JP2010223099A

JP2010223099A - 複合型風力発電装置

Info

Publication number: JP2010223099A
Application number: JP2009071224A
Authority: JP
Inventors: Akio Hara; 明緒原
Original assignee: NOAI KK
Current assignee: NOAI KK
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP5594811B2

Abstract

【課題】風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせた簡略で、かつ体裁のよい構成で、風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができる複合型風力発電装置を提供する。
【解決手段】複合型風力発電装置１０１は、垂直配置に固定支持される支持基軸６と、支持基軸６により支持される垂直軸垂直翼形の風車２、及び、風車２の回転による発電電力を出力するアウターロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした同軸反転式コアレス発電機１と、風車２のブレード５の表面に取り付けた太陽光パネル１０２と、支持基軸６により支持され前記太陽光パネル１０２から伝送ケーブル１０３aを経て伝送される太陽光電力を出力する太陽光電力伝送体１０４と、を有する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合型風力発電装置に関し、詳しくは、風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせ、風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができる斬新構造の複合型風力発電装置に関するものである。

近年、化石燃料を利用した発電設備による地球の温暖化や環境破壊の防止の観点から、風力による風車の回転を利用した風力発電装置や、太陽熱を利用した太陽光発電設備等のような自然エネルギーを利用した発電設備が種々提案され実用化されている。

また、風力発電装置と、太陽光発電設備とを組み合わせた複合型の発電システムも多く提案されている。

しかし、従来の複合型の発電システムの場合、風力発電のための風車と、太陽光発電のための太陽光パネルとを別構成としたものが殆どであり、風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせた簡略で外観体裁のよい構造のものは見当たらないのが現状である。

特許文献１には、複数のブレードを設けた回転ドームをスラストローラ及びラジアルローラを介して比較的大径のドーム支持体に回転自在に設け、この回転ドームをドーム支持体に嵌合すると共に、回転ドームの回転軸をドーム支持体に貫挿して適宜軸受してこの回転軸の回転から風力発電出力を得るようにし、回転ドーム上面に太陽光発電モジュールを設け、この太陽光発電モジュールの出力と風力発電出力とを集合して電力を得るように構成した風力発電装置が提案されている。

この特許文献１の場合も、風車として機能する回転ドームと、太陽光発電モジュールとを別構成としたもので両者の一体化を図ったものではない。

特開２００３−８３２２８号公報

解決しようとする問題点は、風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせた簡略でかつ体裁のよい構成でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができる複合型風力発電装置が存在しない点である。

本発明は、風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせた簡略でかつ体裁のよい構成で風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得るため、垂直配置に固定支持される支持基軸と、前記支持基軸により支持される垂直軸垂直翼形の風車、及び、該風車の回転による発電電力を出力するロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機と、前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、前記支持基軸により支持され前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を出力する太陽光電力伝送体と、を有することを最も主要な特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、垂直軸垂直翼形の風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせるとともに、ロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機を備えた簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができる複合型風力発電装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、垂直軸垂直翼形の風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせるとともに、アウターロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機を備えた簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができる複合型風力発電装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、各ブレードに取り付けた３個の太陽光パネルとを一体的に組み合わせるとともに、アウターロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機を備えた簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができる複合型風力発電装置を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様な構成で、かつ、コアレス型コイル体を複数段構造とした簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができ、かつ、風力による発電出力を
増大することができる複合型風力発電装置を提供することができる。

請求項５記載の発明によれば、垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、各ブレードに取り付けた３個の太陽光パネルとを一体的に組み合わせるとともに、インナーロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機を備えた簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができる複合型風力発電装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明と同様な構成で、かつ、コアレス型コイル体を複数段構造とした簡略で外観体裁のよい構造の基に、風力、太陽光双方のエネルギーを有効に利用し複合型の発電出力を得ることができ、かつ、風力による発電出力を増大することができる複合型風力発電装置を提供することができる。

