CN103122827B - 风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种无需特殊的控制机构，并且具有简单的制动机构的风力发电装置。为实现所述目的的风力发电装置，包括：风车；发电机，其设置在和所述风车相同的回转轴上；其特点是，还包括制动部件，其固定于所述回转轴上；以及储水槽，其包围着所述制动部件，并具有取雨水的取水口，其中，所述回转轴通过制动部件和所述储水槽里的雨水之间的摩擦而被制动。

Description

风力发电装置
技术领域
本发明是关于具有利用雨水作为制动机构的风力发电装置。
背景技术
在现有技术中，风力发电装置为了防止在强风的场合的超速旋转，就有必要安装制动装置(例如，日本专利文献，JP特开2008-128002)。在该文献中，当风力发电装置超速时，通过远隔操作对致动器(actuator)进行控制，使致动器的拉杆收缩，通过和所述拉杆联动的联动机构，而夹持设置在风力发电装置的轴(shaft)上的旋转圆盘，从而使风力发电装置得到减速。
但是，所述的制动机构，不仅复杂，而且需要特殊的控制机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需特殊的控制机构，并且具有简单的制动机构的风力发电装置。
为实现所述目的的风力发电装置，包括：风车；发电机，其设置在和所述风车相同的回转轴上；其特点是，还包括制动部件，其固定于所述回转轴上；以及储水槽，其包围着所述制动部件，并具有取雨水的取水口，其中，所述回转轴通过制动部件和所述储水槽里的雨水之间的摩擦而被制动。
伴随着雨的强风的场合下，为了不使风力发电装置超速旋转，利用大自然的雨水对其旋转进行减速制动，所以制动机构不仅简单，而且还无需特殊的控制机构。还有，因为是利用大自然的雨水的制动机构，所以还能够节省能源。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，制动部件为板状。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述储水槽的底部设置有向外排出雨水的排水孔。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述取水口的开口设置在上风头一侧。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述取水口的开口设置在储水槽的上部。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述制动部件的表面、背面、或者是端面中的至少一个面上设置着沟或者是突起。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述制动部件呈环状或多角形。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述储水槽的大约中央部上设置着使所述回转轴穿过的贯通孔。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述储水槽的、沿和所述回转轴的正交方向切断的截面的内周形状的、至少下部是圆形。
所述的风力发电装置，其进一步的特点是，所述发电机是无芯方式的发电机，其包括：磁石和线圈中的任一方作为用所述回转轴的旋转力进行驱动的转子，以及，磁石和线圈中的另一方作为的定子。
附图说明
图1是实施形态中的截面图。
图2A～2F显示了制动盘的各种变形。
图3是储水槽的底部的一个示例。
图4是发电机的一个示例。
(符号说明)
1轴(shaft)
2取水口
3贯通孔(空隙)
4制动盘(brake disc)
5排水孔
6储水槽的第1部分
7储水槽的第2部分
8制动盘上的沟
9辐条(spoke)
10角部
11突起
12外圆边
13储水槽的下部
17发电机
20线圈
25线圈支撑体(支承体)
26整流子(commutator)
28磁石
29，30轴承
具体实施方式
下面参照附图，就本发明的实施形态进行说明。实施形态中的风力发电装置由安装在作为回转轴的轴1上的制动盘4，以及包围着制动盘4并不旋转的储水槽6、7所构成。
如图1所示，储水槽6、7其内腔的截面呈长方形，纵幅具有能够使制动盘4和轴1一起旋转的大小。取雨水的取水口2位于储水槽的上部侧面，并位于上风头一侧。取水口2的位置并不限于此，只要雨水能够较好的进入到储水槽，除了上部，也可设置在侧面部等。
储水槽的大约中央部设置着贯通孔3，作为风力发电装置的回转轴的轴1穿过该贯通孔3。如图1所示，图的左侧是风车侧，右侧是发电机侧。风车的贯通孔3可以使用轴承来支撑回转轴，但是，在本实施形态中，只作为空隙而不使用轴承。不使用轴承而使之单纯成为空隙，当雨水积存在储水槽，其水位达到如图2所示的贯通孔3的空隙的位置时，就从空隙流出来。这个可设成水位恰好使风力发电装置的旋转速度不会超速。
