JP2011190791A

JP2011190791A - 垂直型風力発電装置における補助動力付発電装置

Info

Publication number: JP2011190791A
Application number: JP2010085518A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Imada; 義夫今田; Kazuya Takebayashi; 和哉竹林
Original assignee: IMADA SUMIKO
Current assignee: IMADA SUMIKO
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】垂直型風力発電装置において、風力は、常に一定以上あることはなく、低下や停止するので、発電能力の低下と停止で発電効率が非常に悪かった。風力が低下した場合でも常時ブレードを一定以上で回転させ、発電効率の低下を防ぐ補助動力付発電装置の提供。
【解決手段】垂直型風力発電装置において、同極が相対する２枚の永久磁石３により、回転ブレード４、はずみ車５、外転コアレス発電機７の回転軸５３をほぼ無抵抗で回転するよう支持し、該回転軸５３の上端部に変速機能付モータ２の回転軸と連結し、風力が低下すると該モータが自動的に作動する風力監視装置で常時ブレード４は回転し、一定以上の発電を得られることが可能となった。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直型風力発電装置において、風力の低下または、停止状態となった場合、ブレード（回転翼）の回転は低下、停止し発電停止状態にならないため、常時一定状態でブレードが回転させる低電力で変速機能付モータによりブレード回転軸を回転させ、常時一定電力を発電する垂直型風力発電装置における補助動力付発電装置に関する。

従来、発電装置には、ソーラー型発電機、風力発電機、原子力発電機、火力発電機と様々な発電機装置があるが、特に垂直型風力発電において、風力の低下や停止で発電能力が低下、停止となっていた。

上記のような欠点を解消するためと本発明は、風力の低下や停止状態でも、垂直型風力発電装置において、低電力で作動する変速機能付モータをブレードと従来あるはずみ車を装着し、また、同極が相対する２つのドーナツ状の永久磁石が、前記ブレードとはずみ車（ブレードの回転を安定化するもの）及び永久磁石外転コアレス式同期発電機を浮揚し支持したことで、ほぼ無抵抗でブレードの回転軸は回転するので、前記変速機能付モータの回転力に負担がかからず、低電力で該ブレードの回転軸を回転させ、風力監視装置と間欠スイッチなどを電源と変速機能付モータの間に介在させ、常時一定の効率の良い発電を得られる発電装置とすることを目的とした。

本発明は、概ね５つの装置からなり、先ず最上部には、変速機能付モータ（一実施例とし該下方には、同極が相対する２枚のドーナツ状の永久磁石、該磁石の下方にはブレード（回転翼）、該回転翼の下方にはずみ車、該はずみ車の下方に前記同様の２枚の永久磁石、該磁石の下方には永久磁石外転コアレス式同期発電機が、電気ブレードの回転軸の一直線上に配置されている。

また、最上部に配置した変速機能付モータと電源との間に間欠スイッチ、風力監視装置を介在させ、一定の風力以下となった場合、該変則機能付モータが作動する。

更に、発電機から発電した電力を充電機に充電し、インバータに接続し、所要の電力とし、家庭用の電力や自動車の充電などの電力を供給することが可能となった。

本発明は、垂直型風力発電装置において、風力の少ない場所や風力の低下、停止いた場合でも、常時発電装置のブレードは、常時一定の回転数を保ち、電力を発電できるので、従来のように風の無い場合でも発電可能となった。
また、低電力で作動する変速機能付モータを使用しているため、消費電力もわずかな電力で、電気料金もわずかとなる。
また、別の小さな充電器から該変速機能付モータを作動させることにより、電線のない防波堤や畑、山中での発電も可能である。

本発明を、図面に添って説明すると、図１及び図２に示す通り、図１は、本発明を構成する主な詳細図であり、図２は、垂直型風力発電装置の一実施例を示すものである。

図１において、最上部から、変速機能付モータ２、２枚のドーナツ状永久磁石３が同極で相対して配置されて、該磁石の下方にブレード４が、回転を安定化するためのはずみ車５及び前記同様の浮揚手段であるドーナツ状磁石６を介し、最下部にある、永久磁石外転コアレス式同期発電機は、前記ブレード回転軸５１の一直線上に各回転軸と連結されている。

