CN102762854B - 风力发电装置之风车及风力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种风力发电装置1的风车3，藉由偏置装置34、砝码组件35及连接机构37，使叶片的角度θ经过3阶段的变化，在第一阶段，为了在受到微风时轻易旋转，使叶片30的角度θ与风平行，在第二阶段，为了在风速增加时容易产生高速旋转，使叶片30的角度θ与风垂直，在第三阶段，为了防止在受到强风时过度旋转，将叶片30从与风垂直的状态推回与风平行的状态。藉此，可在不需要电子控制的情况下，根据风速自动地控制旋转速度，并且，藉由该自动的旋转速度控制，可以低成本提供一种启动性优良且可抑制过度旋转的风力发电装置的风车及包括该风车的风力发电装置。

Description

风力发电装置之风车及风力发电装置

技术领域

本发明是关于一种风力发电装置的风车及具备该风车的风力发电装置。 

背景技术

近年来，为了保护地球环境，在使用可再生能源的发电方法中，不排出二氧化碳等温室效应气体的风力发电受到相当的瞩目(例子请参照专利文献1等)。 

先前技术文献 

专利文献 

专利文献1：特开2004-239113号公报 

发明内容

发明所要解决的课题 

然而，在风力发电的过程中，风速增加时所产生的过度旋转有可能导致风车的故障或破坏，所以，需要抑制此种情况的方法。例如，使用煞车等来减速的技术等已经存在。不过，在此种情况下，不仅煞车机构，也需要控制煞车机构的控制装置，在成本面留下了课题。又，由于也需要采用停电时应包括的构造，所以无法避免更进一步的高成本化。 

另一方面，在与达到过度旋转的情况相反的情况下，风车开始旋转时也有课题。在风车的旋转停止或近乎停止的状态下，用来使风车旋转的必要力矩较大，所以，近年来，该启动性的改善也受到要求。例如， 将开始旋转时的齿轮设定为低速齿轮，随着转速增加，切换至高速齿轮，虽然藉由此种控制来改善比较容易，但与抑制过度旋转的情况相同，齿轮机构及其控制装置也进一步需要停电时应具备的构造，所以，在成本面留下了课题。 

本发明的课题可在不需要电子控制的情况下，根据风速自动地控制旋转速度的同时，并且，藉由该自动的旋转速度控制，可以提供低成本的一种启动性优良且可抑制过度旋转的风力发电装置的风车及具备该风车的风力发电装置。 

用以解决课题的方法与发明效果 

为了解决课题，本发明的风力发电装置的风车是承受风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴周围旋转的风力发电装置的风车，其特征在于包括： 

螺旋桨，为了承受旋转轴的旋转轴线方向的风力以产生旋转动作而在该旋转轴周围设置2个以上，并相对于该旋转轴沿着径向向外延伸； 

螺旋桨固定部，为了在承受风力时使该受风面的宽度方向与风平行，以承受推压力的型态以及该受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所形成的夹角可变的型态，将螺旋桨固定于旋转轴上；及 

螺旋桨角度调整机构，包括偏置装置，其在风力低于既定的微风水平时，能将承受该风力的螺旋桨偏置保持于宽度方向最能与风平行的既定的初始旋转用角度位置，又包括砝码组件，其在风力超过微风水平时，克服将离心力加于螺旋桨的该风力所产生的推压力与偏置装置的偏置力，藉此，使自身变位至外部，并以螺旋桨可变成与风垂直的型态通过连接机构连结至螺旋桨，当风力达到既定的强风水准时，使螺旋桨到达宽度方向最能与垂直的既定高速旋转用角度位置，并且，当风力进一步超过该强风水准时，该强风所产生的推压力与偏置装置的偏置力克服离 心力，将砝码组件推回内部，藉此，使螺旋桨以宽度方向与风平行的型态回归到原位。 

此外，在本发明中，所谓螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行，是指位于螺旋桨的受风面的宽度方向与受风方向(即，旋转轴的轴线方向)的夹角较小的那一侧，所谓螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直，是指位于螺旋桨的受风面的宽度方向与受风方向垂直的那一面(即，与旋转轴的轴线方向垂直的面)的夹角较小的那一侧。 

根据上述本发明的构造，螺旋桨的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴方向的夹角的角度变化，可在不使用马达等电动机的动力的情况下，根据螺旋桨的旋转速度能自动控制，所以，也可在停电之类的状况下继续安全地发电。 

又，根据上述本发明的构造，并非在风车的旋转速度增加的情况下，通过煞车的作用来防止过度旋转的简单的自主控制，而是根据风力来得到最佳旋转状态。即，有3个阶段存在，其中，当风力为微风水平时，为了使风车容易旋转，使螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行，变成高力矩的低速旋转状态，在本发明中称为第一阶段(低速齿轮阶段)，然后，当风力增加，砝码组件藉由离心力变位至外部，通过连接组件与偏置装置的偏置力反向，螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直，变成低力矩的高速旋转状态，在本发明中称为第二阶段(高速齿轮阶段)，再者，当风力增加，各螺旋桨所承受的风压克服了砝码组件的离心力，该风力对砝码组件产生某种程度的推压力，藉此，使螺旋桨的受风面的宽度方向恢复成与风平行，在本发明中称为第三阶段。藉此，在产生微风的第一阶段，加速旋转性能高，再者，在从微风转为强风的第二阶段，变成更容易旋转的状态、可增加更大旋转速度的状态，再者，在超过既定的强风水平的第三阶段，可根据风量来抑制螺旋桨的过度旋转。此外，第三阶段为平衡两种作用力的状态，这两种作用力分别为由作用于砝码组件上的离 心力使螺旋桨的受风面的宽度方向与风垂直的力以及藉由风力使螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行的力，藉由该平衡，可自动决定螺旋桨的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所夹的角度。 

上述本发明的螺旋桨固定部为转轴组件，具有朝向螺旋桨的延伸方向延伸的旋转支轴与2个在该旋转支轴轴线周围形成可变的夹角的固定板部，其中一固定板部固定于螺旋桨，另一固定板部能够与旋转轴侧一体旋转的方式得到固定。在此情况下，旋转支轴可为了使螺旋桨以宽度方向上的第一侧的端部侧为中心并使另一方的第二侧的端部侧旋转，设置于第一侧的端部侧。在本发明中，为了使螺旋桨的宽度方向变更为与风平行或与风垂直而考虑进去的作用力包含了螺旋桨的受风面所承受的风力。若旋转支轴不偏设于螺旋桨的宽度方向上的其中一端部，在旋转支轴上无法抵销其中一端部侧所受到的风力和另一端部侧所受到的风力，所以，会产生很多白费动作，但通过于设置于端侧部，可消除这种无用的动作。 

上述本发明中的砝码组件可连接结合至螺旋桨的宽度方向上的外周侧的端部侧。藉此，砝码组件使得螺旋桨固定部容易移动。 

上述本发明中的砝码组件分别设置于复数个螺旋桨，每一个能够与旋转轴一体旋转的方式设置，另一方面，为了使这些砝码组件随着朝向内外的变位而相对于旋转轴而滑动，通过连接机构连结至共通的连结组件，藉此，各螺旋桨的角度根据随着这些砝码组件的朝向内外的移动而滑动的连结组件的旋转轴上的位置，以彼此同步且同角度的型态产生变化。根据此构造，所有螺旋桨中的受风面的宽度方向与旋转轴的旋转轴线方向所夹的角度为根据环状连结组件的滑动变位方向及滑动变位量来决定的构造，所以，复数个螺旋桨可使旋转容易取得平衡。 

