JP2011102546A - 複合型風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラ風車とマグナス風車とを併設してマグナス風車の大形化を図ることができ、発電量の増大を図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】水平回転軸１３に複数のプロペラ羽根２ａを配設したプロペラ風車２と、外面に螺旋状の凸部を形成して垂直中心軸３ａ１回りに回転する複数のマグナスブレード３ａ、回転円筒体、これらマグナスブレードを回転可能にそれぞれ支持する垂直中心軸３ａ１、マグナスブレード３ａの垂直中心軸回りの回転力を水平回転軸１４に伝動するベベルギア機構１２を有するマグナス風車３と、このマグナス風車３の水平回転軸およびプロペラ風車の水平回転軸によりそれぞれ駆動される発電機１６，１７と、各マグナス風車の垂直中心軸の外端部を隣り合うプロペラ羽根に固定する連結軸１１と、を具備し、プロペラ風車の水平回転軸とマグナス風車の水平回転軸は、その一方が円筒体により形成され、その他方がこの円筒体内を遊びを持って軸方向に挿通する２重軸に構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水平回転軸を有するプロペラ風車と、垂直回転軸を有するマグナス風車とを具備した複合型風力発電装置に関する。

従来から風力発電装置としては、種々のものが提案されている。その中でも、最も普及しているのは、水平回転軸を有するプロペラ風車（例えば、特許文献１参照）を用いたプロペラ型の風力発電装置が知られている。

一般に、この種のプロペラ型風力発電装置では、その発電量がプロペラ風車の半径の２乗と風速の３乗とに比例するので、プロペラ風車の半径の大型化が図られ、発電効率と採算性の向上が図られている。

また、地上付近では、地形や障害物等による摩擦があり、風速も遅いが、高所の方が風が強く、風を効率よく捕捉できるので、プロペラ風車を支持する支柱の高さも高くなっている。

したがって、一般に、年間を通して風が強い風況の良い場所が望ましいが、風土が狭く複雑な地形の多い日本国内では設置場所が限られるという課題がある。また、バードストライク等鳥類等の生態系に影響を与えるという課題もある。

一方、近年では、マグナス風車を用いたマグナス型風力発電装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、風を受けて垂直中心軸回りに回転する複数の回転円筒体を水平回転軸に対して放射状に配設し、これら回転円筒体の垂直中心軸回りの回転を伝動機構により水平回転に変換して水平回転軸に伝動し、この水平回転軸により発電機を駆動するものである。

また、このマグナス風車は、一般に小形であり、比較的弱い風によっても回転円筒体自体を回転させることができる。

特開２００７−９８２２号公報 特開２００７−８５３２７号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているマグナス型風力発電装置では、水平回転軸に放射状に配設した複数の回転円筒体の内端部を片持ち支持し、外端部を支持せずに、単なる自由端に形成しているので、これら回転円筒体の垂直軸方向長さを長尺化して大形化を図ることが困難であるという課題がある。

すなわち、複数の回転円筒体は片持ちであるので、撓みが発生し、この撓みが回転円筒体の揚力により増幅されるという課題がある。このために、回転円筒体自体の撓曲による破損や、回転円筒体の垂直回転力を水平回転力に変換して水平回転軸に伝動する、例えばベベルギア同士等の伝動機構の噛み合いに外れやロックが発生し、破損する虞がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、プロペラ風車とマグナス風車とを併設してマグナス風車の大形化を図ることができ、発電量の増大を図ることができる複合型風力発電装置を提供することにある。

請求項１に係る複合型風力発電装置は、水平回転軸に複数のプロペラ羽根を配設したプロペラ風車と、外面に螺旋状の凸部を形成して垂直中心軸回りに回転する複数の回転円筒体、これら回転円筒体を回転可能にそれぞれ支持する垂直中心軸、この垂直中心軸回りの回転力を水平回転軸に伝動する伝動機構を有するマグナス風車と、このマグナス風車の水平回転軸および前記プロペラ風車の水平回転軸によりそれぞれ駆動される発電機と、前記各マグナス風車の垂直中心軸の外端部を隣り合う前記プロペラ羽根に固定する固定手段と、を具備し、前記プロペラ風車の水平回転軸と前記マグナス風車の水平回転軸は、その一方が円筒体により形成され、その他方がこの円筒体内を遊びを持って軸方向に挿通する２重軸に構成されていることを特徴とする。