组装储水槽时，考虑到要插入制动盘4，所以，可使储水槽具有两个部分，即如图1所示的第1部分和第2部分。储水槽的底部设置着排水的排水孔5，通过其使雨水在晴天时排掉，而使轴1不受到制动。这里，排水孔5设在储水槽的第1部分和第2部分之间的分界处，但并不限于此。还有，储水槽可位于风车侧，也可位于尾翼侧，或者是同时设置在两侧。
如图3所示，储水槽的、沿轴1的正交方向切断时，截面的内周形状的至少下部13是圆形，这样的话，即使雨量很少，也能够进行制动。
如图1所示，制动盘4是固定于储水槽内的轴1上，并制动轴1对其进行减速的板状的制动部件。在固定在轴1上时，可用销子或者是架等通过别的部件等方法。制动盘4的表面、或者是背面，呈放射状伸展的沟8(如图2A，2B，2C所示的各种沟)或者是突起。沟8和突起能够进一步提高制动效果。还有，如图2D所示，在其中央部设置(像自行车的)辐条9，这样的环状构造的制动盘4的整体重量就较轻。还有，制动盘4的形状没有必要是圆形，也可是椭圆形，或者是如图2E所示，其截面为四角形的那样的多角形。如果是多角形的话，其角部10可作为制动机构来使用。除此之外，在制造时，可简单的切断成多角形，制造成本较低。还有，如图2F所示，也可在制动盘4的两外圆边12之间设置多个突起11，这样的突起11可进一步提高制动效果。
制作制动盘4的材料除了金属外，也可使用如塑料，海绵等材料。
在伴随着雨的强风的场合下，由于强风的缘故，风车(未图示)的驱动力使轴1的旋转加速，如果超过预定的速度的话，轴1的速度就会超速。但是，雨水通过取水口2进入积存到储水槽，制动盘4的一部分就浸入雨水，以较快的速度旋转的轴2就通过制动盘4的表面和雨水之间产生的木摩擦力而被制动，减速到以正常速度旋转。
如图4所示，本实施形态中的发电机17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的轴1。轴1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，而轴承30配置在中空圆筒状磁石30的另一端。风车(未图示)使轴1旋转产生的电力通过输出端子31输出到发电机17的外部。还有，发电机17一侧可作防水等处理。
另外，本实施形态中的发电机17是具有以轴1的旋转力为驱动力的作为转子的线圈20，和以磁石28为定子的无芯方式发电机。但并不限于此，用所述旋转力为驱动力的作为转子的磁石28，和作为定子的线圈20的无芯方式发电机。
不用说，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。

Claims (9)

1.一种风力发电装置，包括：
风车；
发电机，其设置在和所述风车相同的回转轴上，所述回转轴水平设置；其特征在于，还包括
制动部件，其固定于所述回转轴上；以及
储水槽，其包围着所述制动部件，并具有取雨水的取水口，
其中，
所述回转轴通过制动部件和所述储水槽里的雨水之间的摩擦而被制动，所述储水槽的底部设置有向外排出雨水的排水孔。
2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，制动部件为板状。
3.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述取水口的开口设置在上风头一侧。
4.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述取水口的开口设置在储水槽的上部。
5.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述制动部件的表面、背面、或者是端面中的至少一个面上设置着沟或者是突起。
6.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述制动部件呈环状或多角形。
7.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述储水槽的大约中央部上设置着使所述回转轴穿过的贯通孔。
8.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述储水槽的、沿和所述回转轴的正交方向切断的截面的内周形状的、至少下部是圆形。
9.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述发电机是无芯方式的发电机，其包括：磁石和线圈中的任一方作为用所述回转轴的旋转力进行驱动的转子，以及，磁石和线圈中的另一方作为的定子。
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