JP2007040239A - Wind power device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力エネルギを電気エネルギに変換する風力発電装置に関し、詳しくは、ダリウス翼及びサボニウス翼を備えた風力発電装置に関する。 The present invention relates to a wind turbine generator that converts wind energy into electric energy, and more particularly, to a wind turbine generator that includes a Darrieus wing and a Savonius wing.
風のエネルギを電気エネルギに変換する風力発電装置の一種として、ダリウス翼及びサボニウス翼を備えた複合翼型風力発電装置が利用されている。
斯かる複合翼型風力発電装置は、始動時や風速が所定値以下の微風状態時には低速回転特性に優れた前記サボニウス翼による回転を利用しつつ、風速が所定値を越えると高速回転特性に優れた前記ダリウス翼による回転を利用し得る点で有効であるが、一般的な複合翼型風力発電装置においては、前記サボニウス翼及び前記ダリウス翼が同一回転軸に支持されている為に、高速回転時においては前記サボニウス翼が前記ダリウス翼に対する回転抵抗となるという問題がある。
As a type of wind power generation apparatus that converts wind energy into electric energy, a composite wing type wind power generation apparatus including a Darrieus wing and a Savonius wing is used.
Such a composite wing-type wind turbine generator is excellent in high-speed rotation characteristics when the wind speed exceeds a predetermined value while utilizing the rotation by the Savonius blade excellent in low-speed rotation characteristics at the time of start-up or in a light wind state where the wind speed is a predetermined value or less. In addition, it is effective in that the rotation by the Darius blade can be used, but in a general composite blade type wind power generator, since the Savonius blade and the Darrieus blade are supported on the same rotation shaft, the rotation speed is high. In some cases, the Savonius wing becomes a rotational resistance to the Darrieus wing.
この点に関し、前記ダリウス翼を支持するダリウス翼用回転軸を、前記サボニウス翼を支持するサボニウス翼用回転軸に外挿させると共に、低速域においてはダリウス翼用回転軸をサボニウス翼用回転軸に係合させ、且つ、高速域においてはダリウス翼用回転軸とサボニウス翼用回転軸との係合を解除する構成が提案されている(下記特許文献1参照)。
In this regard, the Darrieus wing rotation shaft that supports the Darrieus wing is extrapolated to the Savonius wing rotation shaft that supports the Savonius wing, and the Darrieus wing rotation shaft is used as the Savonius wing rotation shaft in the low speed range. There has been proposed a configuration in which the engagement is performed and the engagement between the Darrieus blade rotation shaft and the Savonius blade rotation shaft is released in a high speed range (see
しかしながら、この特許文献に記載された構成においては、前記ダリウス翼用回転軸と前記サボニウス翼用回転軸との係脱を一方向クラッチによって行っている為、下記不都合が生じる。
即ち、前記一方向クラッチは、サボニウス翼用回転軸に相対回転不能に外挿され且つダリウス翼用回転軸に相対回転自在に内挿されたクラッチ本体と、該クラッチ本体の外周に形成された傾斜溝と、該傾斜溝に挿入された円柱状ころと、該円柱状ころを前記傾斜溝の浅溝部へ向けて付勢するばねとを有している。
However, in the configuration described in this patent document, the engagement and disengagement between the rotation shaft for Darrieus blades and the rotation shaft for Savonius blades is performed by a one-way clutch, so the following inconvenience occurs.
That is, the one-way clutch includes a clutch main body that is externally inserted into the Savonius blade rotation shaft so as not to rotate relative to the Savonius blade rotation shaft and is relatively rotatably inserted into the Darrieus blade rotation shaft, and an inclination formed on the outer periphery of the clutch body. A groove, a cylindrical roller inserted into the inclined groove, and a spring for urging the cylindrical roller toward the shallow groove portion of the inclined groove.