本発明の実施例に係る複合型風力発電装置の概略正面図である。本実施例に係る複合型風力発電装置の概略平面図である。本実施例に係る複合型風力発電装置における支持基軸に対するブレード、太陽光パネルの取り付け状態及び太陽光電力伝送体を示す部分拡大図である。本実施例に係る複合型風力発電装置におけるブレード、太陽光パネルを示す拡大斜視図である。本実施例に係る複合型風力発電装置におけるブレードの裏面の拡大斜視図である。本実施例に係る複合型風力発電装置における同軸反転式コアレス発電機を示す概略分解断面図である。本実施例に係る複合型風力発電装置における同軸反転式コアレス発電機の概略平面図である。本実施例の複合型風力発電装置における同軸反転式コアレス発電機の変形例を示す概略分解断面図である。本実施例に係る複合型風力発電装置における同軸反転式コアレス発電機の別の変形例を示す概略分解断面図である。

本発明は、風車と太陽光パネルとを一体的に組み合わせた簡略でかつ体裁のよい構成でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得るという目的を、支持基軸により支持される垂直軸垂直翼形の風車、及び、該風車の回転による発電電力を出力するロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機と、前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、前記支持基軸により支持され前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を出力する太陽光電力伝送体と、による簡略構成で実現した、

以下に、本発明の実施例に係る複合型風力発電装置１０１について図１乃至図７を参照して詳細に説明する。

本実施例に係る複合型風力発電装置１０１は、図１乃至図３に示すように、例えばジャイロミル形（垂直軸垂直翼タイプ）で流線形のブレード５を例えば３枚有する構造の風車２の下端と、この風車２を地上から所定の高さとなるように支持する中空の支持基軸６の上端との間に配置され、風エネルギーで回転する風車２の回転力を利用して発電出力を得る同軸反転式コアレス発電機１と、前記風車２の各ブレード５の表面に各々取り付けた太陽光により発電する例えば多結晶モジュール、アモルファスモジュール構造の３個の太陽光パネル１０２と、前記支持基軸６により前記同軸反転式コアレス発電機１と同軸配置に支持されるとともに、前記太陽光パネル１０２から伝送ケーブル１０３を経て伝送される太陽光電力を集電子１０５を介して取り出す太陽光電力伝送体１０４と、を具備する風力発電、太陽光発電複合型構造に構成している。

前記風車２は、風車軸３に対してアーム４を介して例えば３枚のブレード５を風車軸３の回りに１２０度等間隔配置に取り付け、該風車軸３の下端部３ａを前記同軸反転式コアレス発電機１に取り付け、さらに、前記同軸反転式コアレス発電機１の下側に太陽光電力伝送体１０４を取り付けている。

ここで、前記支持基軸６により前記同軸反転式コアレス発電機１の下側位置において支持される太陽光電力伝送体１０４について、図３を参照して説明する。

前記太陽光電力伝送体１０４は、支持基軸６に対して軸受１１２を介して回転可能に支持された回転環状体１０６と、前記支持基軸６に対して回転環状体１０６の下側でかつ近接配置に嵌着して固定した固定環状体１０７と、一端を回転環状体１０６の外周部に、他端を前記ブレード５の裏面側に連結した中空管状の伝送用アーム１０８と、回転環状体１０６における固定環状体１０７との対向面に配置した集電子１０５を構成するスリップリング１０９と、前記固定環状体１０７における回転環状体１０６との対向面に前記スリップリング１０９と接触するように配置した集電子１０５を構成するブラシ１１０と、を有している。

そして、伝送用アーム１０８を貫通させた伝送ケーブル１０３の一端を前記太陽光パネル１０２に接続し、他端を前記スリップリング１０９に接続している。また、前記ブラシ１１０に一端を接続した別の伝送ケーブル１０３ａを支持基軸６内を経て後述するコントローラ１１１に接続し、さらには図示しない負荷に太陽光パネル１０２による発電出力を供給するように構成している。

尚、図３においては、太陽光パネル１０２の１個分についての電力伝送構造を示すが、残りの２個の太陽光パネル１０２に関しても上述した場合と同様に構成することは言うまでもない。また、前記集電子１０５としては、例えば一次トランス、二次トランスの電磁誘導結合を利用する構成や、磁石と、コイル及び転流用の電子回路とを組み合わせた構成等からなるブラシレス型の集電子とすることもできる。

次に、本実施例に係る複合型風力発電装置１０１におけるブレード５、太陽光パネル１０２の具体例について、図４、図５を参照して説明する。

本実施例においては、前記ブレード５の素材としては耐腐食性でリサイクル可能なアルミニウム合金材を採用し、その側面形状を図４に示すように風力エネルギーにより揚力を生成する流線形状とし、また、全体として平面略長方形状に形成している。

