
駆動力伝達構造は、十分な発電量を得るために、発電機又は発電機の発電軸の回転速度(角速度)を増速させる増速機を有していることが好ましいが、この増速機をタワー内に設ければ、大型の増速機を使用できるので、発電軸の十分な増速を達成できる。 The driving force transmission structure preferably has a speed increaser that increases the rotational speed (angular speed) of the power generator or the power generation shaft of the power generator in order to obtain a sufficient power generation amount. If it is installed in the tower, a large speed-up gear can be used, so that sufficient speed-up of the power generation shaft can be achieved.
駆動力伝達構造は、第1の回転シャフトの後端側に取り付けられた第1の駆動かさ歯車と、第2の回転シャフトの後端側に、第1の駆動かさ歯車と向き合うように取り付けられた、第1の駆動かさ歯車と同形(少なくとも係合歯の部分が同形)又は同一(少なくとも係合歯の部分が同一)の第2の駆動かさ歯車と、第1の駆動かさ歯車及び第2の駆動かさ歯車の間に位置し、第1の駆動かさ歯車及び第2の駆動かさ歯車とかみ合う従動かさ歯車を上端側に有する、上下方向に延びる動力伝達シャフトと、を備え、この動力伝達シャフトが発電機又は発電機の発電軸に接続されているといった構成のものとすることができる。このように構成すれば、簡単な構造で、確実に回転力を発電機に与えることができる。動力伝達シャフトと発電機又は発電機の発電軸とは直接又は他の装置を介して接続される。 The drive force transmission structure is attached to the first drive bevel gear attached to the rear end side of the first rotary shaft and the rear end side of the second rotary shaft so as to face the first drive bevel gear. In addition, a second drive bevel gear having the same shape as that of the first drive bevel gear (at least the portions of the engaging teeth are the same) or the same (at least the portions of the engaging teeth being the same), the first drive bevel gear, and the second A power transmission shaft extending in the vertical direction and having a driven bevel gear which is located between the drive bevel gears and meshes with the first drive bevel gear and the second drive bevel gear on the upper end side. Can be configured to be connected to the generator or the generator shaft of the generator. If comprised in this way, a rotational force can be reliably given to a generator with a simple structure. The power transmission shaft and the generator or the generator shaft of the generator are connected directly or via another device.
従動かさ歯車は、第1の駆動かさ歯車及び第2の駆動かさ歯車と下端位置でかみ合う場合が多いが、第1の駆動かさ歯車及び第2の駆動かさ歯車が、上端位置で、第1の駆動かさ歯車及び第2の駆動かさ歯車を収容するケース側に設けられた、従動かさ歯車と同形(少なくとも係合歯の部分が同形)又は同一(少なくとも係合歯の部分が同一)の補助かさ歯車とかみ合っていれば、駆動力伝達構造を安定したものとすることができる。 The driven bevel gear often meshes with the first drive bevel gear and the second drive bevel gear at the lower end position, but the first drive bevel gear and the second drive bevel gear are at the upper end position, Auxiliary paddle of the same shape (at least the engaging tooth portion is the same shape) or the same (at least the engaging tooth portion is the same) as the driven bevel gear provided on the case side housing the drive bevel gear and the second drive bevel gear. If the gear meshes with the gear, the driving force transmission structure can be stabilized.
第2の駆動かさ歯車を環状体とし、第1の回転シャフトを、この第2の駆動かさ歯車を貫通して後方に延ばし、第1の駆動かさ歯車を、第2の駆動かさ歯車よりも後方で、第1の回転シャフトに取り付け、第2の駆動かさ歯車と第1の回転シャフトとの間にベアリングを配置すれば、簡単な構造の駆動力伝達構造を構成できる。 The second drive bevel gear is formed into an annular body, the first rotary shaft extends rearwardly through the second drive bevel gear, and the first drive bevel gear is located behind the second drive bevel gear. Thus, if a bearing is disposed between the second rotating bevel gear and the first rotating shaft, the driving force transmitting structure having a simple structure can be configured.
