CN104653403A - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不利用齿轮而能提高发电效率与组装操作性的风力发电装置。具有：轴流式的风车(2)、支承风车的旋转轴(2b)的导流罩(3)、在顶部支承与风车的旋转轴大致交叉而配置的导流罩的转动轴(3a)的塔架(4)、设置在塔架上的发电机(5)、以及能够弹性地容许轴心的挠曲，并对风车的旋转轴与发电机的输入轴(5a)进行轴连接的连接器(100)，连接器具有沿着轴心连结的多个弹簧单元(102)，各弹簧具有多个弹簧构件(103、104)，各弹簧构件具有基板部(131、141)和从基板部倾斜且向径向突出的多个支脚部(132、142)，沿着轴心相邻的两个弹簧单元通过相互的弹簧构件的多个支脚部彼此的结合而连结。

Description

风力发电装置

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置。

背景技术

在专利文献1中记载了一种将基于风车的旋转轴的水平方向的旋转输入经由齿轮机构传动至垂直方向的发电机的输入轴的风力发电装置的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-278639号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，当利用齿轮等传动机构时，噪音、振动较大，并且还具有因齿轮本身的惯性质量、齿轮的齿彼此的摩擦而导致转矩的损耗等缺点。另外，当利用齿轮机构时，由于需要以高精度调整风车的旋转轴与发电机的输入轴之间的轴配置，因此组装作业和维护作业变得繁琐，尤其不适用于家庭用等普通用户组装的小型风力发电装置。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种不利用齿轮而发电效率与组装操作性高的风力发电装置。

为解决技术问题的方法

为了解决上述问题，根据本发明的一个方案，适用这样一种风力发电装置，其具有：轴流式的风车；导流罩，其支承所述风车的旋转轴；塔架，其在顶部支承与所述风车的旋转轴大致交叉而配置的所述导流罩的转动轴；发电机，其设置在所述塔架上；以及连接器，其能够弹性地容许轴心的挠曲，并对所述风车的旋转轴与所述发电机的输入轴进行轴连接。

发明效果

根据本发明，不利用齿轮而能提高发电效率与组装操作性。

附图说明

图1是表示第一实施方式的风力发电装置的风车附近的主要部分沿着风车的轴向的侧剖视图、和从风车的正面观察的该主要部分的外观图。

图2是表示呈直线形伸展的状态的连接器的侧视图。

图3是从输入侧观察的连接器的立体图。

图4是详细地表示连接器的输入侧部分的局部侧视图。

图5是弹簧单元的主视图以及图5(a)中的B-B剖面的横剖视图。

图6是表示弹簧单元的立体图。

图7是构成弹簧单元的第一弹簧构件的主视图、第二弹簧构件的主视图以及图7(b)中的A-A剖面的横剖视图。

图8是表示连结两个弹簧单元的连接器的整体结构的分解纵剖视图。

图9是表示连结两个弹簧单元的连接器的整体结构的纵剖视图。

图10是表示弯曲状态的连接器的立体图。

图11是在导流罩内部设置有发电机的第一比较例的侧剖视图。

图12是将连接于发电机的供电线原样地延伸设置于塔架内部的第二比较例的侧剖视图。

图13是使设置于塔架的上端的集电环与连接于发电机的电刷滑动接触的第三比较例的侧剖视图。

图14是在塔架的上方外部设置发电机的第二实施方式的侧剖视图。

图15是在塔架的下方外部设置发电机的第三实施方式的侧剖视图。

附图标记说明

1：风力发电装置

2：风车

2a：叶片

2b：旋转轴

3：导流罩

3a：转动轴

4：塔架

5：发电机

5a：输入轴

11：联轴器

12：供电线

13：集电环

14：电刷

15：轴

100：连接器

102：弹簧单元(第一弹簧单元)

103：第一弹簧构件

104：第二弹簧构件

105：输入侧的轴套

106：输出侧的轴套

131：基板部

132：支脚部

133：前端部

134：通孔

141：基板部

142：支脚部

143：前端部

144：通孔

具体实施方式

以下，参照附图来说明第一实施方式。

＜第一实施方式的风力发电装置的概要＞

作为一例，第一实施方式的风力发电装置是如下方式的装置：通过吹向其轴向的风力使轴流式的风车旋转，通过该旋转轴的轴输出使发电机旋转，由此进行发电。图1(a)表示本实施方式的风力发电装置的风车附近的主要部分沿风车的轴向的侧剖面，图1(b)表示从风车的正面观察的该主要部分的外观。在该图1中，风力发电装置1主要具有：风车2、导流罩3、塔架4、发电机5与连接器100。