上述本发明中的各螺旋桨固定部通过能够与旋转轴一体旋转的方式固定的共通固定组件固定于旋转轴，偏置装置以在固定组件与连结组件 之间沿着旋转轴方向产生偏置力的方式来设置。藉此，当构造为偏置装置赋予各个螺旋桨偏置力的构造时，赋予各个螺旋桨偏置力有可能导致偏移，但各个螺旋桨固定于共通的固定组件上，若在该固定组件上设置偏置装置，可对各个螺旋桨赋予共通的偏置力，所以，可统一各个螺旋桨的上述角度。 

上述本发明中的螺旋桨角度调整机构在风力低于微风水平时，为了使宽度方向与风平行，藉由偏置装置偏置承受该风力的螺旋桨，并且，使随着包含螺旋桨的该螺旋桨的角度变化连动而产生动作的可动构造体衔接上衔接组件，以停止该动作，藉此，将位置保持在初始旋转用角度位置，另一方面，在风力进一步超过强风水准时，位置可回归到可动构造体衔接至衔接组件的初始旋转用角度位置。根据此构造，藉由衔接组件使与风平行的螺旋桨之旋转限度位置物理性地得到固定，所以，不会担心初始旋转用角度位置会被挪移。又，在此情况下，若衔接组件及可动构造体的衔接面中至少一个上设置有弹性组件，可吸收衔接时的冲击，延长风车的寿命。 

在上述本发明中，在具备上述连结组件与固定组件两者的情况下，各个螺旋桨固定部通过可与旋转轴一体旋转的方式来固定的共通固定组件，固定于旋转轴上，作为上述的衔接组件来使用，另一方面，连结组件为了随着螺旋桨的宽度方向与风平行而接近固定组件，与连接机构连接，作为上述的构造体来使用，在固定组件及连结组件中的任意一个或双方上，形成朝向另一组件延伸的延伸部，该延伸部的另一组件侧的先端衔接至该另一组件，藉此，螺旋桨可保持在初始旋转用角度位置。与各个螺旋桨设置衔接组件相比较，对于设置上述连结组件或固定组件，可轻易以共通方式固定所有螺旋桨的初始旋转用角度位置。 

又，在风力发电中，发电输出伴随风速的变动而变动，所以，会有不稳定的课题，于是开始有人要求提供一种使风力发电中不稳定的发电输出变得更稳定的风力发电装置。 

针对此点，本发明的风力发电装置除了已叙述过的构造已包含在内的本发明的风车以外，本发明的特征还包括： 

飞轮，与旋转轴同轴，通过单方向离合器而配置，该配置朝向一定旋转方向，当旋转轴增速时，变成与该旋转轴一体旋转的状态且自身也增速旋转，当旋转轴减速时，与该旋转轴分离且产生惯性旋转动作；及发电装置，具有与飞轮同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随飞轮的旋转的该转子的旋转来产生电力。 

根据上述本发明的风力发电装置的构造，发电装置所发出的电力根据蓄积于飞轮上的稳定旋转能量而产生，所以，输出相当稳定，于是，可得到较为稳定的发电输出。 

又，当风车减速时，飞轮与风车的旋转轴分离，所以，飞轮变成惯性旋转状态。即，飞轮那侧的减速要素大幅减少，所以，可以更长时间继续旋转，在此期间，可从发电装置得到随着时间慢慢衰减所产生的稳定发电输出。 

又，当风车增速时，风车的旋转轴与飞轮变成一体旋转状态，飞轮上蓄积有旋转能量，所以，之后，即使风车减速，也能藉由增速时所蓄积的旋转能量从发电装置根据蓄积的能量来持续产生稳定的发电输出。 

又，在砝码组件的情况也与飞轮相同，旋转能量会蓄积于其上，所以，可以更长时间继续旋转。 

在上述本发明的风力发电装置中，将发电装置作为第二发电装置，包括与第二发电装置不同的第一发电装置，其具有与风车的旋转轴同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随旋转轴的旋转的该转子的旋 转来产生电力，又包括输出装置，将第一发电装置与第二发电装置双方或任意一个所产生之电力输出至外部。 

根据上述本发明的风力发电装置的构造，第一发电装置所发出的电力随着风车所承受的风力而产生大幅度的变动，不过，第二发电装置所发出的电力根据蓄积于飞轮上的稳定旋转能量而产生，所以，输出相当稳定，例如，若第一发电装置与第二发电装置双方的发电电力以重叠的型态来输出，第一发电装置所产生的发电电力的不稳定情况会得到缓和，进而在整体上得到较为稳定的发电输出。 

附图说明

图1为本发明其中一实施型态的风力发电装置，其为从背面侧观看叶片及轮毂的图。 

图2A为图1的部分放大平面图。 

图2B为图2A的A-A剖面图。 

图2C为图2A的B-B剖面图。 

图2D为图2B的动作图。 

图2E为图2C的动作图。 

图3为具有图1的风车的风力发电装置的部分剖面图，其显示砝码组件位于径向内侧的状态。 

图4为图3的部分放大图。 

图5为具有图1的风车的风力发电装置的部分剖面图，其显示砝码组件位于径向外侧的状态。 

图6为图5的部分放大图。 

图7为简略表示图4的状态的模式图。 

图8为简略表示从平面观看图4的状态的模式图。 

图9为简略表示图6的状态的模式图。 

图10为简略表示从平面观看图6的状态的模式图。 

图11(a)~(c)为简略说明图1的实施型态中的叶片的旋转动作的模式图。 

图12为简略表示可应用图1的实施型态的本发明的风力发电装置的位置实施型态的外观图。 

图13为简略表示图12的风力发电装置的电子构造的方块图。 

图14A为简略表示图12的风力发电装置的输出部的电子构造的其中一例的方块图。 

图14B为简略表示图14A的变形例的方块图。 

图15为简略表示图12的风力发电装置中的风车部分的放大剖面图。 

图16为图12的风力发电装置中的支柱部分的放大剖面图。 

图17为图12的风力发电装置中的发电壳体内部被放大的放大剖面图。 

图18为与本发明的风力发电装置的图12不同的实施型态，其为该实施型态中的发电壳体内部被放大的放大剖面图。 

图19为本发明的另一实施例的侧面图。 

图20为图19的正面图。 

图21为图19的背面图。 

图22为图19的后方侧立体图。 

图23为图19的前方侧立体图。 

图24为图19的侧面剖面图(侧面透视图)。 

图25为图19的风导外壳200部分的底面透视图。 

主要组件符号说明 

1风力发电装置 

2旋转轴 

21短舱 

221A轴固定部的前端部 

221B轴固定部的后端部 

221h贯通孔 

22轮毂 

221轴固定部 

2x旋转轴线 

2w受风方向 

3风车 

30叶片(螺旋桨) 

30w受风面 

31筒状风洞部(导管) 

300角度调整机构(螺旋桨角度调整机构) 

33叶片固定部(螺旋桨固定部) 