第1の回転シャフトとケースとの間に、第1の駆動かさ歯車よりも後方でベアリングを配置すれば、第1の風車ロータ機構を安定した構成のものとすることができる。 If the bearing is arranged behind the first drive bevel gear between the first rotating shaft and the case, the first windmill rotor mechanism can be made stable.
タワーが、複数の筒状部材を積み重ねることにより形成された収容部を有し、発電機及び増速機がそれぞれ、異なる筒状部材に設けられていれば、簡単に組立てや運搬あるいはメンテナンスを行うことができる。発電機及び増速機は、異なる筒状部材に収容されるのが好ましいが、発電機や増速機の回転軸は発電機や増速機が収容されている筒状部材から突出することがある。 If the tower has an accommodating portion formed by stacking a plurality of cylindrical members, and the generator and the speed increaser are respectively provided on different cylindrical members, the tower can be easily assembled, transported or maintained. be able to. The generator and the speed increaser are preferably accommodated in different cylindrical members, but the rotating shaft of the generator or the speed increaser may protrude from the cylindrical member in which the generator or the speed increaser is accommodated. is there.
風車装置は風向きに応じて揺動又は回転できるように構成されるが、風車装置を、動力伝達シャフトの外周に回転可能に配置されてタワーに設けられた支持筒で支え、水平面(仮想の水平面)に沿って揺動できるように構成すれば、揺動支持構造をコンパクトなものとすることができる。ここでは、風車装置の揺動角度を検出する揺動角度検出機構が必要となるが、この揺動角度検出機構をタワー内に設けておけば、風車装置の大型化を避けることができる。発電機、増速機及び揺動角度検出機構をそれぞれ、異なる筒状部材に設けておくことが好ましい。発電機、増速機及び揺動角度検出機構は、異なる筒状部材に収容されるのが得策であるが、発電機や増速機の回転軸などは、発電機や増速機あるいは揺動角度検出機構が収容されている筒状部材から突出することがある。 The windmill device is configured to be able to swing or rotate according to the wind direction. The windmill device is supported by a support tube provided on the tower and rotatably arranged on the outer periphery of the power transmission shaft. ), The swing support structure can be made compact. Here, a rocking angle detection mechanism for detecting the rocking angle of the windmill device is required. However, if this rocking angle detection mechanism is provided in the tower, an increase in the size of the windmill device can be avoided. It is preferable that the generator, the speed increaser, and the swing angle detection mechanism are respectively provided in different cylindrical members. The generator, the speed increaser, and the swing angle detection mechanism are best accommodated in different cylindrical members, but the rotating shaft of the power generator, the speed increaser, etc. It may protrude from the cylindrical member in which the angle detection mechanism is accommodated.