前記それぞれ２枚のドーナツ状の永久磁石３，６の中央部は前記回転軸５１が摺動し、ナット５８、５９で２枚のドーナツ状磁石の下側の磁石と反発する間隙を保持する。

また、上部にある浮揚手段であるドーナツ状永久磁石６は、ブレード４、はずみ車５及び発電機７を浮揚し、支持するためのものであって、下方にある浮揚手段の磁石６は、浮揚の役割と発電機７が持ち上がらないため設けられている。

以上が主な構成の説明で、さらに詳しく説明すると、最上部にある変速機能２２とモータ２１からなる変速機能付モータ２は、プレート４１に固定され、該プレート４１には、前記変速機能付モータ２の回転軸８が回動可能な大きさの貫通孔４１ａが設けられ、該モータの回転軸８は、該貫通孔８を介し、前記ブレード４の回転軸５１と連結具２３で連結されている。

該連結具２３は、該下方にある、浮揚手段である２枚のドーナツ状の永久磁石が、同極で相対して配置され、固定具２５に嵌合し、ボルト２６でプレート４２に固定されている。

該プレート４２にも前記ブレード４の回転軸５１が回動可能な貫通孔４２ａが設けられ、ブレード６０の支持棒６１でブレード４の回転軸５１に固定され、該ブレード４の下方には、ブレード４の回転軸５１がはずみ車５の中心部の貫通孔５４を挿通し、ナット３１と３２で固定されているはずみ車５の金属製の本体５４が回転することにより、ブレード４が安定した回転を得られる。

該はずみ車５の下方には、前記同様の浮揚手段である、同極が相対して配置されている、２枚のドーナツ状の永久磁石３３，３４は固定具３６に嵌合し、ボルト３５でプレート４３に固定されているが、該浮揚手段の目的と発電機７が浮き上がらないための押さえの目的のものであり、発電機７の回転軸５３は、連結具４０によりブレード４の回転軸５１と連結されている。

該発電機７の下部の配線カバー５５はプレート４４に設けた貫通孔５２を挿通し、送電用電線７０が、充電器８０、インバータ９０へと接続される。

図２は、垂直型風力発電装置の一実施例を示すもので、前記、変速機能付モータ２、ブレード全体４、はずみ車、発電機などが支持枠１００で支持されている。

変速機能付モータ２は、風力監視装置１０と接続され、風力が一定以下となった場合、作動する。

該風力監視装置１０の中には、間欠スイッチ１１０が内蔵されているので、変速機能付モータ２が作動した場合、モータの電源が間欠でＯＮとなる。

これは、前記ブレード４の下方に配置された、はずみ車５があるため、常時ＯＮとなる必要がなく、最小限の電力で、変速機能付モータ２は作動することになるので、本発明の垂直型風力発電装置では、常時一定の電力を発電できた。

参考として、図３と図４は、前記発電機の発電特性の表とグラフである。

本発明によると、従来の垂直型風力発電では、風力の強弱で発電能力が異なっていたが、変速機能付モータの補助動力源を持ち、常時一定の発電が可能となったので、一般家庭用電力、公園などの照明用電力、その他多様であるが、特に電気自動車の充電用として利用でき、その他の実施例として、電気自動車等にブレード４を取り去り、常時充電の補助設備となり、又、図１，２に示す発電機７は吊り下げではなく、取り付けた状態だけで、加重は加わらない。

また、従来の発電装置より安価であることも本発明の大きな利点であり、一般家庭にも普及され易いことである。

また、二酸化炭素をほとんど発生しないので、環境にも地球の温暖化にも大きく貢献する。

本発明の主な構成を示す参考断面図である。本発明を取り付けた一実施例を示すものである。発電機の出力特性を示す参考の表である。発電機の出力特性を示す参考のグラフである。

Claims

垂直型風力発電機において、ブレード、はずみ車、発電機を同極が相対する２枚の永久磁石によりほぼ無抵抗で回転させ、前記の最上部に変速機能付モータを前記ブレード、はずみ車、発電機の回転軸の上端部と連結し、風力が低下した場合、前記変速機能付モータを自動的に作動して、常時一定の発電を得られることを特徴とした、垂直型風力発電機装置における補助動力付発電装置に関する。