33A，33B固定部 

33Z旋转支轴 

34偏置装置 

35砝码组件 

36连结组件 

362推压组件 

37连接机构 

371第一连接组件 

371A第一连接组件的其中一端部 

371B第一连接组件的另一端部 

371C第一连接组件的弯曲部 

371y旋转轴线 

372第二连接组件 

372A第二连接组件的其中一端部 

372B第二连接组件的另一端部 

372y旋转轴线 

373y旋转轴线 

38衔接组件 

39可动构造体 

51，91转子(发电机旋转子) 

52，92磁性组件 

53，93固定子(发电机固定子) 

54，94固定子线圈 

100发电壳体 

W叶片的宽度方向 

θ叶片的宽度方向与旋转轴的轴线方向的夹角 

X与风平行的方向 

Y与风垂直的面 

A初始旋转用角度位置 

B高速旋转用角度位置 

FW藉由风力施加于叶片上的推压力 

FA离心力(藉由连接机构37将离心力转换为旋转轴线2x的方向的力) 

FB偏置装置的偏置力 

具体实施方式

以下参照图面，说明本发明的风力发电装置的风车及使用该风车的风力发电装置中的一实施型态。 

第1图为在本实施型态的风力发电装置中从背面侧观看叶片及轮毂的图，图2A~图2E为其部分放大图。第3图为具有第1图的风车3的本实施型态的风力发电装置的部分剖面图，第4图为其部分放大图，两者之后述砝码组件35都位于内部，第5图为具有第1图的风车的本实施型态的风力发电装置的部分剖面图，第6图为其部分放大图，两者的后述砝码组件都位于外部。 

第1图所示的本实施型态的风力发电装置1的风车3承受风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴2周围旋转，其构造包含2个以上设置于该旋转轴2的周围的叶片(螺旋桨)30、使该叶片30以该受风面30w(参照第11)的宽度方向W与旋转轴2的旋转轴线2x的方向所夹的角度θ可变更的形式固定于旋转轴2上的螺旋桨固定部33、以根据风力来产生自主变动的方式在各个阶段调整该叶片30的角度θ的角度调整机构300(参照第13图及第5图)，其中，当风力低于既定的微风水平时，变成最能与风平行(与风平行方向X：受风方向2w)，即在既定的初始旋转用角度位置A轻松地加速旋转，此为第一阶段(开始旋转阶段)，当风力超过既定的微风水平时，可变成与风垂直(与风垂直面Y)，轻易变成高速旋转，此第二阶段(高旋转阶段)，当风力超过既定的强风时，从与风垂直恢复成与风平行，防止过度旋转，此为第三阶段(防止过度旋转阶段)。 

本实施形态的风车3如第3图及第5图所示，受风方向2w与旋转轴2的旋转轴线2x的方向一致。风车3的构造包括配置方式可因承受风力从该受风方向2w朝向一定方向旋转的复数个叶片30及使这些复数个叶片30与旋转轴2以一体旋转的方式连结(连接)的轮毂22。 

叶片30的配置方式为，受风面30w(参照第11图)与受风方向2w交叉，承受来自旋转轴2的旋转轴线2x的方向的风力而旋转。叶片30在旋转轴线2x的周围以既定间隔设置2个以上(在此以等间隔设置3个)，各个叶片相对于旋转轴2，沿着径向向外延伸。 

轮毂22如第4图及第6图所示，具有以与旋转轴2一体旋转的方式固定的轴固定部(固定组件)221及将各叶片30固定在轴固定部221上的叶片固定部(螺旋桨固定部)33。藉此，各叶片30藉由对应的叶片固定部33，固定于轴固定部221(参照第1图及图2A～图2E)上，与旋转轴2为一体地旋转。 

轴固定部221如第4图及第6图所示，其形状为，具有圆盘形状的环状前端部221A及其前端部221A的中心部朝向旋转轴2的受风方向下游延伸的筒状后端部221B。轴固定部221从受风方向上游插通旋转轴2，这些部分藉由缔结组件以一体旋转的方式固定在一起。 

叶片固定部33如第4图及第6图所示，设置于每一叶片30上，固定于共通的轴固定部(固定组件)221上，其型态为，当对应的叶片30承受风力时，承受上述风力的上述螺旋桨的受风面30w的宽度方向W与风平行而受到推压力FW(参照第11)，且使该宽度方向W与旋转轴线2x的方向所夹的角度θ为可变的型态。藉此，各叶片固定部33可通过以一体旋转的方式固定于旋转轴2上的共通轴固定部(固定组件)，一体固定于旋转轴2上。 

本实施型态的叶片固定部33为转轴组件，其具有朝向叶片30的延伸方向延伸的旋转支轴33Z及一对固定部33A，33B，其在该旋转支轴33Z的轴线33z(参照图2A～图2E)所夹出的角度为可变状态。其中一固定部33A可通过叶片安装组件330使用缔结组件一体固定于叶片30上。另一固定部33B亦可使用缔结组件一体固定于旋转轴2那侧的轴固定部221上，藉此，所有叶片固定部33可和轴固定部221一体旋转。 

本实施型态的叶片安装组件330如图2A～图2E所示，在构造上具有用来夹持叶片30的一对平行板部330A，330A及以与这些部分垂直的型态结合的垂直结合部330B，被平行板部330A，330A夹持的叶片30藉由缔结组件得到一体固定。图2A为第1图中的1个叶片固定部被放大 的部分剖面图，图2B及图2D为简略表示图2A的A-A剖面的模式图，图2C及图2E为简略表示图2A的B-B剖面的模式图。但是，在图2B及图2C、图2D及图2E中，叶片30的宽度方向W与旋转轴线2x的方向所夹的角度θ不同，图2B及图2C表示叶片30与风垂直的状态，图2D及图2E表示叶片30与风平行的状态。在图2A～图2E中，叶片固定部33的固定部33A缔结固定于垂直结合部330B，叶片30可与平行板部330A，330A一起绕着旋转支轴33Z的轴线33z周围旋转。另一方面，叶片固定部33的固定部33B可藉由缔结组件直接固定于轴固定部221。 

旋转支轴33Z如第8图及第10图所示，叶片30以宽度方向W上的第一侧的端部30A那侧为中心，为使另一边的第二侧的端部30B旋转，设置于偏向第一侧的端部30A那侧的位置。在本实施型态中，第一侧的端部30A相对于轴线33z在内周侧，第二侧的端部30B在外周侧，在此的旋转支轴33Z的轴线33z位于比第一侧的端部30A那侧的端缘位置更外侧的地方。 

角度调整机构300如第11图所示，具备偏置装置34(参照第4图及第6图)，其中，当风力低于既定的微风水平时，在承受该风力的叶片30的宽度方向W最与风平行(与风平行的方向X)的既定初始旋转用角度位置A，保持偏置，又包括砝码组件35，其中，当风力超过该微风水平时，离心力FA强过加于叶片30的该风力所产生的受风面30w所受到的推压力FW、偏置装置的偏置力FB，藉此，使砝码组件35相对于上述旋转轴的径向上的外部方向变位，叶片30变成与风垂直(与风垂直的面Y)，以此形态该砝码组件35通过连接机构37(参照第4图及第6图)连结至叶片30；当风力达到既定的强风水准时，叶片30到达宽度方向W最与风垂直的既定高速旋转用角度位置B，并且，当风力再度超过该强风水准时，该风力所产生的推压力FW、偏置装置34的偏置力FB强过离心力FA， 将砝码组件35相对于上述旋转轴的径向上的内部方向推回，藉此，使叶片30恢复成其宽度方向W与风平行的状态。 