本発明によれば、大型の発電機を用いて大きな発電量を得ることができる。 According to the present invention, a large amount of power generation can be obtained using a large generator.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る風力発電装置の全体的構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a wind turbine generator according to the present invention.
風力発電装置1は、プロペラ型の発電装置であり、風車装置3を、例えば地上の基礎(図示せず)に立てられたタワー5で支えた構造を有している。風車装置3は、第1の風車ロータ機構7と、第2の風車ロータ機構9と、この第1の風車ロータ機構7及び第2の風車ロータ機構9の後側(先端側又は先端部よりも後側、ここでは風下側)を収容するケース11と、を備えて構成されている。
The
第1の風車ロータ機構7は、後側又は後端側(ここでは風下側)がケース11に収容された、中実の第1の回転シャフト13(図2参照)と、この第1の回転シャフト13の先端側に固定された、周方向に120度の等間隔で配置されている3枚の第1のブレード15を有する第1の風車17と、第1の回転シャフト13に固定された、第1の風車17の抜け止め用の前側キャップ19と、を備え、第2の風車ロータ機構9は、第1の回転シャフト13が通されて、先端部よりも後側がケース11に収容されたパイプ状の第2の回転シャフト21と、この第2の回転シャフト21の先端部に固定された、周方向に120度の等間隔で配置されている3枚の第2のブレード23を有する第2の風車25と、を備えている。第1の風車17は、環状の第1の取り付け基部24に第1のブレード15を差し込んで取り付けることにより構成されていて、第1の回転シャフト13の外周に、第1の取り付け基部24を嵌め付けることにより固定されている。第2の風車25は、環状の第2の取り付け基部26に第2のブレード23を差し込んで取り付けることにより構成されていて、第2の回転シャフト21の外周に、第2の取り付け基部26を嵌め付けることにより固定されている。第1の風車17の第1のブレード15は、矢印X方向からの風を受けて、矢印X方向から見て、反時計回り方向に回転するように形成され、第2の風車25の第2のブレード23は、矢印X方向からの風を受けて、矢印X方向から見て、時計回り方向に回転するように形成されている。第1の風車17も第2の風車25もブレードの枚数は3枚である。したがって、合計6枚のブレードによる風力エネルギーの効率的な利用が可能となり、微風時の始動性も良好である。しかも、ブレード15、23の間から空気流を後方に十分逃がすことができるので、空気流の後方への流れが阻害され、かえって高トルクが発生しにくくなる、といったことが防止されるし、ブレード15の間から後方に逃げた空気流の回転力により第2の風車25で高トルクが発生する相乗効果も期待できる。そこで、第1の風車17及び第2の風車25を小径化しても十分な発電量を確保できるので、制限された設置スペースにも対応できるような小型化が可能となる。
The first
ケース11は支持プレート27に固定されていて、この支持プレート27は、タワー5の上端に配置されたターンテーブル29上に固定されている。
The
図2は第1の風車ロータ機構7及び第2の風車ロータ機構9の構成を示す断面図、図3はギア室部分の拡大断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the first
ケース11は、下面開口のギア室31と、このギア室31の前壁33に形成された前側通過口35に貫通内孔37が連なるように、前壁33に固定され、前方に延びるパイプ体部39と、ギア室31の後壁41に形成された後側通過口43に内孔45が連なるように、後壁41に固定され、後方に突出する断面円形の後側キャップ47とから形成されていて、ギア室31の下面開口縁49が支持プレート27に固定されている。
The
第2の回転シャフト21は、先端部がパイプ体部39の先端から突出し、後端部が、ギア室31の前壁33の前側通過口35を通過してギア室31内に位置するように、ケース11のパイプ体部39の貫通内孔37内に配置されている。第2の風車25は、第2の回転シャフト21の、パイプ体部39の先端から突出する先端部に固定され、第2の回転シャフト21の、ギア室31内に位置する後端には外向きフランジ51が形成されていて、この外向きフランジ51には、外周面に係合歯53を有する環状の第2の駆動かさ歯車55が、係合歯53が後方を向くように固定されている。パイプ体部39の先端部と第2の回転シャフト21との間、および、ギア室31の前壁33の前側通過口35と第2の回転シャフト21との間にはそれぞれ、ベアリング56が設けられていて、第2の回転シャフト21はパイプ体部39の貫通内孔37内に回転可能に配置されている。なお、図中符号57は、第2の回転シャフト21の外周に、第2の回転シャフト21の外向きフランジ51と後側のベアリング56との間に位置するように嵌められた後側位置決め用環状体を示し、符号58は、第2の回転シャフト21の外周に、第2の風車25の第2の取り付け基部26とパイプ体部39の先端との間に位置するように嵌められた前側位置決め用環状体を示している。