风车2在图示的例子中是具有三个叶片2a、并通过沿轴向流动的风力而进行旋转的轴流式，以其旋转轴2b的轴向朝向水平方向的方式进行配置。

导流罩3是内部呈中空的箱体，在一侧面(图1(a)的左方的侧面)上支承上述风车2的旋转轴2b，并且在其下方具有能够绕沿上下方向的轴线转动的转动轴3a。导流罩3本身位于风车2所受的风的下游侧，但为了不阻碍该风的吹过，优选导流罩3相对于风的流通方向，即相对于风车2的轴向的正交截面积尽可能小。在图示的例中，导流罩3形成为与上下方向的高度尺寸以及相对于风的流通方向的长度尺寸相比较，与旋转轴2b正交的水平方向(即图1(b)中的左右方向)的厚度尺寸较小的大致偏平型。

塔架4是内部呈中空且在上下方向较长地延伸设置的结构物，在其顶部上述导流罩3以能够以其转动轴3a作为中心转动的方式进行设置。塔架4本身的高度比风车2的一个叶片2a量的径向尺寸(即风车2整体的半径尺寸)高，并且以风车2能接受稳定地流动的风的程度，设定为离地上设置面(省略图示)充分的高度。

发电机5是通过向其输入轴5a输入的旋转驱动力来发电的发电机。在图示的例子中，该发电机5被配置在塔架4的顶部的内部，其输入轴5a通过与导流罩3的转动轴3a呈轴心一致的同轴配置，而从塔架4内部向导流罩3内部突出。由于经由后面叙述的连接器100从风车2输入的旋转驱动力的转速较低，因此为了能充分地确保发电效率，该发电机5在大多情况下利用被多级化(围绕轴的周向上的磁极的多数化)并使其直径大径化的发电机。

连接器100是能够弹性地容许其轴心的挠曲的连接器，在上述导流罩3的内部在处于大致正交关系的风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间以传递旋转驱动力的方式进行轴连接。此外，在后面详细叙述该连接器100的结构。

此外，在上述导流罩3中的风车2的旋转轴2b的支承部分、塔架4顶部中的导流罩3的转动轴3a的支承部分、以及塔架4顶部中的发电机5的输入轴5a的支承部分(在图示的例子中，导流罩3的转动轴3a内部的发电机5的输入轴5a的支承部分)的各个部位，经由球轴承对各轴进行支承以使其能顺利地旋转、转动。

在如上所述构成的风力发电装置1中，风车2受到向大致水平方向流动的风而旋转，来自朝向该水平方向的旋转轴2b的轴输出经由连接器100传递至朝向上方的发电机5的输入轴5a来进行发电。另外，对应于水平面内的风向变化，导流罩3与风车2一起向所谓的偏摆方向(图1(b)中的左右方向)自然转动。此时，如上所述，由于发电机5的输入轴5a与导流罩3的转动轴3a同轴地进行配置，因此能维持风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间的正交关系(即不会成为不共面的关系)，因此不会对连接器100施加因偏心而导致的负载。以下，详细地说明关于上述连接器100的结构。

＜连接器整体的概要＞

首先，利用表示使连接器100在直线上伸展的状态的图2至图4，来说明连接器100整体的概要。

如图2至图4所示，连接器100具有沿着轴心方向(图2及图4中的左右方向)连结的多个(例如30个)弹簧单元102(在后面详细叙述)、输入侧(图2中的左侧。相当于轴心方向的一侧)的轴套105、以及输出侧(图2中的右侧。相当于轴心方向的另一侧)的轴套106。所连结的多个弹簧单元102被安装在输入侧的轴套105与输出侧的轴套106之间。

输入侧的轴套105与输出侧的轴套106在本例中为中空的圆筒体。在输入侧的轴套105上安装有例如驱动源侧的旋转轴(在本实施方式的例子中为风车2的旋转轴2b)。驱动源侧的旋转轴从上述轴心方向的一侧(图2中的左侧、图3中的左跟前侧)插入至图3所示的轴套105的中空部105a(参照图3)之后，通过锁紧螺栓被拧入轴套105的螺纹孔108中，从而被固定至轴套105。在输出侧的轴套106上例如安装有被驱动侧的旋转轴(在本实施方式的例子中为发电机5的输入轴5a)。与上述相同，被驱动侧的旋转轴从上述轴心方向的另一侧(图2中的右侧、图3中的右后侧)插入至轴套106的中空部(未图示)之后，通过锁紧螺栓被拧入轴套106的螺纹孔109中，从而被固定至轴套106。