請求項２に係る複合型風力発電装置は、前記マグナス風車の円筒体を、前記プロペラ羽根の風受け方向前方に所要の間隔を置いて配設していることを特徴とする。

請求項３に係る複合型風力発電装置は、前記マグナス風車の回転円筒体を、前記プロペラ羽根に対してその風受け方向で重なるように配設していることを特徴とする。

請求項４に係る複合型風力発電装置は、前記マグナス風車の回転円筒体を、前記プロペラ羽根の回転方向にずれて配設していることを特徴とする。

請求項５に係る複合型風力発電装置は、前記回転円筒体の外端側を同心状に囲み、これら回転円筒体の垂直中心軸を固定させる一方、前記プロペラ羽根の外端部に固定され、前記プロペラ風車にその回転方向と同一の回転力を与えるように傾斜された複数の羽根を有する車輪型風車を具備していることを特徴とする。

請求項６に係る複合型風力発電装置は、前記プロペラ羽根を固着するボスおよびこのボスに結合された水平回転軸、前記マグナス風車の伝動機構および水平回転軸、前記発電機および前記プロペラ風車とマグナス風車の各水平回転軸をそれぞれ回転可能に支持する軸受を収容する本体ケーシングと、この本体ケーシングを回転可能に支持する支柱と、を具備していることを特徴とする。

請求項７に係る複合型風力発電装置は、前記本体ケーシングを前記支柱回りに回動させる方位制御用モータと、前記プロペラ風車が受ける風の方向を検出する風向検出器と、この風向検出器により検出された風向に前記プロペラ風車が正対するように前記本体ケーシングを回動させる方位制御信号を前記方位制御用モータに与える方位制御装置と、を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、プロペラ風車の発電機と、マグナス風車の発電機の両者により発電するので、複合型風力発電装置としての発電効率を向上させることができる。

また、マグナス風車の複数の回転円筒体を回転可能にそれぞれ支持する各垂直中心軸の外端部を、隣り合うプロペラ羽根に固定手段により固定しているので、マグナス風車の各回転円筒体に発生する揚力を固定手段を介して各プロペラ羽根に回転力として与えることができる。このために、プロペラ風車の水平回転軸を、プロペラ羽根の回転力と、マグナス風車の各回転円筒体の揚力との合成力により回転させることができる。これにより、プロペラ風車による発電効率を向上させることができる。

さらに、マグナス風車の各回転円筒体の各垂直中心軸の外端部を、隣り合うプロペラ羽根に固定するので、各回転円筒体の軸方向長さの強度を増強することができる。このために、回転円筒体の軸方向長さの長尺化等の大形化を図ることができるので、さらに発電効率の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る複合型風力発電装置の構成を、その一部を断面で示す模式図。 図１で示す本発明の第１の実施形態に係る複合型風力発電装置の斜視図。 図１で示すマグナスブレードの一部切欠き正面図。 図１，図２で示すプロペラ風車とマグナス風車の位置関係を示す拡大正面図。 図１，図２で示すマグナス風車の伝動機構を断面で示す正面図。 本発明の第２の実施形態に係る複合型風力発電装置のプロペラ風車とマグナス風車の要部正面図。 本発明の第３の実施形態に係る複合型風力発電装置のプロペラ風車とマグナス風車の要部正面図。 本発明の第４の実施形態に係る複合型風力発電装置のプロペラ風車、マグナス風車、車輪型風車の要部正面図。 図８で示す車輪型風車を断面で示す要部模式図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、これら複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