此外，在本发明中，所谓叶片30的受风面30w的宽度方向W与风平行，是叶片30的受风面30w的宽度方向W与受风方向2w(即，旋转轴2的旋转轴线2x的方向，即与风平行的方向X)所夹的角度θ较小的意思，所谓叶片30的受风面30w的宽度方向W与风垂直，是叶片30的受风面30w的宽度方向W与受风方向2w垂直的面Y(即，与旋转轴2的旋转轴线2x的方向垂直的面Y)所夹的角度较小的意思。 

以下将使用第7图至第10图说明本实施型态的角度调整机构300的构造。此外，本发明的角度调整机构300不受到以下所叙述的本实施型态的构造的限制。 

砝码组件35设置于每个叶片30上，如第7图及第9图所示，分别能够一体旋转的方式安装于旋转轴2上。这些砝码组件35本身也会随着旋转轴2的旋转而旋转，根据本身所受到的离心力，相对于旋转轴线2x朝向径向的内外方向变位，通过连接机构37(参照第4图及第6图)与旋转轴2为一体或与其连动地旋转。在此，其径向(对应的砝码组件35产生变位的径方向)与旋转轴线2x双方垂直的旋转轴线371y周围旋转，以此方式连结固定于轴固定部221上。另一方面，透过连接机构37连结至共通的连结组件36，藉此，连结组件36根据砝码组件35朝向径向内外的变位，在旋转轴2上滑动。 

连接机构37藉由旋转轴2的旋转速度越大则作用力越大的离心力FA而成为可动机构，当离心力FA变大时，砝码组件35位于外部，当离心力变小时，砝码组件35位于内部，在预先设定的径向范围内使砝码组件35产生变位。在本实施型态中，如第7图及第9图所示，在构造上具有相互连接结合的第一连接组件371与第二连接组件372。在形成L字形的第一连接组件371的其中一边的端部371A上，有砝码组件35藉 由缔结组件固定为一体，在另一边的端部371B上，第二连接组件372的其中一端部372A在型态上具有与旋转轴线2x、其径向(对应的砝码组件35产生变位的径向)双方垂直的旋转轴线372y，以相互旋转的方式安装于其上。第二连接组件372的另一端部372B在型态上具有与旋转轴线y平行的旋转轴线373y，能够互相旋转的方式安装于具有圆盘形状的环状连结组件36的外周部。又，在位于L字形的第一连接组件371中间的弯曲部371C上，在型态上具有与轴固定部221相同、与旋转轴线372y平行的旋转轴线371y，能够旋转的方式安装于其上。轴固定部221一体固定于旋转轴2上，不会随着砝码组件35沿着径向的移动而产生变位，藉由固定连接此轴固定部221的型态，第一连接组件371与第二连接组件372成为可动组件。 

偏置装置34为弹簧组件(拉伸弹簧)，设置于每个叶片30上，各个偏置装置34如第7图及第9图所示，其中一端部固定于与轴固定部221中的叶片固定部33相反的那个面侧，并且，另一端部固定于相向于旋转轴线2x的方向的连结组件36的相向面侧。在本实施型态中，于轴固定部221的受风方向上游的那面，设有固定弹簧组件34的其中一端的弹簧固定部221c(参照第2(a)图)，于连结组件36的受风方向下游的那面，设有固定弹簧组件34的另一端的弹簧固定部36c(参照第4图及第6图)。这对弹簧固定部221c，36c预先设置于复数个位置(在此为3个位置)，藉此，可增加弹簧组件34的数目来调整偏置力。 

连接组件36通过连接机构37及轴固定部221与旋转轴2一体旋转，并且，藉由砝码组件35朝向径向内部的变位，滑动至旋转轴线2x的第一侧(参照第7图及第8图)，藉由砝码组件35朝向径向外部的变位，滑动至旋转轴线2x的第二侧(参照第9图及第10图)，如此，在中央部通过轴承装置连结至旋转轴2上。在此，第一侧在受风方向下游侧(轴固定部221那侧)，第二侧在受风方向上游侧。 

在连结组件36上，对应的叶片30因砝码组件35朝向径向内部的变位导致旋转轴线2x朝向第一侧移动，角度θ与风平行，直接或间接受到推压，因砝码组件35朝向径向外部变位导致其朝向旋转轴线2x朝向第二侧滑动，角度θ与风垂直，直接或间接受到推压，产生此推压力的推压组件362设置于每一个叶片30上。藉此，各叶片30的角度θ根据伴随这些砝码组件35朝向径向内外的移动而滑动的连结组件36的旋转轴上的位置来决定，藉此，各叶片30的角度θ以互为同步且相同角度的形式来变化。 

此外，第7图至第10图中的各推压组件362被图标为直接推压或拉回对应的叶片30的构造，但实际上如图2A～图2E所示，亦可以贯通的形式延伸出形成于轴固定部221的圆盘状前端部221A的贯通孔221h，该延伸先端部能够在与旋转支轴33Z的轴线33z平行的轴线周围旋转的形式，固定于一体固定于对应的叶片30的固定部33A(在此为设置于受风方向上游侧的平行板部330A的旋转固定部330a)。此外，在此的推压组件362能够旋转的方式固定于距离固定部33A的旋转支轴33Z较远那侧的第二侧。 

又，砝码组件35预先规定于径方向的可动范围内。第9图的状态为砝码组件35位于径方向的最外侧位置的状态，在连接机构37的构造上，超过此径方向外侧则不可变位。砝码组件35在达到此最外侧位置之后，叶片30也达到其受风面30w的宽度方向W最与风垂直的既定高速旋转用角度位置B(参照第11图)。另一方面，第7图的状态为砝码组件35位于径方向的最内侧位置的状态，超过此径方向内侧则不可变位。但是，这并不是连结机构37的构造所规定的最内侧位置。即，其最内侧位置可规定为对于叶片30沿着与风平行且包含叶片30并随着该叶片的角度变更动作所连动的可动构造体衔接至设置于与该动作方向相向的位置的衔接组件38的衔接位置。在第7图及第8图中，进一步在第11(a)图的状态下，叶片30藉由风力所产生的推压力FW和偏置装置34所产生的偏 置力FB偏置为与风平行的状态，然而，这些作用力FW及FB使叶片30变更为与风平行的状态的角度变更动作，藉由衔接组件38衔接至包含叶片30并且随着这个角度变更动作所连动的可动构造体，停止动作。另外，该停止位置为砝码组件35的径方向上的最内侧位置，同时此时的叶片30的位置变为初始旋转用角度位置A。 

在本实施型态中，各叶片固定部33通过能够一体旋转的方式固定于旋转轴2的共通固定组件固定于旋转轴2上，该固定组件作为衔接组件38来使用。在此，轴固定部221为衔接组件38。另一方面，为了随着叶片30的宽度方向W与风平行而接近上述固定组件，连结组件36与连接机构37连接，作为上述的可动构造体39来使用。另外，在作为衔接组件38的轴固定部221及作为可动构造体39的连结组件36中任意一个上，形成朝向另一组件延伸的延伸部380，该延伸部380中的另一组件那侧的先端衔接至该另一组件的衔接部390，藉此，叶片30的位置得以保持在初始旋转用角度位置A。在此，在连结组件36上，形成从其中央部朝向轴固定部221延伸形成的筒状部或突起部，作为延伸部380，其先端与轴固定部221的衔接部390相互衔接，藉此，叶片30的位置得以保持在初始旋转用角度位置A。此外，衔接组件38的衔接部及可动构造体39的衔接部中至少一个作为橡胶等弹性组件来设置。在此，轴固定部221的衔接部30作为弹性组件来设置。 