＜弹簧单元＞

如上所述，在连接器100中，沿着轴心方向连结有多个弹簧单元102(相当于第一弹簧单元)。如图5(a)、图5(b)以及图6所示，弹簧单元102由分别作为板簧而发挥功能的第一弹簧构件103及第二弹簧构件104的结合体构成。第一弹簧构件103及第二弹簧构件104的详细结构如图7(a)～(c)所示。

＜各弹簧构件的详细结构＞

如图7(b)及图7(c)所示，第二弹簧构件104具有：在径向中心部具有通孔144的圆环形的基板部141、以及从基板部141的周围相对于该基板部141的面方向倾斜且向径向突出的多个(在本例中为六个)支脚部142。

在基板部141上，在沿周向成为等间隔(在本例中为60°间隔)的相位上设置有用于连接基板的螺栓插通孔145。

如图7(b)所示，六个支脚部142为了成为与上述螺栓插通孔145不同相位(相当于第二相位)(在本例中以沿周向错开30°相位的方式)，沿着周向以等间隔(60°间隔)进行配置。换言之，在沿着周向相邻的两个支脚部142、142的中间位置上，分别设有上述螺栓插通孔145。如图7(c)所示，各支脚部142相对于基板部141以规定的角度(例如约17～22°的范围内的特定的角度)向图7(b)中的跟前侧(图7(c)中左侧)倾斜的方式折弯之后，使其前端部143以与基板部141平行的方式折弯。此外，在前端部143上设有用于连结弹簧单元的螺栓插通孔146。此外，如后面所述，支脚部142在连接器100弯曲时弹性地挠曲而变形。

如图7(a)所示，第一弹簧构件103具有：在径向中心部具有通孔134的圆环形的基板部131、以及从基板部131的周围相对于该基板部131的面方向倾斜且向径向突出的多个(在本例中为六个)支脚部132。

在基板部131上，沿周向以等间隔(在本例中为60°间隔)的相位上设置有用于连结基板的螺栓插通孔135。

六个支脚部132以成为与上述螺栓插通孔135相同的相位(相当于第一相位)的方式沿着周向以等间隔(60°间隔)进行配置。各支脚部132与上述第二弹簧构件104同样地，相对于基板部131以上述规定的角度向图7(a)中的跟前侧倾斜的方式折弯之后，使其前端部133以与基板部131平行的方式折弯。此外，在前端部133上设有用于连结弹簧单元的螺栓插通孔136。此外，与上述同样地，如后面所述，支脚部132在连接器100弯曲时弹性地挠曲而变形。

此外，第一弹簧构件103及第二弹簧构件104例如可以利用SUS301、SUS316等用于弹簧的不锈钢带，通过钣金加工而制作。

＜弹簧构件的结合＞

然后，上述结构的第一弹簧构件103及第二弹簧构件104通过基板部131与基板部141的结合叠加，构成上述弹簧单元102。此时，如上述图6及图5(b)所示，第一弹簧构件103的上述基板部131与第二弹簧构件104的上述基板部141的结合通过插通至基板部131的螺栓插通孔135和基板部141的螺栓插通孔145的螺栓110a、和与螺栓110a紧固的螺母110b来进行(此外，在图5(a)中省略了螺栓110a及螺母110b的图示)。此外，不限于在将螺栓110a从螺栓插通孔135侧插通至螺栓插通孔145之后，在基板部141侧紧固螺母110b，相反地也可以在将螺栓110a从螺栓插通孔145侧插通至螺栓插通孔135之后，在基板部131侧紧固螺母110b。另外，也能够通过铆接对基板部131与基板部141进行结合。

如图5及图6所示，上述结合的结果是，第一弹簧构件103及第二弹簧构件104成为六个支脚部132在周向上的相位与六个支脚部142在周向上的相位相互不同(在本例中相差30°)的状态，并且支脚部132以及基板部131与支脚部142以及基板部141以所谓背对背的方式进行叠加。另外此时，从轴心方向观察，第二弹簧构件104的支脚部142位于第一弹簧构件103的相邻的两个支脚部132、132之间，第一弹簧构件103的支脚部132位于第二弹簧构件104的相邻的两个支脚部142、142之间。