また、前記ブレード５の裏面（風車軸３側の面）には、図５に示すように、複数箇所にわたって風力エネルギーを裏面側から捉える開口部５ａを設けている。

このようなブレード５を採用することにより、風速１ｍ／ｓｅｃから強風時にわたって、また、風向きを問わず風力エネルギーを効率よく発電電力に変換することができ、かつ、機械的強度が高く耐久性、安全性に優れた風車２を構成している。

また、前記ブレード５の表面略全域にわたって、薄板状の太陽光パネル１０２を添着し、ブレード５と太陽光パネル１０２とを一体化した従来に無い簡略構造の複合型の風車２を構成している。

このような本実施例に係る複合型風力発電装置１０１によれば、風車２と太陽光パネル１０２とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができる。尚、風車２としては、前記ブレード３枚構造に限定されるものではなく、４枚構造等も採用できる。

次に、本実施例に係る複合型風力発電装置１０１における同軸反転式コアレス発電機１について、図６、図７を参照して詳述する。

前記同軸反転式コアレス発電機１は、図６に示すように発電機本体１０と、この発電機本体１０を回転可能に支持する軸支体１１とを有している。

前記発電機本体１０は、前記風車２の回転力を受けて回転するアウターロータ１２と、このアウターロータ１２の中央部を軸支し、該アウターロータ１２を回転可能とする発電機軸１３と、前記発電機軸１３により中央部が支持される状態でアウターロータ１２内に内蔵した円盤状のコアレス型コイル体（円盤状に圧縮されたコイルの束）１４と、を有している。

前記発電機軸１３は、下端にネジ１３ａを、上端側に大径部１３ｂを、この大径部１３ｂの下側に突出円板部１３ｃを設けている。

前記アウターロータ１２は、下側が開口した皿円盤状の上部ロータ２１と、上側が開口した皿円盤状の下部ロータ３１とを上下配置に突き合わせて接合し、両者の外周近傍位置において、円形に配列する多数の固定ボルト２２を用いて一体的に固定されるようになっている。

前記アウターロータ１２のうちの上部ロータ２１は、その中央部下側に発電機軸１３の上端部を嵌合させるとともに、その中央部に上側に突出する円柱状の風車取り付け部２１ａを設けている。

前記風車取り付け部２１ａには、円形配置に多数のネジ孔２１ｂが設けられ、前記風車軸３の下端部３ａに接合して図示しない取り付けボルトにより上部ロータ２１と風車軸３の下端部３ａとを一体的に結合し、風車軸３の回転力を伝達するように構成している。

また、前記発電機軸１３における大径部１３ｂの上面側と、その近傍の上部ロータ２１の内底部との間に主軸受２３を配置し、上部ロータ２１、したがってアウターロータ１２を回転可能に軸支している。

前記上部ロータ２１の内底部における前記主軸受２３の外側位置には、大径部１３ｂよりも若干大きい内径を有する円形突部２５が設けられ、この円形突部２５の下端面に全周にわたって円形ギア２６を設けている。

前記上部ロータ２１の内底部における外周近傍位置には、端面を内底面に臨ませる状態で所要数のマグネット２４を円形配置に埋設している。

前記下部ロータ３１は、前記上部ロータ２１と上下略対称形状に形成されている。すなわち、その中央部上面には前記突出円板部１３ｃが入り込む円形凹段部３２が設けられるとともに、この円形凹段部３２の中心位置を前記発電機軸１３が貫通するように構成している。

また、下部ロータ３１の内底部における外周近傍位置には、端面を内底面に臨ませる状態で、かつ、前記上部ロータ２１側のマグネット２４と対向する配置で所要数のマグネット２４を円形配置に埋設している。

このような上部ロータ２１、下部ロータ３１の構成により、両者の内部にコアレス型コイル体１４を収容する収容室３３を形成している。

前記下部ロータ３１の下面側には、その中央部に下側に突出する円柱状の取り付け部３４を設け、この取り付け部３４に円形配置にネジ孔３５を設けている。

前記コアレス型コイル体１４は、前記収容室３３内において前記アウターロータ１２と同軸配置されるとともに、その中央部には、前記上部ロータ２１の円形突部２５が入り込む内径を有する上孔と、前記発電機軸１３の大径部１３ｂより若干大径の下孔とが設けられ、大径部１３ｂが貫通するように構成している。

