JP2010001747A - Wind turbine generator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind turbine generator capable of securing a desired amount of power even when a wind power is small. <P>SOLUTION: A connection shaft 11 is connected, through a non-contact drive transmission mechanism utilizing magnetic force, to the rotating shaft of each of three wind turbines 6 which are attached to a side frame 2. A connection shaft 12 is connected, through a non-contact drive transmission mechanism utilizing magnetic force, to the rotating shaft of each of three wind turbines 7 which are attached to a side frame 3. The connection shafts 11 and 12 are connected, through non-contact drive transmission mechanisms utilizing magnetic force, to both ends of connection shafts 13 and 14 which serve also as the rotating shafts of wind turbines 8 and 9 which are attached between the side frame 2 and the side frame 3. The drive shaft of a generator 10 is connected to one end of the connection shaft 13. The rotating forces of the rotating shafts of the wind turbines 6-9 are collected, and the collected force is transmitted to the drive shaft 23 of the generator 10 and the generator 10 is driven. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、風力発電装置に係り、特に複数台の風車を回転させて発電を行う装置に関する。   The present invention relates to a wind power generator, and more particularly to an apparatus for generating power by rotating a plurality of wind turbines.

近年、クリーンエネルギーの利用として風力発電が注目されている。いわゆるプロペラ型、ダリウス型等の風車により風を受けて出力軸を回転させ、出力軸に連結された発電機を駆動して発電が行われる。
このような風力発電においては、自然の風力を有効に利用して所望の発電量を確保することが要求されている。
例えば、特許文献1には、複数の風車を直線状に配置すると共にこれら複数の風車にそれぞれ専用の発電機を直結して発電量を確保する風力発電装置が提案されている。
In recent years, wind power generation has attracted attention as the use of clean energy. A wind turbine such as a so-called propeller type or Darius type receives wind to rotate the output shaft, and a generator connected to the output shaft is driven to generate power.
In such wind power generation, it is required to secure a desired power generation amount by effectively using natural wind power.
For example, Patent Document 1 proposes a wind power generator that arranges a plurality of wind turbines in a straight line and secures a power generation amount by directly connecting a dedicated generator to each of the plurality of wind turbines.

特開2003−227455号公報JP 2003-227455 A

しかしながら、特許文献1の装置では、各風車によりそれぞれ対応する発電機を駆動することとなるが、風力のエネルギー密度が小さいと、1台の風車で生成し得る発電量が極めて小さくなり、所望の発電量を確保することが困難となる。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、風力が小さくても所望の発電量を確保することができる風力発電装置を提供することを目的とする。
However, in the apparatus of Patent Document 1, the corresponding generator is driven by each windmill. However, if the energy density of wind power is small, the amount of power generation that can be generated by one windmill becomes extremely small, and the desired power generation amount is reduced. It becomes difficult to secure the amount of power generation.
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a wind turbine generator that can secure a desired power generation amount even when the wind power is small.

この発明に係る風力発電装置は、互いに異なる回転軸を有する複数の風車と、1本の出力軸と、複数の風車の回転軸の回転力を出力軸に伝達するための回転伝達機構と、出力軸に連結された1台の発電機とを備えたものである。   A wind turbine generator according to the present invention includes a plurality of wind turbines having different rotation shafts, one output shaft, a rotation transmission mechanism for transmitting the rotational force of the rotation shafts of the plurality of wind turbines to the output shaft, and an output And one generator connected to the shaft.

好ましくは、複数の風車のうちの少なくとも一つが、他の風車の回転軸とは異なる方向に向けられた回転軸を有している。
回転伝達機構は、磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を含むことが好ましい。
また、アルミプロファイルからなる支持構造体をさらに備え、この支持構造体によって複数の風車と出力軸と発電機を支持することもできる。
また、周囲が防風壁で囲まれると共に上方が開放された本体部と、複数の風車を支持すると共に本体部に対して起伏可能に取り付けられた風車支持部とをさらに備え、駆動時には風車支持部を起立させて複数の風車を本体部の上方に位置させ、暴風時には風車支持部を倒して複数の風車を本体部の内部に収納するように構成してもよい。
Preferably, at least one of the plurality of wind turbines has a rotation axis oriented in a direction different from the rotation axes of the other wind turbines.
The rotation transmission mechanism preferably includes a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force.
Further, a support structure made of an aluminum profile is further provided, and a plurality of wind turbines, an output shaft, and a generator can be supported by the support structure.
The wind turbine support unit further includes a main body part surrounded by a windbreak wall and opened upward, and a windmill support part that supports a plurality of windmills and is attached to the main body part so as to be undulated. May be configured such that a plurality of windmills are positioned above the main body portion, and the windmill support portion is tilted to accommodate the plurality of windmills inside the main body portion during a storm.