図２に示すように本発明の第１の実施形態に係る複合型風力発電装置１は、プロペラ風車２、その前方、すなわち、風上側に並設されるマグナス風車３、これら風車２，３を支持する本体ケーシングの一例であるナセル４およびナセル４を回動可能に支持する支柱のポール５を具備している。

ポール５は、その図２中、下端部に、地面６より下の地中に埋設される基礎部５ａを一体に連成し、この基礎部５ａを、地中に埋設された基台７上に立設している。地面６上には、変圧器８、系統連係保護装置９、方位制御装置１０を配設している。系統連係保護装置９は、複合型風力発電装置１により発電され、変圧器８により所要の電圧に変圧された電力を図示しない電力系統に連係させる。

方位制御装置１０は、風向を検出する風向検出器（図示省略）からの風向検出信号を受けて、ナセル４、すなわちプロペラ風車２とマグナス風車３とを風の吹き出し方向に正対させる方角に制御するための方位制御信号を方位制御用モータ１０ａ（図１参照）に与える。方位制御用モータ１０ａは、例えばステップモータ等により構成されており、ポール５内を挿通する図示しない配線により方位制御装置１０に電気的に接続されている。

ナセル４は、その図２中、前部にロータ部４ａを配設し、その後部に本体部４ｂを一体に形成している。ロータ部４ａは、円筒状のロータ部本体４ａ１の前端部に、ドーム状流線形状のフロントフェアリング４ｃを配設し、その背後に、円筒状のマグナスロータ部４ｄ、円筒状のプロペラロータ部４ｅを、この順に、各ロータ部４ｄ，４ｅの中心軸回りに回転可能に並設している。これら両ロータ部４ｄ，４ｅは、ロータ部本体４ａ１内に配設された図示省略のベアリングにより回転可能に支持されている。

プロペラロータ部４ｅは、その円筒状外周面に、周方向に例えば１２０°等所要のピッチを置いて、プロペラ風車４の複数、例えば３枚のプロペラ羽根２ａ，２ａ，２ａを固着している。また、マグナスロータ部４ｄは、その外周面に、各プロペラ羽根２ａの固着位置と同じ間隔、つまり、周方向に１２０°等所要のピッチを置いて、マグナス風車３の複数、例えば３枚のマグナスブレード３ａ，３ａ，３ａをその垂直中心軸３ａ１回りに回転可能に配設している。

図３に示すように、各マグナスブレード３ａは、その垂直中心軸３ａ１に、これよりも大径の長尺の回転円筒体３ａ２を同心状に回転可能に設けている。回転円筒体３ａ２は、その軸方向長さがプロペラ羽根２ａよりも短く、その外周面には、小幅帯状のフィン３ａ３を、例えば図３中白矢印に示す方向に回転するように軸方向ほぼ全長に亘って螺旋状に巻回して固着し、螺旋状の凸部を形成している。

回転円筒体３ａ２は、その外端部（図３では上端部）に、端板３ａ４を固着し、この端板３ａ４を垂直中心軸３ａ１が貫通して図３中，上方へ突出している。一方、回転円筒体３ａ２の内端部（図３では下端部）には、円筒状の口金３ａ５を同心状に固着している。この口金３ａ５はマグナスロータ部４ｄに、垂直中心軸３ａ１回りに回転可能に貫通した状態で配設されている。

このために、マグナスブレード３ａは、例えば図３中正面から風を受けると、垂直中心軸３ａ１回りに図３中白矢印方向（反時計方向）に回転する。このために、マグナスブレード３ａ回りに圧力差が発生し、その圧力差により、図中、大矢線方向に揚力が発生する。このために、マグナスロータ部４ｄは図中小矢線方向に回転する。