そして、大径部１３ｂの下端外周と、前記コアレス型コイル体１４の下孔との間に配置した軸受４６を介してコアレス型コイル体１４を前記発電機軸１３により回転可能に支持している。

また、前記コアレス型コイル体１４の上面には、前記上部ロータ２１側のマグネット２４と対応配置で、かつ、近接する状態にコイル部４１を配置し、同様にその下面には、前記下部ロータ３１側のマグネット２４と対応配置で、かつ、近接する状態にコイル部４１を配置している。

さらに、前記コアレス型コイル体１４における上下の各コイル部４１における各コイル部出力端４２は、このコアレス型コイル体１４の下面に臨む位置に配置され、前記円形凹段部３２内に位置する発電機軸１３における突出円板部１３ｃに対向させるように構成している。

そして、前記突出円板部１３ｃの上面に設けた前記各コイル部出力端４２に対応する配置の各ブラシ（集電子）４３、この各ブラシ４３に接続した出力ケーブル４４を介して発電機本体１０による発電出力を取り出すように構成している。

前記各コイル部出力端４２、ブラシ４３の構成に替えて、例えば一次トランス、二次トランスの電磁誘導結合を利用する構成や、コアレス型コイル体１４に磁石を、突出円板部１３ｃ側にコイル及び転流用の電子回路を設けた構成等からなるブラシレス型の集電子とすることもできる。

前記前記コアレス型コイル体１４における下孔を形成する円形突出部１４ａの上面側（上孔側）には、前記円形突部２５の円形ギア２６と同様な円形ギア４５を全周にわたって設けている。

また、前記発電機軸１３の大径部１３ｂ外周には、前記上孔内に位置して回転軸を水平方向とした複数の逆転用ギア５１が取り付けられ、この逆転用ギア５１を前記円形ギア２６、円形ギア４５に各々ギア結合している。

このような構成により、前記アウターロータ１２が図２に示す矢印ａ方向に回転するとき、コアレス型コイル体１４は逆転用ギア５１により図２に示す矢印ｂ方向に逆回転するように構成している。

すなわち、前記アウターロータ１２と、コアレス型コイル体１４とを逆転用ギア５１を用いて同軸反転するように構成している。

前記軸支体１１は、前記発電機軸１３を中央孔６１ａ内に嵌装して下方に突出させ、発電機軸１３のネジ１３ａに下側からナット６２をねじ込んで固定支持する固定支持体６１と、この固定支持体６１上に密接状態で配置され中央部に設けた前記中央孔６１ａと同径の貫通孔７１ａを前記発電機軸１３が貫通する回転支持体７１との重合構造としている。

すなわち、前記回転支持体７１は固定支持体６１に対してこれら両者間に設けた軸受６３を介して回転可能に支持されるとともに、固定支持体６１の上面外周部に設けた円形溝６１ｂに回転支持体７１の下面外周部に設けた円形突条７１ｂを嵌め込み、これにより、回転支持体７１は固定支持体６１上で密接しつつ円滑に回転し得るように構成している。

前記固定支持体６１の側面には、中央孔６１ａの軸線方向と直交する配置にネジ孔６４が設けられ、固定支持体６１の下側から前記支持基軸６の上端部を嵌め込み、ボルト６５を用いて前記軸支体１１を支持基軸６の上端部に取り付けるように構成している。

前記回転支持体７１には、前記下部ロータ３１における取り付け部３４のネジ孔３５に対応する配置に取り付けボルト７２が配置され、回転支持体７１と固定支持体６１とを組み付ける前段階において、この回転支持体７１を前記下部ロータ３１に取り付け、その後固定支持体６１を回転支持体７１に組みつけるように構成している。

前記回転支持体７１における貫通孔７１ａの上端部には、発電機軸１３用の支持軸受７３を配置している。

尚、図２において、５２は上部ロータ２１とコアレス型コイル体１４間、及び、下部ロータ３１とコアレス型コイル体１４間に各々配置したコロ軸受である。

前記同軸反転式コアレス発電機１によれば、前記風車２が風エネルギーにより例えば図２に示す矢印ａ方向に回転するとき、前記アウターロータ１２も矢印ａ方向に回転し、このアウターロータ１２の回転力は、逆転用ギア５１に伝達され、この結果逆転用ギア５１を介してコアレス型コイル体１４は図２に示す矢印ｂ方向に回転する（同軸反転）。