この発明によれば、複数の風車の回転軸の回転力を回転伝達機構で出力軸に伝達するので、複数の風車により得られる回転力を集約して発電機を駆動することができ、風力が小さくても所望の発電量を確保することが可能となる。   According to the present invention, the rotational force of the rotating shafts of the plurality of windmills is transmitted to the output shaft by the rotation transmission mechanism, so that the generator can be driven by collecting the rotational forces obtained by the plurality of windmills. Even if it is small, it is possible to secure a desired power generation amount.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に実施の形態1に係る風力発電装置の全体構成を示す。風力発電装置は、ほぼ筺体状の枠形状に組み込まれた支持構造体1を有している。支持構造体1は、互いに対向する一対の側部フレーム2及び3と、これら側部フレーム2及び3の下部を互いに連結する連結部材4及び5から構成されている。側部フレーム2は、一対の水平部材2a及び2bと一対の鉛直部材2c及び2dを有しており、同様に、側部フレーム3は、一対の水平部材3a及び3bと一対の鉛直部材3c及び3dを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows the overall configuration of the wind turbine generator according to Embodiment 1. The wind turbine generator has a support structure 1 incorporated in a substantially frame-like frame shape. The support structure 1 includes a pair of side frames 2 and 3 that face each other, and connecting members 4 and 5 that connect lower portions of the side frames 2 and 3 to each other. The side frame 2 includes a pair of horizontal members 2a and 2b and a pair of vertical members 2c and 2d. Similarly, the side frame 3 includes a pair of horizontal members 3a and 3b and a pair of vertical members 3c and 3d.

側部フレーム2には、それぞれ鉛直方向の回転軸を有する3台の風車6が所定の間隔を隔てて回転可能に取り付けられており、側部フレーム3にも、それぞれ鉛直方向の回転軸を有する3台の風車7が所定の間隔を隔てて回転可能に取り付けられている。
また、連結部材4及び5の上方には、それぞれ側部フレーム2の上端角部と側部フレーム3の上端角部との間に水平方向の回転軸を有する風車8及び9が回転可能に取り付けられている。
これら風車6〜9はそれぞれ翼形状の羽根を有するもので、風車6〜9の回転軸は、後述する回転伝達機構により互いに接続されている。
さらに、側部フレーム2の一方の上端角部の外側に1台の発電機10が配置されている。
Three wind turbines 6 each having a vertical axis of rotation are attached to the side frame 2 so as to be rotatable at a predetermined interval, and each of the side frames 3 also has a vertical axis of rotation. Three wind turbines 7 are rotatably mounted at a predetermined interval.
In addition, wind turbines 8 and 9 having a horizontal rotation shaft between the upper end corner of the side frame 2 and the upper end corner of the side frame 3 are rotatably mounted above the connecting members 4 and 5, respectively. It has been.
Each of these wind turbines 6 to 9 has blades having a blade shape, and the rotation shafts of the wind turbines 6 to 9 are connected to each other by a rotation transmission mechanism described later.
Furthermore, one generator 10 is arranged outside one upper end corner of the side frame 2.

なお、連結部材4及び5、水平部材2a、2b、3a及び3b、鉛直部材2c、2d、3c及び3dは、それぞれ例えば図2に示されるような断面形状を有するアルミプロファイルから形成されている。このアルミプロファイルは中空部を有するために軽量であり、また、長手方向に沿って形成された複数の溝Dを利用することにより、アルミプロファイル同士の組み付け、アルミプロファイルへの各種部材の取り付け等を容易に且つ確実に行うことができる。   The connecting members 4 and 5, the horizontal members 2a, 2b, 3a and 3b, and the vertical members 2c, 2d, 3c and 3d are each formed from an aluminum profile having a cross-sectional shape as shown in FIG. Since this aluminum profile has a hollow portion, it is lightweight, and by using a plurality of grooves D formed along the longitudinal direction, the aluminum profiles can be assembled together and various members can be attached to the aluminum profile. It can be done easily and reliably.