図４は各プロペラ羽根２ａと各マグナスブレード３ａとの位置関係を主に示す要部正面図である。この図４に示すように各マグナスブレード３ａは、各プロペラ羽根２ａの風受け方向前方において、ほぼ同心状に並設される。但し、図１，図２に示すように、各プロペラ羽根２ａと各マグナスブレード３ａとは、その風受け方向前後（図１では左右方向）に所要の間隔が形成されている。各マグナスブレード３ａの垂直中心軸３ａ１の外端部には、固定手段の一例である連結軸１１をほぼ直角に固定している。

図１，図２にも示すように、各連結軸１１は、その先端部を、図２に示すように図中左右方向で隣り合う各プロペラ羽根２ａの外端部正面に固着している。なお、各固定軸１１は各垂直中心軸３ａ１を長く形成してほぼ直角に折曲することにより一体に構成してもよい。

図１，図５に示すように、ロータ部本体４ｂは、マグナスロータ部４ｄの内側において、各マグナスブレード３ａの垂直回転を水平回転に変換する伝動機構の一例としてベベルギア機構１２を同心状に配設している。ベベルギア機構１２は、従動側の大ベベルギア１２ａと、これに例えば周方向１２０°ずれた位置において、直交する方向で噛み合う主動側の小ベベルギア１２ｂを有し、各小ベベルギア１２ｂには、各マグナスブレード３ａの口金３ａ５の内端部が同心状に固着されている。

図１に示すように大ベベルギア１２ａには水平回転軸であるマグナス軸１３を同心状に固着している。このマグナス軸１３は、これよりも大径で中空の水平回転軸であるプロペラ軸１４の軸心部を遊びを持って軸方向に挿通する２重軸の内軸に構成されている。

プロペラ軸１４は、その図１中右端部において、その外周に円環状のボス部１４ａを同心状に固着している。ボス部１４ａは複数の帯板状のアーム１４ｂ，１４ｂ，…を介してプロペラロータ部４ｅの内面に固着されている。プロペラ軸１４とマグナス軸１３は、ロータ本体部４ｂ内において、その軸方向適宜箇所において、そのラジアル方向とスラスト方向で複数のベアリング１５，１５，…により、回転可能に支承される。

プロペラ軸１４は、その後端部（図１では左端部）外周に環状の主動ギア１４ａを同心状に固着し、この主動ギア１４ａに噛み合う従動ギア１４ｂにプロペラ側発電機１６の入力軸１６ａを同心状に固着している。

マグナス軸１３は、プロペラ軸１４の後端よりも後方（図１では左側方）へ若干突出し、その突出端部外周に主動ギア１３ａを同心状に固着し、この主動ギア１３ａに噛み合う従動ギア１３ｂを、マグナス側発電機１７の入力軸１７ａに同心状に固着している。これら発電機１６，１７の電気出力側はポール５内を配線された図示しない電力線により変圧器８（図２参照）に電気的に接続されている。なお、これら発電機１６，１７の入力軸１６ａ，１７ａ側には図示しない増速機または減速機を適宜設けてもよい。

そして、方位制御用モータ１０ａは、プロペラ側，マグナス側発電機１６，１７の少なくとも一方、または図示しない別途電源から受電する一方、その出力軸（図示省略）を、ナセル４の重心部にて、その本体部４ｂ内に突出する固定軸５ａの突出端部に固着した状態で本体部４ｂ内に固定され、固定軸５ａ回りにナセル４を回動させるようになっている。

次に、このように構成された複合型風力発電装置１の作用を説明する。

まず、方位制御装置１０は、図示しない風向検出器からの風向検出信号を受けて、その風向にマグナス風車３とプロペラ風車２が正対する方位にナセル４を回動させる方位制御信号を図示しない信号線を介して方位制御用モータ１０ａに与える。

方位制御用モータ１０ａは、入力された方位制御信号に応じて、その出力軸を回動させる。方位制御用モータ１０ａはナセル４内に固定されているので、方位制御用モータ１０ａの出力軸に固着されたポール５の固定軸５ａ回りに、ナセル４を回動させ、プロペラ風車２とマグナス風車３を常に風向方向に正対させることができる。

