JP2006174523A - 回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、可動体、特に、風力発電装置で最も簡単に得られる回転翼に灯を付設し、風力発電した電力で灯りを点灯し、回転する灯りを得ることで、目立つようにし、見るものに注意を喚起するものであって、ブラシの無い構造を有する灯用光源付きの風力発電装置を提供するものである。
【解決手段】
回転翼又はハブ又は両方にＬＥＤ等の灯用の光源を付設し、発電コイルをハブ側に付設し、従って、永久磁石は、ナセル側に固定した構造を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、風力発電装置であって、その回転翼又はハブ側に灯を付設し、その電源を風力発電により供給するものに係り、発電コイルをナセル側で無く、ハブ側に付設したものに関するものである。

従来、風力発電により、発電した電力でＬＥＤ等の灯を点灯する装置は多く提案されている。特許文献１では、視線誘導装置及び道路標識に応用した例が紹介されている。図3は、従来の灯りつき風力発電装置の例を示す図である。この例では、風により回転する回転翼３０１がハブ３０２に付いていて、その回転軸に付設した永久磁石が、発電コイルの中を回転し、回転により発電コイルに電力が発生する。これらの永久磁石、発電コイル、回転軸は図に示されていない。発電コイルはナセル３０３内に収容され、ナセルは、ここでは固定柱３０４に固定されていて、固定柱３０４には灯３０５が付いていて、発生した電力は整流された後、そのまま配線を経由して灯３０５を駆動して点灯するものである。しかし、灯３０５が静止している場合は、従来の技術でもよいが、以下に示すように、灯を可動にして見る者に注意を喚起するような目的には、不都合である。即ち、灯がついた可動体に電源を供給する場合には、電源を接続するためのブラシ（可動切片）が必要になり、動作の安定度が低下するからである。
特開２０００−２１２９２０

本発明の課題は、以上の説明から分かるように、可動体、特に、風力発電装置で最も簡単に得られる回転翼に灯を付設し、風力発電した電力で灯りを点灯し、回転する灯りを得ることで、目立つようにし、見るものに注意を喚起するものであって、ブラシの無い構造を有する風力発電装置を提供するものである。

本発明は、以上のような背景であって従来の問題点を解決するために提案されたものであり、回転翼又はハブ又は両方にＬＥＤ、レーザー光源、ナトリウム灯等の灯を付設し、発電コイルをハブ側に付設し、従って、永久磁石は、ナセル側に固定した構造を特徴としている。以下説明する。

請求項１記載の発明は、回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置であって、回転翼又はハブ又はその両者に付設した前記灯用の光源と、ハブ側に付設した発電コイルと、ナセル側に固定した永久磁石とを少なくとも構造に有することを特徴とする。この構造によりブラシの無い構成を可能としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置において、前記光源は、複数個有って、異なる色の光を発生するもので構成していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置において、前記回転翼の回転している時に発電した電力により前記光源の点灯を行うことで、前記光源の点灯は、前記回転翼の回転している場合のみ行うことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置において、前記光源の点灯は、夜間のみ点灯するように設置環境においての明暗を検知する回路を有することを特徴とする。

以上の様に構成されているので、本発明の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置では、発電した電力を灯に供給する場合に、ブラシを必要としない利点があり、ブラシの保守交換の必要が無く、高い信頼性で使用が可能となる。

発明を実施するための最良の形態として提案するものであって、回転翼又はハブ又はその両者に灯を付設し、発電コイルをハブに固定して、発電コイルが回転翼及びハブと同時に回転するようにして、発電した電力をブラシを必要とすることなく、灯用の光源に供給できるようにしたものであり、以下実施態様をもって説明する。