藉由具有此种构造，叶片可以第11图所示的形式来动作。 

即，当风力低于既定的微风水平时，如第11(a)图所示，该风力对叶片30的受风面30w的推压力FW和偏置装置34的偏置力FB克服离心力FA，将砝码组件35推压至内部，叶片30偏置维持在初始旋转用角度位置A。具体地说，当风力低于既定的微风水平时，上述的可动构造体39衔接至衔接部38，受到上述的推压力FW和偏置力FB推压，叶片30的位置保持在作为该衔接位置的初始旋转用角度位置A，此时，叶片30的受风面的宽度方向与风平行。此状态为即使一点点风也会使风车3轻易得到较大力矩的状态，为风车3容易旋转的状态。不过，也是难以得到很多旋转数的状态。 

当风力超过上述的微风水平而达到既定的强风水准时，离心力FA开始增大，强过受风面30w所受到的推压力FW、偏置装置34的偏置力FB，砝码组件35变位至外部，直到FA、FW及FB在达到平衡位置，并且，叶片30的角度θ也离开初始旋转用角度位置A，改变成与风垂直的位置。此状态为越是与风垂直，越难以得到较大力矩的状态，但也是转变至适于高速旋转状态的中的状态。 

不过，砝码组件35被规定在最外侧位置。当到达该最外侧位置，砝码组件35不会超过那个最外侧位置的地方变位。此时，叶片30为到达其宽度方向W最与风垂直的既定高速旋转用角度位置B的状态。此状态为风车3可以最高速来旋转的状态。 

当风力超过该强风水准时，该风力对受风面30w所产生的推压力FW、偏置装置34的偏置力FB强过离心力FA，这次将砝码组件35推压至内部，藉此，使叶片30的宽度方向W恢复成与风平行。此状态为风车3慢慢转变为难以得到高旋转数的状态中途的状态。在此的叶片30的位置可恢复到上述可动构造体39衔接至衔接组件38的初始旋转用角度位置A。 

如此，根据本实施型态，藉由具有偏置装置34、砝码组件35及连接机构37，可以3阶段来变更叶片30的角度θ，当风力为微风时，为使其轻易旋转，使叶片30的角度θ与风平行，此为第一阶段，当风速增加时，为了能够轻易地变成高速旋转，使叶片30的角度θ与风垂直，此为第二阶段，当风力为强风时，为了防止过度旋转，使叶片30从与风垂直恢复为与风平行，此为第三阶段，藉由这3阶段的叶片30的角度变更所产生的自动旋转速度控制，使风车3的启动性优良，在高速旋转时的效率也很高，并且，也可在变为强风时抑制过度旋转。 

以下将说明包括上述风车3的风力发电装置1的构造。此外，本发明的风力发电装置1不受以下将叙述的本发明的构造的限制。 

本实施型态的风力发电装置1在构造上包括风车3(参照第1图、第12图及第13图)，其藉由具有上述的构造承受来自既定的受风方向2w的风力，朝向一定旋转方向在既定的旋转轴线2x的周围旋转，又包括飞轮7(参照第17图)，其朝向上述一定旋转方向，当旋转轴2增速时，变成与该旋转轴2一体旋转的状态，本身也增速旋转，当旋转轴2减速时，与旋转轴2分离，进行惯性旋转动作，并且，通过单方向离合器6(单向离合器：参照第17图)而配置，再者，在此又包括发电机(发电装置)9(参照第13图)，其具有与飞轮7同轴且以一体旋转的方式来配置的转子91(参照第17图)，藉由伴随飞轮7的旋转的该转子91的旋转来产生电力。 

再者也可以说，包括与第二发电机9不同的第一发电机5，其将发电机9当作第二发电机，具有与飞轮7同轴且以一体旋转的方式来配置的转子51，藉由伴随飞轮7的旋转的该转子51的旋转来产生电力。在此，如第17图所示，在相对于飞轮7的受风方向下游侧设置第一发电机5，在受风方向上游侧设置第二发电机9。 

另外，本实施型态的风力发电装置1如第14A图及第14B图所示，在构造上包括输出部(输出装置)10，其接受第一发电机5与第二发电机9双方所产生的电力输出，将其汇集起来输出至外部。即，第一发电机5及第二发电机9的发电电力的输出线在输出至外部之间连接，构成外部输出的一个系统。 

输出部10如第14A图所示，第一发电机5与第二发电机9双方所产生的三相交流电力可分别输入整流器12，然后，输入升压控制器11，以既定的电压输出，然后，再将其输入电力调节器15，将所输入的直流电力转换为系统电力并输出。藉此，可汇集第一发电机5与第二发电机9双方所产生的电力并将其供给至外部的电源系统19A，例如，可卖出此 电力。又，在电力调节器15中，可先转换为家庭内所使用的交流电力再输出。又，输出部10亦可如第14B图所示，将第一发电机5与第二发电机9双方所产生的电力分别输入至整流器12，然后，再输入升压控制器13，将设定为既定电压的直流电力供给至电池(蓄电装置)19B，以进行蓄电。又，亦可将蓄积于电池(蓄电装置)19B的电力通过电力调节器15供给至外部的电源系统19A。 

第15图为简略表示本实施型态的风力发电装置1的放大剖面图。风车3配置于筒状风洞部(导管)31的内侧，该筒状风洞部以与旋转轴2的旋转轴线2x的方向同轴的形式延伸成筒状。筒状风洞部31的形成方式为，开口面积从风车3的受风方向2w的上游侧朝向下游侧逐渐减少。具体来说，筒状风洞部31在从受风方向2w的上游侧的环状端部31A到下游侧的环状端部31B之间的的区间内，形成朝向径向内侧膨胀出的弯曲形状。被收进此筒状风洞部31中的风以压缩的形式供给至下游，下游侧的叶片承受此风，所以，可增加风车3所得到的旋转力。 

筒状风洞部31在其内周面，固定有复数个从短舱21的外周面21A向外延伸成放射状的支持组件(FRP)32，其设置方式为，与短舱21一起不对旋转轴2旋转。短舱21将第一发电机5、飞轮7、第二发电机9及旋转轴2收纳于内部，在此，进一步收纳角度调整机构300。轮毂22及叶片30沿受风方向2w设置于比船舱21的偏下游侧，在下游侧的叶片30所得到的旋转力通过旋转轴2传达至位于受风方向2w的上游侧的发电机5，9那侧。 

短舱21的安装方式，如第15图所示，可与从地表的基础部190(参照第12图)延伸出的支柱(塔)110的上端部110T一起，针对支柱本体110S配合风向，朝向水平面内改变方向(可在支柱本体110S的铅直方向的轴线110x的周围旋转)。在本实施型态中，从外周侧覆盖各叶片30的筒状风洞部31设置于短舱21的受风方向2w的下游侧，所以，该筒状风洞部 31作为可改变风车3的受风方向2w的尾翼来使用。即，当筒状风洞部31的筒状外周面31C(特别是其水平方向那侧的面：参照第12图)承受风力时，对支柱110的上端部110T旋转，顺着风来的方向，使旋转轴2的旋转轴线2x朝向受风方向上游侧。 