斯かる一方向クラッチは、ダリウス翼用回転軸の回転速度がサボニウス翼用回転軸の回転速度よりも遅い場合には、前記ばねによって前記円柱状ころが浅溝部へ押し込まれ、前記円柱状ころを介して前記クラッチ本体及び前記ダリウス翼用回転軸が相対回転不能に係合し、且つ、ダリウス翼用回転軸の回転速度がサボニウス翼用回転軸の回転速度よりも速くなると、ダリウス翼用回転軸及び円柱状ころの間の摩擦力によって該円柱状ころがばねの付勢力に抗して深溝部へ押動され、これにより、クラッチ本体とダリウス翼用回転軸との係合が解除するとされている。 In such a one-way clutch, when the rotational speed of the rotary shaft for the Darrieus blade is slower than the rotational speed of the rotary shaft for the Savonius blade, the cylindrical roller is pushed into the shallow groove portion by the spring, and the cylindrical roller is The clutch body and the Darrieus wing rotary shaft are engaged with each other in a relatively non-rotatable manner, and the Darrieus wing rotary shaft has a rotational speed higher than that of the Savonius wing rotary shaft. And the cylindrical roller is pushed to the deep groove portion against the urging force of the spring by the frictional force between the cylindrical roller, and the engagement between the clutch body and the rotating shaft for the Darius blade is released. Yes.
この風力発電装置は、始動時又は微風時に、サボニウス翼用回転軸とダリウス翼用回転軸との共働による発電をし、その後、風速が上がるとダリウス翼用回転軸のみの発電へと切り替わる。しかしながら、このときサボニウス翼用回転軸は風によって回転しているにも関わらず発電には何ら関与していない。 This wind power generator generates power by the cooperation of the Savonius blade rotating shaft and the Darrieus blade rotating shaft at the time of start or light wind, and then switches to power generation using only the Darrieus blade rotating shaft when the wind speed increases. However, at this time, the Savonius blade rotating shaft is not involved in power generation even though it is rotated by the wind.
このように、前記特許文献に記載の構成を含めて従来の風力発電装置は、ダリウス翼及びサボニウス翼が軸線回り同一方向へ回転するように構成されており、発電効率の点で改善の余地がある。
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、ダリウス翼及びサボニウス翼を備えた風力発電装置であって、回転始動時又は微風時には前記サボニウス翼の特性を利用し、且つ、風速の大小に拘わらず前記ダリウス翼及び前記サボニウス翼の回転エネルギを効率的に電気エネルギに変換させ得る風力発電装置の提供を、一の目的とする。 The present invention has been made in view of the prior art, and is a wind power generation apparatus including a Darrieus wing and a Savonius wing, which uses the characteristics of the Savonius wing at the time of rotation start or a slight wind, and has a large or small wind speed. It is an object of the present invention to provide a wind turbine generator that can efficiently convert the rotational energy of the Darrieus wing and the Savonius wing to electric energy regardless of the above.
本発明は、前記目的を達成するために、略垂直に立設されたダリウス翼用回転軸及びサボニウス翼用回転軸と、所定方向の風によって前記ダリウス翼用回転軸を軸線回り第1方向へ回転させるように該ダリウス翼用回転軸に相対回転不能に支持されたダリウス翼と、前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用回転軸を軸線回りに前記第1方向とは反対の第2方向へ回転させるように該サボニウス翼用回転軸に相対回転不能に支持されたサボニウス翼と、軸線回りの回転方向が互いに反対となるように前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸を作動連結する伝動機構と、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の一方に設けられた磁性体と、前記磁性体による磁界領域を通過するように前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の他方に設けられたコイルとを備えた風力発電装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention achieves the Darrieus wing rotation shaft and Savonius wing rotation shaft which are set up substantially vertically, and the Darrieus wing rotation shaft in the first direction around the axis by the wind in a predetermined direction. A Darrieus blade supported so as not to rotate relative to the Darius blade rotation shaft so as to rotate, and the Savonius blade rotation shaft around the axis in a second direction opposite to the first direction by the wind in the predetermined direction. The Savonius blade supported so as not to rotate relative to the Savonius blade rotation shaft so as to rotate, and the Darius blade rotation shaft and the Savonius blade rotation shaft are operatively connected so that the rotation directions around the axis are opposite to each other. A transmission mechanism, a magnetic body provided on one of the rotary shaft for the Darius blade and the rotary shaft for the Savonius blade, and the rotation for the Darius blade so as to pass through a magnetic field region by the magnetic body. And to provide a wind turbine generator and a coil provided on the other of the Savonius blades rotating shaft.
好ましくは、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸が同芯上に配置され、且つ、前記伝動機構が遊星方式の伝動機構とされる。
前記遊星方式の伝動機構は、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸にそれぞれ作動連結された第1及び第2要素と、固定要素とされた第3要素とを有する。
Preferably, the Darrieus wing rotation shaft and the Savonius wing rotation shaft are arranged concentrically, and the transmission mechanism is a planetary transmission mechanism.