この結果、前記各マグネット２４とコイル部４１との相対速度の上昇に応じた大きい発電出力を前記コアレス型コイル体１４のコイル部出力端４２から前記ブラシ４３、出力ケーブル４４を介してコントローラ１１１に伝送し、さらには図示しない負荷に電力供給を行うことができる。

さらに詳述すると、前記同軸反転式コアレス発電機１によれば、前記アウターロータ１２とコアレス型コイル体１４とを前記風車２の回転に応じて逆転用ギア５１という簡略な要素のみで同軸反転させるように構成しているので、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてアウターロータ１２、コアレス型コイル体１４間に例えば２倍の相対速度を得ることができ、同一の風エネルギーという条件下において通常の風力発電用の発電機よりも大きい発電出力を得ることが可能となる。

具体的には、通常の発電機において１００の回転速度で発電出力が１００であると仮定した場合、本実施例に係る同軸反転式コアレス発電機１によれば、５０の回転速度で１００の発電出力を得ることができる。又は、１００の回転速度であれば２００の発電出力を得ることができる。

次に、図８を参照して前記同軸反転式コアレス発電機１の変形例である同軸反転式コアレス発電機１Ａについて説明する。

変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａは、基本的には既述した同軸反転式コアレス発電機１と同様な原理に基づくものであり、構成も近似していることから前記同軸反転式コアレス発電機１の場合と同一要素には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａは、既述した同軸反転式コアレス発電機１における発電機本体１０に替えて、図４に示す発電機本体１０Ａを採用している。

すなわち、上部ロータ２１、下部ロータ３１の間にこれらと一体的に中ロータ３０を介在させ、上部ロータ２１と中ロータ３０間、中ロータ３０と下部ロータ３１間に上下２段からなる既述した場合と同様な構成からなる収容室３３、３３を備えたアウターロータ１２Ａを用いている。

そして、このアウターロータ１２Ａ内の２個の収容室３３に各々既述した場合と同様な構成からなる２個のコアレス型コイル体１４を配置したこと、これに対応して発電機軸１３にも上下２段にわたって逆転用ギア５１を配置し、２個のコアレス型コイル体１４を同軸反転駆動する構成としたこと、発電機軸１３に上下２段にわたって各ブラシ４３を配置し、各ブラシ４３に出力ケーブル４４を接続して上下２段の各ブラシ４３を介して発電出力を取り出すように構成したことが特徴である。

また、変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａは、図４には示していないが前記軸支体１１により嵌装支持される。

変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａによっても、前記同軸反転式コアレス発電機１の場合と同様にして、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてアウターロータ１２と、各コアレス型コイル体１４、１４間に例えば各々２倍の相対速度を得ることができ、同一の風力エネルギーという条件下においてより大きい発電出力を得ることが可能となる。

これにより、前記同軸反転式コアレス発電機１に替えてこの変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａを採用した複合型風力発電装置１０１とすれば、風車２と太陽光パネル１０２とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、特に風力による発電出力をより増大できる複合型風力発電装置１０１を実現できる。

尚、変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ａにおいては、２段のコアレス型コイル体１４をアウターロータ１２Ａ内に配置した場合を示しているが、この他、アウターロータ内に３段、４段等さらに多段のコアレス型コイル体を配置した構成とすることも可能であり、これらの構造を採用すれば、簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、特により風力による発電出力をさらに増大できる複合型風力発電装置１０１を実現できる。

次に、図９を参照してさらに別の変形例である同軸反転式コアレス発電機１Ｂについて説明する。この同軸反転式コアレス発電機１Ｂは、前記同軸反転式コアレス発電機１と同様な構成を採用しつつ、インナーロータタイプとしたことが特徴である。

尚、図９において、前記同軸反転式コアレス発電機１の場合と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。

図９に示す同軸反転式コアレス発電機１Ｂは、軸支体８１上に固定配置されるインナーロータタイプの発電機本体８０を具備している。

前記発電機本体８０は、ハウジング８３と、前記風車２の回転力を受けて回転する前記アウターロータ１２と略同様な構造のインナーロータ８２と、このインナーロータ８２の中央部を軸支しハウジング８３から下方に突出するとともに、前記インナーロータ８２を回転可能とする既述した場合と同様な発電機軸１３と、前記発電機軸１３により中央部が支持される状態でインナーロータ８２内に内蔵した既述した場合と同様な円盤状のコアレス型コイル体１４と、を有している。