＜基于弹簧单元的连结的连接器的构筑＞

如已经说明的那样，连接器100通过沿着轴心方向连结多个(在上述例子中为30个)上述结构的弹簧单元102而构成。通过图8及图9来说明该弹簧单元102的连结方式。此外，以下为了明确结构与容易理解，以在连接器100上连结(作为上述多个的一例)两个弹簧单元102L、102R的情况为例进行说明。此外，弹簧单元102L、102R均与上述弹簧单元102为同一结构，在装入连接器100内时的周向位置互不相同(后面叙述)。

＜两个弹簧单元彼此的连结＞

如图8及图9所示，连接器100所具有的两个弹簧单元102L、102R均成为如下方式：第二弹簧构件104位于上述输入侧(相当于沿轴心方向的第二侧)并且其上述支脚部142相对于上述基板部141朝向上述输入侧，第一弹簧构件103位于上述输出侧(相当于沿轴心方向的第一侧)并且其上述支脚部132相对于上述基板部131朝向上述输出侧。并且，输入侧的弹簧单元102L的第一弹簧构件103的全部支脚部132与输出侧的弹簧单元102R的第二弹簧构件104的全部支脚部142在轴心方向(图8及图9中的左右方向)上对置。并且，在分别从各支脚部142的前端部143的用于连结单元的螺栓插通孔146向各支脚部132的前端部133的用于连结单元的螺栓插通孔136插通螺栓111a之后，在支脚部132侧在螺栓111a上紧固螺母111b，从而对这些两个弹簧单元102L、102R进行连结。此外，如上所述，螺栓111a及螺母111b用于结合第一弹簧构件103的支脚部132与第二弹簧构件104的支脚部142。

在此，由于如上所述的结构上的差异，第一弹簧构件103与第二弹簧构件104在以各自的螺栓插通孔135、145作为基准的情况下，支脚部132、142在周向上的相位相差30°。其结果，如上所述，通过连结弹簧单元102L的第一弹簧构件103的支脚部132与弹簧单元102R的第二弹簧构件104的支脚部142，这些单元102L、102R(相互为同一结构)以相互在周向上相位相差30°的位置关系装入连接器100内。

＜输入侧的轴套与弹簧单元的连结＞

此时，在轴套105的输入侧(图8及图9中的左侧)上安装有与上述同样的第一弹簧构件103。即，在输入侧的轴套105上所设置的用于连结基板的螺栓插通孔135中插通螺栓112(与上述螺栓111a同样的螺栓)之后，该螺栓112被拧入轴套105的输出侧的端面的螺纹孔112a中，由此第一弹簧构件103被安装在轴套105的输出侧。

另外，上述弹簧单元102L的第二弹簧构件104被结合在上述第一弹簧构件103上。此时的结合通过与各弹簧单元102内的第一弹簧构件103与第二弹簧构件104结合同样的方法来进行。即，通过对安装于轴套105上的第一弹簧构件103与弹簧单元102L的第二弹簧构件104进行周向上的对位，使上述轴套105的第一弹簧构件103的支脚部132与上述弹簧单元102L的第二弹簧构件104的支脚部142在轴心方向(图8及图9中的左右方向)上对置。之后，从一侧向上述支脚部132的前端部133的用于连结单元的螺栓插通孔136与上述支脚部142的前端部143的用于连结单元的螺栓插通孔146插通螺栓113a(与上述螺栓111a同样的螺栓)，在螺栓113a上紧固螺母113b(与上述螺母111b同样的螺母)。由此，弹簧单元102L被安装在输入侧的轴套105上。

＜输出侧的轴套与弹簧单元的连结＞

在轴套106的输出侧(图8及图9中的右侧)安装有与上述同样的第二弹簧构件104。即，在输出侧的轴套106上所设置的用于连结基板的螺栓插通孔145中插通螺栓112(与上述螺栓111a同样的螺栓)之后，该螺栓112被拧入轴套106的输入侧的端面的螺纹孔(未图示)，由此第二弹簧构件104被安装在轴套106的输入侧。