The second
第1の回転シャフト13は、先端側が第2の回転シャフト21の先端から突出し、後端部が、ギア室31の後壁41の後側通過口43を通過して、後側キャップ47の内孔45に入り込むように、第2の回転シャフト21内に配置されている。第1の風車17は、第1の回転シャフト13の、第2の回転シャフト21の先端から突出する先端側に固定されていて、第2の風車25よりも先端側(ここでは風上側)に位置している。第1の風車17の第1の取り付け基部24は、例えばキー及びキー溝を用いて、第1の回転シャフト13に回転しないように取り付けられている。また、第1の回転シャフト13の後端部には、ケース11のギア室31内に位置するように、取り付け部材59が固定されていて、この取り付け部材59に、第2の駆動かさ歯車55と同一の又は係合歯形状が同一の第1の駆動かさ歯車61が、係合歯53が前方を向くように固定されている。第1の駆動かさ歯車61は、第2の駆動かさ歯車55よりも後方に位置し、第2の駆動かさ歯車55と所定の間隔で向き合うように配置されている。第2の回転シャフト21の先端部と第1の回転シャフト13との間、および、後側キャップ47の内孔45と第1の回転シャフト13との間にはそれぞれ、ベアリング62が設けられていて、第1の回転シャフト13は第2の回転シャフト21内(あるいは第2の回転シャフト21及びケース11内)に回転可能に配置されている。そして、第2の駆動かさ歯車55の内周と第1の回転シャフト13との間にもベアリング62が設けられている。このベアリング62は、第2の回転シャフト21の突出部63と、第1の回転シャフト13に取り付けられた止め輪64とで位置決めされている。第2の駆動かさ歯車55内にベアリング62を設けることにより、第2の回転シャフト21側の最も後側の部分で第1の回転シャフト13を支えることができるので、回転軸の安定保持が可能となるし、第2の回転シャフト21に収容溝を形成してこの収容溝にベアリング62を配置したときに生じる、第2の駆動かさ歯車55を支える外向きフランジ51部分(外向きフランジ51の付根部分)の強度の低下といったことも防止できる。また、軸受け構造のコンパクト化も可能となる。なお、図中符号65は、第1の回転シャフト13の外周に、前側のベアリング62と第1の風車15の第1の取り付け基部24との間に位置するように嵌められた位置決めスリーブを示している。
The first
ケース11のギア室31の天井部67には補助歯車装置68が構成されていて、この補助歯車装置68は、天井部67を貫通してこの天井部67に設けられた支持ピン69と、この支持ピン69の、天井部67から下方に突出する部分に回転可能に取り付けられた補助かさ歯車(従動歯車)70とを有している。補助かさ歯車70は、第1の駆動かさ歯車61と第2の駆動かさ歯車55との間に位置し、外周に形成された係合歯71が、第1の駆動かさ歯車61の係合歯53及び第2の駆動かさ歯車55の係合歯53と上端位置でかみ合っている。
An
図4はタワー5の構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the
タワー5は,下側の支持部72と、上側の収容部73とから構成されていて、上側の収容部73は、支持部72に支えられた円筒状の下側収容部(筒状部材)74と、この下側収容部73上に載せられて設けられ、ボルト76で固定された円筒状の中間収容部(筒状部材)75と、この中間収容部75上に載せられて設けられ、ボルト76で固定された円筒状の上側収容部(筒状部材)77と、を有している。
The
下側収容部74内には、下側収容部74の天板又は天板部79に取り付けられて発電機81が配置又は収容され、この発電機81の発電軸83は中間収容部75内に突出している。発電軸83には回転子(図示せず)が設けられ、発電機本体84には固定子(図示せず)が設けられている。中間収容部75内には、中間収容部75の天板又は天板部85に取り付けられて増速機87が配置又は収容され、発電機81の発電軸83は、増速機87の出力軸88にカップリング89を介して接続されている。増速機87の入力軸91は、上側収容部77内に突出している。上側収容部77内には、上下方向に延びる動力伝達シャフト93が回転可能に配置されていて、増速機87の入力軸91は動力伝達シャフト93の下端部にカップリング94を介して接続されている。カップリング89、94としては、例えばチェーンカップリングを用いることができる。動力伝達シャフト93の上端部は、上側収容部77の天板95から突出し、ターンテーブル29及び支持プレート27を貫通してケース11のギア室31内に入り込んでいて、この動力伝達シャフト93の上端部には、ギア室31内に位置するように、補助かさ歯車70と同一の外側形状(同一の係合歯形状)の伝達従動かさ歯車97が固定されている。伝達従動かさ歯車97は、第1の駆動かさ歯車61と第2の駆動かさ歯車55との間に位置し、外周に形成された係合歯71が、第1の駆動かさ歯車61の係合歯53及び第2の駆動かさ歯車55の係合歯53と下端位置でかみ合っている。動力伝達シャフト93は、ターンテーブル29及び支持プレート27を、回転可能に貫通している。