そして、図５に示すように各マグナスブレード３ａは風を受けて、その各回転円筒体３ａが図５中白矢印に示す方向に垂直回転軸３ａ１回りに回転すると共に、大白矢線方向に揚力が発生するので、この揚力によりマグナスロータ部４ｄがその中心（マグナス軸１３）回りに回転する。

各マグナスブレード３ａの垂直回転軸３ａ１回りの垂直回転は、ベベルギア機構１２により水平回転に変換されて、水平回転軸１３に伝動される。したがって、この水平回転軸１３には各マグナスブレード３ａの回転力とその揚力による回転力が合成されて伝動される。

一方、プロペラ風車２の回転力は水平回転軸のプロペラ軸１４に伝動される。このプロペラ軸１４によりプロペラ側発電機１６が駆動されて発電し、マグナス側発電機１７はマグナス軸１３により駆動されて発電する。これらで発電された電力は、ポール５内の図示省略の配線を介して変圧器８に送電され、ここで所要の電圧に変圧されてから、系統連係保護装置９により所要の電気的処理を経て電力系統に送電される。

したがって、この複合型風力発電装置１によれば、プロペラ風車２とマグナス風車３の両者によりそれぞれ発電するので、これら両風車２，３の一方により発電する揚合に比して発電量の増大を図ることができる。その結果、発電効率を向上できる。

また、プロペラ軸１４とマグナス軸１３を２重軸に構成したので、これらを収容するナセル本体部４ｂの大形化と重量化を抑制できる。

そして、複合型風力発電装置１は、各マグナスブレード３ａの垂直中心軸３ａ１を連結軸１１により各プロペラ羽根２ａに連結しているので、各マグナスブレード３ａの揚力を各プロペラ羽根２ａに与えることができる。このために、プロペラ風車２の回転力を増強し、単位時間当りの回転速度を速くできるので、さらに発電量を増大させることができる。

さらにまた、各マグナスブレード３ａの外端部（先端部）を連結軸１１により各プロペラ羽根２ａに連結することにより支持しているので、各マグナスブレード３ａの外端部を支持せずに自由端に形成している場合に比して、各マグナスブレード３ａの支持強度が増強されるので、その撓曲や変形を抑制できる。

このために、マグナスブレード３ａ自体の破損や大ベベルギア１２ａと小ベベルギア１２ｂの噛み合いの外れやロックを抑制または防止できる。

さらに、各マグナスブレード３ａの外端部を支持するので、その分、各マグナスブレード３ａの長尺化を図り、マグナス風車３の大形化とそれに伴う発電効率の向上を図ることができる。

図６は本発明の第２の実施形態に係る複合型風力発電装置１Ａの要部正面図である。この図６に示すようにこの複合型風力発電装置１Ａは、上記第１の実施形態に係る複合型風力発電装置１におけるプロペラ羽根２ａとマグナスブレード３ａとを、３枚から６枚に増設した点に特徴があり、これ以外の構成は上記複合型風力発電装置１と同様である。

したがって、この複合型風力発電装置１Ａによれば、各プロペラ羽根２ａと各マグナスブレード３ａとにより、受ける風量がこれらプロペラ羽根２ａとマグナスブレード３ａの増設分増加するので、発電量と発電効率の向上を図ることができる。なお、これらプロペラ羽根２ａとマグナスブレード３ａは４枚や５枚でもよく、７枚以上でもよい。

図７は本発明の第３の実施形態に係る複合型風力発電装置１Ｂの要部正面図である。この図７に示すようにこの複合型風力発電装置１Ｂは、上記第１の実施形態に係る複合型風力発電装置１におけるマグナス風車３の各マグナスブレード３ａを、正面視で、各プロペラ羽根２ａに同心状に設けずに、各マグナスブレード３ａの外端部が各プロペラ羽根２ａの回転方向へ所要角ずれるように配置し、そのずれた位置で各マグナスブレード３ａの垂直中心軸３ａ１の外端部を各連結軸１１により、隣り合うプロペラ羽根２ａの外端部に固定した点に特徴がある。これ以外の構成は上記複合型風力発電装置１と同様である。