另外，上述弹簧单元102R的第一弹簧构件103被结合在上述第二弹簧构件104上。与上述相同，此时的结合也通过与各弹簧单元102内的第一弹簧构件103与第二弹簧构件104的结合同样的方法来进行。即，通过对安装于轴套106上的第二弹簧构件104与弹簧单元102R的第一弹簧构件103进行周向上的对位，使上述轴套106的第二弹簧构件104的支脚部142与上述弹簧单元102的第一弹簧构件103的支脚部132在轴心方向(图8及图9中的左右方向)上对置。之后，从一侧向上述支脚部142的前端部143的用于连结单元的上述螺栓插通孔146与上述支脚部132的前端部133的用于连结单元的上述螺栓插通孔136插通螺栓113a，在螺栓113a上紧固螺母113b，由此，弹簧单元102R被安装在输出侧的轴套106上。

如上所述，按照输入侧的轴套105、弹簧单元102L、弹簧单元102R、输出侧的轴套106这样的顺序进行连结来构筑连接器100。此时，如上所述，由于所有的第一弹簧构件103及第二弹簧构件104分别在径向中心部具有上述轴心方向的通孔134、144，因此在连接器100的内部在轴心方向上形成包含上述通孔134、144的空腔部。

此外，在上述图8及图9中，为了方便说明，以在输入侧的轴套105上安装的第一弹簧构件103与在输出侧的轴套106上安装的第二弹簧构件104之间安装有相互连结的两个弹簧单元102L、102R的情况为例进行了说明。然而，如上所述，例如当按照与上述同样的方法沿轴心连结30个弹簧单元102时，按照与上述同样的方法，在输入侧的轴套105上安装的第一弹簧构件103与在输出侧的轴套106上安装的第二弹簧构件104之间安装这些被连结的30个弹簧单元102(参照图2及图3)。即，按照与上述同样的方法，将该30个弹簧单元102之中最靠近输入侧的弹簧单元102的第二弹簧构件104与在输入侧的轴套105上安装的第一弹簧构件103连结。另外，按照与上述同样的方法，将该30个弹簧单元102之中最靠近输出侧的弹簧单元102的第一弹簧构件103与在输出侧的轴套106上安装的第二弹簧构件104连结。

＜连接器的功能＞

以上所说明的连接器100通过多个弹簧单元102沿着轴心连结而构成。在各弹簧单元102上具有弹簧构件103及弹簧构件104，各弹簧构件103、104具有基板部131、141与多个支脚部132、142。另外，如上所述，当沿着轴心连结多个弹簧单元102时，将相邻的两个弹簧单元102、102之中、一个弹簧单元102的弹簧构件103的上述多个支脚部132与另一个弹簧单元102的弹簧构件104的上述多个支脚部142结合。

此时，在上述相邻的两个弹簧单元102、102各自的各弹簧构件103、104中，多个支脚部132、142被设为从基板部131、141倾斜且向径向突出。由此，通过如上所述结合的相邻的两个弹簧单元102、102各自的多个支脚部132、142弹性地挠曲，可以容许该两个弹簧单元102、102的弹簧构件103、104的基板部131、141彼此的相对位移。其结果，在连接器100中，通过沿轴心连结多个(在上述的例子中例如30个)弹簧单元102，能够在每个相邻的两个弹簧单元102上重叠地得到因如上所述的弹性变形而引起的相对位移容许功能。因此，当连接输入侧的轴(在本实施方式的例子中为风车2的旋转轴2b)与输出侧的轴(在本实施方式的例子中为发电机5的输入轴5a)时，能够得到比较大的弯曲量。

图10表示上述功能的一例。如图10所示，当对轴套105及轴套106施加与轴心方向正交的方向的力时(参照空心箭头)，通过各弹簧单元102基于上述结构而分别挠曲，连接器100能够如图所示侧视时呈局部圆弧形地进行弯曲。根据本申请发明人等的研究而可确认到，该连接器100能够获得的弯曲量虽也与弹簧单元102的连结个数、弹簧单元102的材质、厚度等有关，但当如上所述连结例如30个左右的弹簧单元102时，能弯曲至超过大约90°。在本实施方式的风力发电装置1中，经由上述结构的连接器100，对处于正交配置关系的风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a进行轴连接来传递旋转驱动力。