ここで、回転伝達機構について説明する。図3に示されるように、側部フレーム2に取り付けられた3台の風車6の回転軸にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト11が連結され、同様に、側部フレーム3に取り付けられた3台の風車7の回転軸にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト12が連結されている。
さらに、側部フレーム2と側部フレーム3との間に取り付けられた風車8の回転軸を兼用している連結シャフト13の両端部に、それぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト11及び12が連結されると共に、側部フレーム2と側部フレーム3との間に取り付けられた風車9の回転軸を兼用している連結シャフト14の両端部に、それぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト11及び12が連結されている。そして、連結シャフト13がこの実施の形態1における出力軸を形成し、連結シャフト13の一端部に発電機10の駆動軸が連結されている。
Here, the rotation transmission mechanism will be described. As shown in FIG. 3, the connecting shaft 11 is connected to the rotation shafts of the three wind turbines 6 attached to the side frame 2 via non-contact type drive transmission mechanisms using magnetic force, A connecting shaft 12 is connected to the rotating shafts of the three wind turbines 7 attached to the side frame 3 through non-contact type drive transmission mechanisms using magnetic force.
Further, a non-contact type drive transmission mechanism using a magnetic force is provided at both ends of the connecting shaft 13 that also serves as the rotating shaft of the windmill 8 attached between the side frame 2 and the side frame 3. The connecting shafts 11 and 12 are connected to each other, and magnetic forces are respectively used at both ends of the connecting shaft 14 that also serves as the rotating shaft of the windmill 9 attached between the side frame 2 and the side frame 3. The connecting shafts 11 and 12 are connected via the non-contact type drive transmission mechanism. The connecting shaft 13 forms the output shaft in the first embodiment, and the drive shaft of the generator 10 is connected to one end of the connecting shaft 13.

図4に示されるように、側部フレーム2の水平部材2aにホルダ15を介して玉軸受16が固定されており、この玉軸受16に連結シャフト11がその軸の周りに回転可能に支持されている。また、水平部材2aの下部に玉軸受17が固定され、玉軸受17に風車6の回転軸18がその軸の周りに回転可能に支持されている。
水平方向に延びる連結シャフト11に対して同軸上に円筒形状の磁気部材19が固定されると共に、鉛直方向に延びる風車6の回転軸18に対して同軸上に円筒形状の磁気部材20が固定されており、これら磁気部材19及び20により磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構が形成されている。すなわち、磁気部材19と磁気部材20が互いに近接しながらも非接触に配置され、一方の磁気部材の回転トルクが他方の磁気部材へと伝達される。
同様にして3台の風車6の回転軸と連結シャフト11がそれぞれ非接触型の駆動伝達機構を介して連結されると共に、3台の風車7の回転軸と連結シャフト12がそれぞれ非接触型の駆動伝達機構を介して連結されている。
As shown in FIG. 4, a ball bearing 16 is fixed to the horizontal member 2a of the side frame 2 via a holder 15, and a connection shaft 11 is supported by the ball bearing 16 so as to be rotatable around its axis. ing. A ball bearing 17 is fixed to the lower part of the horizontal member 2a, and a rotating shaft 18 of the wind turbine 6 is supported on the ball bearing 17 so as to be rotatable around the axis.
A cylindrical magnetic member 19 is fixed coaxially to the connecting shaft 11 extending in the horizontal direction, and a cylindrical magnetic member 20 is fixed coaxially to the rotating shaft 18 of the wind turbine 6 extending in the vertical direction. These magnetic members 19 and 20 form a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force. That is, the magnetic member 19 and the magnetic member 20 are arranged in close contact with each other, but the rotational torque of one magnetic member is transmitted to the other magnetic member.
Similarly, the rotation shafts of the three wind turbines 6 and the connection shaft 11 are connected to each other via a non-contact type drive transmission mechanism, and the rotation shafts of the three wind turbines 7 and the connection shaft 12 are each set to a non-contact type. It is connected via a drive transmission mechanism.