The planetary transmission mechanism includes first and second elements operatively connected to the Darrieus wing rotating shaft and the Savonius wing rotating shaft, respectively, and a third element serving as a fixed element.
好ましくは、前記ダリウス翼用回転軸又は前記サボニウス翼用回転軸の一方に制動力を付加し得るブレーキ装置をさらに備えることができる。 Preferably, a brake device capable of applying a braking force to one of the Darrieus blade rotation shaft or the Savonius blade rotation shaft can be further provided.
好ましくは、前記ダリウス翼用回転軸は前記サボニウス翼回転軸に外挿された状態で相対回転自在に支持される。
斯かる構成において、例えば、前記コイルは前記サボニウス翼用回転軸に支持され、且つ、前記磁性体は前記ダリウス翼用回転軸に支持される。
これに代えて、前記コイルは前記ダリウス翼用回転軸に支持され、且つ、前記磁性体は前記サボニウス翼用回転軸に支持され得る。
Preferably, the Darrieus blade rotating shaft is supported so as to be relatively rotatable in a state of being extrapolated to the Savonius blade rotating shaft.
In such a configuration, for example, the coil is supported by the Savonius blade rotation shaft, and the magnetic body is supported by the Darrieus blade rotation shaft.
Alternatively, the coil may be supported on the Darrieus wing rotating shaft, and the magnetic body may be supported on the Savonius wing rotating shaft.
本発明に係る風力発電装置によれば、ダリウス翼用回転軸の回転方向とサボニウス翼用回転軸の回転軸とが互いに反対となるようにダリウス翼及びサボニウス翼を設けると共に、軸線回りの回転方向が互いに反対となるように前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸を作動連結する伝動機構を設けたので、始動時又は微風時においてはサボニウス翼の回転を利用してダリウス翼を回転させることができ、且つ、風速の大小に拘わらずダリウス翼用回転軸及びサボニウス翼回転軸の相対回転速度差を増大させることができる。
従って、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の一方に支持される磁性体と、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の他方に支持されるコイルとの相対速度差を増大させることができ、これにより、発電効率を向上させることができる。
According to the wind turbine generator according to the present invention, the Darius blade and the Savonius blade are provided so that the rotation direction of the rotation shaft for the Darius blade and the rotation shaft of the Savonius blade are opposite to each other, and the rotation direction about the axis is provided. Since a transmission mechanism is provided to operatively connect the rotary shaft for the Darius blade and the rotary shaft for the Savonius blade so that they are opposite to each other, the Darrieus blade is rotated by utilizing the rotation of the Savonius blade during start-up or in a light wind. In addition, the relative rotational speed difference between the Darrieus blade rotating shaft and the Savonius blade rotating shaft can be increased regardless of the wind speed.
Therefore, the relative speed difference between the magnetic material supported on one of the rotating shaft for the Darius blade and the rotating shaft for the Savonius blade and the coil supported on the other of the rotating shaft for the Darius blade and the rotating shaft for the Savonius blade. The power generation efficiency can be improved.
以下、本発明に係る風力発電装置の好ましい一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1に、本実施の形態に係る風力発電装置1Aの概略正面図を示す。
Hereinafter, a preferred embodiment of a wind turbine generator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic front view of a wind turbine generator 1A according to the present embodiment.