＜其他结构的比较例＞

下面，例举与本实施方式的风力发电装置1不同结构的比较例来说明其问题点。图11是表示与上述图1(a)相对应的在导流罩3内部设置发电机5的第一比较例的结构的侧剖视图(省略塔架的图示)。在该第一比较例中，发电机5被配置在导流罩3内部的比风车2的旋转轴2b更靠后方侧(风的流通方向下游侧)的位置，发电机5的输入轴5a与风车2的旋转轴2b经由普通的联轴器11被连接在同一直线上。但是，如上所述，为了即使在风车2的转速比较低的情况下也能确保充分的发电量(发电效率)，发电机5在大多情况下利用被多级化并使其直径大径化的发动机。因此，在图示的第一比较例的结构中，导流罩3本身也在与风的流通方向正交的方向上进行大径化，会阻碍风的吹过而使风车2的转速降低。

另外，当将发电机5如此配置在导流罩3的内部时，因导流罩3的转动功能，而导致从发电机5至地面上的供电设备(省略图示)的配线结构产生不良情况。具体而言，如图12所示的第二比较例，当连接于发电机5的供电线12直接延伸设置于塔架4内部时，因在导流罩3每次转动时赋予供电线12机械性的扭转(torsion)而使其损伤，从而缩短其寿命。另外，如图13所示的第三比较例，还考虑通过塔架4的上端所设置的集电环13与连接于发电机5的电刷14进行机械的滑动接触，来确保导流罩3内部的发电机5与地面上的供电设备之间的电导通的结构。但此时，也由于集电环13与电刷14之间的接触电阻而产生电力性损耗，并且由于机械性的磨损仍导致寿命较短。

相对于这些比较例，考虑在塔架4的内部配置发电机5，将成为正交关系的风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a经由锥齿轮等齿轮机构进行轴连接的结构(未特别图示)。由此，能够避免上述的导流罩3的大径化与配线结构的不良情况。但当如此使用齿轮等传动机构时，会有在齿面彼此接触时的振动和噪音较大，并且因齿轮本身的惯性质量和齿轮齿彼此的摩擦而导致的转矩的损耗等缺点。另外，当使用齿轮机构时，由于需要对风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间的轴配置高精度地进行调整，因此组装作业和维护作业变得繁琐，尤其不适用于家庭用等普通用户组装的小型风力发电装置。

＜本实施方式的效果＞

如上所述，本实施方式的风力发电装置1通过连接器100对由导流罩3支承的风车2的旋转轴2b与设置在塔架4的发电机5的输入轴5a进行轴连接。由于连接器100能弹性地容许其轴心的挠曲，因此即使交叉的轴之间的配置存在一些偏心，也能够吸收该偏心而有效地传递轴输出。另外，由于没有机械性的接触，因此噪音和振动也较少，由于寿命较长且容易地进行更换作业，因此维护性也良好，可靠性也较高。其结果，能够实现不利用锥齿轮而能高效地进行发电且容易地进行组装作业的风力发电装置1。

尤其，对于以往要求最严格的结合精度的风车2与发电机5之间的轴之间连接，通过使用能够容许偏心的连接器100而能简单地结合。由此，按照风车2、导流罩3以及塔架4等主要结构部件对风力发电装置1的整体进行模块化，使它们之间的组装变得简单，而适用于家庭用等普通用户组装的小型风力发电装置。

另外，通常情况下风力发电装置1被设置在冷暖温差较大的场所，因此风车2、导流罩3、塔架4以及各轴的部件之间会因温度差而容易产生伸缩应变。在本实施方式中，即使相对于如此在组装时不能通过调整来去除的伸缩应变而导致的轴之间偏心，也可以通过连接器100吸收而提高风力发电装置1的可靠性。

此外，在本实施方式中，风车2的旋转轴2b与导流罩3的转动轴3a处于正交的配置关系，但不限于此。除此之外，只要连接器100整体的弯曲角度在容许的角度范围内，即使风车2的旋转轴2b与导流罩3的转动轴3a处于交叉的配置关系也可以。

另外，尤其在本实施方式中，发电机5被配置为其输入轴5a与导流罩3的转动轴3a大致平行。如上所述，由于在本实施方式中风车2的旋转轴2b与导流罩3的转动轴3a处于正交的配置关系，因此发电机5的输入轴5a与风车2的旋转轴2b也处于大致正交或者不共面的配置关系。由此，连接器100的弯曲角度能够较小地抑制在约90°左右，能进行功能性的轴输出的传递。另外，只要连接器100在容许的偏心范围内，发电机5的输入轴5a与风车2的旋转轴2b也可以处于所谓的不共面的配置关系。尤其，如本实施方式，优选发电机5的输入轴5a与导流罩3的转动轴3a呈同轴配置的结构。此时，与导流罩3的转动方向(偏转方向)无关，能够维持风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a之间的正交关系(即不会成为不共面的配置关系)，因此不会对连接器100施加因偏心引起的负载，从而能够进一步提高可靠性。