図5に示されるように、側部フレーム2の水平部材2aに玉軸受21が固定されており、この玉軸受21に風車8の回転軸を兼用している連結シャフト13がその軸の周りに回転可能に支持されている。また、側部フレーム2の鉛直部材2cにブラケット22を介して発電機10が取り付けられ、発電機10の駆動軸23がカップリング24を介して連結シャフト13の一端部に連結されている。
連結シャフト13に近接する連結シャフト11の一端部に対して同軸上に円筒形状の磁気部材25が固定されると共に、連結シャフト11に近接する部分の連結シャフト13に対して同軸上に円筒形状の磁気部材26が固定されており、これら磁気部材25及び26により磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構が形成されている。すなわち、磁気部材25と磁気部材26が互いに近接しながらも非接触に配置され、一方の磁気部材の回転トルクが他方の磁気部材へと伝達される。
同様にして、連結シャフト13の両端部にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト11及び12が連結されると共に、連結シャフト14の両端部にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト11及び12が連結されている。
As shown in FIG. 5, a ball bearing 21 is fixed to the horizontal member 2 a of the side frame 2, and a connection shaft 13 that also serves as a rotating shaft of the windmill 8 is attached to the ball bearing 21 around the axis. It is rotatably supported. Further, the generator 10 is attached to the vertical member 2 c of the side frame 2 via a bracket 22, and the drive shaft 23 of the generator 10 is connected to one end portion of the connecting shaft 13 via a coupling 24.
A cylindrical magnetic member 25 is fixed coaxially to one end portion of the connection shaft 11 adjacent to the connection shaft 13, and is coaxially cylindrical to the connection shaft 13 in a portion adjacent to the connection shaft 11. The magnetic member 26 is fixed, and the magnetic members 25 and 26 form a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force. That is, the magnetic member 25 and the magnetic member 26 are arranged in close contact with each other, but the rotational torque of one magnetic member is transmitted to the other magnetic member.
Similarly, the connecting shafts 11 and 12 are connected to both ends of the connecting shaft 13 via a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force, respectively, and the both ends of the connecting shaft 14 are connected to each other using magnetic force. The connecting shafts 11 and 12 are connected via a contact type drive transmission mechanism.

上述した連結シャフト11〜14、玉軸受16及び21、磁気部材19、20、25及び26により回転伝達機構が構成されている。
この回転伝達機構により、側部フレーム2に取り付けられた3台の風車6と、側部フレーム3に取り付けられた3台の風車7と、部フレーム2と側部フレーム3との間に取り付けられた風車8及び9の回転軸の回転力が、出力軸である連結シャフト13に伝達されることとなる。
The above-described connecting shafts 11 to 14, ball bearings 16 and 21, and magnetic members 19, 20, 25, and 26 constitute a rotation transmission mechanism.
By this rotation transmission mechanism, the three wind turbines 6 attached to the side frame 2, the three wind turbines 7 attached to the side frame 3, and the part frame 2 and the side frame 3 are attached. The rotational force of the rotating shafts of the wind turbines 8 and 9 is transmitted to the connecting shaft 13 that is the output shaft.

そこで、風車6〜9が風を受けて回転軸の周りに回転すると、風車6〜9の回転軸の回転力が集約して連結シャフト13に伝達され、さらに連結シャフト13から発電機10の駆動軸23に回転力が伝達されて発電機10が駆動し、発電が行われる。このため、風力が小さくても、大きな発電量を得ることが可能となる。
また、鉛直方向の回転軸を有する風車6及び7と、水平方向の回転軸を有する風車8及び9とを備えているので、いずれの方向からの風に対しても、いずれかの風車が風を受けて回転し始め、回転伝達機構を介してすべての風車6〜9が回転することとなる。
Therefore, when the wind turbines 6 to 9 receive wind and rotate around the rotation shaft, the rotational forces of the rotation shafts of the wind turbines 6 to 9 are collected and transmitted to the connection shaft 13, and the generator 10 is driven from the connection shaft 13. A rotational force is transmitted to the shaft 23 to drive the generator 10 to generate power. For this reason, even if the wind power is small, it is possible to obtain a large amount of power generation.
In addition, since the wind turbines 6 and 7 having the vertical rotation axis and the wind turbines 8 and 9 having the horizontal rotation shaft are provided, any wind turbine can wind against the wind from any direction. In response to this, all the windmills 6 to 9 are rotated via the rotation transmission mechanism.

この実施の形態1では、支持構造体1をアルミプロファイルから形成すると共に1台の発電機10のみを用いるため、風力発電装置全体の軽量化並びに製造コストの低減化を図ることができる。   In the first embodiment, since the support structure 1 is formed from an aluminum profile and only one generator 10 is used, the entire wind power generator can be reduced in weight and the manufacturing cost can be reduced.