第16图为以通过轴线2x，110x的平面切开第15图的短舱的剖面图。在短舱21的内部，配置有发电壳体100，其从风车3的受风方向2w的上游侧依序收纳飞轮7、第一发电机5及第二发电机9，藉由缔结组件缔结固定于短舱21上。 

如第17图所示，在发电壳体100的内部，从受风方向2w的上游侧，依序具有收纳第二发电机9的上游侧收纳空间9S、收纳飞轮7的中间收纳空间7S、收纳第一发电机5的下游侧收纳空间5S，形成一系列空间的形状。在这一系列的空间中，飞轮7配置于中间收纳空间7S内，藉此，分割了上游侧收纳空间9S及下游侧收纳空间5S。对于这两个圆筒状的上游侧收纳空间9S及下游侧收纳空间5S相比较，同样也是圆筒状的中间收纳空间7S的直径较大，并且，所收纳的飞轮7本身的位置为沿着径向靠近中间收纳空间7S的圆筒状外周壁，所以，当配置飞轮7时，上游侧收纳空间9S及下游侧收纳空间5S仅连通至飞轮7的外周侧，所以，为更确实的分离状态。藉此，伴随上游侧收纳空间9S及下游侧收纳空间5S中一空间内的旋转体(转子91，51)的旋转的乱流所带来的影响，不会使另一空间接收到。 

旋转轴2相对于发电壳体100通过轴承装置60被安装，以针对发电壳体100贯通自身的轴线方向，并相对于发电壳体100顺畅地转动(参照第17图)。本实施型态的轴承装置60为密封装置(O环等)或藉由油脂之类来产生密封机能的密封型轴承装置，藉由该密封机能来形成密封状态。当所密封的发电壳体100的内部在大气压力下填充空气时，内部的旋转 体51，91，7等所承受的填充气体所产生的阻力(空气阻力)得以减轻，成为类似减压状态的内部状态。 

在第一发电机5及第二发电机9中，沿着可在旋转轴2的周围旋转的转子(发电机旋转子)51，91的周方向，以既定间隔配置复数个磁性组件52，92，并且，以形成气隙的形式与这些磁性组件52，92相向，同时，在构造上包括固定子(发电机固定子)53，93，其上配置有不对该转子51，91旋转的固定子线圈54，94，藉由这些磁性组件52，92与固定子线圈54，94的相对旋转，产生电力。所产生的电力(发电电力)在其相对旋转速度越大时便越大。此外，本实施型态中之磁性组件52，92为永久磁铁，可使用钕磁铁等。又，在本实施型态中，磁性组件52，92与固定子线圈54，94的数目比为3：4，从固定子线圈54，94输出三相的交流电力。 

在支柱110的上端部110T的上端轴部111T上，如第16图所示，设有滑环110SA，110SB，在构造上，通过在各滑环110SA，110SB上滑动的刷子102CA(有图示出)，102CB(未图示出)，从固定子线圈54，94汲取发电输出。所汲取的发电输出通过通过筒状的支柱(塔)110的内部空间的配线，连接至输出部10。 

此外，为了在支柱110的上端部110T的上端面能够旋转的方式固定旋转轴2，如第16图所示，内包轴承装置的固定部120藉由缔结组件来缔结固定。发电壳体100相对于这些固定部120，设置于受风方向上游侧。此外，在旋转轴2的受风方向上游侧，旋转轴2及延长该旋转轴2的旋转轴延长部2’藉由轴连结部130，能够一体旋转的方式产生连结。插通发电壳体100内部的旋转轴2为其旋转轴延长部2’。 

第一发电机5及第二发电机9双方的固定子53，93作为沿着旋转轴2的轴线方向从发电壳体100朝向壳体内部突出形成的筒状元件来设置。在这些筒状元件53，93上，沿着周缘方向以既定间隔形成沿着径向形成 贯通的开口部。这些开口部藉由在设置于周缘方向的旋转轴2的轴线方向上延伸的各柱部，产生区隔，在各柱部上，有固定子线圈54，94缠绕。在本实施型态中，相邻柱部的线圈缠绕方向为相反方向。 

本实施型态的第一发电机5及第二发电机9具有与旋转轴2同轴且与飞轮7相互一体旋转的第一转子部51A，91A及第二转子部51B，91B，作为转子51，91。双方的转子部51A，91A及51B，91B具有通过气隙而相向的相向面，在双方的相向面上，沿着周缘方向以相同数目及既定间隔配置复数个磁性组件92，藉由缔结组件来固定。不过，其中一转子部51A，91A的磁性组件52A(52)，92A(92)与另一转子部51B，91B的磁性组件52B(52)，92B(92)以不同极性(磁极)的着磁面相对。再者，在这些第一转子部51A，91A与第二转子部52A，92A之间的空隙中，有固定子53，93的固定子线圈54，94介于其中。复数个固定子线圈54，94沿着其周缘方向，以既定间隔配置于双方用来旋转的转子51A，51B，91A，91B的磁性组件52，52与磁性组件92，92之间所夹持的固定子53，93上的环状相向区域上。 

又，第一发电机5及第二发电机9上，第一转子部51A，91A及第二转子部51B，91B配置成与旋转轴2的旋转轴线2x的径向相向。第一转子部51A，91A以与飞轮7同轴且与其一体旋转的方式，固定于在飞轮7的固定部70A的外周侧所形成的固定部50A，90A。形成第二转子部的圆筒状部51B，91B以与飞轮7同轴且与其一体旋转的方式，固定于在飞轮7的固定部70A的内周侧所形成的固定部50B，90B。 

此外，本实施型态的飞轮7具有通过单方向离合器(单向离合器)6固定于旋转轴2上的轴固定部70C、从轴固定部70C朝向径方向外侧延伸的圆盘状中间部70B、第一转子部51A，91A及第二转子部51B，91B一体固定于中间部70B的径方向外侧的固定部70A。再者，在本实施型态中，具有从固定部70A朝向径方向外侧延伸的外端部70D。 

以上说明了本发明其中一实施型态，但完全不受该例子限定，本发明亦不受该实施型态限定，只要在不脱离权利要求书的主旨的范围内，可根据本领域的技术人员的知识进行各种变更。 

例如，可以下面的方式变更上述实施型态。 

第18图所示的本实施型态的风力发电装置1在构造上具有承受来自既定的受风方向2w的风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴线2x的周围旋转的风车3；又具有第一发电机(发电装置)5，其具有与风车3的旋转轴2同轴且以与其一体旋转的方式来配置的转子51，同时又藉由伴随旋转轴2的旋转的该转子51的旋转来产生电力；还具有飞轮7，其与旋转轴2同轴，且通过单方向离合器(单向离合器)6而配置，该配置朝向上述一定旋转方向，当上述旋转轴2增速时，变成与该旋转轴2一体旋转的状态且自身也增速旋转，当上述旋转轴2减速时，与该旋转轴2分离且产生惯性旋转动作；另具有与第一发电机5不同的第二发电机(发电装置)9，其具有与上述飞轮7同轴且以一体旋转的方式配置的转子91，藉由伴随上述飞轮7的旋转的该转子91的旋转，产生电力。 

