CN103016254B - 风车装置以及风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供即使风较弱的时候风车也较容易旋转的风车装置以及风力发电装置。本发明中的风车装置以及风力发电装置，包括：设置在同一回转轴上的第1风车2以及第2风车3；将所述回转轴收容在内部并作为非旋转体的筒体5；以及，设置在所述第1风车2和第2风车3之间，对通过所述第1风车2而风流紊乱的风进行整流并导向第2风车3的整流部件17，其中，整流部件17固定在筒体5上。

Description

风车装置以及风力发电装置

技术领域

本发明是关于风车装置以及风力发电装置。

背景技术

如专利文献1(专利公开JP2011－32918号公报)揭示，已有的风车装置具有设置在同一个回转轴上的第1叶片群以及第2叶片群，在第1叶片群和第2叶片群之间为了有效利用风而设置了对风进行整流的作为整流部件的集风罩(例如，专利文献1，图4)。

但是，集风罩的后侧的端部固定在第2叶片群的各个叶片的前端，所以集风罩和叶片一同旋转，风车装置的旋转部的全体重量就较重。因此，风较弱的时候，就存在风车装置的旋转部不易旋转的问题。

发明内容

所以本发明的目的是提供即使风较弱的时候风车也较容易旋转的风车装置以及风力发电装置。

第1发明为一种风车装置，包括：设置在同一回转轴上的第1风车以及第2风车；将所述回转轴收容在内部并作为非旋转体的筒体；以及设置在所述第1风车和第2风车之间，对通过所述第1风车而风流紊乱的风进行整流并导向第2风车的整流部件，其特点是，所述整流部件固定在所述筒体上。

整流部件固定在作为风车装置的非旋转部的筒体上，是不旋转的，所以风车装置的旋转部的整体重量就变轻，即使风较弱的时候第1风车及第2风车也较容易旋转。

所述的风车装置，其进一步的特点是，沿着垂直于所述回转轴的方向离开所述筒体的距离越远，所述整流部件和所述筒体之间的增加的空间体积就越小。

沿着垂直于所述回转轴的方向离开所述筒体的距离越远，所述整流部件和所述筒体之间的增加的空间体积就越小，所以撞在第2风车的叶片的基部上的风量就比第2风车的叶片的顶端部还少。叶片的基部的大小通常是比起顶端部来要大，更多的风量的风就撞到第2风车的叶片的基部。也就是说，被整流部件整流的风中的很多风，就有可能撞到第2风车的叶片的基部上。因此，更强的扭矩就能作用于风车装置的回转轴，特别是即使是当风较弱的场合风车装置的第1风车以及第2风车也能旋转。

所述的风车装置，其进一步的特点是，所述整流部件沿着垂直于所述回转轴的轴方向的尺寸，比所述第1风车和第2风车的中的任意一个的叶片回转直径都小。

由于所述整流部件沿着垂直于所述回转轴方向的尺寸，比所述第1风车和第2风车的中的任意一个的尺寸都小，因此，无需对多余的风进行整流。

所述的风车装置，其进一步的特点是，所述整流部件沿着所述筒体的周向等间隔的设置有多个。

所述整流部件沿着所述筒体的周向等间隔的设置有多个，因此，可更有效地整流。

所述的风车装置，其进一步的特点是，所述整流部件是一体成型的。

所述整流部件是一体成型的，因此，在这种场合下，制造较容易，从而也能减小成本。

第2发明是风力发电装置，其特点是包括：如任一所述的风车装置；以及被所述风车装置的所述回转轴的驱动力所驱动的发电机。

其能取得与所述第1发明一样的技术效果。

所述的风力发电装置，其进一步的特点是所述发电机的转子设置在所述风车装置的所述回转轴上。

在所述风力发电装置中，所述发电机的转子设置在所述风车装置的所述回转轴上。风车所产生的驱动力不经过齿轮传达就使发电机旋转，所以，即使是风较弱的场合下也能够发电。

附图说明

图1是本发明中第1实施形态中的风车装置的斜视图。

图2是第1是实施形态中的把整流装置沿着和风车装置的回转轴相垂直的方向切断时的截面图。

图3是第1实施形态的变形例的斜视图。

图4是整流装置的截面形状的变形例。

图5是作为本发明第2实施形态中的风力发电装置中的发电机32的一个例子的截面图。

(符号说明)