図1に示すように、前記風力発電装置1Aは、ダリウス翼20及びサボニウス翼40を備えた複合翼型風力発電装置とされている。
具体的には、該風力発電装置1Aは、略垂直に立設されたダリウス翼用回転軸10及びサボニウス翼用回転軸30と、前記ダリウス翼用回転軸10に相対回転不能に支持されたダリウス翼20と、前記サボニウス翼用回転軸30に相対回転不能に支持されたサボニウス翼40とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
Specifically, the wind power generator 1A includes a Darius
本実施の形態においては、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30は同軸上に配設されている。
詳しくは、前記サボニウス翼用回転軸30は、該風力発電装置1Aの全長と略等しい全長を有している。
一方、前記ダリウス翼用回転軸は、前記サボニウス翼用回転軸30に支持された前記サボニウス翼40に干渉しないように、該記サボニウス翼用回転軸30の下方部分に相対回転自在に外挿されている。
In the present embodiment, the Darrieus wing
Specifically, the Savonius
On the other hand, the Darrieus wing rotating shaft is extrapolated to the lower portion of the Savonius
図2に、前記ダリウス翼20及び前記サボニウス翼40の平面模式図を示す。
図2に示すように、前記ダリウス翼20は、所定方向Xの風によって前記ダリウス翼用回転軸10を軸線回り第1方向R1へ回転させるように該ダリウス翼用回転軸10に相対回転不能に支持されている。
詳しくは、該ダリウス翼20は、図1に示すように、下端部が前記ダリウス翼用回転軸10に相対回転不能に支持され、且つ、上端部が軸受部材を介して前記サボニウス翼用回転軸30に相対回転自在に支持されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the Darius
As shown in FIG. 2, the Darrieus
Specifically, as shown in FIG. 1, the Darrieus
これに対し、前記サボニウス翼40は、図2に示すように、前記所定方向Xの風によって前記サボニウス翼用回転軸30を軸線回りに前記第1方向R1とは反対の第2方向R2へ回転させるように該サボニウス翼用回転軸30に相対回転不能に支持されている。
なお、本実施の形態に係る風力発電装置1Aは、図1に示すように、前記サボニウス翼40として、上下に配設された第1サボニウス翼40a及び第2サボニウス翼40bを有している。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the Savonius
As shown in FIG. 1, the wind turbine generator 1A according to the present embodiment includes first and second Savonius
図1に示すように、本実施の形態に係る風力発電装置1Aは、さらに、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30を作動連結する伝動機構50と、前記ダリウス翼用回転軸10に支持された磁性体60と、前記サボニウス翼用回転軸30に支持されたコイル70と、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30を支持すると共に、前記伝動機構50,前記磁性体60及び前記コイル70を収容する収容空間を画する支持ボックス100とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
図3に、前記支持ボックス100の縦断正面図を示す。
図1及び図3に示すように、前記支持ボックス100は、ビルの屋上やタワー又は送電用鉄塔に設けた設置面に載置されるベースプレート101と、前記ベースプレート101の周縁から上方へ延びる周壁部102と、前記周壁部102の上端部に設けられた上方プレート103と、前記上方プレート103及び前記ベースプレート101の間において略水平に延びる中間プレート104とを備えている。
なお、図3中の符号105は、前記中間プレート104を支持し得るように該中間プレート104及び前記上方プレート103の間に延びる上方支持軸であり、符号106は、前記中間プレート104を支持し得るように該中間プレート104及び前記ベースプレート101の間に延びる下方支持軸である。
FIG. 3 shows a longitudinal front view of the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
3 is an upper support shaft extending between the
前記ダリウス翼用回転軸10は、上端部及び下端部が、それぞれ、軸受部材を介して前記上方プレート103及び前記中間プレート104に軸線回り回転自在に支持されている。
前記サボニウス翼用回転軸30は、上下に離間配置された複数の軸受部材を介して、前記ダリウス翼用回転軸10の内周面及び前記中間プレート104に軸線回り回転自在に支持されている。
なお、本実施の形態においては、前記サボニウス翼用回転軸30は、下端部が前記中間プレート104より下方へ延在するように、前記ダリウス翼用回転軸10の内周面及び前記中間プレート104に支持されている。
そして、前記サボニウス翼用回転軸30の下端部には、後述するブレーキ装置150及び集電装置200が配設されている。
An upper end portion and a lower end portion of the
The Savonius
In the present embodiment, the Savonius
A
前記伝動機構50は、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30を、互いの軸線回りの回転方向が反対となるように作動連結している。
本実施の形態に係る風力発電装置1Aは、図1及び図3に示すように、前記伝動機構50として遊星方式の伝動機構を備えており、これにより、該伝動機構50のコンパクト化を図っている。
この遊星方式としては、以下に詳述するギア方式、ならびにトラクションすなわち摩擦伝達方式によるものとがあり、どちらを用いても構わない。因みに、摩擦伝動方式のものは、太陽車、インターナルリング、遊星車及びキャリアを有し、太陽車、インターナルリング及び遊星車をそれぞれ互いに圧接することによってトルクを摩擦伝達するように構成されている。
The
As shown in FIGS. 1 and 3, the
As this planetary system, there are a gear system, which will be described in detail below, and a traction, that is, a friction transmission system, whichever may be used. Incidentally, the friction transmission type has a solar wheel, an internal ring, a planetary wheel and a carrier, and is configured to frictionally transmit torque by pressing the solar wheel, the internal ring and the planetary wheel against each other. Yes.