再者，就第18图的风力发电装置1而言，在构造上具有输出部(输出装置)10，其接受第一发电机5与第二发电机9双方所产生的电力输入，将其汇集起来输出至外部。即，其构造为第一发电机5及第二发电机9所发出的相位互异的发电电力以一个系统来输出至外部的型态。此外，在此情况下的输出部10的构造可以和第14A图及第14B图相同。 

第18图的第一发电机5具有与旋转轴2同轴且相互一体旋转的第一转子部51A及第二转子部51B，作为转子51。双方的转子部51A，51B具有通过气隙而相向的相向面，在双方的相向面上，沿着周缘方向以相同数目及既定间隔配置复数个磁性组件52，藉由缔结组件来固定。不过，在双方的转子部51A，51B中的一转子部51A的磁性组件52A(52)与另一转子部51B的磁性组件52B(52)以不同极性(磁极)的着磁面相对。再者， 在这些第一转子部51A与第二转子部51B之间的空隙中，有固定子53的固定子线圈54介于其中，复数的固定子线圈54沿着其周缘方向，以既定间隔配置于双方用来旋转的转子51A，51B的磁性组件52，52之间所夹持的固定子53上的环状相向区域上。 

又，在第一发电机5中，第一转子部51A及第二转子部51B与旋转轴2的轴线2x的径方向(半径方向)相向而配置。在本实施型态中，包括转子本体部50以作为转子51的本体部，其具有以与旋转轴2一体旋转的方式来固定的轴固定部50C、从轴固定部50C朝向径方向外侧延伸的圆盘状中间部50B、中间部50B的径方向外侧的外端部50A。不过，转子本体部50于在外周侧具有很大重量的飞轮7相比较，重量较轻，半径较小。形成第一转子部的圆筒状部51A与形成第二转子部且半径比圆筒状部51A大的圆筒状部51B以与转子本体部50同轴的形式一体旋转的方式，两者固定于转子本体部50的外端部50A上。 

第18图的第二发电机9具有与旋转轴2同轴且与飞轮7一起相互一体旋转的第一转子部91A及第二转子部91B作为转子91。双方的转子部91A，91B具有通过气隙而相向的相向面，在双方的相向面上，沿着周缘方向以相同数目及既定间隔配置复数个磁性组件92，藉由缔结组件来固定。不过，在双方的转子部91A，91B中一转子部91A的磁性组件92A(92)与另一转子部91B的磁性组件92B(92)以不同极性(磁极)的着磁面相对。再者，在这些第一转子部91A与第二转子部91B之间的空隙中，有固定子93的固定子线圈94介于其中。复数的固定子线圈94沿着其周缘方向，以既定间隔配置于双方用来旋转的转子91A，91B的磁性组件92，92之间所夹持的固定子93上的环状相向区域上。 

又，在第二发电机9中，第一转子部91A及第二转子部91B与旋转轴2的轴线2x的径方向相向而配置。第一转子部91A固定于飞轮7上， 其固定方式为，形成第一转子部的圆筒状部91A与形成第二转子部且半径比圆筒状部91A大的圆筒状部91B与飞轮7同轴且一体旋转。 

此外，本实施型态的飞轮7具有通过单方向离合器(单向离合器)6来固定于旋转轴2的轴固定部70C、从轴固定部70C朝向径方向外侧延伸的圆盘状中间部70B、在中间部70B的径方向外侧固定形成第一转子部的圆筒状部91A与形成第二转子部的圆筒状部91B的固定部70A，在本实施型态中，也具有从固定部70A朝向径方向外侧延伸的外端部70D。 

如第19图至第23图所示，在风车3(叶片30)的迎风面上，设有兼具发电部外壳(外壳)功能的风导外壳(短舱)200，此外壳200的内部可收纳有发电部，并且，可该风导外壳200(同时也是外壳本体201)的外部一体形成风向鳍板(风向板部)202。在此例中，风车3的外侧不存在第12图、第15图所示的筒状风洞部(导管)31，风车3以露出状态承受风力。风导外壳200的外壳本体201沿着风车3的轴方向具有直角剖面为纵长椭圆形或圆形之类的光滑外周面，就该外壳本体201的迎风面的端部而言，越靠近先端侧则越细小，具有先端曲率较小的圆弧状垂直剖面。 

在外壳本体201的外周面上，上述的风向鳍板202在沿着风车3的轴方向的方向上，从该外壳本体201(风导外壳200)的外周面突出(例如向上突出)至外方而形成，风向鳍板202与风车3的旋转面有直角方面的位置关系。风向鳍板202具有与外壳本体201的轴方向长度相等或比其稍短的长度，并包括从外壳本体201的风上侧先端附近以圆弧状(或直线状)逐渐增加高度的斜边203，又包括在外壳本体201的风下侧的端部附近到达最大高度并从其顶部朝向迎风侧切入形成圆弧状(弯曲状)而下降的后端部204(可为在风下侧膨胀成圆弧状的后端部或以直线状下垂的后端部)，其下端连接至外壳本体201的上部面。又，风向鳍板202的斜边203形成如刀锋般的尖锐状，又，从中间部朝向后端部204也有越靠近后端 越尖锐的曲面，风向鳍板202的风向方向的中间部形成得最厚，从迎风面来看，如第20图所示，形成尖锐的三角形。 

与此种风向鳍板202一起夹持外壳本体201的轴线，于相反侧(下侧)形成支柱连接部208，其与使风车3维持既定高度的支柱(竿)206连接，支柱206连接于此。此支柱连接部208从外壳本体201的下面突出，并且，平滑地形成锥状，下端部形成圆筒状，在该圆筒状上，嵌合了支柱206的圆形剖面的上端部，并且，如第19图所示，透过轴承210，风导外壳200及风车3以自由旋转的方式受到支柱206的轴线(垂直轴)的周围支持。结果，形成于风导外壳200的风向鳍板202沿着风向，换言之，风车3的旋转面经常正对着风向，如此，风车3及风导外壳200保持在自由状态。 

第24图为包含风车3及风导外壳200的部分的侧面剖面图(透视图)，在风导外壳200的内部，风车3的旋转轴2以同心的状态配置于风导外壳200的中心线，又，第17图或第18图所示的发电壳体100以同心的状态组合至其旋转轴2上。再者，在第2图至第11图中所说明过的风车3的角度调整机构300也收纳于此风导外壳200内。 

此外，如第19图、第22图及第24图所示，风车3的中心部(叶片30的基端部)被圆形剖面的筒状部212所占据，形成从此筒状部212的中心部到与上述风导外壳200相反的那侧(风下侧)突出成锥状的锥状中心部214，在此锥状中心部214与筒状部212(到了受风下侧稍微收缩成锥形的约略圆筒状)之间，形成圆环状且越到底部越变窄的附带锥形的环状凹部216，在其内部，配置有轮毂22及叶片固定部33。即使风向有大幅的改变而使风从风导外壳200的后方吹过来，该附带锥形的环状凹部216也受到来自后方的风而产生旋转动作，结果，自由状态的风导外壳200及风车3的姿态(方向)产生将近180度的改变，风导外壳200的先端能够正对着风的方式变更姿态。 

Claims (12)