另外，尤其在本实施方式中，发电机5被设置在塔架4的内部。由此，不使发电机5露出到外部，能够提高针对雨和风的可维修性，并且使塔架4的重心位置稳定而使风力发电装置1整体的设置稳定。

另外，尤其在本实施方式中，发电机5被设置在塔架4的上部。由此，由于能够使风车2的旋转轴2b与发电机5的输入轴5a以相互靠近的方式进行配置，因此能够缩短对这些部件进行轴连接的连接器100和其他轴的长度，能够降低轴输出的损耗。

另外，尤其在本实施方式中，在连接器100中，由于沿轴心连结多个(在上述的例子中为例如30个)弹簧单元102，能够在每个相邻的两个弹簧单元102上重叠地得到因弹性变形所引起的相对位移容许功能。因此，当连接输入侧的轴(在本实施方式的例子中为风车2的旋转轴2b)与输出侧的轴(在本实施方式的例子中为发电机5的输入轴5a)时，能够以比较大的弯曲量进行弯曲，且在两轴之间传递旋转驱动力。

另外，尤其在本实施方式中，在各弹簧单元102中，使第一弹簧构件103的基板部131与第二弹簧构件104的基板部141以第一弹簧构件103位于上述输出侧且使支脚部132朝向上述输出侧、并且第二弹簧构件104位于上述输入侧且使支脚部142朝向上述输入侧的方式进行叠加。

即，各弹簧单元102被构成为将使多个支脚部132、142相互朝向相反侧的第一弹簧构件103及第二弹簧构件104背对背地叠加。由此，在一个弹簧单元102中能够在输入侧与输出侧这双方切实地发挥因弹性形变引起的相对位移容许功能。

＜变形例＞

此外，本申请的实施方式不限于上述的内容，在不脱离其宗旨以及技术思想的范围内可以进行各种变更。以下，说明这种变形例。

图14是表示与上述图1(a)对应的在塔架4的上方外部设置发电机5的第二实施方式的结构的侧剖视图。此时，导流罩3以能够相对于发电机5的上表面转动的方式进行设置。在如此构成的本实施方式中，与塔架4的外径无关而能使发电机5大径化来提高发电效率。

图15是表示与上述图1(a)对应的在塔架4的下方外部设置发电机5的第三实施方式的结构的侧剖视图。此时，发电机5的输入轴5a经由贯穿塔架4全长的轴15与连接器100进行轴连接。在如此构成的本实施方式中，能够使塔架4的重心较低，而使风力发电装置1整体的设置稳定。

此外，在上述各实施方式的连接器100中，使用图5(a)、图5(b)、图6、图8以及图9等如上所述，在各弹簧单元102中，以位于输入侧的第一弹簧构件103的各支脚部132朝向输入侧、位于输出侧的第二弹簧构件104的各支脚部142朝向输出侧的方式(所谓背对背的方式)，对第一弹簧构件103的基板部131与第二弹簧构件104的基板部141进行结合。然而不限于此，在上述多个弹簧单元之中至少一部分的单元中，也可以设为以位于输入侧的第一弹簧构件103的各支脚部132朝向输出侧、位于输出侧的第二弹簧构件104的各支脚部142朝向输入侧的方式(与上述背对背相反的所谓面对面的方式)，对这些第一弹簧构件103的基板部131与第二弹簧构件104的基板部141进行结合的单元(相当于第二弹簧单元)。此时，成为第一弹簧构件103的支脚部132以进入第二弹簧构件104的相邻的支脚部142、142的间隙的方式进一步向输出侧突出，并且第二弹簧构件104的支脚部142以进入第一弹簧构件103的相邻的支脚部132、132的间隙的方式进一步向输入侧突出的方式。