図4に、図3におけるIV-IV線に沿った断面図を示す。
図3及び図4に良く示されるように、本実施の形態においては、前記伝動機構50として、遊星方式のギヤ伝動機構を備えている。
該遊星方式のギヤ伝動機構は、サンギヤ51と、前記サンギヤ51の回りを公転し得るように該サンギヤ51と噛合された遊星ギヤ54と、前記遊星ギヤ54を支持し且つ該遊星ギヤ54と共に前記サンギヤ51の回りを公転し得るように構成されたキャリア52と、前記遊星ギヤ54と噛合するインターナルギヤ53とを有している。
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
As well shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the
The planetary gear transmission mechanism includes a
図3及び図4に示すように、本実施の形態においては、前記サンギヤ51は前記サボニウス翼用回転軸30に対して相対回転不能とされ、且つ、前記インターナルギヤ53は前記ダリウス翼用回転軸10に対して相対回転不能とされている。そして、前記キャリア52が固定部材とされている。
斯かる構成により、前記サボニウス翼用回転軸30が軸線回り第2方向R2へ回転すると、前記ダリウス翼用回転軸10が軸線回りに反対方向の第1方向R1へ回転するようになっている(図4参照)。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the
With this configuration, when the Savonius
前記磁性体60及び前記コイル70は、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30が相対回転する際に、該コイル70が該磁性体60による磁界領域を通過するように配設されている。
本実施の形態においては、図1及び図3に示すように、前記磁性体60は、前記ダリウス翼用回転軸10の内周面に支持されている。
そして、前記コイル70は、前記磁性体60と対向するように、前記サボニウス翼用回転軸30の外周面に支持されている。
The
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
The
さらに、本実施の形態に係る風力発電装置1Aは、図1及び図3に示すように、前記構成に加えて、前記コイル70から電気エネルギを取り出す為の集電装置200と、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30に作動的に制動力を付加する為のブレーキ装置150とを備えている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the wind power generator 1A according to the present embodiment includes a
前記集電装置200は、前記コイル70の出力端部71に電気的に接続されたスリップリングを含む回転部210と、前記スリップリングと摺接することで該スリップリングに電気的に接続されるブラシを含む固定部220とを有している。
本実施の形態においては、図3に良く示されるように、前記コイル70の出力端部71は、前記サボニウス翼用回転軸30の軸線上に配置されている。
従って、前記回転部210は、前記スリップリングが前記サボニウス翼用回転軸30と同軸上に位置するように、該サボニウス翼用回転軸30の下端部に連結されている。
The
In the present embodiment, as well shown in FIG. 3, the
Therefore, the
前述の通り、前記ダリウス翼用回転軸10及び前記サボニウス翼用回転軸30は、前記伝動機構50を介して互いに作動連結されている。
従って、前記ダリウス翼用回転軸10又は前記サボニウス翼回転軸30の一方にのみ制動力を付加することで、該ダリウス翼用回転軸10及び該サボニウス翼用回転軸30の双方に作動的に制動力を付加することができる。
この点に鑑み、前記ブレーキ装置150は、前記ダリウス翼用回転軸10又は前記サボニウス翼回転軸30の一方にのみ制動力を付加するように構成されている。
As described above, the Darrieus
Therefore, by applying a braking force to only one of the Darrieus
In view of this point, the
本実施の形態においては、前記ブレーキ装置150は、前記サボニウス翼用回転軸30の下端部に制動力を付加するように構成されている。
具体的には、該ブレーキ装置150は、図3に良く示されるように、前記サボニウス翼用回転軸30の下端部に相対回転不能且つ軸線方向移動可能に支持されたブレーキディスク151と、前記ブレーキディスク151を挟んで対向配置された一対のブレーキパッド155とを備えている。
前記一対のブレーキパッド155は、少なくとも一方が外部操作に基づき前記ブレーキディスク151を押圧する可動パッド155aとされている。
本実施の形態においては、前記一対のブレーキパッド155は、一方が可動パッド155aとされ、且つ、他方が固定パッド155bとされている。