風車6〜9は、一旦停止してしまうと、回転させるために所定以上の風力を要するので、無風時には、発電機10にバッテリ等からわずかな電力を供給することにより発電機10を電動機として回転駆動し、回転伝達機構を介して風車6〜9を低速回転させることが好ましい。
一方、台風等による暴風時には、装置の破損を防止するため、風車6〜9を強制的に回転禁止状態とすることが望ましい。例えば、図6に示されるように、側部フレーム2に腕部27を介してロッド状の回転規制部材28を回動自在に取り付け、暴風時には回転規制部材28を各風車6に当接させることで風車6を回転禁止状態とすることができる。他の風車7〜9に対しても、同様の回転規制部材を取り付けることが好ましい。
Since the wind turbines 6 to 9 require a predetermined amount of wind power to rotate once stopped, the generator 10 is rotated as a motor by supplying a small amount of power from a battery or the like to the generator 10 when there is no wind. It is preferable to drive and rotate the wind turbines 6 to 9 at a low speed via the rotation transmission mechanism.
On the other hand, in the event of a storm due to a typhoon or the like, it is desirable to force the wind turbines 6 to 9 to be in a rotation prohibited state in order to prevent damage to the device. For example, as shown in FIG. 6, a rod-shaped rotation restricting member 28 is rotatably attached to the side frame 2 via the arm portion 27, and the rotation restricting member 28 is brought into contact with each windmill 6 during a storm. Thus, the wind turbine 6 can be in a rotation prohibited state. It is preferable to attach the same rotation restricting member to the other wind turbines 7 to 9 as well.

なお、上記の実施の形態1においては、鉛直方向の回転軸を有する6台の風車6及び7と水平方向の回転軸を有する2台の風車8及び9を有する風力発電装置について述べたが、これに限るものではなく、互いに異なる回転軸を有する2台以上の風車の回転力を回転伝達機構で出力軸に伝達して1台の発電機を駆動するものであればよい。このとき、複数の風車のうちの少なくとも一つの風車が、他の風車の回転軸とは異なる方向に向けられた回転軸を有していれば、風向きに依らずに、より安定した発電を行うことができる。   In the first embodiment, the wind turbine generator having the six wind turbines 6 and 7 having the vertical rotation shaft and the two wind turbines 8 and 9 having the horizontal rotation shaft has been described. However, the present invention is not limited to this, as long as the rotational force of two or more wind turbines having different rotation shafts is transmitted to the output shaft by the rotation transmission mechanism to drive one generator. At this time, if at least one of the plurality of wind turbines has a rotation axis directed in a direction different from the rotation axis of the other wind turbines, more stable power generation is performed regardless of the wind direction. be able to.

実施の形態2
図7に実施の形態2に係る風力発電装置の構成を示す。筺体状の本体部31に風車支持部32が取り付けられ、風車支持部32に複数の風車33がそれぞれ回転可能に取り付けられている。本体部31は、周囲が防風壁34で囲まれると共に上方が開放され、さらに前方に設置された太陽電池パネル35を具備している。風車支持部32は、ほぼ平面的な枠形状に形成され、4段5列に配列され且つ互いに平行な回転軸を有する計20台の風車33を支持している。
Embodiment 2
FIG. 7 shows the configuration of the wind turbine generator according to the second embodiment. A windmill support portion 32 is attached to the box-shaped main body portion 31, and a plurality of windmills 33 are rotatably attached to the windmill support portion 32. The main body 31 includes a solar cell panel 35 that is surrounded by a windbreak wall 34 and that is open at the top and is further installed in the front. The windmill support portion 32 is formed in a substantially planar frame shape, and supports a total of 20 windmills 33 arranged in four rows and five rows and having rotation axes parallel to each other.