したがって、各連結軸１１Ａは、上記複合型風力発電装置１の連結軸１１よりもマグナスブレード３ａをプロペラ羽根２ａの回転方向へ所要角ずらした分だけ、その回転方向に平行の部分の長さが長くなる。

この第３実施形態に係る複合型風力発電装置１１Ｂによれば、風を受ける正面において、各マグナスブレード３ａが各プロペラ羽根２ａの回転方向にずれた分、各プロペラ羽根２ａが各マグナスブレード３ａの影響を受けずに、直接風を受ける面積が増大するので、その分、プロペラ風車２の単位時間当りの回転速度を高めることができる。このために、プロペラ風車側発電機１６の発電量と発電効率を向上させることができる。

図８は本発明の第４の実施形態に係る複合型風力発電装置１Ｃの要部正面図である。この図８に示すようにこの複合型風力発電装置１Ｃは、上記第１の実施形態に係る複合型風力発電装置１，１Ａ，１Ｂの前記連結軸１１，１１ａに代えて車輪型風車８を設けた点に特徴がある。この複合型風力発電装置１Ｃは、各マグナスブレード３ａを、これらと周方向で隣り合うプロペラ羽根２ａ，２ａ同士の中間部、例えば一方のプロペラ羽根２ａから中心角で約６０°ずれた位置にそれぞれ配置し、そのずれた位置で各マグナスブレード３ａと各プロペラ羽根２ａとに、車輪型風車１８を同心状に固着している。

図９に示すように車輪型風車１８は、正面形状が円形環状の前部環状部１８ａと、これと同形同大の後部環状部１８ｂと、これら前，後部環状部１８ａ，１８ｂの外周面上を前後方向（図８では図面の表裏方向。図９では左右方向）に横架されて固着される複数枚の羽根１８ｃ，１８ｃ，…と、を具備している。

前部環状部１８ａは、マグナス風車３の直径、すなわち、図９中上下方向に位置するマグナスブレード３ａ，３ａの長さと、これらの垂直中心軸３ａ１，３ａ１の長さの和である直径よりも所要径大きく形成されている。前部環状部１８ａは、その内周面に、各マグナスブレード３ａの垂直中心軸３ａ１の外端部をそれぞれ固着して支持している。

図９に示すように後部環状部１８ｂは、前部環状部１８ａと同心状に配置されて、その背面を各プロペラ羽根２ａの先端部（外端部）正面に固着している。

各羽根１８ｃは、所要大の例えば矩形平板により形成され、図８に示すように前，後部環状部１８ａ，１８ｂの周方向に所要のピッチを置いて固着される。各羽根１８ｃは、前部環状部１８ａと後部環状部１８ｂの対向方向、すなわち、車輪型風車１８の軸方向に平行な方向に対して所要角度傾斜して配設されている。この傾斜角は図８の矢印線で示すプロペラ風車２の回転方向に車輪型風車１８が回動する力を発生させる方向と角度に調整されている。

したがって、この複合型風力発電装置１Ｃによれば、複数枚のプロペラ羽根２ａ２ａ，２ａに同心状に固着された円形環状の車輪型風車１８により、複数のマグナスブレード３ａ，３ａ，３ａの各垂直中心軸３ａ１を固着させるので、各垂直中心軸３ａ１の固着強度（支持強度）を増強させることができる。

このために、マグナスブレード３ａの長尺化や大型化を図って発電容量の増大と発電効率の向上を図ることができる。

また、車輪型風車１８とマグナス風車３にそれぞれ発生した回動力をプロペラ風車２にそれぞれ与えることができるので、プロペラ風車２の単位時間当りの回転速度を向上させることができる。このために、発電量と発電効率を一層向上できる。