In the present embodiment, the
Specifically, as shown in FIG. 3, the
At least one of the pair of brake pads 155 is a
In the present embodiment, one of the pair of brake pads 155 is a
さらに、前記ブレーキ装置150は、前記可動パッド155aを作動させる作動機構160を備えている。
本実施の形態においては、該作動機構160は、油圧によって前記可動パッド155aを作動させるように構成されている。
Further, the
In the present embodiment, the
図5に、該油圧作動機構160の模式図を示す。
図5に示すように、該油圧作動機構160は、前記可動パッド155aを前記ブレーキディスク151と直交する方向に移動可能に保持する可動パッド保持ケース161と、一端部が前記可動パッド155aの背面側(ブレーキディスク151との対向面とは反対側)に流体接続された油圧ライン162と、前記油圧ライン162の他端部に流体接続されたマスタシリンダ163と、前記マスタシリンダ163の油圧ライン接続端部163aとは反対側の端部に軸線方向摺動可能且つ液密に挿入された油圧ピストン164と、前記油圧ピストン164を前記油圧ライン接続端部163aとは反対側へ向けて付勢する付勢部材165と、前記付勢部材165の付勢力に抗して前記油圧ピストン164を前記油圧ライン接続端部163aへ向けて押動し得るように、該ピストン164の移動方向と直交する枢支軸166a回り揺動可能とされた押動アーム166と、前記押動アーム166を前記枢支軸166a回りに揺動させるブレーキピストン167と、前記ブレーキピストン167を軸線方向摺動可能に収容するブレーキシリンダ168(図3参照)とを有している。
なお、本実施の形態においては、前記押動アーム166は、手動操作可能なように、前記ブレーキピストン167との係合部166bに加えて、手動操作用の係合部166cを有している(図5参照)。
FIG. 5 shows a schematic diagram of the
As shown in FIG. 5, the
In the present embodiment, the
斯かる風力発電装置1Aにおいては、以下の効果を得ることができる。
本実施の形態においては、前述の通り、前記ダリウス翼20は所定方向の風によって前記ダリウス翼用回転軸10を軸線回り第1方向R1へ回転させるように該ダリウス翼用回転軸10に相対回転不能に支持され、且つ、前記サボニウス翼40は前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用回転軸30を軸線回りに前記第1方向R1とは反対の第2方向R2へ回転させるように該サボニウス翼用回転軸30に相対回転不能に支持されている。
In such a wind turbine generator 1A, the following effects can be obtained.
In the present embodiment, as described above, the
即ち、本実施の形態に係る風力発電装置1Aにおいては、前記ダリウス翼20及び前記サボニウス翼40が反対方向に回転するように構成されている。
従って、図6に示すように、発電量を画する前記磁性体60及び前記コイル70の相対速度差を、従来の構成に比して格段に大きくすることができる。
なお、図6における従来1は、ダリウス翼及びサボニウス翼が単一の回転軸に支持されている風力発電装置を示しており、従来2は、低速域ではダリウス翼用回転軸及びサボニウス翼用回転軸が一体的に同一方向へ回転し、且つ、高速域ではダリウス翼用回転軸及びサボニウス翼用回転軸が個別に同一方向へ回転するように構成された風力発電装置を示している。
That is, in the wind turbine generator 1A according to the present embodiment, the
Therefore, as shown in FIG. 6, the relative speed difference between the
6 shows a wind power generator in which the Darrieus wing and the Savonius wing are supported on a single rotating shaft, and the conventional 2 shows the rotating shaft for the Darrieus wing and the rotation for the Savonius wing in the low speed range. The wind power generator is configured such that the shaft integrally rotates in the same direction, and the Darrieus blade rotation shaft and the Savonius blade rotation shaft individually rotate in the same direction in the high speed range.