図１は、本発明による回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置の一実施態様を示す図である。１−Ａは、その斜視図であり、１−Ｂは、面ａで切った断面を示す。１０１は回転翼、１０２はハブ、１０３は、ナセルであり、１−Ｂに見る１０５はＬＥＤ、レーザー光源、ナトリウム灯等の灯用の光源である。発電機は発電コイルと永久磁石で構成され、どちらかが回転する。この図では、発電コイル１０６はハブ１０２と同時に回転するようになっていて、軸１０７は、ナセル１０３側に固定されて、軸１０７の回りを発電コイル１０６が回転するようになっている。発電のための回転翼１０１の回転により、ハブ１０２も回転し、従って、発電コイル１０６も回転するようになっている。発電コイル１０６の周りには永久磁石１０８が対面していて、これは、ナセル１０３に固定されている。永久磁石１０８の中を発電コイル１０６が回転することで、発電コイル１０６に電力が発生する。発電コイル１０６で発生した電力は光源用制御回路１０９を経由して、又は直接、配線１１０により光源１０５を駆動し、点灯する。回転翼１０１の回転に付随して、光源１０５が光るので、見る者の注意を喚起することが出来る。この例のように、発電コイル１０６が回転翼のあるハブ側にあり、光源１０５も回転翼又はハブ側に付いている構造なので、回転があってもブラシを必要とすることなく発電された電力を光源へ伝達することが出来る。尚、１１２は、ハブとナセルの間及び、発電コイル１０６と軸１０７の間の回転を滑らかにするためのベアリングである。勿論、ハブとナセルの間のベアリングは省くことも可能である。又、この例とは逆に、軸１０７をハブ１０２側に固定し、軸を回転軸にして、この軸に発電コイル１０６を構成することも可能である。光源１０５としては、複数個を付設し、異なる色を与えれば、注意喚起性能が更に向上する。又、光源１０５の点灯は、回転翼の回転している場合のみ行ってもよい。又、夜のみに光源を点灯するためには、フォトダイオードなどの明暗を検知する素子で明るさを検知し、その出力で光源への電源をＯＮ／ＯＦＦする回路をつければよい。例えば、フォトダイオードによる電流（明るさに比例する）に応じた電圧出力をフォトダイオードに直列に接続した負荷抵抗から取得し、これで閾値をもつ比較器を駆動すれば、比較器出力で光源への電源をＯＮ／ＯＦＦすることができ、閾値を変えれば、ＯＮ／ＯＦＦする明暗の度合いを変えることができる。以上の回路の例は、種々の構成が可能である。尚、昼間の充電電力を蓄える充電電池を有する等の変更も可能である。

本発明による構造を採用しなかった場合の応用の例を図2に示し、本発明との差異を示す。永久磁石をハブ側、発電コイルをナセル側にした場合の例を示す図であり、１−Ｂに対比する断面図である。２０１は回転翼、２０２はハブ、２０３は、ナセルであり、２０５は光源である。この図では、発電コイル２０６はナセル２０３に接続した固定具に付設されていて、軸２０７は、ハブ２０２側に固定されている。発電のための回転翼２０１の回転により、永久磁石２０８も回転するようになっている。永久磁石２０８が発電コイル２０６の周りを回転することで、発電コイル２０６に電力が発生する。発電コイル２０６で発生した電力は光源用制御回路２０９を経由して、又は直接、配線２１０により光源２０５を駆動し、点灯する。この例では、発電コイル２０６がナセル２０３側にあり、光源２０５は回転翼又はハブ側に付いている構造なので、ブラシ２１１を経由して、光源用制御回路２０９からの電力を光源２０５に伝達しなければならない。ブラシが介在するために、接続部の安定性が低下する或いは長期信頼性が問題になり、ブラシ交換の保守が必要になる不都合がある。尚、２１２は、ハブとナセルの間、発電コイル２０６と軸２０７の間の回転を滑らかにするためのベアリングである。

以上のような、本発明の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置にあっては、回転翼又はハブ又はその両者に灯用の光源を付設し、発電コイルをハブに固定して、発電コイルが回転翼及びハブと同時に回転するようにして、発電した電力をブラシを必要とすることなく、光源に供給でき、灯の回転により注意喚起が出来るので、産業上利用性が極めて大きい。

本発明による回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置の一実施態様を示す図である。 本発明による構造を採用しなかった場合（永久磁石をハブ側、発電コイルをナセル側にした場合）の応用の例を示す図である。 従来の灯りつき風力発電装置の例を示す図である。

符号の説明

１０１、２０１、３０１ 回転翼
１０２、２０２、３０２ ハブ
１０３、２０３、３０３ ナセル
１０５、２０５、３０５ 光源
１０６、２０６ 発電コイル
１０７、２０７ 軸
１０８、２０８ 永久磁石
１０９、２０９ 光源用制御回路
１１０、２１０ 配線
１１２、２１２ ベアリング
２１１ ブラシ
３０４ 固定柱

Claims (4)

1. 回転翼又はハブ又はその両者に付設した前記灯用の光源と、ハブ側に付設した発電コイルと、ナセル側に固定した永久磁石とを少なくとも構造に有することを特徴とする回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置。
2. 前記光源は、複数個有って、異なる色の光を発生するもので構成していることを特徴とする請求項１記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置。
3. 前記回転翼の回転している時に発電した電力により前記光源の点灯を行うことで、前記光源の点灯は、前記回転翼の回転している場合のみ行うことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置。
4. 前記光源の点灯は、夜間のみ点灯するように設置環境においての明暗を検知する回路を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の回転翼・ハブ側に発電コイルと灯を付設した風力発電装置。

Images