1风车装置

2第1风车

3第2风车

4叶片支持部

5筒体

6风车支持部

8叶片

9基部

10顶端部

12回转轴

16筒体非接触部

16a顶点

17整流部件

17a一端部

17b另一端部

18筒体接触部

20线圈

25线圈支持体

26整流子

28磁石

29,30轴承

31输出端子

32发电机

33风力发电装置

具体实施方式

(第1实施形态)

首先，参照附图就本发明的第1实施形态进行说明。如图1所示的风车装置1具有第1风车2和第2风车3。第1风车2位于上风头，并设置在回转轴12(如虚线所示)上，回转轴12收容在作为非旋转体的筒体5里。第2风车3位于下风头，并设置在同一回转轴12上。各个风车2，3具有接收风力的叶片8以及支持叶片8的叶片支持部4。本实施例中，第1风车2有3片叶片，第2风车3有3片叶片。叶片支持部4被连结在收容在筒体5的回转轴12上。风车支持部6对风车装置1的筒体5进行固定的支持，筒体5对回转轴12进行旋转自由的支撑。风车支持部6被设置在地面或者建筑物的屋顶上的设置底板。

风车装置1具有固定在筒体5上的，作为整流装置的整流部件17。整流部件17对通过第1风车2变乱的风流进行整流，并导向第2风车3。整流部件17是把和回转轴12平行的、包括2个平板状体合在一起而形成的。2个平板状体的各个一端部17a和筒体5相接，并黏结在筒体5上。2个平板状体的另一端部17b互相接触。两另一端部17b可通过黏结而形成，也可通过把一片平板折弯而形成，或者是从一开始就用一体成型法形成2个平板状体。在图1中，设置在上方侧和下方侧的2个相同形状的整流部件17沿着筒体5的外周等间隔的被固定在筒体5上。该固定是通过粘结剂等的固定方法。整流部件17被配置在风车支持部6和第2风车3之间的筒体5上。整流部件17没有被固定在回转轴12上，所以风车装置1的旋转部的整体重量就较轻，即使在风力较弱的场合下，第1风车2和第2风车3也较容易旋转。

如图2所示，整流部件17包括：和筒体5不接触，并且断面形状为三角形状的筒体非接触部16；以及用粘结剂等固定方法被固定于筒体5上的筒体接触部18。筒体接触部18就是所述一端部17a，筒体非接触部16的三角形状的顶点16a是所述另一端部17b。整流部件17和筒体5之间的空间体积沿着和回转轴12的轴向相垂直的方向离开风车装置1的筒体5的距离越远，增加的体积就越小。还有，整流部件17沿着回转轴12形成，和回转轴12的轴向方向相平行。通过把整流部件17形成这样的形状，2个整流部件17就可以用轻量材料通过一体成型而形成，在这种场合下，制造较容易，从而也能减小成本。

如图1、图2所示，整流部件17在和风车装置1的回转轴12的轴向相垂直方向的尺寸比第1风车2和第2风车3中的任意一个的尺寸都小。

在图1中，撞到第1风车2的叶片8上的风的风向变得紊乱，于是就向离开风车装置1的筒体5的方向发散。但是，由于固定在筒体5上的整流部件17的作用，进入到整流部件17和筒体5所围成的空间的风的风向就被整流成和第2风车3的叶片8成直角相撞。因此，撞在第1风车2的叶片8的风向紊乱的风就通过整流部件17被整流后才撞到第2风车3的叶片8，所以更强的扭矩就能够从第2风车3的叶片8作用于回转轴12上。因此，即使风较弱的场合，第1风车2以及第2风车3也能够旋转。

还有，整流部件17和筒体5的空间体积沿着和回转轴12的轴向相垂直的方向离开风车装置1的筒体5越远，增加的体积就越小，所以撞在第2风车3的叶片8的基部9上的风量就比第2风车3的叶片8的顶端部10还少。叶片8的基部9的大小通常是比起顶端部10来要大，更多的风量的风就撞到第2风车3的叶片8的基部9。也就是说，被整流部件17整流的风中的很多风，就有可能撞到第2风车3的叶片8的基部9上。因此，更强的扭矩就能作用于风车装置1的回转轴12，特别是即使是当风较弱的场合风车装置1的第1风车2以及第2风车3也能旋转。如图1所示，整流部件17在和风车装置1的回转轴12的轴向相垂直方向的尺寸比第1风车2和第2风车3中的任意一个的尺寸都小。因此，无需对多余的风进行整流。