1.一种风力发电装置的风车，承受风力朝向一定旋转方向在既定的旋转轴周围旋转，

其特征在于包括：

螺旋桨，为了承受上述旋转轴的旋转轴线方向的风力以产生旋转动作而在该旋转轴周围设置2个以上，并相对于该旋转轴沿着径向向外延伸；

螺旋桨固定部，为了在承受上述风力时使承受上述风力的上述螺旋桨的受风面的宽度方向与风平行，以承受推压力的型态以及该受风面的宽度方向与上述旋转轴的旋转轴线方向所形成的夹角可变的型态，将上述螺旋桨固定于上述旋转轴上；及

螺旋桨角度调整机构，包括偏置装置，其在上述风力低于既定的微风水平时，能将承受该风力的上述螺旋桨偏置保持于上述宽度方向最能与风平行的既定的初始旋转用角度位置，又包括砝码组件，其在上述风力超过上述微风水平时，克服将离心力加于上述螺旋桨的该风力所产生的上述推压力与上述偏置装置的偏置力，藉此，使砝码组件相对于上述旋转轴的径向上的外部方向变位，并以上述螺旋桨可变成与风垂直的型态通过连接机构连结至上述螺旋桨，当上述风力达到既定的强风水准时，使上述螺旋桨到达上述宽度方向最能与风垂直的既定高速旋转用角度位置，并且，当上述风力进一步超过该强风水准时，该强风所产生的上述推压力与上述偏置装置的偏置力克服上述离心力，将上述砝码组件相对于上述旋转轴的径向上的内部方向推回，藉此，使上述螺旋桨以上述宽度方向与风平行的型态回归到原位。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，上述螺旋桨固定部为转轴组件，具有朝向上述螺旋桨的延伸方向延伸的旋转支轴与2个在该旋转支轴的轴线周围形成可变的夹角的固定板部，其中一固定板部固定于上述螺旋桨，另一固定板部能够与上述旋转轴侧一体旋转的方式得到固定，上述旋转支轴为了使上述螺旋桨以上述宽度方向上的第一侧的端部侧为中心并使另一方的第二侧的端部侧旋转，设置于上述第一侧的端部侧。

3.根据权利要求2所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，上述砝码组件连接结合于上述螺旋桨的上述宽度方向上的外周侧的端部侧。

4.根据权利要求1所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，上述砝码组件分别设置于复数个上述螺旋桨，每一个能够与上述旋转轴一体旋转的方式设置，另一方面，为了使这些砝码组件随着朝向内外的变位而相对于上述旋转轴而滑动，通过上述连接机构连结至共通的连结组件，藉此，各上述螺旋桨的上述角度根据随着这些砝码组件的朝向内外的移动而滑动的上述连结组件的上述旋转轴上的位置，以彼此同步且同角度的型态产生变化。

5.根据权利要求4所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，各上述螺旋桨固定部通过能够与上述旋转轴一体旋转的方式固定的共通固定组件固定于上述旋转轴，上述偏置装置按照在上述固定组件与上述连结组件之间沿着上述旋转轴方向产生偏置力的方式来设置。

6.根据权利要求1所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，上述螺旋桨角度调整机构在上述风力低于上述微风水平时，为了使上述宽度方向与上述风平行，藉由上述偏置装置偏置承受该风力的上述螺旋桨，并且，包含上述螺旋桨并随着该螺旋桨的上述角度变化连动而产生动作的可动构造体衔接衔接组件，使该动作停止，藉此，将位置保持在上述初始旋转用角度位置，另一方面，在上述风力进一步超过上述强风水准时，位置可回归到上述可动构造体衔接至上述衔接组件的上述初始旋转用角度位置。

7.根据权利要求6所述的风力发电装置的风车，其特征在于，

其中，在上述衔接组件及上述可动构造体的衔接面中至少其中一者上，设有弹性组件。

8.根据权利要求1所述的风力发电装置的风车，其特征在于：

上述砝码组件分别设置于复数个上述螺旋桨，每一个能够与上述旋转轴一体旋转的方式设置，另一方面，为了使这些砝码组件随着朝向内外的变位而相对于上述旋转轴而滑动，通过上述连接机构连结至共通的连结组件，藉此，各上述螺旋桨的上述角度根据随着这些砝码组件的朝向内外的移动而滑动的上述连结组件的上述旋转轴上的位置，以彼此同步且同角度的型态产生变化，

上述螺旋桨角度调整机构在上述风力低于上述微风水平时，为了使上述宽度方向与上述风平行，藉由上述偏置装置偏置承受该风力的上述螺旋桨，并且，包含上述螺旋桨并随着该螺旋桨的上述角度变化连动而产生动作的可动构造体衔接衔接组件，使该动作停止，藉此，将位置保持在上述初始旋转用角度位置，另一方面，在上述风力进一步超过上述强风水准时，位置可回归到上述可动构造体衔接至上述衔接组件的上述初始旋转用角度位置，

上述螺旋桨固定部通过能够与上述旋转轴一体旋转的方式固定的共通固定组件固定于上述旋转轴，作为上述衔接组件来使用，另一方面，上述连结组件为了在上述螺旋桨的上述宽度方向与风平行而接近上述固定组件，与上述连接机构连接，作为上述构造体来使用，在上述固定组件及上述连结组件中至少其中一者上，形成朝向另一组件延伸的延伸部，该延伸部上位于上述另一组件那侧的先端衔接至该另一组件，藉此，上述螺旋桨的位置可保持在上述初始旋转用角度位置。

9.一种风力发电装置，其特征在于包括：

权利要求1至7中的任意一个所述的风车，

飞轮，与上述旋转轴同轴，通过单方向离合器而配置，该配置朝向上述一定旋转方向，当上述旋转轴增速时，变成与该旋转轴一体旋转的状态且自身也增速旋转，当上述旋转轴减速时，与该旋转轴分离且产生惯性旋转动作；

发电装置，具有与上述飞轮同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随上述飞轮的旋转的该转子的旋转来产生电力；及

输出装置，将上述发电装置所产生的电力输出至外部。

10.根据权利要求9所述的风力发电装置，其特征在于包括：

其中，将上述发电装置作为第二发电装置，包括与第二发电装置不同的第一发电装置，其具有与上述风车的旋转轴同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随上述旋转轴的旋转的该转子的旋转来产生电力，上述输出装置将上述第一发电装置与上述第二发电装置两者或任意一个所产生的电力输出至外部。

11.一种风力发电装置，其特征在于包括：

权利要求书8所述的风车，

飞轮，与上述旋转轴同轴，通过单方向离合器而配置，该配置朝向上述一定旋转方向，当上述旋转轴增速时，变成与该旋转轴一体旋转的状态且自身也增速旋转，当上述旋转轴减速时，与该旋转轴分离且产生惯性旋转动作；

发电装置，具有与上述飞轮同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随上述飞轮的旋转的该转子的旋转来产生电力；及

输出装置，将上述发电装置所产生的电力输出至外部。

12.根据权利要求11所述的风力发电装置，其特征在于包括：

其中，将上述发电装置作为第二发电装置，包括与第二发电装置不同的第一发电装置，其具有与上述风车的旋转轴同轴且以一体旋转的方式配置的转子，藉由伴随上述旋转轴的旋转的该转子的旋转来产生电力，上述输出装置将上述第一发电装置与上述第二发电装置两者或任意一个所产生的电力输出至外部。