そして、車輪型風車１８は、前，後部環状部１８ａ，１８ｂを円形環状のフレームにより形成し、さらに、これら前，後部環状部１８ａ，１８ｂを前後方向で連結する複数の羽根１８ｃ，１８ｃ，…を、矩形平板により形成しているので、車輪型風車１８の軽量化を図ることができる。

１ 複合型風力発電装置
２ プロペラ風車
２ａ プロペラ羽根
３ マグナス風車
３ａ マグナスブレード
３ａ１ 垂直中心軸
３ａ２ 回転円筒体
３ａ３ フィン
３ａ４ 端板
４ ナセル（本体ケーシング）
４ａ ロータ部
４ａ１ ロータ部本体
４ｂ 本体部
４ｃ フロントフェアリング
４ｄ マグナスロータ部
４ｅ プロペラロータ部
５ ポール
６ 地面
７ 基台
８ 変圧器
９ 系統連係保護装置
１０ 方位制御装置
１０ａ 方位制御用モータ
１１ 固定軸
１２ ベベルギア機構
１２ａ 大ベベルギア
１２ｂ 小ベベルギア
１３ マグナス軸
１４ プロペラ軸
１５ ベアリング
１６ プロペラ側発電機
１６ａ プロペラ側発電機の入力軸
１７ マグナス側発電機
１７ａ マグナス側発電機の入力軸
１８ 車輪型風車
１８ａ 前部環状部
１８ｂ 後部環状部
１８ｃ 羽根

Claims (7)

1. 水平回転軸に複数のプロペラ羽根を配設したプロペラ風車と、
   外面に螺旋状の凸部を形成して垂直中心軸回りに回転する複数の回転円筒体、これら回転円筒体を回転可能にそれぞれ支持する垂直中心軸、この垂直中心軸回りの回転力を水平回転軸に伝動する伝動機構を有するマグナス風車と、
   このマグナス風車の水平回転軸および前記プロペラ風車の水平回転軸によりそれぞれ駆動される発電機と、
   前記各マグナス風車の垂直中心軸の外端部を隣り合う前記プロペラ羽根に固定する固定手段と、
   を具備し、
   前記プロペラ風車の水平回転軸と前記マグナス風車の水平回転軸は、その一方が円筒体により形成され、その他方がこの円筒体内を遊びを持って軸方向に挿通する２重軸に構成されていることを特徴とする複合型風力発電装置。
2. 前記マグナス風車の円筒体を、前記プロペラ羽根の風受け方向前方に所要の間隔を置いて配設していることを特徴とする請求項１記載の複合型風力発電装置。
3. 前記マグナス風車の回転円筒体を、前記プロペラ羽根に対してその風受け方向で重なるように配設していることを特徴とする請求項１または２記載の複合型風力発電装置。
4. 前記マグナス風車の回転円筒体を、前記プロペラ羽根の回転方向にずれて配設していることを特徴とする請求項１または２記載の複合型風力発電装置。
5. 前記回転円筒体の外端側を同心状に囲み、これら回転円筒体の垂直中心軸を固定させる一方、前記プロペラ羽根の外端部に固定され、前記プロペラ風車にその回転方向と同一の回転力を与えるように傾斜された複数の羽根を有する車輪型風車を具備していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合型風力発電装置。
6. 前記プロペラ羽根を固着するボスおよびこのボスに結合された水平回転軸、前記マグナス風車の伝動機構および水平回転軸、前記発電機および前記プロペラ風車とマグナス風車の各水平回転軸をそれぞれ回転可能に支持する軸受を収容する本体ケーシングと、
   この本体ケーシングを回転可能に支持する支柱と、
   を具備していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合型風力発電装置。
7. 前記本体ケーシングを前記支柱回りに回動させる方位制御用モータと、
   前記プロペラ風車が受ける風の方向を検出する風向検出器と、
   この風向検出器により検出された風向に前記プロペラ風車が正対するように前記本体ケーシングを回動させる方位制御信号を前記方位制御用モータに与える方位制御装置と、
   を具備していることを特徴とする請求項６記載の複合型風力発電装置。

Images