前記ハウジング８３は、インナーロータ８２を構成する上部ロータ２１の風車取り付け部２１ａを除く上面、側面及び下面を覆うように構成している。そして、下面側に取り付け部８３ａを設け、この取り付け部８３ａを軸支体８１上に密接し、軸支体８１に一体的に取り付けられるように構成している。

前記軸支体８１は、前記軸支体１１と略同様な構成であるが、前記回転支持体７１の構成を省略し、例えば上下分割構造の上支持体９１、下支持体９２を具備し、上支持体９１の内部から上方に突出させたボルト９３を前記ハウジング８３の取り付け部８３ａに設けたネジ孔８３ａに螺着することでハウジング８３と一体化するように構成している。

この他の構成は、前記同軸反転式コアレス発電機１の場合と同様である。

この同軸反転式コアレス発電機１Ｂによれば、既述した場合と同様、前記インナーロータ８２、コアレス型コイル体１４の逆方向の回転による前記各マグネット２４とコイル部４１との相対速度の上昇に応じた大きい発電出力を前記コアレス型コイル体１４のコイル部出力端４２から前記ブラシ４３、出力ケーブル４４を介してコントローラ１１１に伝送することができる。

これにより、前記同軸反転式コアレス発電機１の場合と同様、通常のロータ、ステータを使用する発電機に比べてインナーロータ８２、コアレス型コイル体１４間に例えば２倍の相対速度を得ることができ、同一の風力エネルギーという条件下において通常の風力発電用の発電機よりも大きい発電出力を得ることが可能となる。

この場合も、インナーロータ８２内に２段、３段、４段等のように多段のコアレス型コイル体１４を配置する構成とすることももちろん可能であり、これらの場合も前記同軸反転式コアレス発電機１Ａ等の場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。

従って、前記同軸反転式コアレス発電機１に替えてこの別の変形例の同軸反転式コアレス発電機１Ｂを採用した複合型風力発電装置１０１とすれば、風車２と太陽光パネル１０２とを一体的に組み合わせた簡略構造でありながら風力、太陽光双方のエネルギーによる複合的な発電出力を得ることができ、また、多段のコアレス型コイル体１４を配置した構造とすれば、風力による発電出力をより増大できる複合型風力発電装置１０１を実現できる。

本発明の複合型風力発電装置は、街路灯、信号灯、高速道路照明灯、防災、通信あるいはエネルギー基地化などの様々な分野に広範に応用可能である。

１同軸反転式コアレス発電機
１Ａ同軸反転式コアレス発電機
１Ｂ同軸反転式コアレス発電機
２風車
３風車軸
３ａ下端部
４アーム
５ブレード
５ａ開口部
６支持基軸
１０発電機本体
１１軸支体
１２アウターロータ
１３発電機軸
１３ａネジ
１３ｂ大径部
１３ｃ突出円板部
１４コアレス型コイル体
１４ａ円形突出部
２１上部ロータ
２１ａ風車取り付け部
２１ｂネジ孔
２２固定ボルト
２３主軸受
２４マグネット
２５円形突部
２６円形ギア
３０中ロータ
３１下部ロータ
３２円形凹段部
３３収容室
３４取り付け部
３５ネジ孔
４１コイル部
４２コイル部出力端
４３ブラシ
４４出力ケーブル
４５円形ギア
４６軸受
５１逆転用ギア
５２コロ軸受
６１固定支持体
６１ａ中央孔
６１ｂ円形溝
６２ナット
６３軸受
６４ネジ孔
６５ボルト
７１回転支持体
７１ａ貫通孔
７１ｂ円形突条
７２取り付けボルト
７３支持軸受
８０発電機本体
８１軸支体
８２インナーロータ
８３ハウジング
８３ａ取り付け部
９１上支持体
９２下支持体
９３ボルト
１０１複合型風力発電装置
１０２太陽光パネル
１０３伝送ケーブル
１０３ａ伝送ケーブル
１０４太陽光電力伝送体
１０５集電子
１０６回転環状体
１０７固定環状体
１０８伝送用アーム
１０９スリップリング
１１０ブラシ
１１１コントローラ
１１２軸受