さらに、本実施の形態に係る風力発電装置1Aにおいては、前述の通り、前記伝動機構50が、互いの回転方向が反対となるように前記ダリウス翼10及び前記サボニウス翼用回転軸30を作動連結している。
従って、前記ダリウス翼20による前記ダリウス翼用回転軸10の回転方向と前記サボニウス翼40による前記サボニウス翼用回転軸30の回転方向とが反対となることを許容しつつ、始動時及び風速が所定以下の微風時においては、前記サボニウス翼40の回転動力を利用して前記ダリウス翼20を回転させることができ、これにより、ダリウス翼20の始動性、及び、微風時における発電効率の向上を図ることができる。
Furthermore, in the wind turbine generator 1A according to the present embodiment, as described above, the
Therefore, while allowing the rotation direction of the Darrieus
なお、本実施の形態においては、前記ダリウス翼用回転軸10が前記サボニウス翼回転軸30に相対回転自在に外挿された構成において、前記磁性体60を前記ダリウス翼用回転軸10に支持させ且つ前記コイル70を前記サボニウス翼用回転軸30に支持させたが、当然ながら、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
例えば、図7に示すように、前記ダリウス翼用回転軸10が前記サボニウス翼回転軸30に相対回転自在に外挿された構成において、前記磁性体60を前記サボニウス翼用回転軸30に支持させ且つ前記コイル70を前記ダリウス翼用回転軸10に支持させることも可能である。
図7に示す風力発電装置1Bにおいては、前記集電装置200の前記回転部210は前記ダリウス翼用回転軸10の外周面に支持される。
In the present embodiment, the
For example, as shown in FIG. 7, in the configuration in which the Darrieus
In the
1A,1B 風力発電装置
10 ダリウス翼用回転軸
20 ダリウス翼
30 サボニウス翼用回転軸
40 サボニウス翼
50 伝動機構
51 サンギヤ
52 キャリア
53 インターナルギヤ
60 磁性体
70 コイル
150 ブレーキ装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
所定方向の風によって前記ダリウス翼用回転軸を軸線回り第1方向へ回転させるように該ダリウス翼用回転軸に相対回転不能に支持されたダリウス翼と、
前記所定方向の風によって前記サボニウス翼用回転軸を軸線回りに前記第1方向とは反対の第2方向へ回転させるように該サボニウス翼用回転軸に相対回転不能に支持されたサボニウス翼と、
軸線回りの回転方向が互いに反対となるように前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸を作動連結する伝動機構と
前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の一方に設けられた磁性体と、
前記磁性体による磁界領域を通過するように、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸の他方に設けられたコイルとを備えていることを特徴とする風力発電装置。 A rotating shaft for a Darius wing and a rotating shaft for a Savonius wing installed substantially vertically;
A Darius blade supported by the Darius blade rotation shaft so as not to rotate relative to the Darius blade rotation shaft so as to rotate the Darius blade rotation shaft in the first direction around the axis by wind in a predetermined direction;
A Savonius blade supported by the Savonius blade rotation shaft so as not to rotate relative to the Savonius blade rotation shaft so as to rotate the Savonius blade rotation shaft in a second direction opposite to the first direction by the wind in the predetermined direction;
Provided on one of the transmission mechanism for operatively connecting the Darrieus wing rotation shaft and the Savonius wing rotation shaft, and the Darrieus wing rotation shaft and the Savonius wing rotation shaft so that the rotation directions around the axis are opposite to each other. Magnetic material,
A wind turbine generator comprising: a coil provided on the other of the rotating shaft for the Darrieus blade and the rotating shaft for the Savonius blade so as to pass through the magnetic field region of the magnetic material.
前記伝動機構は、遊星方式の伝動機構とされており、
前記遊星方式の伝動機構は、前記ダリウス翼用回転軸及び前記サボニウス翼用回転軸にそれぞれ作動連結された第1及び第2要素と、固定要素とされた第3要素とを有することを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。 The Darrieus wing rotating shaft and the Savonius wing rotating shaft are arranged concentrically,
The transmission mechanism is a planetary transmission mechanism,
The planetary transmission mechanism includes first and second elements operatively connected to the Darrieus wing rotating shaft and the Savonius wing rotating shaft, respectively, and a third element serving as a fixed element. The wind power generator according to claim 1.
前記コイルは前記サボニウス翼用回転軸に支持され、且つ、前記磁性体は前記ダリウス翼用回転軸に支持されていることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の風力発電装置。 The Darius wing rotary shaft is supported so as to be relatively rotatable in a state of being extrapolated to the Savonius wing rotary shaft,
4. The wind turbine generator according to claim 1, wherein the coil is supported by the Savonius blade rotation shaft, and the magnetic body is supported by the Darrieus blade rotation shaft. 5.
前記コイルは前記ダリウス翼用回転軸に支持され、且つ、前記磁性体は前記サボニウス翼用回転軸に支持されていることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の風力発電装置。
The Darius wing rotary shaft is supported so as to be relatively rotatable in a state of being extrapolated to the Savonius wing rotary shaft,
The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the coil is supported by the Darrieus wing rotating shaft, and the magnetic body is supported by the Savonius wing rotating shaft.
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