本发明并不限于上述实施形态，在不脱离本发明要旨的范围内可作种种变形。例如，图3显示了沿着筒体5的外周而等间隔的把3个整流部件17固定在筒体5上。图3中所示的风车装置1的构成，除了整流部件17以外，和图1所示的风车装置1的构成相同。在图3中，3个整流部件17可使整流过的风更有效地撞到第2风车3上。还有，图1,3中虽是有2个或者是3个整流部件17的风车装置1，但整流部件17并不限于2个或者是3个，只要是多个就可以。

此外，在本实施例中，第1风车2和第2风车3的叶片8的片数是相同的，第1风车有3片叶片8，第2风车3有3片叶片8。但是，并不限于此，第1风车2和第2风车3的叶片8的片数没有必要相同。

还有，整流部件17虽是通过一体成型而形成，但并不限于此。也可通过板金冲压或者是把平板全部黏结的方式来形成整流部件17。还有，在实施例中，整流部件17是通过黏结来固定在筒体5上的，但并不限于此，也可通过熔接来固定。

还有，在本实施例中，整流部件17的筒体非接触部16的截面形状虽然是三角形，但是并不限于此，整流部件17和筒体5之间的增加空间体积如果是沿着垂直于风车装置1的回转轴12的方向离开筒体5越远就越小的话，那么整流部件也可是其他的形状。例如，也可把筒体非接触部16形成为截面为如图4所示的曲面形状。在这种场合下，该曲面形状从风车装置1的外部来看是凹面。

(第2实施形态)

以下就本发明的第2实施形态进行说明。和上述第1实施形态中的具有同样作用效果的部分付与同样的符号，从而省略对其说明。以下主要说明和第1实施形态中不同的地方。

如图5所示，第2实施形态是具有风车装置1的回转轴12的驱动力驱动的发电机32的风力发电装置33。在本实施形态中，发电机32设置在回转轴12上，并收容在筒体5的内侧。

在本第2实施形态中，发电机32是具有作为转子的线圈20和作为定子的磁石28的圆筒形无芯方式的发电机。转子包括：圆筒形的线圈20；线圈支持体25；形成在该线圈支持体25上的整流子26；以及，贯通线圈支持体25的中心并且固定线圈支持体25的回转轴12。回转轴12贯通中空圆筒状的磁石28，并被轴承29和轴承30所旋转自由地支持。轴承29配置在中空圆筒状的磁石28的一端侧，而轴承30配置在中空圆筒状磁石30的另一端侧。通过第1风车和第2风车的旋转而由发电机32产生的电力由输出端子31而输出。还有，发电机32也可是具有作为转子的磁石28以及作为定子的线圈20。

这样，风车装置1和发电机32相组合就可作为风力发电装置而作用。在这种场合下，即使风较弱，第1风车和第2风车也容易旋转。还有，在这个风力发电装置33中，不经过齿轮，风车2,3所产生的旋转力就使发电机32旋转，所以风较弱的场合也能发电。

Claims (6)

1.一种风车装置，包括：

设置在同一回转轴上的第1风车以及第2风车；

将所述回转轴收容在内部并作为非旋转体的筒体；以及

设置在所述第1风车和第2风车之间，对通过所述第1风车而风流紊乱的风进行整流并导向第2风车的整流部件；

其特征在于，

所述整流部件固定在所述筒体上；整流部件是把和回转轴平行的、包括2个板状体合在一起而形成的；2个板状体的各个一端部和筒体的不同位置相接，且该2个板状体的另一端部互相接触；

沿着垂直于所述回转轴的方向离开所述筒体的距离越远，所述整流部件和所述筒体之间的增加的空间体积就越小。

2.如权利要求1所述的风车装置，其特征在于

所述整流部件沿着垂直于所述回转轴的轴方向的尺寸，比所述第1风车和第2风车的中的任意一个的叶片回转直径都小。

3.如权利要求1所述的风车装置，其特征在于

所述整流部件沿着所述筒体的周向等间隔的设置有多个。

4.如权利要求1所述的风车装置，其特征在于

所述整流部件是一体成型的，叶片的基部的大小比起顶端部来要大，更多的风量的风就撞到第2风车的叶片的基部，也就是说，被整流部件整流的风中的很多风，撞到第2风车的叶片的基部上。

5.一种风力发电装置，其特征在于包括：

如权利要求1到4中任一项所述的风车装置；以及

被所述风车装置的所述回转轴的驱动力所驱动的发电机。

6.如权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于

所述发电机的转子设置在所述风车装置的所述回转轴上。