Claims

垂直配置に固定支持される支持基軸と、
前記支持基軸により支持される垂直軸垂直翼形の風車、及び、該風車の回転による発電電力を出力するロータ、コアレス型コイル体を同軸反転式とした発電機と、
前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、
前記支持基軸により支持され前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を出力する太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。
垂直配置に固定支持される支持基軸と、
支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形の風車と、
発電機軸と、該発電機軸により回転可能に支持され、前記風車の回転力により回転駆動されるマグネット付きのアウターロータと、前記アウターロータ内に同軸配置にかつ発電機軸により支持されて回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してアウターロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記アウターロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置した集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、
前記風車の垂直翼の表面に取り付けた太陽光パネルと、
前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。
垂直配置に固定支持される支持基軸と、
支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、
発電機軸と、該発電機軸により回転可能に支持され、前記風車の回転力により回転駆動されるマグネット付きのアウターロータと、前記アウターロータ内に同軸配置にかつ発電機軸により支持されて回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してアウターロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記アウターロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置した集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、
前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、
前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。
垂直配置に固定支持される支持基軸と、
支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、
発電機軸と、
該発電機軸により回転可能に支持され、外力により回転駆動されるとともに、内部に発電機軸に沿う方向の多段にわたる収容室を設け、該収容室の壁面に各々マグネットを配置したアウターロータと、
前記各収容室内に同軸配置にかつ発電機軸により回転可能に支持されて内蔵され、前記各マグネットと対応配置に各コイル部を配置した多段のコアレス型コイル体と、
前記発電機軸により軸支され、前記アウターロータと各段のコアレス型コイル体双方に円形配置に設けた各円形ギアと各々ギア結合してアウターロータの回転に応じて各コアレス型コイル体を逆方向に回転させる多段の逆転用ギアと、
を有し、前記アウターロータ、各コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記各マグネットと各コイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記各コアレス型コイル体の各コイル部出力端から前記発電機軸の周りに多段にわたって固定配置した各集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、
前記風車の各ブレードの表面に取り付けた太陽光パネルと、
前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。
垂直配置に固定支持される支持基軸と、
支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、
固定配置のハウジングと、前記ハウジング内に固定支持された発電機軸と、前記ハウジング内において発電機軸により回転可能に支持されるとともに、外力により回転駆動されるマグネット付きのインナーロータと、前記ハウジング内に同軸配置にかつ発電機軸により回転可能に内蔵され、前記マグネットと対応配置にコイル部を配置したコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記インナーロータ、コアレス型コイル体双方に円形配置に設けた円形ギアとギア結合してインナーロータの回転に応じてコアレス型コイル体を逆方向に回転させる逆転用ギアと、を有し、前記インナーロータ、コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記マグネットとコイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体のコイル部出力端から前記発電機軸の周りに固定配置したブラシを介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、
前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、
前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。
垂直配置に固定支持される支持基軸と、
支持基軸上に支持される垂直軸垂直翼形で流線形ブレード３枚構造の風車と、
固定配置のハウジングと、前記ハウジング内に固定支持された発電機軸と、前記ハウジング内において発電機軸により回転可能に支持され、外力により回転駆動されるとともに、内部に発電機軸に沿う方向の多段にわたる収容室を設け、該収容室の壁面に各々マグネットを配置したインナーロータと、前記各収容室内に同軸配置にかつ発電機軸により各々回転可能に支持されて内蔵され、前記各マグネットと対応配置に各コイル部を配置した多段のコアレス型コイル体と、前記発電機軸により軸支され、前記インナーロータ、コアレス型コイル体双方に多段にわたって円形配置に設けた各円形ギアとギア結合してインナーロータの回転に応じて各コアレス型コイル体を逆方向に回転させる多段の逆転用ギアと、を有し、前記インナーロータ、各コアレス型コイル体の逆方向の回転による前記各マグネットと各コイル部との相対速度の上昇に応じた発電出力を前記コアレス型コイル体の各コイル部出力端から前記発電機軸の周りに多段にわたって固定配置した各集電子を介して取り出すように構成し、前記支持基軸により支持される同軸反転式の発電機と、
前記風車の各ブレードの表面に取り付けた３箇所の太陽光パネルと、
前記支持基軸により前記発電機と同軸配置に支持されるとともに、前記各太陽光パネルから伝送ケーブルを経て伝送される太陽光電力を集電子を介して取り出す太陽光電力伝送体と、
を有することを特徴とする複合型風力発電装置。