図7において、最上段の5台の風車33と2段目の5台の風車33の回転軸にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して水平方向の連結シャフト36が連結され、同様に、3段目の5台の風車33と4段目の5台の風車33の回転軸にそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して水平方向の連結シャフト37が連結されている。さらに、風車支持部32の一側部に鉛直方向に配置された連結シャフト38に、それぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を介して連結シャフト36及び37が連結されている。そして、連結シャフト38がこの実施の形態2における出力軸を形成し、連結シャフト38の一端部に発電機39の駆動軸が連結されている。   In FIG. 7, horizontal connection shafts 36 are connected to the rotation shafts of the top five wind turbines 33 and the second five wind turbines 33 through non-contact type drive transmission mechanisms using magnetic force. Similarly, the horizontal connecting shaft 37 is connected to the rotation shafts of the five wind turbines 33 at the third stage and the five wind turbines 33 at the fourth stage via non-contact type drive transmission mechanisms using magnetic force. Has been. Further, the connecting shafts 36 and 37 are connected to the connecting shaft 38 arranged in the vertical direction on one side of the windmill support portion 32 through a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force. The connecting shaft 38 forms the output shaft in the second embodiment, and the drive shaft of the generator 39 is connected to one end of the connecting shaft 38.

図8に示されるように、風車支持部32に玉軸受40を介して水平方向の連結シャフト36がその軸の周りに回転可能に支持され、最上段の風車33の回転軸41に対して同軸上に固定された円筒形状の磁気部材42と連結シャフト36に対して同軸上に固定された円筒形状の磁気部材43とにより磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構が形成されている。同様に、2段目の風車33の回転軸44に対して同軸上に固定された円筒形状の磁気部材45と連結シャフト36に対して同軸上に固定された円筒形状の磁気部材46とにより磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構が形成されている。   As shown in FIG. 8, a horizontal connection shaft 36 is supported on the windmill support portion 32 via a ball bearing 40 so as to be rotatable around the axis, and is coaxial with the rotation shaft 41 of the uppermost windmill 33. A non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force is formed by the cylindrical magnetic member 42 fixed on the upper surface and the cylindrical magnetic member 43 fixed on the same axis with respect to the connecting shaft 36. Similarly, a magnetic force is generated by a cylindrical magnetic member 45 coaxially fixed to the rotating shaft 44 of the second-stage wind turbine 33 and a cylindrical magnetic member 46 coaxially fixed to the connecting shaft 36. A non-contact type drive transmission mechanism utilizing the above is formed.

さらに、風車支持部32に玉軸受47を介して鉛直方向の連結シャフト38がその軸の周りに回転可能に支持され、連結シャフト36の一端部に同軸上に固定された円筒形状の磁気部材48と連結シャフト38に対して同軸上に固定された円筒形状の磁気部材49とにより磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構が形成されている。
同様にして、3段目の風車33の回転軸と4段目の風車33の回転軸がそれぞれ磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構により水平方向の連結シャフト37に連結されると共に連結シャフト37の一端部が磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構により鉛直方向の連結シャフト38に連結される。
Further, a vertical connecting shaft 38 is supported by the windmill support portion 32 via a ball bearing 47 so as to be rotatable around its axis, and is a cylindrical magnetic member 48 coaxially fixed to one end of the connecting shaft 36. And a cylindrical magnetic member 49 fixed coaxially with respect to the connecting shaft 38 forms a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force.
Similarly, the rotating shaft of the third-stage windmill 33 and the rotating shaft of the fourth-stage windmill 33 are connected to the connecting shaft 37 in the horizontal direction and connected by a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force. One end of 37 is coupled to the vertical coupling shaft 38 by a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force.

上述した連結シャフト36〜38、玉軸受40及び47、磁気部材42、43、45、46、48及び49により回転伝達機構が構成されている。
この回転伝達機構により、20台の風車33のすべての回転軸の回転力が、出力軸である連結シャフト38に伝達されることとなる。
The above-described connecting shafts 36 to 38, ball bearings 40 and 47, and magnetic members 42, 43, 45, 46, 48, and 49 constitute a rotation transmission mechanism.
By this rotation transmission mechanism, the rotational force of all the rotation shafts of the 20 wind turbines 33 is transmitted to the connecting shaft 38 which is an output shaft.

図9に示されるように、風車支持部32は、本体部31に対して起伏可能に取り付けられている。このため、風車支持部32を起立させると、20台の風車33がすべて本体部31の上方に位置して風を受ける体勢となるが、風車支持部32を倒すと、図10に破線で示されるように、20台の風車33はすべて本体部31の内部に収納される。   As shown in FIG. 9, the windmill support portion 32 is attached to the main body portion 31 so as to be raised and lowered. For this reason, when the windmill support portion 32 is erected, all of the 20 windmills 33 are positioned above the main body portion 31 to receive the wind, but when the windmill support portion 32 is tilted, it is shown by a broken line in FIG. As described above, all of the 20 wind turbines 33 are housed inside the main body 31.