In the
動力伝達シャフト93の外周には、ベアリング99を介して支持筒101が回転可能に嵌められていて、この支持筒101の上端部は、上側収容部77の天板95から上方に突出して外向きフランジ103を有している。ターンテーブル29は、テーブル本体105と、このテーブル本体105の下面に固定された、内周に係合歯107を有する環状歯車109と、から構成され、テーブル本体105が支持筒101の外向きフランジ103に支えられて固定されている。なお、符号111は、支持筒101の外向きフランジ103及び上側収容部77の天板95の間に配置されたスラストベアリングと、天板95及び支持筒101の間に配置されたニードルベアリングと、を一体的に有するベアリングである。
A
支持筒101の下側には揺動角度検出機構113が構成されている。揺動角度検出機構113は、上側収容部77の内周に固定された、中央孔115を有する搭載壁117を備え、この搭載壁117には、中央孔115の周縁部に沿って多数の光電センサ119が配置されて搭載されている(図5も参照)。それぞれの光電センサ119は、内側端部に検出溝121を備え、この検出溝121の上下一方に発光素子を、上下他方に受光素子を有している。支持筒101は、搭載壁117の中央孔115を通過しているが、支持筒101には、光電センサ119の検出溝121に入り込んで光信号を遮断する検出フランジ123を有する検出部材125が取り付けられている。検出フランジ123には、周方向一個所に、光信号を通過させる切欠き127が形成されていて、どの光電センサ119が光信号を受光しているかで、支持筒101の回転角度あるいは風車装置3の向く方向を確認することができる。なお、図中符号129は、搭載壁117に固定された支持部材131と支持筒101との間に設けられたベアリングである。
A swing
また、上側収容部77の天板95の下面には、偏心位置に揺動モータ133が取り付けられ、この揺動モータ133の出力軸135は、ターンテーブル29の環状歯車109内に突出している。揺動モータ133の出力軸135には揺動ピニオン137が設けられていて、この揺動ピニオン137の外周の係合歯139は環状歯車109の係合歯107と係合している。揺動モータ133は、風向き検知システム(図示せず)の検知結果及び揺動角度検出機構113の検出結果に基づき、ターンテーブル29及びこのターンテーブル29に固定された風車装置3を適切な向きに回転させるように制御されるので、第1の風車17と第2の風車25とは、常に風向き方向を向くこととなる。揺動モータ133の出力軸135が回転すると、出力軸135に設けられた揺動ピニオン137の回転にしたがって、ターンテーブル29が、支持筒101の回転をともなって回転し、風車装置3が揺動する。
A
図6は風力発電装置1の作動状態を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an operating state of the
第1の風車17は風力を受けて反時計回り方向Aに回転するように構成されているが、第2の風車25は風力を受けて時計回り方向Bに回転するように構成されている。第1の風車17が反時計回り方向Aに回転すると、第1の駆動かさ歯車61は反時計回り方向Aに回転し、第2の風車25が時計回り方向Bに回転すると、第2の駆動かさ歯車55は時計回り方向Bに回転する。第1の駆動かさ歯車61が反時計回り方向Aに回転し、第2の駆動かさ歯車55が時計回り方向Bに回転していると、動力伝達シャフト93の上端に固定された伝達従動かさ歯車97はC方向に回転している。第1の駆動かさ歯車61と第2の駆動かさ歯車55とは、伝達従動かさ歯車97を介して等速で回転するが、伝達従動かさ歯車97がC方向に回転し、動力伝達シャフト93がC方向に回転すると、増速機87の出力軸88は動力伝達シャフト93の回転速度よりも高速で回転し、その結果、発電機81は高速で駆動されることとなる。
The
以上説明したように、本発明は、例えば小型でありながら、発電量の大きな風力発電機を構成できる。 As described above, the present invention can constitute a wind power generator with a large power generation amount, for example, while being small.