另外，例如在多个弹簧单元102中的至少一个弹簧单元(相当于第三弹簧单元)中，在与上述实施方式中的第一弹簧构件103同样结构的弹簧构件(相当于第三弹簧构件)中，不是如上所述所有支脚部132从基板部131朝向同一方向(上述例子中为输出侧)，而是一部分支脚部132朝向输出侧，其余的支脚部朝向输入侧也可以。此时，各支脚部132以成为规定相位(相当于第三相位)的方式，沿着周向以适当的间隔(不限于等间隔)进行配置。同样地，在与第二弹簧构件104同样结构的弹簧构件(相当于第四弹簧构件)中，也可以使一部分的支脚部142从基板部141朝向输出侧，其余的支脚部142朝向输入侧。此时，各支脚部142以成为规定相位(相当于第四相位)的方式，沿周向以适当的间隔(不限于等间隔)进行配置。

另外在上述的情况下，可以设为如上所述的所谓背对背的结构，也可以设为面对面的结构，但与上述同样地，在使各支脚部132、142均向输出侧(或者输入侧)突出时，被构成为不与第二弹簧构件104或者第一弹簧构件103干涉而突出。

在上述各变形例的连接器100中，与上述第一实施方式同样地，能够在一个第一弹簧单元102中在输入侧与输出侧这双方切实地发挥因弹性形变引起的相对位移容许功能，并且得到同样的效果。

另外，除了以上已经说明的以外，也可以适当地组合上述实施方式和各变形例的方法并利用。

除此之外，虽未逐一例示，但上述实施方式和各变形例在不脱离其宗旨的范围内，可以施加各种变更而实施。

Claims (9)

1.一种风力发电装置，其特征在于，具有：

轴流式的风车；

导流罩，其用于支承所述风车的旋转轴；

塔架，其用于在顶部支承与所述风车的旋转轴大致交叉而配置的所述导流罩的转动轴；

发电机，其设置在所述塔架上；以及

连接器，其能够弹性地容许轴心的挠曲，并对所述风车的旋转轴与所述发电机的输入轴进行轴连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

所述发电机被配置为所述输入轴与所述导流罩的转动轴大致平行。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述发电机被设置在所述塔架的内部。

4.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述发电机被设置在所述塔架的上部。

5.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述发电机被设置在所述塔架的下部。

6.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述连接器具有沿着轴心连结的多个弹簧单元，

各弹簧单元具有多个弹簧构件，

各弹簧构件具有基板部、和从所述基板部倾斜且向径向突出的多个支脚部，

沿着所述轴心相邻的两个所述弹簧单元通过相互的所述弹簧构件的所述多个支脚部彼此的结合而连结。

7.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于，

所述多个弹簧单元包括至少一个第一弹簧单元，所述第一弹簧单元使所述多个支脚部在周向上以相互等间隔的第一相位进行配置的一个第一弹簧构件的所述基板部、与所述多个支脚部以相互等间隔的第二相位进行配置的一个第二弹簧构件的所述基板部以如下方式叠加，即，所述第一弹簧构件位于沿着所述轴心方向的第一侧且使所述多个支脚部朝向所述第一侧，并且所述第二弹簧构件位于沿着所述轴心方向的第二侧且使所述多个支脚部朝向所述第二侧。

8.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于，

所述多个弹簧单元包括至少一个第二弹簧单元，所述第二弹簧单元使所述多个支脚部在周向上以相互等间隔的第一相位进行配置的一个第一弹簧构件的所述基板部、与所述多个支脚部以相互等间隔的第二相位进行配置的一个第二弹簧构件的所述基板部以如下方式叠加，即，所述第一弹簧构件位于沿着所述轴心方向的第一侧且使所述多个支脚部朝向所述第二侧，并且所述第二弹簧构件位于沿着所述轴心方向的第二侧且使所述多个支脚部朝向所述第一侧。

9.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于，

所述多个弹簧单元包括至少一个第三弹簧单元，所述第三弹簧单元使所述多个支脚部在周向上以规定的第三相位进行配置的一个第三弹簧构件的所述基板部、与所述多个支脚部在周向上以规定的第四相位进行配置的一个第四弹簧构件的所述基板部以如下方式叠加，即，所述第三弹簧构件及所述第四弹簧构件中的一者位于沿着所述轴心方向的第一侧且另一者位于沿着所述轴心方向的第二侧，并且所述第三弹簧构件及所述第四弹簧构件的两者均使所述多个支脚部中的一部分支脚部朝向所述第一侧且使剩余的支脚部朝向所述第二侧。