この風力発電装置の駆動時には、図7及び図9に示されるように、風車支持部32を起立させて20台の風車33で風を受ける。これにより、20台の風車33の回転軸の回転力が集約して連結シャフト38に伝達され、さらに連結シャフト38から発電機39の駆動軸に回転力が伝達されて発電機39が駆動し、発電が行われる。このため、風力が小さくても、大きな発電量を得ることが可能となる。
一方、暴風時には、図10に破線で示されるように、風車支持部32を倒して20台の風車33を本体部31の内部に収納する。これにより、防風壁34によって風車33を風から保護することができる。
At the time of driving the wind turbine generator, as shown in FIGS. 7 and 9, the windmill support portion 32 is erected and receives wind from the 20 windmills 33. Thereby, the rotational force of the rotating shafts of the 20 wind turbines 33 is collected and transmitted to the connecting shaft 38, and further, the rotating force is transmitted from the connecting shaft 38 to the driving shaft of the generator 39 to drive the generator 39, Power generation is performed. For this reason, even if the wind power is small, it is possible to obtain a large amount of power generation.
On the other hand, during a storm, as shown by a broken line in FIG. 10, the windmill support portion 32 is tilted and the 20 windmills 33 are stored inside the main body portion 31. Thereby, the windmill 33 can be protected from the wind by the windbreak wall 34.

この実施の形態2に係る風力発電装置は、本体部31に配置された太陽電池パネル35を具備しているので、必要に応じて風車33による風力発電と太陽電池パネル35による太陽光発電とを選択的に、あるいは、同時に行って、図示しないバッテリに充電を行うことが可能となる。
なお、風車支持部32は、アルミプロファイル等から形成することができる。
また、上記の実施の形態2においては、風車支持部32が4段5列に配列された計20台の風車33を支持していたが、これに限るものではなく、互いに異なる回転軸を有する2台以上の風車を支持していればよい。
Since the wind turbine generator according to the second embodiment includes the solar cell panel 35 disposed in the main body 31, wind power generation by the windmill 33 and solar power generation by the solar cell panel 35 are performed as necessary. It becomes possible to charge a battery (not shown) selectively or simultaneously.
In addition, the windmill support part 32 can be formed from an aluminum profile or the like.
In the second embodiment, the wind turbine support portions 32 support a total of 20 wind turbines 33 arranged in four rows and five rows. However, the present invention is not limited to this and has different rotation axes. It is only necessary to support two or more windmills.

上記の実施の形態1及び2における回転伝達機構は、磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を含んでいたが、代わりに機械的な歯車等による駆動伝達機構を含むものでもよい。ただし、実施の形態1及び2のように磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を利用すれば、摩擦によるエネルギー損失を未然に回避して、高効率の発電を行うことができる。また、磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を用いれば、強風時等において各風車に過度の回転負荷が作用した場合には、対となっている磁気部材が互いに空転することで、トルクリミッタの機能を有し、破損の防止がなされる。   The rotation transmission mechanism in the first and second embodiments described above includes a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force, but may instead include a drive transmission mechanism using a mechanical gear or the like. However, if a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force is used as in the first and second embodiments, energy loss due to friction can be avoided and high-efficiency power generation can be performed. In addition, if a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force is used, when an excessive rotational load is applied to each windmill during strong winds, the paired magnetic members are idled to generate torque. It has a limiter function and prevents damage.

また、上記の実施の形態1及び2においては、風車6〜9及び33として、翼形状の羽根を有するダリウス型あるいはジャイロミル型の風車を用いたが、これに限るものではなく、プロペラ型、多翼型、パドル型、サボニウス型、クロスフロー型等、各種の風車を用いることができる。   In the first and second embodiments, the windmills 6 to 9 and 33 are Darrieus type or gyromill type windmills having wing-shaped blades. However, the present invention is not limited to this, and a propeller type, Various wind turbines such as a multi-blade type, a paddle type, a Savonius type, and a cross flow type can be used.