1 風力発電装置
3 風車装置
5 タワー
7 第1の風車ロータ機構
9 第2の風車ロータ機構
13 第1の回転シャフト
17 第1の風車
21 第2の回転シャフト
25 第2の風車
55 第2の駆動かさ歯車
61 第1の駆動かさ歯車
81 発電機
93 動力伝達シャフト
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記風車装置は、第1の風車ロータ機構と、第2の風車ロータ機構と、を備え、
前記第1の風車ロータ機構は、水平方向に延びる第1の回転シャフトと、この第1の回転シャフトの先端側に取り付けられた第1の風車と、を有し、前記第2の風車ロータ機構は、前記第1の回転シャフトの外周に、この第1の回転シャフトと同軸的に配置された、水平方向に延びる第2の回転シャフトと、この第2の回転シャフトの先端側に取り付けられた第2の風車と、を有し、
前記第1の風車と前記第2の風車とは、風上側と風下側とに並んで位置し、風力を受けて互いに反対方向に回転するように形成され、
前記発電機は前記タワー内に設けられていて、
前記第1の回転シャフト及び前記第2の回転シャフトと前記タワー内に設けられた前記発電機の発電軸とを接続し、前記第1の回転シャフト及び前記第2の回転シャフトの回転力を前記発電軸に伝達する駆動力伝達構造を備え、
前記駆動力伝達構造は、前記第1の回転シャフトの後端側に取り付けられた第1の駆動かさ歯車と、前記第2の回転シャフトの後端側に、前記第1の駆動かさ歯車と向き合うように取り付けられた、前記第1の駆動かさ歯車と同形の第2の駆動かさ歯車と、前記第1の駆動かさ歯車及び前記第2の駆動かさ歯車の間に位置し、前記第1の駆動かさ歯車及び前記第2の駆動かさ歯車とかみ合う従動かさ歯車を上端側に有する、上下方向に延びる動力伝達シャフトと、を有し、この動力伝達シャフトが前記発電機の前記発電軸に接続されている、ことを特徴とする風力発電装置。 A wind turbine generator is arranged at the upper end of the tower, and a generator is driven by the wind turbine generator to generate power,
The windmill device includes a first windmill rotor mechanism and a second windmill rotor mechanism,
The first windmill rotor mechanism includes a first rotating shaft extending in the horizontal direction, and a first windmill attached to a distal end side of the first rotating shaft, and the second windmill rotor mechanism Is attached to the outer periphery of the first rotary shaft, the second rotary shaft extending in the horizontal direction, coaxially arranged with the first rotary shaft, and the front end side of the second rotary shaft. A second windmill,
The first windmill and the second windmill are located side by side on the windward side and the leeward side, and are formed so as to rotate in opposite directions upon receiving wind force.
The generator is provided in the tower,
The first rotary shaft and the second rotary shaft are connected to a power generation shaft of the generator provided in the tower, and the rotational force of the first rotary shaft and the second rotary shaft is set to the It has a driving force transmission structure that transmits to the power generation shaft,
The drive force transmission structure faces the first drive bevel gear attached to the rear end side of the first rotary shaft and the first drive bevel gear on the rear end side of the second rotary shaft. The first drive bevel gear is mounted between the first drive bevel gear, the first drive bevel gear, and the second drive bevel gear. having a bevel gear and a driven bevel gear meshing with the second drive bevel gear at the upper end, a power transmission shaft extending in the vertical direction, has a power transmission shaft is connected to the power shaft of the generator there, the wind power generation device that be characterized in that.
前記風車装置の揺動角度を検出する揺動角度検出機構がさらに設けられ、
前記タワーは、複数の筒状部材を積み重ねることにより形成された収容部を有し、前記発電機、前記増速機及び前記揺動角度検出機構はそれぞれ、異なる筒状部材に設けられている、ことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の風力発電装置。 The driving force transmission structure includes a speed increaser that increases the rotational speed of the power generation shaft of the power generator, and the windmill device is configured to be able to swing in a horizontal direction,
A swing angle detection mechanism for detecting a swing angle of the windmill device is further provided;
The tower has an accommodating portion formed by stacking a plurality of cylindrical members, and the generator, the speed increaser, and the swing angle detection mechanism are respectively provided in different cylindrical members. The wind power generator according to claim 1, 2, 3 or 4 .
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