この発明の実施の形態1に係る風力発電装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wind power generator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 支持構造体に用いられたアルミプロファイルの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the aluminum profile used for the support structure. 実施の形態1における回転伝達機構を概略的に示す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing a rotation transmission mechanism in the first embodiment. 実施の形態1に係る風力発電装置の要部を示す部分側断面図である。FIG. 3 is a partial side cross-sectional view showing a main part of the wind turbine generator according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る風力発電装置の要部を示す部分平面断面図である。FIG. 3 is a partial plan cross-sectional view showing a main part of the wind turbine generator according to Embodiment 1. 実施の形態1の変形例に係る風力発電装置を示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the wind power generator which concerns on the modification of Embodiment 1. 実施の形態2に係る風力発電装置を示す正面図である。It is a front view which shows the wind power generator which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における回転伝達機構を概略的に示す部分正面図である。FIG. 6 is a partial front view schematically showing a rotation transmission mechanism in a second embodiment. 実施の形態2に係る風力発電装置を示す側面図である。It is a side view which shows the wind power generator which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る風力発電装置を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a wind turbine generator according to Embodiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 支持構造体、2,3 側部フレーム、4,5 連結部材、6〜9,33 風車、10,39 発電機、11〜14,36〜38 連結シャフト、15 ホルダ、16,17,21,40,47 玉軸受、18,41,44 回転軸、19,20,25,26,42,43,45,46,48,49 磁気部材、22 ブラケット、23 駆動軸、24 カップリング、27 腕部、28 回転規制部材、31 本体部、32 風車支持部、34 防風壁、35 太陽電池パネル、2a,2b,3a,3b 水平部材、2c,2d,3c,3d 鉛直部材、D 溝。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support structure, 2, 3 Side frame, 4,5 Connection member, 6-9,33 Windmill, 10,39 Generator, 11-14, 36-38 Connection shaft, 15 Holder, 16, 17, 21, 40, 47 Ball bearing, 18, 41, 44 Rotating shaft, 19, 20, 25, 26, 42, 43, 45, 46, 48, 49 Magnetic member, 22 Bracket, 23 Drive shaft, 24 Coupling, 27 Arm , 28 Rotation restricting member, 31 body portion, 32 windmill support portion, 34 windbreak wall, 35 solar cell panel, 2a, 2b, 3a, 3b horizontal member, 2c, 2d, 3c, 3d vertical member, D groove.

Claims (5)

互いに異なる回転軸を有する複数の風車と、
1本の出力軸と、
前記複数の風車の回転軸の回転力を前記出力軸に伝達するための回転伝達機構と、
前記出力軸に連結された1台の発電機と
を備えたことを特徴とする風力発電装置。
A plurality of windmills having different rotation axes;
One output shaft,
A rotation transmission mechanism for transmitting the rotational force of the rotation shafts of the plurality of wind turbines to the output shaft;
A wind turbine generator comprising: a generator coupled to the output shaft.
前記複数の風車のうちの少なくとも一つは、他の風車の回転軸とは異なる方向に向けられた回転軸を有する請求項1に記載の風力発電装置。   2. The wind turbine generator according to claim 1, wherein at least one of the plurality of wind turbines has a rotation shaft directed in a direction different from a rotation shaft of another wind turbine. 前記回転伝達機構は、磁力を利用した非接触型の駆動伝達機構を含む請求項1または2に記載の風力発電装置。   The wind power generator according to claim 1, wherein the rotation transmission mechanism includes a non-contact type drive transmission mechanism using magnetic force. 前記複数の風車と前記出力軸と前記発電機を支持すると共にアルミプロファイルからなる支持構造体をさらに備えた請求項1〜3のいずれか一項に記載の風力発電装置。   The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a support structure that supports the plurality of wind turbines, the output shaft, and the generator and is made of an aluminum profile. 周囲が防風壁で囲まれると共に上方が開放された本体部と、
前記複数の風車を支持すると共に前記本体部に対して起伏可能に取り付けられた風車支持部とをさらに備え、
駆動時には前記風車支持部を起立させて前記複数の風車を前記本体部の上方に位置させ、暴風時には前記風車支持部を倒して前記複数の風車を前記本体部の内部に収納する請求項1〜3のいずれか一項に記載の風力発電装置。
A body part surrounded by a windbreak wall and opened upward;
A windmill support portion that supports the plurality of windmills and is attached to the main body portion so as to be undulated;
The wind turbine support part is erected at the time of driving to position the plurality of wind turbines above the main body part, and the wind turbine support part is tilted and stored in the main body part during a storm. The wind power generator according to any one of 3.
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